(LUẬN văn THẠC sĩ) xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm

TỔNG QUAN

Khái quát về nguyên tố As

1.1.1 Các dạng tồn tại của Asen trong tự nhiên

Asen (As), hay còn gọi là thạch tín, được Albertus Magnus phát hiện lần đầu vào năm 1250 Đây là một nguyên tố bán kim loại phổ biến, xếp thứ 20 về độ phổ biến trong vỏ trái đất, chiếm từ 1,1 đến 4,0% tổng nguyên tử trong vỏ trái đất Asen đứng thứ 14 trong nước biển và thứ 12 trong cơ thể con người, có số thứ tự 33 thuộc chu kỳ 4 và phân nhóm phụ 4 trong bảng hệ thống tuần hoàn.

1.1.1.1 Asen trong vỏ trái đất

Asen là nguyên tố chiếm khoảng 0,001% trong vỏ trái đất, với nồng độ trung bình khoảng 2mg/kg trong các loại đá lửa và đá trầm tích Hàm lượng asen cao hơn trong các trầm tích sét mịn và khoáng photphorit Tự nhiên, asen tồn tại trong hơn 200 loại khoáng khác nhau, chủ yếu dưới dạng asenat (60%), sunphua (20%), và các dạng khác như asenua, oxit, silicat và asen nguyên tố Một số khoáng chứa asen phổ biến bao gồm realgar (AsS), orpiment (As2S3), asenopyrit (FeAsS), loellingite (FeAs2), asennolit (As2O3), domeykite (Cu3As) và enargite.

1.1.1.2 Asen trong trầm tích và đất

Hàm lượng asen tự nhiên trong đất khoảng từ 0,1- 40,0 mg/kg, trung bình là

Hàm lượng asen trong đất dao động từ 5 mg/kg, với đất cát có hàm lượng asen thấp nhất, trong khi đất bồi và đất mùn hữu cơ có mức cao hơn Tuy nhiên, các hoạt động của con người đã làm gia tăng đáng kể hàm lượng asen trong đất, với nồng độ lên tới 50 - 550 mg/kg trong đất nông nghiệp sử dụng thuốc trừ sâu chứa asen và 20,1 - 35,5 g/kg trong đất tại bãi rác thải của nhà máy sản xuất thuốc trừ sâu.

Hàm lượng tổng As trong bùn biển đại dương thế giới là 1 ppm, trong khi đó, trầm tích Đệ tứ hạt mịn ở Kyoto và Sendai (Nhật Bản) có hàm lượng khoảng 1-30 ppm Tại Hà Nội, hàm lượng As trong trầm tích Đệ tứ ở các giếng khoan dao động từ 6 - 63 ppm, với trầm tích sét nâu chứa 2-12 ppm và sét màu xám có hàm lượng 0,5 ppm.

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Hàm lượng As trong trầm tích biển ven bờ Việt Nam dao động từ 0,1 đến 6,1 ppm, và có mối quan hệ tuyến tính với hàm lượng Fe(OH)3 và FeOOH trong cát vàng - nâu xám, với mức 5,0 ppm.

Asen tồn tại trong nước tự nhiên với nồng độ thấp, khoảng vài àg/l hoặc nhỏ hơn Nồng độ asen trong nước biển dao động từ 1 - 8 àg/l, trong khi nước ngọt không ô nhiễm có nồng độ từ 1 - 10 àg/l, và có thể tăng lên đến 0,1 - 5,0 mg/l tại những khu vực có khoáng chất sunfur và vùng mỏ Trong môi trường nước, asen thường xuất hiện dưới dạng asenat As(V) hoặc asenit As(III) Các hợp chất asen hữu cơ như MMA (axit monometyl asonic), DMA (axit dimethyl asonic), và TMA (axit trimetyl asonic) cũng có mặt tự nhiên trong nước nhờ vào các hoạt động sinh học.

Hàm lượng asen trung bình trong nước ngầm thường dao động từ 1 - 2 µg/l, nhưng ở những vùng có đá núi lửa và cặn khoáng sulfur, nồng độ có thể vượt quá 3 mg/l Theo tổ chức y tế thế giới WHO, nồng độ tối đa cho phép của asen trong nước uống là 10 µg/l Nghiên cứu chất lượng nước ngầm cho thấy nhiều khu vực, bao gồm Ấn Độ, Bangladesh, Nepal, Myanmar, Cambodia, Trung Quốc, Đài Loan, Việt Nam, Hungary, Rumania, Argentina, Chile, Mexico và một số vùng ở Mỹ, đặc biệt là Tây Nam, đã bị ô nhiễm asen với nồng độ trên 50 µg/l.

Kể từ năm 1999, các nhà khoa học Việt Nam, với sự hỗ trợ từ các tổ chức nhân đạo quốc tế, đã tiến hành khảo sát hệ thống về ô nhiễm asen Kết quả cho thấy ô nhiễm asen trong nước ngầm ở Việt Nam là một vấn đề thực tế và phổ biến, đặc biệt ở các vùng đồng bằng thuộc lưu vực sông Hồng và sông Mê Kông.

1.1.1.4 Asen trong cơ thể người và động vật

Asen tích lũy trong cơ thể người và động vật với nồng độ khác nhau, phụ thuộc vào mức độ phơi nhiễm ở từng vùng Ở động vật có vú, asen chủ yếu tích tụ trong các mô ngoại bì, đặc biệt là trong lông, tóc và móng.

Nghiên cứu xác định hàm lượng asen trong mẫu thực phẩm cho thấy rằng hàm lượng asen trong các động vật nuôi và con người thường nhỏ hơn 0,3 mg/kg Cơ thể người có thể chứa từ 3-4 mg asen, và hàm lượng này có xu hướng tăng theo độ tuổi Phân tích cho thấy, trừ tóc, móng và răng, hàm lượng asen trong các mô của cơ thể người thường dao động từ 0,3 đến 147,0 ppb theo trọng lượng khô, và từ 0,01 đến 0,09 ppb theo trọng lượng ướt.

Asen vô cơ thường tích lũy trong tóc và các mô giàu keratin của cơ thể người, với nồng độ bình thường trong tóc từ 8-250 ppb; nồng độ từ 1 ppm trở lên được coi là nhiễm độc Lượng asen trong nước tiểu của người bình thường khoảng 5-40 µg/ngày, trong khi trường hợp nhiễm độc cấp tính có thể vượt quá 100 µg/ngày Nồng độ asen hàng ngày phụ thuộc vào lượng asen trong thực phẩm tiêu thụ Các hợp chất asen hữu cơ như asenobetain (AsB) và asenochblin (AsC) có hàm lượng cao trong sinh vật biển và rất bền với sự phân hủy hóa học Thông thường, các dạng asen hữu cơ được đào thải nhanh hơn so với các dạng asen vô cơ, với As(V) được thải loại nhanh hơn As(III).

1.1.2 Sự phân bố của asen trong môi trường

Có 3 dạng biến đổi sinh học chủ yếu của asen trong môi trường:

- Quá trình oxy hóa giữa asenit và asennat

- Quá trình khử và methyl hóa asen

- Quá trình tổng hợp sinh học của các dạng asen hữu cơ

Asen chủ yếu phân bố trong môi trường nước, tồn tại dưới dạng asennat trong nước bị oxy hóa và dạng asenit trong môi trường khử như nước giếng sâu Quá trình methyl hóa asen vô cơ thành acid methylarsenic và acid dimethylarsenic liên quan đến các hoạt động sinh học trong nước Một số loài sinh vật biển tham gia vào việc chuyển đổi asen vô cơ thành các hợp chất hữu cơ phức tạp như arsenobetaine, arsenocholine và arsoniumphospholipid.

Trong môi trường đất oxy hóa, asen vô cơ xuất hiện chủ yếu dưới dạng As(v), trong khi đó, trong môi trường khử, nó tồn tại dưới dạng As(III) Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng có sự methyl hóa sinh học của asen.

Hợp chất asen methyl hóa đã được phát hiện trong khí nhà kính, trong khi dạng khí của asen chủ yếu tồn tại dưới dạng vô cơ Tính chất hóa học của asen vô cơ trong môi trường nước, đặc biệt là pH và oxy, rất phức tạp Ở điều kiện có lượng khí CO2 cao, muối asenate phân ly thành bốn dạng acid arsenic [As(V)]: H3AsO4, H2AsO4-, HAsO42- và AsO43- Ngược lại, trong môi trường khử, asen sẽ chuyển hóa thành dạng [As(III)]: H3AsO3.

H 2 AsO 3 - , HAsO 3 2- Acid asenic ít độc nhất trong các dạng asen vô cơ, acid arsenous độc hơn và không được phép tồn tại trong cơ thể sống.[38]

Nhiều phản ứng sinh học và hóa học như oxy hóa khử, hấp phụ, kết tủa, methyl hóa và hóa hơi đóng vai trò quan trọng trong chu kỳ hoạt động của asen, kiểm soát sự hiện diện của nó trong môi trường Asen chỉ gây hại cho con người từ một số dạng cụ thể, không phải từ tổng thể Các quá trình hóa học và vật lý trong đất, nước và cặn bùn ảnh hưởng đến việc vận chuyển và phân bố asen Lượng oxy điều chỉnh các phản ứng oxy hóa khử giữa arsenate và arsenite, trong khi sự hấp thu và kết tủa asenate và asenite giúp ngăn chặn hoạt động của asen hòa tan Asenic có thể được giải phóng từ đá và bùn lắng hoặc thông qua quá trình oxy hóa của arsenopyrite (FeAsS), đưa asen vào môi trường Quá trình methyl hóa asenite thành monomethylarsonic acid (MMA) và dimethylarsinic acid (DMA) tạo ra hợp chất arsen hữu cơ, góp phần vào các phản ứng sinh học trong chu trình asen Một số dạng asen tồn tại trong môi trường đã được chỉ ra trong Bảng 1.1.

Các dạng As trong môi trường nước, chủ yếu là bốn dạng As(III), As(V), DMA và MMA, trong đó hai dạng vô cơ có độc tính cao hơn

Các phương pháp phân tích tổng hàm lượng asen

Phương pháp này dựa trên khả năng tạo phức màu giữa chất phân tích và thuốc thử, cho phép đo độ hấp thụ quang tại bước sóng tối đa Từ đó, nồng độ của chất phân tích có thể được xác định chính xác.

Có thể xác định As bằng thuốc thử bạc dietydithiocacbanat ở môi trường pH

Trong phương pháp xác định asen, khí asen được dẫn qua bình thủy tinh chứa chì axetat và sau đó vào bình chứa bạc dietydithiocacbanat, nơi asen tạo phức màu đỏ với bạc có bước sóng hấp thụ cực đại tại 520nm Mặc dù sunfua và các kim loại như coban, đồng, thủy ngân có thể ảnh hưởng đến kết quả, nhưng có thể loại trừ tác động của chúng bằng chì axetat Đặc biệt, antimon có ảnh hưởng đáng kể đến việc xác định asen, vì hợp chất SbH3 cũng hình thành và tạo phức màu đỏ với bạc dietydithiocacbanat, có bước sóng hấp thụ cực đại tại 510nm Tuy nhiên, chỉ khi hàm lượng antimon lớn hơn 5mg/l mới gây ảnh hưởng, do đó phương pháp này chỉ phù hợp để xác định asen trong mẫu có hàm lượng antimon thấp.

Phương pháp xác định asen trong mẫu nước có độ nhạy cao, cho phép phát hiện nồng độ thấp tới 1 àg/ml Năm 1979, tác giả David Blo đã nghiên cứu và so sánh giới hạn phát hiện asen trong tế bào động vật bằng hai phương pháp: phương pháp so màu với thuốc thử bạc dietydithiocacbanat và phương pháp hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa Kết quả cho thấy cả hai phương pháp đều có độ nhạy tương đương, và phương pháp này đã được công nhận là tiêu chuẩn trong việc xác định asen trong nước.

1.2.2 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS

Do As và hợp chất của nó có nhiệt độ nóng chảy và sôi thấp, nên hệ thống nguyên tử hóa mẫu bằng phương pháp ngọn lửa (F-AAS) thường được lựa chọn Phương pháp này sử dụng không khí nén và C2H2 với nhiệt độ nguyên tử hóa khoảng 3700 °C, độ nhạy khoảng 0,5 µg/ml và giới hạn phát hiện 0,2 µg/ml, trong khoảng tuyến tính 1-50 µg/ml F-AAS kết hợp với kỹ thuật tạo ra hydride là một trong những kỹ thuật phổ biến nhất để xác định asen trong các mẫu môi trường, cải thiện giới hạn phát hiện lên đến 100 lần so với các phương pháp khác như phổ hấp thụ nguyên tử nhiệt điện (ET-AAS) và phổ hấp thụ nguyên tử lò than chì (GF-AAS).

- Ưu nhược điểm của phương pháp + Ưu điểm:

Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử nổi bật với độ nhạy và độ chọn lọc cao, được ứng dụng rộng rãi trong việc xác định vết kim loại Phương pháp này đặc biệt hữu ích trong phân tích nguyên tố vi lượng trong mẫu y học, sinh học, nông nghiệp và thủy sản, cũng như kiểm tra hóa chất có độ tinh khiết cao Nhờ vào độ nhạy vượt trội, nhiều trường hợp không cần làm giàu nguyên tố trước phân tích, giúp tránh nhiễm bẩn mẫu trong quá trình xử lý phức tạp Với trang thiết bị hiện đại, người ta có thể xác định đồng thời hoặc liên tiếp nhiều nguyên tố trong một mẫu, mang lại kết quả phân tích ổn định và sai số nhỏ.

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu này nhằm cung cấp thông tin chi tiết về sự hiện diện và mức độ của asen, một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sức khỏe con người Các phương pháp phân tích hiện đại được áp dụng để đảm bảo độ chính xác và tin cậy của kết quả Thông qua việc hiểu rõ hàm lượng asen trong thực phẩm, người tiêu dùng có thể đưa ra quyết định tốt hơn về chế độ ăn uống của mình.

Phương pháp AAS có nhược điểm là yêu cầu hệ thống thiết bị đắt tiền và do độ nhạy cao, sự nhiễm bẩn có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích hàm lượng vết.

Phương pháp cực phổ có độ nhạy từ 10^-4 đến 10^-5 M, với cường độ dòng điện phụ thuộc vào thế điện phân và thế điện cực trong dung dịch Quá trình điện phân được thực hiện và cường độ dòng điện được đo với các dung dịch chuẩn có nồng độ đã biết Từ đồ thị, nồng độ chất phân tích có thể xác định dựa vào cường độ dòng điện Giá trị nửa thế súng E cung cấp thông tin về thành phần định tính, trong khi chiều cao sóng (I) cho biết hàm lượng chất phân tích.

Từ lâu phương pháp Vol-Ampe hòa tan đã được dùng để xác định asen trong mẫu sinh học với giới hạn phát hiện cỡ ng/ml.[76]

Một số phương pháp điện hóa hiện có để xác định asen ở mức độ vi lượng, nhưng chúng thường bị ảnh hưởng bởi nền mẫu Để thực hiện các phép đo chính xác, cần loại bỏ hoàn toàn nền mẫu thông qua sắc ký hoặc quá trình vô cơ hóa Phép phân tích cực phổ trực tiếp chỉ có thể xác định asenite ở nồng độ trên 0,7 mg/l, điều này quá cao cho việc phân tích các mẫu môi trường không ô nhiễm Giới hạn phát hiện arsenite bằng phương pháp phân cực xung vi phân khoảng 20 μg/l, trong khi giới hạn phát hiện thấp nhất đạt được là 0,3 μg/l khi kết hợp với phương pháp chiết Mặc dù các phương pháp điện hóa có thể xác định asen, nhưng do bị ảnh hưởng bởi nhiễu nền mẫu và độ không đảm bảo đo lớn, nên chúng không được sử dụng phổ biến trong phân tích asen.

1.2.4 Phương pháp khối phổ nguyên tử nguồn ion hóa cảm ứng cao tần plasma

Phương pháp ICP-MS, được giới thiệu vào năm 1983, đã nhanh chóng được nhiều phòng thí nghiệm áp dụng Phương pháp này kết hợp nguồn ICP (Inductively Coupled Plasma) với một phổ kế khối, cho phép chuyển đổi các nguyên tử thành ion để phân tích chính xác.

Mẫu được đưa vào plasma ICP thông qua bộ tạo sol khí hoặc bằng cách hút mẫu rắn hoặc chất lỏng hòa tan Ngoài ra, laser cũng có thể được sử dụng để chuyển trực tiếp mẫu rắn thành sol khí Khi sol khí được đưa vào nguồn ICP, nó sẽ bị phá hủy hoàn toàn, các nguyên tố trong sol khí sẽ chuyển đổi thành các nguyên tử ở trạng thái khí và sau đó được ion hóa trong plasma Các ion này sau đó sẽ được phân tách và phát hiện bằng máy quang phổ khối.

Trong phân tích asen (As) bằng phương pháp ICP-MS, việc bổ sung metanol vào mẫu huyết tương có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích.

As Với việc thêm metanol vào mẫu, cường độ tín hiệu 12 C 35 Cl + tăng 11,1 lần trong khi 40 Ar 35 Cl + chỉ tăng 1,17 lần.[77]

Phân tích tổng lượng asen trong mẫu cá ngừ bằng phương pháp phân hủy mẫu bằng lò vi sóng và đo bằng ICP-MS-7500 cho kết quả nồng độ asen lần lượt là 3,49 ± 0,08 μg/g và 3,56 ± 0,011 μg/g Đối với hai mẫu chuẩn cá DORM-2 và DORM-3, hàm lượng asen tổng lần lượt là 17,7 ± 0,08 μg/g và 6,77 ± 0,14 μg/g Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) của phương pháp lần lượt là 0,067 ng/g và 0,195 ng/g Phương pháp ICP-MS nổi bật với khả năng phát hiện cao, phân tích đa nguyên tố, phân tích đồng vị và khoảng tuyến tính động học rộng.

Hình 1.4 Nguồn ion hóa ICP cho thấy sự biến đổi của mẫu [23]

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu này nhằm cung cấp thông tin chi tiết về mức độ ô nhiễm asen trong thực phẩm, từ đó giúp nâng cao nhận thức về an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng Việc xác định chính xác hàm lượng asen sẽ hỗ trợ các cơ quan chức năng trong việc quản lý và kiểm soát chất lượng thực phẩm.

1.2.5 Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử nguồn cảm ứng cao tần plasma (ICP-AES)

Quang phổ phát xạ nguyên tử plasma cảm ứng (ICP-AES) sử dụng plasma, thường là argon, ở nhiệt độ từ 6000 đến 8000 o K để kích thích chất phân tích Trong plasma, các nguyên tử, phân tử và ion ở trạng thái năng lượng khác nhau được hình thành, nhưng giới hạn phát hiện đối với asen chỉ đạt 30 μg/l, khiến kỹ thuật này không phổ biến trong phân tích mẫu sinh học Việc áp dụng bộ tạo sol khí siêu âm có thể nâng hiệu suất vận chuyển mẫu từ 1-2% lên 10-20%, cải thiện giới hạn phát hiện cho hầu hết các thành phần gấp 10 lần Tuy nhiên, bộ tạo sol khí siêu âm có chi phí cao và nhạy cảm với nền mẫu ICP-AES cũng gặp phải nhiễu do phổ phát xạ phức tạp, bao gồm cả nguyên tử và ion, nên thường được kết hợp với hệ thống tạo hydro để giảm nhiễu và nâng cao giới hạn phát hiện.

Các phương pháp phân tích dạng asen

Để xác định các hợp chất asen, cần phải xem xét ba bước chính

Bước đầu tiên trong quy trình là chiết xuất các loại asen từ mẫu Trong quá trình này, cần đảm bảo rằng các hợp chất asen không bị thay đổi hay phân hủy hóa học Do đó, quá trình chiết xuất nên được thực hiện nhẹ nhàng để tối đa hóa lượng asen có trong mẫu được chiết xuất.

Sau khi phân tích các hợp chất asen trong dung dịch, cần thực hiện bước tách để phân chia các hợp chất khác nhau Do các đặc tính hóa học đa dạng của asen, bao gồm anion, trung tính và cation, việc tách rời chúng trong một lần chạy đơn là không khả thi Do đó, cần áp dụng một sự kết hợp của các phương pháp tách khác nhau, như sắc ký lỏng, sắc ký khí hoặc điện di, để đạt được kết quả chính xác.

Bước 3: Sau khi các hợp chất đã được tách ra, chúng phải được phát hiện bởi AAS, AFS, MS, ICP- MS,…

Có nhiều phương pháp xác định hàm lượng asen, nhưng chúng chủ yếu được chia thành hai loại: phương pháp phi sắc ký và phương pháp sắc ký.

1.3.1 Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao ghép nối hệ hydrua quang phổ huỳnh quang nguyên tử (HPLC-UV-HG-AFS)

Hệ thống LC bao gồm bơm DIONEX P580 bốn cổng với hệ thống loại bỏ khớ trực tiếp, cùng với bơm tự động sỏu cổng và vũng mẫu 100 µl Cột sắc ký sử dụng là DIONEX AS7 (250mm × 4 mm) và cột bảo vệ là DIONEX AG7.

Các dung dịch oxi hóa được bơm với tốc độ 0,5 ml/phút bằng bơm nhu động Gilson Minipuls 2, và được kết nối vào cổng T ở đầu ra của cột sắc kí.

Phản ứng quang hóa diễn ra trong ống PTFE quấn quanh đèn Philips TUV-15 với bước sóng 253,7 nm và công suất 15W, dài 44 cm Kích thước chiều dài và đường kính trong của bóng đèn được lựa chọn sau quá trình tối ưu hóa.

Dung dịch HCl và NaBH4 được bơm vào quá trình hydrua hóa asen qua các cổng chữ T bằng bơm nhu động Labcraft với tốc độ 0,3 ml/phút Hơi asen sau đó được dẫn đến detector huỳnh quang nguyên tử thông qua dòng khí Ar.

Phương pháp này có độ nhạy cao nhưng gặp phải giới hạn phát hiện thấp Tính đơn sắc của ánh sáng và hiệu ứng nền là nguyên nhân chính gây ra nhiễu trong quá trình phân tích mẫu thực Tuy nhiên, việc tách khí asin giúp loại bỏ ảnh hưởng của thành phần nền, từ đó nâng cao đáng kể độ nhạy của detector AFS.

Hình 1.5 Hệ ghép nối HPLC-UV-HG-AFS [ 24]

Bài viết này đề cập đến việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu này nhằm cung cấp thông tin chi tiết về sự hiện diện và nồng độ của asen, một yếu tố quan trọng liên quan đến an toàn thực phẩm và sức khỏe con người Việc phân tích chính xác hàm lượng asen trong thực phẩm giúp nâng cao nhận thức về nguy cơ tiềm ẩn và đảm bảo tiêu chuẩn an toàn thực phẩm.

1.3.2 Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao ghép nối với hệ quang phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kĩ thuật hydrua hóa (HPLC-HG-AAS)

Phương pháp này giúp xác định các dạng asen độc hại như As(III), As(V), MMA và DMA Tuy nhiên, nó không thể phát hiện asenobetain (AsB) và arsenocholine (AsC) do hai chất này không bị hydrua hóa bởi hydro nguyên tử.

Phương pháp phân tích asen sử dụng cột trao đổi ion trong thiết bị HPLC để tách các dạng asen, sau đó dẫn chúng vào bộ hydrua hóa của thiết bị AAS Tại đây, asen được chuyển hóa thành hơi asin nhờ NaBH4 trong môi trường axit HCl Hơi asin tiếp tục được đưa vào bộ nguyên tử hóa mẫu bằng khí mang Ar, tạo ra các đám hơi nguyên tử tự do Một chùm ánh sáng đơn sắc chiếu qua đám hơi này, cho phép đo cường độ dòng ánh sáng và thu được phổ hấp thụ của nguyên tố.

Phân tích Asen và selen trong nước ngầm ô nhiễm tại Kelheim, Đức, được thực hiện bằng phương pháp HPLC-HG-AAS Phương pháp này có giới hạn phát hiện cho As(III) là 0,9 àg/l, DMA 2,3 àg/l, MMA 1,4 àg/l và As(V) 2,0 àg/l Một trong những ưu điểm nổi bật của phương pháp này là giảm thiểu nhiễu nền, cho phép phân tích nhanh chóng và tiết kiệm chi phí vận hành.

Hình 1.6 Sơ đồ ghép nối hệ HPLC – HG – AAS [13]

1.3.3 Phương pháp điện di mao quản CE-UV

Nguyên tắc của sự tách trong kỹ thuật CEC dựa trên tính chất điện di của các phần tử chất tan trong mao quản có đường kính từ 25 - 100 μm, trong dung dịch điện ly ở pH thích hợp, dưới tác dụng của một từ trường điện E được cung cấp bởi nguồn điện thế một chiều từ 15 - 40 kV Kỹ thuật này cho phép tách các chất hiệu quả nhờ lực từ trường điện E, mang lại nhiều ưu điểm như tiết kiệm mẫu và hóa chất, số đĩa hiệu dụng Nef lớn, cùng với tốc độ tách nhanh và hiệu quả cao.

Cơ chế điện di là quá trình di chuyển của các ion trong ống mao quản dưới tác động của lực điện trường và dòng điện di thẩm thấu Sự di chuyển này phụ thuộc vào điện tích và kích thước của các chất tan, tạo ra sự khác biệt trong cách mà chúng di chuyển Dòng điện di thẩm thấu (EOF) đóng vai trò quan trọng trong cơ chế này, ảnh hưởng đến khả năng di chuyển của các chất phân tích trong môi trường điện trường.

Hình 1.7 Cấu tạo hệ điện di mao quản [52]

Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Việc xác định chính xác hàm lượng asen là cần thiết để đảm bảo an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng Các phương pháp phân tích hiện đại được áp dụng để đo lường và đánh giá mức độ ô nhiễm asen trong thực phẩm, từ đó đưa ra các biện pháp kiểm soát hiệu quả Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho các cơ quan quản lý và người tiêu dùng về nguy cơ tiềm ẩn từ asen trong thực phẩm.

THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Hóa chất, dụng cụ và thiết bị

Tất cả hóa chất chuẩn được mua của Sigma Aldrich (Singapore)

Arsenobetaine: (AsB, M = 178,06 độ tinh khiết ≥ 95%) Axit dimethylarsinic: DMA, M = 183,93 độ tinh khiết ≥98%) Axit monomethylarsonic: MMA, M = 138,0 độ tinh khiết ≥98%) Arsenit: (AsIII), M = 197,84 độ tinh khiết > 99%

Sodium Arsenate dibasic heptahydrate: As(V), M = 312,01 độ tinh khiết

Các hóa chất khác của Đức gồm:

+ Nước deion -18 MΩ cm, từ hệ thống Millipore Milli-Q (Mỹ) + Acid nitric HNO3 65%,

+ Acid hydrocloric HCl 37%, + Methanol MeOH

+ EDTA,độ tinh khiết ≥98%) + Acid acetic CH3COOH

2.1.2 Chuẩn bị hóa chất và dung dịch chuẩn:

+ Pha dung dịch chuẩn gốc nồng độ 1000ppm từ chất gốc

Các chất chuẩn gốc bao gồm AsB, DMA, MMA và As(V) Chúng được cân chính xác trên cân phân tích, sau đó hòa tan và định mức bằng nước deion Sau khi lắc đều, các dung dịch này được bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ -4 °C.

Đối với As(III), cách pha chế như sau: Cân chính xác lượng mẫu đã tính toán và cho vào ống facol 15 Tiếp theo, thêm 400 µl NaOH 1M để hòa tan, sau đó bổ sung 400 µl HCl 1M để điều chỉnh pH.

Để tải xuống tài liệu TIEU LUAN MOI, vui lòng liên hệ qua email skknchat@gmail.com Dung dịch có pH nhỏ hơn 3 được định mức bằng dung dịch HCl 0,02M, cho phép thu được dung dịch As(III) với nồng độ 1000ppm trong môi trường HCl.

Dung dịch này được bảo quản -4 0 C, giữ trong bình nhựa, sử dụng trong một năm

Pha dung dịch chuẩn làm việc hỗn hợp 5 dạng asen bắt đầu bằng việc lấy các dung dịch chuẩn gốc từ tủ đông và rã đông đến nhiệt độ phòng Tiếp theo, từng dạng asen được hút theo thể tích đã tính toán vào ống facol, sau đó định mức bằng nước deion và lắc đều để thu được hốn hợp MIX 5 dạng.

As có nồng độ 10ppm Dung dịch này được bảo quản -4 0 C, giữ trong bình nhựa , sử dụng trong 1 tháng

Trước khi sử dụng dung dịch 5 dạng As 10ppm, hàng ngày cần pha dung dịch chuẩn hỗn hợp MIX 500ppb trong nước deion bằng cách pha loãng 20 lần Sau đó, tiến hành pha đường chuẩn hỗn hợp 5 dạng As với các nồng độ: 5, 10, 20, 50 và 100 ppb.

+ Dung môi pha động Dung dịch (NH 4 ) 2 CO 3 10mM:

Cân 0,9611g (NH4)2CO3 và 0,1g EDTA, cho vào bình định mức 1000ml và thêm nước deion Điều chỉnh pH về 9 bằng NH3 5% nếu pH < 9, hoặc bằng CH3COOH 5% nếu pH > 9, sau đó định mức đến vạch Dung dịch được lọc qua màng PE 0,45μm bằng bơm chân không và rung siêu âm để loại bỏ khí hòa tan trong 25 phút.

Dung dịch (NH 4 ) 2 CO 3 50mM:

Cân 4,8045g (NH4)2CO3 và 0,1g EDTA cho vào bình định mức 1000ml, thêm nước deion Hiệu chỉnh pH 9 bằng NH3 5 % nếu pH 9

Sau đú định mức đến vạch Dung dịch này được lọc qua màng PE 0,45àm bằng bơm chân không, sau đó rung siêu âm trong vòng 25 phút

Dung dịch pha động cần được chuẩn bị hàng ngày bằng cách pha 100ml dung dịch nội chuẩn 50ppb từ dung dịch chuẩn gốc As(V) 1000ppm, được sản xuất tại Đức, và pha loãng bằng nước deion.

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu nhằm cung cấp thông tin chi tiết về sự hiện diện của asen, một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sức khỏe con người Qua các phương pháp phân tích, bài viết sẽ làm rõ các dạng hợp chất asen có trong thực phẩm và mức độ của chúng, từ đó giúp nâng cao nhận thức về an toàn thực phẩm và sức khỏe cộng đồng.

2.1.3 Dụng cụ, thiết bị 2.1.3.1 Dụng cụ

- Micropipet 100àl-5000àl; 100àl – 1000l, 10àl – 100l, Đức

- Bình định mức 10ml, 500ml, Duran, Đức

- Bộ lọc pha động và bơm chõn khụng, màng lọc PE 0,45àm

Màng lọc 0,2 µm và 0,45 µm là thiết bị quan trọng trong phòng thí nghiệm Tất cả dụng cụ thủy tinh và nhựa, bao gồm chai polyethylene và chai thuốc thử, cần được làm sạch bằng cách ngâm trong dung dịch chất tẩy rửa Sau đó, chúng được rửa bằng nước tinh khiết từ hệ thống Millipore Q50 và cuối cùng ngâm trong HNO3 để đảm bảo độ sạch và an toàn cho các thí nghiệm.

(10% v/v) qua đêm Tiếp đó rửa bằng nước deion và làm khô trước khi sử dụng

Phân tích tổng hàm lượng các dạng As ( vô cơ, hữu cơ) được tiến hành trên hệ Agilent ICP-MS 7700x (Mỹ) như Hình 2.1

Hình 2.1 Hệ ICP-MS 7700X tại Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Xạ Hiếm

Hệ ghép nối HPLC-ICP-MS dùng cho phân tích dạng As

Các dạng asen hữu cơ và vô cơ được phân tách trên cột sắc ký HPLC theo pha động Sau đó, mỗi dạng asen được nguyên tử hóa và ion hóa bằng dòng cảm ứng cao tần, và được xác định bằng detector khối phổ.

Hình 2.2 Sơ đồ ghép nối HPLC-ICP-MS

ICP-MS của Perkin Elmer EALN 9000 Hệ thống HPLC LC 10A của hãng

Hình 2.3.Hệ ghép nối HPLC-ICP-MS dùng cho phân tích dạng As (Khoa hóa học - Trường Đại học khoa học Tự nhiên)

+ Lò phá mẫu vi sóng CEM MARS 6

- Kích thước thiết bị: Dài 63,5 cm x Rộng 53,3 cm x Cao 63,5 cm

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu này nhằm cung cấp thông tin chính xác về mức độ asen có trong thực phẩm, từ đó giúp nâng cao nhận thức về an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng Việc xác định hàm lượng asen là cần thiết để kiểm soát và giảm thiểu nguy cơ ngộ độc do tiêu thụ thực phẩm chứa asen.

- Màn hình cảm ứng: Màn hình cảm ứng bằng thủy tinh TFT-LED

- Thiết kế giá xoay:Giá xoay hoạt động ở trạng thái xoay liên tục hoặc xoay qua lại

- Khoang vi sóng: Phủ nhiều lớp Teflon chịu được áp lực cao

- Nguồn điện: 200/208/230 VAC (200-253 VAC), 60 Hz, 15A @ 230 VAC 220/240 VAC (202-250 VAC), 50 Hz, 15A @ 240 VAC

- Công suất nguồn phát: 1800W - Phát liên tục với nhiều mức công suất giúp điều khiển các phản ứng tốt hơn (Phương pháp IEC 705 - 1988)

Hình 2.4 Thiết bị phân hủy mẫu

Thiết bị chiết mẫu bằng siêu âm VC505 của Sonics – USA là một công cụ lý tưởng cho phòng thí nghiệm, được thiết kế chuyên dụng để phát sóng siêu âm với công suất 500 W và tần số 20 kHz Thiết bị này cho phép điều khiển công suất siêu âm và thời gian chiết, mang lại hiệu quả cao trong quá trình chiết xuất mẫu.

Hình 2.5 Thiết bị chiết mẫu sử dụng sóng siêu âm

Máy khuấy tự động điều chỉnh cường độ sóng và cho phép thay đổi đầu khuấy một cách dễ dàng Thiết bị trang bị màn hình LCD hiển thị hai hàng số, giúp người dùng theo dõi thông tin một cách rõ ràng Với hệ thống điều khiển bằng vi xử lý, máy đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình hoạt động Thời gian hoạt động liên tục của máy có thể điều chỉnh từ 1 giây đến 1 giờ, mang lại sự linh hoạt cho người sử dụng.

Có chức năng chạy theo chu kỳ điều khiển từ 1 đến 59 giây Thông số kỹ thuật:

+ Thiết bị đo pH 850 SI (Đức) Đặc tính kỹ thuật:

- Khoảng đo độ pH: -2,000 ÷ +19,999 pH

- Độ chính xác: tại 0,01/0,001 pH: ±0,01/±0,005

- Khoảng đo độ dẫn điện: -1999,+1999mV- Độ chính xác: 0,3mV

- Nhiệt độ: -5,0 +120,0 0 C - Độ chính xác: ± 0,1K

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu này nhằm cung cấp thông tin quan trọng về mức độ asen có trong thực phẩm, từ đó đánh giá tác động của nó đến sức khỏe con người Việc xác định chính xác các dạng hợp chất asen không chỉ giúp nâng cao chất lượng thực phẩm mà còn hỗ trợ trong việc xây dựng các quy định an toàn thực phẩm hiệu quả hơn.

2.2 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản, xử lý mẫu thực phẩm 2.2.1.Các loại mẫu đo

- Mẫu trắng: Sử dụng nước deion

Mẫu chuẩn CRM asen trong bột gạo (ERM®-BC211) được chứng nhận bởi Viện tài liệu tham khảo và đo lường Bỉ, bao gồm As (III), As (V) và DMA, cùng với tổng nồng độ asen Mẫu này được sử dụng để xác nhận phương pháp phân tích các hợp chất asen trong mẫu gạo.

Phương pháp nghiên cứu

2.3.1.Điều kiện tối ƣu thông số trên thiết bị đo tổng và dạng As Các điều kiện phân tích tổng asen trên ICP-MS 7700x cài đặt theo thông số như Bảng 2.1

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật và điều kiện vận hành thiết bị (ICP-MS 7700x (Mỹ))

Thông số máy Giá trị

Hệ ICP-MS Agilelnt ICP-MS 7700x (Mỹ)

Công suất cao tần (RF Power) 1250W Độ sâu mẫu (Smpl Depth) 8,0 mm

Khí mang (Carrier Gas) 1,05 l/min

Khí tạo plasma (Plasma gas) 15 l/min Khí phụ trợ (Auxiliary gas) 0,9 l/min Áp suất chân không (khi đo mẫu) 1,10 -4 – 2,10 -3 Pa Áp suất chân không (khi để máy Standby) 1,10 -5 – 6,10 -4 Pa

Water RF/WC/IF 48 vòng/phút

Tốc độ bơm mẫu 0,3 rps

Tốc độ bơm rửa 0,3 rps

Nhiệt độ nước làm mát 20 0 C

Thời gian đo cho 1 chỉ tiêu 0,09 giây

Số lần đo lặp 3 lần

Các điều kiện phân tích dạng As trên hệ ghép nối HPCL-ICP-MS trong đó khảo sát và cài đặt thông số như Bảng 2.2

Bảng 2.2:Tối ưu hóa các điều kiện đo phân tích dạng As bằng HPLC-ICP-MS

Thiết bị Giá trị cài đặt Thông số khảo sát HPLC (Shimadzu LC 10A)

Nhiệt độ cột tách Nhiệt độ phòng

Thành phần pha động Kênh A: 10 mM NH4)2CO3, pH 9,0 Kênh B: 50 mM (NH4)2CO3, pH 9,0

Tốc độ pha động 1,2 ml/phút, rửa giải theo gradient

ICP-MS (Perkin Elmer ELAN 9000)

Khí plasma 16 lít/phút Khí phụ trợ 1,25 lít/phút Khí tạo sol 0,8 lít/phút Công suất plasma 1250 W

Bộ tạo sol PFA Buồng phun Scott, double pass Ion đo As + (m/z 75), Cl + (m/z 37) Thời gian đo 100 ms

Chế độ đo Peak hopping Định lượng Phương pháp đường chuẩn và phương pháp nội chuẩn

Trong nghiên cứu này thiết bị sắc ký lỏng hiệu năng cao model Shimadzu LC-10A (Shimadzu, Nhật bản) bao gồm: bộ loại khí cho pha động, bộ chọn dung

Bài viết này trình bày quy trình xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm, sử dụng các thiết bị hiện đại như bơm cao áp bốn kênh, buồng ổn nhiệt cho cột tách và bộ điều khiển trung tâm Cột sắc ký trao đổi anion PRP-X100 (Hamilton, Mỹ) có kích thước hạt nhồi 10 µm, đường kính trong 4,6 mm và chiều dài 250 mm được áp dụng trong nghiên cứu Để phát hiện, khối phổ kế nguyên tử nguồn ion hóa plasma cao tần cảm ứng ELAN 9000 (Perkin Elmer, Mỹ) với phần mềm ELAN 3.0 được sử dụng, cùng với phần mềm Xcalibur version 2.0 (Thermo Scientific, Mỹ) để chuyển đổi, xử lý số liệu và định lượng.

2.3.2 Phương pháp xác định dạng tồn tại của As sử dụng hệ ghép nối HPLC- ICP-MS

Năm hợp chất asen, bao gồm AsB, As (III), DMA, MMA và As (V), đã được tách trên cột trao đổi anion mạnh Hamilton PRP X100 Pha động sử dụng trong quá trình tách này chứa amoni cacbonat, EDTA và methanol, với chế độ rửa giải gradient được tối ưu hóa, như thể hiện trong Bảng 2.2 Tốc độ dòng chảy của pha động được duy trì ổn định ở mức 1,2 ml/phút trong suốt quá trình tách sắc ký, dựa trên thời gian lưu của từng dạng, thứ tự tách 5 dạng hợp chất asen được xác định rõ ràng.

Các hợp chất asen như AsB, As(III), DMA, MMA và As(v) được tách ra khỏi cột trao đổi anion và gửi trực tiếp đến hệ thống ICP-MS để phát hiện Việc xác định các dạng asen được thực hiện thông qua việc so sánh thời gian lưu của từng hợp chất trên cột trao đổi anion PRP-X100 (250 x 2,1 mm x 10 àm, Hamilton, Mỹ) trong điều kiện thí nghiệm cụ thể, cùng với cường độ tín hiệu của phổ khối tại m/z:75 của As.

2.3.3 Nghiên cứu bộ bơm mẫu sau cột (hệ ghép nối HPLC-ICP-MS) khắc phục ảnh hưởng của cacbon

Cacbon xuất hiện phổ biến trong phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS) và có thể tìm thấy trong các mẫu môi trường, dinh dưỡng, lâm sàng và hóa dầu Ngoài ra, cacbon cũng có mặt trong các dung môi hữu cơ được sử dụng trong quá trình chuẩn bị mẫu, như chiết xuất hoặc dung môi rửa giải trong các kỹ thuật phân tích sắc ký Sự hiện diện của cacbon trong plasma gây nhiễu tín hiệu trong ICP-MS, làm tăng cường độ của các nguyên tố theo thứ tự giảm khối lượng do sự thay đổi không gian của vùng mật độ ion tối đa, ảnh hưởng đến việc tách ion.

Plasma đến detector có thể bị ảnh hưởng bởi các dung môi hữu cơ dễ bay hơi, gây cản trở tín hiệu của các nguyên tố Đặc biệt, nồng độ methanol cao có thể ức chế cường độ tín hiệu của các nguyên tố do tác động làm mát plasma.

Các nguyên tố như P, As, Se, Sb, Te, I, Au và Hg cho tín hiệu cao hơn khi sử dụng dung môi hữu cơ so với dung môi không chứa carbon Điều này liên quan đến phản ứng chuyển tải tích điện trong các hạt có chứa cacbon trong plasma, chủ yếu là C +, cùng với các ion như CO +, CO + 2, C + 2 và ArC + cũng có thể đóng vai trò quan trọng.

Hệ thống HPLC-ICP-MS với bộ bơm mẫu sau cột được sử dụng để bơm nội chuẩn và nghiên cứu các quá trình xảy ra trong plasma khi rửa giải gradient.

Trên Hình 2.6 là bộ bơm mẫu sau cột, được tạo ra từ 1 bộ van bơm mẫu 6 cổng dùng cho HPLC

Sử dụng bộ bơm mẫu sau cột để nghiên cứu ảnh hưởng của pha động, cụ thể là hàm lượng carbon trong pha động, tới tín hiệu phân tích arsenic (As) khi đo bằng ICP-MS Bộ bơm này cho phép bơm dung dịch chuẩn As với nồng độ 50 ppb tại mọi thời điểm trong quá trình tách Để đánh giá sự phụ thuộc của tín hiệu phân tích vào gradient pha động, 100 µl dung dịch chuẩn As(V) 50 ppb trong HNO3 được bơm vào hệ thống sau mỗi 2 phút.

Một thí nghiệm tương tự đã được thực hiện, trong đó pha động được thay thế bằng nước deion Diện tích pic của As(V) theo thời gian được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng của gradient pha động đến tín hiệu của As.

So sánh tín hiệu của As trong pha động và trong nước deion giúp đánh giá ảnh hưởng của cacbon đến tín hiệu phân tích Ngoài ra, bộ bơm mẫu sau cột còn được sử dụng để bơm chất nội chuẩn không đặc trưng.

Việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm là rất quan trọng, đặc biệt đối với những nguyên tố chỉ có một đồng vị bền như asen (As), photpho (P) và lưu huỳnh (S) Điều này giúp đảm bảo an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

2.3.4 Nghiên cứu phương pháp chiết mẫu siêu âm trích ly

Nghiên cứu này nhằm áp dụng kỹ thuật chiết siêu âm cho các mẫu thực phẩm, với mục tiêu giảm thời gian xử lý và ngăn chặn sự chuyển dạng của As Các điều kiện chiết đã được tối ưu hóa và phương pháp được xác nhận thông qua các mẫu chuẩn cá: DORM-4 và BCR-627.

Sơ đồ thiết bị phát sóng siêu âm

Hình 2.7 Thiết bị phát sóng siêu âm dạng thanh

Thiết bị phát sóng siêu âm cũng phải gồm có 3 phần tối cần thiết sau:

- Bộ phận chuyển phần lớn điện năng thành dòng điện xoay chiều tần số cao để vận hành bộ phận biến đổi

- Bộ phận biến đổi chuyển dòng điện xoay chiều tần số cao thành những dao động

Hệ thống truyền sóng sẽ gửi các dao động vào bên trong chất lỏng Trong điều kiện thí nghiệm, đầu siêu âm được đặt sâu 1cm, thời gian khảo sát siêu âm từ 10 đến 180 giây, và công suất siêu âm được điều chỉnh từ 40% đến 80%.

2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu

Phần mềm Xcalibur phiên bản 2.0 (Thermo Scientific, Mỹ) được sử dụng để chuyển đổi và xử lý dữ liệu cũng như định lượng Các pic riêng lẻ của từng dạng As được xác định tự động dựa vào thời gian lưu đã được khai báo trên thiết bị Từ diện tích pic và phương trình đường chuẩn, nồng độ các dạng As trong mẫu đo được xác định một cách chính xác.

Quy trình phân tích xác định tổng và dạng As

Các mẫu phân tích dạng và tổng As được xác định theo trọng lượng khô

Phân hủy mẫu bằng lò vi sóng

Trong việc phân tích mẫu hải sản và thực phẩm có chứa asen, việc phá vỡ cấu trúc protein là cần thiết để chuyển đổi chúng thành dạng vô cơ Phương pháp xử lý mẫu hiện đại này không chỉ giúp rút ngắn thời gian xử lý mà còn đảm bảo không làm mất mẫu phân tích, đồng thời cho phép vô cơ hóa nhiều mẫu cùng lúc Quy trình sử dụng axit HNO3 kết hợp với tác nhân oxy hóa H2O2 để đạt hiệu quả tối ưu.

Các bước tiến hành khi phân hủy mẫu bằng lò vi sóng

Cân chính xác từ 50,0 đến 200,0 mg mẫu thực phẩm đã được đông khô hoặc sấy khô, tùy thuộc vào hàm lượng As có trong mẫu để chọn lượng cân phù hợp Sau đó, cho mẫu vào bình xử lý Teflon có dung tích 100ml và thực hiện quá trình phá mẫu lặp trong lò vi sóng.

Thêm vào bình 5ml HNO3 đặc; 0,5ml H2O2 đặc) Tiến hành phá kèm mẫu trắng Đặt chương trình phá mẫu qua 3 bước:

Bước 1: công suất lò 30% – thời gian 3 phút Bước 2: công suất lò 50% – thời gian 5 phút Bước 3: công suất lò 45% – thời gian 15 phút

Sau khi chương trình kết thúc, để đạt nhiệt độ phòng, mẫu cần được pha loãng sao cho nồng độ HNO3 khoảng 2%, sau đó định mức đến thể tích xác định (25ml hoặc 50ml) Dung dịch mẫu sẽ được lọc qua màng lọc có đường kính lỗ 0,45μm, và tiến hành đo phổ ICP-MS theo các điều kiện nghiên cứu đã được chỉ định trong Bảng 2.1.

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Chúng tôi đã tiến hành định lượng asen tổng có trong mẫu bằng cách phân tích hai mẫu chuẩn đối chiếu nền cá là DORM-4 và BCR-627, cùng với một mẫu gạo BC-211 để đánh giá quy trình phân tích.

2.4.2 Quy trình phân tích dạng As

Cân chính xác 50,00 mg mẫu thực phẩm chứa As vào ống facol 15ml Sử dụng 10ml dung môi MeOH:H2O theo tỉ lệ 50/50, thực hiện chiết lặp 3 lần với thể tích 3;3;4 ml Thiết lập công suất chiết siêu âm 80% và thời gian chiết là 2x3 phút, sau đó ly tâm ở 6000xg trong 5 phút Dịch chiết được chuyển sang ống facol mới, pha loãng 10 lần bằng nước deion và lọc qua màng lọc 0,45µm Cuối cùng, dịch chiết được bơm vào cột sắc ký để đo 5 dạng hợp chất As trên thiết bị HPLC-ICP-MS.

Tiến hành phân tích các mẫu chuẩn CRM tương tự như quy trình trên

Hình 2.8 Quy trình phân tích tổng và dạng As trong mẫu thực phẩm:

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu này nhằm cung cấp thông tin chi tiết về sự hiện diện và nồng độ của asen, một yếu tố quan trọng liên quan đến an toàn thực phẩm và sức khỏe con người Việc phân tích các hợp chất asen sẽ giúp nhận diện các nguồn gốc ô nhiễm và đưa ra các biện pháp kiểm soát hiệu quả.

Chương 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Phân tích tổng hàm lượng As trong mẫu thực phẩm bằng phương pháp ICP-MS45 1 Khoảng tuyến tính

Phương pháp ICP-MS nổi bật với vùng tuyến tính rộng hơn so với các kỹ thuật quang học khác, với hầu hết các pic phổ khối có khả năng đo lường nồng độ từ hàng trăm đến hàng triệu lần nồng độ giới hạn dưới, tùy thuộc vào nguyên tố cần xác định Đặc biệt, hàm lượng As trong mẫu thực phẩm thường rất nhỏ, vì vậy đường chuẩn cần được xây dựng với nồng độ thấp, dao động từ 1ppb đến 200ppb.

Phương trình hồi quy của As đo bằng ICP-MS sử dụng cho phân tích tổng

As có dạng là: Y(AΔA).X(BΔB); Trong đó:

Y -là tín hiệu của As (cps) X- nồng độ As (ppb)

Bảng 3.1 Cường độ tín hiệu của As + phụ thuộc vào nồng độ của As trong ICP-MS

STT Nồng độ (ppb) Tín hiệu (cps)

Hình 3.1 Đường chuẩn xác định hàm lượng As tổng số bằng ICP-MS

Kết quả từ Hình 3.1 cho thấy phương trình đường chuẩn As có hệ số tương quan cao (R² = 0,9994) và độ lệch nhỏ hơn nhiều so với giá trị A Phương trình được biểu diễn như sau: Y = (4380,8 ± 43) * X + (2894,8 ± 4208,5).

Tương ứng với giới hạn phỏt hiện: LOD = 0,032àg/l và giỏ trị giới hạn định lượng LOQ = 0,098àg/l

3.1.2 Đánh giá độ đúng của phương pháp Để xác nhận và đánh giá phương pháp phân tích tổng hàm lượng As, sử dụng

Quá trình xử lý ba mẫu CRM được thực hiện theo quy trình đã nêu trong mục 2.4.1, tương tự như các mẫu thực phẩm Đối với mẫu gạo, trước khi phân hủy bằng lò vi sóng, mẫu này được cân vào ống tefenol và cho axit HNO3 để ngâm qua đêm Kết quả thu được được trình bày trong Bảng 3.2 với công thức y = (4380,8 ± 48,3)*x + (2894,8 ± 4208,5).

0 50 100 150 200 tin hiệu detector As+ / cps nồng độ As, ppb

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu này nhằm cung cấp thông tin quan trọng về mức độ asen có trong thực phẩm, giúp đánh giá an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng Việc phân tích chính xác các hợp chất asen sẽ hỗ trợ trong việc kiểm soát và giảm thiểu nguy cơ ngộ độc asen từ thực phẩm.

Bảng 3.2 Đánh giá quy trình phân tích trên mẫu chuẩn CRM

TT Mẫu CRM Nồng độ As (mg/kg) Độ lệch tương đối % Phân tích được Chứng chỉ

Kết quả thí nghiệm cho thấy sự khác biệt giữa kết quả thực nghiệm và giá trị chứng nhận của các mẫu CRM là không đáng kể về mặt thống kê, với giá trị tính toán nhỏ hơn t bảng ở độ tin cậy 95% Điều này cho thấy rằng phương pháp phân hủy mẫu bằng lò vi sóng có thể được áp dụng hiệu quả trong quy trình phân tích để định lượng arsen tổng trong mẫu thực phẩm.

3.1.3 Độ chụm của phương pháp Để đánh giá độ chụm của phương pháp, tiến hành phân tích lặp 7 lần mẫu cá biển Kết quả được thể hiện tại Bảng 3.3

Bảng 3.3 Đánh giá độ chụm của phương pháp thông qua mẫu cá biển

STT Loại mẫu Số lần lặp Kết quả (àg/l)

10 Độ lệch tương đối RSD (%) 2,52

Có thể thấy giá trị RSD (%) = 2,52 rất nhỏ, độ chụm của phương pháp tốt

3.1.4 Kết quả phân tích tổng hàm lƣợng As trong một số mẫu thực phẩm Áp dụng quy trình phân tích, tiến hành phân tích tổng hàm lượng As trong 7 mẫu thực phẩm: tôm, cá, mực, trai số lần phân tích lặp lại là 3 lần Kết quả chỉ ra tại bảng 3.4

Bảng 3.4 Kết quả phân tích tổng hàm lượng As trong 1 số đối tượng thực phẩm bằng phương pháp ICP-MS

STT Tên mẫu Hàm lƣợng As trong mẫu (mg/kg)

Kết quả phân tích tổng asen trong 7 mẫu thực phẩm cho thấy hàm lượng asen trong một số mẫu hải sản như cá, tôm, mực, trai dao động từ 3,4-29,5 mg/kg, vượt quá giới hạn cho phép 1,0 mg/kg theo quy chuẩn quốc gia (QCVN 8-2:2011/BYT) Mặc dù hàm lượng tổng asen cao, nhưng không phản ánh chính xác độc tính asen trong các mẫu này Đối với mẫu gạo, hàm lượng asen tổng thấp và chưa vượt ngưỡng cho phép Trong khi đó, các mẫu rong biển có hàm lượng asen rất cao do sống trong môi trường biển và bị ô nhiễm từ nhiều nguồn khác nhau, cả tự nhiên và nhân tạo.

3.2 Khảo sát điều kiện tối ưu phân tích dạng As bằng phương pháp ghép nối HPLC-ICP-MS

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu nhằm mục đích phân tích và đánh giá mức độ ô nhiễm asen, một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sức khỏe con người Việc xác định chính xác hàm lượng asen trong thực phẩm không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe mà còn hỗ trợ việc quản lý an toàn thực phẩm Kết quả của nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quý giá cho các cơ quan chức năng và người tiêu dùng trong việc lựa chọn thực phẩm an toàn.

3.2.1 Khảo sát lựa chọn pha động Để khảo sát ảnh hưởng của loại pha động đến khả năng tách các dạng asen trên cột sắc kí Hamilton PRP-X 100, tiến hành phân tích hỗn hợp năm dạng asen (AsB, As(III), MMA, DMA và As(V)) với nồng độ mỗi dạng asen là 100àg/l Tốc độ pha động 1,2ml/phỳt; thể tớch bơm mẫu là 100 àl; 2% MeOH Hai loại pha động được chọn để khảo sát là đệm photphat KH 2 PO 4 20mM, pH 8 và đệm amoni cacbonat (NH4)2CO3 50mM, pH 9

Hình 3.2 Sắc đồ của 5 dạng As ở nồng độ 100 ng/ml (pha động là đệm KH 2 PO 4 20mM, pH=8; 2% MeOH; vũng lặp mẫu 100àl; tốc độ dòng 1,2ml/phút)

Hình 3.3 trình bày sắc ký đồ phân tách 5 dạng As với nồng độ 100 ng/ml, sử dụng hệ đệm (NH4)2CO3 pH=9 làm pha động kết hợp với 2% MeOH Thể tích mẫu lặp lại là 100 µl và tốc độ dòng được duy trì ở mức 1,2 ml/phút.

Kết quả từ hình 3.2 và 3.3 chỉ ra rằng tín hiệu peak đạt được khi sử dụng đệm amonicacbonat vượt trội hơn, đặc biệt đối với tín hiệu của As(III) và AsB Ngoài ra, việc sử dụng đệm photphat trong thời gian dài có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến bề mặt côn của thiết bị ICP-MS.

TIEU LUAN MOI tải về tại địa chỉ skknchat@gmail.com, thiết bị này gặp tình trạng bị rỗ, dẫn đến giảm tuổi thọ và tín hiệu đo Do đó, chúng tôi đã quyết định sử dụng đệm amonicacbonat cho các cuộc khảo sát tiếp theo.

3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của pH

Các dạng asen có sự khác nhau lớn về hằng số axit Ka, As 3+ có pKa = 9,2;

Các hợp chất 5+ có pKa lần lượt là 2,3; 6,8 và 11,6, trong khi MMA có pKa là 3,6 và 8,2, còn DMA có pKa là 1,3 và 6,2 Do đó, các hợp chất này có khả năng tách biệt tốt thông qua phương pháp trao đổi ion Điều này cũng giải thích tại sao pH lại ảnh hưởng đến khả năng tách các dạng asen trên cột sắc ký Hamilton PRP-X 100.

Chúng tôi tiến hành thí nghiệm với năm dạng asen: AsB, As(III) MMA, DMA và As(V) ở nồng độ 50 àg/l, sử dụng điều kiện pha động gồm đệm (NH4)2CO3 50mM, 2% MeOH, thể tích bơm mẫu 100 àl, tốc độ dòng 1,2 ml/phút và thay đổi pH từ 7,0 đến 9,0 với bước nhảy 0,5 Kết quả cho thấy phương pháp đẳng dòng không tách được AsB và As3+ Thời gian lưu của bốn dạng asen (AsB, As3+, MMA, DMA) không thay đổi nhiều ở các giá trị pH khác nhau, trong khi thời gian lưu của As5+ tăng khi pH tăng Ở pH 9, tín hiệu đo ổn định nhất, do đó chúng tôi chọn pH 9 cho các khảo sát tiếp theo.

Hình 3.4 Sắc đồ của 5 dạng As ở nồng độ 50ppb,(pha động là đệm (NH 4 ) 2 CO 3

50mM; 2% MeOH; vũng lặp mẫu 100àl; tốc độ dũng 1,2 ml/phỳt)

Bài viết này trình bày việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu này nhằm cung cấp thông tin quan trọng về mức độ asen có trong thực phẩm, từ đó giúp nâng cao nhận thức về an toàn thực phẩm và sức khỏe cộng đồng Phân tích chính xác hàm lượng asen là cần thiết để đảm bảo chất lượng thực phẩm và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ EDTA, MEOH

Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết mẫu

3.3.1 Khảo sát sơ bộ ảnh hưởng đơn biến của các yếu tố

Các thí nghiệm thăm dò được thực hiện bằng cách sử dụng hệ dung môi chiết gồm metanol và nước với các tỉ lệ khác nhau Trong quá trình chiết, công suất sóng siêu âm và thời gian chiết được cố định Bốn mẫu cá khác nhau đã được chiết với các tỉ lệ metanol-nước khác nhau, như thể hiện trong bảng 3.5, và quá trình chiết được lặp lại ba lần Dịch chiết lặp được gom lại trong ống falcon PP 15 ml, và nồng độ tổng As trong dịch chiết được đo bằng phương pháp ICP-MS.

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu nhằm cung cấp thông tin chi tiết về sự hiện diện và nồng độ của asen, một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sức khỏe con người Việc xác định chính xác các dạng hợp chất này không chỉ giúp nâng cao chất lượng thực phẩm mà còn đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng.

Bảng 3.5: Hàm lượng các hợp chất As trong nền mẫu cá sử dụng hệ dung môi metanol-nước

TT Tỉ lệ MeOH/H 2 O(v/v) Hàm lượng As trong dịch chiết (ng/ml)

Theo phân tích trong Bảng 3.5, tỉ lệ metanol / nước 50/50 là tối ưu nhất cho việc chiết xuất các hợp chất As Tăng tỉ lệ nước trong dung môi chiết không làm tăng nồng độ As trong dịch chiết Do đó, dung môi gồm hỗn hợp metanol và nước với tỉ lệ bằng nhau được sử dụng Tuy nhiên, hiệu quả chiết còn phụ thuộc vào thời gian và công suất chiết, nên việc xác định tỉ lệ dung môi chưa đủ để phản ánh điều kiện tối ưu hoàn toàn.

Do vậy cần tiến hành đồng thời các yếu tố dung môi, công suất, thời gian

3.3.2 Tối ƣu quá trình chiết tổng hàm lƣợng As bằng quy hoạch hóa thực nghiệm

Bố trí thí nghiệm được thực hiện theo quy hoạch bậc hai Box-Behnken, với

15 thí nghiệm trong đó có 3 thí nghiệm tại tâm Số liệu được xử lý bằng phần mềm Mode Vesion 5.0 để tối ưu hóa quá trình chiết mẫu cá

3.3.2.1 Chọn các yếu tố ảnh hưởng

Các thí nghiệm thăm dò đã được thực hiện để xác định mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đầu vào như tỷ lệ dung môi, công suất và thời gian chiết Kết quả từ thí nghiệm đơn yếu tố cho thấy tỷ lệ thể tích dung môi MeOH/H2O tối ưu là 50/50 Trong đó, mức trung bình được chọn là 50%, với mức trên là 60% và mức dưới là 40%.

Tải xuống TIEU LUAN MOI tại địa chỉ skknchat@gmail.com Công suất thiết bị chiết được chia thành ba mức: 60% ở mức trung tâm, 80% ở mức trên và 40% ở mức dưới Thời gian chiết cũng được phân chia: 4 phút ở mức trung tâm, 2 phút ở mức dưới và 6 phút ở mức trên.

Phương trình hồi quy bậc 2 về mối tương quan giữa biến phụ thuộc và biến độc lập;

X 1 - Tỷ lệ dung môi MeOH/H2O (% v/v)

X 3 - Thời gian siêu âm (phút) Phương trình có dạng:

Ma trận thí nghiệm được xây dựng dựa trên mô hình mặt mục tiêu Box Behnken, sử dụng phần mềm Modde 5.0 để thiết kế Các yếu tố đầu vào được nghiên cứu ở nhiều mức độ khác nhau và được mã hóa theo bảng 3.6.

Bảng 3.6 Khảo sát mức biến thiên của các yếu tố

Biến nghiên cứu Mã hóa Đơn vị Mức nghiên cứu

Các yếu tố được xác định là biến độc lập (x i ), trong khi hàm lượng được xem là biến phụ thuộc (hàm số Y, %) Ma trận quy hoạch thực nghiệm bao gồm 15 mẫu, với các điều kiện trình tự tiến hành và kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng 3.7.

Bài viết này trình bày về việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu này nhằm mục đích phân tích và đánh giá sự hiện diện của asen, một yếu tố độc hại có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người Qua các phương pháp phân tích hiện đại, kết quả cho thấy sự có mặt của asen trong nhiều loại thực phẩm, từ đó nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm soát an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Bảng 3.7 Bảng thực nghiệm nghiên cứu điều kiện chiết mẫu cá theo phương pháp quy hoạch hóa thực nghiệm

Tỉ lệ MeOH/H 2 O (% v/v) công suất siêu âm(%)

Hàm lƣợng tổng As (mg/kg)

3.3.2.3 Tiến hành chiết mẫu cá biển và phân tích tổng As

Cân khoảng 50mg mẫu cá biển vào ống fancol 15ml, sau đó thêm dung môi chiết vào và sử dụng thiết bị chiết siêu âm để thực hiện quá trình chiết lặp lại ba lần với thể tích dung môi là 3ml, 3ml và 4ml, tổng thể tích đạt 10ml Tùy thuộc vào từng mẫu, quy trình chiết sẽ được điều chỉnh theo điều kiện mô hình Sau mỗi lần chiết, đầu dò cần được rửa sạch bằng nước deion và lau khô bằng khăn giữa các lần chạy mẫu Cuối cùng, các mẫu sau khi chiết sẽ được ly tâm ở tốc độ 8000 vòng/phút trong 15 phút, và phần dung dịch phía trên sẽ được lấy bằng đầu côn hút.

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com sang ống facol khác Quy trình này được áp dụng trong 3 lần trong suốt quá trình tối ưu hóa phương pháp

Nồng độ asen trong mẫu cá sau khi chiết được, pha loãng bằng dung dịch HN03 2% sau đó tiến hành đo tổng As trên thiết bị ICP-MS.7700x Agilent

3.3.2.4 Xử lý số liệu tìm điều kiện tối ƣu

Sau khi nhập các biến độc lập vào phần mềm Modde 5.0, kết quả thiết kế cho thấy có 15 thí nghiệm được đề xuất (Bảng 3.7) Tiến hành thực hiện 15 thí nghiệm theo thiết kế đã xác định Sau khi nhập kết quả thực nghiệm vào phần mềm, phương trình bề mặt đáp ứng đã được nhận diện (Bảng 3.8).

Trong đó Y là hàm số: Biến phụ thuộc

X là biến độc lập: X 1 là tỉ lệ % về thể tích MeOH/H2O; X2 là công suất siêu âm, X3 là thời gian chiết

Bảng 3.8 Các biến độc lập có nghĩa

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu này nhằm cung cấp thông tin chi tiết về sự hiện diện và nồng độ của asen, một yếu tố quan trọng liên quan đến an toàn thực phẩm và sức khỏe cộng đồng Việc phân tích các dạng hợp chất asen giúp đánh giá rủi ro tiềm tàng cho người tiêu dùng và đưa ra các biện pháp kiểm soát hiệu quả hơn trong ngành thực phẩm.

Các biến ảnh hưởng thể hiện trên biểu đồ Hình 3.15

Hình 3.15 Các biến ảnh hưởng Bảng 3.9 Anova thể hiện các giá trị tin cậy

Investigation: As trong cá (MLR) Scaled & Centered Coefficients for ham luong

N R2=0.992 R2 Adj.=0.977 DF=5 Q2=0.876 RSD=0.3762 Conf lev.=0.95

Theo bảng 3.9, hệ số tương quan R² = 0,992 cho thấy mối tương quan rất chặt chẽ giữa các biến đầu ra và đầu vào trong phương trình hồi quy Giá trị P-value = 0,078, lớn hơn 0,05, cho thấy phương trình hồi quy mô tả đúng thực nghiệm với độ tin cậy 95% Phần mềm cũng chỉ ra ảnh hưởng của các biến độc lập (yếu tố khảo sát) đến hàm lượng As thu được sau khi chiết.

Trong 3 yếu tố khảo sát, mức độ ảnh hưởng tới hiệu suất được sắp xếp từ thấp tới cao như sau: thời gian < công suất < tỉ lệ dung môi

Hình 3.16 Ảnh hưởng của 3 yếu tố đến hàm lượng

Phân tích cho thấy tỉ lệ dung môi MeOH/H2O có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất phản ứng; khi tỉ lệ dung môi tăng lên, hiệu suất cũng tăng, nhưng nếu vượt quá 50/50, hiệu suất sẽ giảm Bên cạnh đó, công suất chiết cũng ảnh hưởng tích cực đến hiệu suất, như minh họa trong hình 3.17 Trong khi đó, thời gian chiết chỉ có ảnh hưởng nhỏ, vì khảo sát trong khoảng thời gian 2, 4, 6 phút cho thấy thiết bị chiết không bị ảnh hưởng bởi thời gian, nhờ vào công suất và khả năng phá hủy mẫu nhanh chóng của thiết bị.

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu này nhằm cung cấp thông tin quan trọng về mức độ asen có trong thực phẩm, từ đó giúp nâng cao nhận thức về an toàn thực phẩm và sức khỏe cộng đồng Việc phân tích chính xác các hợp chất asen có trong thực phẩm là cần thiết để đảm bảo chất lượng và an toàn cho người tiêu dùng.

Hình 3.17 Mặt đáp tối ưu thực nghiệm của các yếu tố đầu vào tới hàm lượng

Điều kiện tối ưu hóa trên phần mềm Mode Vision 5.0 được xác định theo nguyên tắc đạo hàm, dựa trên kết quả từ 15 thí nghiệm Các điều kiện tối ưu cho hiệu suất cao bao gồm: Dung môi (X1) = 50%, công suất (X2) = 79,99, và thời gian (X3) = 5,99 phút Dựa trên phương trình hồi quy, hiệu suất chiết tổng các dạng As trong cá đạt 96,27%.

Đánh giá phương pháp phân tích dạng As

Các thông số quan trọng trong phương pháp phân tích bao gồm khoảng tuyến tính, giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) và độ lặp lại, tất cả đều cần được đánh giá một cách kỹ lưỡng.

Chuẩn bị năm dung dịch chuẩn với nồng độ 5, 10, 20, 50 và 100 ng/ml bằng cách pha loãng dung dịch chuẩn gốc trong nước cất Các dung dịch này sẽ phục vụ cho các thí nghiệm và phân tích tiếp theo.

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com chuẩn này được bơm lặp lại 3 lần vào hệ HPLC-ICP-MS

Dùng van bơm mẫu sau cột

Dung dịch nội chuẩn As(V) 50 ng/ml được bơm vào hệ thống HPLC-ICP-

MS qua van bơm mẫu sau cột Sắc đồ thu được được chuyển đổi bằng phần mềm Xcalibux 2.0 Diện tích pic của 5 dạng As và nội chuẩn được tính toán trên phần mềm Quanlitative và Quantitative tích hợp trong Xcalibux.

Sự phụ thuộc diện tích píc của từng dạng As theo nồng độ thu được trong Bảng 3.10

Bảng 3.10 Diện tích pic của các dạng As

Diện tích Pic trung bình

Khi sử dụng nội chuẩn, tỷ số diện tích pic được xác định bằng cách chia diện tích pic của chất phân tích cho diện tích pic của nội chuẩn, như được thể hiện trong bảng 3.11.

Bảng 3.11 Tỷ số diện tích của các dạng As so với nội chuẩn

Tỉ số diện tích pic trung bình

Tương quan tuyến tính giữa tỉ số diện tích píc và nồng độ các dạng As trong dung dịch là yếu tố quan trọng trong việc lập đường chuẩn.

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu này nhằm cung cấp thông tin chi tiết về sự hiện diện và nồng độ của asen, một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sức khỏe con người Qua đó, việc xác định hàm lượng asen trong thực phẩm sẽ góp phần nâng cao nhận thức về an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Bảng 3.12 So sánh phương trình hồi quy với hệ số tương quan

Phương trình hồi quy biểu diễn tương quan tín hiệu phân tích của 5 dạng As phụ thuộc vào nồng độ

Có sử dụng nội chuẩn Không sử dụng nội chuẩn

Phương trình hồi quy R 2 Phương trình hồi quy R 2

Bảng 3.12 cho thấy hệ số tương quan R² trong phương trình hồi quy sử dụng nội chuẩn tốt hơn so với không sử dụng nội chuẩn Vì vậy, việc sử dụng nội chuẩn As (V) là cần thiết để định lượng các dạng asen trong mẫu thực Đồ thị thể hiện sự tương quan giữa tín hiệu phân tích và nồng độ các dạng As trong mẫu được trình bày trong phụ lục 1.

Giới hạn phát hiện và định lƣợng

Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) của phép đo được xác định dựa trên tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (S/N), với LOD được định nghĩa là 3*S/N và LOQ là 10*S/N theo hướng dẫn của Frank và các đồng nghiệp Ngoài ra, các thông số quan trọng khác như khoảng tuyến tính, độ lặp lại, thời gian lưu và độ chính xác của phép đo được trình bày chi tiết trong Bảng 3.13.

Bảng 3.13 Các đại lượng đăc trưng của phép phân tích các dạng As bằng phương pháp HPLC-ICP-MS

TT Chất phân tích t R phút RSD LOD ng/ml LOQ ng/ml

Khoảng tuyến tính ng/ml

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Việc phân tích này nhằm đảm bảo an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng Các phương pháp xác định sẽ được trình bày chi tiết, cùng với các kết quả thu được từ các mẫu thực phẩm khác nhau Mục tiêu cuối cùng là nâng cao nhận thức về sự hiện diện của asen trong thực phẩm và tác động của nó đến sức khỏe con người.

Sắc đồ thời gian lưu của năm dạng As ở nồng độ 100ppb được thu thập bằng cách sử dụng pha động là hỗn hợp đệm (NH4)2CO3 10, 50mM (EDTA 0,01%), với pH 9, 2% MeOH, vòng lặp mẫu 100µl và tốc độ dòng 1,2ml/phút.

Độ ổn định của phép đo là một thông số quan trọng trong phương pháp phân tích, quyết định độ lặp lại của kết quả Để đánh giá độ ổn định này, cần xem xét thời gian lưu và tín hiệu phân tích Năm dung dịch chuẩn được sử dụng để chứa năm dạng khác nhau.

Dung dịch chuẩn As với nồng độ 50 ppb được pha loãng từ dung dịch chuẩn gốc trong nước cất và được bơm vào hệ thống HPLC-ICP-MS qua bộ bơm mẫu sau cột Dung dịch chuẩn As(V) (Merck) cũng với nồng độ 50 ppb trong dung dịch HNO3 2% được sử dụng làm nội chuẩn Việc chuyển đổi và xử lý dữ liệu được thực hiện trên phần mềm Xcalibur version 2.0 của Thermo Scientific, nơi diện tích pic của các dạng As và nội chuẩn được tích phân Tỉ số diện tích pic được tính bằng cách chia diện tích pic của các dạng asen cho diện tích pic nội chuẩn, với kết quả được trình bày trong Bảng 3.14.

Sắc đồ lặp lại của năm lần phân tích này được đưa ra trong Hình 3.19

Tỷ số diện tích pic (sử dụng nội chuẩn) Diện tích pic (counts) không sử dụng nội chuẩn

(%) Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 rsd

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo an toàn thực phẩm và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng Các phương pháp phân tích hiện đại được sử dụng để xác định chính xác nồng độ asen, từ đó giúp nâng cao chất lượng thực phẩm và đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn Việc theo dõi hàm lượng asen trong thực phẩm không chỉ giúp phát hiện ô nhiễm mà còn góp phần vào việc xây dựng các quy định và chính sách bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Hinh 3.19 Sắc đồ phân tích của năm lần bơm mẫu lặp lại nồng độ 50ppb có sử dụng van bơm mẫu sau cột để bơm nội chuẩn As (v) 50ppb vào hệ thống

Pha động được sử dụng bao gồm (NH4)2CO3 với nồng độ 50mM và 10mM, pH 9, cùng với 2% MeOH trong chương trình gradient Thể tích mẫu cho cả hai vũng bơm mẫu là 100 µL Pic đầu tiên trên sắc đồ đại diện cho nội chuẩn, được bơm bằng van bơm mẫu sau cột Các pic từ thứ hai đến thứ sáu lần lượt tương ứng với AsB, As(III), DMA, MMA và As(V).

Phân tích hợp chất asen trong các mẫu thực phẩm

Áp dụng các điều kiện tối ưu đã nghiên cứu, chúng tôi tiến hành phân tích mẫu thực tế Kết quả phân tích được trình bày chi tiết trong Bảng 3.16, kèm theo sắc đồ của các mẫu thực phẩm được thể hiện từ Hình 3.23 đến Hình 3.28.

Như trong bảng 3.16 và trên sắc đồ Trong mẫu cá biển xuất hiện một dạng

AsB là dạng arsenic duy nhất được phát hiện trong các mẫu cá, với hàm lượng chiếm 36-60% tổng lượng arsenic Kết quả cho thấy bên cạnh AsB, còn tồn tại các dạng arsenic khác chưa được khảo sát, có thể do không bị chiết xuất bởi dung môi MeOH/H2O hoặc không được rửa giải trong quá trình tách sắc ký Mặc dù vậy, AsB là hợp chất hữu cơ duy nhất được tìm thấy trong các mẫu hải sản đại diện, và nó có độc tính rất thấp, dễ dàng bị đào thải ra khỏi cơ thể.

(III) DMA MMA As(V) Total

7 DORM-4 3,87±0,16 (mg/kg) N.d 0,35±0,01 (mg/kg) N.d Nd 7,09  0,20

8 BCR-627 47±6 (μmol/kg) N.d 1,50±0,03 (μmol/kg Nd Nd 5,49  0,30

N.d dưới giới hạn phát hiện:0.032 mg/kg

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu nhằm cung cấp thông tin chi tiết về sự hiện diện và nồng độ của asen, một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sức khỏe con người Việc phân tích này không chỉ giúp nâng cao nhận thức về an toàn thực phẩm mà còn góp phần vào việc xây dựng các tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng thực phẩm hiệu quả hơn.

Bảng 3.17 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng các dạng và tổng As trong các mẫu thực

Cá Biển Mực rong khô rong tươi Tôm Trai DORM-4 BCR-627

Nong d o p p m ham luong cac dang As trong cac mau thuc pham

AsB As(III) DMA MMA As(V)

Hàm lượng asen (As) trong các loài cá biển từ nhiều khu vực khác nhau dao động từ 0,12 đến 52,00 mg/kg Cá nhiễm asen có thể do nguồn thức ăn hoặc ảnh hưởng từ ô nhiễm môi trường.

Nghiên cứu cho thấy tổng hàm lượng arsen (As) trong mẫu cá dao động từ 25-30 mg/kg, với nồng độ AsB đạt 25,88 mg/kg AsB chiếm hơn 95% tổng hàm lượng As, trong khi các hợp chất vô cơ arsen không được phát hiện Tương tự, mẫu mực thu thập tại biển Quảng Ninh cũng cho thấy arsen chủ yếu tồn tại dưới dạng AsB.

Nồng độ asen trong rong biển khô và tươi có sự khác biệt đáng kể, với rong tươi chứa 74,30 mg/kg và rong khô 54,20 mg/kg AsB là hợp chất asen chủ yếu trong cả hai loại rong biển, trong khi các dạng asen khác như DMA và MMA cũng xuất hiện với hàm lượng đáng chú ý Cụ thể, hàm lượng DMA trong rong tươi đạt 12,84 mg/kg, trong khi ở rong khô là 3,84 mg/kg.

Kết quả phân tích mẫu trai và tôm từ Hà Nam cho thấy mẫu trai chứa AsB với hàm lượng 1,05 mg/kg và DMA cao 3,21 mg/kg, cùng với sự hiện diện của As(III) và As(V) Trong khi đó, mẫu tôm chủ yếu chứa AsB với hàm lượng 1,59 mg/kg, kèm theo một lượng nhỏ As(III) và As(V) Nguyên nhân có thể do tôm sống trong khu vực nước ô nhiễm asen tại Hà Nam.

Một số dạng tồn tại khác của As xuất hiện trên sắc đồ, chẳng hạn như trong mẫu rong và mẫu trai Do không có chất chuẩn cho các chất này, việc xác định chúng có thể thực hiện thông qua phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao kết hợp với detector phổ khối phân tử phân giải cao, như LC-Orbitrap MS và LC-QToFMS Phương pháp này hoàn toàn khả thi vì hệ pha động sử dụng cho phân tích có thể bao gồm toàn bộ các hợp chất dễ bay hơi, cho phép kết hợp trực tiếp sắc ký lỏng với phổ khối mà không cần thay đổi yếu tố nào.

Sắc đồ dạng As trong mẫu thực phẩm

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu này nhằm cung cấp cái nhìn sâu sắc về sự hiện diện và mức độ của asen, một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm và sức khỏe con người Thông qua các phương pháp phân tích chính xác, chúng tôi sẽ làm rõ các dạng hợp chất asen có trong thực phẩm, từ đó góp phần nâng cao nhận thức về nguy cơ tiềm ẩn từ asen trong chế độ ăn uống hàng ngày.

Hình 3.23.Sắc đồ dạng As trong mẫu Mực

Hình 3.24 Sắc đồ dạng As trong mẫu cá

R el at ive A bu nd an ce

Re la tive A bu nd an ce

Hình 3.25 Sắc đồ dạng As trong mẫu Rong khô

Hình 3.26 Sắc đồ dạng As trong mẫu Rong tươi

C:\Users\ \rongthay 24/09/2018 10:23:10 AM rong thay

Bài viết này tập trung vào việc xác định hàm lượng các dạng hợp chất của asen trong mẫu thực phẩm Nghiên cứu nhằm phân tích và đánh giá mức độ ô nhiễm asen trong thực phẩm, từ đó đưa ra các biện pháp an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng Việc hiểu rõ hàm lượng asen sẽ giúp cải thiện chất lượng thực phẩm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Hình 3.27 Sắc đồ dạng As trong mẫu Tôm

Hình 3.28 Sắc đồ dạng As trong mẫu Trai

Re lat ive A bu nd an ce

Tiêu đề	Xác Định Hàm Lượng Các Dạng Hợp Chất Của Asen Trong Mẫu Thực Phẩm
Tác giả	Trần Quang Thành
Người hướng dẫn	TS. Chu Đình Bính, PGS.TS. Tạ Thị Thảo
Trường học	Đại học Quốc gia Hà Nội
Chuyên ngành	Hóa học
Thể loại	luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2018
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	144
Dung lượng	5,6 MB