Xây dựng quy trình xác định đồng, chì, cadimi trong mẫu huyết thanh bằng phương pháp quang phổ plasma ghép nối khối phổ (ICP-MS)

Xây dựng quy trình xác định đồng, chì, cadimi trong mẫu huyết thanh bằng phương pháp quang phổ plasma ghép nối khối phổ (ICP-MS)

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LƯƠNG THỊ LOAN Xây dựng quy trình xác định đồng, chì, cadimi mẫu huyết bằng phương pháp quang phổ plasma ghép nối khối phổ (ICP-MS) Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60 44 29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Thị Huệ Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan Hà Nội – Năm 2009 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn cô TS Nguyễn Thị Huệ đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn này En xin chân thành cảm ơn PGS.TS Tạ Thị Thảo cùng các thầy cô bộ môn Hóa phân tích đã tạo điều kiện và giúp đỡ em quá trình học tập và nghiên cứu Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến ThS Vũ Văn Tú, ThS Phạm Hải Long cùng các anh chị phòng phân tích chất lượng môi trường – Viện công nghệ môi trường – Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam, đã động viên và giúp đỡ em suốt quá trình làm thực nghiệm Hà Nội, ngày 30 tháng 11 năm 2009 Học viên LƯƠNG THỊ LOAN Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan MỤC LỤC MỞ ĐẦU Cho đến có hàng trăm cơng trình khoa học giới công bố kết nghiên cứu chức ảnh hưởng số kim loại nặng sức khỏe người Các nguyên tố vi lượng đồng, chì cadimi thành phần cần thể Nếu dư thừa thiếu hụt gây số bệnh bệnh Schizophrenia, bệnh Willson dư thừa lượng đồng thể, tượng tím tái người ngất xỉu đột ngột nhiễm độc chì,… Để đánh giá mức độ nhiễm nguyên tố thể, người ta thường định lượng chúng máu huyết Nhưng huyết thanh, hàm lượng kim loại thường nhỏ, cần sử dụng thiết bị phân tích có độ nhạy, độ xác cao để xác định chúng Phù hợp với loại mẫu phép đo quang phổ plasma ghép nối khối phổ (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer, ICP-MS) ICP-MS thể tính ưu việt phương pháp khác quang phổ hấp thụ nguyên tử không lửa Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan dùng lò grafit (AAS-G), quang phổ phát xạ plasma (ICP-OES),… khả phân tích nhanh phát với nồng độ thấp (ppt) Dựa vào phần mềm lựa chọn đồng vị, tìm nồng độ tối ưu nguyên tố mẫu, loại trừ ảnh hưởng trình phân hủy mẫu Để xác định thật xác hàm lượng ion kim loại đồng, chì cadimi huyết thanh, việc xây dựng quy trình phân tích hồn thiện từ q trình chuẩn bị, xử lý mẫu phép phân tích cần thiết Chính “ Xây dựng quy trình xác định đồng, chì, cadimi huyết phương pháp quang phổ plasma ghép nối khối phổ (ICP-MS)” mục đích luận văn đề Đây hướng nghiên cứu mang tính thực tiễn cao nhằm đưa quy trình phân tích xác hàm lượng số kim loại huyết Kết nghiên cứu đề tài tài liệu hỗ trợ q trình chuẩn đốn, điều trị bệnh số bệnh viện bệnh viện nhi trung ương Nội dung luận văn gồm phần sau: - Nghiên cứu điều kiện tối ưu trình xử lý mẫu huyết nhằm đưa quy trình xử lý mẫu tối ưu để định lượng kim loại đồng, chì cadimi huyết - Nghiên cứu điều kiện tối ưu trình phân tích kim loại đồng, chì cadimi thiết bị ICP-MS để kết phân tích đạt độ xác cao - Nghiên cứu điều kiện ảnh hưởng đến q trình phân tích ngun tố kim loại nói - Xây dựng quy trình phân tích số kim loại đồng, chì cadimi mẫu huyết phương pháp ICP-MS - Áp dụng phân tích số mẫu thực tế Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Đại học Khoa học Tự nhiên Lương Thị Loan Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan PHẦN I: TỔNG QUAN 1.1 Trạng thái tự nhiên, vài tính chất ứng dụng đồng, chì cadimi 1.1.1.Trạng thái thiên nhiên nguyên tố đồng, chì cadimi[20] Đồng nguyên tố người biết đến sử dụng sớm Những công cụ lao động đồng làm cách 6000 năm Trong thiên nhiên, đồng nguyên tố tương đối phổ biến Trữ lượng đồng thạch vỏ trái đất chiếm khoảng 10 -2 % khối lượng Những khống vật đồng là: cancosin (Cu 2S) chứa 79,8% đồng; cuprit (Cu2O) chứa 88,8% đồng; covelin (CuS) chứa 66,5% đồng; cancopirit (CuFeS2) chứa 34,57% đồng malachit (CuCO3.Cu(OH)2) Cadimi tìm thấy tạp chất cacbonat kẽm (calamin) Trong thạch vỏ trái đất cadimi chiếm khoảng 5×10 -5 % khối lượng Khoáng vật chủ yếu cadimi quặng grinokit (CdS) Trong quặng blen kẽm calamine có chứa khoảng 3% cadimi Chì người biết đến từ thời thượng cổ Chì vỏ trái đất ứng với thành phần thạch chiếm 1,6×10 -3 % khối lượng Galen (PbS) quặng chì quan trọng cơng nghiệp, ngồi cịn gặp chì quặng xeruzit (PbCO3) 1.1.2 Một vài tính chất ứng dụng đồng, chì cadimi * Tính chất vật lý Đồng kim loại nặng, mềm, màu ánh đỏ, có độ dẫn điện dẫn nhiệt cao Đồng có 11 đồng vị từ 58Cu đến 68Cu, có đồng vị thiên nhiên 63 Cu (chiếm 70,13%) 65Cu (chiếm 29,87%) Hai đồng vị phóng xạ bền đồng 67Cu (chu kỳ bán hủy 2,21 ngày-đêm) 64Cu (chu kỳ bán hủy 0,541 ngày-đêm) Cadimi kim loại có màu trắng ánh xanh, mềm, dễ uốn, cắt dao Cadimi có 19 đồng vị, có đồng vị gặp thiên nhiên Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ 106 Lương Thị Loan Cd (chiếm 1,215%), (chiếm 12,7%), 28,86%), 100 116 112 108 Cd (chiếm 1,215%), Cd (chiếm 24,07%), 113 110 Cd (chiếm 12,39%), Cd (chiếm 12,26%), 114 111 Cd Cd (chiếm Cd (chiếm 7,58%) Trong đồng vị phóng xạ đồng vị Cd có chu kỳ bán hủy 470 ngày đêm bền Chì kim loại có mầu xám, có khối lượng riêng lớn Chì có 18 đồng vị, có đồng vị thiên nhiên (chiếm 23,6%), 207 Pb (chiếm 22,6%) 208 204 Pb (chiếm 1,48%), 206 Pb Pb (chiếm 52,3%) Đồng vị phóng xạ bền chì 202Pb có chu kỳ bán hủy 3.105 năm Một số tính chất vật lý đồng, chì cadimi tổng kết bảng Bảng 1: Một số tính chất vật lý nguyên tố đồng, chì cadimi STT Tính chất vật lý STT bảng hệ thống tuần hồn Ngun tử khối (đvC) Cấu hình electron Năng lượng ion hóa (kJ/mol) Bán kính ngun tử (pm) Nhiệt độ nóng chảy (0C) Nhiệt độ sôi (0C) Khối lượng riêng (g/cm3) Đồng 29 64 [Ar]3d104s1 I1=745,5 I2=1957,9 135 1083 2600 8,93 Cadimi 48 112 [Kr]4d105s2 I1=867,8 I2=1631,4 155 321 767 8,64 Chì 82 208 [Kr]6s26p2 I1=715,6 I2=1450,5 180 327,4 1740 11,34 * Tính chất hóa học đồng, chì cadimi[16; 20] Tác dụng với oxi Ở nhiệt độ thường không khí, đồng bị bao phủ lớp màng đỏ gồm Cu Cu2O 2Cu + O2 + 2H2O → 2Cu(OH)2 Cu(OH)2 + Cu → Cu2O + H2O Nếu khơng khí có CO2 đồng bị bao phủ lớp màu lục gồm cacbonat bazơ Cu(OH)2CO3 Cadimi bền điều kiện khơng khí ẩm nhiệt độ thường nhờ có màng oxit bảo vệ Nhưng nhiệt độ cao cadimi cháy mãnh liệt tạo thành oxit, cho lửa màu sẫm Chì bị oxi hóa điều kiện thường tạo thành màng oxit bảo vệ cho kim Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan loại Khi đun nóng khơng khí, chì bị oxi hóa dần đến hết tạo PbO 2Pb + O2  t → 2PbO Tác dụng với phi kim khác Ở nhiệt độ thường đồng khơng tác dụng với Flo hình thành lớp CuF2 bền bên bảo vệ Với Clo, đồng tác dụng tạo thành CuCl Khi đun nóng đồng tác dụng với lưu huỳnh, cacbon, photpho, asen tạo thành muối tương ứng Halogen, lưu huỳnh, photpho tác dụng với cadimi tạo muối tương ứng Chì tác dụng với halogen, lưu huỳnh tạo thành muối Pb + S → PbS↓ Pb + Cl2 → PbCl2 Tác dụng với nước Đồng, chì cadimi khơng tác dụng với nước nhiệt độ thường Nhưng nhiệt độ cao cadimi khử nước biến thành oxit Cịn chì phản ứng chậm với nước có mặt oxi tạo hidroxit: 2Pb + O2 + 2H2O → 2Pb(OH)2 Tác dụng với axit Với axit khơng có tính oxi hóa (như HCl, H 2SO4 lỗng,…) đồng khơng tác dụng (trừ HI tạo thành CuI tan HCN nhờ tạo thành anion phức bền [Cu(CN)2]-) 2Cu + 4HCN → 2H[Cu(CN)2] + H2↑ Nhưng có mặt oxi khơng khí, đồng tan dung dịch HCl 2Cu + 4HCl + O2 → 2CuCl2 + 2H2O Ngược lại cadimi chì lại tác dụng, giải phóng khí hidro Cd + 2HCl → CdCl2 + H2↑ Tuy nhiên, chì tan HCl lại tạo lớp PbCl khó tan làm cho chì khơng tan thêm nữa; với HCl đặc chì lại dễ tan tạo thành hợp chất dễ tan dạng H2[PbCl4] Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan PbCl2 + 2HCl → H2[PbCl4] Với axit có tính oxi hóa (như HNO 3, H2SO4 đặc) đồng, cadimi chì hoạt động mạnh Cd + 2H2SO4 đ → CdSO4 + SO2 ↑ + 2H2O Đồng tan H2SO4 đặc HNO3 theo phương trình 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑+ 4H2O Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 ↑+ 2H2O Chì tác dụng bề mặt với dung dịch H2SO4 có nồng độ thấp 80% tạo lớp muối khó tan, người ta lợi dụng tính chất để chế tạo ắc quy chì Cịn với H2SO4 đặc chì dễ tan tạo hợp chất dễ tan Pb(HSO 4)2 không bảo vệ chì khỏi bị axit tiếp tục tác dụng: Pb + H2SO4 → PbSO4 + SO2↑+ 2H2O PbSO4 + H2SO4 → Pb(HSO4)2 Nhưng với axit HNO3, chì tác dụng nồng độ tạo Pb(NO 3)2 Tuy nhiên Pb(NO3)2 khó tan HNO3 đặc, dễ tan nước nên chì dễ tan HNO3 lỗng, khó tan HNO3 đặc 3Pb + 8HNO3 → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O Chì tan axit axetic số axit hữu khác có mặt oxi 2Pb + 4CH3COOH + O2 → 2Pb(CH3COO)2 + 2H2O Đặc biệt, chì cịn tan dung dịch kiềm đặc nóng Pb + 2KOH + 2H2O → K2[Pb(OH)4] + H2 ↑ *Ứng dụng đồng, chì cadimi Đồng, chì cadimi có nhiều ứng dụng quan trọng Các sản phẩm chế tạo từ đơn chất hợp chất ba kim loại đóng vai trị khơng thể thiếu đời sống người Đồng sử dụng để sản xuất dây điện, que hàn, nam châm điện, mạch IC,.… Các hợp chất đồng dung dịch Feling có ứng dụng phân tích hóa học Cịn đồng (II) sulfat sử dụng thuốc bảo vệ thực vật chất làm nước Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan Cadimi dùng để sản xuất loại pin (đặc biệt pin Ni-Cd) Ngồi cadimi cịn dược dùng chất màu, lớp sơn phủ, mạ làm chất ổn định cho nhựa Các sử dụng khác bao gồm: sản xuất hợp kim, lưới kiểm sốt lị phản ứng hạt nhân Các hợp chất chứa cadimi sử dụng ống hình ti vi đen trắng hay ti vi màu, thiết bị phát sáng hay pin mặt trời,… Cịn chì lại thành phần tạo nên ắc quy sử dụng cho xe, chất nhuộm trắng sơn Chì sử dụng thành phần màu tráng men, dùng làm ngăn để chống phóng xạ hạt nhân… 1.1.3.Vai trị sinh học đồng, chì cadimi Trong thể người, đồng nguyên tố vi lượng cần thiết Đồng tìm thấy số loại enzym cytochrom coxidas, enzym chứa Cu-Zn superoxid dismutas Đồng kim loại trung tâm chất chuyên chở ôxy hemocyanin Đồng có vai trị liên quan chặt chẽ với q trình oxi hóa xảy thể Đồng thành phần nhiều men oxi hóa quan trọng polyphenonoloxydaza, axcobinoxydaza, laccaza, dehydrogenaza butyrylco-fecmen A Tất men chứa đồng thực phản ứng oxi hóa khử cách chuyển điện tử từ đến oxi phân tử chất nhận điện tử q trình hóa trị đồng thay đổi từ trạng thái hóa trị II sang trạng thái hóa trị I ngược lại Các phản ứng oxi hóa xảy theo phương trình sau: OH [nền]H2 + O2 = [nền] (1) OH OH [nền]H2 + O2 + 2e + 2H+ = [nền] (2) OH Đại học Khoa học Tự nhiên 10 Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan 435 500 33,33 Khi thêm cadimi tỉ lệ Cd/Cu từ 8,7×10 -3 đến 435×10-3 Cd/Pb từ 0,67×102 đến 33,33×102 lần nồng độ Cu, Pb thay đổi không đáng kể Chứng tỏ cadimi ảnh hưởng khơng đáng kể đến q trình xác định hai kim loại 3.4.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng chì đến trình xác định đồng cadimi Tương tự các nghiên cứu trên, bảng 21 là hàm lượng chì thêm vào quá trình xác định đồng và cadimi Kết quả nghiên cứu cho thấy ở tỉ lệ Pb/Cu từ 8,53×10-3 – 4,26×10 -1 và Pb/Cd từ 2,9×10 – 1,451×104, khơng ảnh hưởng đến quá trình xác định đồng và cadimi Bảng 21: Sự thay đổi tỉ lệ giữa lượng đồng cadimi so với lượng chì thêm vào Nồng độ Pb thêm (ppb) 10 50 100 500 Tỉ lệ Pb/Cu×10-3 8,53 42,6 85,2 426 Tỉ lệ Pb/Cd×102 2,9 1,45 29 145,1 Hình 23 biểu diễn biến thiên nồng độ đồng cadimi tăng lượng chì thêm vào Hình 23: Ảnh hưởng nồng độ chì thêm vào đến trình xác định hàm lượng đồng cadimi Như vậy, ảnh hưởng lẫn nguyên tố đồng, chì, cadimi vùng nồng độ khảo sát không đáng kể đến việc xác định nồng độ chúng huyết Đại học Khoa học Tự nhiên 61 Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan 3.5 Xác định độ lặp lại độ xác của phương pháp Mợt phương pháp phân tích xác tin cậy cần phải đảm bảo độ lặp lại,- độ lệch chuẩn độ thu hồi tốt Các kim loại đồng, chì cadimi huyết có hàm lượng nhỏ, có thành phần phức tạp nên việc phân tích chúng cần phải yêu cầu thông số để kết đo hàm lượng chúng xác đáng tin cậy Để xác định độ lệch chuẩn, độ thu hồi, mẫu chuẩn thấp đường chuẩn phân tích lặp lần thiết bị ICP-MS sử dụng kỹ thuật sol hóa mẫu sóng siêu âm, kết phân tích tính trung bình Độ lệch chuẩn độ lệch chuẩn tương đối tính bảng 22 Bảng 22: Độ lệch chuẩn, độ lệch chuẩn tương đối nguyên tố đồng, chì cadimi Tên nguyên tố L1 L2 L3 L4 L5 L6 TB (cps) (cps) (cps) (cps) (cps) (cps) (cps) Cu 170000 175000 168000 169000 172000 171000 Pb Cd 73400 3640 77200 3220 78100 3900 70100 3850 71200 3670 79200 3300 17083 74867 3597 Độ lệch Độ lệch chuẩn chuẩn STDEV tương đối 2483 1,5 3821 280 5,1 7,8 Kết quả cho thấy giá trị độ lệch chuẩn tương đối đối với cả ba nguyên tố đều nhỏ 15% (trong với hàm lượng vết cỡ µg/L cho phép độ lệch chuẩn tương đối 30%) cho thấy lần phân tích lặp lại và độ lặp lại phương pháp nằm giới hạn cho phép xây dựng phương pháp phân tích với hàm lượng vết 3.6 Xây dựng quy trình phân tích xác định đồng, chì và cadimi mẫu huyết *Lấy mẫu bảo quản mẫu Mẫu máu lấy khoảng 250-300 mL, không cho chất chống đông hay chấy bảo quản khác vào, tách li tâm với tốc độ 2000 vòng/phút thời gian 10 phút để tách lấy huyết Huyết bảo quản nhiệt độ 2-80C Đại học Khoa học Tự nhiên 62 Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan *Xử lí mẫu Mẫu sau lấy khỏi tủ lạnh để dã đông tự nhiên đến nhiệt độ phòng Dùng micropipet hút 1mL mẫu huyết vào bình định mức loại 10mL Dùng dung dịch HNO 1% để định mức đến 10mL Lắc hỗn hợp mẫu Cho mẫu vào ống Teflon, phá mẫu lị vi sóng với chế độ phân hủy mẫu huyết lị vi sóng sau: nhiệt độ 190 0C, áp suất 50 bar, thời gian 45 phút Mẫu sau phân hủy hoàn tồn, để ng̣i, định mức đến 10mL HNO3 1%, chuyển sang ống đo, đưa vào thiết bị ICP-MS để xác định đồng thời hàm lượng đồng, chì cadimi với điều kiện sau: tốc độ khí cho bộ sol hóa mẫu là 0,5l/phút; tốc độ khí mang Ar 15-20 phút, tốc độ bơm mẫu 2-3 mL/phút, thế điều khiển thấu tính điện tử – ion là 7,2V, sử dụng bộ hóa mẫu bằng sóng siêu âm, máy phát cao tần có công suất 1000W, thời gian đo cho mỗi mẫu là 40 giây, thời gian rửa sạch mẫu là 45 giây Tiến hành xây dựng đường chuẩn nguyên tố đồng, chì cadimi *Tính tốn kết phân tích hàm lượng kim loại đồng, chì cadimi huyết 3.7 Áp dụng điều kiện tối ưu phân tích mẫu thực tế Theo quy trình lấy mẫu đề cập (ở phần 2.4), đề tài tiến hành thu mẫu máu người dân thuộc xã Nam Thượng, huyện Kim Bơi, tỉnh Hịa Bình ngày 14/07/09 Đây địa bàn cư người dân tộc Mường Điều kiện kinh tế khó khăn, người dân thường bị thiếu ăn, chế độ dinh dưỡng kém, dẫn đến số bệnh thiếu máu, bệnh huyết sắc tố, run rẩy chân tay,… tương đối phổ biến cộng đồng Ngoài ra, dân cư vùng cịn có dấu hiệu bệnh di truyền hậu việc kết hôn gần Đại học Khoa học Tự nhiên 63 Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan Hình 24: Một số hình ảnh lấy mẫu xã Nam Thượng – Kim Bơi – Hịa Bình Kết xác định hàm lượng đồng, chì, cadimi huyết người dân xã Nam Thượng – Kim Bơi – Hịa Bình được trình bày bảng 23 Bảng 23: Hàm lượng đồng, chì cadimi mẫu huyết người dân xã Nam Thượng – Kim Bơi – Hịa Bình Kí hiệu mẫu 10a 10b 11 12 13 Họ tên Bùi Châu Loan Bùi Thi Duyên Quách Thị Nhân Bùi Thị Viên Bùi Ngọc Lý Bùi Thị Nguyên Lương Thị Thảo Quách Thị Lành Phạm Thị Hà Bùi Văn Kiên Bùi Văn Kiên Bùi Văn Nam Bùi Văn Vượng Bùi Văn Cịn Đại học Khoa học Tự nhiên Giới tính Tuổi Nữ Nữ Nữ Nữ Nữ Nữ Nữ Nữ Nữ Nam Nam Nam Nam Nam 24 29 30 24 30 22 17 14 32 43 43 18 33 41 64 Nồng độ kim loại (µg/L) Cu Cd Pb 1670 0,018 0,11 1920 0,022 0,30 1560 0,012 0,37 1500 0,025 0,12 1510 0,043 0,25 1870 0,015 0,21 1550 0,024 0,30 1390 0,035 0,26 1800 0,02 0,41 1520 0,037 0,26 1515 0,034 0,27 1470 0,02 0,29 1370 0,018 0,28 1980 0,014 0,45 Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ 14 Bùi Văn Cam 15 Bùi Thị Hiền 16 Bùi Thị Sửu 17 Nguyễn Duy Trung 18 Bùi Văn Việt 19 Bùi Huy Hùng 20a Bùi Thị Dậu 20b Bùi Thị Dậu 21 Bùi Văn Thành 22 Bùi Trung Hiếu 23 Bùi Văn Chiến 24 Bùi Văn Chính 25 Bùi Thị Ngạnh 26 Bùi Thị Vân 27 Bùi Văn Tường 28 Bùi Văn An 29a Quách Công Trường 29b Quách Công Trường Nam Nữ Nữ Nam Nam Nam Nữ Nữ Nam Nam Nam Nam Nữ Nữ Nam Nam Nam Nam 50 31 18 18 19 30 15 15 15 17 16 17 47 48 18 20 35 35 1570 1580 1640 1050 1690 1330 1110 1113 1330 1190 1240 1140 1410 1160 1390 1200 1230 1235 Lương Thị Loan 0,01 0,12 0,017 0,33 0,02 0.05 0,011 0,27 0,04 0,22 0,013 0,10 0,03 0,17 0,022 0,15 0,038 0,3 0,022 0,7 0,011 0,15 0,04 0,24 0,03 0,34 0,01 0,32 0,015 0,19 0,02 0,25 0,02 0,38 0,025 0,32 (Trong mẫu 10a 10b, 20a 20b, 29a 29b mẫu lặp) Kết phân tích 29 mẫu huyết xác định hàm lượng đồng, chì cadimi người dân xã Nam Thượng–huyện Kim Bơi–Tỉnh Hịa Bình thu tóm tắt bảng 24 Bảng 24: Một số tổng kết hàm lượng đồng, chì cadimi mẫu thực tế Các đại lượng Nồng độ trung bình (ppb) Nồng độ cao (ppb) Nồng độ thấp (ppb) Cu 1461 1980 1050 Tên nguyên tố Cd 0,022 0,043 0,01 Pb 0,27 0,45 0,05 Từ bảng 23 bảng 24, rút số nhân xét sau: - Huyết người dân địa bàn nghiên cứu, hàm lượng đồng và cadimi huyết tương đối So sánh với khoảng nồng độ đồng và cadimi huyết người bình thường WHO đưa lần lượt là (794 - 2023 µg/l); (0,01- 0,05 µg/l) thấy hàm lượng đờng cadimi nằm khoảng cho phép - Hàm lượng chì huyết của người dân xã Nam Thượng tương đới cao Trong đó, có 13 mẫu tởng số 29 mẫu (chiếm 45% tổng số Đại học Khoa học Tự nhiên 65 Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan mẫu) có hàm lượng vượt quá giới hạn cho phép WHO đặt chì 0,014-0,25 µg/l Như có thể rút kết luận người dân xã Nam Thượng chưa có dấu hiệu bị ô nhiễm đồng và cadimi, có dấu hiệu ô nhiễm chì PHẦN IV KẾT LUẬN Trên sở nghiên cứu các điều kiện tối ưu quá trình lấy mẫu, bảo quản, xử lý mẫu và các điều kiện tối ưu phân tích thiết bị có thể rút một số kết luận sau Đã nghiên cứu khảo sát phương pháp xử lý mẫu huyết khác , phương pháp xử lý mẫu huyết lựa chọn phương pháp phá mẫu lị vi sóng dùng HNO với nồng độ 1%, chương trình phân hủy mẫu có sẵn thiết bị (nhiệt độ 190 0C, áp suất 50 bar, thời gian 45 phút) Đã khảo sát điều kiện tối ưu cho trình xác định nguyên tố đồng, chì, cadimi thiết bị ICP-MS tìm tốc độ khí cho sol hố mẫu 0,5 l/phút, công suất máy phát cao tần 1000 W, thời gian lấy tín hiệu 40 giây, thời gian rửa mẫu 45 giây, tốc độ khí mang Ar 15-20 l/phút, tốc độ bơm mẫu 2- ml/phút, điều khiển thấu kính điện tử - ion 7,2V tương ứng với cường độ tín hiệu Rh cao Đã xây dựng đường chuẩn nguyên tố thiết bị ICP-MS dựa điều kiện tối ưu khảo sát Các đường chuẩn xây dựng có khoảng tuyến tính khoảng giới hạn phép đo Khoảng tuyến tính đồng từ 6,25 -500ppb; chì từ - 8ppb cadimi từ 0,005 - 0,4ppb Trên sở lựa chọn phương pháp xử lý mẫu huyết tối ưu, đề tài khảo sát ảnh hưởng nguyên tố kèm gồm: canxi, magie, thủy ngân, kẽm, mangan Kết cho thấy khoảng nồng độ lựa chọn để khảo sát (Ca từ 8×10 - 80×10 ppb; Mg từ 4×103 - 40×103 ppb; Hg từ 0,2 - Đại học Khoa học Tự nhiên 66 Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan 3 ppb; Zn từ 0,96×10 - 8×10 ppb; Mn từ - 200 ppb) khơng có ảnh hưởng đáng kể nguyên tố đến việc xác định hàm lượng đồng, chì, cadimi huyết Đồng thời ngun tố đồng, chì, cadimi khơng có ảnh hưởng đáng kể đến khoảng nồng độ khảo sát (Cu từ 0,96×103 - 8×103 ppb; Cd từ 10 - 500 ppb; Pb từ 10 - 500 ppb ) Đã xây dựng 01 quy trình phân tích xác định đồng thời nguyên tố đồng, chì cadimi mẫu huyết phù hợp với phép đo ICP-MS cho kết có độ xác cao Đã áp dụng điều kiện phương pháp nghiên cứu vào phân tích 29 mẫu huyết Kết cho độ xác tính lặp lại cao Đại học Khoa học Tự nhiên 67 Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lê Lan Anh cộng (2000), Nghiên cứu xác định hàm lượng thủy ngân chì tóc, nước tiểu máu phạc vụ chuẩn đốn lâm sàng phương pháp phân tích đại, Tạp chí phân tích Hóa-LýSinh học, Tập (2), Trang 16-19 Cục địa chất khống sản, Bộ cơng nghiệp (1994), Phương pháp quang phổ plasma ICP-AES tách xác định riêng biệt nguyên tố đất mẫu địa hóa,TCN.01-0 PTHL/94 Cơ sở lý thuyết khả ứng dụng phương pháp phân tích tích công cụ, Hội thảo Shimazu-Schmith, Hà Nội 1972 Nguyễn Xuân Chiến (2007), Nghiên cứu xây dựng qui trình xác định vết nguyên tố đất số đối tượng ICP-MS, Báo cáo Đề tài Khoa học Công nghệ cấp năm 2005-2006 Vũ Đăng Độ (1993), Hóa sinh vơ cơ, Đại học tổng hợp – Khoa Hóa – Bộ mơn Hóa vơ cơ, Hà Nội Trần Chương Huyến, Từ Vọng Nghi, Phạm Luận (1990), Một số phương pháp phân tích điện hóa hiện đại, Đại học tổng hợp Hà Nội Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học quốc gia Hà Nội Phạm Luận (2000), Các phương pháp kỹ thuật chuẩn bị mẫu phân tích, Khoa hóa học – Bộ mơn hóa phân tích – Trường ĐH KHTN – ĐH quốc gia Hà Nội Lê Đức Liêm (2001), Chì tác hại Chì, Tạp chí Cơng nghiệp Số 6, Trang 27-29 10 Lê Đức Ngọc (2007), Xử lý số liệu kế hoạch hóa thực nghiệm, Khoa Hóa học – Trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học quốc gia Hà Nội Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan 11 Hồng Nhâm (2000), Hóa học vô cơ, tập 3, NXB Giáo dục 12 Lương Thúy Quỳnh, Luận án phó tiến sĩ khoa học (1996), Nghiên cứu hàm lượng đồng – kẽm huyết người có tuổi Việt Nam, Trường ĐH Dược Hà Nội – Bộ y tế 13 Tạ Thị Thảo (2005), Thống kê hóa phân tích, Bộ mơn Hóa phân tích - Khoa Hóa học – Trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học quốc gia Hà Nội 14 Trịnh Thị Thanh (2001), Độc học môi trường sức khỏe người, Trường ĐH quốc gia Hà Nội 15 Nguyễn Đức Vận (1999), Hóa học vơ cơ, tập 2: Các kim loại điển hình, NXB khoa học kỹ thuật 16 Ứng dụng phương pháp phân tích cơng cụ đại nghiên cứu địa chất học vệ sing môi trường, Hội thảo Shimazu-Schmith, Hà Nội 1994 Tiếng Anh 17 A Mathee, Y E R von Schirnding, J Levin, A Ismail, R Huntley and A Cantrell (2002), A survey of blood lead levels among young Johannesburg school children, Environmental Research 90, 181- 184 18 Alan Newman (1996), Elements of ICP-MS, Analytical Chemistry 68, 46A-51A 19 Brian Gulson, Karen Mizon, Michael Korsch and Alan Taylor (2006), Changes in the lead isotopic composition of blood, diet and air in Australia over a decade: Globalization and implications for future isotopic studies, Environmental Research 100, 130-138 20 Blood lead and its effect Cd, Cu, Zn, Fe and hemoglobin levels of children, Science of the total Environment, Vol 277 (13), page 161-168 Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ 21 Lương Thị Loan E Bárány, I.A Bergdahl, L.-E Bratteby, T Lundh, G Samuelson, S Skerfving and A Oskarsson (2005), Iron status influences trace element levels in human blood and serum, Environmental Research 98, 215-223 22 Ebba Bárány, Ingvar A Bergdahl, Lars-Eric Bratteby, Thomas Lundh, Gösta Samuelson, Staffan Skerfving and Agneta Oskarsson (2002), Trace Elements in Blood and Serum of Swedish Adolescents: Relation to Gender, Age, Residential Area, and Socioeconomic Status, Environmental Research 89, 72-84 23 Geoffrey T (1994), ICP-MS or ICP-AES and AAS? a coparation, Varian 24 Graham Hams, Dr Stephen E Anderson (1997), Rapid and Simple determition of trace element in clinical sample by ICP-MS, Part 1: Whoo blood: As, Cd, Mn, Pb and Se, http://www.varian.com, ICP-MS15, 1-7 25 Graham Hams, Dr Stephen E Anderson (1997), Rapid and Simple determition of trace element in clinical sample by ICP-MS, Part 2: Serum: Al, Cu, Se and Zn, http://www.varian.com, ICP-MS-16, 1-5 26 Halina B Röllin, Angela Mathee, Jonathan Levin, Penny Theodorou, Halina Tassell and Ina Naik (2006), Examining the association between blood manganese and lead levels in schoolchildren in four selected regions of South Africa, Environmental Research 103, 160-167 27 Jack Caravanos, Arlene L Weiss, Marc J Blaise and Rudolph J Jaeger (2006), A survey of spatially distributed exterior dust lead loadings in New York City, Environmental Research 100, 165-172 28 John D.Cremin, Jr and Donald R.Smith (2002), In vitro vs in vivo Pb effects on brain protein kinase C activity, Environmental Research 90, 191-199 29.Jody Butler Walker, Jan Houseman, Laura Seddon, Ed McMullen, Karen Tofflemire, Carole Mills, André Corriveau, JeanPhilippe Weber, Alain LeBlanc, Mike Walker, Shawn G Donaldson Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ Lương Thị Loan and Jay Van Oostdam (2006), Maternal and umbilical cord blood levels of mercury, lead, cadmium, and essential trace elements in Arctic Canada, Environmental Research 100, 295-318 30 Jean-Pierre Goullé, Loic Mahieu, Julien Castermant, Nicolas Neveu, Lauren Bonneau, Gilbert Lainé, Daniel Bouige, Christian Lacroix (2005), Metal and metalloid multil – elementary ICP-MS validation in whole blood, plasma, urine and hair Reference values, Forensic Science International 153, 39-44 31 L.S Friedman, O.M Lukyanova, Y.I Kundiev, Z.A ShkiryakNizhnyk, N.V Chislovska, A Mucha, A.V Zvinchuk, I Oliynyk and D Hryhorczuk (2005), Predictors of elevated blood lead levels among 3-year-old Ukrainian children: A nested case-control study, Environmental Research 99, 235-242 32 Lawrence M Schell, Melinda Denham, Alice D Stark, Julia Ravenscroft, Patrick Parsons and Elaine Schulte (2004), Relationship between blood lead concentration and dietary intakes of infants from to 12 months of age, Environmental Research 96, 264-273 33 Maria I Hernández-Serrato, Teresa Imelda Fortoul, Rosalba RojasMartínez, Laura R Mendoza-Alvarado, Lourdes Canales-Treviđo, Tommaso Bochichio-Riccardelli, Maria Rosa Ávila-Costa and Gustavo Olaiz-Fernánde (2006), Lead blood concentrations and renal function evaluation: Study in an exposed Mexican population, Environmental Research 100, 227-231 34 M Vahter, M Berglund, A Åkesson and C Lidén (2002), Metals and Women's Health, Environmental Research 88, 145-155 35 Michael R (1994), Determination of trace leval of rare earth elements in basals by ICP-MS, Varian Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ 36 Lương Thị Loan N.-G Ilbäck, U Lindh, R Minqin, G Friman and F Watt (2006), Iron and copper accumulation in the brain of coxsackievirus-infected mice exposed to cadmium, Environmental Research 102, 308-313 37 Nguyen Van Nhien, Nguyen Cong Khan, Tomoki Yabutani, Nguyen Xuan Ninh, Afework Kassu, Bui Thi Mai Huong, Tran Thanh Do, Junko Motonaka and Fusao Ota (2005), Serum Levels of Trace Elements and Iron-Deficiency Anemia in Adult Vietnamese, Asia Pac J Clin Nutr 2008, 17 (1), 48-55 38 Pearce Nicholas J.G., Westgate John A., Perkin William T., Preece Shari J., (2004), The application of ICP-MS methods to tephrochronological problems, Aplied geochemisry, Vol 19, No 3, 289-322 39 Robert A, Jacob PD (1994), Trace elements In: Text book of clinical Chemistry, Edited by Norbert W.Tietz, Philadenphia, 965-985 40 Shunqin Wang and Jinliang Zhang (2006), Blood lead levels in children China, Environmental Research 101, 412-418 41 Shu-Hao Chang, Bi-Hua Cheng, Su-Long Lee, Hung-Yi Chuang, Chun-Yuh Yang, Fung-Chang Sung and Trong-Neng Wu (2006), Low blood lead concentration in association with infertility in women, Environmental Research 101, 380-386 42 Scott Clark, JoAnn Grote, Jonathan Wilson, Paul Succop, Mei Chen, Warren Galke and Pat McLaine (2004), Occurrence and determinants of increases in blood lead levels in children shortly after lead hazard control activities, Environmental Research 96, 196-205 43 Waelin I Mortada, Mohamed A Sobh, Mohamed M El-Defrawy and Sami E Farahat (2002), Reference Intervals of Cadmium, Lead, and Mercury in Blood, Urine, Hair, and Nails among Residents in Mansoura City, Nile Delta, Egypt, Environmental Research 90, 104-110 Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Luận văn thạc sĩ 44 Lương Thị Loan Yulin Ren, Zhuoyong Zhang, Yuqiu Ren, Wei Li, Mengcai Wang, Gang Xu (1997), Diagnosic of lung cancer based on metal contents in serum and hair using multivariate statistical methods, Talanta 44, 18231831 Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học ... 1% tối ưu phương pháp phân hủy lị vi sóng mẫu hút 3.1.4 So sánh phương pháp phân hủy mẫu So sánh các phương pháp phân hủy mẫu để xác định hàm lượng nguyên tố đồng, chì cadimi mẫu... Việt Nam 1.2 Các phương pháp xác định đồng, chì cadimi Để xác định hàm lượng đồng, chì cadimi huyết thanh, có nhiều phương pháp phương pháp trắc quang, phương pháp cực phổ, phương pháp hấp thụ... xây dựng quy trình phân tích đồng, chì cadimi huyết thiết bị ICP-MS Phương pháp nghiên cứu xây dựng quy trình xác định đồng thời đồng, chì, cadimi huyết phương pháp ICP-MS bao gồm phần sau: quy