Luận án tiến sĩ hóa học nghiên cứu xác định một số dạng selen trong hải sản bằng phương pháp von ampe hòa tan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HĨA HỌC LÊ THỊ DUN NGHIÊN CứU XáC ĐịNH MộT Số DạNG SELEN TRONG HảI SảN BằNG PHƯƠNG PHáP VON-AMPE HòA TAN LUN N TIN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HĨA HỌC LÊ THỊ DUN NGHI£N CøU X¸C ĐịNH MộT Số DạNG SELEN TRONG HảI SảN BằNG PHƯƠNG PHáP VON-AMPE HòA TAN LUN N TIN S HểA HC Chun ngành : Hóa Phân tích Mã số : 62.44.29.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Lê Lan Anh TS Lê Đức Liêm HÀ NỘI - 2012 MỞ ĐẦU Vai trò quan trọng vết nguyên tố khoa học, công nghệ đời sống biết đến từ lâu Chính vậy, nhiều phương pháp phân tích hàm lượng vết nguyên tố đối tượng khác nghiên cứu, nhiều phương pháp tiêu chuẩn hóa xây dựng Nhưng để nghiên cứu giải thích cách khoa học xác tính độ độc; q trình sinh hóa, sinh địa hóa; q trình chuyển hóa tích lũy sinh học … vết nguyên tố, việc xác định hàm lượng tổng vết nguyên tố chưa đủ, mà phải dạng tồn chúng đối tượng nghiên cứu Với độ nhạy, độ xác tính chọn lọc cao phân tích trực tiếp dạng tồn vết nguyên tố, phương pháp Von-Ampe hòa tan trở thành phương pháp phân tích đại lựa chọn để nghiên cứu phân tích trực tiếp dạng nguyên tố mẫu sinh-y-dược học, lương thực thực phẩm, môi trường Mặt khác, selen (Se) nguyên tố hai mặt đời sống, vừa đóng vai trị ngun tố vi lượng vừa độc tố mơi trường có độ độc cao Khoảng nồng độ Se phép có mặt thể người mà không gây độc hại hẹp tùy thuộc vào dạng tồn Se Lượng Se nên đưa vào thể người hàng ngày khoảng 50-200µg/ngày [1] Trong thể người, Se tham gia vào q trình sinh hóa, cần thiết cho chức tế bào, tạo thành trung tâm hoạt hóa số Enzym [2] Nếu sử dụng liều lượng giới hạn, Se gây độc cho người Các triệu chứng ngộ độc Se thở có mùi tỏi, rối loạn tiêu hóa, rụng tóc, bong tróc móng tay-móng chân, mệt mỏi, kích thích tổn thương thần kinh nặng gây xơ gan, phù phổi dẫn đến tử vong Xuất phát từ lý trên, chọn đề tài luận án “Nghiên cứu xác định số dạng selen hải sản phương pháp Von-Ampe hòa tan” * Mục tiêu luận án: Nghiên cứu cách hệ thống, xác lập điều kiện từ lấy, bảo quản, xử lý, chiết tách, làm giàu đến ghi đo xác định xác tin cậy số dạng selen mẫu hải sản *Nhiệm vụ luận án: Nghiên cứu tính chất điện hóa, xác lập điều kiện thông số máy tối ưu xác định dạng selenit (Se(IV)), selencystin (Se-Cyst), dimetyl diselenua (DMDSe) phương pháp Von-Ampe hòa tan điện cực giọt treo thủy ngân (HMDE) Nghiên cứu điều kiện quy trình lấy, bảo quản xử lý mẫu đảm bảo nguyên trạng toàn vẹn dạng selen mẫu hải sản Nghiên cứu điều kiện tối ưu, chiết tách làm giàu, ghi đo xây dựng quy trình xác định xác tin cậy Se tổng, dạng Se vơ Se hữu mẫu hải sản phương pháp Von-Ampe hòa tan sử dụng điện cực HMDE làm điện cực làm việc Đánh giá phương pháp, quy trình áp dụng phân tích selen tổng dạng selen mẫu thật * Đóng góp Luận án Đã nghiên cứu thiết lập điều kiện tối ưu, lần Việt Nam, xây dựng thành công phương pháp xác định riêng rẽ dạng Se(IV), Se-Cyst, DMDSe đồng thời xác tin cậy hai dạng Se(IV) Se-Cyst phép ghi đo DPCSV Đã nghiên cứu thành cơng kỹ thuật chiết tách tối ưu, tồn vẹn định lượng dạng selen từ mẫu hải sản Đã nghiên cứu thiết lập quy trình hồn chỉnh từ lấy, bảo quản, xử lý mẫu, chiết tách xác định ba dạng selen (Se(IV), Se-Cyst, DMDSe) mẫu cá Khoai, tôm Sú Mực phương pháp DPCSV * Phương pháp nghiên cứu Luận án thực phương pháp thực nghiệm Từ nghiên cứu tài liệu tham khảo ngồi nước, chúng tơi chọn phương pháp VonAmpe hòa tan catot xung vi phân để nghiên cứu, xác định hàm lượng tổng, dạng tồn vô cơ, dạng tồn hữu selen mẫu hải sản CHƯƠNG - TỔNG QUAN 1.1 DẠNG SELEN TRONG TỰ NHIÊN VÀ TÁC ĐỘNG CỦA CHÚNG ĐỐI VỚI SỨC KHỎE CON NGƯỜI 1.1.1 Dạng selen tự nhiên Selen phổ biến tự nhiên, có nguồn gốc từ việc phun núi lửa, có sunphua kim loại đồng, niken, sắt, chì khoáng vật Cu2Se, PbSe As2Se Selen nguyên tố chiếm thứ 17 vỏ trái đất khối lượng Hàm lượng selen bề mặt trái đất khơng đồng [3] Sự có mặt selen sinh học môi trường đa dạng Ví dụ, selen đất đá khoảng từ 0,1 ppm (các khu vực thiếu Se New Zealand) đến 1200 ppm (một vùng Ireland) Khoảng nồng độ rộng tìm thấy trong loại nước khơng chứa muối, chiếm từ khoảng 0,1 µg/lit đến mg/lit [3] Selen nước biển khoảng 0,05-0,5 µg/lit Selen thực vật chiếm khoảng 0,1 mg/kg khô động vật khoảng 0,1-vài mg/kg ướt [2] Selen tự nhiên tồn chủ yếu ba trạng thái ôxy hóa: Se+6, Se+4 Se-2 Selen vơ tồn chủ yếu đất nước [3-6], nhiên chúng tìm thấy thể sống (động, thực vật vi sinh vật) [2,6] Các selen hữu dimetyl selenua (CH3)2Se, dimetyl diselenua (CH3)2Se2 dimetylselenon (CH3)2SeO2 tạo từ nước thải, bùn, đất đá tìm thấy số nước tự nhiên [3] thể sống [2,4] Trong thể sống, selen chủ yếu tồn dạng aminoaxit, selencystin, selencystein, selenmethionin, selenglutathion, selenprotein [2,4,5] Trong thủy-hải sản có chứa hàm lượng lớn selen [2,106], dạng selen tìm thấy dạng selen vô selenit, selenat selen hữu selenmethionin, selencystein, selencystin, selenprotein [1,2,63,88,106] Một số hoạt động người làm thay đổi phân bố selen môi trường Trong công nghiệp bán dẫn điện tử, cơng nghiệp hố chất, cơng nghiệp thủy tinh nông nghiệp người ta sử dụng selen Chính q trình sản xuất thân sản phẩm chúng đưa selen vào môi trường làm thay đổi lại phân bố selen Bảng 1.1: Các dạng selen môi trường hệ sinh học [2,5,7] Tên Viết tắt Selenit Selenat Selencystin Selenmethionin Selencystein Dimetyl selenua Ion trimetyl selen Se-metyl-selencystein Se-metylselenmethionin Selencystathionin Dimetyl diselenua Dimetyl selenon Selencystamin Selenhomocystein γ-Glutamyl-Semetylselencystein Se(IV) Se(VI) Se-Cyst SeMet DMSe TMSe Cơng thức hóa học SeO32– SeO42– H3N+CH(COO–)CH2SeSeCH2CH(COO–)NH3+ H3N+-CH(COO–)-CH2-CH2-Se-Me H3N+-CH(COO–)-CH2-SeH (CH3)2Se (CH3)3Se+ H3N+-CH(COO–)-CH2-Se-Me H3N+-CH(COO–)-CH2-CH2-Se+(CH3)2 H3N+CH(COO–)CH2CH2SeCH2CH(COO–)NH3+ DMDSe (CH3)2Se2 (CH3)2SeO2 H2N-CH2-CH2-Se-Se-CH2-CH2-NH2 H3N+-CH(COO–)-CH2-CH2-SeH H3N+CH(COO–)CH2CH2CONHCH(COO–)CH2SeCH3 1.1.2 Tác động selen sức khỏe người Ở người, selen chất dinh dưỡng vi lượng Selen với chức tham gia tạo enzym chống ơxy hố glutathion peroxyđaza (GSHPx) vài dạng định thioredoxyn reductaza Selen tham gia xúc tác phản ứng chuyển hóa thứ cấp, ức chế gốc tự sinh từ q trình perơxyt hóa lipit ức chế khả gây độc kim loại nặng: Hg, Pb, As, Cd Sn [2,6,8] Những nghiên cứu gần cho thấy nhiều tác dụng selen người: Những người tiêu thụ 54-90µg selen hàng ngày giảm nguy mắc hen (suyễn) xuống nửa so với người tiêu thụ 23-30µg Selen có tác dụng làm ức chế khối u gây ung thư tiền liệt tuyến, tăng cường khả chống phóng xạ tia tử ngoại Ngưỡng có lợi selen khoảng 50-200µg/ngày cho người [9,10] Theo khuyến cáo, lượng selen nam giới nên dùng ngày 80µg nữ giới 55µg [10] Nguồn dinh dưỡng selen đến từ loại hạch, củ họ hành, tỏi, ngũ cốc, thịt, cá trứng Ngồi cịn nhiều dạng thực phẩm khác cung cấp nhiều selen loại hải sản [3,6] Tổ chức Y tế giới (WHO) tính tốn, hàm lượng selen máu người trung bình phải đạt 0,15 µg/ml đủ lượng cần thiết cho thể Những kết nghiên cứu WHO khẳng định nguyên tố selen có vai trò sinh học lớn sức khoẻ người Điều tra dịch tễ học Mỹ Bắc Âu cho thấy liên hệ thiếu hụt selen gia tăng mắc bệnh tim mạch, huyết áp cao, não dẫn đến tử vong người Thiếu hụt selen dẫn tới bệnh có liên quan tới chức tim mạch gọi bệnh Keshan Sự thiếu hụt selen đóng góp (cùng với thiếu hụt iot) vào bệnh Kashin-Beck, loại bệnh tạo teo dần, thoái hoá chết hoại mơ chất sụn Nếu thiếu hụt selen sinh triệu chứng giảm hoạt động tuyến giáp, bao gồm mệt mỏi, bướu cổ, chứng ngu độn sảy thai [3] Bên cạnh tác dụng có lợi selen độc độc tố nồng độ cao Selen nguyên tố phần lớn selenua kim loại có độc tính tương đối thấp chúng có hiệu lực sinh học thấp Ngược lại, selenat selenit lại cực độc hại Các hợp chất hữu chứa selen dimetyl selenua, dimetyl diselenua, selenmethionin, selencystein, selencystin metylselencystein, tất chất có hiệu lực sinh học cao độc hại liều lượng lớn [3] Chính ưu điểm selen ranh giới tác dụng tích cực tiêu cực selen có liên quan chặt chẽ tới sức khoẻ người, việc nghiên cứu phương pháp xác định xác, nhạy độ chọn lọc cao Se cần thiết Bảng 1.2: Giá trị liều gây chết chuột (thỏ) dạng selen [2] Liều lượng gây chết Dạng selen (mg Se/kg trọng lượng) (LD50, chuột, miệng) Na2SeO3 2,3 (LD50, thỏ, miệng) 3,25-3,5 (M, chuột, bụng) (M, chuột, tĩnh mạch) Na2SeO4 5,25-5,75 (M, chuột, bụng) Se-Cyst (M, chuột, bụng) SeMet 4,25 (M, chuột, bụng) DMSe 1.600 (LD50, chuột, bụng) TMSe 49,4 (LD50, chuột, bụng) Se nguyên tố 6.700 (LD50, chuột, miệng) + M: liều gây chết nhỏ + LD50: liều gây chết trung bình 1.2 TÍNH CHẤT ĐIỆN HĨA CỦA SELEN Hoạt tính điện hóa Se(IV) nghiên cứu từ lâu nhiều khác Các tác giả xác định sóng khử ứng với q trình khử Se(IV) đến mức ơxy hóa +2, 0, -2 tùy thuộc vào pH, nhiên dung dịch lỗng hai sóng đầu hịa làm Lingane Niedrach [11] nhận thấy SeO32- cho sóng khuếch tán điện cực thủy ngân giống SO32- Theo tác giả sóng khử SeO32trong môi trường đệm amoni ứng với bước khử Se+4 Se-2 Speranskaya [12] ghi nhận hai sóng khử Se(IV) mơi trường axit: sóng thứ ứng với khử selen nguyên tố, sóng thứ hai ứng với sóng khử từ selen nguyên tố đến Se-2 Sóng thứ hai kèm với sóng khử H+ G.D Christian cộng (CCS) [13] có nhiều nghiên cứu cực phổ Se(IV) môi trường khác Trong môi trường H2SO4 quan sát sóng khử: sóng thứ kéo dài sóng khuếch tán khơng thuận nghịch, sóng thứ hai rõ nét, sóng khử thuận nghịch Khi tăng nồng độ H2SO4, bán sóng thứ dịch chuyển phía âm (-0,268 V ÷ -0,318 V); cịn sóng thứ hai dịch chuyển phía dương (-0,92 V ÷ -0,79 V) Trong môi trường axit HCl, HNO3, HClO4, kết hoàn toàn tương tự H2SO4 Tuy nhiên, HCl sóng thứ trộn lẫn với sóng hịa tan Hg gây khó khăn ghi đo Khi nghiên cứu ảnh hưởng pH đến sóng cực phổ Se(IV) sử dụng đệm ortho-photphat 0,2M mơi trường axit, hai sóng đầu quan sát tương tự trường hợp Tuy nhiên khoảng pH = xuất sóng thứ không thuận nghịch với E1/2 = -1,2 V (so với SCE) Trong khoảng pH = 4,3÷6,5 sóng thu rõ ràng Dịng khuếch tán sóng thứ đạt giá trị cực đại dung dịch axit có pH < 2,9 Ở giá trị pH lớn dịng khuếch tán giảm tuyến tính với tăng pH, nhiên nồng độ Se(IV) lớn dịng khuếch tán bắt đầu giảm giá trị pH thấp [13] Tóm lại: Se(IV) cho ba sóng cực phổ tùy thuộc vào pH dung dịch Dòng giới hạn tất sóng dịng khuếch tán có sóng thứ hai thuận nghịch Sóng thứ tương ứng với bước khử trao đổi 4e Se(IV) để tạo thành Selenua thủy ngân HgSe: SeO3 (Hg) 2- + + 6H + 4e → HgSe + 3H2O Sóng thứ hai sóng khử 2e HgSe để tạo H2Se: HgSe + 2e + 2H+ → Hg + H2Se Sóng thứ ba tương ứng với bước khử 6e từ Se+4 Se-2: SeO32- + 6H+ + 6e → Se2- + 3H2O Bảng 1.3: Thế bán sóng (E1/2) Se(IV) số Nền điện li HNO3 0,1M Thế bán sóng thứ -0,083 Thế bán sóng thứ hai -0,561 Điện cực so sánh SCE HNO3 1M -0,021 -0,411 SCE HNO3 2M -0,34 -0,850 Đáy anot Hg KNO3 2M -0,185 -0,861 SCE HCl 0,1M -0,011 -0,541 SCE HCl 1M -0,101 -0,511 SCE HClO4 0,1M -0,098 -0,541 SCE Bên cạnh dạng Se(IV) vô hoạt động điện hóa tốt dạng Se(VI) vơ khơng có hoạt tính điện hóa tốc độ khử điện cực nhỏ Hoạt tính điện hóa số dạng selen hữu nghiên cứu DMDSe, Se-Cyst, Se-Cyst có vài cơng bố đề cập tới từ năm 80 [14] Theo R A Grier CCS [14] quan sát thấy pic Se-Cyst đỉnh pic -0,45V HClO4 0,1M H2SO4 0,1M quét CSV Maria Ochsenkühn-Petropoulou CCS [9] quan sát thấy pic Se-Cyst đỉnh pic -0,33 ± 0,05 (V) HCl 0,1M DMDSe -0,22 ± 0,03 (V) (CH2Cl2 + LiClO4 0,2M/EtOH + HCl 0,06M) ghi DPCSV Rugayah Mohamed CCS thu pic khử rõ nét DMDSe -300 mV HCl 0,05M quét CV [15] 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SELEN 1.3.1 Các phương pháp phân tích hàm lượng tổng selen 1.3.1.1 Phương pháp quang phổ phân tử Nguyên tắc phương pháp dựa khả tạo phức màu chất phân tích với thuốc thử Ghi đo độ hấp thụ quang phức màu ta biết nồng độ chất phân tích Phương pháp thông dụng để xác định Se dựa phản ứng tạo mầu Se(IV) với o-diamin thơm với 2,3-diaminonaphtalen pH=1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các kết viết chung với đồng nghiệp khác đồng ý đưa vào luận án Các số liệu, kết luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả LÊ THỊ DUYÊN LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành phịng thí nghiệm Hóa Phân tích, Viện Hóa học, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Lê Lan Anh TS Lê Đức Liêm trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ em suốt trình học tập nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Trịnh Xuân Giản, TS Vũ Đức Lợi cô, chú, anh, chị cán phịng Hóa Phân tích, Viện Hóa học, Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em q trình hồn thành luận án Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa học, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em q trình hồn thành luận án Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, phòng, khoa, ban Trường Đại học Mỏ-Địa Chất tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em suốt trình làm luận án Em xin chân thành cảm ơn Thày, Cơ, anh, chị cán Bộ mơn Hóa học, Khoa Đại học Đại cương, Trường Đại học Mỏ-Địa Chất tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình làm luận án Cuối xin gửi lời cảm ơn anh, chị, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình, người thân động viên, giúp đỡ vật chất tinh thần để tơi hồn thành tốt luận án Hà nội, tháng 10 năm 2012 Tác giả LÊ THỊ DUYÊN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AE Auxiliary Electrode Điện cực phù trợ RE Reference Electrode Điện cực so sánh WE Working Electrode Điện cực làm việc RDE Rotating Disk Electrode Điện cực đĩa quay SSE Solid State Electrode Điện cực rắn SCE Saturated Calomel Electrode Điện cực calomel bão hòa HMDE Hanging Mercury Drop Electrode Điện cực giọt treo thủy ngân SMDE Standing Mercury Drop Electrode Điện cực giọt ngồi thủy ngân MFE Mercury Film Electrode Điện cực màng thủy ngân SV Stripping Voltammetry Von – Ampe hòa tan ASV Anodic Stripping Voltammetry Von – Ampe hòa tan anot CSV Cathodic Stripping Voltammetry Von – Ampe hòa tan catot AdSV Adsorptive Stripping Voltammetry Von – Ampe hòa tan hấp phụ DP Differential Pulse Xung vi phân SQW Square Wave Sóng vng DC Direct Current Dịng chiều CV Cyclic Voltammetry Von – Ampe vòng DPASV Differential Pulse Anodic Stripping Von – Ampe hòa tan anot Voltammetry xung vi phân Differential Pulse Catodic Von – Ampe hòa tan catot Stripping Voltammetry xung vi phân Square Wave Anodic Stripping Von – Ampe hịa tan anot Voltammetry sóng vng NPP Normal Pulse Polarography Cực phổ xung biến đổi DPP Differential Pulse Polarography Cực phổ xung vi phân DPCSV SQWASV ∆E Pulse Amplitude Biên độ xung Ep Peak Potential Thế đỉnh E1/2 Half-Wave Potential Thế bán sóng Edep Deposition Potential Thế điện phân làm giàu Ip Peak Current Dòng đỉnh hòa tan tdep Deposition Time Thời gian điện phân làm giàu Me Metal Kim loại LOD Limit of Detection Giới hạn phát LOQ Limit of Quantification Giới hạn định lượng Rev Recovery Độ thu hồi HG Hydride Generation Kỹ thuật hyđrua hóa HPLC High Performance Liquid Chromatography Sắc ký lỏng hiệu cao ICP Inductively Coupled Plasma Plasma cao tần cảm ứng AAS Atomic Absorption Spectrometry Quang phổ hấp thụ nguyên tử Flame Atomic Absorption Quang phổ hấp thụ nguyên tử Spectrometry lửa Graphite-Furnace Atomic Quang phổ hấp thụ nguyên tử Absorption Spectrometry lò graphit Electrothermal-Atomic Absorption Quang phổ hấp thụ nguyên tử Spectrometry nhiệt điện Hydride Generation-Atomic Quang phổ hấp thụ nguyên tử Absorption Spectrometry kỹ thuật hyđrua Atomic Emission Spectrometry Quang phổ phát xạ nguyên tử Inductively Coupled Plasma Quang phổ phát xạ nguyên tử -Atomic Emission Spectrometry cảm ứng cao tần Plasma FAAS GFAAS ET-AAS HG-AAS AES ICP-AES AFS Atomic Fluorescene Spectrometry Quang phổ huỳnh quang nguyên tử Inductively Coupled PlasmaICP-AFS Quang phổ huỳnh quang Atomic Fluorescene Spectrometry nguyên tử cảm ứng cao tần Plasma NAA Neutron Activation Analysis Phân tích kích hoạt nơtron MS Mass Spectrometry Phổ khối Inductively Coupled Plasma-Mass Phương pháp phổ khối Spectrometry cảm ứng cao tần Plasma LC Liquid Chromatography Sắc ký lỏng IC Ion Chromatography Sắc ký ion GC Gas Chromatography Sắc ký khí PN Pneumatic Nebulisation Phun ICP-MS GC-MS Gas Chromatography-Mass Spectrometry Sắc ký khí-Phổ khối CE Capillary Electrophoresis Điện di mao quản UV Ultraviolet Cực tím Se(IV) Selenite Selenit Se(VI) Selenate Selenat Se-Cyst SeMet SeEt DMSe DMDSe TMSe As(III) As(V) DMA MMA AsB As-đường EtOH Selenocystine Selenomethionine Selenoethionine Dimethylselenide Dimethyldiselenide Trimethylselenonium- ion Arsenite Arsenate Dimethylarsinic Acid Monomethylarsonic Acid Arsenobetaine Arsenosugars Ethanol Selencystin Selenmethionin Selenethionin Dimetyl selenua Dimetyl diselenua Ion trimetyl selen Asenit Asenat Axít dimetyl asenic Axít monometyl asenic Asenobetan Asen đường Etanol MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN 1.1 DẠNG SELEN TRONG TỰ NHIÊN VÀ TÁC ĐỘNG CỦA CHÚNG ĐỐI VỚI SỨC KHỎE CON NGƯỜI 1.1.1 Dạng selen tự nhiên 1.1.2 Tác động selen sức khỏe người 1.2 TÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA CỦA SELEN 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SELEN 1.3.1 Các phương pháp phân tích hàm lượng tổng selen 1.3.2 Các phương pháp phân tích dạng selen 12 1.4 PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN TRONG PHÂN TÍCH DẠNG SELEN 17 1.4.1 Giới thiệu chung phương pháp Von-Ampe hòa tan 17 1.4.2 Ứng dụng phương pháp Von-Ampe hịa tan phân tích dạng selen 22 1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ DẠNG SELEN TRONG THỦY, HẢI SẢN TRÊN THẾ GIỚI 23 1.6 NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ DẠNG VẾT CÁC NGUYÊN TỐ Ở VIỆT NAM 24 CHƯƠNG - THỰC NGHIỆM 25 2.1 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HOÁ CHẤT 25 2.1.1 Thiết bị dụng cụ 25 2.1.2 Hoá chất 26 2.2 NỘI DUNG THỰC NGHIỆM 27 2.2.1 Pha dung dịch chuẩn 27 2.2.2 Chuẩn bị mẫu phân tích .27 2.2.3 Các bước nghiên cứu để xây dựng quy trình phân tích phương pháp Von-Ampe hịa tan 28 2.2.4 Xử lí số liệu thực nghiệm 30 CHƯƠNG - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐIỆN HĨA CỦA SELEN TRÊN HMDE.32 3.1.1 Nghiên cứu đặc tính Von-Ampe vòng Se(IV) 32 3.1.2 Nghiên cứu đặc tính Von-Ampe vịng Se-Cyst 32 3.1.3 Nghiên cứu đặc tính Von-Ampe vịng DMDSe .33 3.2 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC ĐIỀU KIỆN GHI ĐO TỐI ƯU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ DẠNG SELEN 34 3.2.1 Se(IV) Se-Cyst pha nước 34 3.2.2 DMDSe pha hữu 50 3.3 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT CẢN TRỞ ĐẾN PHÉP GHI ĐO CÁC DẠNG SELEN 61 3.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng chất cản trở đến phép ghi đo Se(IV) 62 3.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng chất cản trở đến phép ghi đo Se-Cyst 65 3.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng chất cản trở đến phép ghi đo DMDSe 68 3.4 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN 69 3.4.1 Xây dựng đường chuẩn Se(IV) 69 3.4.2 Xây dựng đường chuẩn Se-Cyst 71 3.4.3 Xây dựng đường chuẩn DMDSe .73 3.5 ĐÁNH GIÁ ĐỘ LẶP LẠI, GIỚI HẠN PHÁT HIỆN VÀ GIỚI HẠN ĐỊNH LƯỢNG CỦA PHƯƠNG PHÁP 74 3.5.1 Độ lặp lại 74 3.5.2 Giới hạn phát (LOD) giới hạn định lượng (LOQ) 75 3.6 ĐỊNH LƯỢNG SELEN TỔNG VÀ MỘT SỐ DẠNG SELEN TRONG HẢI SẢN 77 3.6.1 Định lượng selen tổng mẫu hải sản .77 3.6.2 Định lượng số dạng selen mẫu hải sản 88 KẾT LUẬN .119 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Bảng 1.2: Các dạng selen môi trường hệ sinh học Giá trị liều gây chết chuột (thỏ) dạng selen Bảng 1.3: Bảng 1.4: Bảng 3.1: Thế bán sóng (E1/2) Se(IV) số Khoảng làm việc số loại vật liệu (so với SCE) .20 Các thông số ghi đo chọn điện li 34 Bảng 3.2: Bảng 3.3: Bảng 3.4: Bảng 3.5: Bảng 3.6: Bảng 3.7: Kết ghi đo nghiên cứu chọn điện li tối ưu 35 Kết ghi đo nghiên cứu chọn nồng độ HCl tối ưu 36 Kết ghi đo nghiên cứu chọn điện phân làm giàu tối ưu 37 Kết ghi đo nghiên cứu chọn thời gian điện phân làm giàu tối ưu 38 Kết ghi đo nghiên cứu tốc độ quét 40 Kết ghi đo nghiên cứu biên độ xung .41 Bảng 3.8: Bảng 3.9: Kết ghi đo nghiên cứu chọn thời gian đặt xung tối ưu .42 Kết ghi đo nghiên cứu chọn tốc độ khuấy dung dịch tối ưu .42 Bảng 3.10: Bảng 3.11: Bảng 3.12: Kết ghi đo nghiên cứu chọn kích thước giọt thủy ngân tối ưu 44 Kết ghi đo nghiên cứu chọn thời gian cân tối ưu 45 Kết ghi đo nghiên cứu chọn thời gian đuổi ôxy tối ưu 47 Bảng 3.13: Điều kiện tối ưu phân tích Se(IV) Se-Cyst .47 Bảng 3.14: Các điều kiện tối ưu xác định đồng thời hai dạng Se(IV) Se-Cyst 48 Bảng 3.15: Kết xác định hàm lượng hai dạng Se(IV) Se-Cyst mẫu tự tạo 49 Bảng 3.16: Các thông số ghi đo nghiên cứu chọn nồng độ HCl tối ưu 50 Bảng 3.17: Bảng 3.18: Bảng 3.19: Bảng 3.20: Kết nghiên cứu chọn nồng độ HCl tối ưu 51 Kết ghi đo nghiên cứu chọn nồng độ LiClO4 tối ưu 52 Kết ghi đo nghiên cứu chọn điện phân làm giàu tối ưu 52 Kết ghi đo nghiên cứu chọn thời gian điện phân làm giàu tối ưu 53 Bảng 3.21: Bảng 3.22: Kết ghi đo nghiên cứu chọn tốc độ quét tối ưu .54 Kết ghi đo nghiên cứu chọn biên độ xung tối ưu 55 Bảng 3.23: Kết ghi đo nghiên cứu thời gian đặt xung 56 Bảng 3.24: Bảng 3.25: Kết ghi đo nghiên cứu tốc độ khuấy dung dịch 57 Kết ghi đo nghiên cứu chọn kích thước giọt thủy ngân tối ưu .58 Bảng 3.26: Bảng 3.27: Bảng 3.28: Kết ghi đo nghiên cứu chọn thời gian cân tối ưu 59 Kết ghi đo nghiên cứu thời gian đuổi khí ơxy .60 Điều kiện tối ưu phân tích DMDSe 61 Bảng 3.29: Kết nghiên cứu ảnh hưởng Cu(II), Pb(II) Cd(II), Fe(III), Zn(II), As(V) đến Ip Se(IV) 62 Kết nghiên cứu ảnh hưởng axít béo đến Ip Se(IV) .64 Kết nghiên cứu ảnh hưởng Cd(II), Fe(III), Zn(II), As(V), Cu(II), Pb(II) đến Ip Se-Cyst 65 Kết nghiên cứu ảnh hưởng axít béo đến Ip Se-Cyst .67 Bảng 3.30: Bảng 3.31: Bảng 3.32: Bảng 3.33: Kết nghiên cứu ảnh hưởng axít béo đến Ip DMDSe 69 Bảng 3.34: Kết ghi đo xây dựng đường chuẩn Se(IV) vùng nồng độ (0,08 ÷ 1) ppb 70 Bảng 3.35: Kết ghi đo xây dựng đường chuẩn Se(IV) vùng nồng độ (0,8 ÷ 10) ppb 70 Bảng 3.36: Kết ghi đo xây dựng đường chuẩn Se-Cyst vùng nồng độ (0,5 ÷ 8) ppb 71 Bảng 3.37: Kết ghi đo xây dựng đường chuẩn Se-Cyst vùng nồng độ (5 ÷ 45) ppb .72 Bảng 3.38: Kết ghi đo xây dựng đường chuẩn DMDSe vùng nồng độ (2 ÷ 22) ppb .73 Bảng 3.39: Bảng 3.40: Kết nghiên cứu đánh giá độ lặp lại phép ghi đo 74 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ HCl đến hiệu suất khử Bảng 3.41: Se(VI) Se(IV) 79 Kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian khử đến hiệu suất khử Se(VI) Se(IV) 80 Bảng 3.42: Bảng 3.43: Kết phân tích hàm lượng Se tổng mẫu chuẩn DORM-2 83 Kết xác định hàm lượng Se tổng mẫu hải sản .86 Bảng 3.44: Kết ghi đo quang phổ hấp thụ nguyên tử lò graphit số mẫu Bảng 3.45: hải sản 87 So sánh kết nghiên cứu thu theo hai phương pháp: DPCSV Bảng 3.46 : Bảng 3.47: Bảng 3.48: Bảng 3.49: Bảng 3.50: Bảng 3.51: Bảng 3.52: GFAAS 87 Kết nghiên cứu ảnh hưởng số lần chiết thể tích dung môi chiết CH2Cl2 đến hiệu suất chiết DMDSe .91 Kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian lắc chiết đến hiệu suất chiết DMDSe .93 Kết nghiên cứu ảnh hưởng số lần chiết thể tích dung môi chiết n-hexan đến độ thu hồi hai dạng Se-Cyst Se(IV) 102 Kết xác định hàm lượng Se-Cyst mẫu tôm Sú sau chiết loại protein 107 Kết nghiên cứu ảnh hưởng số lần chiết 5ml diclometan đến độ thu hồi dạng selen pha nước mẫu pha chuẩn 108 Kết xác định hàm lượng Se-Cyst mẫu cá Khoai theo thời gian ngâm chiết mẫu 110 Kết xác định hàm lượng số dạng selen mẫu hải sản phương pháp Von-Ampe hòa tan 117 DANH MỤC HÌNH Hình 3.1: Hình 3.2: Đường CV 200ppb Se(IV) HCl 0,1M 32 Đường CV 700ppb Se-Cyst HCl 0,1M 33 Hình 3.3: Đường CV 50ppb DMDSe HCl 0,06M + LiClO4 0,2M + CH2Cl2/C2H5OH (1/1) 33 Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ HCl 35 Hình 3.4: Hình 3.5: Hình 3.6: Hình 3.7: Hình 3.8: Hình 3.9: Hình 3.10: Đường DPCSV Se (IV) Se-Cyst nghiên cứu chọn điện phân làm giàu tối ưu 37 Đường DPCSV Se(IV) Se-Cyst nghiên cứu chọn thời gian điện phân làm giàu tối ưu 38 Sự phụ thuộc Ip vào tốc độ quét 39 Hình 3.11: Hình 3.12: Đường DPCSV Se(IV) Se-Cyst nghiên cứu biên độ xung 40 Đường DPCSV Se(IV) Se-Cyst nghiên cứu thời gian đặt xung 41 Đường DPCSV Se(IV) Se-Cyst nghiên cứu tốc độ khuấy dung dịch .43 Sự phụ thuộc Ip vào kích thước giọt thủy ngân .44 Sự phụ thuộc Ip vào thời gian cân 45 Hình 3.13: Hình 3.14: Hình 3.15: Đường DPCSV Se(IV) Se-Cyst nghiên cứu thời gian đuổi ôxy 46 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn mẫu tự tạo 49 Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ HCl 51 Hình 3.16: Hình 3.17: Đường DPCSV DMDSe nghiên cứu chọn nồng độ LiClO4 tối ưu 52 Sự phụ thuộc Ip vào điện phân làm giàu 53 Hình 3.18: Hình 3.19: Hình 3.20: Đường DPCSV DMDSe nghiên cứu thời gian điện phân làm giàu 53 Đường DPCSV DMDSe nghiên cứu chọn tốc độ quét tối ưu 54 Đường DPCSV DMDSe nghiên cứu biên độ xung 55 Hình 3.21: Hình 3.22: Hình 3.23: Đường DPCSVcủa DMDSe nghiên cứu thời gian đặt xung 56 Đường DPCSV DMDSe nghiên cứu tốc độ khuấy dung dịch 57 Đường DPCSV DMDSe nghiên cứu kích thước giọt thủy ngân 58 Hình 3.24: Hình 3.25: Đường DPCSV DMDSe nghiên cứu thời gian cân 59 Đường DPCSV DMDSe nghiên cứu thời gian đuổi ôxy 60 Hình 3.26: Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ ion Cu(II), Pb(II), Cd(II) Hình 3.27: Hình 3.28: Hình 3.29: Fe(III) 62 Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ ion Zn(II), As(V) .63 Đường DPCSV đồ thị nghiên cứu ảnh hưởng axít stearic đến Ip Se(IV) 64 Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ ion Cd(II), Fe(III), Zn(II), Hình 3.33: As(V) 66 Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ ion Cu(II), Pb(II) 66 Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ axít stearic 68 Đường DPCSV đồ thị nghiên cứu ảnh hưởng axít stearic đến Ip DMDSe 69 Đường DPCSV đường chuẩn Se(IV) vùng nồng độ (0,08÷1) ppb 70 Hình 3.34: Hình 3.35: Hình 3.36: Hình 3.37: Hình 3.38: Đường DPCSV đường chuẩn Se(IV) vùng nồng độ (0,8÷ 10) ppb 71 Đường DPCSV đường chuẩn Se-Cyst vùng nồng độ (0,5 ÷ 8) ppb 72 Đường DPCSV đường chuẩn Se-Cyst vùng nồng độ (5÷45) ppb .72 Đường DPCSV đường chuẩn DMDSe vùng nồng độ (2 ÷ 22) ppb 73 Đường DPCSV Se(IV), Se-Cyst nghiên cứu độ lặp lại Hình 3.39: Hình 3.40: phép ghi đo .75 Đường DPCSV DMDSe nghiên cứu độ lặp lại phép ghi đo 75 Quy trình xác định Se tổng mẫu hải sản 81 Hình 3.30: Hình 3.31: Hình 3.32: Hình 3.41: Hình 3.42: Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định hàm lượng Se tổng mẫu chuẩn DORM-2 82 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn mẫu Ngao .84 Hình 3.43: Hình 3.44: Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn mẫu cá Khoai 84 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn mẫu tôm Sú 85 Hình 3.45: Hình 3.46: Hình 3.47: Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn mẫu Mực .85 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn mẫu cá Thu .86 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng DMDSe dịch Hình 3.48: chiết CH2Cl2 lần 89 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng DMDSe dịch chiết CH2Cl2 lần 89 Hình 3.49: Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng DMDSe dịch Hình 3.50 : chiết CH2Cl2 lần 90 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng DMDSe dịch Hình 3.51: Hình 3.52: Hình 3.53: Hình 3.54: Hình 3.55: Hình 3.56: Hình 3.57: Hình 3.58: Hình 3.59: chiết CH2Cl2 lần 91 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng DMDSe dịch chiết CH2Cl2 lắc chiết phút .92 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng DMDSe dịch chiết CH2Cl2 lắc chiết 10 phút 92 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng DMDSe dịch chiết CH2Cl2 lắc chiết 15 phút 93 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng DMDSe dịch chiết CH2Cl2 lắc chiết 20 phút 93 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau chiết tách dạng DMDSe 5,5ml CH2Cl2 94 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại chất béo 5ml n-hexan (1 lần) 95 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại chất béo 5ml n-hexan (2 lần) 95 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại chất béo 5ml n-hexan (3 lần) 96 Hình 3.60: Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại chất béo 5ml n-hexan (4 lần) 96 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước Hình 3.61: sau loại chất béo 5ml n-hexan (5 lần) 97 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước Hình 3.62: Hình 3.63: sau loại chất béo 5ml n-hexan (6 lần) 97 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại chất béo 5ml n-hexan (7 lần) 98 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại chất béo 5ml n-hexan (8 lần) 98 Hình 3.64: Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước Hình 3.65: sau loại chất béo 5ml n-hexan (9 lần) 99 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước Hình 3.66: Hình 3.67: Hình 3.68: Hình 3.69: Hình 3.70: Hình 3.71: Hình 3.72: Hình 3.73: Hình 3.74: sau loại chất béo 10ml n-hexan (1 lần) 99 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại chất béo 10ml n-hexan (2 lần) 100 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại chất béo 10ml n-hexan (3 lần) 100 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại chất béo 10ml n-hexan (4 lần) 101 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại chất béo 10ml n-hexan (5 lần) 101 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại chất béo 10ml n-hexan (6 lần) 101 Đường DPCSV xác định dạng selen pha nước sau tách dạng DMDSe 5,5ml CH2Cl2 104 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại chất béo 10ml n-hexan (3 lần) 104 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại protein 5ml CH2Cl2 (1 lần) 105 Hình 3.75: Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại protein 5ml CH2Cl2 (2 lần) 105 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước Hình 3.76: sau loại protein 5ml CH2Cl2 (3 lần) 106 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước Hình 3.77: Hình 3.78: sau loại protein 10ml CH2Cl2 (1 lần) 106 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước sau loại protein 10ml CH2Cl2 (2 lần) 107 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước ngâm chiết mẫu 12h .109 Hình 3.79: Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước Hình 3.80: ngâm chiết mẫu 24h .109 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng selen pha nước Hình 3.81: Hình 3.82: ngâm chiết mẫu 30h .110 Sơ đồ chiết tách xác định số dạng selen mẫu hải sản .111 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng DMDSe mẫu cá Khoai 113 Hình 3.83: Đường DPCSV xác định dạng DMDSe mẫu cá Khoai (chiết lần 2) 113 Hình 3.84: Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng Se-Cyst mẫu cá Khoai 114 Hình 3.85: Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng Se(IV) mẫu cá Hình 3.86: Hình 3.87: Khoai 114 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng DMDSe mẫu tôm Sú 115 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng Se-Cyst mẫu tôm Sú 115 Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng Se(IV) mẫu tôm Sú 116 Hình 3.89: Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng DMDSe Hình 3.88: mẫu Mực .116 Hình 3.90: Đường DPCSV đồ thị thêm chuẩn xác định dạng Se-Cyst mẫu Mực .117 ... KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HĨA HỌC LÊ THỊ DUN NGHIÊN CứU XáC ĐịNH MộT Số DạNG SELEN TRONG HảI SảN BằNG PHƯƠNG PHáP VON- AMPE HòA TAN LUN N TIN SĨ HĨA HỌC Chun ngành : Hóa Phân tích Mã số. .. định số dạng selen hải sản phương pháp Von- Ampe hòa tan? ?? 2 * Mục tiêu luận án: Nghiên cứu cách hệ thống, xác lập điều kiện từ lấy, bảo quản, xử lý, chiết tách, làm giàu đến ghi đo xác định xác. .. tin cậy số dạng selen mẫu hải sản *Nhiệm vụ luận án: Nghiên cứu tính chất điện hóa, xác lập điều kiện thông số máy tối ưu xác định dạng selenit (Se(IV)), selencystin (Se-Cyst), dimetyl diselenua