Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử

Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI

NGUYỄN NHỊ HÀ

XÂY DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG

BẰNG QUANG P H ổ HÂP THỤ NGUYÊN TỬ

(KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP D ược sĩ KHÓA 2004-2007)

\G Người hướng dẫn: PGS.TS PHAN TÚ Y ¥ v 1

TS LÊ THỊ KIỄU NHỊ ' ^ , /Nơi thực hiện: 1 Bộ môn Hóa Đại cương-Vô cơ

- Trường Đại học Dược Hà Nội

2 Viện Kiểm nghiệm - Bộ Y tế

Thời gian thực hiện: 01/03/2007 - 20/05/2007

K iểm nghiệm đ ã tạo điều kiện và giúp đ ỡ em trong quá trình thực nghiệm.

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô, đồng nghiệp bộ môn Hóa

Đ ạ i cương-Vô Cơ-T rường Đ ạ i học Dược Hà N ội đ ã động viên và tạo điều kiện trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa luận.

Hà N ội, ngày tháng năm 200 7

Sinh viên

N gu yễn N h ị H à

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỂ 1

PHẦN 1 - TỔNG QUAN 2

1.1 TỔNG Q UAN VỀ NG U Y ÊN T ố CHROM 2

1.1.1 Tính chất hóa lý của ch rom 2

1.1.2 Nguồn gốc và sự phân bố trong tự n h iên 3

1.1.3 Quá trình vận chuyển và phân bố chrom trong môi trường 5

1.1.4 Dược động học và chuyển h óa 5

1.1.5 Chức năng sinh học của chrom 8

1.1.6 Đ ộc tính của chrom 10

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHROM 11

1.2.1 Một số phương pháp xử lý m ẫ u 11

1.2.2 Các phương pháp định lượng chrom 12

PHẦN 2 - THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 17

2.1 N G UY ÊN VẬT LIỆU V À PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C Ú Ư 17

2.1.1 Đ ối tượng nghiên c ứ u 17

2.1.2 N ội dung nghiên cứu 17

2.1.3 Trang thiết bị, dụng cụ và hóa chất 19

2.1.4 Phương pháp nghiên cứu 19

2.2 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN 21

2.2.1 Khảo sát qui trình định lượng chrom bằng phương pháp ETA-AAS L.7 21

2.2.2 Định lượng chrom trong các mẫu dược liệ u 30

2.3 B À N L U Ậ N 34

2.3.1 V ề phương pháp phân tíc h 34

2.3.2 Về kết quả định lượng chrom trong các mẫu dược liệ u 34

PHẦN 3 - KẾT LUẬN VÀ ĐỂ XUÂT 36

3.1 KẾT L U Ậ N 36

3.2 ĐỀ X U Ấ T 36

T À I L IỆ U T H A M K H Ả O

NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

AAS Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

(Atom ic Absortion spectrophotometry) F-A A S Phép đo quang phổ hấp thụ trong ngọn lửa

(Flame Atomic Absortion Spectrophotometry) ETA-AAS Phép đo quang phổ hấp thụ không ngọn lửa

(Electro-Thermal Atom ic Absortion Spectrophotometry) GTF Yếu tố dung nạp glucose

(Glucose Tolerance Factor) WHO Tổ chức y tế thế giới

(World Health Orgnization) ppm Phần triệu (ịig/m L hoặc ng/g)

ppb Phần tỷ (ng/mL hoặc ng/g)

ĐẶT VẤN ĐỂ

Nguồn dược liệu nước ta vô cùng phong phú, đa dạng, một phần được trồng

và thu hái trong nước, còn lại đa phần được nhập từ Trung Quốc Các dược liệu có nguồn gốc từ thảo dược thì khả năng nhiễm các nguyên tố kim loại như đổng, chì, chrom từ đất trồng là rất cao Giới hạn hàm lượng các kim loại nặng trong dược liệu đã bắt đầu được đưa vào dược điển của một số nước Tuy nhiên dược điển Việt Nam chưa có chuyên luận nào qui định về hàm lượng cho phép các nguyên tố kim loại trong dược liệu.

Chrom là một trong những kim loại thường gặp trong tự nhiên (khoảng 0,l|j.g/m3 không khí, trong nước thường cỡ vài ịig/lít, trong đất đá khoảng 0,5mg/kg (đá granit) đến 1800mg/kg (đá xecpentin)) Phần lớn trong số đó thì chrom nằm ở dạng Cr(III) Trong cây cỏ chrom có hàm lượng khoảng 0,19mg/kg Còn Cr(VI) tồn tại trong tự nhiên thường nằm trong các loại động vật Trong cơ thể con người, chrom là một trong mười nguyên tố vi lượng rất cần thiết cho các quá trình chuyển hóa như chuyển hóa glucid, chuyển hóa lipid và cholesterrol Nhưng chrom cũng

được coi là nguyên tố kim loại độc vì ở hàm lượng cao nó gây ra nhiều biến chứng

đối với cơ thể sống Do vậy, việc kiểm soát hàm lượng chrom trong các mẫu dược liệu là rất cần thiết để việc sử dụng thuốc đông dược ngày càng hiệu quả.

Hiện nay kỹ thuật định lượng chrom trong các mẫu môi trường, sinh học, y học đã được phát triển và ngày càng hiện đại Một trong các phương pháp đó là phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) thường được sử dụng để định lượng các nguyên tố vi lượng vói độ chính xác cỡ ppb (ng/mL) Đây là một phương pháp có độ nhạy cao, ổn định và có thể áp dụng cho hàng loạt mẫu Vì vậy, chúng tôi thực hiện

đề tài: “Xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử” với mục tiêu:

- Xây dựng được qui trình định lượng nguyên tố chrom trong mẫu dược liệu bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).

- Áp dụng phương pháp nghiên cứu để định lượng chrom trong 2 0 mẫu dược liệu thuộc dạng rễ, củ.

PHẦN 1 - TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỂ NGUYÊN T ố CHROM

1.1.1 Tính chất hóa lý của chrom [6],[7],[21],[28]

Nguyên tố chrom được N.Vauquelin phát hiện vào năm 1797 và tách ra được

sau đó một năm Nguyên tố chrom có số hiệu nguyên tử là 24, nằm ở nhóm VIB và

có một số tính chất hoá lý như sau [28]:

Bảng 1 Tính chất hóa lý của nguyên tô chrom

Khối lượng nguyên tử 51,996g/mol

Độ âm điện (theo thang Pauling) 1 , 6

Khối lượng riêng (20°C) 7,19g/cm3

Cấu hình electron [At] 3d4 4s2

Năng lượng ion hóa thứ nhất 651,1 kJ/mol

Thế oxy hóa khử chuẩn (Cr(III)/Cr) -0,71 V

Tính chất lý hóa một số hợp chất của chrom thường gặp được trình bày trong bảng 2 (xem phụ lục 1).

Chrom có thể tổn tại ở các trạng thái oxy hóa từ Cr(II) đến Cr(VI), nhưng chủ yếu là Cr(II), Cr(III), Cr(VI) Trong các hợp chất, Cr(II) rất kém bền và rất dễ bị oxy hóa thành Cr(III) bởi không khí Chỉ có Cr(III) và Cr(VI) là ảnh hưởng đến sức khỏe con người [7].

Giữa Cr(III) và Cr(VI) có mối quan hệ biểu diễn bởi phương trình:

Cr20 72" + 14H+ + 6 e -> 2Cr3+ + 7H20 + 1,33V Theo kết quả thực nghiệm, quá trình oxy hóa này thường xảy ra trong cơ thể sinh vật Quá trình khử Cr(VI) thành Cr(III) có sự thay đổi màu, từ màu da cam sáng

chuyển sang màu xanh Trong máu, chromat bị khử thành Cr(III) rồi thấm vào thành

mạch máu và vào hemoglobin và đi đến các bộ phận trong cơ thể.

Chrom trong không khí, nước và đất dưới dạng Cr(III) và Cr(VI) đều có ảnh

hưởng đến sức khỏe con người Chrom là nguyên tố có ảnh hưởng đến quá trình

chuyển hoá đường trong cơ thể và có ảnh hưởng đến tim mạch khi hàm lượng chrom

hấp thu hàng ngày thấp Nhưng nếu hàm lượng chrom cao lại gây độc cho cơ thể, nó

làm rối loạn đột biến gen gây ra các bệnh ung thư và gây ra những vấn đề về hô

hấp, sức đề kháng giảm, dị tật thai

Khi hàm lượng chrom trong đất cao, dẫn đến hàm lượng chrom trong cây

trồng tăng Việc acid hóa đất trồng làm tăng hàm lượng chrom trong cây trồng

Thông thường cây trồng chỉ hấp thu chrom dưới dạng Cr(III) [21].

1.1.2 Nguồn gốc và sự phân bố trong tự nhiên [16], [21], [24], [25]

-Trong đá: Chrom nằm trong các khoáng vật dạng chromit (Fe0Cr20 3) Từ

những năm 1816 người ta đã sản xuất chrom từ các loại quặng này Hàm lượng

chrom thay đổi từ 2mg/kg đến 3400mg/kg tùy theo từng loại đá Đồng thời chrom

luôn đi kèm vói silic, magne và kẽm Khi hàm lượng chrom trong đá trầm tích cao

thì nó thường có trong các dạng phosphorit Trong nông nghiệp khi dùng phân bón

phosphat thì đó là nguồn cung cấp hàm lượng chrom trong đất trổng.

- Trong đất: Hàm lượng chrom trong mẫu đất nằm trong khoảng 53mg/kg đến 3500mg/kg Và đã có những ghi nhận về liên quan giữa hàm lượng chrom trong

đất và hàm lượng chrom trong cây trồng như sau:

Nguồn gốc từ Xecpentin 3500;2000; 3000 0,31; 0,24; 0,63

- Trong nước: Trừ những nơi gần các khu công nghiệp liên quan đến sản xuất

kim loại, thì hàm lượng chrom trong nước bề mặt nói chung đều không cao, từ

1 |i,g/lít đến 215 ịig/lít Nước sinh hoạt sau khi được xử lý với chlor thì hàm lượng

chrom chỉ còn ở dạng vết Trong nước biển, hàm lượng chrom cũng thấp, khoảng

1 |_ig/lít Hàm lượng chrom trong nước ở các sông, hồ trên thế giới được giới thiệu ở bảng 4 (xem phụ lục 2).

- Trong không khí: Theo các dữ liệu thu được thì hàm lượng chrom trong không khí nằm trong khoảng từ 0,015 đến 0,35 p.g/m3 Ví dụ, trung bình hằng năm lượng chrom trong không khí ở Mỹ là 0,009-0,102ịig/m3, còn ở Osaka (Nhật) là 0,017-0,087ụg/m3 Nguồn tạo chrom trong không khí chủ yếu là do những đợt phun trào của các núi lửa hoặc từ những nhà máy sản xuất liên quan đến chrom Xung quanh các nhà máy nhiệt điện, hàm lượng chrom có thể lên đến 1 - 1 0 0 mg/m3, các nhà máy sản xuất xi măng: 1 0 0 - 1 0 0 0 mg/m3, nhà máy luyện thép và mạ: 1 0 - 1 0 0

mg/m3, các lò đốt rác ở thành phố: 100-1000 mg/m3 Mức oxy hóa của chrom trong không khí phụ thuộc vào nguồn phát sinh Ví dụ: chrom từ nơi luyện thép thường là Cr(III) và Cr°, trong quá trình sản xuất chromat thì chromat cũng bị phát tán vào không khí hoặc các bình xịt chứa acid chromic cũng gây ô nhiễm không khí.

- Trong cây và các vật sống hoang dã: Chrom chưa được biết đến nhiều trong cây, nhưng nó là nguyên tố quan trọng trong dinh dưỡng của cây Hàm lượng chrom trong cây thực phẩm được trồng trên đất bình thường có hàm lượng khoảng 0,19 mg/kg Nhiều báo cáo cho thấy hàm lượng chrom rất cao trong cây trồng Ví dụ:

trong địa y ở New Zealand có hàm lượng 0,34% Cây sống trên đất ờ những mỏ cũ

có hàm lượng chrom lên đến 62000mg/kg Ví dụ: trong cây Phormium colensoi có

hàm lượng chrom 700mg/kg, còn trong cây Lilliacae có 5400mg/kg Bùn đặc ở chất

thải có thể chứa chrom đến 9000mg/kg Khi bùn đó làm khô rồi bón cây thì thì hàm lượng chrom cũng tăng thêm từ 2,6 đến 4,lmg/kg (ví dụ trong cỏ rơm) Tuy nhiên sự gia tăng này nằm chủ yếu ở phần gốc cây, còn phần ngọn thì thấp hơn rất nhiều.

- Trong thực phẩm: Theo những tài liệu của các nhà khoa học như Schroeder (1962), Kumpulainen (1979) cho thấy hàm lượng chrom trong thực phẩm nằm trong khoảng 5-250mg/kg Những thức ăn đã tinh chế như đường và tinh bột chứa rất ít chrom Còn hàm lượng chrom khá cao trong hạt tiêu và bột nở trong công nghiệp bia Hàm lượng chrom trong một số thực phẩm được giới thiệu ở bảng 5 (xem phụ lục 3)

1.1.3 Quá trình vận chuyển và phân bố chrom trong môi trường [21]

Những chất thải công nghiệp chứa chrom, chủ yếu là Cr(VI) được phát tán vào môi trường theo các dòng chảy và vào không khí Cr(VI) còn lại khi đến đại dương phụ thuộc vào lượng chất hữu cơ trong nước thải Nếu hàm lượng lớn thì Cr(VI) sẽ bị khử dần và Cr(III) sẽ hình thành và bám lên trên bề mặt Nếu Cr(III) không bám thì nó sẽ ở dạng phức hòa tan Theo thòfi gian, chúng sẽ kết tụ lơ lửng và dần dần lắng đọng xuống đáy đại dương Những quá trình khác cũng tương tự: Cr(VI) bị khử và ổn định trong trong lòng đại dương Theo một nghiên cứu của Fukai (1967) cho thấy hàm lượng của Cr(III) tăng theo chiều tăng độ sâu của đại dương.

Chrom được phát tán vào không khí không chỉ bởi chất thải công nghiệp mà còn do các quá trình đốt cháy như cháy rừng Có giả thiết cho rằng nhờ nhiệt đốt cháy mà một phần chrom bị oxy hóa thành Cr(VI) Khi vào trong không khí, nhờ các chất hữu cơ mà Cr(VI) dần chuyển sang Cr(III) Cây cối và động vật khi hấp thụ chrom ở trạng thái Cr(VI) sẽ chuyển dần sang Cr(III).

Sự biến đổi của chrom trong môi trường được biểu diễn trong hình 1 (xem phụ lục 5).

1.1.4 Dược động học và chuyển hóa [9],[10],[21],[28]

1.1.4.1 H ấp thu

* Hấp thu qua đường hô hấp: Lượng chrom được hít vào phụ thuộc rất nhiều vào kích thước của các hạt, khả năng hòa tan hợp chất của chrom và vào độ nhớt của niêm mạc đường hô hấp Các phân tử có kích thước lớn hơn 5ịim được hấp thụ trên

bề mặt của lớp nhầy đường hô hấp rồi được hệ vi nhung mao đưa đến phế quản

Những hạt nhỏ hơn, dưới 2ụm có thể thâm nhập đến phổi Những hạt nhỏ và những

hạt hoà tan được, như các hợp chất của Cr(VI) thì nhanh chóng được đưa vào máu Những hạt không tan, như chromit, bị đại thực bào hấp thụ và làm sạch Những hạt hòa tan được như các hợp chất của Cr(III)sẽ phản ứng với các thành phần của màng phổi và cũng dần bị làm sạch [2 1 ].

* Hấp thu bằng con đường tiêu hóa dạ dày-ruột: Hấp thu chrom vào cơ thể qua con đường ăn uống được đánh giá bằng việc đo lượng chrom thải trừ qua nước

tiểu Thực nghiệm cho thấy lượng chrom trong nước tiểu là chủ yếu, chỉ 2% là trong phân Chrom nội sinh có thể ảnh hưởng đến hàm lượng chrom trong cơ thể.

Nghiên cứu của MacKenzie và cộng sự cho thấy hàm lượng chrom chuột hấp

thụ là từ 3-6% so với liều đánh dấu Trong khi ờ người thì Cr(III) kém hấp thụ hơn

so với chuột, chỉ từ 0,5-3% Chrom dưới dạng liên kết cộng hóa trị, như những acid hữu cơ, thì rất bền vững trong môi trường kiềm ở ruột Donaldson và Barreras (1966)

đã nghiên cứu trên 6 người tình nguyện bằng việc hấp thụ chrom dưới dạng

2,1% so với liều đưa vào Đồng thời cho thấy ở 4 tình nguyện viên thì có sự biến đổi

từ chromat thành Cr(III) do tác dụng của acid dạ dày Đối với Cr(III) (dưới dạng CrCl3.6H20 ) thì chỉ hấp thụ khoảng 0,1-1,2%.

Trên cơ sở tính toán lượng chrom trong thức ăn (60|ig) và lượng chrom bài tiết ra (0,22|-ig) ở người khỏe mạnh, cho thấy có khoảng 0,4% lượng chrom được hấp thụ Khi tăng lượng chrom trong thức ăn (dưới dạng chrom chlorid khoảng 200|ig/ngày) thì thấy lượng chrom bài tiết ra khoảng 0,99ịig Nghiên cứu mới đây cho thấy, nếu tăng gấp 5 lần lượng chrom trong thức ăn hàng ngày thì chrom bài tiết

ra cũng tăng gấp 5 lần [10].

Aitio và cộng sự đã nghiên cứu nguồn đưa vào và lượng chrom trong nước tiểu ở những công nhân bị nám da Bằng các kỹ thuật đo lượng chrom trong không khí và lượng chrom hấp thụ, cho thấy không có sự hấp thụ chrom qua da, chủ yếu hấp thụ qua đường ăn uống Cũng tương tự như vậy, đối với Cr(III) thì hấp thụ khoảng 0,69% ở người khỏe mạnh, không kể tuổi tác [9].

1.1.4.2 Phân bô, chuyên hóa và thải trừ

* Nghiên cứu trên động vật:

Từ đường ruột, chrom được đưa vào bởi huyết tương-protein Ở liều nhỏ, chrom được kết hợp hoàn toàn với protein, ion sắt Ớ hàm lượng lớn, Cr(III) được gắn không đặc trưng với protein, nhưng không gắn với các hồng cầu Visek và cộng

sự cho thấy sự khác nhau về dạng chrom phân bố trong tế bào Đối với chrom hòa tan ở dạng liên kết cộng hóa trị hoặc phức với acetat, citrat thì nhanh chóng được đào thải Còn dạng kết tủa hoặc gắn với protein như chromit, chromic chlorid (ở

trong tủy xương, gan lách) thì bị đào thải rất chậm Cr(VI) thì rất khó đào thải ra khỏi máu vì nó gắn rất chặt với tế bào hồng cầu Chrom tích lũy trong xương, lách, tinh hoàn ít hơn trong phổi, não, tim, tụy [2 1].

* Trên người:

+ Trong mô: Schroeder và cộng sự (1962) đã xác định hàm lượng chrom trong mô ở 20-39 mẫu của những bệnh nhân đã chết từ 30-40 tuổi Kết quả cho thấy: hàm lượng chrom (mg/kg tro) trong phổi là 15,6; trong động mạch chủ là 9,1; trong tụy là 6,5; trong tim là 3,8; trong tinh hoàn là 3,1; trong thận là 2,1; trong gan

là 1,8 và trong lách là 1,7 Ngoài phổi, chrom dự trữ trong các mô khác nhau của cơ thể giảm theo độ tuổi và điều này không được giải thích theo cơ chế sinh lý học hoặc theo chế độ dinh dưỡng.

Mancso và Hueper (1951) cũng như Baetjer và cộng sự (1959b) đã tìm thấy

sự tập trung nồng độ cao trong phổi của những công nhân làm việc lâu năm trong ngành sản xuất chromat Trên 16 công nhân, trong đó có 11 người bị ung thư phổi, bằng phương pháp chuẩn độ thể tích đã phát hiện hàm lượng chrom tan trong nước

là 70mg/kg (tính theo trọng lượng khô) và 17mg/kg chrom không tan Tuy nhiên không có sự khác nhau giữa người bị ung thư và người không bị ung thư.

+ Trong máu: Trong máu người, chrom có khoảng 0,2-70|ig/lít tùy theo mức

độ phơi nhiễm Do ái lực của Cr(VI) với hồng cầu nên hàm lượng chrom trong hồng cầu cao hơn trong huyết tương Khi không bị phơi nhiễm thì nồng độ chrom trong các thành phần của máu là giống nhau Chrom được gắn kết vào hồng cầu trong suốt quá trình sống của hồng cầu, khoảng 100 ngày Nghiên cứu trên 5 người đàn ông bị phơi nhiễm khoảng 2mg Cr(III) mỗi ngày thì thấy sau 3 tháng hàm lượng chrom trong tế bào máu là 0 ,2 mg/kg, cao hơn nhiều so với không bị phoi nhiễm (0,llm g/kg) Những nghiên cứu cho thấy hàm lượng chrom trong huyết tương hoặc huyết thanh của những người khỏe mạnh chỉ dưới lịig/lít [2 1 ].

+ Trong nước tiểu:

Trong nước tiểu, hàm lượng chrom khoảng 1,8-1 l|ig/lít Trừ những người bị phơi nhiễm và những người bị tiểu đường, thì hàng ngày lượng chrom bài tiết vào nước tiểu không khác nhiều so với lượng chrom trong máu Trên những công nhân

bị phơi nhiễm chrom thì hàm lượng chrom trong nước tiểu là 5-380|ig/lít trong thời gian phơi nhiễm và sau 74 ngày thì hàm lượng chrom đã giảm hẳn, chỉ còn 10- 54|0.g/lít [28],

+ Trong sữa: Chrom cũng được bài tiết trong sữa mẹ với hàm lượng khoảng 0,37-0,57|ig/lít.

+ Trong tóc: Lượng chrom trong tóc ở trẻ nhỏ (dưới 6 tháng tuổi) thì cao hơn

so với các lứa tuổi khác, giảm từ 1493|ig/kg xuống 412|ig/kg sau 2-3 năm ở trẻ em

bị đái tháo đường thì hàm lượng chrom cũng cao hơn so với người lớn mắc bệnh này[2 1].

1.1.5 Chức năng sinh học của chrom [4],[5],[10],[21]

Chrom được coi là một vi chất rất quan trọng đối với cơ thể sinh vật Điều đó được thể hiện qua vai trò của chrom trong các quá trình chuyển hóa chất trong cơ thể.

* Ảnh hưởng của sự thiếu hụt chrom trong chuyển hóa glucose

So sánh giữa 2 nhóm chuột, một nhóm được ăn thức ăn nửa tinh chế, một nhóm được ăn thêm men ủ rượu bia trong vòng 3 tuần Lượng glucose huyết thay đổi theo thời gian và được biểu thị bằng hằng số k (tính theo %/phút) Kết quả cho thấy nhóm ăn thường có hằng số k khoảng 2 ,6 -4 %/phút, còn nhóm ăn thêm men ủ rượu bia thì k khoảng 4-8%/phút Điều đó cho thấy trong men rượu bia có một chất ảnh hưởng đến sự chuyển hóa glucose trong cơ thể, sau này được gọi là “yếu tô' dung nạp glucose” (GTF) Bằng cách tách chiết trong men rượu và trong thận của động vật thì người ta định lượng được yếu tố đó là Cr(III).

Những nghiên cứu sau này cho thấy đối với bệnh nhân bị tiểu đường type 2

có vấn đề trong sự dung nạp glucose Như nghiên cứu của Mossop, nồng độ đường huyết khi đói đã giảm từ 14,4mmol/lít xuống còn 6 ,6mmolAít, sau khi điều trị bằng CrCl3 với liều 600jig/ngay Đồng thời, Anderson và cộng sự chứng minh rằng khi sử dụng chrom với các bệnh nhân bị tiểu đường type 2 thì nồng độ HbAịC (Glucosylated hemoglobin- chất đóng vai trò làm chất chỉ thị cho biết quá trình điều

trị bệnh tiểu đường có tiến triển tốt hay không) giảm một cách rõ rệt sau 4 tháng điều trị [4].

* Ảnh hưởng của sự thiếu hụt chrom trong chuyển hóa lipid

Thí nghiệm của Shroeder và Balassa (1965) cho thấy khi cho lô chuột uống nước có chứa Cr hàm lượng 5mg/lít thì cholesterol trong huyết thanh đo được là 927mg/lít, còn lô chuột không được uống là 1229mg/lít Và nhiều thí nghiệm khác nữa cho thấy ảnh hưởng của chrom đối với quá trình chuyển hóa lipid là rất quan trọng Nếu thiếu hụt chrom thì sẽ gây ra những rối loạn về cholesterol gây mỡ máu, tăng huyết áp [1 0].

* Ảnh hưởng của sự thiếu hụt chrom trong các giai đoạn sống, sự tăng trưởng và sinh sản

Shroeder và cộng sự (1964) thí nghiệm trên chuột bằng cách cho uống nước chứa Cr hàm lượng 5mg/lít thì thấy số chuột sống sót là 92,6% so với 6 8 ,8 % chuột không được dùng Cr Đồng thời mức độ tăng trưởng của lô chuột dùng Cr cũng cao hơn từ 9-17% so với chuột không dùng Cr Một thí nghiệm khác cho thấy khi cho chuột dùng thức ăn có bổ sung Cr (<100g/kg) thì chuột đực có khả năng thụ thai 100% với chuột cái sau 4 tháng và khả năng này giảm dần xuống còn 25%, 25% và 0% trong 7, 8 và 9 tháng Điều đó được giải thích do lượng tinh trùng đã giảm hẳn một nửa vào tháng thứ 8 khi không còn được cung cấp Cr (theo Anderson và Polansky, 1981) [21].

* Cơ ch ế hoạt động của Cr như một dưỡng chất quan trọng

- Với các enzym, acid nucleic: Chrom có trong các acid nucleic với hàm lượng rất cao, nhưng vai trò của nó đến nay vẫn chưa được biết rõ Sự tổng hợp acid ribonucleic trong gan chuột được tăng đáng kể khi được cung cấp Cr(III) hàm lượng

1 |_imol/lít Ảnh hưởng này được giải thích là do AND và chromatin sẽ tạo phức với

Cr trước Tuy nhiên, trước đó phức của ARN polymerase với Cr đã bị giảm hoạt tính Kết quả này thu được in vitro với hàm lượng Cr tương tự như trong mức sinh lý (52|ig/lít).

- Ảnh hưởng của chrom với insulin: Sự thiếu hụt Cr trong cơ thể gây ra suy

thuộc vào khả năng liên kết với receptor của nó Nhiều thí nghiệm chứng minh vai trò của Cr là làm tăng liên kết của insulin với receptor và tăng số lượng receptor của insulin Ngoài ra, chrom còn tác động lên 2 loại enzym Tyroxine kinase và Tyroxine phosphatase, đây là 2 enzym thúc đẩy quá trình phosphoryl hóa và dephosphoryl hóa (giúp chuyển insulin từ dạng không hoạt động thành dạng hoạt động và ngược lại) [1 0].

1.1.6 Độc tính của chrom [10],[21]

Độc tính của chrom phụ thuộc vào trạng thái oxi hóa và hợp chất của nó Cr(III) khi được ăn hoặc uống thường ít gây tác hại, ngoại trừ Cr2(S 04 ) 3 có thể gây chảy máu dạ dày, viêm tụy, ngừng tim đột ngột ở liều cao Liều tối đa của các hợp chất chứa Cr(III) là lmg/ngày Chủ yếu gây độc trường diễn và độc cấp tính là Cr(VI) Tuy nhiên không thể phân biệt tác dụng sinh học của Cr(III) và Cr(VI) vì khi xâm nhập vào màng tế bào thì ngay lập tức Cr(VI) bị khử về Cr(III) Tuy nhiên Cr(VI) có gây độc nhiều hay ít còn phụ thuộc vào đường hấp thu LD5 0 của K2Cr207

theo đường uống đối với chuột đực là 177mg/kg trọng lượng cơ thể và vói chuột cái

là 149mg/kg Còn bằng đường tiêm tĩnh mạch thì LD5 0 của Chrom carbonyl là 30mg/kg trọng lượng cơ thể [21].

* Trên cơ quan hô hấp: Chrom gây kích ứng mạnh trên đường hô hấp như gây xung huyết, viêm loét màng nhầy đường hô hấp Khi hít phải chrom trực tiếp vào đường hô hấp sẽ gây co thắt phế quản Đối với những công nhân khi tiếp xúc hàng ngày với acid chromic sẽ gây thủng vách ngăn mũi Còn những công nhân tiếp xúc với bụi chrom sẽ gây ra những bệnh về phế quản như viêm phế quản cấp hoặc mãn tính.

* Trên da: chủ yếu là Cr(VI) gây ăn mòn da, viêm da và thể hiện dưới dạng các vẩy cứng.

* Trên thận: Cr(VI) gây nên những biến chứng về thận ở những công nhân làm việc liên quan đến chrom như gây viêm thận và tăng urê huyết Bằng cách đo beta-glucuronidase, protein và lysozyme trong nước tiểu, Mutti và cộng sự đã cho

thấy ảnh hưởng của Cr(VI) đến thận Trong nhóm công nhân làm việc ở xưởng

luyện thép trong khoảng 4 năm thì có đến 10-37% công nhân có hàm lượng beta- glucuronidase, protein và lysozyme trong nước tiểu tăng đáng kể.

* Trên gan: Bệnh lý về gan thường được xếp vào bệnh tiêu hóa Tuy nhiên những công nhân làm việc tại xưởng mạ thì thấy tần xuất mắc bệnh viêm gan cấp tính và vàng da tăng lên Theo Brieger (1920), với liều cao K2Cr207 bằng đường tiêu hóa có thể gây hoại tử tế bào gan, xung huyết gan và làm thay đổi cấu trúc gan.

* Gây ung thư: Chrom được coi là một trong những yếu tố gây ung thư Từ năm 1932 tại Đức đã có những báo cáo về ung thư đường hô hấp của những người làm việc tại xưởng hóa chất chrom Những người bị nhiễm chrom thì tỉ lệ mắc ung thư là 21,8% so với người thường là 1,4% Một số nghiên cứu khác thì cho rằng tỉ lệ người bị ung thư khi tiếp xúc với Cr(VI) cao hơn rất nhiều so với người tiếp xúc với Cr(III) [10].

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHROM [3], [8], [9], [11], [12],

[13], [14], [15], [21]

1.2.1 Một số phương pháp xử lý mẫu [3], [15]

Mẫu phân tích rất đa dạng, ở trạng thái rắn, lỏng khí và chứa rất nhiều yếu

tố gây ảnh hưởng Vì thế việc xử lý mẫu để chuyển nguyên tố cần phân tích vào dung dịch đem định lượng là rất cần thiết, ở đây chúng tôi xin giới thiệu một số phương pháp xử lý mẫu để phân tích các chất vô cơ.

1.2.1.1 Phương pháp vô cơ hóa khô

- Nguyên tắc: Đốt cháy mẫu phân tích để các chất bị phân hủy và giải phóng nguyên tố vô cơ dưới dạng muối hoặc oxyd.

- Ưu điểm: đơn giản, triệt để.

- Nhược điểm: các nguyên tố dễ bay hơi (như Hg, As, Cd ) thường bị mất; thời gian vô cơ hóa kéo dài.

1.2.1.2 Phương phấp vô cơ hóa ướt

- Nguyên tắc: Dùng acid hoặc hỗn hợp acid vô cơ có tính oxi hóa mạnh để phân hủy chất hữu cơ và giải phóng nguyên tố vô cơ dưới dạng muối.

- ư u điểm: Chất vô cơ được bảo toàn, ít bị bay mất; thcri gian xử lý mẫu ngắn hơn so với phương pháp vo cơ hóa khô.

- Nhược điểm: Acid dùng vô cơ hóa cần có độ tinh khiết cao để tránh bị nhiễm tạp.

1.2.1.3 Phương pháp vô cơ hóa bằng lò vi sóng

- Nguyên tắc: Thực tế đây là phương pháp vô cơ hóa ướt nhưng dùng năng

lượng lò vi sóng Mẫu và dung môi vô cơ hóa (thường là acid hoặc hỗn hợp acid) được đưa vào lò ở điều kiện áp suất cao, kín và vô cơ hóa để phân hủy chất hữu cơ.

- Ưu điểm: Vô cơ hóa triệt để mà không bị mất mẫu; thòi gian vô cơ hóa ngắn; ít gây độc hại cho ngưòi thực hiện; có thể tự động hóa quá trình vô cơ hóa nhờ máy tính.

- Nhược điểm: Thiết bị và phụ kiện lò vi sóng đắt tiền nên không phải cơ sở nào cũng có thể trang bị và thực hiện được.

1.2.1.4 Phương pháp chiết

- Nguyên tắc: Dùng dung môi hoặc hệ dung môi thích hợp để chiết chất cần

phân tích ra khỏi mẫu.

- Ưu điểm: Dễ thực hiện, áp dụng được với các loại mẫu dạng lỏng.

- Nhược điểm: Hiệu suất của phương pháp thường không cao; cần một lượng mẫu lớn và dung môi.

1.2.1.5 Phương pháp lên men

- Nguyên tắc: Dùng loại men thích hợp lên men mẫu để các chất hữu cơ bị phân hủy thành khí, acid, nước và chất vô cơ chuyển thành cation.

- Ưu điểm: Phương pháp này rất phù hợp với các mẫu nước giải khát, đường, tinh bột không làm mất chất phân tích; không tốn hóa chất.

- Nhược điểm: Không áp dụng rộng rãi với nhiều loại mẫu; cần chọn được loại men thích hợp; thời gian xử lý mẫu kéo dài.

1.2.2 Các phương pháp định lượng chrom [3], [8], [9], [11], [12], [13], [14], [15], [21], [26]

Nhiều phương pháp phân tích khác nhau đã được dùng để định lượng chrom

ở dạng vết, thường ở khoảng 0,001 mg/kg Có thể kể đến là phương pháp phổ hấp

thụ nguyên tử, phương pháp phổ phát xạ nguyên tử, sắc ký khí, phương pháp đo quang, phương pháp khối phổ Một số phương pháp phân tích và khả năng phát hiện chrom được giới thiệu ở bảng 6 (xem phụ lục 4) Dưới đây chúng tôi xin giới thiệu nguyên tắc của một số phương pháp và đề cập cụ thể chi tiết với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.

1.2.2.1 Phương pháp đo quang

- Nguyên tắc: Chỉ áp dụng với Cr(VI) Mẫu phân tích được vô cơ hóa bằng acid hoặc hỗn hợp acid có tính oxi hóa mạnh, sau đó chrom được oxi hóa thành Cr(VI) bằng KMn04 Dung dịch thu được phản ứng với diphenylcarbazide trong môi trường acid tạo phức màu tím đỏ, đo quang ở bước sóng 540nm.

1.2.2.2 Phương pháp chuẩn độ th ể tích

- Nguyên tắc: Dùng các tác nhân oxy hóa mạnh như acid percloric, persulfat

để oxy hóa Cr(III) thành Cr(VI) Sau đó chuẩn độ Cr(VI) bằng dung dịch Fe+ 2 với chỉ thị diphenylamin trong mồi trường acid H3PO4 hoặc H2S04.

1.2.2.3 Phương pháp cực p h ổ

- Nguyên tắc của phương pháp cực phổ hiện đại:

+ Cực phổ sóng vuông: Điện cực giọt thủy ngân được phân cực bởi một điện

áp một chiều biến thiên đều theo thời gian có cộng thêm một điện áp xoay chiều dạng vuông góc có tần số khoảng 200 Hz và biên độ có thế thay đổi từ 1-50 mV.

Phương pháp này có thể đạt độ nhạy đến 10'7mol/L và độ chọn lọc khoảng

10000 Nhưng nhược điểm chủ yếu của phương pháp là độ nhạy giảm nhanh khi tăng tính không thuận nghịch của các quá trình điện cực.

+ Cực phổ xung vi phân: Điện cực được phân cực bằng một điện áp một chiều biến thiên tuyến tính vói một tốc độ chậm, nhưng vào cuối mỗi chu kỳ giọt trên khung điện áp biến đổi một chiều người ta đặt thêm một xung vuông góc với biên độ thay đổi trong khoảng lO-lOOmV và độ dài xung từ 40-100mm.

Phương pháp này có độ nhạy cao, cỡ 10'8mol/L và có thể phân tích rất tốt các chất hữu cơ.

- Nguyên tắc của phương pháp Von-Ampe hòa tan: Điện phân làm giàu chất cần phân tích trên bề mặt điện cực đo dưới dạng một kết tủa Hòa tan kết tủa bằng

cách phân cực ngược chiều với quá trình trên và ghi đường cong Von-Ampe Chiều

cao của pic chính là hàm số nồng độ của chất phân tích.

Phương pháp này có độ nhạy cao, nhưng độ lặp lại kém và rất dễ bị nhiễm

bẩn.

1.2.2.4 Phương phấp quang p h ổ hấp thụ nguyên tử

1.2.2.4.1 Cơ sở lý thuyết và nguyên tắc của phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

Trong điều kiện bình thường, nguyên tử không thu và không phát năng lượng

dưới dạng bức xạ ở trạng thái này, nguyên tử bền vững, có mức năng lượng thấp và

được gọi là trạng thái cơ bản của nguyên tử Khi kích thích nguyên tử bằng một

chùm tia bức xạ đơn sắc có năng lượng phù hợp và có bước sóng trùng với các vạch

phổ đặc trưng của nguyên tố đó thì nguyên tử của nguyên tố sẽ hấp thụ năng lượng

và chuyển lên trạng thái kích thích có năng lượng cao hơn Quá trình này gọi là quá

trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ hấp thụ

đặc trưng cho nguyên tử của mỗi nguyên tố.

Theo định luật Lambert-Beer, khi chiếu một chùm tia sáng đơn sắc đi qua

một môi trường vật chất thì cường độ của chùm tia sáng ban đầu (I0) sẽ bị giảm đi

chỉ còn I.

Tỉ số —.100% = T được gọi là độ truyền qua lo

Tỉ số -°- ~ - 100% = A được gọi là độ hấp thụ.

Độ lớn của độ truyền qua (T) hay độ hấp thụ (A) phụ thuộc vào bản chất của

chất phân tích, vào chiều dày của lớp mỏng và vào nồng độ c của dung dịch.

Trong phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, phương trình Lambert-

Beer được biểu diễn:

D = lgy- = 2,303.KV.L.N0 Trong đó:

D: Cường độ hấp thụ của vạch phổ

I0: Cường độ chùm tia tới

I: Cường độ chùm tia sáng sau khi đi qua môi trường hấp thụ

Kv: Hệ số hấp thụ của mỗi vạch phổ

L: Chiều dày của môi trường hấp thụ chứa nguyên tố cần phân tích ở trạng thái hơi.

N0: Số nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích ở trạng thái hơi.

Giữa nồng độ c của nguyên tố cần phân tích và số nguyên tử tự do N0 liên hệ bởi phương trình:

No = K,cb

Trong đó:

Kj: Hằng số thực nghiệm được xác định bởi các điều kiện hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu.

b: Hằng số bản chất, được quyết định bởi loại nguyên tử và nồng độ của

nó trong mẫu phân tích, 0 < b < 1.

Từ đó ta có phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ hấp thụ và nồng độ chất phân tích trong mẫu:

D = k.cb Phương trình trên được biểu diễn dưới dạng đồ thị như sau:

Độ

Hình 2 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ

- Khi Cx < Co thì D phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ c, b = 1.

- Khi Cx > Co thì D không phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ c, b < 1.

Trong phân tích, người ta thường chỉ sử dụng đoạn thẳng mà D phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ.

1.2.2.4.2 K ỹ thuật nguyên tử hóa

a) Nguyên tử hóa bằng ngọn lửa (phép đo F-AAS)

- Nguyên tắc: Mẫu phân tích được bơm vào buồng chứa mẫu, sau đó dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa để hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích, tạo ra các nguyên tử tự do ở trạng thái hơi có khả năng hấp thụ bức xạ đơn sắc.

- Đặc điểm:

+ Chính xác, độ nhạy cao, cỡ ppm (|!g/ml)

+ Khi dùng phương pháp F-AAS thì ngọn lửa là yếu tố rất quan trọng, nó quyết định đến quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu Nhiệt độ và độ ổn định của ngọn lửa ảnh hưởng đến kết quả phân tích Để tạo ngọn lửa có nhiệt độ ổn định, người ta hay dùng hỗn hợp khí acetylen-không khí nén hoặc acetylen-nitơ oxyd theo một tỉ lệ nhất định Thông thường, nhiệt độ tạo ra khoảng 1900-3000°c.

b) Nguyên tử hóa không ngọn lửa (phép đo ETA-AAS)

- Nguyên tắc: Mãu phân tích được bơm vào cuvet (bằng cacbon graphit hoặc Ta), sau đó nung nóng để sấy khô, tro hóa luyện mẫu và nguyên tử hóa tức khắc để tạo ra nguyên tử ở trạng thái hơi có khả năng hấp thụ bức xạ đơn sắc.

- Đặc điểm:

+ Nhanh, độ nhạy khá cao, cỡ ppb (ng/ml).

+ Lượng mẫu cần cho mỗi lần phân tích nhỏ (20-50|il).

+ Nguyên tử hóa được nhiều nguyên tố hơn so với kỹ thuật nguyên tử hóa ngọn lửa.

+ Đối với một số trường hợp thì phép đo ETA-AAS kém ổn định hơn so với phép đo F-AAS do ảnh hưởng của nền mẫu và do quá trình đo cuvet thường bị thay đổi nhiệt liên tục.

Sơ đồ máy quang phổ hấp thụ nguyên tử được trình bày trong hình 3 và hình

4 (xem phụ lục 6 và 7).

PHẦN 2 - THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ

2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu [1], [2]

Dược liệu rất đa dạng về chủng loại, nhưng dược liệu có nguồn gốc từ thảo dược thì khả năng nhiễm kim loại nặng là rất cao, đặc biệt là loại rễ, củ được tiếp xúc trực tiếp với đất trồng Vì thế, chúng tôi đã thực hiện định lượng chrom trong 20

vị thuốc thuộc loại rễ, củ, được lấy tại một hiệu thuốc y học dân tộc Tên khoa học

và nhóm tác dụng dược lý được trình bày trong bảng 7 Do thời gian có hạn nên các mẫu dược liệu chưa đặc trưng cho các phương thuốc cổ truyền hay các nhóm tác dụng dược lý Ở đây, chủ yếu chúng tôi xây dựng phương pháp định lượng chrom trong các mẫu dược liệu và chỉ khảo sát một số dược liệu thường gặp.

2.1.2 Nội dung nghiên cứu

* Xây dựng qui trình định lượng chrom trong dược liệu:

- Khảo sát điều kiện vô cơ hóa mẫu phân tích.

- Khảo sát độ lặp lại của phương pháp định lượng.

- Khảo sát độ thu hồi của phương pháp định lượng.

- So sánh phương pháp đường chuẩn và phương pháp thêm chuẩn.

* Áp dụng qui trình đã xây dựng, tiến hành định lượng chrom trong 2 0 mẫu dược liệu thuộc dạng rễ, củ:

- Xác định tên khoa học, tác dụng dược lý của các mẫu dược liệu

- Xác định độ ẩm của các mẫu dược liệu.

- Định lượng chrom trong 20 dược liệu.

- Xử lý và đánh giá kết quả thực nghiệm.

Bảng 7 Danh mục các dược liệu nghiên cứu

0 1 Hoàng cầm Scutellaria baicalensis, Lamiaceae

( họ Bạc hà) Thuốc thanh nhiệt

03 Bạch truật Atractylodes macrocephala,

06 Ba kích Morinda officinalis, Rubiaceae

(họ Cà phê) Thuốc bổ dương

07 Cam thảo Glycyrrhiza uralensis, Fabaceae

(họ Đậu)

Thuốc chữa bệnh

về phần khí

08 Cốt toái bổ Drynaria fortunei,

Polypodiaceae(họ Dương xỉ) Thuốc bổ dương

09 Hoàng bá

bắc

Phellodendron chinensis, Rutaceae (họ Cam) Thuốc thanh nhiệt

1 0 Tục đoạn Dipsacus japonicus, Dipsacaceae

(họ Tục đoạn) Thuốc bổ dương

1 1 Thiên ma Gastrodia elata, Orchidaceae (họ

14 Trư ma căn Boehmenia nivea, Urticaceaee (ho

15 Cẩu tích Cibotium barometz,

Dicksoniaceae (họ Kim mao) Thuốc bổ dương

16 r-p V • 7 •

Tỳ giải Dioscorea tokoro, Dioscoreaceae

(họ Củ nâu)

Thuốc trừ phong thấp

17 Đơn bì Paeonia suffruticosa,

Ranunculaceae (họ Hoàng liên) Thuốc thanh nhiệt

18 Bạch chỉ Angelica dahurica, Apiaceae (ho

19 Thương truật Atractylodes lancea, Asteraceae

(họ Cúc)

Thuốc trừ phong thấp

2 0 Bạch thược Paeonia lactiflora, Ranunculaceae

(họ Hoàng liên)

Thuốc chữa bệnh

về phần huyết

2.1.3 Trang thiết bị, dụng cụ và hóa chất

* Trang thiết bị:

- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Hitachi z - 5000 (Hitachi, Nhật).

- Máy lọc nước trao đổi ion Easypure UV/UF (Bamstead, Mỹ).

- Tủ sấy Memmert (Memmert, Đức).

- Cân phân tích Mettler Toledo AB 204 - s (Thụy Sĩ).

- Acid H N 03 65% (Meck) loại dùng cho A AS.

- Acid HC104 70% (Meck) loại dùng cho AAS.

- Dung dịch Cr chuẩn 1000|ig/mL (Buck Scientific, Mỹ).

- Nước cất 2 lần trao đổi ion.

2.1.4 Phương pháp nghiên cứu [8], [14], [16], [17], [18], [19], [20], [22], [23], [24], [25], [27]

a) Phương pháp xử lý mẫu: Vô cơ hóa ướt

Dựa trên các tài liệu đã nghiên cứu, chúng tôi thấy rằng phương pháp vô cơ hóa khô thường gây mất mẫu và thời gian kéo dài Trên cơ sở các tài liệu khoa học,

acid HNO3 đặc là tác nhân oxi hóa mạnh, thường được sử dụng để giải phóng vết

nguyên tố từ các cốt sinh học và thực vật dưới dạng muối nitrat dễ tan Acid này có

ưu điểm là dễ bay hơi và ít gây ảnh hưởng đến nền mẫu đo Và acid HCIO4 đặc có

nhược điểm là gây nổ mạnh khi tiếp xúc với chất hữu cơ Với đối tượng mẫu là các

loại rễ, củ dược liệu chứa rất nhiều tinh bột, tanin nên chúng tôi lựa chọn phương

pháp oxi hóa mẫu dược liệu bằng H N 03 trước, sau đó oxi hóa hoàn toàn bằng

HCIO4 với các tỉ lệ khác nhau để tìm ra tỉ lệ tối ưu nhất để vô cơ hóa mẫu.

b) Phương pháp định lượng

Theo các tài liệu nghiên cứu, lượng chrom trong mẫu thường ở dạng vết, nên

chúng tôi sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (ETA-

AAS) để định lượng chrom.

Đồng thời khảo sát và so sánh phương pháp định lượng bằng phương pháp

đường chuẩn và phương pháp thêm chuẩn.

- Phương pháp đường chuẩn: Chuẩn bị một dãy các dung dịch chuẩn chất

phân tích có nồng độ tăng dần Đo độ hấp thụ của từng dung dịch trên máy quang

phổ hấp thụ nguyên tử Lập đồ thị biểu diễn tương quan tuyến tính giữa độ hấp thụ

và nồng độ, ta thu được đường chuẩn định lượng.

- Phương pháp thêm chuẩn: Thêm vào các dung dịch thử một lượng nhất định

chất chuẩn phân tích theo từng bậc nồng độ Đo độ hấp thụ của các dung dịch này

trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử và lập đường chuẩn Giao điểm của đường

chuẩn kéo dài và trục hoành chính là nồng độ của dung dịch thử.

c) Phương pháp xử lý số liệu

* Các kết quả thực nghiệm được xử lý bằng phương pháp thống kê vói các

tham số như sau:

- Khoảng tin cậy: Ị! = X ± -J=r

a: Hàm lượng Cr trong mẫu dược liệu (ịig/g)

M: Nồng độ Cr trong mẫu tính theo đường chuẩn (ng/mL)

V: Thể tích dung dịch đem định mức (mL)

W: Khối lượng mẫu dược liệu đem phân tích (g)

2.2 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN

2.2.1 Khảo sát qui trình định lượng chrom bằng phương pháp ETA-AAS

2.2.1.1 X ử lý mẫu dược liệu trước khi phân tích

Dược liệu đem nghiên cứu thường có độ ẩm nhất định Các mẫu dược liệu trước khi phân tích thường được đo độ ẩm để đảm bảo đã được chế biến và bảo quản tốt Mặt khác, qua đó ta có thể xác định được hàm lượng chất nghiên cứu trong dược liệu khô thông qua hàm lượng của nó trong dược liệu ẩm và độ ẩm của dược liệu.

Để xác định độ ẩm của dược liệu chúng tôi tiến hành như sau: Dược liệu sau

khi lấy về, được sấy khô ở nhiệt độ 50°c trong 8h Nghiền nhỏ dược liệu bằng máy xay rồi rây để được bột mịn đồng nhất Cân một lượng dược liệu nhất định, khoảng 2,5 g bột, sau đó đem đo độ ẩm tự động trên máy SARTORIƯS (nhiệt độ:110°C)

Bảng 8 Kết quả đo độ ẩm trong các mẫu dược liệu

STT Tên dược liệu Độ ẩm % STT Tên dược liệu Độ ẩm %

2.2.1.2 Khảo sát điều kiện đo trên máy quang p h ổ hấp thụ nguyên tử

Với phép đo ETA-AAS thì các quá trình làm khô, tro hóa, nguyên tử hóa có ảnh hưởng rất lớn đến độ nhạy và độ ổn định của máy Qua quá trình khảo sát trên máy Hitachi Z-5000, chúng tôi đã lựa chọn được các thông số máy phù hợp để định lượng chrom bằng phép đo ETA-AAS như sau:

Bảng 9 Các thông số máy quang p h ổ hấp thụ Hitachi Z-5000

Bảng 10 Chương trình nhiệt độ đo mẫu

Giai đoạn

Nhiệt độ bắt đầu/Kết thúc (°C)

Thòi gian tăng nhiệt / Thời gian duy trì (s)

Tốc độ khí mang (mL/min)

2.2.I.3 Xây dựng đường chuẩn

Dung dịch chuẩn gốc Cr nồng độ lOOOppm ((fig/mL) được pha loãng ra nhiều lần và pha thành các dung dịch có nồng độ 2,5; 5; 10; 15; 20 ppb (ng/mL), trong nền H N 03 0,5%.

Tiến hành đo độ hấp thụ của các dung dịch chuẩn này và lập đồ thị biểu diễn

sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ ta sẽ có đường chuẩn định lượng.

Bảng 11 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ Cr

25 Nồng độ (ppb)

Như vậy vói khoảng nồng độ từ 2,5-20ppb thì độ hấp thụ phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ Trên cơ sở đường chuẩn này, chúng tôi tiến hành định lượng hàm lượng chrom trong các mẫu dược liệu Đối với một số mẫu có hàm lượng chrom nằm ngoài khoảng nồng độ này, chúng tôi tiến hành pha loãng mẫu đo.

2.2.1.4 Xây dựng điều kiện vô cơ hóa

Quá trình xử lý mẫu ảnh hưởng rất lớn đến kết quả phân tích Nếu vô cơ hóa không hoàn toàn thì nguyên tố cần phân tích không định lượng được chính xác Tuy nhiên khi vô cơ hóa ướt mà dùng lượng acid quá nhiều sẽ gây tốn hóa chất và ảnh hưởng đến nền mẫu đo sau này Chính vì vậy, chúng tôi đã tiến hành khảo sát điều kiện vô cơ hóa ướt như sau.

Chuẩn bị 8 mẫu dược liệu, mỗi mẫu khoảng 0,5g được cho vào cốc Teflon, thêm acid H N 03 đặc, để một lúc cho bọt sủi giảm đi Sau đó đun cách cát ở nhiệt độ vừa phải đến khi khói vàng nâu bay hết Thêm tiếp vào acid HCIO4 đặc và đun tiếp cho đến cắn ẩm Tỷ lệ thể tích acid HNO3 và HCIO4 được khảo sát trong bảng 12 Trong quá trình đun cần chú ý điều chỉnh nhiệt để hỗn hợp trong cốc không sôi, không bị bắn lên thành cốc Để nguội, thêm vào cắn ẩm 2,5mL HNO3 10% và đun nóng nhẹ để hòa tan cắn ẩm Lọc qua giấy lọc vào bình định mức 50mL, tráng cốc nhiều lần bằng nước cất 2 lần khử ion và thêm đến vạch Đem đo độ hấp thụ trên máy và thu được kết quả như sau:

Bảng 12 Khảo sát điều kiện vô cơ hóa ướt

Qua kết quả thu được, chúng tôi nhận thấy, vófi tỉ lệ mẫu dược liệu:HN03:HC104 là 0,5g : 15mL : 3mL có khả năng vô cơ hóa hoàn toàn mẫu và cho kết quả tốt nhất Trên cơ sở này, chúng tôi tiến hành các khảo sát khác bằng phương pháp vô cơ hóa mẫu dược liệu với tỉ lệ acid như trên.

2.2.1.5 Khảo sát độ lặp lại của phương pháp

Để đánh giá độ lặp lại của phương pháp, chúng tôi tiến hành thực nghiệm ngẫu nhiên trên 2 mẫu dược liệu Cân mỗi mẫu dược liệu vào 6 cốc Cách tiến hành

vô cơ hóa giống như mục 2.2.1.4 với tỉ lệ mẫu dược liệu:HN03:HC104 là 0,5g:15mL:3mL và đo trên máy Kết quả thu được trong bảng sau:

Bảng 13 Khảo sát độ lặp lại của phương pháp

Mâu

dược liệu

Lượng

cân (g)

Hàm lượng chrom (ppm)

Sô liệu thống kê

1

0,5351 0,473 Trung bình: X = 0,474

Độ lệch chuẩn: s = 11,24.10'3 Phương sai: s2= 126,27.10'6

Độ lệch chuẩn tương đối: RSD(%) = 2,37 Khoảng tin cậy: 0,474+0,0118

Độ lệch chuẩn tương đối: RSD(%) = 6,16 Khoảng tin cậy: 0,474± 0,0607