ĐẶT VẤN ĐỀ Việc xác định kim loại độc (Hg, As, Cr, Zn, Cd, Pb, Cu …) số đối tượng nhiệm vụ quan trọng Hóa học phân tích nên đòi hỏi Hóa học phân tích phải phát triển hoàn thiện phương pháp có độ nhạy độ chọn lọc cao, giới hạn phát thấp Các phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử (UV - VIS), quang phổ hấp thụ nguyên tử không lửa (ETAAS) quang phổ phát xạ nguyên tử plasma (ICP AES) phương pháp phổ biến để xác định lượng vết kim loại Tuy nhiên phương pháp thường phải qua giai đoạn tiền xử lý mẫu trước tiến hành định lượng, nên dễ gây nhiễm bẩn làm phức tạp quy trình phân tích Mặt khác, chi phí thiết bị phân tích cao Các phương pháp phân tích điện hóa đại, điển hình phương pháp von – ampe hòa tan (SV) có nhiều ưu điểm bật xác định đồng thời số kim loại với độ lặp lại độ nhạy cao, giới hạn phát thấp, chi phí phân tích rẻ, nên chúng xem phương pháp hữu hiệu để xác định lượng vết siêu vết kim loại độc Nhằm mục đích tìm hiểu thêm ứng dụng thực tế phương pháp von – ampe hoà tan hiểu logic nghiên cứu, bố cục báo phân tích điện hóa; chúng em phân công dịch báo: “Simultaneous determination of cadmium and lead in medicinal plants by anodic stripping voltammetry” nhóm nghiên cứu: Mónica Cecilia Vargas Manami, Luiz Manoel Aleixo, Mônica Ferreira de Abreu, Susanne Rath; đăng tạp chí Pharmaceutical and Biomedical Analysis 37 (2005) 709 – 713 để viết tiểu luận Trong tiểu luận này, chúng em dịch tóm tắt báo theo tinh thần Do hạn chế kiến thức, kinh nghiệm thời gian nghiên cứu nên tiểu luận chúng em tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận góp ý từ quý Thầy Cô bạn học viên Nhân dịp này, chúng em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Hợp trường Đại học khoa học Huế - nhiệt tình giảng dạy, cung cấp cho chúng em kiến thức bổ ích chuyên đề Phân tích điện hóa hướng dẫn chúng em hoàn thành tiểu luận NỘI DUNG BÀI BÁO “XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI CADMI VÀ CHÌ TRONG CÂY THUỐC BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON – AMPE HÒA TAN ANOT” TÓM TẮT: Phương pháp xác định đồng thời Pb Cd thuốc kỹ thuật von – ampe hoà tan anot xung vi phân điện cực giọt thủy ngân treo thiết lập Giai đoạn làm giàu kim loại thực dung dịch axit HCl 0,8 M -0,73 V 180 giây Xử lý mẫu cách tro hóa khô gam mẫu nghiền mịn 2,5 5000C Giới hạn phát phương pháp 0,12 mg.kg-1 Pb 0,010 mg.kg -1 Cd Phương pháp áp dụng để định lượng Cd Pb mẫu Hypericum perforatum, Mikania quaco, Mikania glomerata Peamus boldus Phương pháp von - ampe hữu dụng để kiểm soát chất gây nhiễm bẩn thuốc Mở đầu - Trong vài thập kỷ gần đây, thuốc có nguồn gốc từ thực vật thảo mộc sử dụng nhiều giới Tuy nhiên, thuốc bị nhiễm kim loại nặng từ nguồn: nước tưới, không khí, đất, phương pháp khử trùng điều kiện bảo quản không đảm bảo - Thông qua thuốc thức ăn, kim loại nặng vào thể, tích lũy lại gây nên nhiều bệnh nguy hiểm Do việc xác định hàm lượng kim loại nặng cần thiết - Đã có vài phương pháp phân tích định lượng Pb Cd thức ăn, môi trường dược phẩm phương pháp quang phổ điện hóa Những phương pháp bao gồm quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), quang phổ phát xạ nguyên tử plasma (ICP – AES), von – ampe hòa tan anot, von – ampe hòa tan catot, von – ampe hấp phụ Trong đó, phương pháp điện hóa có tính chọn lọc cao phát xác lượng vết kim loại hợp chất phức - Bài báo phát triển phương pháp von – ampe hòa tan anot để xác định đồng thời Cd Pb thuốc Phương pháp ứng để xác định đồng thời Cd Pb mẫu Hypericum perforatum, Mikania quaco, Mikania glomerata Peamus boldus – thuốc sử dụng rộng rãi Brazin Phương pháp nghiên cứu 2.1 Thiết bị, hóa chất - Thiết bị: + Máy POL 150 (Radiometer Copenhagen Polarograph) kết nối với máy MDE 150 (Radiometer Copenhagen stand) + Máy cất nước Milli-Q - Điện cực: + Điện cực so sánh: điện cực Ag/AgCl/Cl- (dung dịch KCl bão hoà) + Điện cực làm việc: điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE) + Điện cực phụ trợ: dây Pt - Hóa chất: + Mẫu so sánh gồm: mẫu 100 – Grass GR94 kí hiệu R1 mẫu 119 – Rosa Plant, Rose L kí hiệu R2 (được cung cấp viên nông học Campinas (IAC), chương trình WEPAL chương trình trao đổi mẫu trồng (PSEP) tháng – 3/2001) + Tất hóa chất sử dụng hóa chất phân tích + Nước cất hai lần + Dung dịch gốc chuẩn Pb Cd 1000 mg.L -1 (TECLAB – São Paulo, Brazin) + Dung dịch HCl 2M 6M, HNO3 6M, H2O2 30% + Khí N2 tinh khiết (được sục vào dung dịch phân tích khoảng 400 giây trước đo) 2.2 Lấy mẫu xử lý mẫu - Lấy mẫu: Mẫu Hypericum perforatum, Mikania guaco, Mikania glomerata Peamus boldus mua từ Homeopathic Pharmacies (São Paulo, Brazin) - Xử lý mẫu: + Phương pháp tro hóa khô: Lấy khoảng 1,0 gam bột mịn cho vào cốc sứ tro hóa lò nung hồi nhiệt 2,5 giờ, 500 0C Sau làm lạnh, mẫu tro làm ẩm nước, hòa tan mL HCl 6M; dung dịch huyền phù đun nóng đến chất lỏng bay hoàn toàn Chất rắn thu được hòa tan mL HCl 2M, đun nóng lọc Hỗn hợp lọc pha loãng nước đến 25 mL + Phương pháp xử lý ướt với HNO 3/H2O2: Bột mịn mẫu đun 10 mL HNO3 đặc mL H2O2 30% 1200C Dung dịch làm bay để giảm thể tích, sau làm lạnh Dung dịch thu được lọc pha loãng đến 25 mL 2.3 Quy trình phân tích - Giai đoạn làm giàu: Thế làm giàu Edep = –0,73 V, thời gian làm giàu tdep = 180 giây, tốc độ khuấy 300 rpm, thời gian nghỉ trest = 15 giây - Giai đoạn hòa tan: Tốc độ quét v = mV/s, biến thiên xung ΔE = 50 mV, bề rộng xung tpluse = 40 ms Khoảng quét thế: –0,54 ÷ –0,29 V Pb – 0,73 ÷ –0,54 V Cd - Phương pháp định lượng: phương pháp thêm chuẩn Kết thảo luận - Chất điện ly trơ dung dịch HCl với nồng độ khoảng 0,010 ÷ 1,0 M; chọn điều kiện tiến hành thí nghiệm với dung dịch HCl 0,8 M - Phương pháp xử lý mẫu: (a) (b) Hình 1: Đường von – ampe xác định Cd Pb mẫu R1 phân hủy theo hai cách: (a) xử lý ướt HNO 3/H2O2, (b) tro hóa khô lò nung hồi nhiệt Điều kiện thí nghiệm: chất điện ly trơ HCl 0,8 M; t dep = 180 giây; trest = 15 giây; ΔE = 50 mV; Edep = –0,73V; v = mV/s ⇒ Phân hủy mẫu phương pháp xử lý ướt pic Cd Pb không xuất rõ nên không định lượng Còn phân hủy mẫu phương pháp tro hóa khô sóng cực phổ Cd Pb không xen phủ nhau, pic rõ - Độ tin cậy phương pháp: Bảng 1: Các thông số hiệu lực hoá phương pháp Pb Cd Khoảng tuyến tính (ng.mL ) 0,10 ÷ 50 0,25 ÷ 20 Tính tuyến tính 0.999 0.999 Độ nhạy (nA.mL.ng-1)b 4.59 ± 0.05 9.89 ± 0.14 -1 Độ lặp lại (% RSD, n = 10) 20 ng.mL 2.14 0.28 -1 c Giới hạn phát (µg.kg ) 36 -1 c Giới hạn định lượng (µg.kg ) 120 10 a Tính tuyến tính biểu thị qua hệ số tương quan đồ thị chuẩn b Giá trị trung bình với độ tin cậy 95% c Khối lượng mẫu 1.00 g -1 + Tính tuyến tính, khoảng biến động độ nhạy thu từ đồ thị chuẩn với mức nồng độ, đo lần để lấy giá trị trung bình, dùng chất điện ly trơ HCl 0,8 M với tdep = 180 giây, -730 mV + Độ lặp lại phương pháp đánh giá thông qua độ lệch chuẩn tương đối phép đo mở rộng với dung dịch có nồng độ 20 ng.mL-1 + Độ phương pháp đánh giá qua xác định Pb Cd hai mẫu so sánh (R1 R2) Bảng 2: Kết phân tích Pb Cd mẫu so sánh R1 R2 phương pháp von – ampe Kim loại Giá trị thực (mg.kg-1) Giá trị xác định phương pháp ASV (mg.kg-1) s X ± t/(n)1/2 Cd 0.085 ± 0.022a 0.011 0.08 ± 0.02 b 0.120 ± 0.013 0.006 0.12 ± 0.01 Pb 1.259 ± 0.343a 0.156 1.2 ± 0.2 b 2.126 ± 0.196 0.015 2.17 ± 0.03 s: Độ lệch chuẩn (n = 5), X: giá trị trung bình, t: chuẩn Stuident (p < 0.05) a Mẫu so sánh R1 b Mẫu so sánh R2 Giá trị trung bình xác định phương pháp nghiên cứu giá trị thực hai mẫu so sánh không khác (P < 0.05) - Áp dụng thực tế: Bảng 3: Kết xác định Cd Pb số thuốc Hàm lượng Cd Pb (mg.kg-1) X ± t/(n)1/2 Cd Pb H perforatum Bungari 0.27 ± 0.05 11 ± Trung Quốc 1.1 ± 0.2 1.46 ± 0.07 Trung Quốc 0.56 ± 0.01 3.8 ± 0.9 P boldus Chilê 0.014 ± 0.005 0.7 ± 0.4 Chilê 0.009 ± 0.002 0.27 ± 0.04 Brazin 0.007 ± 0.005 0.33 ± 0.06 M guaco Brazin 0.12 ± 0.02 1.2 ± 0.4 M glomerata Brazin 0.21 ± 0.04 0.43 ± 0.04 M guaco Brazin 0.13 ± 0.02 0.5 ± 0.1 X: giá trị trung bình (n = 5), t: chuẩn Stuident (P < 0.05), s: độ lệch chuẩn, n: số lần đo + Kết rằng, hàm lượng kim loại nặng loài phụ thuộc vào tác động người, yếu tố môi trường loài + Hàm lượng Pb Cd cao H perforatum chứng minh cho nghiên cứu khác loài có khả tích lũy sinh học Cây thuốc Xuất xứ + Những năm gần đây, người ta đưa thảo luận việc thiết lập giới hạn cho phép lớn hàm lượng kim loại nặng thuốc Theo tổ chức y tế giới (WHO), hàm lượng Cd Pb thực vật không vượt 10 mg.kg-1 với Pb 0.3 mg.kg-1 với Cd Theo đó, mẫu H perforatum phân tích có hàm lượng Cd Pb vượt giới hạn cho phép + Kết khẳng định thêm cho cần thiết phải có ngưỡng giới hạn kim loại nặng thuốc tầm quan trọng việc kiểm soát chất lượng kim loại nặng thực vật Kết luận - Phương pháp von – ampe hòa tan anot xung vi phân (DPASV) phương pháp thích hợp để xác định Pb Cd thuốc Giai đoạn xử lý mẫu xem bước quan trọng phương pháp tro hóa khô thích hợp để phân hủy hợp chất hữu trước xác định kim loại nặng phương pháp von – ampe - Mức cao Pb Cd xác định mẫu H perforatum phù hợp với nghiên cứu khác - cho loài có khả tích lũy sinh học kim loại Hàm lượng kim loại nặng thuốc loại khác người yếu tố môi trường gây - Kết thu nghiên cứu khẳng định thêm cần thiết có tiêu giới hạn cho phép kim loại nặng thuốc, từ cho phép kiểm soát chất lượng thảo dược cách thích hợp để đảm bảo an toàn chất lượng; nhu cầu cần có hệ thống kiểm soát kim loại nặng, độc hại thuốc −−−−−−−−−−−−−∗∗∗−−−−−−−−−−−−− ... DUNG BÀI BÁO “XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI CADMI VÀ CHÌ TRONG CÂY THUỐC BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON – AMPE HÒA TAN ANOT TÓM TẮT: Phương pháp xác định đồng thời Pb Cd thuốc kỹ thuật von – ampe hoà tan anot xung vi... catot, von – ampe hấp phụ Trong đó, phương pháp điện hóa có tính chọn lọc cao phát xác lượng vết kim loại hợp chất phức - Bài báo phát triển phương pháp von – ampe hòa tan anot để xác định đồng thời. .. phẩm phương pháp quang phổ điện hóa Những phương pháp bao gồm quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), quang phổ phát xạ nguyên tử plasma (ICP – AES), von – ampe hòa tan anot, von – ampe hòa tan catot,