Nghiên cứu xác định một số hợp chất hữu cơ bằng phương pháp von ampe hòa tan sử dụng điện cực cacbon biến tính bằng chitosan (tt)

ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HUỲNH THỊ LINH PHƢƠNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ BẰNG PHƢƠNG PHÁP VON – AMPE HÒA TAN SỬ DỤNG ĐIỆN CỰC CACBON BIẾN TÍNH BẰNG CHITOSAN Demo Version - Select.Pdf SDK LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA PHÂN TÍCH THEO ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU Thừa Thiên Huế, năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Huỳnh Thị Linh Phƣơng Demo Version - Select.Pdf SDK LỜI CÁM ƠN u t t ỉ t t v tốt t t v t ất ẫ t t m m ệm t t t t ể tơi có a u t a m ều a ệ t u ể v t t t ệp m m tốt u p p X u úp ỡ t t t t v tr t v u u X p u t dẫ t ể tr t a Ứ úp ỡ t ều tr dụ m tr ap K ệ t u ểt a t u v X ỉ t v úp ỡ t m tr a ThS tr mt ự t t ệm Demo Version - Select.Pdf SDK Cuố v u v ù úp ỡ v t m ất ẫ t a t tr v t èt a t ự ệ v Thừa Thiên Huế, tháng 10 năm 2018 H c viên Hu nh Thị Linh Phư ng MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH Lý ch n đề tài 11 Mục đích nghiên cứu 12 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 12 Phư ng pháp nghiên cứu 12 Ý nghĩa khoa h c thực tiễn đề tài 12 Cấu trúc luận văn 12 Chư ng TỔNG QUAN 14 1.1 GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP VON – AMPE HÒA TAN ANOT 14 1.1.1 Nguyên tắc chung phư ng pháp von – ampe hòa tan anot 14 1.1.2 Các k thuật ghi đư ng von-ampe h a tan anot 15 1.1.3 Điện cực sử dụng phư ng pháp von-ampe hoà tan 17 Demo Version - Select.Pdf SDK 1.2 GIỚI THIỆU CHITOSAN- CHITOSAN POLYTHIOPHEN 18 1.2.1 Chitosan – polythiophen 18 1.2.2 Phản ứng điều chế chitosan – polithiophen 18 1.2.3 Tổng hợp chitosan polithyophene 19 1.2.4 Một số đặc trưng chitosan – polythiophen 19 1.3 SƠ LƯỢC VỀ AXIT URIC (UA) 20 1.3.1 Giới thiệu axit uric 20 1.3.2 Ảnh hưởng axit uric đến sức khỏe ngư i 21 1.4.SƠ LƯỢC VỀ XANTHIN (XA) 21 1.4.1 Giới thiệu vềxanthin 21 1.4.2 Ảnh hưởng xanthinđến sức khỏe ngư i 22 1.5 SƠ LƯỢC VỀ HYPOX NTHIN HX 22 1.5.1 Giới thiệu hypoxanthin 22 1.5.2 Tác động hypoxanthin c th ngư i 23 1.6 SƠ LƯỢC VỀ C FFEIN 23 1.6.1 Giới thiệu caffein 23 1.6.2 Tác động caffein c th ngư i 24 1.7 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH AXIT URIC, XANTHIN, HYPOXANTHIN VÀ CAFFEIN 25 1.7.1 Phư ng pháp phân tích sắc kí 25 1.7.2 Phư ng pháp phân tích điện hóa 26 Chư ng NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1 NỘI DUNG NGHIEN CỨU 31 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.2.1 Chuẩn bị điện cực làm việc 31 2.2.2 Phư ng pháp phân tích điện hóa 31 2.2.3 Phư ng pháp thống kê 32 2.3 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 33 2.3.1 Thiết bị dụng cụ 33 2.3.2 Hóa chất 33 CHƯƠNG 3.Demo KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 Version - Select.Pdf SDK 3.1 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TÍNH ĐIỆN HÓA CỦA CÁC LOẠI ĐIỆN CỰC 36 3.1.1 Lựa ch n điện cực làm việc 36 3.1.2 Lựa ch n số vòng qt hoạt hóa CTs-PTH thành CTs-PTH(act) 38 3.1.3 Khảo sát th tích vật liệu biến tính 39 3.2 NGHIÊN CỨU Q TRÌNH ĐIỆN HĨA TRÊN BỀ MẶT ĐIỆN CỰC 40 3.2.1 Khảo sát pH 40 3.2.2 Khảo sát tốc độ quét 43 3.3 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯ NG CỦA MỘT SỐ TH NG SỐ K THUẬT VON-AMPE XUNG VI PHÂN 48 3.3.1 Ảnh hưởng làm giàu 48 3.3.2 Khảo sát th i gian làm giàu 49 3.3.3 Khảo sát biên độ xung 49 3.4 KHẢO SÁT ẢNH HƯ NG CỦA MỘT SỐ CHẤT CẢN TR 50 3.4.1 Ảnh hướng hợp chất hữu c 51 3.4.2 Ảnh hưởng hợp chất vô c 56 3.5 ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦ PHƯƠNG PHÁP 57 3.5.1 Độ lặp lại d ng đỉnh hòa tan 57 3.5.2 Khoảng tuyến tính 59 3.5.3 Giới hạn phát độ nhạy 63 3.6.PHÂN TÍCH MẪU THỰC TẾ 63 3.6.1 Lý lịch mẫu tiến trình phân tích 63 3.6.2 Phân tích mẫu thật đánh giá độ phư ng pháp phân tích 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 Demo Version - Select.Pdf SDK DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT STT Tiếng Việt Tiếng Anh Viết tắt Axit acorbic Ascorbic acid AA Axit uric Uric acid UA Biên độ xung Pulse amplitude E Chitosan polithyophen Chitosan polithyophene CTs-PTH Caffein Caffeine CA D ng đỉnh hòa tan Peak current Ip Dung dịch đệm photphat Phosphate buffer solution PBS Dung dịch đệm BrittonRobinson Britton-Robinson buffer solution B-RBS Dopamin Dopamine DA 10 Điện cực làm việc Working Electrode WE 11 Điện cực than thủy tinh Glassy carbon electrode GCE 12 Độ lệch chuẩn Standard Deviation S 13 Độ lệch chuẩn tư ng đối Relative Standard Deviation RSD 14 Độ thu hồi Recovery Rev 15 D-Gluco D-Glucose DG 16 Giới hạn định lượng Limit of quantification LOQ 17 Giới hạn phát Limit of detection LOD 18 Hypoxanthin Hypoxanthine HX 19 L-Cysteine L-Cysteine LS 20 Sắc ký lỏng hiệu cao High performance liquid chromatography HPLC 21 Sóng vng Square Wave SqW Demo Version - Select.Pdf SDK 22 Thế làm giàu Accumulation potential EAcc 23 Thế đỉnh Peak potential Ep 24 Th i gian làm giàu Accumulation time tAcc 25 Tốc độ quét Sweep rate v 26 Von-ampe hòa tan anot Anodic Stripping Voltammetry ASV 27 Von-ampe v ng Cyclic Voltammetry CV 28 Xanthin Xanthine XA 29 Xung vi phân Differential Pulse DP Demo Version - Select.Pdf SDK DANH MỤC HÌNH Hình 1.1.Sự biến thiên theo th i gian a đư ng von-ampe hoà tan phư ng pháp DP – ASV (b) .17 Hình 1.2 Phản ứng điều chế chitosan – polithiophen 19 Hình 1.3 Phổ IR CTs – PTH 20 Hình 1.4 Ảnh SEM chụp bề mặt CTs – PTH 21 Hình 1.5 Cấu trúc phân tử axit uric 21 Hình 1.6 Cấu trúc phân tử xanthin .23 Hình 1.7 Cấu trúc phân tử hypoxanthin 24 Hình 1.8 Các đồng phân thư ng gặp caffein 25 Hình 2.2 S đồ tiến trình thí nghiệm theo phư ng pháp von-ampe vòng 31 Hình 2.3 S đồ tiến trình thí nghiệm theo phư ng pháp von-ampe hòa tan anot xung vi phân .32 Hình 3.4 Các đư ng CVS UA, XA, HX CA có nồng độ 3.10-4M đệm PBS 0,2 M (pH = 7) sử dụng điện cực CTs-PTH/GCE 36 Hình 3.5 Các đư ng hòa tan CVS (a) DP-ASV (b) UA, XA, HX CA có Demo - Select.Pdf SDK nồng độ Version 3.10-4 M đệm PBS 0,2 M sử dụng loại điện cực khác 37 Hình 3.6 Cư ng độ d ng đỉnh (IP) UA, XA, HX CA sử dụng loại điện cực khác phư ng pháp DP-ASV 37 Hình 3.4 Các đư ng khử CTs-PTH phư ng pháp von-ampe vòng .38 Hình 3.5 Các đư ng DP-ASV(a) IP (b) vòng quét khác 39 Hình 3.6 Các đư ng DP-ASV(a) IP(b) UA, XA, HX CA với lượng vật liệu khác 40 Hình 3.7 Các đư ng DP-ASV(a) IP (b) pH khác 41 Hình 3.8 Đư ng hồi quy tuyến tính th mối tư ng quan Ep pH .42 Hình 3.9 Các đư ng von-ampe vòng theo tốc độ quét khác 44 Hình 3.10 Các đư ng hồi quy tuyến tính bi u diễn mối tư ng quan IP v½ .45 Hình 3.11 Các đư ng hồi quy tuyến tính bi u diễn mối tư ng quan EP ln(ʋ) 46 Hình 3.12 Các đư ng hồi quy phi tuyến bi u diễn mối tư ng quan EP v 47 Hình 3.13 Các đư ng DP- SV a biến động IP b U , X , HX C làm giàu khác 49 Hình 3.14 Các đư ng DP- SV a đư ng bi u diễn biến động Ip b với th i gian làm giàu khác .50 Hình 3.15 Các đư ng DP-ASV (a) IP b biên độ xung khác 50 Hình 3.16 Các đư ng DP- SV U , X HX nồng độ khác 53 Hình 3.17 Các đư ng DP-ASV U , X HX nồng độ D khác 54 Hình 3.18 Các đư ng DP- SV U , X HX nồng độ PA khác 55 Hình 3.19 Các đư ng DP- SV U , X HX nồng độ DG khác 56 Demo Version Select.Pdf SDK Hình 3.20 Các đư ng DP-ASV- U , X HX nồng độ LS khác 57 Hình 3.21 Các đư ng DP- SV U , X HX nồng độ Ca NO3)2 (a) ; NaCl (b) MgSO4 (c) khác 58 Hình 3.22 Các đư ng DP-ASV ba nồng độ UA, XA HX với ba thí nghiệm khác TN1 (a), TN2 (b) TN3 (c) 59 Hình 3.23 Các đư ng DP- SV tư ng ứng với thí nghiệm (a), thí nghiệm (b), thí nghiệm (c phư ng trình hồi quy tuyến tính bi u diễn mối tư ng quan IP nồng độ chất tư ng ứng UA (d), XA (e), HX (f) 61 Hình 3.24 Các đư ng DP-ASV UA, XA HX nồng độ thêm chuẩn đồng th i khác (a , Các đư ng hồi quy tuyến tính bi u diễn mối tư ng quan IP nồng độ UA, XA HX (b) 63 Hình 3.25 Các đư ng DP- SV mẫu M1 a mẫu M1 spike b 67 Hình 3.26 Các đư ng DP- SV mẫu M2 a mẫu M2 spike b 67 Hình 3.27 Các đư ng DP- SV mẫu M3 a mẫu M3 spike b 67 Hình 3.28 Các đư ng DP- SV mẫu M4 a mẫu M4 spike b 68 Demo Version - Select.Pdf SDK DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số dao động đặc trưng phổ IR CTs – PTH .20 Bảng 1.2 So sánh điện cực biến tính khác việc xác định đồng th i Ua, XA, HX CA .28 Bảng 3.1 Các thông số cố định ban đầu phư ng pháp von-ampe vòng CV dùng đ hoạt hóa CTs-PTH 34 Bảng 3.2 Các thông số cố định ban đầu phư ng pháp von-ampe vòng hòa tan (CVS) dùng đ nghiên cứu đặc tính điện hóa 35 Bảng 3.3 Các thông số cố định ban đầu phư ng pháp von-ampe hòa tan anot xung vi phân DP-ASV 35 Bảng 3.4 Giá trị Ep,TB RSD pH khác theo phư ng pháp DP-ASV 41 Bảng 3.5 Giá trị IP,TB RSD với tốc độ quét khác theo phư ng pháp CV 45 Bảng 3.6.Giá trị EP,TB RSD với tốc độ quét khác theo phư ng pháp CV Demo Version - Select.Pdf SDK 46 Bảng 3.7 Các điều kiện thích hợp đ xác định U , X , HX, C phư ng pháp DP- SV sử dụng điện cực biến tính CTs-PTH(act)/GCE 51 Bảng 3.8 Ảnh hưởng đến tín hiệu h a tan chất phân tích 52 Bảng 3.9 Ảnh hưởng D đến tín hiệu h a tan chất phân tích 53 Bảng 3.10 Ảnh hưởng P đến tín hiệu h a tan chất phân tích 54 Bảng 3.11 Ảnh hưởng DG đến tín hiệu h a tan chất phân tích 55 Bảng 3.12 Ảnh hưởng LS đến tín hiệu h a tan chất phân tích 56 Bảng 3.13 Các giá trị IP,TB, SD, RSD ½.RSDH đo lặp lại nồng độ khác theo phư ng pháp DP-ASV 59 Bảng 3.14 Giá trị IP,TB U , X HX nồng độ thêm chuẩn khác chất theo phư ng pháp DP-ASV 60 Bảng 3.15 Giá trị IP,TBcủa UA, XA HX nồng độ thêm chuẩn đồng th i khác theo phư ng pháp DP-ASV 62 Bảng 3.16 LOD, LOQ phư ng pháp DP-ASVsử dụng điện cực biến tính CTsPTH(act)/GCE .64 Bảng 3.17 L lịch mẫu nước ti u .65 Bảng 3.18 Kết ki m tra độ lặp lại phư ng pháp phân tích 65 Bảng 3.19 Kết xác định nồng độ U X độ mẫu thật 66 Demo Version - Select.Pdf SDK 10 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Nước ta năm gần điều kiện kinh tế phát tri n, chất lượng sống ngư i dân nâng lên, bên cạnh xuất số ngư i có thói quen sinh hoạt ăn uống không hợp l làm cho bệnh gout ngày tăng Nguyên nhân tăng axit uric máu có th tăng sản xuất giảm thải axit uric, chí có trư ng hợp đồng th i trư ng hợp Trong trình tổng hợp axit uric, xanthin oxidase enzyme quan tr ng, đóng vai tr chất xúc tác phản ứng oxy hóa hypoxanthin thành xanthin phản ứng oxy hóa xanthin thành axit uric Đây phản ứng giai đoạn cuối q trình chuy n hóa purin c th Do đó, việc ki m sốt đánh giá nồng độ axit uric, xanthin, hypoxanthin mục tiêu quan tâm hàng đầu ngư i Chính vậy, đ i hỏi ngành hố h c phân tích phải phát tri n hồn thiện phư ng pháp phân tích có độ nhạy, độ ch n l c cao giới hạn phát thấp đ xác định hợp chất Demo Version - Select.Pdf SDK hữu c Nhiều phư ng pháp phân tích đa tính đ i ứng dụng rộng rãi phư ng pháp phân tích quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis , sắc kí lỏng hiệu cao HPLC , sắc kí khí ghép khối phổ GC-MS) [2, 3, 4, 5, 12] phân tích điện hóa [1, 6, 11] Tuy nhiên, phư ng pháp UV-Vis, HPLC GC-MS lại bộc lộ nhiều hạn chế, đặc biệt chi phí thiết bị chi phí phân tích cao, phư ng pháp phân tích điện hóa mà n hình phư ng pháp vonampe hồ tan SV mang lại nhiều ưu m như: độ nhạy, độ xác, tính ch n l c cao giới hạn phát thấp, đặc biệt chi phí thiết bị chi phí phân tích rẻ đó, thích hợp cho việc phân tích trực tiếp số hợp chất hữu c Trong phư ng pháp SV, hướng nghiên cứu phát tri n cực làm việc nhà khoa h c quan tâm Xuất phát từ vấn đề nêu trên, lựa ch n đề tài luận văn: “Nghiên cứu xác định số hợp chất hữu phƣơng pháp von-ampe hòa tan sử dụng điện cực cacbon biến tính chitosan” 11 Mục đích nghiên cứu Trong đề tài này, mục đích nghiên cứu chế tạo điện cực làm việc cách biến tính điện cực glassy carbon chitosan polythiophen đ xác định đồng th i axit uric (UA), xanthin (XA) hypoxanthin (HX) phư ng pháp von-ampe hòa tan xung vi phân Xây dựng quy trình phân tích xác định đồng th i UA, XA HX phư ng pháp von-ampe hòa tan xung vi phân sử dụng điện cực biến tính áp dụng xác định đồng th i UA, XA HX số mẫu nước ti u Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu chế tạo điện cực biến tính cho phư ng pháp von-ampe nhằm xác định đồng th i UA, XA HX mẫu nước ti u Phƣơng pháp nghiên cứu - Phư ng pháp von-ampe v ng CV sử dụng nhằm nghiên cứu đặc tính điện hóa UA, XA, HX CA điện cực biến tính - PhưDemo ng pháp von-ampe hòa tan anotSDK dùng k thuật xung vi phân nhằm Version - Select.Pdf nghiên cứu xác định đồng th i UA, XA, HX CA điện cực biến tính - Phư ng pháp thống kê đ xử lý số liệu đánh giá độ tin cậy phư ng pháp Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa h c: Góp phần phát tri n điện cực làm việc (WE) phư ng pháp von-ampe hòa tan nghiên cứu quy trình xác định UA, XA, HX CA - Ý nghĩa thực tiễn: Ứng dụng kết nghiên cứu đ phân tích UA, XA, HX mẫu nước ti u, từ làm c sở đ có th phân tích mẫu sinh h c khác Cấu trúc luận văn Luận văn chia thành chư ng sau: 12 Chư ng Tổng quan + Giới thiệu phư ng pháp von-ampe hòa tan anot: nguyên tắc, k thuật ghi đư ng von-ampe hòa tan anot loại điện cực sử dụng phư ng pháp von-ampe + Tổng quan chitosan polythiophen + Giới thiệu UA, XA, HX CA Chư ng Nội dung phư ng pháp nghiên cứu + Nội dung nghiên cứu: Khảo sát đặc tính von-ampe hòa tan UA, XA, HX CAtrên điện cực biến tính; khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến tín hiệu hòa tan UA, XA, HX đ áp dụng phân tích số mẫu nước ti u + Phư ng pháp nghiên cứu: Sử dụng phư ng pháp von-ampe v ng, phư ng pháp von-ampe hòa tan anot dùng k thuật xung vi phân phư ng pháp thống kê xử lý số liệu Chư ng Kết nghiên cứu thảo luận Version - Select.Pdf + KếtDemo khảo sát đặc tính điện hóa củaSDK loại điện cực + Kết khảo sát yếu tố lên trình tạo màng + Kết khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến tín hiệu hòa tan + Kết đánh giá độ tin cậy phư ng pháp + Kết phân tích mẫu thực tế - Kết luận kiến nghị - Tài liệu tham khảo 13 ... hữu phƣơng pháp von- ampe hòa tan sử dụng điện cực cacbon biến tính chitosan 11 Mục đích nghiên cứu Trong đề tài này, mục đích nghiên cứu chế tạo điện cực làm việc cách biến tính điện cực glassy... phư ng pháp von- ampe hòa tan xung vi phân sử dụng điện cực biến tính áp dụng xác định đồng th i UA, XA HX số mẫu nước ti u Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu chế tạo điện cực biến tính cho... ng pháp von- ampe nhằm xác định đồng th i UA, XA HX mẫu nước ti u Phƣơng pháp nghiên cứu - Phư ng pháp von- ampe v ng CV sử dụng nhằm nghiên cứu đặc tính điện hóa UA, XA, HX CA điện cực biến tính