Để có thể đóng góp vào việc nghiên cứu độc học và điều trị bệnh nhiễm độc chì thì việc xác định hàm lượng chì trong các mẫu sinh học là rất cần thiết. Vì vậy bài báo này xác định mục tiêu xây dựng quy trình phân tích chính xác hàm lượng chì trong máu bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.
ISSN: 1859-2171 e-ISSN: 2615-9562 TNU Journal of Science and Technology 204(11): 65 - 70 XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH CHÍNH XÁC HÀM LƯỢNG CHÌ TRONG MÁU BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ Nguyễn Thị Mỹ Ninh Trường Đại học Y Dược – ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Ngày y học khẳng định chì nguyên tố độc hại người Người bị nhiễm độc chì mắc số bệnh nguy hiểm thiếu máu, đau đầu, chóng mặt, sưng khớp Để đóng góp vào việc nghiên cứu độc học điều trị bệnh nhiễm độc chì việc xác định hàm lượng chì mẫu sinh học cần thiết Vì báo xác định mục tiêu xây dựng quy trình phân tích xác hàm lượng chì máu phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Nghiên cứu sử dụng hệ thống thiết bị máy quang phổ hâp thụ nguyên tử Perkin Elmer với chất cải biến là: Trilon-X 100 10%, NH4H2PO4 20% HNO3 đặc để phân tích hàm lượng chì máu nhóm người bình thường người phơi nhiễm chì Kết thu sau: Xây dựng thành công phương pháp với độ sai lệch lớn phân tích mẫu chuẩn quốc tế không vượt 5% so với giá trị chứng chỉ, giới hạn phát đạt 0,37 µg/l Từ tiến hành phân tích hàm lượng chì mẫu máu tổng số người bình thường cho kết hàm lượng chì máu có giá trị trung bình nam 15,37 ± 6,42 µg/l, nữ 11,18 ± 5,69 µg/l Kết nghiên cứu nhóm phơi nhiễm chì cao so với nhóm bình thường có ý nghĩa thống kê Các kết phân tích chì máu phù hợp với số sinh hóa cận lâm sàng đối tượng Từ khóa: phân tích chì máu; bệnh nhiễm độc chì;ơ nhiễm chì; GF- AAS; determination of lead Ngày nhận bài: 12/6/2019;Ngày hoàn thiện: 04/7/2019; Ngày đăng: 07/8/2019 DEVELOPMENT OF AN ACCURATE ANALYSIS PROCEDURE FOR THE BLOOD LEAD LEVEL BY ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY Nguyen Thi My Ninh University of Medicine and Pharmacy - TNU ABSTRACT Modern medicine has confirmed that lead is a toxic element to human beings People with lead poisoning will suffer from some dangerous diseases such as anemia, headache, dizziness and joint swelling In order to contribute to the study of toxicology and treatment of lead poisoning, it is necessary to determine lead content in human biological samples Therefore, this study’s objectives is to develop an accurate analysis procedure for the blood lead level by atomic absorption spectrometry In this study, Perkin Elmer Atomic Absorption Spectrophotometer System with substratum modifiers of 10% Trilon X-100 and 20% NH4H2PO4 and HNO3 was used to analyze the blood lead levels in the normal people and the lead exposed people The obtained results are as following: the method with the largest deviation is successfully developed when analyzing international standards are not exceed 5% compared to the certificate value The detection limi is 0.37 µg/l Thereby, blood lead levels in total blood samples of normal people are analyzed The results showed that the mean blood lead levels of men and women are 15.37 ± 6.42 µg/l and 11.18 ± 5.69 µg/l, respectively The blood lead levels of the lead exposed group are higher than that of the normal group with statistical significance The results of blood lead analysis are consistent with the subclinical biochemical indicators of the subjects Keywords: Analysis of lead in the blood; lead poisoning, lead contamination, GF- AAS; determination of lead Received: 12/6/2019; Revised: 04/7/2019; Published: 07/8/2019 Email: ninhmtn@gmail.com http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn 65 Nguyễn Thị Mỹ Ninh Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN 204(11): 65 - 70 Đặt vấn đề 2.3.Nội dung nghiên cứu Cùng với phát triển công nghiệp thị hố nay, mơi trường sống người bị ô nhiễm nghiêm trọng Các nguồn thải kim loại nặng từ khu công nghiệp vào khơng khí, nước, đất, vào thực phẩm xâm nhập vào thể người qua đường ăn uống, hít thở dẫn đến hàm lượng chúng vượt giới hạn cho phép (sự nhiễm độc) [1],[2] Do việc xác định hàm lượng kim loại nặng mơi trường sống, thực phẩm phân tích tác động chúng tới thể người nhằm đề biện pháp tối ưu bảo vệ chăm sóc sức khoẻ cộng đồng việc vơ cần thiết Để đóng góp vào việc nghiên cứu độc học điều trị bệnh nhiễm độc chì việc xác định hàm lượng chì mẫu máu cần thiết Vì chúng tơi tiến hành nghiên cứu với mục tiêu xây dựng quy trình phân tích xác hàm lượng chì máu phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử - Nghiên cứu điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử chì Phương pháp nghiên cứu 2.1 Phương pháp nghiên cứu Hiện phương pháp quang phổ hấp thụ ngun tử dùng phổ biến để phân tích chì mẫu máu Phương pháp có ưu việt quy trình xử lý mẫu đơn giản, độ nhạy độ chọn lọc cao Các kỹ thuật nguyên tử hóa thường sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa lửa lò graphit Trong nghiên cứu sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ ngun tử với kỹ thuật ngun tử hóa lò graphit sử dụng chất cải biến là: Trilon-X 100 10%, NH4H2PO4 20%, HNO3 đặc để phân tích hàm lượng chì mẫu máu [3] 2.2 Đối tượng nghiên cứu Các mẫu sinh học mẫu máu người bình thường người bị phơi nhiễm chì - Nhóm người bình thường 60 người với 36 nam 24 nữ - Nhóm phơi nhiễm chì 30 với 22 nam nữ 66 - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phép đo phổ hấp thụ nguyên tử chì - Xây dựng quy trình phân tích xác hàm lượng chì máu phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử - Phân tích đánh giá hàm lượng chì máu người bình thường - Phân tích đánh giá hàm lượng chì máu người bị nhiễm độc chì 2.4 Lấy mẫu bảo quản mẫu Mẫu máu lấy qua tĩnh mạch vào buổi sáng, cho vào lọ herparin bảo quản lạnh 20oC, mẫu bảo quản điều kiện ổn định vòng tháng Các mẫu máu lấy từ tủ lạnh để rã đơng nhiệt độ phòng thí nghiệm, sau lắc [4] Chuẩn bị mẫu máu đem đo cách pha loãng mẫu máu theo tỷ lệ 1: với dung dịch cải biến gồm Trilon-X 100 0,5%, NH4H2PO4 0,2%, HNO3 0,2% Dung dịch cải biến chuẩn bị sau: Lấy 25 ml Trilon-X 100 10%, ml NH4H2PO4 20%, ml HNO3 đặc cho vào bình 500 ml định mức nước cất để 500 ml Khi dung dịch TrilonX 100 0,5%, NH4H2PO4 0,2%, HNO3 0,2% sử dụng để phân tích mẫu máu 2.5 Phương pháp xử lý số liệu Phân tích phương sai phân tích tác động yếu tố qua tham số phương sai, dùng nhiều trắc nghiệm để đánh giá nguồn sai số khác liên quan đến dãy kết thí nghiệm Mục đích phân tích phương sai yếu tố đánh giá ảnh hưởng yếu tố giá trị quan sát Yi (i = 1,2, k) Trong tốn phân tích phương sai yếu tố A, k mức thí nghiệm, mức nghiên cứu làm lặp lại n lần, chuẩn F dùng để so http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn Nguyễn Thị Mỹ Ninh Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN sánh sai khác phương sai giá trị nghiên cứu thay đổi mức nghiên cứu với phương sai sai số nghiên cứu có khác đáng tin cậy hay ko Nếu khác không đáng tin cậy, yếu tố A ảnh hưởng khơng đáng kể đến kết thí nghiệm, ngược lại khác đáng tin cậy chứng tỏ yếu tố A có ảnh hưởng tới kết nghiên cứu Trong nội dung nghiên cứu đề ra, sử dụng phương pháp phân tích phương sai yếu tố để đánh giá ảnh hưởng yếu tố tới kết phân tích [5] 204(11): 65 - 70 Ảnh hưởng to sấy khô Kết nghiên cứu 3.1 Các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử chì Những kết nghiên cứu, khảo sát thu thập từ tài liệu tham khảo cho thấy phép đo phổ hấp thụ nguyên tử chì hệ thống thiết bị máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Perkin Elmer cho kết tốt với thông số máy thể bảng Ảnh hưởng t0 tro hóa luyện mẫu Bảng Các thơng số đo phổ chì Thơng số máy Nguồn sáng Bước sóng Độ rộng khe đo Cường độ dòng đèn catốt rỗng Thời gian đo Thể tích mẫu đo (l) Kỹ thuật ngun tử hố Cuvet chứa mẫu Nguyên tố chì Đèn catốt rỗng (HCl) 283,3 nm 0,7 nm 10 mA giây 20 l Lò graphit Cuvet graphit 3.2 Khảo sát chương trình nhiệt độ đến phép đo phổ AAS Để khảo sát nhiệt độ sấy khơ, tro hóa luyện mẫu ngun tử hóa mẫu cho q trình đo phổ hấp thụ ngun tử chì chúng tơi tiến hành pha nồng độ chì 20 g/l để khảo sát, kết thu thể hình Nhận xét: Tại nhiệt độ sấy khơ 120oC, nhiệt độ tro hóa luyện mẫu 700oC, nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu 1800oC cho độ hấp thụ chì cao độ lặp lại tốt Do chọn nhiệt độ để đo phổ hấp thụ chì http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn Ảnh hưởng t0 NTH mẫu Hình khảo sát nhiệt độ sấy khơ, tro hóa luyện mẫu nguyên tử hóa mẫu 3.3 Khảo sát ảnh hưởng nguyên tố kèm Như biết máu người có thành phần phức tạp, trước xây dựng đường chuẩn để đo hàm lượng chì mẫu máu, chúng tơi tiến hành nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng số thành phần máu ion: Natri, kali,canxi, magiê đến độ hấp thụ chì Kết khảo sát thu hình 67 Nguyễn Thị Mỹ Ninh Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN 204(11): 65 - 70 Hình Ảnh hưởng nguyên tố kèm Nhận xét: Khi hàm lượng Na, K, Ca thay đổi ảnh hưởng đến kết đo phổ hấp thụ chì, hàm lượng Mg thay đổi ảnh hưởng không đáng kể đến độ hấp thụ chì 3.4 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ tro hóa luyện mẫu có cải biến Trong phương pháp hấp thụ nguyên tử nhiễu phổ biến nhiễu hóa học, kỹ thuật quang phổ hấp thụ nguyên tử lò graphit chúng xuất có mặt số chất dung dịch mẫu tạo hợp chất dễ bay với nguyên tố phân tích nhiệt độ thấp nên dễ bị trước nguyên tử hóa, dẫn đến giảm độ nhạy Để giảm bớt nhiễu hóa học chúng tơi sử dụng chất cải biến (Trilon-X 100 10%, NH4H2PO4 20%, HNO3 đặc) với mục đích làm giảm đáng kể bay nguyên tố phân tích, đồng thời làm gia tăng bay [6],[7] Vì chúng tơi khảo sát lại nhiệt độ tro hóa luyện mẫu nhằm tìm nhiệt độ tối ưu để loại bỏ bớt thành phần nền,và đồng mẫu phân tích, kết khảo sát thu bảng Bảng Ảnh hưởng nhiệt độ tro hóa luyện mẫu có cải biến TT Nhiệt độ tro hóa luyện mẫu (oC) 600 700 800 900 1000 Độ hấp thụ chì Mẫu Mẫu 0,216 0,219 0,210 0,216 0,217 0,218 0,212 0,208 0,210 0,212 Độ hấp thụ Mẫu Mẫu 0,871 0,015 0,334 0,013 0,083 0,011 0,085 0,013 0,083 0,013 Nhận xét: Tại nhiệt độ 800oC độ hấp thụ chì lớn nhất, độ hấp thụ nhỏ nhất, chọn nhiệt độ 800oC nhiệt độ tối ưu để đo mẫu chì 3.5 Xây dựng đường chuẩn để phân tích mẫu máu: Các kết chúng tơi khảo sát cho thấy ion Na, K, Mg, Ca ảnh hưởng đến độ hấp thụ chì.Vì lập đường chuẩn dung dịch là: NaCl (130 mmol/l), KCl (5 mmol/l), CaCl2 (2,5 mmol/l) MgCl2 (0,8 mmol/l) dung dịch tương tự máu thật Đường chuẩn thể hình 68 http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn Nguyễn Thị Mỹ Ninh Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 204(11): 65 - 70 đáng kể, điều kiện đo lập đường chuẩn Kết thể bảng 3: Bảng Kết phân tích mẫu chì g/l Hình Đường chuẩn để phân tích mẫu máu Đường chuẩn có hệ số tương quan 0,99889 độ dốc 0,0103 Khoảng tuyến tính đường chuẩn từ g/l đến 25 g/l 3.6 Giới hạn phát phương pháp Để xác định giới hạn phát phương pháp, tiến hành đo lần mẫu dung dịch chuẩn chì nồng độ g/l, chấp nhận sai khác mẫu chuẩn mẫu trắng không Loại mẫu chuẩn TT Đo lần Đo lần Đo lần Đo lần Đo lần Đo lần Đo lần Trung bình Hàm lượng chì đo (g/l) 1,09 1.11 0.97 0.96 1.07 1.11 1.07 1.06 Nhận xét: Độ lệch chuẩn (S) : 0,118 trị trung bình: 1,06 Giá Bậc tự (n-1): Giá trị tra bảng với độ tin cậy 99%: 3,143 GHPH =t S = 3,143 0,118 = 0,37 (g/l) 3.7 Đánh giá độ xác phương pháp Hàm lượng chì (µg/l) Giá trị chứng Kết phân tích ( X ± SD) ( X ± SD) Whole blood Level 385,5 ± 10,0 376,5 ± 11,0 Seronorm Độ thu hồi 97,7% Nhận xét: Phương pháp có độ xác cao 3.8 Kết phân tích hàm lượng chì mẫu máu người bình thường Để xác định hàm lượng chì máu người bình thường đánh giá khác biệt theo giới tính, chúng tối lấy mẫu theo nhóm đối tượng cán công tác, sống làm việc thái nguyên Các đối tượng sinh hoạt làm việc bình thường, khơng có biểu bệnh trình khám sức khỏe Kết thể bảng Loại mẫu Máu (µg/100ml) Bảng Hàm lượng chì máu nhóm đối chứng Giới tính Hàm lượng chì Nam (n=56) 15,37 ± 6,42 Nữ (n=24) 11,18 ± 5,69 Nhận xét: Kết phân tích cho thấy hàm lượng chì máu nam nữ thấp so với tiêu chuẩn đoán phơi nhiễm chì mơi trường lao động 50 µg/100ml máu tổng số Hàm lượng chì máu nhóm nam (15,37 µg/100ml) cao nhóm nữ (11,18 µg/100ml) có ý nghĩa thống kê với p < 0,01 3.9 Kết phân tích hàm lượng chì mẫu máu đối tượng phơi nhiễm chì Để xác định hàm lượng chì máu nhóm đối tượng phơi nhiễm chì, chúng tơi tiến hành lấy mẫu máu 30 người làm việc nhà máy Ac- quy phân xưởng chế tạo điện cực chì Các cơng nhân có thời gian làm việc xưởng sản xuất từ 2-16 năm bao gồm 22 nam nữ điều trị trung tâm chống độc bệnh viện bạch mai Kết phân tích đưa bảng http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn 69 Nguyễn Thị Mỹ Ninh Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN 204(11): 65 - 70 Bảng Hàm lượng chì mẫu máu đối tượng phơi nhiễm chì Loại mẫu Máu (µg/100ml) Giới tính Nam (n=22) Nữ (n=8) Kết phân tích cho thấy hàm lượng chì máu hai nhóm đối tượng cao so với nhóm đối chứng vượt tiêu chuẩn chẩn đoán phơi nhiễm chì mơi trường lao động 50 µg/100 ml máu tổng số Các kết phân tích phù hợp với kết cận lâm sàng Bệnh viện Bạch mai số Delta-ALA niệu lớn 10 mg/l, Hồng cầu đối tượng 3,5 triệu/mm3 Kết luận Qua nghiên cứu rút số kết luận sau: Xây dựng thành công phương pháp xác định hàm lượng chì mẫu máu phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật nguyên tử hóa lò graphit, sử dụng chất cải biến NH4H2PO4 0,2%, TritonX-100 0,5% HNO3 0,2% Độ sai lệch lớn phương pháp phân tích mẫu chuẩn quốc tế không vượt 5% so với giá trị chứng Giới hạn phát phương pháp đạt 0,37 µg/l Từ phương pháp xây dựng tiến hành phân tích hàm lượng chì mẫu máu tổng số người bình thường Kết cho thấy hàm lượng chì máu có giá trị trung bình nam 15,37 ± 6,42 µg/l, nữ 11,18 ± 5,69 µg/l Hàm lượng chì máu nam cao nữ có ý nghĩa thống kê với P < 0.01 70 Hàm lượng chì 62,15 ± 13,21 58,32 ± 11,22 Kết nghiên cứu nhóm phơi nhiễm với chì cao so với nhóm đối chứng có ý nghĩa thống kê vượt tiêu chuẩn chẩn đoán phơi nhiễm chì mơi trường lao động Các kết phân tích chì máu phù hợp với số sinh hóa cận lâm sàng đối tượng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Đức Liêm, Nghiên cứu xác định hàm lượng dạng tồn vết chì đồng nước biển phương pháp Von – Ampe hòa tan, Luận án tiến sỹ hóa học, 2004 [2] Đinh Thị Minh Nguyệt, Nghiên cứu xác định hàm lượng chì sữa phương pháp von – ampe hòa tan, luận văn thạc sỹ khoa học, 2001 [3] Phạm luận, Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nhà xuất đại học quốc gia Hà Nội, 2003 [4] Các kỹ thuật xét nghiệm sinh hoá, huyết học ứng dụng chẩn đoán nhiễm độc nghề nghiệp, Viện Y học lao động vệ sinh môi trường, 1996 [5] Lê Đức Ngọc, Xử lý số liệu kế hoạch hóa thực nghiệm, Nhà xuất đại học quốc gia Hà Nội, 2007 [6] Bùi Minh Lý , Nghiên cứu nâng cao độ nhạy độ xác phương pháp đo quang phổ hấp thụ nguyên tử xác định số nguyên tố có ý nghĩa phân tích mơi trường, Luận án tiến sĩ hố học [7] Patricia Grinberg, Reinaldo calixto de Campos, Iridium as permanent modifier in the determination of lead in whole blood and urine by electrothermal atomic absorption spectrometry, Spctrochimica ActanPart B 56,1831-1843, 2001 http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn ... chì 30 với 22 nam nữ 66 - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phép đo phổ hấp thụ nguyên tử chì - Xây dựng quy trình phân tích xác hàm lượng chì máu phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử - Phân tích. .. đo phổ hấp thụ nguyên tử chì Phương pháp nghiên cứu 2.1 Phương pháp nghiên cứu Hiện phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử dùng phổ biến để phân tích chì mẫu máu Phương pháp có ưu việt quy trình. .. độc chì việc xác định hàm lượng chì mẫu máu cần thiết Vì chúng tơi tiến hành nghiên cứu với mục tiêu xây dựng quy trình phân tích xác hàm lượng chì máu phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử