Nghiên cứu định lượng bạc trong gel nano bạc bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử

Bài viết đã tiến hành khảo sát các điều kiện phân tích và thẩm định phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử để định lượng bạc trong gel nano bạc. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của tài liệu.

TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 9-2013 NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƢỢNG BẠC TRONG GEL NANO BẠC BẰNG QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN T Nguyễn Trương Toàn*; Quách Thị Hà Vân*; Trần Việt Hùng** TÓM TẮT Đã khảo sát điều kiện phân tích thẩm định phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử để định lượng bạc gel nano bạc Điều kiện phân tích phương pháp: đèn cathod rỗng Ag; cường độ đèn: mA; bước sóng: 328,1 nm; độ rộng khe: 0,5 nm; loại lửa: acetylen - kơng khí nén; tốc độ khí: ml/phút; độ cao Burner: mm Phương pháp phân tích định lượng thẩm định đạt u cầu, cụ thể: phương pháp có tính thích hợp độ đặc hiệu tốt; khoảng 0,2 - 3,0 ppm, độ hấp thụ nồng độ dung dịch có tương quan tuyến tính với r2 = 0,997; nồng độ giới hạn phát 0,002 ppm; nồng độ giới hạn định lượng 0,007 ppm; độ lặp lại phương pháp với RSD = 0,96% độ từ 100,7 - 103,9% Phương pháp ứng dụng để định lượng bạc chế phẩm SIEUSAT * Từ khóa: Gel nano bạc; Quang phổ hấp thụ nguyên tử STUDY Of DETERMINATION OF SILVER IN SILVER NANO GEL BY ATOMIC ABSORPTION SPECTROPHOTOMETRICAL METHOD SUMMARY We have investigated the analysis conditions and evaluated atomic absorption spectrophotometrical method to quantify silver in nano silver gel Analysis conditions of method: Ag hollow-cathode lamp (HCL); light intensity: mA; wavelength: 328.1 nm; slit width: 0.5 nm; flame type: acetylen - compressed air; air speed: ml/second; burner height: mm This quantitative analysis method had satisfactory evaluation, in particular: the method is appropriate and good specificity; in about 0.2 to 3.0 ppm, the absorbance and the solution concentration are linear correlated with r2 = 0.997; the concentration detection limit was 0.002 ppm; the quantitative concentration limit is 0.007 ppm; Tte reproducibility level of the method with RSD = 0.96% and the correct level from 100.7% to 103.9% This method can be applied to quantify silver in SIEUSAT preparations * Key words: Silver nano gel; Atomic absorption spectrophotometry * Học viện Quân y ** Viện Kiểm nghiệm Thuốc Trung ương Người phản hồi (Corresponding): Nguyễn Trương Toàn (moriphine0811@gmail.com) Ngày nhận bài: 16/9/2013; Ngày phản biện đánh giá báo: 30/10/2013 Ngày báo đăng: 17/11/2013 16 TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 9-2013 ĐẶT VẤN ĐỀ Các hợp chất bạc đặc biệt nano bạc có tác dụng sát khuẩn bề mặt hiệu [2, 3] Vì dạng nano, diện tích bề mặt riêng phần bạc lớn làm tăng khả tiếp xúc lên nhiều lần [4] Với ưu điểm trên, chế phẩm chứa nano bạc nhiều nước giới sử dụng nhiều lĩnh vực, đặc biệt y học để khử trùng vết thương; khử trùng môi trường y tế; khử trùng nước uống… Hiện nay, Viện Kiểm nghiệm Thuốc TW nghiên cứu bào chế gel nano bạc (SIEUSAT) Để tiêu chuẩn hóa chất lượng chế phẩm, việc đánh giá tiêu chất lượng thuốc, việc xác định hàm lượng bạc có chế phẩm cần thiết Có nhiều phương pháp định lượng bạc [1], đó, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu điểm, phương pháp có độ nhạy độ chọn lọc cao Chúng nghiên cứu ứng dụng phương pháp để định lượng bạc chế phẩm SIEUSAT NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên vật liệu thiết bị * Nguyên liệu: - Chế phẩm gel rửa tay nano bạc (SIEUSAT) với hàm lượng nano bạc 10 µg/g, Viện Kiểm nghiệm Thuốc TW cung cấp - Dung dịch bạc chuẩn có nồng độ 1.000 ppm (Merck) + Dung dịch axít nitric 10% + Nước trao đổi ion có điện trở suất ≥ 16 mΩ.cm * Thiết bị: - Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Thermo iCE 3.500 - Cân phân tích Mettler Toledo có độ xác  0,1 mg Phƣơng pháp nghiên cứu * Khảo sát điều kiện phân tích định lượng bạc gel rửa tay nano bạc: Khảo sát lựa chọn điều kiện phân tích thích hợp để định lượng bạc gồm: - Khảo sát chọn nồng độ dung dịch axít nitric dùng để pha mẫu - Khảo sát chọn độ rộng khe thích hợp cho phép phân tích - Khảo sát chọn tốc độ khí cho phép phân tích - Khảo sát chiều cao đầu đốt (burner head) * Thẩm định phương pháp: Đánh giá phương pháp phân tích định lượng theo tiêu chí sau: tính thích hợp hệ thống; tính đặc hiệu phương pháp; độ tuyến tính nồng độ độ hấp thụ; độ lặp lại phương pháp; độ 18 TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 9-2013 phương pháp giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN hành đo độ hấp thụ dung dịch bạc có nồng độ ppm Kết lựa chọn điều kiện phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử * Nồng độ axít: Để khảo sát nồng độ dung dịch axít nitric phù hợp, tiến hành pha dung dịch bạc ppm dung dịch axít nitric có nồng độ khác nhau, đo độ hấp thụ AAS Hình 2: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc độ hấp thụ dung dịch bạc ppm với độ rộng khe khác Tại độ rộng khe 0,5 nm cho kết đo cao * Khảo sát lựa chọn tốc độ khí: Để khảo sát tốc độ dẫn khí tối ưu, xác định độ hấp thụ dung dịch bạc chuẩn có nồng độ ppm, với tốc độ hút khí khác Hình 1: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc độ hấp thụ dung dịch bạc ppm, với nồng độ axít nitric khác Tại nồng độ axít nitric 1%, dung dịch bạc ppm cho độ hấp thụ cao * Độ rộng khe: Dựa vào thông số độ rộng khe có sẵn máy, khảo sát độ rộng 0,1 nm; 0,2 nm; 0,5 nm; 1,0 nm Tiến Hình 3: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc độ hấp thụ dung dịch bạc ppm với tốc độ khí khác Với tốc độ khí ml/phút, dung dịch bạc ppm cho độ hấp thụ cao tốc độ khác 19 TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 9-2013 * Khảo sát chiều cao đầu đốt: Tiến hành khảo sát độ hấp thụ dung dịch bạc chuẩn ppm chiều cao đầu đốt 5, 6, 7, mm Hình 4: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc độ hấp thụ dung dịch bạc chuẩn ppm với chiều cao đầu đốt khác Kết thẩm định phương pháp * Tính thích hợp hệ thống: Tiến hành đo độ hấp thụ dung dịch bạc ppm theo điều kiện lựa chọn Bảng 1: Kết đánh giá độ thích hợp hệ thống (n = 6) STT ĐỘ HẤP THỤ STT ĐỘ HẤP THỤ 0,5113 0,4917 0,4956 0,4928 0,4994 0,5343 0,5035 RSD (%) 1,79 Các kết thu cho thấy: giá trị RSD < 2%, chứng tỏ hệ thống có tính thích hợp tốt, bảo đảm cho định lượng bạc 20 TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 9-2013 * Độ đặc hiệu: Tiến hành đo độ hấp thụ dung dịch bạc 0,3 ppm dung dịch mẫu trắng Hình 5: Độ hấp thụ mẫu trắng mẫu chuẩn bạc 0,1 ppm Dung dịch mẫu trắng cho độ hấp thụ không đáng kể Kết phân tích cho thấy độ hấp thụ trung bình 10 lần đo lặp lại mẫu trắng 0,0007 Trong đó, độ hấp thụ mẫu chuẩn có nồng độ 0,3 ppm cho độ hấp thụ 0,065 Như vậy, phương pháp có tính đặc hiệu cao với phân tích Ag * Khoảng tuyến tính: Chuẩn bị dãy dung dịch mẫu chuẩn có nồng độ 0,2 - 0,5 - 1,0 - 2,0 3,0 ppm chế phẩm thử Tiến hành đo độ hấp thụ theo thông số đo khảo sát Bảng 2: Kết khảo sát khoảng tuyến tính (n = 6) STT NỒNG ĐỘ C (ppm) ĐỘ HẤP THỤ RSD (%) 0,2 0,1956 1,82 0,5 0,2589 1,46 1,0 0,3495 0,98 2,0 0,4509 0,95 3,0 0,6822 0,53 21 TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QN SỰ SỐ 9-2013 Hình 6: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc tuyến tính độ hấp thụ nồng độ bạc Trong khoảng nồng độ khảo sát, có mối tương quan tuyến tính chặt chẽ độ hấp thụ với nồng độ bạc với hệ số tương qua R2 0,997 Phương trình tuyến tính xác định là: y = 0,177x + 0,142 * Giới hạn phát LOD giới hạn định lượng LOQ: Tiến hành đo độ hấp thụ dung dịch bạc 0,1 ppm mẫu trắng Bảng 3: Kết độ lặp lại mẫu trắng STT ĐỘ HẤP THỤ 0,0007 0,0005 0,0006 0,0007 0,0007 0,0007 0,0007 0,0008 0,0009 10 0,0007 ĐỘ LỆCH CHUẨN LOD (ppm) 0,0007 0,000105 0,002 LOQ (ppm) 0,007 Giá trị LOD = 0,002 ppm LOQ = 0,007 ppm 22 TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 9-2013 * Độ lặp lại: Cân xác 0,6 g chế phẩm SIEUSAT vào bình định mức 20 ml Thêm ml dung dịch axít nitric 10%, đun nồi cách thủy 30 phút, lắc Để nguội, thêm nước trao đổi ion vừa đủ đến vạch, lắc đều, thu dung dịch thử Bảng 4: Kết khảo sát độ lặp lại phương pháp thêm chuẩn (n = 6) LƯỢNG CÂN (g) NỒNG ĐỘ Ag CỦA DUNG DỊCH THỬ (µg/ml) HÀM LƯỢNG Ag TÌM ĐƯỢC SO VỚI NHÃN (%) 0,6049 0,3303 109,2 0,5925 0.3439 113,3 0,5972 0,3210 107,5 0,6093 0,3232 106,1 0,6121 0,3184 104,0 0,6063 0,3190 105,3 STT (%) 107,6 RSD (%) 0,96 Phương pháp có độ lặp lại tốt (RSD = 0,96%) * Độ đúng: Cân lượng mẫu trắng tương ứng 0,6 g vào bình định mức 20 ml (n = 9) Lần lượt thêm ml dung dịch chuẩn bạc có nồng độ µg/ml vào bình thử từ đến Thêm ml dung dịch chuẩn bạc nồng độ µg/ml vào bình thử từ đến Thêm ml dung dịch chuẩn bạc nồng độ µg/ml vào bình thử từ đến Thêm vào bình ml dung dịch axít nitric 10%, đun nồi cách thủy 30 phút Tiến hành đo nồng độ bạc dung dịch thử Bảng 5: Kết khảo sát độ phương pháp thêm chuẩn TT LƯỢNG CÂN MẪU TRẮNG (g) NỒNG ĐỘ Ag TRONG DUNG DỊCH ĐO (µg/ml) TỶ LỆ (%) THU HỒI 0,5915 0,2068 103,4 0,5965 0,2079 103,9 0,5956 0,2066 103,3 0,6094 0,3088 102,9 0,6019 0,3090 103,0 0,6057 0,3032 101,1 23 TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 9-2013 (1) (2) (3) (4) 0,5925 0,4107 102,7 0,5997 0,4121 103,0 0,6038 0,4027 100,7 102,7% RSD 1,06% Tỷ lệ (%) thu hồi nồng độ mẫu tự tạo phương pháp thêm chuẩn tốt (100,7 - 103,9%) Kết thu chứng tỏ phương pháp thêm chuẩn có độ cao, đảm bảo tốt cho cho phép phân tích định lượng bạc chế phẩm KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu, rút số kết luận: * Các điều kiện phân tích phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử để định lượng bạc gel SIEUSAT là: - Đèn cathod rỗng Ag, cường độ đèn mA - Bước sóng 328,1 nm, độ rộng khe 0,5 mm - Loại lửa: acetylen không khí nén, tốc độ khí acetylen ml/phút - Độ cao Burner mm Cách chuẩn bị mẫu thử mẫu chuẩn nhanh chóng, đơn giản, sử dụng dung dịch axít nitric 1% tinh khiết làm dung dịch pha mẫu - Độ thích hợp hệ thống, độ đặc hiệu, độ đúng, độ xác giới hạn định lượng phương pháp đạt tiêu chuẩn phép phân tích định lượng kiểm nghiệm thuốc Có thể dùng phương pháp để định lượng bạc chế phẩm gel nano bạc TÀI LIỆU THAM KHẢO Trường Đại học Dược Hà Nội Hóa phân tích I Nhà xuất Y học 2006, tr.193-203 Jayesh P.Ruparelia, Arup Kumar Chatterjee, Siddhartha P.Duttagupta, Suparna Mukherji Strain specificity in antimicrobial activity of silver and copper nanoparticles Acta Biomaterialia 2008, Vol 4, Issue 3, pp.707-716 Kyung-Hwan Cho, Jong-Eun Park, Tetsuya Osaka, Soo-Gil Park The study of antimicrobial activity and preservative effect of nano silver 24 TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 9-2013 ingredient Electrochimica Acta 2005, Vol 51, Issue 5, pp.956-960 Y Li, P Leung, L Yao, Q.W Song, E Newton Antimicrobial effect of surgical masks coated with nanoparticles Journal of Hospital Infection Vol 62, Issue 1, January, 2006, pp.58-63 22 TẠP CHÍ Y - DƢỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 9-2013 23 ... cho phép phân tích định lượng bạc chế phẩm KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu, rút số kết luận: * Các điều kiện phân tích phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử để định lượng bạc gel SIEUSAT là: - Đèn... phương pháp định lượng bạc [1], đó, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu điểm, phương pháp có độ nhạy độ chọn lọc cao Chúng nghiên cứu ứng dụng phương pháp để định lượng bạc chế phẩm... phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN hành đo độ hấp thụ dung dịch bạc có nồng độ ppm Kết lựa chọn điều kiện phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử * Nồng độ axít: