Nghiên cứu xác định paracetamol bằng phương pháp von ampe hòa tan sử dụng điện cực biến tính với fe3o4 graphene

ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM PHÙNG HỮU HIỀN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH PARACETAMOL BẰNG PHƢƠNG PHÁP VONAMPE HỊA TAN SỬ DỤNG ĐIỆN CỰC BIẾN TÍNH VỚI Fe3O4-GRAPHENE CHUN NGÀNH: HĨA PHÂN TÍCH MÃ SỐ: 60 44 01 18 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN HẢI PHONG Thừa Thiên Huế, năm 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, đƣợc đồng tác giả cho phép sử dụng chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tác giả Phùng Hữu Hiền ii Để hồn thành luận văn này, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Hải Phong tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn tơi suốt thời gian thực luận văn Xin chân thành cảm ơn q thầy Khoa Hóa nói chung mơn Phân tích nói riêng tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập thực đề tài Cuối cùng, xin đƣợc cảm ơn gia đình bạn bè khuyến khích, động viên giúp đỡ thời gian thực đề tài Huế, tháng năm 2016 Tác giả Phùng Hữu Hiền iii MỤC LỤC Trang phụ bìa i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CÁM ƠN iii MỤC LỤC………………………………………………………………………1 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC ẢNG DANH MỤC H NH MỞ ĐẦU ………………………………………………………………………11 Lý chọn đề tài 11 Mục đích nghiên cứu 12 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 12 Phƣơng pháp nghiên cứu 12 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 12 Cấu trúc luận văn 12 NỘI DUNG…………………………………………………………………….15 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 14 1.1 GIỚI THIỆU VỀ PHƢƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN ANOT 14 1.1.1 Nguyên tắc 14 1.1.2 Các kỹ thuật ghi đƣờng von-ampe hòa tan anot 16 a Kỹ thuật von-ampe xung vi phân 16 b Kỹ thuật von-ampe sóng vng 17 1.1.3 Điện cực sử dụng phƣơng pháp von-ampe hoà tan 18 1.2 GIỚI THIỆU VỀ NAFION 19 1.3 GIỚI THIỆU VỀ Fe3O4-GRAPHENE 20 1.4 GIỚI THIỆU VỀ PARACETAMOL 21 1.4.1 Tính chất paracetamol 21 1.4.2 Ảnh hƣởng paracetamol đến sức khỏe ngƣời……………….21 1.4.3 Các phƣơng pháp xác định paracetamol 23 CHƢƠNG NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 27 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.2.1 Chuẩn bị điện cực làm việc 27 2.2.2 Phƣơng pháp phân tích điện hóa 28 a Phƣơng pháp von-ampe vòng (CV) 28 b Phƣơng pháp von-ampe hòa tan anot 28 2.2.3 Phƣơng pháp thống kê 29 a Độ lặp lại 29 b Độ 30 c Khoảng tuyến tính 30 2.3 THIẾT Ị, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 32 2.3.1 Thiết bị dụng cụ 32 2.3.2 Hóa chất 32 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH ĐIỆN HĨA CỦA CÁC LOẠI ĐIỆN CỰC 35 3.2 NGHIÊN CỨU QUÁ TR NH IẾN TÍNH ĐIỆN CỰC 37 3.2.1 Nghiên cứu dung môi phân tán vật liệu Fe3O4/rGO 37 3.2.2 Khảo sát lƣợng vật liệu Fe3O4/rGO biến tính 38 3.3 NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN TÍN HIỆU HỊA TAN 39 3.3.1 Ảnh hƣởng pH 39 3.3.2 Khảo sát loại đệm 42 3.3.3 Ảnh hƣởng tốc độ quét 43 3.4 NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC TH NG SỐ KĨ THUẬT VONAMPE XUNG VI PHÂN 49 3.4.1 Ảnh hƣởng biên độ xung (ΔE) 49 3.4.2 Ảnh hƣởng làm giàu (Eacc) 51 3.4.3 Ảnh hƣởng thời gian làm giàu (tacc) 52 3.4.4 Ảnh hƣởng chất cản trở 54 3.5 ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA PHƢƠNG PHÁP 56 3.5.1 Khoảng tuyến tính 56 3.5.2 Giới hạn phát độ nhạy 59 3.5.3 Độ lặp lại tín hiệu hòa tan 60 3.6 PH N TÍCH MẪU THỰC TẾ 62 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT STT Viết tắt Tiếng Việt AA Axit ascorbic Ascorbic acid UA Axit uric Uric acid E Caf Ip ABS B-R CBS Dung dịch đệm citrat Citrate buffer solution PBS Dung dịch đệm phosphat Phosphate buffer solution 10 WE Điện cực làm việc Working Electrode 11 GCE Điện cực than thủy tinh Glassy carbon electrode 12 RSD Độ lệch chuẩn tƣơng đối Relative Standard Deviation 13 LOQ Giới hạn định lƣợng Limit of quantification 14 LOD Giới hạn phát Limit of detection 15 rGO Graphen oxit dạng khử Reduction Graphene Oxide 16 PAR Paracetamol Paracetamol 17 SW Sóng vng Square Wave 18 Ep (Up) Thế đỉnh hòa tan Peak potential 19 Eacc (Uacc) Thế làm giàu Accumulation potential 20 tacc Thời gian làm giàu Accumulation time 21 trest Thời gian nghỉ Rest time iên độ xung Tiếng Anh Pulse amplitude Caffein Caffeine Dòng đỉnh hòa tan Stripping peak current Dung dịch đệm axetat Acetate buffer solution Dung dịch đệm BrittonRobinson Britton-Robinson buffer solution 22  Tốc độ quay điện cực Rotating speed of electrode 23 v Tốc độ quét Potential sweep rate 24 SV Von-ampe hòa tan Stripping Voltammetry 25 ASV Von-ampe hòa tan anot Anodic Stripping Voltammetry 26 CSV Von-ampe hòa tan catot Cathodic Stripping Voltammetry 27 AdSV Von-ampe hòa tan hấp phụ 28 CV Von-ampe vòng Cyclic Voltammetry 29 DP Xung vi phân Differential Pulse Adsorptive Stripping Voltammetry DANH MỤC BẢNG Số hiệu bảng 1.1 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 Tên bảng Một số cơng trình đƣợc cơng bố sử dụng điện cực biến tính với Fe3O4/rGO Các thơng số đƣợc cố định ban đầu phƣơng pháp vonampe vòng CV Các thông số cố định ban đầu phƣơng pháp von-ampe xung vi phân DP–ASV Giá trị Ipa RSD với loại điện cực làm việc theo phƣơng pháp von-ampe vòng Giá trị Ipa RSD với loại dung mơi theo phƣơng pháp von-ampe vịng Giá trị Ipa RSD với lƣợng vật liệu Fe3O4/rGO khác theo phƣơng pháp von-ampe vịng Điều kiện thích hợp để biến tính điện cực với phƣơng pháp von-ampe vòng Giá trị Ipa, Epa RSD giá trị pH khác theo phƣơng pháp von-ampe vòng Giá trị Ip RSD dung dịch đệm khác theo phƣơng pháp von-ampe vòng Giá trị Ip, Ep RSD với tốc độ quét khác theo phƣơng pháp von-ampe vòng Ảnh hƣởng biên độ xung đến tín hiệu dịng hòa tan PAR theo phƣơng pháp DP-ASV Trang 25 34 35 36 37 38 39 40 43 44 50 3.11 3.12 Ảnh hƣởng làm giàu đến tín hiệu hịa tan PAR theo phƣơng pháp DP-ASV Ảnh hƣởng thời gian làm giàu đến tín hiệu hòa tan PAR theo phƣơng pháp DP-ASV 52 53 Các điều kiện thích hợp để xác định PAR phƣơng 3.13 pháp DP-ASV sử dụng điện cực biến tính 54 Fe3O4/rGO/GCE 3.14 3.15 3.16 3.17 Các giá trị Ip RE PAR tỉ lệ chất khác theo phƣơng pháp DP-ASV Giá trị Ip PAR nồng độ khác theo phƣơng pháp DP-ASV LOD, LOQ phƣơng pháp DP-ASV sử dụng điện cực biến tính Fe3O4/rGO/GCE xác định PAR Các giá trị Ip PAR đo lặp lại nồng độ khác theo phƣơng pháp DP-ASV 55 57 59 61 3.18 Lý lịch mẫu thuốc có chứa PAR 62 3.19 Kết đánh giá độ phƣơng pháp DP-ASV 63 3.20 3.21 3.22 Kết so sánh hai phƣơng pháp DP-ASV HPLC với mẫu thuốc Panadol Extra Kết xác định hàm lƣợng PAR mẫu khác Kết so sánh giá trị thành phần với kết đo đƣợc 63 64 65 40 40 20 I (A) I (A) 20 0 -20 -20 -40 -40 -0.5 0.0 U (V) 0.5 1.0 -0.5 pH = 7,96 U (V) 0.5 1.0 pH = 8,47 40 40 20 20 I (A) I (A) 0.0 -20 -20 -40 -40 -0.5 0.0 U (V) 0.5 -0.5 1.0 0.0 U (V) pH = 9,30 pH = 8,85 P6 0.5 1.0 Phụ lục Các đƣờng von-ampe hòa tan biểu diễn ảnh hƣởng loại đệm 60 40 40 I (A) I (A) 20 20 -20 -20 -40 -40 -0.5 0.0 0.5 -0.5 1.0 0.0 0.5 1.0 0.5 1.0 U (V) U (V) PBS CBS 100 40 80 20 I (A) 40 20 -20 -20 -40 -60 -40 -0.5 0.0 0.5 1.0 -0.5 0.0 U (V) U (V) ABS Urotropin 60 40 I (A) I (A) 60 20 -20 -40 -0.5 0.0 0.5 U (V) B-R P7 1.0 Phụ lục Các đƣờng von-ampe hòa tan biểu diễn ảnh hƣởng tốc độ quét v 60 40 40 I (A) I (A) 20 20 -20 -20 -0.5 0.0 0.5 -0.5 1.0 0.0 0.5 1.0 0.5 1.0 0.5 1.0 U (V) U (V) 40 mV/s 20 mV/s 80 60 60 40 I (A) I (A) 40 20 20 -20 -20 -40 -40 -0.5 0.0 U (V) 0.5 -0.5 1.0 0.0 U (V) 80 mV/s 60 mV/s 100 160 80 120 60 80 I (A) I (A) 40 20 40 -20 -40 -40 -60 -80 -0.5 0.0 0.5 -0.5 1.0 0.0 U (V) U (V) 200 mV/s 100 mV/s P8 200 160 160 120 120 I (A) 40 80 40 0 -40 -40 -80 -80 -0.5 0.0 0.5 -0.5 1.0 0.0 0.5 U (V) U (V) 400 mV/s 300 mV/s 200 160 120 I (A) I (A) 80 80 40 -40 -80 -0.5 0.0 0.5 U (V) 500 mV/s P9 1.0 1.0 Phụ lục Các đƣờng von-ampe hòa tan biểu diễn ảnh hƣởng biên độ xung 30 25 20 I (A) I (A) 20 15 10 10 -0.5 0.0 0.5 -0.5 1.0 U (V) 0.0 0.5 1.0 0.5 1.0 U (V) Δ E = 40 mV ΔE = 60 mV 50 40 40 I (A) I (A) 30 20 10 -0.5 30 20 10 0.0 0.5 -0.5 1.0 0.0 U (V) U (V) ΔE = 100 mV ΔE = 80 mV 70 100 60 80 I (A) I (A) 50 40 30 60 40 20 10 -0.5 20 0.0 0.5 1.0 -0.5 0.0 0.5 U (V) U (V) ΔE = 150 mV ΔE = 200 mV P10 1.0 Phụ lục Các đƣờng von-ampe hòa tan biểu diễn ảnh hƣởng làm giàu 50 50 40 I (A) I (A) 40 30 20 20 10 10 -0.5 30 0.0 0.5 -0.5 1.0 0.0 0.5 1.0 U (V) U (V) Eacc = 0,0 V Eacc = -0,1 V 50 50 40 I (A) I (A) 40 30 20 20 10 10 -0.5 30 0.0 0.5 -0.5 1.0 0.0 40 40 30 30 I (A) I (A) 1.0 0.5 1.0 Eacc = 0,2 V Eacc = 0,1 V 20 10 -0.5 0.5 U (V) U (V) 20 10 0.0 0.5 -0.5 1.0 0.0 U (V) U (V) Eacc = 0,3 V Eacc = 0,4 V P11 40 I (A) 30 20 10 -0.5 0.0 0.5 1.0 U (V) Eacc = 0,5 V Phụ lục Các đƣờng von-ampe hòa tan biểu diễn ảnh hƣởng thời gian làm giàu 50 50 40 I (A) I (A) 40 30 20 20 10 10 0.0 0.5 -0.5 1.0 0.5 U (V) tacc = 15 s tacc = 30 s 50 50 40 40 30 20 10 10 0.0 0.5 1.0 -0.5 U (V) 0.0 0.5 U (V) tacc = 45 s tacc = 60 s P12 1.0 30 20 -0.5 0.0 U (V) I (A) I (A) -0.5 30 1.0 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 -0.5 0.0 0.5 -0.5 1.0 U (V) tacc = 75 s tacc = 90 s 60 60 50 50 40 40 30 20 0.5 1.0 0.5 1.0 30 20 10 -0.5 0.0 U (V) I (A) I (A) I (A) 60 10 0.0 0.5 1.0 -0.5 U (V) 0.0 U (V) tacc = 120 s tacc = 150 s 50 40 I (A) I (A) 60 30 20 10 -0.5 0.0 0.5 U (V) tacc = 180 s P13 1.0 60 60 50 50 40 40 I (A) I (A) Phụ lục 10 Các đƣờng von-ampe hòa tan biểu diễn ảnh hƣởng chất cản trở 30 30 20 20 10 10 -0.5 0.0 0.5 1.0 -0.5 0.0 U (V) 1.0 [ AA]/[PAR] = 0,5 60 50 50 40 40 I (A) 60 30 30 20 20 10 10 0.0 0.5 -0.5 1.0 0.0 0.5 U (V) U (V) [ AA]/[PAR] = 1,5 [ AA]/[PAR] = 1,0 60 50 I (A) I (A) [AA]/[PAR] = -0.5 0.5 U (V) 40 30 20 10 -0.5 0.0 0.5 U (V) [ AA]/[PAR] = 2,0 P14 1.0 1.0 50 40 40 I (A) I (A) 30 30 20 20 10 10 -0.5 0.0 0.5 -0.5 1.0 0.0 0.5 1.0 U (V) U (V) [ UA]/[PAR] = 0,5 [UA]/[PAR] = 30 25 20 I (A) I (A) 20 10 10 0.0 0.5 1.0 -0.5 0.0 U (V) 0.5 U (V) [ UA]/[PAR] = 1,0 [ UA]/[PAR] = 1,5 40 30 I (A) -0.5 15 20 10 -0.5 0.0 0.5 U (V) [ UA]/[PAR] = 2,0 P15 1.0 1.0 50 40 I (A) I (A) 40 30 30 20 20 10 10 -0.5 0.0 0.5 1.0 -0.5 0.0 U (V) 0.5 1.0 U (V) [Caf]/[PAR] = [Caf]/[PAR] = 0,5 40 40 30 I (A) 20 20 10 10 -0.5 0.0 0.5 1.0 -0.5 0.0 U (V) 0.5 U (V) [ Caf]/[PAR] = 1,0 [ Caf]/[PAR] = 1,5 40 30 I A) I (A) 30 20 10 -0.5 0.0 0.5 U (V) [ Caf]/[PAR] = 2,0 P16 1.0 1.0 Phụ lục 11 Các đƣờng von-ampe hòa tan PAR phân tích mẫu thực xác định độ thu hồi (ĐTH) 60 M1 60 M1 50 50 I (A) I (A) 40 40 30 30 20 20 10 Panadol Extra – TN1 10 -0.5 0.0 0.5 Panadol Extra – TN2 -0.5 1.0 0.0 0.5 60 M2 60 1.0 U (V) U (V) M2 50 I (A) I (A) 50 40 30 40 30 20 20 10 10 Panadol Extra - TN1 -0.5 0.0 0.5 1.0 Panadol Extra - TN2 -0.5 0.0 U (V) 60 60 50 I (A) I (A) 40 40 30 20 -0.5 1.0 M3 M3 50 10 0.5 U (V) 30 20 10 Panadol Extra - TN1 0.0 0.5 1.0 Panadol Extra - TN2 -0.5 U (V) 0.0 0.5 U (V) P17 1.0 60 M1 M1 50 50 I (A) I (A) 40 40 30 30 20 20 10 10 Tify dey – TN1 -0.5 0.0 0.5 1.0 Tify dey – TN2 -0.5 U (V) 0.0 0.5 1.0 U (V) 60 M2 M2 50 40 40 I (A) I (A) 50 30 20 10 20 10 Tify dey - TN1 -0.5 30 0.0 0.5 1.0 -0.5 U (V) Tify dey - TN2 0.0 0.5 1.0 U (V) 60 M3 50 40 I (A) I (A) 40 30 20 10 M3 50 30 20 10 Tify dey - TN1 -0.5 0.0 0.5 -0.5 1.0 Tify dey - TN2 0.0 0.5 U (V) U (V) P18 1.0 60 60 M1 50 40 I (A) I (A) 40 30 20 10 M1 50 30 20 Efferalgan – TN1 -0.5 Efferalgan – TN2 10 0.0 0.5 1.0 -0.5 0.0 U (V) M2 50 M2 50 40 40 I (A) I (A) 1.0 60 60 30 20 10 -0.5 30 20 10 Efferalgan - TN1 0.0 0.5 Efferalgan - TN2 -0.5 1.0 0.0 0.5 1.0 U (V) U (V) 60 60 M3 50 M3 50 40 40 I (A) I (A) 0.5 U (V) 30 20 30 20 10 10 Efferalgan - TN1 Efferalgan - TN2 -0.5 0.0 0.5 1.0 -0.5 U (V) P19 0.0 U (V) 0.5 1.0 Phụ lục 12 Tín hiệu đo HPLC mẫu thuốc Panadol Extra P20 ... ? ?Nghiên cứu xác định paracetamol phƣơng pháp von- ampe hịa tan sử dụng điện cực biến tính với Fe3O4- graphene? ?? Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu chế tạo điện cực biến tính Fe3O4/ rGO/GCE nghiên cứu. .. vi nghiên cứu Nghiên cứu chế tạo điện cực biến tính cho phƣơng pháp von- ampe nhằm xác định paracetamol số mẫu thực tế Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp von- ampe vòng đƣợc sử dụng nhằm nghiên. .. nhằm nghiên cứu đặc tính paracetamol điện cực biến tính; - Phƣơng pháp von- ampe hòa tan anot dùng kỹ thuật xung vi phân nhằm nghiên cứu xác định paracetamol điện cực biến tính; - Phƣơng pháp thống