Phân tích hàm lượng nicotine trong khói thuốc lá

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP.HCM BM CƠNG NGHỆ HỐ HỌC Mục lục A Khái quát Nicotine I.Nicotine ? Nicotine ancaloit tìm thấy họ Cà (Solanaceae), chủ yếu thuốc lá, hóa chất có chứa nitơ với số lượng TIỂU LUẬN: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NICOTINE nhỏ cà chua, khoai tây, KHÓI TRONG THUỐC LÁ cà tím ớt chng Ancaloit GVHD: Phùng Võ Cẩm Hồng nicotin tìm thấy coca Nicotin SVTH: 1.Nguyễn Châu 3% 18139016 chiếm Thị 0,6Ngọcđến trọng 2.Lê Thị Ngọc Hằng 18139045 lượng thuốc18139036 khô, có 3.Nguyễn Thị Duyên Nguyễn Lý Trung Trinh 18139206 5.Trần Thị Ngọc Quỳnh 18139163 6.Nguyễn Hồng Phúc 18139151 7.Phan Thị Minh Nguyệt 18139122 Đỗ Thị Khánh Điệp 18139026 từ 2–7 µg/kg nhiều lồi thực vật ăn Nicotin tổng hợp sinh học thực từ gốc tích luỹ Nó chất độc thần kinh mạnh với ảnh hưởng rõ rệt đến lồi trùng; q khứ nicotin sử dụng rộng rãi loại thuốc trừ sâu, phái sinh nicotin imidacloprid tiếp tục sử dụng rộng rãi II.Thành phần hóa học : Nicotin chất lỏng dầu, hút ẩm trộn lẫn với nước dạng bazơ Là bazơ gốc nitơ, nicotin tạo muối với axít, thơng thường có dạng rắn hịa tan nước Nicotin dễ dàng thẩm thấu qua da Như số liệu vật lý thể hiện, nicotin dạng bazơ tự cháy nhiệt độ thấp điểm sôi nó, bắt cháy nhiệt độ 95 °C khơng khí cho dù có áp suất thấp Tên thông thường: nicotine - Tên khoa học: -(N-metyl-α-pirolidil) piridin - Công thức phân tử: C10H4N2 - Khối lượng phân tử: 162,23 g/mol - Công thức cấu tạo: gồm nhân piridine kết hợp với nhân N-methyl- pirolidine Do điều này, phần lớn nicotin bị cháy người ta đốt điếu thuốc lá; nhiên, hít vào đủ để gây hiệu ứng mong muốn III.Tác hại nicotine thể người : 1.Vì nicotin lại chất gây nghiện mạnh ? •Nicotine vừa thuốc an thần, vừa chất kích thích Khi tiếp xúc với nicotine, thể trải qua "cú kích" Điều phần nicotine kích thích tuyến thượng thận, dẫn đến việc giải phóng adrenaline Adrenaline kích thích thể giải phóng glucose lập tức; làm tăng nhịp tim, hoạt động hô hấp huyết áp Nicotine làm cho tuyến tụy sản xuất insulin hơn, làm tăng nhẹ lượng đường máu glucose •Nicotine gián tiếp làm giải phóng dopamine khu vực khối cảm hoạt động nhiều não Tác dụng tương tự xảy dùng heroin cocaine Trong thời gian sử dụng thuốc, người dùng cảm giác dễ chịu •Dopamine chất hóa học não ảnh hưởng đến cảm xúc, chuyển động, cảm giác khoái cảm đau đớn Nếu mức độ dopamine não tăng lên, cảm giác mãn nguyện cao Tùy thuộc vào liều lượng nicotine sử dụng kích thích hệ thần kinh người mà nicotine có tác dụng thuốc an thần Khi người, động vật có vú hầu hết loại động vật khác tiếp xúc với nicotine, có biểu tăng nhịp tim, tốc độ tiêu thụ oxy tim thể tích tim Cơ thể tiếp nhận nicotine nào? Sau hít khói thuốc lá, nicotine nhanh chóng xâm nhập vào máu, vượt qua hàng rào máu não đến não vòng - 20 giây Trong vòng khoảng sau vào thể, nửa số nicotine tiêu thụ Lượng nicotine xâm nhập vào thể người hút thuốc phụ thuộc vào: Loại thuốc sử dụng Lượng khói thuốc hít vào Có sử dụng lọc hay khơng loại lọc khói thuốc Các sản phẩm thuốc nhai, đặt bên miệng xịt mũi có xu hướng giải phóng lượng nicotine vào thể nhiều hút thuốc Nicotine phân hủy gan IV.Nicotine có đâu Nicotine có thành phần số loại thực vật, bao gồm thuốc Nicotine sản xuất tổng hợp Nicotiana tabacum, loại nicotine tìm thấy thuốc lá, thuộc họ ớt mả Ớt đỏ, cà tím, cà chua khoai tây ví dụ khác loại thuộc họ ớt mả (nightshade family) Mặc dù nicotine không gây ung thư gây hại mức, chất gây nghiện mạnh khiến người phải chịu tác động có hại phụ thuộc thuốc B PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Với đối tượng nghiên cứu nicotin mơi trường khơng khí nicotin máu, lựa chọn phương pháp sắc ký khí với detectơ cộng kết điện tử (GC/ECD) phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC-MS), phương pháp chiết lỏng-khí phương pháp sử dụng nghiên cứu Các phương pháp lựa chọn cho hiệu suất độ thu hồi cao, ngưỡng phát thấp, quy trình đơn giản; thiết bị sử dụng nghiên cứu thông dụng phịng thí nghiệm Ngồi cịn sử dụng số phương pháp như: Phương pháp chiết lỏng-lỏng, phương pháp lấy mẫu khí I.Khái quát phương pháp sắc ký khí Sắc ký khí (GC) phương pháp sắc ký sử dụng phổ biến hóa phân tích để tách phân tích hợp chất bay mà không làm phân hủy thay đổi mẫu Ứng dụng: chủ yếu sắc ký khí bao gồm kiểm tra độ tinh chất cụ thể, hay tách chất khác khỏi hỗn hợp (khối lượng chất xác đinh cách tương đối) Trong số trường hợp, kỹ thuật sắc ký khí dùng để xác định hợp chất Trong sắc ký điều chế, phương pháp ký khí sử dụng để tinh chế hợp chất từ hỗn hợp Nguyên tắc:Trong sắc ký khí, pha động (hay pha chuyển động) khí mang, thường khí trơ Heli khí khơng hoạt động Nitơ Pha tĩnh vi lớp chất lỏng polyme phủ lớp rắn đặt ống thủy tinh kim loại gọi cột (tương tự cột tách phân đoạn sử dụng chưng cất) Thiết bị dùng để tiến hành sắc ký khí gọi máy sắc ký khí (hoặc máy tách khí máy ghi khí) Các hợp chất dạng khí cần phân tích tương tác với thành cột – phủ pha tĩnh, dẫn đến hợp chất tách thời điểm khác – gọi thời gian lưu hợp chất Khi chất hóa học cuối cột, phát xác định điện tử Ngồi ra, số thơng số khác sử dụng để thay đổi thứ tự khoảng thời gian lưu: tốc độ dịng khí mang, chiều dài cột nhiệt độ Phân tích sắc ký khí dựa việc so sánh thời gian lưu 10 2.Các thành phần máy sắc ký khí 11 Đầu bơm mẫu (Bộ tiêm mẫu) Bộ tiêm mẫu phân đưa mẫu vào dịng khí mang liên tục Bộ tiêm mẫu phận gắn liền với đầu cột Đầu dị Các loại đầu dị thơng dụng bao gồm đầu dị ion hóa lửa (FID) đầu dò dẫn nhiệt (TCD) Cả loại đầu dị nhạy với hầu hết chất phân tích với nồng độ khác • Đầu dị dẫn nhiệt (TCD): Loại đầu dị thơng dụng nay, dựa độ dẫn nhiệt vật chất quanh sợi dây Vonfram-rhenium có dịng điện chạy qua Khi phân tử chất cần phân tích tách khỏi cột hịa trộn với khí mang, độ dẫn nhiệt giảm đi, nhiệt độ điện trở dây Vonfram-Rhenium tăng lên làm xuất thay đổi điện áp tạo tín hiệu để đầu dị phát • Đầu dị ion hóa lửa (FID): dùng phát hợp chất hữu hay hợp chất chứa hydro carbon carbon có khả hình thành ion dương điện 12 tử q trình nhiệt phân, từ tạo dòng điện điện cực Hiện tượng tăng dòng điện chuyển đổi hiển thị dạng peak sắc ký đồ Đầu dò đốt xúc tác (CCD): dùng để xác định • hydrocarbon cháy hydro Đầu dị phóng ion (DID): sử dụng thiết bị phóng điện • điện áp cao để tạo ion Đầu dị độ dẫn điện phân khơ (DELCD): sử dụng • pha khí nhiệt độ cao dùng để xác định hợp chất clo • Đầu dị bẫy điện tử (ECD): sử dụng nguồn phóng xạ beta để đo khả bẫy điện tử • Đầu dị quang kế lửa (FPD): sử dụng ống nhân quang để phát vạch quang phổ hợp chất chúng bị đốt lửa, phân tích hợp chất chứa photpho, lưu huỳnh, Halogen, số kim loại • Đầu dị phát xạ ngun tử (AED): mẫu sau khỏi cột đưa vào buồng hoạt hóa siêu 13 âm tạo trường plasma phân hủy nguyên tố tạo phổ phát xạ nguyên tử • Đầu dò Nitơ – Phospho (NPD): dạng đầu dị nhiệt điện tử Nitơ Phospho làm thay đổi chức làm việc lớp bao cuộn sinh nhiệt đặc biệt làm phát sinh dịng điện đo đạc • Đầu dị khối phổ (MS), hay cịn gọi GC-MS có độ nhạy hiệu cao kể lượng mẫu nhỏ • Một số loại khác: Đầu dị quang hóa ion (PID)/Đầu dị ion hóa phóng xung (PDD)Đầu dị ion hóa nhiệt (TID)/Đầu dị cực tím chân khơng (VUV)/Đầu dị hồng ngoại (IRD)/Đầu dị ion hóa Heli (HID)/Đầu dị độ dẫn điện phân (ELCD) 14 15 Cột sắc kí 16 Ngồi cịn có cột Wide bore II Thiết bị, dụng cụ Sử dụng thiết bị, dụng cụ phịng thử nghiệm thơng thường cụ thể sau: • Máy sắc ký khí, có trang bị detector ion hóa lửa, máy ghi tích phân kế thiết bị xử lý liệu khác phù hợp • Cột: có đường kính từ mm đến mm độ dài tốt từ 1,5 m đến m Cột tốt làm thủy tinh sử dụng vật liệu khác thép không gỉ trơ mặt hóa học niken • Pha tĩnh: 10 % PEG 20 000 cộng với % kali hydroxit tẩm chất mang silan hóa qua rửa axit, cỡ hạt từ 150 µm (100 mesh) đến 190 µm (80 mesh) 17 III.Cài đặt thiết bị: Lắp đặt thiết bị vận hành máy sắc ký khí theo hướng dẫn nhà sản xuất Phải đảm bảo pic dung môi, chất chuẩn nội, nicotin pic thành phần khói khác, đặc biệt neophytadien (trong số tình định pic nicotin bị yếu đi) phải tách tốt Các điều kiện vận hành thích hợp là: - Nhiệt độ cột, 170 0C (đẳng nhiệt); - Nhiệt độ bơm, 250 0C; - Nhiệt độ detector, 250 0C; - Khí mang, heli nitơ với tốc độ dòng khoảng 30 ml/min; - Thể tích bơm µl Với điều kiện trên, thời gian phân tích vào khoảng từ đến 18 IV.Lấy mẩu xử lý mẩu 1.Lấy mẩu: o o Ghi rõ đại lý, cửa hàng, loại thuốc,… Trên điếu thuốc phải đánh dấu chiều dài mẩu chuẩn với ba độ dài lớn sao: 23mm; chiều dài đầu lộc + o 8mm chiều dài giấy sáp + 3mm Trong chiều dài đoạn giấy sáp xác định phần giấy cuộn vào điếu thuốc phía để hút chiều dài phần dầu lọc xác định chiều dài tổng số điếu thuốc trừ chiều dài phần thuốc 1.cấu trúc điếu thuốc thông thường 19 o Tiến hành hút máy hút 2.Máy hút thuốc phân tích thơng thường 2.Xử lý mẩu: o Hồ tan phần ngưng tụ khối thuốc hút vào thể tích dung môi propan -2-ol không đổi, 20ml dung môi đĩa 44mm 50ml đĩa 92mm, đảm bảo đĩa phủ đầy mẩu thử Thể tích điều chỉnh để có nồng độ nicotin phù hợp nằm đường hiệu chỉnh với điều kiện lượng điếu thuốc phải đủ cho việc chiết phần ngưng tụ khói hiệu Việc phân 20 tích nên thực sớm tốt bảo quản nên bảo quản 0o C dến 4oC tránh ánh sáng V.Qui trình sắc kí Hiệu chuẩn sắc kí: Bơm lượng (2 µl) dung dịch hiệu chuẩn vào sắc ký khí Ghi lại diện tích (hay chiều cao) pic nicotin chất chuẩn nội Tiến hành xác định hai lần Vẽ đồ thị nồng độ nicotin theo tỷ lệ diện tích tính phương trình hồi qui tuyến tính (nồng độ nicotin theo tỷ lệ diện tích) từ liệu Đồ thị phải tuyến tính đường thẳng hồi qui phải qua gốc tọa độ Sử dụng độ dốc phương trình hồi qui 21 Thực qui trình hiệu chuẩn đầy đủ hàng ngày Ngoài ra, sau 20 lần bơm mẫu lại bơm lần chuẩn có nồng độ khoảng Nếu nồng độ tính dung dịch khác với giá trị ban đầu % phải lặp lại quy trình hiệu chuẩn đầy đủ Xác định: Bơm lượng (2 µl) phần mẫu thử vào sắc ký khí Tính tỷ lệ pic nicotin/pic chuẩn nội từ liệu diện tích pic (hoặc chiều cao pic) Tiến hành hai lần xác định phần mẫu thử Tính giá trị trung bình từ hai lần xác định 22 Khi kết thu từ số lượng kênh hút riêng rẽ sử dụng lấy mẫu tự động phần mẫu đơn lẻ từ bẫy khói coi đầy đủ VI.Biểu thị kết Sử dụng đồ thị phương trình hồi qui tuyến tính 6.3 để tính nồng độ nicotin phần mẫu thử Từ nồng độ nicotin phần mẫu thử tính lượng nicotin phần ngưng tụ khói thuốc Chia lượng nicotin cho số điếu thuốc hút Biểu thị kết thử nghiệm miligam điếu thuốc 1cm mN- kênh, xác đến 0,01 mg giá trị trung bình điếu thuốc xác đến 0,1 mg 23  -HẾT - 24 ... Nicotine I .Nicotine ? Nicotine ancaloit tìm thấy họ Cà (Solanaceae), chủ yếu thuốc lá, hóa chất có chứa nitơ với số lượng TIỂU LUẬN: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NICOTINE nhỏ cà chua, khoai tây, KHĨI TRONG. .. nicotine tiêu thụ Lượng nicotine xâm nhập vào thể người hút thuốc phụ thuộc vào: Loại thuốc sử dụng Lượng khói thuốc hít vào Có sử dụng lọc hay khơng loại lọc khói thuốc Các sản phẩm thuốc nhai, đặt... phóng lượng nicotine vào thể nhiều hút thuốc Nicotine phân hủy gan IV .Nicotine có đâu Nicotine có thành phần số loại thực vật, bao gồm thuốc Nicotine sản xuất tổng hợp Nicotiana tabacum, loại nicotine