Phân tích hàm lượng nicotine trong khói thuốc lá

Báo cáo tiểu luận XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NICOTINE TRONG KHÓI THUỐC LÁ GVHD: Phùng Võ Cẩm Hồng Thành viên nhóm: Nguyễn Lý Trung Trinh 18139206 Đỗ Thị Khánh Điệp 18139026 Trần Thị Ngọc Quỳnh 18139163 Nguyễn Thị Ngọc Châu Nguyễn Hồng Phúc Lê Thị Ngọc Hằng18139045 18139151 Phan Thị Minh Nguyệt 18139122 Nguyễn Thị Duyên 18139016 18139036 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NICOTINE TRONG KHỐI THUỐC LÁ 1.Lí chọn đề tài Thống kê thực trạng sử dụng thuốc Tác hại khói thuốc nói chung 2.Tìm hiểu vấn đề Khai thác vấn đề Nicotine ? Khái qt phương pháp sắc kí khí Tác hại Nicotine Tìm hiểu trình phân tích hàm lượng Nicotine khói thuốc phương pháp sắc kí khí XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NICOTINE TRONG KHỐI THUỐC LÁ Thống kê thực trạng Trên giới có khoảng 1,3 tỷ người hút thuốc Theo thống kê Tổ chức Y tế giới (WHO), bình qn năm giới có khoảng triệu người tử vong mắc bệnh liên quan đến việc hút thuốc Ngồi ra, cịn khoảng 600.000 người chết phải chịu phơi nhiễm với khói thuốc cách thụ động Việt Nam 15 nước có số người hút thuốc cao giới Mỗi năm, Việt Nam có khoảng 40.000 ca tử vong liên quan đến sử dụng thuốc XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NICOTINE TRONG KHỐI THUỐC LÁ Những người thường xuyên sử dụng thuốc ngừng sử dụng thuốc có triệu chứng sau: • • • • • • • • • • • Phiền muộn, thèm thuốc mãnh liệt Chóng mặt (có thể diễn vài ngày) Cảm giác thất vọng, thiếu kiên nhẫn tức giận Lo ngại, cáu gắt Rối loạn giấc ngủ, có ngủ trì giấc ngủ, có giấc mơ xấu chí ác mộng Khó tập trung, bồn chồn chán chường Nhức đầu, mệt mỏi Tăng thèm ăn, tăng cân Táo bón khí đốt Ho, khơ miệng, đau họng mũi nhỏ giọt Tức ngực, nhịp tim chậm II Tìm hiểu vấn đề Nicotine gì? Nicotne một ancaloit tm thấy cây họ Cà (Solanaceae), chủ yếu trong cây thuốc lá, hóa chất có chứa nitơ với số lượng nhỏ trong cà chua, khoai tây, cà tm và ớt chuông Ancaloit nicotn tm thấy cây coca Nicotn chiếm 0,6 đến 3% trọng lượng thuốc khơ, và có từ 2–7 µg/kg nhiều lồi thực vật ăn được. Nicotn tổng hợp sinh học thực từ gốc tch luỹ 2 Thành phần hóa học nicotine Nicotin chất lỏng dầu, hút ẩm trộn lẫn với nước dạng bazo Là bazơ gốc nitơ, nicotin tạo muối với axit, thơng thường có dạng rắn hòa 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 sơi nó, bắt cháy nhiệt độ 95 °C khơng khí cho dù có áp suất thấp Tên thông thường: nicotine - Tên khoa học: b-(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 Tác hại Nicotine 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 4 Nicotine có đâu phương pháp nghiên cứu 4.1 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) 4.2 Phương pháp nghiên cứu • Với đối tượng nghiên cứu nicotn môi trường khơng khí nicotn 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-lỏng 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 thơng dụng phịng thí nghiệm Ngồi sử dụng số phương pháp như: Phương pháp chiết lỏng-lỏng, phương pháp lấy mẫu khí, mẫu máu III Khái quát sắc kí Khái niệm: Sắc ký khí (GC) phương pháp sắc ký sử dụng phổ biến hóa phân tích để tách phân tích hợp chất bay mà khơng làm phân hủy thay đổi mẫu Ứng dụng Kiểm tra độ tinh chất cụ thể Sắc kí khí Tách chất khác khỏi hỗn hợp (khối lượng chất xác đinh cách tương đối) Dùng để xác định hợp chất Nguyên tắc phương pháp sắc kí  Pha động: pha động (hay pha chuyển động) khí mang, thường khí trơ Heli khí khơng hoạt động Nitơ ( Trơ, phù hợp với Detector, độ tinh khiết cao, dễ sử dụng, rẻ, khơng có nguy phát cháy, cho hiệu cột cao)  Pha tĩnh: Pha tĩnh vi lớp chất lỏng polyme phủ lớp rắn đặt ống thủy tinh kim loại gọi cột  Thiết bị phân tích: Thiết bị dùng để tiến hành sắc ký khí gọi máy sắc ký khí (hoặc máy tách khí máy ghi khí)  Cách thức phân tích sắc kí: Các hợp chất dạng khí cần phân tch 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  Thứ tự khoảng thời gian lưu thay đổi thơng qua: tốc độ dịng khí mang, chiều dài cột nhiệt độ  Phân tch sắc ký khí dựa việc so sánh thời gian lưu 3.1 Sơ lược máy sắc kí 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 dò: Các loại đầu dò thơng dụng bao gồm đầu dị ion hóa lửa (FID) đầu dò dẫn nhiệt (TCD) Cả loại đầu dò nhạy với hầu hết chất phân tích với nồng độ khác a 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 b 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 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 c Đầu dò đốt xúc tác (CCD): dùng để xác định hydrocarbon cháy hydro d Đầu dị phóng ion (DID): sử dụng thiết bị phóng điện điện áp cao để tạo ion e Đầu dị độ dẫn điện phân khơ (DELCD): sử dụng pha khí nhiệt độ cao dùng để xác định hợp chất clo f Đầu dò bẫy điện tử (ECD): sử dụng nguồn phóng xạ beta để đo khả bẫy điện tử g Đầu dò 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 h Đầu dò phát xạ nguyên tử (AED): mẫu sau khỏi cột đưa vào buồng hoạt hóa siêu âm tạo trường plasma phân hủy nguyên tố tạo phổ phát xạ nguyên tử i 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 dòng điện đo đạc j Đầu dò khối phổ (MS), hay cịn gọi GC-MS có độ nhạy hiệu cao kể lượng mẫu nhỏ k 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) Một số loại đầu dò Cột sắc kí Ngồi cịn có cột Wide bore IV Tìm hiểu q trình phân tích hàm lượng Nicotine khói thuốc phương pháp sắc kí khí 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) 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, nicotn pic thành phần khói khác, đặc biệt neophytadien (trong số tnh định pic nicotn 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 tch bơm, µl Với điều kiện trên, thời gian phân tch vào khoảng từ đến Lấy mẫu xử lí mẫu 3.1 Lấy mẫu: 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 + 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  Tiến hành hút máy hút 2.Máy hút thuốc phân tch thông thường 3.2: Xử lí mẫu Hồ tan phần ngưng tụ khối thuốc hút vào thể tch dung môi propan -2-ol không đổi, 20ml dung môi đĩa 44mm 50ml đĩa 92mm, đảm bảo đĩa phủ đầy mẩu thử Thể tch điều chỉnh để có nồng độ nicotn phù hợp nằm đường hiệu chỉnh với điều kiện lượng điếu thuốc phải đủ cho việc chiết phần ngưng tụ khói hiệu Việc phân tch nên thực sớm tốt bảo quản nên bảo quản 0o C dến 4oC tránh ánh sang 4 Quy trình thực sắc kí • Hiệu chuẩn sắc kí: Bơm lượng (2 µl) dung dịch hiệu chuẩn vào sắc ký khí Ghi lại diện tch (hay chiều cao) pic nicotn chất chuẩn nội Tiến hành xác định hai lần • Vẽ đồ thị nồng độ nicotn theo tỷ lệ diện tch tnh phương trình hồi qui tuyến tnh (nồng độ nicotn theo tỷ lệ diện tch) từ liệu Đồ thị phải tuyến tnh đường thẳng hồi qui phải qua gốc tọa độ Sử dụng độ dốc phương trình hồi qui • Thực qui trình hiệu chuẩn đầy đủ hàng ngày Ngồi ra, sau 20 lần bơm mẫu lại bơm lần chuẩn có nồng độ khoảng Nếu nồng độ tnh dung dịch khác với giá trị ban đầu % phải lặp lại quy trình hiệu chuẩn đầy đủ 4 Quy trình thực sc kớ ã Xỏc nh: Bm mt lng (2 àl) phần mẫu thử vào sắc ký khí Tính tỷ lệ pic nicotn/pic chuẩn nội từ liệu diện tch pic (hoặc chiều cao pic) • Tiến hành hai lần xác định phần mẫu thử • Tính giá trị trung bình từ hai lần xác định • 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 5 Tính tốn kết sắc kí Biểu thị kết quả: 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 ... phương pháp sắc kí khí Tác hại Nicotine Tìm hiểu q trình phân tích hàm lượng Nicotine khói thuốc phương pháp sắc kí khí XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NICOTINE TRONG KHỐI THUỐC LÁ Thống kê thực trạng Trên giới...XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NICOTINE TRONG KHỐI THUỐC LÁ 1.Lí chọn đề tài Thống kê thực trạng sử dụng thuốc Tác hại khói thuốc nói chung 2.Tìm hiểu vấn đề Khai thác vấn đề Nicotine ? Khái quát... với khói thuốc cách thụ động Việt Nam 15 nước có số người hút thuốc cao giới Mỗi năm, Việt Nam có khoảng 40 .000 ca tử vong liên quan đến sử dụng thuốc XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NICOTINE TRONG KHỐI THUỐC