Đánh giá ảnh hưởng của asen trong hải sản đến sức khỏe con người bằng phương pháp trắc quang

Các dạng Asen trong môi trường biển

Việc xác định các dạng Asen trong nước biển lần đầu tiên được thực hiện vào năm 1926 bởi Atkins và Wilson [17], những kết quả của họ cho thấy ngoài thành phần chính là Asenite (As III) còn có sự hiện diện của Asenate (As V) [16]. Thực tế, các dạng hợp chất Asen hữu cơ dường như có mặt ở khắp nơi trong quần thể động vật biển, tác động tới sức khỏe con người thông qua con đường ăn uống và ảnh hưởng đến hầu như đa số các động vật hoặc lên tất cả sinh vật biển nói chung.

Ảnh hưởng của Asen đến sức khỏe [12]

Tuy vậy, cỏc kết quả nghiên cứu thực nghiệm đều cho thấy Asen thúc đẩy quá trình phát triển khối u, làm rối loạn quá trình tổng hợp ADN, đặc biệt là trong các nguyên bào sợi và các tế bào tủy xương bạch cầu, làm giảm số lượng bạch cầu lympho ngoại. Phycotoxins sinh sản trong các rặng san hô ven bờ, là nơi sinh sống của các loài thân mềm nhƣ nghêu, sò, cua, tôm..Các độc tố tảo này không gây nguy hại đến các loài sinh vật biển nhưng chúng sẽ gây ngộ độc cho người nếu ăn phải.

Các phương pháp tách chiết và bảo quản mẫu trong phân tích các dạng Asen

Do axit Pecloric (HClO4) có thể gây nổ mạnh khi tiếp xúc với các nguyên liệu hữu cơ và các chất vô cơ dễ bị oxi hóa nên thường phải oxi hóa mẫu trước bằng axit Nitric (HNO3) sau đó mới sử dụng axit Pecloric (HClO4). Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi sử dụng hỗn hợp các axit trên theo một tỉ lệ nhất định để vô cơ hóa các mẫu hải sản, phân hủy hoàn toàn các nền mẫu hữu cơ và đưa về dạng dung dịch trước khi tiến hành phân tích, xác định hàm lƣợng Asen trong các mẫu hải sản đó. Vấn đề cần xem xét đầu tiên chính là thu thập mẫu, bảo quản và cất giữ mẫu trong điều kiện tốt nhất để ngăn ngừa sự nhiễm bẩn và mất mát nhỏ nhất ở mức độ vết của phép phân tích, sao cho khi phân tích dạng, nồng độ của những dạng riêng lẻ của hỗn hợp không bị thay đổi bởi việc giữ mẫu và xử lý mẫu.

Bên cạnh đó, việc khảo sát các điều kiện tối ƣu để giữ nguyên các dạng Asen trong các mẫu phân tích dưới những điều kiện khác nhau là cần thiết vì một số dạng của Asen có thể chuyển đổi từ dạng này sang dạng khác hoặc mất đi trong quá trình chuẩn bị mẫu [40], ví dụ nhƣ: Những điều kiện cất giữ tối ƣu, thời gian cất giữ. Qui trình phá mẫu enzim kết hợp với phương pháp chiết đã được nghiên cứu để tăng hiệu suất chiết đối với một số mẫu sinh học, Những qúa trình chiết khác nhƣ chiết Soxhlet [13] và chiết pha rắn cũng đƣợc áp dụng. Hiện nay phương pháp chiết methanol: nước và kết hợp rung siêu âm nhiều lần đuợc sử dụng rộng rãi nhất vì đây là một phương pháp chiết rất tốt thể hiện qua hiệu suất thu hồi các dạng Asen hòa tan trong mẫu rắn lên tới 95%.[13].

Ví dụ, khi phân tích HPLC/ICP-MS dịch chiết methanol mẫu đông khô gan rùa cho thấy Asenate là vết, nhưng chiết bằng nước liên tục của cùng chất đó thì hàm lƣợng Asenate chiếm 35% toàn bộ Asen có thể chiết ra [27]. Tóm lại, quá trình chiết cần đạt hiệu suất cao và giảm thiểu nhỏ nhất sự phá hủy dạng Asen hiện có trong mẫu rắn, một trong những yêu cầu tiên quyết để từ đó mới có đƣợc thông tin chính xác về các dạng Asen trong các mẫu hải sản và qua đó đánh giá đƣợc tính độc của các mẫu hải sản đã đƣợc phân tích. Những phương pháp bảo quản trên cho các dạng ban đầu của AsIII và AsV phải thực hiện ngay lập tức sau khi thu thập mẫu thì mới có hiệu quả, nhất là khi mẫu đƣợc sử dụng để phân tích hải sản- một trong những loại mẫu rất dễ bị phân hủy dẫn đến làm sai lệch kết quả phân tích.

Các phương pháp phân tích Asen

+ Ứng dụng: Phương pháp này có thể xác định nhiều nguyên tố cùng một lúc và đƣợc áp dụng đối với tất cả các loại nền màu khác nhau, tuy nhiên, các mẫu rắn và mẫu lỏng chứa nhiều kết tủa phải xử lý trước khi phân tích. Quang phổ hấp thụ nguyên tử (ASS) là một kỹ thuật phân tích lƣợng vết các nguyên tố phổ biến, đƣợc sử dụng nhiều trong các phòng thí nghiệm với độ chọn lọc độ lặp lại cao, có thể phân tích hàng loạt mẫu trong thời gian ngắn, giá thành thiết bị không quá đắt. + Nguyên tắc: Asen vô cơ hòa tan trong nước có thể ở dạng As(III) hay As(V), hiệu suất tạo khí Hiđrua của hai dạng này khác nhau nên tất cả các Asen trong mẫu phải đƣợc khử về As(III) nhờ tác nhân khử của KI hoặc NaI.

- Hấp thụ điện hóa các chất lên bề mặt điện cực làm việc bằng cách thêm vào dung dịch một thuốc thử có khả năng bị hấp phụ lên bề mặt điện cực, sau khi bị hấp phụ nó sẽ tạo phức với ion cần xác định để tập trung ion đó lên bề mặt điện cực. Các chất xác định cần chuyển vào dung dịch dưới dạng hợp chất màu với một thuốc thử thích hợp có độ nhạy lớn trong vùng phổ UV - VIS trong các điều kiện tối ƣu ( pH, nhiệt độ, thời gian, tỉ lệ thuốc thử..). Phương pháp này dựa trên cơ sở xây dựng đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính của mật độ quang vào nồng độ, sau đó đo mẫu trong cùng điều kiện, từ đó xác định đƣợc hàm lƣợng chất cần phân tích dựa vào đường chuẩn.

Bước 3: Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn chứa chất cần phân tích với hàm lương tăng dần, cho vào mỗi dung dịch một lượng thuốc thử như nhau, các điều kiện để tạo phức nhƣ: pH, thời gian, nhiệt độ và các điều kiện khác nhƣ nhau. Bước 4: Từ giá trị mật độ quang và nồng độ, ta thiết lập được đường chuẩn trong hệ tọa độ xy, xác định đƣợc hàm lƣợng chất cần nghiên cứu trong mẫu thực(Cx) bằng đường chuẩn khi biết giá trị mật độ quang của mẫu(Ax). Trong phép phân tích Asen bằng phương pháp trắc quang, nhiều công trình nghiên cứu đã sử dụng nhiều loại thuốc thử, trong phạm vi của luận văn này chúng tôi sử dụng thuốc thử là Bạc đietylđithiocacbamat để tạo phức với.

THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP

Pha loãng 1ml Mocfolin trong 70ml Clorofom thêm 0,3 g Bạc đietylđithiocacbamat, lắc nhẹ cho đến khi Bạc đietylđithiocacbamat tan hoàn toàn, sau đó định mức đến vạch bằng Clorofom. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kỹ thuật hydrua là một trong những phương pháp phổ biến nhất được sử dụng để phân tích asen, do giá thành thiết bị cao, cùng với quy trình vận hành phức tạp, nên chỉ có ít phòng thí nghiệm ở Việt Nam sử dụng phương pháp này để xác định asen. Nguyên tắc của phương pháp được tóm tắt như sau: Các dạng asen vô cơ hòa tan trong dung dịch, có thể ở dạng As (III) hoặc As (V) đƣợc khử về dạng As(III) bằng dung dịch KI vì hiệu suất tạo hydrua của As(V) thấp hơn nhiều so với As(III).

- Phân tích asen tổng số: Để phân tích hàm lƣợng tổng asen trong hải sản, mẫu đƣợc vô cơ hóa bằng hỗn hợp các axit để chuyển tất cả các dạng asen về asen (V), sau đó asen (V) đƣợc khử về asen (III) bằng KI và xác định bằng phương pháp đo quang. - Phân tích các dạng asen vô cơ: Mẫu hải sản đƣợc chiết trong hỗn hợp methanol- nước bằng siêu âm, sau đó ly tâm và xác định hàm lượng tổng asen vô cơ trong dịch chiết bằng phương pháp đo quang. Để phân tích hàm lƣợng tổng asen vô cơ trong các mẫu hải sản, chúng tôi sử dụng quy trình chiết của Nguyễn Đình Thuất[13], mẫu đƣợc chiết với MeOH-H2O bằng siêu âm, sau đó ly tâm và tiến hành phân tích bằng phương pháp trắc quang.

Asen là nguyên tố độc hại, có khả năng tích lũy sinh học cao, đặc biệt là trong các đối tƣợng thủy hải sản, tuy nhiên mức độ độc hại của asen lại phụ thuộc vào dạng hóa học của chúng. Do vậy đối tƣợng nghiên cứu của luận văn này là sự tích lũy và phân bố các dạng asen vô cơ và hữu cơ trong các loại hải sản bao gồm: Tôm, cá ngừ, cá thu, cá khoai, cá ngân, sao biển, vẹm xanh, ngao. - Các mẫu cá, tôm sú, vẹm xanh, sao biển, ngao trước khi phân tích được rửa sạch bằng nước cất hai lần, cất vào tủ đông cho đến khi đông đá hoàn toàn, sau đó, mẫu được làm khô bằng phương pháp đông khô chân không để không phá vỡ cấu trúc ban đầu của mẫu, giữ nguyên đƣợc dạng hữu cơ trong mẫu.