Cách xác định: Thêm một lượng chất chuẩn xác định vào mẫu thử,
phân tích các mẫu thêm chuẩn đó, làm lặp lại tối thiểu 4 lần bằng phương pháp khảo sát. Sau đó tính độ thu hồi chung là trung bình của độ thu hồi các lần lặp lại.
Công thức tính độ thu hồi: 100 C C C % R chuan mau an mauthemchu Trong đó:
R%: Độ thu hồi của phương pháp (). an
mauthemchu
C : Nồng độ chì đo được của mẫu thêm chuẩn (ppm). mau
C : Nồng độ chì đo được của nền mẫu (ppm). chuan
C : Nồng độ dung dịch chuẩn chì thêm vào (ppm).
Thêm chuẩn ở 3 mức nồng độ là thấp, trung bình và cao trong khoảng nồng độ làm việc. Theo qui định của hội đồng châu Âu đối với các chỉ tiêu an toàn thêm chuẩn vào mẫu trắng ở 3 mức nồng độ tại 0.5 lần, 1 lần và 2 lần giới hạn cho phép.
Đối với các mẫu phân tích hằng ngày các chỉ tiêu thuộc cùng nhóm (thuốc BVTV) cần kiểm soát chất lượng bằng cách phân tích mẫu thêm chuẩn tối thiểu 10% số lượng chất, các chất khác cần thay phiên kiểm tra với tần suất tối đa 1 năm/lần cho từng chất.
Tiêu chí đánh giá độ thu hồi: So sánh kết quả R% với giá trị cho trong
Bảng sau:
Bảng 3.1 Độ thu hồi ở các nồng độ khác nhau (theo AOAC và hội đồng châu Âu) TT Hàm lượng % Tỷ lệ chất Đơn vị H% 1 100 1 100% 98-102 2 > 10 10-1 10% 98-102 3 > 1 10-2 1% 97-103 4 > 0.1 10-3 0.1% 95-105 5 0.01 10-4 100 ppm 90-107 6 0.001 10-5 10 ppm 80-110 7 0.0001 10-6 1 ppm 80-110 8 0.00001 10-7 100 ppb 80-110 9 0.000001 10-8 10 ppb 80-110 10 >1 đến <10 ppb 70-110 11 < 0.0000001 10-9 < 1 ppb 50-120 3.1.1.3 Độ đúng
Định nghĩa: Độ đúng của phương pháp là khái niệm chỉ mức độ gần
nhau giữa giá trị trung bình của kết quả thử nghiệm và giá trị thực hoặc giá trị được chấp nhận là đúng (µ). Độ đúng thường được diễn tả bằng độ chệch (bias).
USFDA qui định độ chệch của các phương pháp xác định dư lượng không được lớn hơn 15% và không được lớn hơn 20% tại LOQ.
100 µ µ X Trong đó: : Độ chệch, %
X : giá trị trung bình của kết quả thử nghiệm µ: giá trị thực hoặc giá trị chấp nhận là đúng
Cách xác định. Sử dụng chuẩn t để đánh giá kết quả như sau:
Phân tích mẫu chuẩn lặp lại 10 lần, tính giá trị trung bình và độ lệch chuẩn, từ đó tính giá trị ttn theo công thức sau đây và so sánh với tc (p):
n S X μ t 2 tn Trong đó:
S2: phương sai của phương pháp thử nghiệm,
1 ) ( 2 n x x S i ttn: giá trị thực nghiệm
tc(, k): giá trị t tra bảng với mức ý nghĩa 0.05 và bậc tự do k = n-1 µ: giá trị thực hoặc giá trị chấp nhận được
X : giá trị trung bình của phương pháp thử nghiệm n: số lần thử nghiệm
Tiêu chí đánh giá:
- Nếu ttn tc: không có sự khác nhau về kết quả của giá trị trung bình so với giá trị tham chiếu ở mức ý nghĩa phương pháp thử nghiệm có độ đúng đạt yêu cầu.
- Nếu ttn tc: có sự khác nhau về kết quả của phương pháp thử nghiệm so với giá trị tham chiếu với mức ý nghĩa phương pháp thử nghiệm mắc sai số hệ thống.
3.1.1.4 Độ lặp lại
Định nghĩa: Độ lặp lại là độ chụm trong điều kiện lặp lại. Điều kiện
mà tại đó các kết quả thử nghiệm độc lập nhận được với cùng một phương pháp trên những mẫu thử nghiệm giống hệt nhau, trong cùng một phòng thí nghiệm bởi cùng người thao tác, sử dụng cùng một thiết bị, trong khoảng thời gian ngắn.
Giới hạn lặp lại: Giới hạn lặp lại là giá trị mà độ lệch tuyệt đối giữa
hai kết quả thử nghiệm nhận được trong điều kiện lặp lại nhỏ hơn hoặc bằng giá trị đó với xác suất bằng 95%.
Cách xác định độ lặp lại: Bố trí thí nghiệm
Tiến hành làm thí nghiệm lặp lại 10 lần trên cùng một mẫu (mỗi lần tự cân hay đong mẫu). Mẫu phân tích là mẫu thử hoặc mẫu thử thêm chuẩn.
Tiến hành ở các nồng độ khác nhau (trung bình, thấp nhất, cao) trong khoảng làm việc, mỗi nồng độ lặp lại 10 lần. Tính độ lệch chuẩn SD và độ lệch chuẩn tương đối RSD hay hệ số biến thiên CV theo các thông số sau:
1 ) ( 2 n x x S i 100 % % x X SD CV RSD Trong đó: o SD: Độ lệch chuẩn o n: số lần thử nghiệm thứ i
o xi : giá trị tính được của lần thử nghiệm thứ i
o x: giá trị trung bình của các lần thử nghiệm
o RSD%: độ lệch chuẩn tương đối
o CV%: hệ số biến thiên
Tiêu chí đánh giá: Đối chiếu với giá trị tính được với giá trị mong
muốn hay giá trị yêu cầu hoặc so với RSD% lặp lại trong bảng sau RSD% tính được không được lớn hơn giá trị cho trong bảng ở hàm lượng chất tương ứng.
Bảng 3.2 lặp lại tối đa chấp nhận tại các nồng độ khác nhau (theo AOAC).
TT Hàm lượng % Tỷ lệ chất Đơn vị RSD% 1 100 1 100 1.3 2 10 10-1 10% 1.8 3 1 10-2 1% 2.7 4 0.1 10-3 0.1% 3.7 5 0.01 10-4 100ppm 5.3 6 0.001 10-5 10ppm 7.3
LOQ = 10 x S
7 0.0001 10-6 1ppm 11
8 0.00001 10-7 100ppb 15
9 0.000001 10-8 10ppb 21
10 0.0000001 10-19 1ppb 30
3.1.1.5 Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ). (LOQ).
a. Giới hạn phát hiện (LOD)
Định nghĩa: Giới hạn phát hiện là nồng độ mà tại đó giá trị xác định
được lớn hơn độ không đảm bảo đo của phương pháp. Đây là nồng độ thấp nhất của chất phân tích trong mẫu có thể phát hiện được nhưng chưa thể định lượng được (đối với phương pháp định lượng).
Cách xác định: Thực hiện trên mẫu thử, ít nhất là 10 lần song song. Nên
chọn mẫu thử có nồng độ thấp nhất (khoảng 5 đến 7 lần LOD ước lượng).
Tiêu chí đánh giá LOD: Đánh giá LOD đã tính được
Nếu 4< R <10: nồng độ thử là phù hợp và LOD tính được là đáng tin cậy. Nếu R 4: phải dùng dung dịch đậm đặc hơn, hoặc thêm một ít chất chuẩn vào dung dịch thử đã dùng và làm thí nghiệm tính lại R.
Nếu R 10: phải dùng dung dịch loãng hơn hoặc pha loãng dung dịch thử đã dùng và làm lại thí nghiệm tính lại R.
b. Giới hạn định lượng (LOQ)
Định nghĩa: LOQ là nồng độ tối thiểu của một chất có trong mẫu thử mà
ta có thể định lượng bằng phương pháp khảo sát và cho kết quả có độ chụm mong muốn.
Cách xác định: Thực hiện trên nền mẫu thật, việc bố trí thí nghiệm để
xác định LOQ thường kết hợp với tính LOD.
3.1.2 Quy trình xác định hàm lượng chì[7],[8]
3.1.2.1 Vô cơ hóa mẫu bằng phương pháp đốt (phương pháp trọng tài). trọng tài).
Nội dung
Đốt mẫu có chất trợ đốt Mg(NO3)2 ở nhiệt độ 450 10°C. Sau đó hòa tan tro bằng dung dịch HCl 3% (chỉ áp dụng cho mẫu sữa bột).
Cách tiến hành
Cân vào cốc sứ khoảng 10 g mẫu sữa bột (chính xác đến 0.01 g), thêm vào 5 mL dung dịch Mg(NO3)2 , thêm nước cất vừa đủ để thấm ướt bột. Đặt cốc lên bếp điện, đun nhẹ cho đến khô, cho đến khi ngừng khí thoát ra (mẫu hóa đen nhưng nhất thiết không được bén lửa). Chuyển cốc vào lò nung, đặt khống chế nhiệt độ 450 10°C. Bật điện cho nhiệt độ tăng từ từ. Giữ mẫu ở nhiệt độ 450 10°C trong 3 giờ, sau đó tắt lò, để đêm, lấy mẫu ra khỏi lò, khi đó tro phải trắng hoàn toàn. Thêm vào cốc 10 mL HCl 1:4; 1 – 2 giọt dung dịch HNO3, đun nhẹ trên bếp điện (không để sôi) để hòa tan tro, chuyển hết vào bình định mức 100 mL, rửa cốc 3 lần, mỗi lần từ 3 – 4 mL nước cất, làm nguội, thêm nước cất đến vạch.
Lưu ý:
- Khi đun phải đun thật nhẹ, cẩn thận mẫu có thể sôi và bắn ra ngoài.
- Khi làm bay hơi acid trên bếp điện thì tránh làm khô mẫu để hạn chế chì bị bốc hơi.
3.1.2.2 Vô cơ hóa mẫu bằng phương pháp ướt
Nội dung
Vô cơ hóa mẫu bằng hỗn hợp axit HNO3; H2SO4; HClO4 và H2O2. Đun nóng cho đến khi phân hủy hoàn toàn các chất hữu cơ.
Cách tiến hành
Cân 10 g sữa bột (20 mL sữa lỏng) vào cốc thủy tinh. Thêm từng phần 20 mL dung dịch HNO3 vào bình, đun nhẹ cho đến hết khói nâu, hỗn hợp đồng nhất có màu nâu sẫm, rồi thêm từng phần H2O2 cho đến khi hỗn hợp không có màu. Đun cạn cho đến khi thể tích lỏng còn khoảng 3 – 4 mL, làm nguội hẳn hỗn hợp. Rửa lọc dung dịch vào bình định mức 100 mL, định mức đến vạch bằng nước cất 2 lần.
3.2 Phương tiện nghiên cứu
Hóa chất
Nước cất 2 lần.
Acid nitric (HNO3) 65 (d = 1.19), Merck. Acid chlohydric (HCl) 37% (d = ), Merck. Hydrogen peroxide 30% ( H2O2).
Dung dịch HNO3 0.1M. Thêm 7 mL HNO3 65 vào 200 mL nước cất và định mức đến 1 L.
Dung dịch HCl 3. Thêm 81.1 mL HCl 37 vào 400mL nước cất và định mức đến 1 L.
Acid hydrochloric HCl 1:4. Thêm 50 mL HCl 37% vào bình 200 mL và định mức đến vạch.
Dung dịch HCl:HNO3. Thêm 25 mL HCl 37% và 75 mL HNO3 65% vào 200 mL nước cất, định mức đến 1 L.
Amoni 1 – pyrrolidinecarbodithiolate (APDC) 2%. Hòa tan 2.0 g thuốc thử trong 100 mL nước cất 2 lần.
Đệm fomiat có pH = 3: trung hòa cẩn thận dung dịch HCOOH 0.1M bằng dung dịch NaOH 0.1M đến pH = 3 (điện cực chỉ thị thủy tinh). Magie clorua MgCl2, dung dịch 50 g/L. Cân 2.5 g MgCl2 rồi định mức đến 50 mL bằng nước cất 2 lần.
Dung dịch chuẩn gốc Pb 1000 ± 2 ppm, Merck.
Dung dịch chuẩn thứ cấp 100 ppm. Hút 5 mL dung dịch chuẩn gốc Pb 1000 ± 2ppm cho vào bình định mức 50 mL, định mức đến vạch bằng nước cất 2 lần.
Thiết bị - Dụng cụ
Hình 3.1 Thiết bị - Dụng cụ thí nghiệm
Máy quang phổ hấp thu nguyên tử Lò nung
Bếp điện Máy lắc
3.3 Địa điểm tiến hành
Đề tài được thực hiện tại phòng Hóa lý và phòng Sắc ký thuộc Trung tâm Kỹ thuật và Ứng dụng Công nghệ Cần Thơ, từ tháng 06/2013 đến 11/2013.
3.4 Hoạch định thí nghiệm
Theo mục tiêu đề tài đã đặt ra, các thí nghiệm sau sẽ được tiến hành: 1. Tiến hành khảo sát các thông số của máy quang phổ hấp thu nguyên tử dùng để phân tích chì.
Khảo sát chọn vạch đo phổ.
Khảo sát cường độ đèn Hollow cathode (HCL) và độ rộng khe đo. Khảo sát lưu lượng không khí và lưu lượng khí acetylene.
Kiểm tra độ chính xác bước sóng của máy AAS.
2. Thẩm định phương pháp xác định chì trong sữa bột và sữa đặc có đường bằng máy quang phổ hấp thu nguyên tử dựa theo các tiêu chuẩn: TCVN 4622 – 1994 và 5779 – 1994.
Thẩm định phương pháp về các tiêu chí: Khoảng tuyến tính và đường chuẩn. Độ thu hồi của phương pháp.
Độ đúng của phương pháp. Độ lặp lại của phương pháp.
Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của phương pháp.
3. Áp dụng phương pháp để xác định hàm lượng chì trong một số mẫu sữa bột và sữa đặc có đường trên địa bàn Thành phố Cần Thơ.
3.5 Kết quả thực nghiệm
3.5.1 Khảo sát các thông số vận hành thiết bị 3.5.1.1 Khảo sát chọn vạch đo phổ 3.5.1.1 Khảo sát chọn vạch đo phổ
Tiến hành khảo sát ở hai vạch phổ đặc trưng nhạy nhất của chì là 217nm và 283.3nm. Kết quả khảo sát hai vạch phổ đặc trưng của chì đối với dung dịch chuẩn chì 2 ppm được trình bày trong Bảng 5.1.
Bảng 3.3 Kết quả khảo sát vạch phổ của chì
Vạch đo Lần 1 Lần 2 Nồng độ đo được (mg/l)Lần 3
X ± SD RSD
217nm 1.97 1.97 1.97 1.97 ± 0.00 0.00
Qua kết quả khảo sát, cũng như dựa vào các tài liệu tham khảo thấy được rằng tại vạch phổ 217nm, nguyên tố chì cho độ hấp thụ mạnh và độ lặp lại cao nhất. Do đó chọn vạch phổ dùng để phân tích chì là 217nm.
3.5.1.2 Khảo sát cường độ đèn Hollow cathode (HCL) và độ rộng khe đo
Tiến hành khảo sát cường độ đèn HCL và độ rộng khe đo bằng cách thay đổi lần lượt các thông số của cường độ đèn và độ rộng khe đo. Sau đó ghi nhận lại tín hiệu của độ hấp thụ. Kết quả khảo sát được trình bày trong Hình 3.2.
Hình 3.2 Sự phụ thuộc của cường độ phát xạ vào cường độ đèn và độ rộng khe đo
Chú thích:
Cường độ đèn 3mA, độ rộng khe đo1nm. Cường độ đèn 5mA, độ rộng khe đo 1nm. Cường độ đèn 5mA, độ rộng khe đo 0.5nm.
Dựa trên kết quả khảo sát ở hình 3.2 thấy cường độ phát xạ của đèn HCL ở 5mA lớn hơn cường độ phát xạ ở 3mA. Do đó chọn cường độ đèn là 5mA.
Mặt khác, độ phân giải của vạch phổ ở cường độ đèn 5mA, độ rộng khe đo 0.5nm lớn hơn độ phân giải của vạch phổ ở cường độ đèn 5mA, độ rộng khe đo 1nm. Từ những phân tích trên, chúng tôi chọn cường độ đèn HCL là 5mA và độ rộng khe đo là 0.5nm để cài đặt cho máy AAS khi phân tích.
3.5.1.3 Khảo sát lưu lượng không khí và lưu lượng khí acetylene
Trong phép đo F-AAS, nhiệt độ ngọn lửa là yếu tố quyết định quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu. Nhiệt độ ngọn lửa lại phụ thuộc rất nhiều vào
bản chất và thành phần của các chất khí tạo ra ngọn lửa. Do đó, để chọn điều kiện ngọn lửa có nhiệt độ phù hợp cho phép đo ta tiến hành hai thí nghiệm sau:
Khảo sát sự thay đổi độ hấp thụ của dung dịch chuẩn chì 1 ppm khi cố định lưu lượng không khí, thay đổi lưu lượng khí acetylene và ngược lại. Kết quả khảo sát được trình bày trong Bảng 3.4 và Bảng 3.5.
Bảng 3.4 Kết quả khảo sát lưu lượng khí acetylene
Tốc độ không khí (l/ph) Tốc độ khí acetylene (l/ph) Độ hấp thụ 10.8 1.2 0.1060 10.8 1.5 0.1175 10.8 1.6 0.1195 10.8 1.7 0.1268 10.8 1.9 0.1300 10.8 2.0 0.1375 10.8 2.2 0.1388 10.8 2.3 0.1400 10.8 2.5 0.1350
Khi cố định lưu lượng không khí là 10.8 l/ph, thay đổi lưu lượng khí acetylene, ta thấy độ hấp thụ đạt cực đại khi lưu lượng khí acetylene là 2.3 l/ph.
Tương tự như trên, ta cố định lưu lượng khí acetylene là 2.3 l/ph, tăng dần lưu lượng không khí thì độ hấp thụ của dung dịch chì 1 ppm thay đổi như sau:
Bảng 3.5 Kết quả khảo sát lưu lượng không khí
Tốc độ không khí (L/phút) Tốc độ khí acetylene (L/phút) Độ hấp thụ 10 2.3 0.1431 10.2 2.3 0.1420 10.4 2.3 0.1406 10.6 2.3 0.1377 10.7 2.3 0.1386
Theo kết quả thu được ở các bảng trên, ta thấy lưu lượng không khí 10.4 l/ph và lưu lượng khí acetylene 2.3 l/ph là phù hợp nhất đối với các phép đo nguyên tố chì.
3.5.1.4 Kiểm tra độ chính xác bước sóng
Cài đặt bước sóng phân tích là 217nm và tiến hành kiểm tra độ chính xác bước sóng của máy AAS, kết quả được trình bày trong Bảng 3.6.
Bảng 3.6 Kết quả kiểm tra độ chính xác bước sóng của máy AAS đối với nguyên tố chì
Thứ tự Bước sóng Kết quả đo trên
máy AAS (nm) Sai lệch Sai số cho phép
1 2 3 4 5 6 217 217 217 217 217 217 216.94 216.94 216.94 216.92 216.92 216.92 0.06 0.06 0.06 0.08 0.08 0.08 0.5
Qua sáu lần tiến hành kiểm tra độ chính xác bước sóng, độ sai lệch nhỏ hơn rất nhiều so với sai số cho phép là 0.5 nm. Máy đạt yêu cầu về độ chính xác bước sóng.
Sau khi khảo sát các thông số của máy AAS, đã chọn được các điều kiện