- Protein: là các polime có khối lượng phân tử lớn, chủ yếu bao gồm các L-amino axit kết hợp với nhau qua liên kết peptit. Protein là thành phần không thể thiếu được của tất cả các cơ thể sinh vật nhưng lại có tính đặc thù cao cho loài, từng cá thể của cùng một loài, từng cơ quan, mô của cùng một cá thể. Protein rất đa dạng về cấu trúc và chức năng, là nền tảng về cấu trúc và chức năng của cơ thể sống. Có thể kể đến một số chức năng quan trọng của protein như: xúc tác, vận tải chuyển động, bảo vệ, truyền xung thần kinh, điều hòa, kiến tạo chống đỡ cơ học, dự trữ năng lượng…
Tất cả các protein đều chứa các nguyên tố C, H, O,N, một số còn có một lượng nhỏ S. Ngoài các nguyên tố trên, protein còn chứa một lượng rất ít các nguyên tố khác như P, Fe, Zn, Cu, Mn, Ca, … [9].
- Enzim proteaza (peptit – hidrolaza 3.4) xúc tác quá trình thủy phân liên kết peptit (-CO-NH-)n trong phân tử protein, polypeptit đến sản phẩm
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
cuối cùng là các axit amin. Ngoài ra, nhiều proteaza cũng có khả năng thủy phân liên kết este và vận chuyển axit amin.
Proteaza cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức độ tế bào, cơ quan đến cơ thể nên được phân bố rất rộng rãi trên nhiều đối tượng từ vi sinh vật (vi khuẩn, nấm, virut) đến thực vật (đu đủ, dứa…) và động vật (gan, dạ dày bê…). Trong cơ thể, các proteaza đảm nhiệm nhiều chức năng sinh lý như: hoạt hóa zymogen, đông máu và phân hủy sợi fibrin của cục máu đông, giải phóng hormon và các peptit có hoạt tính sinh học từ các tiền chất, vận chuyển protein qua màng…Ngoài ra, các proteaza có thể hoạt động như các yếu tố phát triển của cả tế bào ác tính và tế bào bình thường đó là tăng sự phân chia tế bào, sinh tổng hợp AND…[9].
1.6. Một số phƣơng pháp nghiên cứu phức rắn 1.6.1. Phƣơng pháp phân tích nhiệt
Phương pháp phân tích nhiệt là phương pháp thuận lợi để nghiên cứu phức chất. Cơ sở của phương pháp này là dựa vào các hiệu ứng nhiệt để nghiên cứu những quá trình phát sinh khi đun nóng hoặc làm nguội chất.
Với các thiết bị phân tích hiện đại, người ta thu được các giản đồ biểu thị sự biến đổi tính chất của chất nghiên cứu trong hệ tọa độ nhiệt độ - thời gian và gọi là giản đồ nhiệt. Thông thường giản đồ nhiệt có ba đường sau:
- Đường T chỉ sự biến đổi đơn thuần nhiệt độ của mẫu nghiên cứu theo thời gian tức là cho biết nhiệt độ xảy ra sự biến đổi.
- Đường DTA cũng chỉ sự biến đổi đó của nhiệt độ nhưng mẫu so sánh là mẫu chuẩn trong lò, đường này cho phép ta biết thời điểm xảy ra quá trình biến hóa chứ không cho biết biến hóa xảy ra ở nhiệt độ nào, trên giản đồ cũng xác định rõ hiệu ứng thu nhiệt và hiệu ứng tỏa nhiệt.
- Đường TGA xác định sự biến đổi trọng lượng mẫu nghiên cứu trong suốt quá trình nâng nhiệt , có thể suy luận được thành phần của chất căn cứ
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
vào độ giảm khối lượng khi xảy ra hiệu ứng nhiệt.
Dựa vào giản đồ phân tích nhiệt ta có thể xác định được độ bền nhiệt của phức chất, xác định được phức chất có chứa nước hay không chứa nước (hiệu ứng mất nước là hiệu ứng thu nhiệt, nhiệt độ mất nước kết tinh thấp hơn mất nước phối trí), hiện tượng đồng phân, đa hình…[10].
1.6.2. Phƣơng pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR)
Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại là phương pháp dùng xác định định tính, định lượng và cấu trúc phân tử các chất. Nó được sử dụng rộng rãi trong hóa học phân tích [14].
Phương pháp phổ IR xét dao động quay và dao động phân tử. Khi chiếu ánh sáng có bước sóng trong vùng hồng ngoại vào mẫu nghiên cứu, ở vùng bước sóng dài sẽ gây ra hiện tượng quay phân tử quanh trục không gian của nó, còn ở vùng có bước sóng ngắn hơn sẽ gây ra những dao động của các nguyên tử và các liên kết trong phân tử (đây là cơ sở của phương pháp). Theo giả thiết của phương pháp này, trong phân tử các nhóm nguyên tử là tương đối độc lập với nhau. Do vậy mỗi nhóm nguyên tử được đặc trưng bằng một phổ hấp thụ nhất định trong phổ hồng ngoại.
Phương pháp phổ IR là một phương pháp quan trọng trong việc xác định thành phần và cấu tạo phức chất. Khi ion kim loại và phối tử có sự liên kết, dẫn đến sự thay đổi các dải hấp thụ của các nhóm đặc trưng khi chuyển từ phổ của phối tử tự do sang phổ phức chất, đồng thời ta còn biết vị trí phối trí, bản chất liên kết giữa kim loại và phối tử trong phức chất…
Để đánh giá bản chất và đặc tính của các liên kết trong phức chất giữa kim loại M và phối tử L, người ta so sánh phổ của phức chất với các muối
kim loại kiềm dạng KnL ( K là kim loại kiềm) là những chất mang bản chất
ion hoặc phổ của các hợp chất kiểu R-L (R là gốc ankyl hay H) là những chất mang bản chất liên kết cộng hóa trị. Trên cơ sở đó, ta có thể đánh giá mức độ
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
tương đối bản chất liên kết và độ bền liên kết giữa kim loại – phối tử trong phức chất nghiên cứu. Phần lớn các kết luận mang tính chất định tính.
Xét một vài tần số đặc trưng của liên kết: - Các tần số asC=O
; asC-O ; sC-O
.
Trong phổ IR của các axit cacboxylic và muối của chúng có tính đặc thù cao. Đặc trưng của các nhóm –COOH là các dải hấp thụ trong vùng 1700 ÷ 1750 cm-1 (asC=O
), các nhóm –COO- trong vùng 1570 ÷ 1590 cm-1 (asC-O ), và vùng 1400 ÷ 1420 cm-1 (sC-O). Các phân tử amino axit thường có cấu tạo lưỡng cực, trong phổ hồng ngoại của chúng có giá trị asC-O
nằm trong khoảng 1600 ÷ 1630 cm-1 còn sC-O
nằm trong khoảng 1400 ÷ 1415 cm-1. Phương pháp phổ IR thường rất tin cậy trong việc xác định sự có mặt của các nhóm – COOH và –COO- trong phân tử và phân biệt nhóm –COOH có phối trí hay không. Các nhóm –COOH phối trí thì các dải hấp thụ nhóm (asC=O) dịch chuyển về miền tần số thấp hơn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Các tần số: N-H
; δN-H.
Các dải dao động hóa trị của các liên kết N-H trong phổ IR của các
amin nằm trong vùng 3300 ÷ 3500 cm-1
(N-H
), các dao động biến dạng nằm trong vùng 1600 cm-1 (δN-H). Trên phổ của các phức chất, dải hấp thụ (N-H
) rộng hơn, còn các giá trị tần số của chúng thấp hơn trong phổ amin. Các giá trị này sử dụng để xác định đặc tính của các liên kết M-N trong phức. Dựa vào mức độ giảm (N-H) trên phổ của các phức so với phổ của các muối natri hoặc kali với cùng phối tử để đánh giá độ bền của liên kết M-N, sự chuyển dịch này càng lớn liên kết này càng bền.
- Các tần số O-H
; δO-H.
Các dải hấp thụ đặc trưng của ion hidroxyl ở 3500 ÷ 3760 cm-1
(O-H ),
của nước ẩm trong khoảng 3200 ÷ 3600 cm-1
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
mẫu khoảng 1600 ÷ 1615 cm-1 (O-H ).
Việc phân tích phổ IR của phức chất giữa kim loại với phối tử amino axit không hề đơn giản, bởi vì sự hấp thụ của các nhóm đặc trưng còn phụ thuộc vào lượng nước kết tinh, lực liên kết và khối lượng của các nguyên tử trong phân tử, phụ thuộc vào trạng thái tập hợp, dung môi (trong dung môi phân cực tần số hấp thụ thấp hơn trong dung môi không phân cực), liên kết hiđro giữa các nhóm đặc trưng, các hiệu ứng cảm ứng và sức căng bề mặt [6].
Mặt khác tần số dao động bất đối xứng của nhóm –COO-
và tần số dao động biến dạng của nhóm –NH2 trong phức của amino axit cùng nằm trong
vùng gần 1600 cm-1
nên càng làm khó khăn cho việc gán các tần số hấp thụ. Do đó việc gán các dải hấp thụ cho các dao động nhiều khi không thống nhất.
1.6.3. Phƣơng pháp đo độ dẫn điện
Phương pháp này dựa trên cơ sở đo độ dẫn điện của các chất điện li được phân li hoàn toàn trong nước và ở trạng thái ion.
Phương pháp này cho phép xác định được số lượng các ion mà phức chất phân li ra [8], vì vậy đây là một trong các phương pháp hóa lí nghiên cứu cấu tạo của phức chất. Dựa vào sự biến đổi độ dẫn điện có thể suy ra được độ bền của phức chất có cùng kiểu cấu tạo.
Độ dẫn điện phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Bản chất của ion trung tâm.
- Bản chất của nhóm phối tử - Cấu tạo của ion phức.
- Dung lượng phối trí của các phối tử.
Việc nghiên cứu độ dẫn điện và biến đổi của độ dẫn điện theo thời gian có thể cho biết về tính chất phân li và về tương tác của phức chất với dung môi. Có thể kết luận về việc phức chất có hình thành hay không nhờ vào việc so sánh độ dẫn điện của hỗn hợp hai chất với độ dẫn điện của hai chất ở trạng
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
thái riêng biệt. Nếu các chất không tương tác với nhau thì độ dẫn điện của hỗn hợp của chúng trong dung dịch loãng bằng tổng số độ dẫn điện của các chất riêng rẽ, trong trường hợp tạo thành phức chất thì độ dẫn điện của dung dịch được xác định bởi số lượng các ion tạo thành từ phân tử phức chất và bởi độ linh động của chúng [10]. Giá trị nhỏ nhất của độ dẫn điện ứng với thành phần dung dịch khi lấy các chất đầu theo tỷ lệ hợp thức.
Khi nghiên cứu phức bằng phương pháp này người ta xác định độ dẫn điện riêng χ của các dung dịch cần nghiên cứu ở một nhiệt độ nhất định từ đó tính được độ dẫn điện phân tử μ hoặc độ dẫn điện đương lượng λ theo công thức : M C 1000 . (Ω-1.cm2.mol-1) (1) N C 1000 . (Ω-1.cm2.dlg-1) (2) Trong đó: : Là độ dẫn điện riêng (Ω-1 .cm-1) CM : Là nồng độ mol/l CN : Là nồng độ đương lượng (dlg/l)
Từ các giá trị μ hoặc λ có thể xác định được số lượng ion mà phức chất phân ly ra, như vậy phương pháp này sẽ cung cấp cho ta một số thông tin quí giá về cấu tạo phức chất. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 2
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KĨ THUẬT THỰC NGHIỆM 2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu
Sử dụng phương pháp phân tích nguyên tố để xác định thành phần nguyên tố đất hiếm. Cấu tạo, tính chất của phức được xác định bằng các phương pháp phân tích hóa lý và vật lý: phương pháp quang phổ hồng ngoại, phương pháp phân tích nhiệt, phương pháp đo độ dẫn điện.
Sau khi xác định được công thức, dạng tồn tại của phức chất chúng tôi tiếp tục thăm dò hoạt tính sinh học của một trong số các phức chất đã tổng hợp được. Các chỉ tiêu sinh hóa được xác định bằng phương pháp trắc quang.
2.2. Kĩ thuật thực nghiệm 2.2.1. Dụng cụ và máy móc 2.2.1. Dụng cụ và máy móc
Phổ hấp thụ hồng ngoại được ghi trên máy Mgegna-IR760 Spectometer (Mỹ), Viện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Giản đồ phân tích nhiệt được ghi trên máy DTG-60H-Shimazu (Nhật) tại Khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
Độ dẫn điện của các dung dịch được đo trên máy FIGURE 7 (Mỹ). Mật độ quang được đo trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử UV mini 1240 (Shimadzu-Nhật Bản).
Xác định hàm lượng cacbon và nitơ trên máy phân tích nguyên tố Analytik Jena AG, Customen Service, konrad-zuse-st.1,07745 Jena (Đức).
Ngoài ra còn sử dụng máy đo pH, máy ly tâm, cân điện tử 4 số, lò nung, tủ sấy, bếp cách thủy, cốc thủy tinh, bình định mức, buret, …
2.2.2. Hóa chất
Các hóa chất dùng cho thực nghiệm đều là hóa chất tinh khiết hóa học.
2.2.2.1. Dung dịch DTPA 10-3 M
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nước cất hai lần và định mức đến thể tích cần thiết.
2.2.2.2. Dung dịch asenazo (III) 0,1 %
Cân một lượng chính xác asenazo (III) trên cân phân tích. Dùng nước cất hai lần hòa tan sơ bộ, nhỏ từng giọt Na2CO3 0,1% cho đến khi dung dịch có màu xanh tím. Đun nóng hỗn hợp ở nhiệt độ 60 0C, tiếp tục nhỏ từng giọt axit HCl loãng cho đến khi dung dịch có màu tím đỏ và định mức đến thể tích xác định [11].
2.2.2.3. Dung dịch đệm axetat pH = 4,2
Lấy 4 ml dung dịch CH3COOH 60,05 % (d=1,05 g/ml) hòa tan vào 150
ml nước cất hai lần trong bình định mức 250 ml. Lấy 0,5 ml dung dịch NH3
25 % (d=0,88 g/ml) hòa tan trong 40 ml nước cất rồi thêm vào bình định mức trên, thêm nước cất vào vừa đủ 250 ml ta được dung dịch đệm có pH=4,2 (kiểm tra lại bằng máy đo pH).
2.2.2.4. Các dung dịch muối La(NO3)3, Eu(NO3)3, Gd(NO3)3 nồng độ 10-2 M
Cân một lượng xác định oxit La2O3, Eu2O3, Gd2O3 trên cân phân tích,
hòa tan bằng dung dịch HNO3 1N. Cô cách thủy để đuổi axit dư, sau đó hòa
tan trong nước cất hai lần và định mức đến thể tích cần thiết. Xác định nồng
độ dung dịch thu được bằng cách chuẩn độ các ion La3+
, Eu3+, Gd3+ với dung dịch DTPA 10-3M, chỉ thị asenazo (III) 0,1%, đệm axetat pH=4,2 [10].
2.2.2.5. Các hóa chất khác
Dung dịch tyrosin 1μmol/ml. Dung dịch NaCl 0,1%. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dung dịch axit tricloaxetic 5%. Dung dịch tinh bột 1%.
Dung dịch axit sunfosalisilic 20%. Dung dịch Na2CO3 6%.
Dung dịch đệm photphat pH=6. Dung dịch iôt 0,3%.
Dung dịch NaKC4H4O6 0,1% Dung dịch HCl 0,2N.
Dung dịch thuốc thử folin-xicanto. Dung dịch CuSO4 0,5%.
Dung dịch Na2CO3 2% trong NaOH 0,1N.
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 3
THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 3.1. Tổng hợp phức rắn của La, Eu, Gd với L-lơxin
Trộn dung dịch muối La(NO3)3, Eu(NO3)3, Gd(NO3)3 với L-lơxin (HLeu) theo tỉ lệ mol là 1: 3. Sau đó hoà tan hỗn hợp trên bằng dung dịch nước etanol theo tỉ lệ thể tích là 1 : 1. Đun cách thuỷ hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ 50 ÷
600C. Thỉnh thoảng thêm vào hỗn hợp phản ứng một lượng xác định etanol
tuyệt đối. Khi nước trong hỗn hợp phản ứng còn một lượng tối thiểu thì ngừng đun, để nguội. Các tinh thể phức rắn tách ra ở pH 6 ÷ 6,5. Lọc rửa các phức rắn thu được bằng etanol tuyệt đối với số lần giống nhau và bảo quản trong bình hút ẩm [23].
Giả thiết phản ứng tạo phức xảy ra:
La(NO3)3.xH2O + 3Hleu H3[La(Leu)3(NO3)3] + xH2O Eu(NO3)3.xH2O + 3Hleu H3[Eu(Leu)3(NO3)3] + xH2O Gd(NO3)3.xH2O + 3Hleu H3[Gd(Leu)3(NO3)3] + xH2O
Các phức chất tổng hợp được có màu trắng, hút ẩm mạnh khi để trong không khí ẩm, tan tốt trong nước, kém tan trong các dung môi hữu cơ như etanol, axeton,…
3.2. Nghiên cứu phức rắn của La, Eu, Gd với L-lơxin
3.2.1. Xác định hàm lƣợng của La, Eu, Gd trong các phức chất
Xác định hàm lượng các nguyên tố La, Eu, Gd được tiến hành như sau:
Cân một lượng phức xác định trên cân phân tích, đem nung ở 900 0
C trong một giờ. Ở nhiệt độ này phức chất bị phân hủy và chuyển về dạng oxit. Hòa
tan oxit thu được trong HNO3 loãng. Cô cạn trên bếp cách thủy để đuổi axit
dư, hòa tan bằng nước cất hai lần và định mức đến thể tích cần thiết. Chuẩn