3.4. Đánh giá phương pháp xác định acetamiprid bằng dung dịch nano Au
3.4.1 Xác định khoảng tuyến tính
Ghi phổ UV-Vis trong khoảng bước sóng từ 400 đến 800nm của các dung dịch acetamiprid có nồng độ khác nhau từ 2,1.10-6 – 4,9.10-3M tại các điều kiện tối ưu: 120µl dung dịch NaCl 1M, pH = 5, phản ứng trong vòng 10 phút. Xác định tỉ lệ độ hấp thụ quang A690/A520 (xem kết quả trong bảng 3.4) và biểu diễn mối quan hệ giữa A690/A520 theo logarit nồng độ acetamiprid trên hình 3.11.
Bảng 3.4. Nồng độ acetamiprid và tỉ lệ độ hấp thụ quang tại bƣớc sóng 520nm và 690nm
Nồng độ acetamiprid logC acetamiprid.10-6M A690/A520
2,1.10-6M 0,32 1,108 2,8.10-6M 0,44 1,127 4,2.10-6M 0,62 1,143 5,6.10-6M 0,75 1,153 1,4.10-5M 1,15 1,185 4,9.10-5M 1,69 1,243 1,4.10-4M 2,15 1,286 4,9.10-4M 2,69 1,325 1,4.10-3M 3,15 1,550 4,9.10-3M 3,69 1,475
Hình 3.11. Đồ thị khảo sát khoảng tuyến tính xác định acetamiprid
Kết quả khảo sát cho thấy tỉ lệ độ hấp thụ quang tăng theo nồng độ acetamiprid và tăng tuyến tính theo logarit nồng độ của acetamiprid trong khoảng từ 2,1.10-6 – 4,9.10-4 M. Do đó, để thu được kết quả chính xác trong các thí nghiệm xác định nồng độ của acetamiprid, cần pha dung dịch mẫu và đo ở các nồng độ nằm trong khoảng giới hạn tuyến tính vừa xác định được ở trên.
3.4.2. Xây dựng phƣơng trình đƣờng chuẩn
Xây dựng đường chuẩn acetamiprid dựa trên các kết quả xác định khoảng tuyến tính ở trên trong khoảng nồng độ 2,1.10-6 – 4,9.10-4 M. Sau đó thực hiện các phép tốn thống kê về hồi quy để tìm ra các thơng số cho đường chuẩn với dạng của phương trình đường chuẩn
Y = (b ± Δb) ×X + (a ± Δa)
Trong đó a, b là các hệ số tương quan hồi quy
Kết quả xây dựng đường chuẩn xác định acetamiprid được biểu diễn trên hình 3.12 800 900 1,000 1,100 1,200 1,300 1,400 1,500 1,600 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 A690/A520 log C(acetamiprid).10-6 M
Hình 3.12. Đồ thị đường chuẩn xác định acetamiprid
Kết quả tính tốn theo phần mềm MINITAB và EXCEL thu được trình bày trong bảng 3.5
Bảng 3.5. Số liệu thống kê lập đƣờng chuẩn của chất khảo sát
b a Δb Δa R
0,0942 1,0818 0,0038 0,0039 0,9942
Phương trình hồi quy của đường chuẩn:
Y = (0,0942 ± 0,0038) × X + (1,0818 ± 0,0039)
Hay A690/A520 = (0,0942 ± 0,0038) × log Cacetamiprid 10-6+ (1,0818 ± 0,0039) Phương trình hồi qui có hệ số tương quan R2 cao là 0,9942, cho thấy đường chuẩn có độ tuyến tính cao, phù hợp để ứng dụng phân tích trong thực tế.
3.4.3 Xác định LOD và LOQ
Sử dụng phần mềm xử lý số liệu EXCELvà sử dụng các cơng thức tính LOD, LOQ cho trong mục 2.2.4, các giá trị giới hạn phát hiện LOD và giới hạn định lượng LOQ cho acetamiprid thu được là:
LOD([acetamiprid]) = 1,53.10-6 (mol/l) LOQ([acetamiprid]) = 5,11.10-6 (mol/l)
Kết quả thu được cho thấy phép đo có giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng khá nhỏ, có thể sử dụng để xác định acetamiprid trong mẫu phân tích có hàm
y = 0.0942x + 1.0818 R² = 0.9942 1.100 1.120 1.140 1.160 1.180 1.200 1.220 1.240 1.260 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 A690/A520 log C acetamiprid 10-6 M
lượng tương đối thấp với khoảng tuyến tính khi xác định acetamiprid là 5,11.10-6 ÷ 4,9. 10-4 M.
3.4.4. Xác định độ đúng và độ lặp lại
Tiến hành khảo sát độ đúng của phương pháp khi phân tích dung dịch chuẩn acetamiprid ở ba nồng độ 5.10-4M (~111,3 ppm); 10-5M (~2,22 ppm) và 5.10-6M (~1,11 ppm). Đo các mẫu tương tự như khi xây dựng đường chuẩn. Mỗi mẫu tiến hành đo 5 lần. Từ kết quả đo lặp, đánh giá độ đúng thông qua sai số giữa nồng độ chuẩn và nồng độ tính theo đường chuẩn. Độ lặp lại được đánh giá qua giá trị RSD(%) của 5 lần đo lặp. Kết quả đánh giá độ đúng và độ lặp lại của phương pháp được trình bày trong Bảng 3.6.
Bảng 3.6. Kết quả đánh giá độ đúng và độ lặp lại của phƣơng pháp Lần đo Cacetam ban đầu (ppm) Cacetam phát hiện (ppm) ̅ (ppm) Độ lệch chuẩn S RSD (%) E(%) Lần 1 1,12 Lần 2 1,15 Lần 3 1,11 1,16 1,13 0,03 2,76 1,80 Lần 4 1,08 Lần 5 1,13 Lần 1 2,28 Lần 2 2,21 Lần 3 2,22 2,24 2,25 0,06 2,47 1,35 Lần 4 2,18 Lần 5 2,32 Lần 1 110,1 Lần 2 109,4 Lần 3 111,3 114,6 112,7 2,70 2,40 1,26 Lần 4 115,1 Lần 5 114,2
Sai số giữa kết quả đo và nồng độ ban đầu nằm trong trong khoảng từ 1,26 % đến 1,80%, độ lệch chuẩn tương đối (%) khi xác định hàm lượng acetamiprid ở các mức nồng độ này đều dưới 5%, đáp ứng yêu cầu của OAQC cho phân tích hàm lượng cỡ ppm, chứng tỏ phương pháp có độ chụm tốt, phù hợp để ứng dụng vào phân tích mẫu thực tế.
3.5. Ứng dụng xác định mẫu thực tế Mẫu Atylo: Mẫu Atylo:
Kết quả thu được khi phân tích mẫu thuốc trừ sâu Atylo được cho trong Bảng 3.7 và hình 3.13.
Bảng 3.7. Xác định hàm lƣợng acetamiprid trong mẫu Atylo
Lần đo A690/520 Cacetamiprid Hàm lượng đo được (g/kg) Hàm lượng trung bình (g/kg) Hàm lượng trên nhãn (g/kg) Sai lệch giữa kết quả đo và hàm lượng ghi trên nhãn (%) RSD (%) Lần 1 1,452 8,79.10-3M 351,6 353,8 400 11,55 0,58 Lần 2 1,451 8,85.10-3M 354,0 Lần 3 1,453 8,89.10-3M 355,7
Hình 3.13. Phổ hấp thụ của dung dịch chứa acetamiprid trong mẫu thuốc trừ sâu Atylo
Kết quả cho thấy, mẫu thuốc trừ sâu Atylo có độ lệch chuẩn tương đối (%) dưới 5% và hàm lượng acetamiprid có giá trị trung bình là 353,8 g/kg, sai khác không lớn với hàm lượng cho trên nhãn 400 g/kg là 11,55%.
Mẫu Mopride:
Kết quả thu được khi phân tích mẫu thuốc trừ sâu Mopride được cho trong Bảng 3.8 và hình 3.14.
Bảng 3.8. Xác định hàm lƣợng acetamiprid trong mẫu Mopride
Lần đo A690/520 Cacetamiprid Hàm lượng đo được (%w/w) Hàm lượng trung bình (%w/w) Hàm lượng trên nhãn (%w/w) Sai lệch giữa kết quả đo và hàm lượng ghi trên nhãn (%) RSD (%) Lần 1 1,457 9,69.10-3M 19,39 19,29 20 3,55 1,35 Lần 2 1,456 9,49.10-3M 18,99 Lần 3 1,458 9,74.10-3M 19,48
Hình 3.14. Phổ hấp thụ của dung dịch chứa acetamiprid trong mẫu Mopride.
Kết quả cho thấy, mẫu thuốc trừ sâu Mopride có độ lệch chuẩn tương đối (%) dưới 5% và hàm lượng acetamiprid có giá trị trung bình là 19,29 %w/w, sai khác không lớn với hàm lượng cho trên nhãn là 20%w/w là 3,55%.
Mẫu Goldra:
Kết quả thu được khi phân tích mẫu thuốc trừ sâu Goldra được cho trong Bảng 3.9 và hình 3.15
Bảng 3.9. Xác định hàm lƣợng acetamiprid trong mẫu Goldra
Lần đo A690/520 Cacetamiprid Hàm lượng đo được (g/kg) Hàm lượng trung bình (g/kg) Hàm lượng trên nhãn (g/kg) Sai lệch giữa kết quả đo và hàm lượng ghi trên nhãn (%) RSD (%) Lần 1 1,364 9,82.10-4M 9,67 9,59 10 4,1 1,03 Lần 2 1,362 9,62.10-4M 9,48 Lần 3 1,363 9,77.10-4M 9,62
Hình 3.15. Phổ hấp thụ của dung dịch chứa acetamiprid trong mẫu Goldra.
Kết quả cho thấy, mẫu thuốc trừ sâu Goldra có độ lệch chuẩn tương đối (%) dưới 5% và hàm lượng acetamiprid có giá trị trung bình là 9,59 g/kg, sai khác không lớn với hàm lượng cho trên nhãn là 10 g/kg là 4,1%.
Từ kết quả phân tích trên mẫu thực, chúng tơi nhận thấy phương pháp quang phổ sử dụng hạt nano vàng phù hợp để xác định acetamiprid có trong các mẫu thuốc trừ sâu.
KẾT LUẬN
Với mục tiêu đặt ra là nghiên cứu điều chế dung dịch nano Au và ứng dụng để xác định hàm lượng acetamiprid bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-Vis, chúng tôi đã thu được các kết quả sau:
1. Đã nghiên cứu tối ưu các điều kiện điều chế dung dịch nano vàng sử dụng natri citrate: tỉ lệ Vcitrate/Au = 1:10; nồng độ dung dịch nano vàng là 0,5 mM; nồng độ dung dịch natri citrate là 38,8mM.
2. Đã khảo sát các đặc trưng của dung dịch nano vàng: Các hạt nano vàng tổng hợp được có hình cầu, phân bố đều với đường kính hạt trung bình từ 16,2 – 19,9 nm và có một dải hấp thụ SPR ở 520 nm. Khi có mặt acetamiprid có sự co cụm rõ rệt của các hạt nano Au, tương ứng với sự tăng thế Zeta của dung dịch citrate- AuNPs từ -31,7 mV đến -24,8 mV. Dung dịch chuyển từ màu đỏ sang xanh và trên phổ hấp thụ UV-Vis xuất hiện thêm một dải hấp thụ cực đại ở 690 nm. Tỉ lệ độ hấp thụ quang ở λ1=520nm và λ2=690nm tỉ lệ tuyến tính với logarit nồng độ của acetamiprid.
3. Đã khảo sát các điều kiện tối ưu để xác định acetamiprid bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-Vis sử dụng hạt nano vàng: nồng độ NaCl = 0,012 M; pH = 5; nồng độ dung dịch AuNPs: 2.10-4M; thời gian phản ứng: 10 phút.
4. Kết quả nghiên cứu cho thấy, phương pháp phân tích acetamiprid sử dụng hạt nano vàng có độ lặp lại cao với độ lệch chuẩn tương đối (RSD%) nhỏ hơn 5% với 5 phép đo lặp lại (n = 5). Khoảng tuyến tính từ 2,1.10-6 M– 4,9.10-4 M. Giới hạn phát hiện (LOD) là 1,53.10-6M và giới hạn định lượng (LOQ) là 5,11.10-6 M.
5. Phương pháp nghiên cứu đã được ứng dụng để phân tích mẫu thực tế xác định được hàm lượng của acetamiprid trong một số mẫu thuốc trừ sâu Atylo, Mopride, Goldra. Kết quả RSD% của các mẫu đều nhỏ hơn 5% và sai lệch giữa kết quả đo và các mẫu Atylo, Mopride, Goldra lần lượt là 11,55; 3,55; 4,1.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Nguyễn Quốc Hiến và cộng sự (2009), ―Chế tạo vàng nano bằng phương pháp chiếu xạ‖, Tạp Chí Hóa học, 47, tr. 174 – 179.
2. Nguyễn Trung Minh, Dỗn Đình Hùng, Cù Sỹ Thắng, Trần Minh Đức (2015), ―Kết quả nghiên cứu điện thế zeta trong các mẫu nước lưu vực sông Ba và sông Đồng Nai khu vực Tây Nguyên‖, Tạp chí Các Khoa học về Trái Đất,
37(2), tr. 104-109.
3. Nguyễn Trần Oánh (2010), Giáo trình Sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, NXB Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội.
4. Nguyễn Công Tráng, Trần Thị Minh Nguyệt, Nguyễn Quang Huấn, Lại Xuân Nghiễm, Nguyễn Doãn Thái, Đỗ Thế Ngân, Trần Quế Chi và Nguyễn Quốc (2007), ―Nghiên cứu cơng nghệ chế tạo và hoạt tính xúc tác của nano vàng trên chất mang Fe2O3‖, Tạp chí Hóa học, T.45 (6), tr. 671-675.
Tiếng Anh
5. A. Marin, J.L Martinez Vidal, F.J Egea Gonzalez, A. Garrido Frenich, C. R Glass (2004), ―Assessment of potential (inhalation and dermal) and actual exposure to acetamiprid by greenhouse applicators using liquid chromatography–tandem mass spectrometry‖, Journal of Chromatography B, 804, pp.269-275.
6. Airong Fei, Qian Liu, Juan Huan, Jing Qian, Xiaoya Dong, Baijing Qiu, Hanping Mao, Kun Wang (2015), ―Label-free impedimetric aptasensor for detection of femtomole level acetamiprid using gold nanoparticles decorated multiwalled carbon nanotube-reduced graphene oxide nanoribbon composites‖, Biosensors and Bioelectronics, 70, pp. 122-129.
7. Allah Nawaz, Abid Niaz, Muhammad Ilyas, Syed Shahid Hussain Shah, Muhammad Rafiq Asi, Zahid Ashfaq Ahmad (2015), ―Determination and
Extraction of Acetamiprid Residues in Fruits and Vegetables‖, International
Journal of Food and Allied Sciences, pp. 263-266.
8. Brust M., Walker M., Bethell D., Schiffrin D. J., Whyman R. (1994), ―Synthesis of Thiol-derivatised Gold Nanoparticles in a Two-phase Liquid-Liquid System‖, Chemical Communications, 7, pp. 801-802.
9. C. Foundation (2002), ―Pesticide Use in U.S. Crop Production: Insecticides & Other Pesticides‖.
10. Cai W., Gao T., Hong H., Sun J. (2008), ―Applications of gold nanoparticles in cancer nanotechnology‖, Nanotechnology Science and Applications, 1, 17-
32.
11. Cheng Fang, Rajarathnam Dharmarajan, Mallavarapu Megharaj, Ravi Naidu (2017), ―Gold nanoparticle-based optical sensors for selected anionic contaminants‖, TrAC Trends in Analytical Chemistry, 86, pp. 143-154. 12. ChunyanHao, Margaret L.Eng, Fengrong Sun, Christy A. Morrissey (2018),
―Part-per-trillion LC-MS/MS determination of neonicotinoids in small volumes of songbird plasma‖, Science of the Total Environment, 644,
pp.1080-1087.
13. Colović M. B., Krstic D, Lazarevic-Pasti T, Bondzic A. M. (2013), ―Acetylcholinesterase inhibitors: pharmacology and toxicology‖, Current Neuropharmacology, 11, pp. 315-335.
14. Cui Y., Zhao Y., Tian Y., Zhang W., Lü X., Jiang X. (2012), ―The molecular mechanism of action of bactericidal gold nanoparticles on Escherichia coli‖, Biomaterials, 33, pp. 2327-2333
15. Dangqin Jin, Qin Xu, Liangyun Yu, Airong Mao, Xiaoya Hu (2016), ―A novel sensor for the detection of acetamiprid in vegetables based on its photocatalytic degradation compound‖, Food Chemistry, 194, pp. 959-965.
16. Ding Jiang, Xiaojiao Du, Qian Liu, Lei Zhou, Liming Dai, Jing Qian, Kun Wang (2015), ―Silver nanoparticles anchored on nitrogen-doped graphene as a novel electrochemical biosensing platform with enhanced sensitivity for aptamer-based pesticide assay‖, Analyst, 140, pp. 6404-6411.
17. Ferenc Gaal, Valeria Guzsvany, Sanja Lazie, Natasa Vidakovic (2009), ―Determination of acetamiprid and 6-chloronicotinic acid by derivative spectrophotometry and HPLC methods‖, J. Serb. Chem. Soc. 74(12), pp.
1455-1465.
18. Hirotaka Obana, Msahiro Okihashi, Kazuhiko Akutsu, Yoko Kitagawa, Shinjiro Hori (2002), ―Determination of Acetamiprid, Imidacloprid, and Nitenpyram Residues in Vegetables and Fruits by High-Performance Liquid Chromatography with Diode-Array Detection”, Journal of Agricultural and
Food Chemistry, 50, pp. 4464−4467.
19. Hongbo Li, Yunfei Qiao, Jing Li, Hailing Fan, Dahe Fan, Wei Wang (2016), ―A sensitive and label-free photoelectrochemical aptasensor using Co-doped ZnO diluted magnetic semiconductor nanoparticles‖ Biosensors and Bioelectronics, 77, pp. 378-384.
20. Hongyun Niu, Saihua Wang, Zhen Zhou, Yurong Ma, Xunfeng Ma, Yaqi Cai (2014), ―Sensitive colorimetric visualization of perfluorinated compounds using poly (ethylene glycol) and perfluorinated thiols modified gold nanoparticles‖, Analytical chemistry, 86(9), pp. 4170-4177.
21. J. P. a. R. Hine (2005), ―Pesticide Use and the Environment‖, The Pesticide Detox: Towards a More Sustainable Agriculture.
22. Ji-Yeon Park, Jeong-Heui Choi, Bo-Mee Kim, Jong-Hyouk Park, Soon-Kil Cho, M.W.Ghafar, A.M.Abd El-Aty, Jae-Han Shim (2011), ―Determination of acetamiprid residues in zucchini grown under greenhouse conditions: application to behavioral dynamics‖, Biomedical Chromatography, 25, pp.
23. Jia Zhang, Chuan‐Ling Zhang, Shu‐Hong Yu (2016), ―Tuning Gold Nanoparticle Aggregation through the Inhibition of Acid Phosphatase Bioactivity: A Plasmonic Sensor for Light‐Up Visual Detection of Arsenate (AsV)‖, ChemPlusChem, 81(11), pp. 1147-1151.
24. Jie-Fang Sun, Rui Liu, Zhong-Mian Zhang, Jing-Fu Liu (2014), ―Incorporation of the fluoride induced SiO bond cleavage and functionalized gold nanoparticle aggregation into one colorimetric probe for highly specific and sensitive detection of fluoride‖, Analytica chimica acta, 820, pp. 139-145. 25. Jiun-An Gu, Yu-Jen Lin, Yu-Ming Chia, Hsin-Yi Lin, Sheng-Tung Huang
(2013), ―Colorimetric and bare-eye determination of fluoride using gold nanoparticle agglomeration probes‖, Microchimica Acta, 180(9-10), pp.
801-806.
26. John Turkevich, Peter Cooper Stevenson, James Hillier (1951), ―A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold‖,
Discussions of the Faraday Society, 11, pp. 55-75.
27. Junko Kimura-Kuroda, Yukari Komuta, Yoichiro Kuroda, Masaharu Hayashi, Hitoshi Kawano (2012), ―Nicotine-Like Effects of the Neonicotinoid Insecticides Acetamiprid and Imidacloprid on Cerebellar Neurons from Neonatal Rats‖. PLoS ONE 7(2): e32432. doi:10.1371/journal.pone.0032432 28. Kamlesh Shrivas, Ravi Shankar, Khemchand Dewangan (2015), ―Gold nanoparticles as a localized surface plasmon resonance based chemical sensor for on-site colorimetric detection of Arsenic in water samples‖,
Sensors and Actuators B: Chemical, 220, pp. 1376-1383.
29. Khalil Abnous, Noor Mohammad Danesh, Mohammad Ramezani, Mona Alibolandi, Parirokh Lavaee (2017), ―Aptamer based fluorometric acetamiprid assay using three kinds of nanoparticles for powerful signal
30. Kuhn S, Baisch B, Jung U, Johannsen T, Kubitschke J, Herges R, Magnussen O (2010), ―Self-assembly of triazatriangulenium-based functional adlayers on Au(111) surfaces‖, Phys Chem Chem Phys, 2, pp. 4481–4487.
31. Li Shang, Lihua Jin, Shaojun Dong (2009), ―Sensitive turn-on fluorescent detection of cyanide based on the dissolution of fluorophore functionalized gold nanoparticles‖, Chemical Communications(21), pp. 3077-3079.
32. Ling Huang, Maolin Zhai, Jing Peng, Ling Xu, Jiuqiang Li, Genshuan Wei (2007), ―Synthesis, size control and fluorescence studies of gold nanoparticles in carboxymethylated chitosan aqueous solutions‖, Journal of colloid and interface science, 316(2), pp. 398-404.
33. Li Shang, Lihua Jin, Shaojun Dong (2009), ―Sensitive turn-on fluorescent detection of cyanide based on the dissolution of fluorophore functionalized gold nanoparticles‖, Chemical Communications (21), pp. 3077-3079.
34. Lifang Fan, Guohua Zhao, Huijie Shi, Meichuan Liu, Zhengxin Li (2013), ―A highly selective electrochemical impedance spectroscopy-based aptasensor for sensitive detection of acetamiprid‖, Biosensors and Bioelectronics, 43,
pp. 12-18.
35. Ling Huang, Maolin Zhai, Jing Peng, Ling Xu, Jiuqiang Li, Genshuan Wei (2007), ―Synthesis, size control and fluorescence studies of gold nanoparticles in carboxymethylated chitosan aqueous solutions‖, Journal of colloid and interface science, 316(2), pp. 398-404.
36. Lokina S., Narayanan V. (2013), ―Antimicrobial and Anticancer Activity of gold Nanoparticles Synthesized from Grapes Fruit Extract‖, Chemical Science Transactions, 2(S1), pp. S105-S110.
37. Marin A, Vidal J. L. Martinez, Gonzalez J. Egea, Frennich A. Garrido, Glass C. R, Sykes M (2004), ―Assessment of potential (inhalation and dermal) and actual exposure to acetamiprid by greenhouse applicators using liquid
chromatography–tandem mass spectrometry‖, Journal of Chromatography B, 804, pp. 269-275.
38. Marinal Lopez-Garcia, Roberto Romero-Gonzalez, Marina Lacasana, Antonia Garrido Frenich (2017), ―Semiautomated determination of neonicotinoids and characteristic metabolite in urine samples using TurboFlow coupled to