Các phƣơng pháp xử lý sinh học, thủy hải sản

CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN

1.5 Các phƣơng pháp xử lý sinh học, thủy hải sản

* Nguyên tắc xử lý mẫu [12]

Xử lý mẫu là q trình hồ tan và phá huỷ cấu trúc của chất mẫu ban đầu, giải phóng và chuyển các chất cần xác định về dạng đồng thể phù hợp với phép đo đã chọn, từ đó xác định hàm lƣợng chất mà chúng ta mong muốn.

Để chuyển chất phân tắch về dạng vơ cơ phù hợp với phƣơng pháp phân tắch, có hai phƣơng pháp phổ biến hiện nay là xử lý ƣớt và xử lý khô:

Kỹ thuật xử lý ƣớt: là kỹ thuật dùng các axit mạnh (hỗn hợp axit) đặc, nóng hoặc kiềm (hỗn hợp kiềm) mạnh đặc, nóng... để phân huỷ mẫu trong điều kiện đun nóng trong bình Kendan, trong hộp kắn hay trong lị vi sóng.

Kỹ thuật xử lý khơ: là kỹ thuật nung để xử lý mẫu trong lò nung ở nhiệt độ thắch hợp (4500C - 7000C), sau đó hồ tan bã mẫu bằng dung dịch muối

hay axit phù hợp. Khi nung, các chất hữu cơ của mẫu sẽ bị đốt cháy hoàn tồn thành CO2 và H2O.

Có thể kết hợp hai phƣơng pháp ta có phƣơng pháp khơ- ƣớt kết hợp. * Phá mẫu hệ hở

Phƣơng pháp này đơn giản, không cần dụng cụ phức tạp và cho kết quả khá chắnh xác.

Các axit đƣợc sử dụng trong phá mẫu hệ hở nhƣ: HF, HCl, H2SO4, HClO4Ầ, tùy theo loại mẫu và nguyên tố cần phân tắch mà ta có quy trình phân tắch phù hợp. Vắ dụ nhƣ để xác định các nguyên tố dễ bay hơi nhƣ Hg thì cần khống chế nhiệt độ < 1200C, để phá các mẫu chứa nhiều SiO2 cần cho

thêm HFẦ.

Lê Thị Mùi [23] đã vơ cơ hóa mẫu động vật nhuyễn thể bằng hỗn hợp

HClO4 đặc, HNO3đ và H2O2. Sau đó xác định Cu và Pb bằng phƣơng pháp Von-Ampe hòa tan xung vi phân cho kết quả hàm lƣợng các kim loại là 1,13-2,12 μg/g Cu và 7,15-16,25 μg/g Pb.

Mohamed Maanan [61] đã phá mẫu động vật thân mềm bằng HNO3đặc để xác định hàm lƣợng các kim loại nặng. Sau đó sử dụng phƣơng pháp AAS cho kết quả hàm lƣợng các kim loại nhƣ sau: 7,2 mg.kg−1 với Cd, 26,8 mg.kg−1 với Cu 8,0 mg.g−1 với Cr 292 mg.kg−1 với Zn 20,8 mg.kg−1 với Mn và 32,8 mg.kg−1 với Ni.

Theo Arias Sari [37] năm 2002, cân 0,5g mẫu ốc đã xay mịn, sấy khơ trên cân

phân tắch có độ chắnh xác 0,0001g chuyển vào bình Keldan. Thêm 5 ml axit HNO3 đặc đun nóng tới 70 Ờ 90 oC tới khi mẫu tan hết thành dung dịch có màu vàng. Tăng dần nhiệt độ tới 135 oC rồi nhỏ từng giọt H2O2 vào để oxy hóa mẫu. Sau đó để nguội mẫu chuyển ra cốc cơ cạn đến muối ẩm, hịa tan muối ẩm, lọc bỏ cặn silicat, định mức thành 50 ml dung dịch bằng dung dịch HNO3 2%.

Trong bài báo EU. 2001 [47], tác giả cân 0,5g mẫu ốc đã xay mịn, sấy khơ trên cân phân tắch có độ chắnh xác 0,0001g chuyển vào bình Kendal 250 ml có cắm

trong 3h, để nguội thêm 2 ml H2O2 đặc và 1 ml HClO4 1:1 đun tiếp đến khi mẫu tan hết đƣợc dung dịch có màu vàng. Sau đó thêm từng lƣợng nhỏ H2O2 để loại bỏ bớt axit dƣ và đuổi khắ NO2 đƣợc dung dịch trong suốt. Cuối cùng cơ cạn đến muối ẩm, hịa tan muối ẩm, lọc bỏ cặn silicat, đem định mức thành 50 ml dung dịch mẫu bằng dung dịch HNO3 2%.

Jonh R. Déan [54] cân 0,5g mẫu ốc đã xay mịn, sấy khô trên cân phân tắch có độ chắnh xác 0,0001g chuyển vào bình Kendal 250 ml có cắm phễu lọc nhỏ. Thêm 3 ml axit HNO3 đặc đun ở 95 oC trong 1h, để nguội thêm 1 ml axit H2SO4 đặc đun ở nhiệt độ 140 oC trong 30 phút. Sau đó để nguội, thêm tiếp 2 ml HNO3 đặc đun ở nhiệt độ 200

oC cho tới khi mẫu tan hết. Thêm 3 ml H2O2 đun tiếp ở 200 oC đuổi hết khói mầu nâu (NO2), để nguội thêm 10 ml H2O, 1 ml H2O2 đun ở nhiệt độ 240 oC cho tới khi khói trắng xuất hiện, để nguội đem lọc bỏ cặn silicat, định mức thành 50ml dung dịch mẫu bằng axit HNO3 2 %.

Tác giả Locatelli [57] đã dùng hỗn hợp H2SO4 và HNO3 phân hủy mẫu trai, ốc, cá để xác định các vết kim loại. Để xác định Hg bằng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hóa hơi lạnh (CV Ờ AAS) hỗn hợp H2SO4 và K2Cr2O7 đƣợc sử dụng.

* Phá mẫu hệ kắn bằng lị vi sóng

Hiện nay phổ biến nhất là kỹ thuật xử lý mẫu ƣớt với axit đặc trong lị vi sóng hệ kắn do có nhiều ƣu điểm nhƣ: thời gian xử lý mẫu ngắn, phá huỷ mẫu triệt để và khơng mất chất phân tắch, hiệu suất xử lý mẫu cao.

Dƣới tác dụng phá hủy và hoà tan các hạt (phần tử) mẫu của axit, năng lƣợng nhiệt cùng axit làm tan rã các hạt mẫu đồng thời do khuếch tán, đối lƣu, chuyển động nhiệt và va chạm của các hạt mẫu với nhau làm chúng bị bào mịn dần, các tác nhân này tấn cơng và bào mịn dần các hạt mẫu từ bên ngồi vào, làm cho các hạt mẫu bị mòn dần và tan hết.

Ngồi ra, trong lị vi sóng cịn có sự phá vỡ từ trong lòng hạt mẫu do các phân tử nƣớc hấp thụ (> 90%) năng lƣợng vi sóng và do có động năng lớn nên chúng chuyển động nhiệt rất mạnh, làm căng và xé các hạt mẫu từ trong

ra. Hơn nữa, do xử lý mẫu trong hệ kắn nên áp suất cao sẽ làm nhiệt độ sôi cao hơn, đây là tác nhân phân huỷ mạnh nhất do vậy thúc đẩy quá trình phân huỷ mẫu từ bên trong ra và từ ngồi vào. Do đó, xử lý mẫu trong lị vi sóng chỉ cần thời gian rất ngắn 50 đến 90 phút và rất triệt để.

Các tác giả JoseƠ Usero, JoseƠ Morillo , Ignacio Gracia [53] mẫu trai sau

khi lấy về đƣợc ngâm 24 giờ. Các bộ phận cơ thể khác nhau của 30 mẫu độc lập tại khu vực đƣợc tách bằng dao plastic, sau đó chúng đơng khơ và đồng nhất mẫu đến mịn bằng cối trƣớc khi đem phân tắch. Mẫu đƣợc phân huỷ trong lị vi sóng bằng axit HNO3.

Để phân hủy mẫu động vật nhuyễn thể, tác giải Sari Arias [36] thêm 2

ml HNO3 và 0,5 ml H2O2 vào 1 g mẫu khô rồi tiến hành phân hủy mẫu trong lị vi sóng.

K.M.Khalifa, A.M.Hamil, A.Q.A.Al-Houni, M.A.Ackacha [55] dùng

HNO3 và H2O2 (1:1) phá mẫu cá trong là vi sóng sau đó định mức 50ml nằng

HNO3 6%. Sử dụng ICP Ờ MS xác định Co, Cd, Pb, Fe, Cu trong cá thu đƣợc Co 0,570 Ờ 44,693 mg/kg; Cd 0,328 Ờ 2,929 mg/kg; Pb 0,246 Ờ 2,386 mg/kg. Các tác giả P.Raaj, S.Veerasingam, G.Suresh, Marichamy và R. Venkatachalapathy [74] đã dùng 5ml HNO3 + 0,5 ml HClO4 phá mẫu cá ở Ấn Độ. Thu đƣợc kết quả Cr 0,65Ờ0,92; Cd 0,18 -0,54; Cu 0,12Ờ0,31; Fe 24,1Ờ50,3; Mg 0,54Ờ1,21; Mn 0,31Ờ1,20; Ni 0,38Ờ1,54; Co 0,05Ờ0,28; Zn 14, Ờ33,5 và Al 14,1-33,5 mg/kg.

Waquar Ashraf [76] phá mẫu cá ở Saudi Arabia bằng HNO3 đặc rồi định

mức bằng HNO3 1%. Xác định đƣợc Pb 0,53; Cd 0,16; Hg 0,31; Ni 0,23; Cu 0,27; Cr 0,38 mg/kg.