2.7.1 Trang thiết bị
- Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS – 3300 của hãng Perkin – Elmer.
Hình 2.2: Hệ thống máy quang phổ hấp thụ nguyên tử
- Hệ thống nguyên tử hĩa bằng lị graphit HGA 600 của hãng Perkin – Elmer.
Hình 2.3: Hệ thống nguyên tử hĩa bằng lị graphit HGA 600
- Cân phân tích chính xác đến 0,01mg. - Tủ lạnh để bảo quản mẫu.
2.7.2 Hĩa chất và dụng cụ 2.7.2.1 Hĩa chất 2.7.2.1 Hĩa chất
- Dung dịch chì chuẩn 1000ppm.
- NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2.6H2O, NH4H2PO4 tinh khiết. - Dung dịch chuẩn Trilon X – 100.
- Dung dịch chuẩn HNO3 đặc chuẩn. - Nước cất.
2.7.2.2 Dụng cụ
Ống nghiệm, pipet, bình định mức 10ml, 50ml, 100ml, 500ml, giá đựng ống nghiệm, đũa thủy tinh,…
2.8 Chuẩn bị dung dịch hĩa chất
♦ Dung dịch Na 10g/l: Cân chính xác 2,543g NaCl pha trong 100ml nước cất.
♦ Dung dịch K 10g/l: Cân chính xác 1,9102g KCl pha trong 100ml nước cất.
♦ Dung dịch Ca 10g/l: Cân chính xác 2,775g CaCl pha trong 100ml nước cất.
♦ Dung dịch Mg 10g/l: Cân chính xác 8,471g MgCl2.6H2O pha trong 100ml nước cất.
♦ Dung dịch Trilon X – 100 nồng độ 10%.
♦ Dung dịch NH4H2PO4 nồng độ 20%.
♦ Dung dịch cải biến nền:
Lấy 25 ml Trilon X – 100 nồng độ 10%, 5ml NH4H2PO4 nồng độ 20%, 1ml HNO3 đặc cho vào bình định mức 500ml và định mức bằng nước cất. Khi đĩ được 500ml dung dịch cải biến nền gồm: Trilon X – 100 nồng độ 0,5%, NH4H2PO4 nồng độ 0,2 và HNO3 nồng độ 0,2%.
♦ Dung dịch chì 20 ppb(μg/l):
- Lấy 0,5 ml chì chuẩn 1000ppm cho vào bình định mức 50ml và định mức bằng nước cất được dung dịch chì 10ppm.
- Lấy 0,5 ml chì 10ppm cho vào bình định mức 50ml và định mức bằng nước cất được dung dịch chì 0,1ppm (100ppb).
- Lấy 10 ml chì 100ppb cho vào bình định mức 50ml và định mức bằng nước cất được dung dịch chì 20ppb.
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
3.1 Khảo sát các điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của chì 3.1.1 Khảo sát bước sĩng hấp thụ 3.1.1 Khảo sát bước sĩng hấp thụ
Vì mục đích là xác định hàm lượng chì trong máu thường cĩ nồng độ rất nhỏ. Mặt khác từ Bảng 2.1: Vạch phổ đặc trưng của chì, bằng kỹ thuật nguyên tử hĩa bằng lị graphit như đã lựa chọn trên hệ thống thiết bị máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS – 3300 của hãng Perkin – Elmer tại Viện Hĩa Học Việt Nam cho phép chúng tơi lựa chọn vạch phổ để tiến hành đo phổ hấp thụ nguyên tử của chì là 283,3 nm.
3.1.2 Khảo sát khe đo
Trên hệ thống thiết bị máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS – 3300 của hãng Perkin – Elmer cho phép lựa chọn khe đo để đo chì là 0,2 nm; 0,7nm và 2,0nm. Như đã trình bày trong mục 2.4.1.2 ở trên chúng tơi lựa chọn khe đo phổ của chì là 0,7nm là phù hợp với mục đích cũng như yêu cầu đặt ra để đo chì.
3.1.3 Khảo sát nguồn sáng, cường độ đèn catot rỗng
Như đã trình bày trong mục 2.4.1.3 cường độ đèn catốt rỗng ảnh hưởng đến cường độ hấp thụ vạch phổ của nguyên tố cần đo. Chính vì vậy chúng tơi tiến hành khảo sát cường độ của đèn HCL để xem xét mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ với cường độ dịng đèn, đồng thời chọn ra cường độ dịng đèn thích hợp nhất để đo Pb.
Khi khảo sát cường độ đèn HCL của Pb chúng tơi giữ cố định các thơng số máy, chương trình nhiệt độ của lị graphit như sau:
Bảng 3.1: Các thơng số máy khảo sát cường độ đèn HCL của Pb
Thơng số máy Nguyên tố chì
Bước sĩng 283,3 nm
Độ rộng ke đo 0,7 nm
Mơi trường đo Khí Argon (Ar)
Cuvet chứa mẫu Cuvet Graphit
Thể tích mẫu đo (μl) 20 μl
Chế độ đo Cĩ bổ chính nền (AA-BG)
Kỹ thuật bổ chính nền Đèn D2 (Deterium)
Bảng 3.2: Chương trình nhiệt độ lị graphit khảo sát cường độ đèn HCL của Pb Giai đoạn Nhiệt độ
(0C) Tốc độ Tăng (s) Thời gian duy trì (s) Tốc độ dẫn khí Sấy mẫu 120 1 50 300
Tro hĩa luyện mẫu 700 1 30 300
Nguyên tử hĩa mẫu 1800 0 5 0
Làm sạch 2600 1 5 300
Vì cường độ đèn HCL của Pb sử dụng cĩ IMAX = 15mA nên chúng tơi tiến hành khảo sát với cường độ đo phổ của Pb từ 6 - 12 mA. Khảo sát đối với dung dịch Pb2+ 20ppb (20μg/l) trong mơi trường HNO3 0,2%. Khảo sát cho kết quả như sau:
Bảng 3.3: Kết quả khảo sát cường độ đèn HCL của Pb
I(mA) 6(mA) 8(mA) 10(mA) 12(mA)
Lần đo 1 0,091 0,136 0,179 0,170 Lần đo 2 0,154 0,152 0,178 0,189 Lần đo 3 0,171 0,148 0,180 0,212 Lần đo 4 0,079 0,150 0,179 0,137 Abs – Pb (A) Lần đo 5 0,134 0,148 0,180 0,155 Trung bình 0,123 0,147 0,179 0,180 S 0,040 6,265 8,660.10-4 0,030 %RSD 32,520 4,261 0,483 16,848
Từ kết quả khảo sát được thể hiện trong bảng 3.3 ta thấy khi cường độ đèn HCL là 12mA cho cường độ vạch phổ cao nhất tuy nhiên khơng ồn định dẫn đến cĩ thể mắc sai số. Cịn khi cường độ đèn HCL là 6mA, 8mA thì cường độ vạch phổ thấp và độ ổn định cũng khơng cao vì thế chúng tơi lựa chọn cường độ đèn HCL là 10mA.
3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình nguyên tử hĩa mẫu 3.1.4.1 Khảo sát nhiệt độ sấy khơ mẫu 3.1.4.1 Khảo sát nhiệt độ sấy khơ mẫu
Để khảo sát nhiệt độ sấy khơ mẫu cho quá trình đo phổ hấp thụ nguyên tử của Pb chúng tơi tiến hành khảo sát đối với dung dịch Pb2+ 20ppb (20μg/l) trong mơi trường HNO3 0,2%. Với thơng số máy như sau:
Bảng 3.4: Các thơng số máy khảo sát nhiệt độ sấy mẫu của Pb
Thơng số máy Nguyên tố chì
Nguồn sáng Đèn catốt rỗng (HCL)
Bước sĩng 283,3 nm
Độ rộng ke đo 0,7 nm
Cường độ đèn catốt rỗng 10mA
Kỹ thuật nguyên tử hĩa Lị graphit
Mơi trường đo Khí Argon (Ar)
Cuvet chứa mẫu Cuvet Graphit
Thể tích mẫu đo (μl) 20 μl
Chế độ đo Cĩ bổ chính nền (AA-BG)
Kỹ thuật bổ chính nền Đèn D2 (Deterium)
Chương trình nhiệt độ nguyên tử hĩa như sau:
Bảng 3.5: Chương trình nhiệt độ khảo sát nhiệt độ sấy mẫu của Pb Giai đoạn Nhiệt độ
(0C) Tốc độ Tăng (s) Thời gian duy trì (s) Tốc độ dẫn khí Sấy mẫu 120 5 40 300
Tro hĩa luyện mẫu 700 4 35 300
Nguyên tử hĩa mẫu 1800 0 5 0
Làm sạch 2600 1 5 300
Do khảo sát nhiệt độ sấy mẫu nên chúng tơi tiến hành thay đổi nhiệt độ sấy mẫu từ 80-2000C đồng thời giữ cố định nhiệt độ tro hĩa luyện mẫu, nhiệt độ nguyên tử hĩa và làm sạch. Tiến hành khảo sát đo 10 lần và lấy kết quả trung bình. Kết quả thu được như sau:
Bảng 3.6: Kết quả khảo sát nhiệt độ sấy mẫu của Pb STT Nhiệt độ sấy mẫu (0C) Abs – Pb (A)
1 80 0,130 2 100 0,189 3 120 0,197 4 150 0,192 5 180 0,194 6 200 0,198
Từ kết quả trên chúng tơi xây dựng đồ thị sự ảnh hưởng của nhiệt độ sấy khơ mẫu đến độ hấp thụ của Pb như sau:
Hình 3.1: Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy khơ mẫu đến độ hấp thụ của Pb
Kết quả khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ của quá trình sấy khơ mẫu đến độ hấp thụ của Pb được thể hiện ở bảng 3.6 và hình 3.1 cho thấy: Tại nhiệt độ 800C quá trình làm khơ mẫu chưa được hồn tồn, nên khi chuyển sang quá trình tro hĩa luyện mẫu sẽ gây ra hiện tượng bắn mẫu dẫn đến độ hấp thụ giảm. Khi tăng dần nhiệt độ đến 1000C độ hấp thụ của Pb tăng. Khi tăng nhiệt độ lên đến 1200C,1500C, 1800C, 2000C độ hấp thụ của Pb tăng, ồn định và đạt giá trị lớn nhất tại 2000C. Tuy nhiên để tăng tuổi thọ của cuvet graphit chúng tơi chọn nhiệt độ sấy khơ mẫu là 1200C. Ở nhiệt độ này độ hấp thụ của Pb đạt giá trị khá cao, khơng ảnh hưởng nhiều đến kết quả phân tích.
3.1.4.2 Khảo sát nhiệt độ tro hĩa luyện mẫu
Để khảo sát nhiệt độ tro hĩa luyện mẫu tối ưu, chúng tơi sử dụng dung dịch Pb2+ 20ppb (20μg/l) trong mơi trường HNO3 0,2%. Với thơng số máy như bảng 3.4 và chương trình nhiệt độ lị graphit như bảng 3.5 nhưng thay đổi nhiệt độ tro hĩa luyện mẫu từ 4000C-10000C . Tiến hành khảo sát đo 10 lần và lấy kết quả trung bình. Kết quả thu được như sau:
Bảng 3.7: Kết quả khảo sát nhiệt độ tro hĩa luyện mẫu của Pb
STT Nhiệt độ tro hĩa luyện
mẫu (0C) Abs – Pb (A)
1 400 0,256 2 500 0,235 3 600 0,212 4 700 0,197 5 800 0,193 6 1000 0,182
Hình 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ tro hĩa luyện mẫu đến độ hấp thụ của Pb
tăng nhiệt độ. Khi ở nhiệt độ thấp, 4000C phép đo cho độ nhạy cao nhưng độ lặp lại kém. Khi tăng nhiệt độ từ 6000C – 10000C phép đo cĩ độ lặp lại tốt là do quá trình tro hĩa luyện mẫu được hồn tồn và mẫu cĩ sự đồng nhất cao trước khi nguyên tử hĩa. Tuy nhiên nhiệt độ tro hĩa luyện mẫu càng cao thì độ hấp thụ lại càng giảm do mẫu bị mất đi trong quá trình tro hĩa luyện mẫu. Do vậy để phép đo vừa đạt được độ nhạy cao và độ lặp lại tốt chúng tơi tiến hành sử dụng nhiệt độ tro hĩa luyện mẫu tại 7000C.
3.1.4.3 Khảo sát nhiệt độ nguyên tử hĩa mẫu:
Để khảo sát nhiệt độ nguyên tử hĩa mẫu, chúng tơi sử dụng dung dịch Pb2+ 20ppb (20μg/l) trong mơi trường HNO3 0,2%. Với thơng số máy như bảng 3.4 và chương trình nhiệt độ lị graphit như bảng 3.5 nhưng thay đổi nhiệt độ nguyên tử hĩa mẫu từ 16000C-20000C . Tiến hành khảo sát đo 10 lần và lấy kết quả trung bình. Kết quả thu được như sau:
Bảng 3.8: Kết quả khảo sát nhiệt độ nguyên tử hĩa mẫu của Pb STT Nhiệt độ nguyên tử hĩa
(0C) Abs – Pb (A) 1 1600 0,182 2 1700 0,198 3 1800 0,205 4 1900 0,190 5 2000 0,178
Kết quả khảo sát thu được từ bảng 3.8 và hình 3.3 cho thấy tại nhiệt độ nguyên tử hĩa là 18000C độ hấp thụ quang thu được là lớn nhất. Vì thế chúng tơi lựa chọn nhiệt độ này làm nhiệt độ nguyên tử hĩa của Pb.
3.1.4.4 Khảo sát nhiệt độ làm sạch cuvet graphit:
Mục đích của quá trình này là loại bỏ các chất cịn lại trong cuvet để thực hiện phép phân tích tiếp theo. Do vậy đối với Pb chúng tơi lựa chọn nhiệt độ làm sạch cuvet graphit là 26000C, thời gian là 5 giây.
3.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử của chì tử của chì
3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Na
Trong huyết người hàm lượng Na khoảng 135-145 mmol/l tức khoảng 3.105-3.335 mg/l hàm lượng này phụ thuộc vào chế độ ăn uống và đào thải của cơ thể. Để khảo sát ảnh hưởng của Na đến quá trình đo phổ hấp thụ nguyên tử của Pb, chúng tơi tiến hành khảo sát dung dịch Pb2+ 20ppb (20μg/l) trong mơi trường HNO3 0,2%(được giữ cố định trong dung dịch) và thay đổi nồng độ Na từ 0 – 4000mg/l. Các thơng số máy và chương trình nhiệt độ được giữ nguyên như đã tìm được ở trên. Tiến hành khảo sát đo 10 lần và lấy kết quả trung bình. Kết quả thu được như sau:
Bảng 3.9: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Na đến phép đo Pb STT Nồng độ Pb (μg/l) Nồng độ Na (mg/l) Abs – Pb (A) 1 20 0 0,202 2 20 500 0,188 3 20 1000 0,142 4 20 2000 0,102 5 20 3000 0,076 6 20 4000 Nền lớn
2000 4000 1000 3000 Nồng độ Na(mg/l) 0 0 0.04 0.02 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 Độ hấ p t h ụ P b ( A)
Hình 3.4: Ảnh hưởng của Na đến độ hấp thụ của Pb
Kết quả khảo sát ở bẳng 3.9 và hình 3.4 cho thấy khi nồng độ Na tăng từ 0-4000 mg/l thì độ hấp thụ của Pb giảm dần. Khi nồng độ Na là 4000mg/l thì khơng đo được độ hấp thụ của Pb, do nền quá lớn bao phủ tồn bộ tín hiệu của Pb. Như vậy khi hàm lượng Na trong mẫu tăng làm cho tín hiệu hấp thụ của nền tăng. Mặt khác với kỹ thuật bổ chính nền bằng đèn D2, đèn HCL đo tổng tín hiệu hấp thụ của nền và nguyên tử tự do, cịn đèn D2 chỉ đo tín hiệu của nền. Khi tín hiệu của nền quá lớn thì khả năng bổ chính của đèn khơng thực hiện được chức năng loại bỏ tín hiệu của nền. Do vậy đối với mẫu máu cần phải loại bỏ Na trước khi phân tích. Cĩ thể sử dụng các kỹ thuật khác nhau như sau:
+ Loại bỏ bằng kỹ thuật chiết với Methyl Isobutyl Keton (MIBK) sau khi chì trong mẫu được tạo phức với Amoni Pyrolydine Dithio Carbamat (ADPC) tại pH từ 3-5.
+ Loại bỏ nền bằng chương trình nhiệt độ lị graphit, bằng cách tăng nhiệt độ tro hĩa luyện mẫu để Na hĩa hơi và nguyên tử hĩa trước sau đĩ tiến hành đo Pb. Tuy nhiên khi tăng nhiệt độ tro hĩa luyện mẫu thì Pb lại bị hĩa hơi trong quá trình này (kết quả khảo sát được thể hiện tại bảng 3.7) vì vậy để tăng được nhiệt độ tro hĩa luyện mẫu cần đưa thêm chất cải biến nền như các muối phốt phát để cĩ thể loại bỏ ảnh hưởng của Na trong mẫu máu.
3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ K
Hàm lượng Kali trong huyết thanh người từ 3,7 đến 5 mmol/l (145- 195mg/l). Để khảo sát ảnh hưởng của K đến quá trình đo phổ hấp thụ nguyên tử của Pb, chúng tơi tiến hành khảo sát dung dịch Pb2+ 20ppb (20μg/l) trong mơi trường HNO3 0,2%(được giữ cố định trong dung dịch) và thay đổi nồng độ K từ 0 – 400mg/l. Các thơng số máy và chương trình nhiệt độ được giữ nguyên như đã tìm được ở trên. Tiến hành khảo sát đo 10 lần và lấy kết quả trung bình. Kết quả thu được như sau:
Bảng 3.10: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ K đến phép đo Pb STT Nồng độ Pb (μg/l) Nồng độ K (mg/l) Abs – Pb (A) 1 20 0 0,200 2 20 50 0,201 3 20 100 0,196 4 20 200 0,199 5 20 300 0,201 6 20 400 0,202
Hình 3.5: Ảnh hưởng của K đến độ hấp thụ của Pb
Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.10 và hình 3.5 cho thấy khi thay đổi nồng độ K từ 0 - 400mg/l khơng ảnh hưởng đến độ hấp thụ của Pb.
3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Ca
Trong máu người hàm lượng Ca khoảng 2,2- 2,6 mmol/l tức khoảng 88- 104 mg/l. Vì vậy khi nghiên cứu ảnh hưởng của Ca tới khả năng hấp thụ của Pb, chúng tơi tiến hành khảo sát dung dịch Pb2+ 20ppb (20μg/l) trong mơi trường HNO3 0,2%(được giữ cố định trong dung dịch) và thay đổi nồng độ Ca từ 0 – 200mg/l. Các thơng số máy và chương trình nhiệt độ được giữ nguyên như đã tìm được ở trên. Tiến hành khảo sát đo 10 lần và lấy kết quả trung bình. Kết quả thu được như sau:
Bảng 3.11: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Ca đến phép đo Pb STT Nồng độ Pb (μg/l) Nồng độ Ca (mg/l) Abs – Pb (A) 1 20 0 0,206 2 20 50 0,200 3 20 100 0,191 4 20 150 0,187 5 20 200 0,179
Hình 3.6: Ảnh hưởng của Ca đến độ hấp thụ của Pb
Kết quả ở bảng 3.11 và hình 3.6 cho thấy khi thay đổi nồng độ Ca từ 0- 200mg/l thì độ hấp thụ của Pb cĩ xu hướng giảm tuy nhiên tín hiệu khơng mạnh. Nguyên nhân của sự giảm độ hấp thụ này là do Ca tạo ra dạng oxit bền
giảm. Để khắc phục hiện tượng trên Ca cần được cố định ở dạng muối phốt phát trước khi nguyên tử hĩa Pb.
3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Mg
Cơ thể người chứa khoảng 21-28g Mg, nĩ phân bố khơng đồng đều trong tế bào và các cơ quan khác nhau, khả năng tích lũy Mg của cơ thể giảm dần theo đọ tuổi. Khoảng 60% Mg nằm trong xương, 20% nằm trong cơ, cịn lại 20% nằm trong các bộ phận khác của cơ thể. Đối với người bình thường hàm lượng Mg trong huyết thanh khoảng 2,2- 2,8 mmol/l tức khoảng 88-112 mg/l.