Tổng kết các công trình về phân tích dạng Se trong các đối tƣợng thực phẩm thấy rằng: hỗn hợp MeOH/H2O thƣờng đƣợc sử dụng để chiết các dạng Se trong đối tƣợng thực phẩm. Tuy nhiên, cần phải chọn một tỉ lệ MeOH/H2O thích hợp làm dung môi chiết cho hiệu suất cao nhất. Chúng tôi tiến hành thay đổi tỷ lệ dung môi chiết MeOH/H2O từ 5/5 đến 9/1 khi tiến hành chiết các dạng Se trong một mẫu hải sản đại diện có hàm lƣợng Se lớn nhất. Kết quả thể hiện trên hình 3.11.
Hình 3.11: Ảnh hƣởng tỉ lệ Methanol/H2O đến khả năng chiết các dạng Se
CSe ppb
Kết quả (hình 3.11) cho thấy khi hàm lƣợng Methanol trong mẫu tăng thì khả năng chiết các dạng Se tăng. Tuy nhiên hàm lƣợng các dạng DMDSe và Se(IV) biến đổi không nhiều, còn dạng SeMt và Se(VI) tăng đáng kể. Điều này có thể giải thích do hàm lƣợng các dạng DMDSe và Se(IV) trong mẫu thấp, các dạng SeMt và Se(VI) cao hơn. Sự chênh lệch hàm lƣợng Se thu đƣợc khi dùng dung môi chiết ở tỉ lệ 8/2 và 9/1 không nhiều, đƣờng cong có độ dốc không lớn, có thể chọn tỉ lệ Methanol/H2O 8/2 làm dung môi, tuy nhiên do hàm lƣợng Se trong các mẫu thƣờng thấp nên để tách hoàn toàn hơn chúng tôi chọn tỉ lệ 9/1 làm dung môi chiết cho các thí nghiệm tiếp theo.
3.5.2. Khảo sát ảnh hưởng thời gian rung siêu âm
Mẫu đại diện chứa lƣợng selen lớn nhất sau khi đƣợc nghiền mịn cho vào ống nghiệm có nắp vặn PE, thêm 5ml dung môi metanol/H2O theo tỷ lệ thể tích 9/1 lắc chiết siêu âm trong khoảng thời gian thay đổi từ 10- 70 phút. Kết quả thể hiện trên hình 3.12:
Hình 3.12: Ảnh hƣởng của thời gian rung siêu âm đến khả năng chiết dạng selen
Quan sát hình 3.12, chúng ta thấy nồng độ các dạng selen tăng nhẹ trong khoảng thời từ 10- 40 phút. Khi thời gian > 40 phút thì nồng độ các dạng selen
nhƣ chiết ra hoàn toàn khỏi mẫu. Do đó chúng tôi chọn thời gian rung siêu âm là 40 phút cho các thí nghiệm tiếp theo.
3.5.3. Ảnh hưởng của số lần chiết lặp
Để khảo sát ảnh hƣởng số lần chiết lặp chúng tôi làm thí nghiệm nhƣ sau lấy mẫu đại diện chứa lƣợng selen lớn nhất sau đó tiến hành thay đổi số lần chiết lặp trong khoảng 1- 6 lần. Kết quả thể hiện qua hình 3.13.
Hình 3.13: Ảnh hƣởng của số lần chiết lặp đến khả năng chiết dạng Selen
Từ hình 3.13, nồng độ các dạng selen tăng khi số lần chiết lặp trong khoảng 1-3 lần. Số lần chiết lặp >3 thì nồng độ các dạng selen là không đổi. Nên chúng tôi chọn số lần chiết lặp là 3 lần để làm các thí nghiệm tiếp theo.
Tóm lại: Chúng tôi sẽ chọn tỷ lệ dung môi chiết MeOH/H2O là 9/1, thời gian rung siêu âm là 40 phút, số lần chiết lặp là 3 lần áp dụng để phân tích mẫu thực tế.
3.5.4. Hiệu suất thu hồi
Để đánh giá hiệu suất chiết các dạng Se trong các mẫu thực của dung môi đã chọn, chúng tôi cho thêm từng dạng Se với hàm lƣợng 5ppb vào trong một vài mẫu đại diện trƣớc khi tiến hành qui trình chiết nhƣ ở mục 3.5.1. Lƣợng Se tìm thấy đƣợc qui đổi về cùng thể tích dung dịch Se đã cho vào, hiệu suất thu hồi đƣợc tính theo công thức lƣợng Se tìm thấy bằng hiệu Se trong mẫu trƣớc và sau khi thêm. Kết quả phân tích trình bày ở bảng 3.20.
Bảng 3.20: Hiệu suất thu hồi của dung môi chiết (methanol:H2O 9:1)
STT Mẫu
Se trƣớc khi thêm (ppb) Se sau khi thêm (ppb) Hiệu suất thu hồi (%)
Se (IV)
Se
(VI) DMDSe SeMt
Se (IV)
Se
(VI) DMDSe SeMt
Se (IV)
Se
(VI) DMDSe SeMt
1 1,8 5,4 1,5 7,3 6,6 9,8 6,1 11,9 96 88 92 92
2 2,7 3,5 2,7 8,6 7,4 6,9 7,3 12,7 94 68 92 82
3 0,4 6,5 4,2 5,8 5,2 10,7 8,6 10,3 96 84 88 90 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4 1,9 6,9 3,6 11,1 6,4 11,2 7,7 15,4 90 86 82 86
Qua bảng 3.20 cho thấy, hiệu suất thu hồi đều đạt trên 80%, có thể nói các dạng Se đã đƣợc chiết ra khỏi mẫu gần nhƣ là hoàn toàn. Kết quả cũng cho thấy khả năng chiết của Se(VI) thấp nhất, Se(IV) cao nhất, chúng tôi cho rằng Se(VI) liên kết chặt chẽ với các chất có trong mẫu nhƣ các axit amin phân cực, các chất béo...nên khó tách hợp chất này ra khỏi mẫu.
3.5.5. Lấy mẫu thủy-hải sản và xử lí sơ bộ mẫu
Qui trình lấy mẫu thủy-hải sản: Tiến hành lấy mẫu theo quy trình lấy mẫu vừa nghiên cứu ở mục 2.3.1.3
Địa điểm lấy mẫu: Đầm nuôi trồng thủy hải sản khu vực Pháp Vân – Thanh Trì – Hà Nội đƣợc đánh dấu trên hình 3.14:
Xử lý mẫu:
Qua khảo sát mẫu giả ở trên thì chúng tôi tiến hành phân tích mẫu thực tế nhƣ sau: Mẫu tôm, cá sau khi xử lý theo quy trình ở phần 2.3.1.3, chúng tôi thu đƣợc dịch trong. Và tiếp theo tiến hành loại bỏ ảnh hƣởng của các yếu tố ảnh hƣởng bằng cách: Trƣớc tiên, cho 5ml nƣớc cất 2 lần đã loại bỏ cation chạy qua cột chiết pha rắn làm bằng vật liệu C18 để loại bỏ chất bẩn trên cột, và thấm ƣớt cột. Sau đó cho dịch trong chảy qua cột chiết pha rắn với tốc độ nạp mẫu là 3ml/phút. Cuối cùng rửa giải dung dịch với tốc độ dung môi rửa giải là 3ml/ phút bằng cách cho 5ml dung môi chiết metanol/H2O với tỷ lệ thể tích 5/5 dội qua cột chiết pha rắn để rửa giải hết cách dạng selen còn bám trên cột. Dung dịch thu đƣợc cho vào bình 25ml định mức bằng nƣớc cất hai lần, trong môi trƣờng pH=2.
3.5.6. Phân tích mẫu thực
Mẫu cá, tôm ở các khu vực đã đánh dấu trên hình 3.14 đƣợc chúng tôi thu thập theo cùng một loài, kích cỡ không thay đổi. Kết quả phân tích ở các bảng 3.21 cho thấy hàm lƣợng các dạng Se trong các mẫu đều rất thấp, sự chênh lệch hàm lƣợng qua các tháng hầu nhƣ tăng không đáng kể. Điều đó cho thấy không có sự tích lũy Se trong các mẫu, đồng nghĩa với việc không có nguồn làm tăng hàm lƣợng Se một cách bất thƣờng, sự tăng lên hàm lƣợng Se là do các động vật đó hấp thu nhiều hay ít Se sẵn có trong môi trƣờng sống. Giữa các địa điểm hàm lƣợng Se tìm thấy trong các mẫu không khác nhau nhiều cũng cho thấy không có sự phát tán Se trên diện rộng, môi trƣờng không ô nhiễm Se. Giữa các mẫu tôm và mẫu cá hàm lƣợng Se khác nhau không nhiều, tuy nhiên có thể thấy rõ lƣợng Se trong mẫu tôm thƣờng cao hơn mẫu cá, điều có thể do thức ăn của tôm có lƣợng Se cao hơn hoặc tôm tích lũy Se cao hơn. Trong hai loại mẫu, đối với dạng Se vô cơ thì Se(VI) cao hơn còn dạng hữu cơ SeMt cao hơn, tuy nhiên để đánh giá quá trình chuyển hóa giữa các dạng trong mẫu cần phải phân tích thêm nguồn Se cung cấp qua thức ăn. Chúng tôi lấy giá trị trung bình cao nhất của các dạng Se trong các mẫu làm hàm lƣợng Se trung bình ở khu vực khảo sát là: Se(IV) 2,0 ppb; Se(VI) 6,1ppb; DMDSe 2,6ppb; SeMth 6,5ppb.
Bảng 3.21: Kết quả phân tích mẫu thực
Địa
điểm Tháng
Dạng Selen trong mẫu cá(ppb) Dạng Selen trong mẫu tôm(ppb)
Se(IV) Se(VI) DMDSe SeMth Se(IV) Se(VI) DMDSe SeMth
1 2 1,5 4,6 0 4,9 0,9 5,2 0,4 3,6 4 1,7 5,2 0,6 6,3 1,3 6,4 0,7 4,2 6 1,8 5,4 1,5 7,3 1,7 7.2 0,9 4,8 2 2 2,1 3,2 0,2 1,6 1,6 5,2 0,7 1,9 4 2,6 4,3 0,5 1,9 2,3 6,7 1,1 2,5 6 2,9 4,8 0,4 2,6 2,7 8,1 0,9 3,7 3 2 1,8 5,4 4,2 5,8 2,7 3,5 2,7 8,6 4 2,6 6 4,3 6,1 2,5 6,2 3 8,9 6 3,1 7,1 4,5 6,3 2,9 6,7 3,1 9,3 4 2 0,4 6.5 4,2 5,8 1,2 5,2 3,3 9,4 4 0,6 6,7 5,1 6,4 1,7 5,5 3,3 10,5 6 0 9 7,3 5,9 7,7 1,9 6,9 3,6 11,1
Song song với thí nghiệm phân tích dạng, chúng tôi tiến hành phân tích tổng hàm lƣợng Selen trong mẫu thực phẩm. Quan sát bảng 3.22, chúng ta thấy đƣợc sự chênh lệch nồng độ của 4 dạng selen và hàm lƣợng Selen tổng đã nói lên rằng trong mẫu thủy-hải sản ngoài 4 dạng selen là Se(IV), Se(VI), DMDSe, SeMt còn có những dạng selen khác. Những nguyên nhân của sự chênh lệch nồng độ sẽ đƣợc nghiên cứu trong các đề tài sau này.
Bảng 3.22: Hàm lƣợng tổng 4 dạng Se và Selen tổng ở khu vực Pháp Vân- Thanh Trì- Hà Nội
Vị trí Tháng
Tổng 4 dạng Se (ppb) Se tổng (ppb)
Mẫu cá Mẫu tôm Mẫu cá Mẫu tôm
1
2 11,0 10,1 15,7 13,2
4 13,8 12,6 16,5 16,4
2 2 7,1 9,4 11,4 17,2 4 9,3 12,6 13,2 13,5 6 10,7 15,4 18,7 18,9 3 2 17,2 17,5 23,4 22,4 4 19,0 20,6 22,6 23,1 6 21,0 22,6 24,3 27,4 4 2 16,9 19,1 19,6 26,1 4 18,8 21,0 23,5 22,3 6 21,8 23,5 22,7 25,1
KẾT LUẬN
Với mục tiêu đặt ra cho luận văn là phân tích đồng thời các dạng Dimethyldiselenite, Selenomethioline, Selenit và Selenat trong mẫu thủy- hải sản bằng phƣơng pháp HVG – AAS kết hợp chemometrics, áp dụng phƣơng pháp đó nghiên cứu quá trình chuyển dạng của selen, ảnh hƣởng của chất đi kèm trong nền mẫu thực phẩm sau một thời gian nghiên cứu, chúng tôi thu đƣợc một số kết quả chính sau:
1. Đã tối ƣu hóa lại các điều kiện xác định tổng hàm lƣợng Selen bằng phƣơng pháp HVG-AAS bao gồm các kết quả chính: Khử Se(IV) thành selenua trong điều kiện tốc độ dòng mẫu và dòng NaBH4 0,5%/NaOH 0,2% lần lƣợt là 6ml/phút và 2ml/phút, sử dụng dung dich axit HCl 6M có cùng tốc độ với dòng NaBH4 làm môi trƣờng khử. Đã nghiên cứu khả năng khử 4 dạng Se (Se(IV) vô cơ, Se(VI) vô cơ, DMDSe và SeMt) trong 5 môi trƣờng phản ứng khác nhau là môi trƣờng HCl 6M, HCl 4M, HCl 2M, HCl 1M, pH=2 và nhận thấy hiệu suất khử 4 dạng Se thay đổi theo môi trƣờng phản ứng một cách khác nhau nên có thể dùng kết quả đo tín hiệu dung dịch Se tại 5 điểm này làm dữ liệu hàm mục tiêu cho phép xác định đồng thời theo kĩ thuật hidrua có sử dụng phƣơng pháp hồi quy cấu tử chính.
2. Chuẩn hóa lại phƣơng trình hồi quy đa biến sử dụng kĩ thuật phổ HVG- AAS và áp dụng phần mềm Matlab để tính toán lại ma trận hệ số hồi qui dựa trên thuật toán PCR dựa trên kết quả phân tích 30 mẫu tự tạo.
3. Đã nghiên cứu quá trình chuyển dạng của các dạng Se và tìm điều kiện tối ƣu cho quá trình bảo quản. Cụ thể: Bảo quản mẫu trong bằng vật liệu teflon, đậy kín tránh tiếp xúc với oxi không khí, ở nhiệt độ dƣới 50C, mẫu đƣợc bảo quản ở pH dƣới 2, nồng độ ion Fe3+ ≥50 ppb ảnh hƣởng tới quá trình chuyển dạng của selen, để ngăn cản quá trình chuyển dạng sử dụng chất che EDTA nồng độ 0,2M; thời gian bảo quản mẫu trong quá trình phân tích tối đa là 24h.
4. Đã nghiên cứu ảnh hƣởng của chất đi kèm trong nền mẫu thực phẩm. Cụ thể: Chất béo stearin ảnh hƣởng tới phân tích dạng selen với ngƣỡng ảnh hƣởng là (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
100 ppb, protein ảnh hƣởng thấp quá trình phân tích dạng, nên không cần loại bỏ protein khi phân tích mẫu thực tế. Đã khảo sát các yếu tố loại trừ ảnh hƣởng của nền mẫu bằng cột chiết pha rắn C18 tốt nhất khi nạp mẫu và rửa giải với tốc độ là 3ml/phút, sử dụng dung môi rửa giải MeOH/H2O tỷ lệ thể tích là 5/5.
5. Đƣa ra đƣợc quy trình xử lý mẫu thủy-hải sản, và khảo sát đƣợc tỷ lệ dung môi chiết MeOH/H2O theo tỷ lệ thể tích là 9/1, thời gian rung siêu âm là 40 phút, số lần chiết lặp 3 là tốt nhất để tách đƣợc phần lớn các dạng selen ra khỏi mẫu thủy-hải sản. Chúng tôi đã phân tích hàm lƣợng các dạng Se trong mẫu thủy- hải sản cá, tôm ở đầm Pháp Vân, Thanh Trì, Hà Nội trong 4 tháng khác nhau bằng phƣơng pháp HVG- AAS kết hợp chemometric, và xác định đƣợc trong các mẫu hải sản, giá trị trung bình cao nhất của các dạng Se ở khu vực khảo sát là: Se(IV) 2,0 ppb; Se(VI) 6,1ppb; DMDSe 2,6ppb; SeMt 6,5ppb. Trong mẫu thủy-hải sản ngoài 4 dạng selen là Se(IV), Se(VI), DMDSe, SeMt còn tồn tại các dạng selen khác nữa, các dạng selen này sẽ đƣợc nghiên cứu trong các đề tài về sau.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Bách khoa toàn thƣ (2008), http://vi. Wikipedia.org/wiki/Selen.
2. Đàm Trung Bảo, Đặng Hồng Thuý (1983), Selen trong sinh học, NXB Y học, Hà Nội, Tr. 5 - 95, 115 - 117.
3. Quyết định của bộ tài nguyên môi trƣờng số 16/2008/QĐ-BTNMT
4. Nguyễn Văn Cƣơng (2011), Nghiên cứu các điều kiện xác định đồng thời các dạng Se bằng phương pháp HVG – AAS sử dụng chemometrics, Luận văn thạc sỹ khoa học, Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐH QGHN.
5. Lê Thị Duyên (2012), Nghiên cứu xác định một số dạng selen trong hải sản bằng phương pháp Von-Ampe hòa tan, Luận án tiến sỹ khoa học, Viện hóa học Việt Nam.
6. Nguyễn Thị Thúy Hằng (2011), Phân tích dạng Se(IV), Se(VI) vô cơ trong mẫu nước ngầm và thực phẩm bằng phương pháp động học – xúc tác trắc quang,
Luận văn thạc sỹ khoa học, Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐH QGHN.
7. Nguyễn Hoàng Hải, Nguyễn Việt Anh (2005), Lập trình Matlab và ứng dụng, NXB KHKT, Hà Nội.
8. Dr Phạm Luận (1999), Giáo trình hướng dẫn về những vấn đề cơ sở của các kỹ thuật xử lý mẫu phân tích, NXB Hà Nội.
9. Hoàng Nhâm (2001), Hoá học vô cơ, tập 2, NXB Giáo Dục.
10. Nguyễn Phùng Quang (2006), Matlab và Simulink, NXB KHKT, Hà Nội. 11. Lâm Ngọc Thụ, Lê Văn Tán, Ngô Văn Tứ (1997), Xác định selen trong cây
trinh nữ (Mimosa Pudical) bằng thuốc thử triôxyazobenzen, Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, Tập 2(1+2), 28-29, 36.
12. Nguyễn Ngọc Tuấn (1996), Đánh giá hàm lượng các nguyên tố Iod, Thuỷ ngân và Arsen trong một số đối tượng môi trường bằng phương pháp kích hoạt nơtron, Luận án PTS khoa hóa học, Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐH QGHN.
13. Mohammed Joinal Abedin, Jo¨rgFeldmann, and Andy A. Meharg (2002), “Uptake Kinetics of Arsenic Species in Rice Plants”, Plant Physiology,128, pp. 1120–1128.
14. Mike J. Adams (2004), “Chemometrics in Analytical Spectroscopy”, Royal Society of Chemistry, UK.
15. M. Navarro-Alarcon, C. Cabrera-Vique (2008), “Selenium in food and the human body”, Science of The Total Environment, 400(1-3), pp. 115-141. 47 16. Analyst (1995), 120, pp. 1433-1436.
17. Anirban Ray, S. Dutta Gupta, Sampad Ghosh, Shashaank M. Aswatha, BibekKabi (2013), “Chemometric studies on mineral distribution and microstructure analysis of freeze-dried Aloe vera L. gel at different harvesting regimens”, Industrial Crops and Products,51, pp. 194–201.
18. J.L. Gosmez-Ariza, J.A. Pozas, I. Giráldez, E. Morales (1998), “Speciation of volatile forms of selenium and inorganic selenium in sediments by gas chromatography-mass spectrometry”, Journal of chromatography A, 823(1- 2), pp. 259-277.
19. Arunachalam, J.,Carboo, D.,Cornelis (2004), “Speciation Analysis of Arsenic Chromium and Selenium in Aquatic Media”, Proceedings of a final research coordination meetingheld in Vienna, pp. 26–29.
20. G.E. Batley (1986), “Differential-pulse polarographic determination of selenium species in contaminated waters”, Analytica Chimica Acta,187, pp. 109-116.
21. D. Bohrer, E. Becker, P. Cícero do Nascimento, M. Dessuy, L. Machado de Carvalho (2007), “Comparison of graphite furnace and hydride generation atomic absorption spectrometry for the determination of selenium status in chicken meat”, Food Chemistry, 104(2), pp. 868-875.
22. M. Bueno, M. Potin-Gautier (2002), “Solid-phase extraction for the simultaneouspreconcentration of organic (selencystin) and inorganic [Se(IV),
Se(VI)] selenium innatural waters”, Journal of Chromatography A, 963(1-2), pp. 185-193.
23. C. Cámara, R. Cornelis, P. Quevauviller (2000), “Assessment of methods currently used for the determination of Cr and Se species in solution”, AC Trends in Analytical Chemistry, 19(2-3), pp. 189-194.