1.7.4.1. Hàm lượng asen
Tính hàm lƣợng asen trong mẫu rắn theo công thức:
X (µg/ kg) = CM K m V
Tính hàm lƣợng asen trong mẫu lỏng theo công thức: X ( µg/L) = CM V K VO . (6) Trong đó: V: thể tích định mức (ml).
CM: nồng độ asen trong dung dịch mẫu khi đo phổ ( µg/kg hay µg/L). m: khối lƣợng của mẫu để phân tích (g).
Vo: thể tích mẫu dùng để phân tích (ml). K: hệ số pha loãng.
X: hàm lƣợng asen trong mẫu thực. Tiến hành thí nghiệm n lần.
1.7.4.2. Độ lặp lại
Độ lặp lại đƣợc đặc trƣng bởi độ lệch chuẩn và độ lệch chuẩn tƣơng đối (hay hệ số biến động). Độ lệch chuẩn càng nhỏ thì thí nghiệm có độ lặp lại càng cao [15], [22], [27]. + Giá trị trung bình: x = /( 1) 1 n x n i i (7)
Trong đó: x là giá trị trung bình số học của tập hợp các giá trị xi. xi là giá trị kết quả của mỗi thực nghiệm.
+ Độ lệch chuẩn: SD = 1 ) ( 1 2 n x x n i i (8)
+ Độ lệch chuẩn tƣơng đối ( hay hệ số biến động):
RSD hay (CV) (%) =
x
SD*100
(9)
+ Độ đúng: Thƣờng đƣợc đánh giá qua chuẩn Student khi so sánh giá trị trung bình của các phép đo lặp lại và giá trị chuẩn. Sự sai khác giữa giá trị trung bình và giá trị chuẩn càng nhỏ thì độ đúng càng lớn và ngƣợc lại [24], [34].
t = | x-µ|. n/SD (10)
Khi lấy t thực nghiệm (ttn) tính đƣợc từ các kết quả phân tích đem so sánh với t lý thuyết (tlt) ứng với n-1 bậc tự do và α = 0,05 thì sai khác giữa kết quả thực nghiệm và giá trị thực là không có ý nghĩa, kết quả thực nghiệm đúng.
Ngoài ra việc xác định độ đúng có thể thực hiện thông qua xác định độ thu hồi (còn gọi là độ tìm lại) của phƣơng pháp.
1.7.4.3. Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ)
LOD đƣợc xem là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống phân tích còn cho tín hiệu phân tích khác có nghĩa với tín hiệu của mẫu trắng hay tín hiệu nền.
LOQ đƣợc xem là nồng độ thấp nhất của chất phân tích mà hệ thống định lƣợng đƣợc với tín hiệu phân tích khác có ý nghĩa định lƣợng với tín hiệu của mẫu trắng hay tín hiệu nền và đạt độ tin cậy ≥ 95%.
- Làm trên mẫu trắng (mẫu trắng có thành phần nhƣ mẫu thử nhƣng không có chất phân tích). Phân tích 10 lần song song, tính độ lệch chuẩn [34].
LOD = x + 3SD LOQ = x + 10SD
- Làm trên mẫu thử: làm 10 lần song song. Nên chọn mẫu thử có nồng độ thấp (ví dụ trong khoảng 5 đến 7 lần LOD ƣớc lƣợng).
LOD = 3xSD LOQ = 10xSD
Đánh giá LOD đã tính đƣợc: tính R = x /SD
Nếu 2,5 < R < 10 thì nồng độ dung dịch thử là phù hợp và LOD tính đƣợc là đáng tin cậy.
Nếu R < 2,5 thì phải dùng dung dịch thử đậm đặc hơn, hoặc thêm một ít chất chuẩn vào dung dịch thử đã dùng, làm lại thí nghiệm và tính lại R.
(11) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nếu R > 10 thì phải dùng dung dịch thử loãng hơn, hoặc pha loãng dung dịch thử đã dùng, làm lại thí nghiệm và tính lại R.
1.7.4.4. Độ thu hồi
Thêm một lƣợng chất chuẩn xác định vào mẫu thử hoặc mẫu trắng, phân tích các mẫu thêm chuẩn đó, tính độ thu hồi theo công thức sau đây [34]:
+ Đối với mẫu thử:
100 C C C % R c m c m (13)
+ Đối với mẫu trắng:
100 C C % R c tt (14)
Trong đó: R%: độ thu hồi.
Cm+c: nồng độ đo đƣợc.
Cm: nồng độ chất phân tích trong mẫu thử. Cc: nồng độ chuẩn thêm (lý thuyết).
Ctt: nồng độ chất phân tích trong mẫu trắng thêm chuẩn.
Sau đó tính độ thu hồi chung là trung bình của độ thu hồi các lần lặp lại. Thêm chất chuẩn ở 3 mức nồng độ thấp, trung bình, cao trong khoảng nồng độ làm việc.
Nồng độ thực hiện:
- Đối với những chất có quy định giới hạn tối đa cho phép (MRL) thực hiện tại 3 nồng độ: tại MRL, MRL/2 và MRL*2
- Đối với những chất cấm không quy định giới hạn cho phép, nếu có mức yêu cầu hiệu năng tối thiểu (MRPL) thì thực hiện tại tối thiểu 02 nồng độ < MRPL.
- Đối với các chất dinh dƣỡng, bổ sung không phải là chất gây hại thì thực hiện tại 3 nồng độ tại khoảng đầu, giữa và cuối khoảng tuyến tính.
1.7.4.5. So sánh hai giá trị trung bình
Chuẩn t đƣợc dùng để so sánh xem có sự khác nhau giữa giá trị thực nghiệm và giá trị thực hay không; phƣơng pháp này đƣợc ứng dụng hoặc để so sánh kết quả thực nghiệm với giá trị chuẩn trong mẫu kiểm tra hoặc để so sánh kết quả của
phƣơng pháp phân tích với phƣơng pháp đối chiếu. Trƣớc khi so sánh hai giá trị trung bình cần so sánh hai phƣơng sai [34].
So sánh hai phƣơng sai (chuẩn F – Fisher):
Tính toán giá trị Ftn (F thực nghiệm) theo công thức sau đây và so sánh với giá trị Fc (F tra bảng).
- Ftn: Giá trị F thực nghiệm
- S12, S22 : Các phƣơng sai của hai phƣơng pháp với quy ƣớc S12 > S22
Nếu: Ftn ≤ Fc (α, k1, k2): Hai phƣơng pháp có độ lặp lại (độ chụm) giống nhau. Nếu: Ftn > Fc (α, k1, k2): Hai phƣơng pháp có độ lặp lại khác nhau.
Khi hai phƣơng sai có sự đồng nhất, tính độ lệch chuẩn chung và giá trị ttn (t thực nghiệm) theo công thức sau đây và so sánh với giá trị tbảng (t tra bảng):
Trong đó:
ttn: Giá trị t thực nghiệm
tbảng (α, k = n1 + n2 - 2): Giá trị t tra bảng mức ý nghĩa α, bậc tự do k
n1, n2: Số lần thí nghiệm lần lƣợt của phƣơng pháp thử nghiệm và phƣơng pháp đối chiếu.
S12, S22: Phƣơng sai lần lƣợt của phƣơng pháp thử nghiệm và phƣơng pháp đối chiếu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
: Giá trị trung bình lần lƣợt của phƣơng pháp thử nghiệm và phƣơng pháp đối chiếu.
Nếu ttn ≤ tbảng(α, k): Không có sự khác nhau về kết quả của hai phƣơng pháp. Nếu ttn > tbảng(α, k): Có sự khác nhau về kết quả của hai phƣơng pháp, phƣơng pháp thử nghiệm mắc sai số hệ thống.
(15)
(16)
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Xác định hàm lƣợng asen trong một số loại thực phẩm: cà chua, rau, cá, tôm, ốc, trai, sữa tiệt trùng.
2.1.2. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu quy trình xác định hàm lƣợng asen thực phẩm bằng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kĩ thuật hidrua hóa sau khi xử lý mẫu bằng vi sóng, trong luận văn này chúng tôi tập trung nghiên cứu các vấn đề sau:
1/ Chọn các thông số đo của máy đo phổ bao gồm: + Bƣớc sóng hấp thụ của nguyên tố cần phân tích. + Khe sáng.
+ Chiều cao Burner.
+ Cƣờng độ dòng đèn catot rỗng. + Lƣu lƣợng khí axetilen.
2/ Khảo sát các điều kiện tạo hợp chất hidrua :
+ Khảo sát tỷ lệ chất tham gia phản ứng: Tốc độ dẫn dung dịch NaBH4 và HCl; tốc độ dẫn mẫu.
+ Khảo sát tốc độ khí mang
+ Nồng độ NaBH4, HCl ảnh hƣởng đến sự tạo khí asin. + Nồng độ KI, thời gian khi tiến hành khử As(V) về As(III)
3/ Khảo sát ảnh hƣởng của các nguyên tố có mặt trong dung dịch mẫu. 4/ Thẩm định phƣơng pháp:
+ Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đƣờng chuẩn trong phép đo. + Xác định giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lƣợng (LOQ). + Độ chụm (độ lặp lại) của phép đo.
+ Độ chụm độ lặp lại của phƣơng pháp (độ chệch, độ thu hồi).
5/ Ứng dụng phƣơng pháp vào xác định hàm lƣợng asen trong một số thực phẩm (rau, cá, tôm, ốc, trai, sữa tiệt trùng) và xác định hiệu suất thu hồi.
6/ Xác định hàm lƣợng asen trong các mẫu nghiên cứu bằng phƣơng pháp ICP-MS.
7/ So sánh kết quả phân tích bằng phƣơng pháp HVG-AAS với kết quả phân tích bằng phƣơng pháp ICP-MS.
2.1.3. Phƣơng pháp xử lý kết quả
Xử lý số liệu bằng phần mềm Excel và phần mềm Sigma Plot 10.0.
2.2. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT 2.2.1. Thiết bị 2.2.1. Thiết bị
- Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử 240FS AA - Agilent. - Bộ hidrua hóa, VGA 77 Vapor Generation – Agilent. - Cell thạch anh.
- Lò vi sóng phá mẫu, Microwave Digestion System: Multiwave 3000. - Phổ khối nguyên tử ICP-MS, NexION 300Q ICP-MS – Perkin Elmer. - Bộ lấy mẫu tự động Autosampler Model: SC-2 DX.
- Cân phân tích Sartorius, có độ chính xác đến 0,0001 g. - Bể siêu âm, Ultrasonic cleaner - Branson, 8821 OMT. - Cân kĩ thuật độ chính xác 0,01 g.
- Bếp cách thủy.
- Bếp khuấy từ gia nhiệt. - Máy nghiền mẫu IKA (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.2.2. Dụng cụ
- Bình định mức các loại 25, 50, 100, 200 ml. - Giấy lọc, loại trung tính.
- Phễu lọc, đũa thủy tinh.
- Pipet Eppendorf: 10 ml, 5 ml, 1000 µl, 200 µl. - Pipet thủy tinh các loại 2, 5, 10 ml.
- Cốc thủy tinh.
- Ống ly tâm polypropylen có nắp xoáy, chia vạch, 15ml, 50ml Falcon. - Dispensers - Repipet, 5, 10, and 20 mL.
2.2.3. Hóa chất
Tất cả hoá chất đem dùng đều là hoá chất tinh khiết dùng cho phân tích các nguyên tố lƣợng vết, loại PA (AR) của Merk hoặc tƣơng đƣơng.
- Chuẩn As dung dịch chuẩn gốc 1000 mg/L, (Merck). - As2O5 (Merck).
- Dung dịch chuẩn As (III) 1000 mg/L, Spex Certiprep - Dung dịch chuẩn Rh 10 mg/L, Spex Certiprep.
- Dung dịch Tuning solution 1 µg/L: Be, Ce, Fe, In, Li, Mg, Pb, U
- HNO3 68% - 70% , OPTIMA ultra-pure grade, Fisher Scientific..
- HCl 35% - 37%, OPTIMA ultra-pure grade, OPTIMA ultra-pure grade, Fisher Scientific.
- Dung dịch kiểm chuẩn đa nguyên tố 100 mg/L trong HNO3 4% dùng cho ICP-MS: (Multielement Verification Standards for ICP-MS: Cat.# ICP-MS-68B- A: ICP-MS-68B Solution A: 100mg/l in HNO3 4%).
- H2O2 30%, OPTIMA ultra-pure grade, Fisher Scientific. - NaOH tinh thể, tinh khiết thuốc thử (Merck).
- NaBH4, tinh khiết thuốc thử (AR), Aldrich Chemical Company. - KI, tinh khiết thuốc thử (AR), (Merck).
- Nƣớc cất hai lần. - Nƣớc deion.
- Khí Argon, (tinh khiết đến 99%). - Khí Argon, tinh khiết đến 99,9995%. - Khí Axetilen, (tinh khiết đến 99%).
2.2.4. Chuẩn bị hóa chất và dung dịch chuẩn
+ Chuẩn bị dung dịch chuẩn trung gian As (III)
- Lấy 1 ml dung dịch chuẩn As 1000 mg/L vào bình định mức 100 ml, định mức tới vạch định mức bằng HCl 10% thu đƣợc dung dịch chuẩn As 10 mg/L.
- Lấy 1 ml, 2 ml, 5 ml, 7,5 ml dung dịch chuẩn As 10 mg/L vào bình định mức 100 ml, định mức tới vạch định mức bằng HCl 10% thu đƣợc dung dịch chuẩn
As 100 µg/L, 200 µg/L, 500 µg/L, 750 µg/L. Từ dung dịch 500 µg/L hút 5 ml định mức 50 ml bằng HCl 10% đƣợc dung dịch 50 µg/L.
+ Dung dịch chuẩn As(V)
- Dung dịch chuẩn gốc As(V): hoà tan 1,534 g As2O5 vào nƣớc cất chứa 4 g NaOH. Định mức đến 1L. 1ml dung dịch chứa 1mg As(V).
- Dung dịch chuẩn As(V) trung gian: chuẩn bị nhƣ với dung dịch As(III). - Dung dịch chuẩn làm việc: chuẩn bị nhƣ với dung dịch As III).
+ Chuẩn bị dung dịch chuẩn làm việc
Dung dịch 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 µg/L: Từ dung dịch chuẩn 50 µg/L hút lần lƣợt 0,5 ml, 1,0 ml 2,0 ml và 5 ml cho vào bình định mức 50 đã thêm HCl 10%, thêm 5ml dung dịch KI 10 % và định mức bằng HCl 10%.
Dung dịch 10; 15; 20 µg/L: Lấy lần lƣợt 5,0 ml, 7,5 ml và 10,0 ml dung dịch chuẩn trung gian As 100 µg/L vào các bình định mức 50 ml đã thêm HCl 10%, thêm 5 ml dung dịch KI 10% và định mức bằng HCl 10%.
+ Chuẩn bị hóa chất (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Dung dịch KI 10%: Cân 10 gam KI hòa tan bằng nƣớc cất 2 lần định mức vào bình định mức 100 ml. Bảo quản trong bóng tối dùng trong một tuần.
- Dung dịch HCl 10% (v/v): Lấy 200 ml dung dịch HCl 37% vào bình định mức 2000 ml, định mức tới vạch định mức bằng nƣớc cất 2 lần.
- Dung dịch HCl 5M: Lấy 200 ml dung dịch HCl 37% vào bình định mức 1000 ml, định mức tới vạch định mức bằng nƣớc cất 2 lần.
- Dung dịch NaBH4 0,5% trong NaOH 0,5%: Cân 1 gam NaBH4, 1 gam NaOH hòa tan bằng nƣớc cất, định mức vào bình định mức 200 ml. Dung dịch dùng trong ngày, trƣớc khi dùng rung siêu âm 10 phút để loại bọt khí.
2.3. LẤY MẪU VÀ XỬ LÝ MẪU 2.3.1. Lấy mẫu 2.3.1. Lấy mẫu
* Vị trí lấy mẫu: Túc Duyên là chợ đầu mối lớn nhất cung cấp các sản phẩm nông nghiệp và hàng tiêu dùng cho hàng vạn cƣ dân Thành phố Thái Nguyên. Do
đó các mẫu thuộc các đối tƣợng khác nhau nhƣ mẫu rau, cá, tôm, ốc, trai, sữa tiệt trùng đều đƣợc lấy tại chợ Túc Duyên – phƣờng Túc Duyên – Thành phố Thái Nguyên. Mỗi mẫu sau khi lấy đều đƣợc ghi kèm các thông tin về vị trí lấy mẫu và loại mẫu đồng thời thu thập thêm thông tin.
Bảng 2.1: Tên mẫu và kí hiệu mẫu
STT Tên mẫu Ngày lấy mẫu Kí hiệu mẫu
1 Cà chua 02/7/2013 M1 2 Rau muống 02/7/2013 M2 3 Rau đay 02/7/2013 M3 4 Rau mồng tơi 02/7/2013 M4 5 Cà rốt 02/7/2013 M5 6 Cá Rô Phi 12/7/2013 M6 7 Cá trôi 12/7/2013 M7 8 Cá Chép 12/7/2013 M8 9 Tôm 12/7/2013 M9 10 Ốc 12/7/2013 M10 11 Trai 12/7/2013 M11
12 Sữa tiệt trùng IZZI có đƣờng 12/7/2013 M12 13 Sữa tiệt trùng IZZI hƣơng dừa 12/7/2013 M13 14 Sữa tiệt trùng IZZI hƣơng dâu 12/7/2013 M14
(*) Các mẫu được lấy từ 6h00 – 8h00 ngày 02/7/2013 và 12/7/2013.
2.3.2. Xử lý mẫu sơ bộ
* Mẫu động vật nhuyễn thể:
Trƣớc khi mổ ốc, trai, lấy thịt bên trong cần phải rửa kĩ lớp vỏ bên ngoài bằng nƣớc sạch để loại bỏ hết bùn, rêu, tảo hay các chất bẩn khác bám trên vỏ của chúng. Sau khi mổ lấy phần thân mềm của ốc, rửa sạch phần mô mềm thu đƣợc bằng nƣớc
cất 2 lần, thấm khô bằng giấy lọc sạch. Sau đó đồng nhất mẫu bằng máy nghiền mẫu. Cân mẫu vào ống ly tâm, đậy nắp kín, ghi tên và khối lƣợng mẫu, bảo quản trong tủ lạnh ở 2-40
C trong 2 ngày * Mẫu cá, tôm
Mẫu cá, tôm sau khi lấy về rửa sạch bằng nƣớc cất 2 lần để ráo nƣớc, dùng giấy lọc thấm khô:
- Mẫu tôm: Cắt bỏ phần râu và chân, lấy panh cắt phần gồm cả vỏ và thịt nạc của con tôm cho vào máy nghiền mẫu để đồng nhất (thấm khô nƣớc). Cân mẫu vào ống ly tâm đậy nắp kín, ghi tên mẫu và khối lƣợng cân mẫu, bảo quản trong tủ lạnh ở 2- 40
C trong 2 ngày.
- Mẫu cá: Lấy panh cắt phần thịt nạc trên lƣng của con cá cho vào máy nghiền mẫu để đồng nhất. Cân mẫu vào ống ly tâm đậy nắp kín, ghi tên mẫu và khối lƣợng cân, đƣợc bảo quản trong tủ lạnh ở 2-40C trong 2 ngày.
*Đối với mẫu rau:
Mẫu rau (rau muống, rau mồng tơi, rau đay, cà chua, cà rốt) sau khi lấy đƣợc chuyển mẫu vào túi nhựa có gắn mép để bảo quản, ghi ký hiệu tên mẫu và đƣợc chuyển về phóng thí nghiệm.
Tại phòng thí nghiệm mẫu đƣợc rửa sạch bằng nƣớc cất hai lần, để ráo nƣớc, cắt nhỏ. Cho vào máy nghiền mẫu để đồng nhất. Cân mẫu vào ống ly tâm, ghi tên và khối lƣợng mẫu, bảo quản trong tủ lạnh ở 2-40
C trong 2 ngày.
Để tránh nhiễm mẫu lƣỡi dao và các bộ phận khác của máy nghiền đƣợc vệ sinh kĩ, tráng rửa bằng axit HNO3 loãng và lau khô (thổi khô bằng khí nén) sau khi xử lý mỗi mẫu.
2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU VÀ QUY TRÌNH PHÂN TÍCH ASEN
Do kỹ thuật xử lý mẫu trong lò vi sóng có nhiều ƣu điểm nhƣ chỉ cần thời gian ngắn 50 đến 90 phút và phân hủy mẫu rất triệt để. Trong nghiên cứu này, chúng tôi chọn phƣơng pháp xử lý mẫu là xử lý mẫu trong hệ kín bằng lò vi sóng.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});