Trƣớc khi sử dụng điện cực than gƣơng thì điện cực phải đƣợc đánh bóng bằng bột Al2O3 0,3µm trên miếng nhung the, điện cực đƣợc đánh đến khi sáng bóng nhƣ gƣơng mới lắp vào bình cực phổ. Đồng thời trƣớc khi làm giàu chất phân tích trên bề mặt điện cực thì điện cực đƣợc làm sạch bằng cách hoạt hóa quét 5 chu trình liên tục trong khoảng thế từ 0V đến +1,3V. Các đƣờng von-ampe vòng đƣợc biểu diễn các hình 3.46 và hình 3.47.
77
Hình 3.46: Đƣờng CV của amlodipin a) nền đệm tacc = 60s; b) tacc = 0s, c) tacc= 60 s.
Hình 3.47: Đƣờng CV quét 5 vòng liên tục: 1) quét CV1, tacc = 60s, Eacc = 0V, 2) quét CV2; 3,4,5 ) quét CV 3,4,5
ĐKTN: amlodipin besylat 10-5M, ν= 100mV/s, tacc = 60s, pH = 5,0; Eacc = 0V
Qua kết quả hình 3.46 cho thấy, khi thời gian tích lũy 60s (đƣờng c) thì giá trị cƣờng độ dòng tăng gần gấp đôi khi không có tích lũy (đƣờng b). Nhƣ vậy, amlodipin besylat có hấp phụ trên điện cực than gƣơng. Tính chất hấp phụ đó còn đƣợc khẳng định hơn khi ghi đƣờng von-ampe vòng với 5 chu trình quét liên tục, trong đó vòng đầu tiên thì giá trị cƣờng độ dòng cao hơn, 4 vòng sau đó thì giá trị cƣờng độ dòng thấp hơn. Sở dĩ có hiện tƣợng khác nhau về giá trị cƣờng độ dòng của đƣờng CV quét liên tục sau khi có tích lũy 60s tại thế 0V vì khi quét vòng thứ nhất, amlodipin đã đƣợc tích lũy trên bề mặt điện cực, sau khi quét vòng thứ nhất thì chất đƣợc hòa tan ra khỏi bề mặt điện cực, không còn hấp phụ trên điện cực nữa, vòng thứ 2 cao hơn các vòng 3, 4, 5 có lẽ do chất chƣa đƣợc hòa tan hoàn toàn ra dung dịch. Các vòng 3, 4, 5 thì giá trị cƣờng độ dòng thấp và bằng nhau, tín hiệu cƣờng độ dòng của các đƣờng CV 3, 4, 5 tƣơng tự nhƣ khi nghi trực tiếp không có quá trình tích lũy. Điều này khẳng định thêm rằng amlodipin besylat có hấp phụ trên điện cực than gƣơng.
78
3.3.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của pH
Đƣờng vôn-ampe vòng (CV) ghi ở các giá trị pH khác nhau, cụ thể pH = 2,5; pH = 5,0; pH = 10,0 tốc độ quét 100mV/s, thời gian làm giàu 60s tại thế 0V, khoảng quét thế từ 0V đến +1,5V. Kết quả này khẳng định trong khoảng pH từ axít sang kiềm thì chỉ quan sát đƣợc một píc oxi hóa và píc oxi hóa là bất thuận nghịch.
3.2.1.4. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét thế
Ảnh hƣởng của tốc độ quét thế lên giá trị cƣờng độ dòng đƣợc khảo sát trong khoảng từ 5mV/s đến 1000mV/s cho thấy (hình 3.48), khi tăng tốc độ quét thế thì giá trị cƣờng độ dòng tăng, sự phụ thuộc giữa tốc độ quét thế (ν) và cƣờng độ dòng hòa tan (Ip) là một đƣờng thẳng tuyến tính đƣợc biểu diễn theo phƣơng trình logIp = 0,78 x logν + 1,01, hệ số tƣơng quan hồi quy R = 0,997, hệ số góc của đƣờng thẳng là 0,79 chứng tỏ amlodipin besylat hấp phụ tƣơng đối mạnh trên bề mặt điện cực than gƣơng. Ngoài ra, khi tăng tốc độ quét thế thì thế đỉnh píc dịch chuyển sang phía dƣơng hơn, điều này có thể khẳng định quá trình oxy hóa trên điện cực than gƣơng là bất thuận nghịch.
Hình 3.48: Sự phụ thuộc log ip vào log ν
ĐKTN: amlodipin besylat 10-5M, tacc =60s, pH = 5,0; Eacc = 0V, ν = 5 ÷ 1000mV/s
Tóm lại: Từ kết quả nghiên cứu của phƣơng pháp von-ampe vòng CV có thể kết luận đƣợc rằng, amlodipin besylat hấp phụ trên điện cực than gƣơng, píc oxy hóa hòa tan anot là bất thuận nghịch, hiện tƣợng hấp phụ chỉ xảy ra trên bề mặt điện cực.
79
3.3.2. Nghiên cứu các đặc tính hấp phụ của amlodipin besylat bằng DP-AdSV
3.3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng thế tích lũy (Eacc)
Các đƣờng von-ampe hòa tan phụ thuộc vào thế tích lũy đƣợc trình bày hình P2.6. Kết quả đo cƣờng độ dòng Ip phụ thuộc vào Eacc đƣợc biểu diễn hình 3.49.
Hình 3.49 : Sự phụ thuộc Ip vào Eacc
ĐKTN: amlodipin besylat 10-5M, tacc =30s, tcb =5s, pH = 5,0; ν = 12,5mV/s,
Eacc = -0,3V ÷ 0,4V
Kết quả thực nghiệm cho thấy, khi thế tích lũy chất trên điện cực tại thế dƣơng hơn 0V thì giá trị cƣờng độ dòng giảm, thế hấp phụ từ 0V đến -0,3V thì giá trị cƣờng độ dòng tăng không đáng kể, píc không đƣợc cân đối. Tuy nhiên, để đảm bảo độ chọn lọc của quá trình làm giàu tích lũy chất lên bề mặt điện cực, chúng tôi chọn thế hấp phụ là 0V.
3.3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH
Môi trƣờng pH là yếu tố quan trọng ảnh hƣởng đến quá trình oxy hóa của amlodipin besylat trên điện cực than gƣơng. Đệm Britton - Robinson có giá trị pH thay đổi từ 2,0 đến 11,0 đƣợc sử dụng để nghiên cứu. Các đƣờng von-ampe hòa tan phụ thuộc vào pH biểu diễn trên hình P2.7 và bảng P5.14. Kết quả đo đƣợc trình bày trên hình 3.50 và hình 3.51.
80
Hình 3.50: Sự phụ thuộc Ep vào pH
ĐKTN: amlodipin besylat 10-5M, thời gian sục khí 300s, tacc = 30s, tcb= 5s,
ν = 12,5mV/s, Eacc = 0V, pH = 2,0 ÷ 11,0
Hình 3.51: Sự phụ thuộc của Ip vào pH (ĐKTN như ở hình 3.50)
Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH cho thấy, khi tăng pH thì giá trị thế đỉnh píc giảm dần (thế đỉnh píc dịch chuyển sang phía giá trị nhỏ dần), cƣờng độ dòng tăng khi pH tăng từ 2,0 đến 5,0, sau đó cƣờng độ dòng giảm dần khi pH lớn hơn 6,0. Chọn môi trƣờng pH = 5,0 cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian tích lũy (tacc)
Sau khi chọn đƣợc thế tích lũy, pH thích hợp thì thời gian tích lũy là bao nhiêu, thời gian tích lũy lại phụ thuộc vào nồng độ của chất. Do vậy, chúng tôi đã khảo sát thời gian tích lũy ở hai mức nồng độ 10-7M và 10-6M. Các đƣờng von-ampe hòa tan tƣơng ứng đƣợc trình bày trên các hình P2.8, bảng P5.15, P5.16 và cƣờng độ dòng phụ thuộc vào thời gian tích lũy đƣợc biểu diễn trên hình 3.52.
81
Hình 3.52: Sự phụ thuộc Ip vào tacc
ĐKTN: Eacc = 0V, tacc = 0s ÷ 600s, tcb = 5s, ν = 12,5mV/s, pH = 5,0; amlodipin besylat
(Aml) 10-6M và 10-7M
Một số nhận xét rút ra từ kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian tích lũy của amlodipin besylat trên điện cực than gƣơng.
Khi tăng thời gian tích lũy (tacc) thì giá trị cƣờng độ dòng píc (Ip) tăng, tuy nhiên tăng tacc lên đến một giá trị nhất định khả năng hấp phụ chất trên điện cực bị bão hòa, không còn khả năng hấp phụ nữa. Đối với dung dịch 10-6M, 10-7M thời gian hấp phụ đạt bão hòa là 300s và 420s tƣơng ứng, tiếp tục tăng thời gian tích lũy thì cƣờng độ dòng không tăng, hấp phụ theo kiểu đơn lớp.
Khả năng hấp phụ đƣợc thể hiện rõ ràng khi khảo sát ảnh hƣởng của tacc. Cụ thể, với dung dịch amlodipin besylat 10-6M, sau thời gian 240s tích lũy chất lên điện cực than gƣơng thì giá trị cƣờng độ dòng cao gấp 5 lần so với trƣờng hợp không tích lũy làm giàu. Đối với dung dịch amlodipin besylat 10-7M, cũng sau thời gian làm giàu 240s thì giá trị cƣờng độ dòng cao gấp 20 lần so với trƣờng hợp không làm giàu.
3.3.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét thế
Đƣờng von-ampe hòa tan của amlodipin besylat phụ thuộc vào tốc độ quét thế đƣợc trình bày hình P2.9, đo giá trị trình bày bảng P5.17. Kết quả đo sự phụ thuộc Ip vào tốc độ quét thế (ν) đƣợc biểu diễn hình 3.53.
82
Hình 3.53: Sự phụ thuộc Ip vào tốc độ quét thế (ν) (ĐKTN: amlodipin besylat
10-5M, tacc =30s, Eacc = 0V, pH = 5,0; tcb= 5s, ν = 5 ÷ 100mV/s)
Qua kết quả khảo sát ảnh hƣởng của tốc độ quét thế cho thấy, khi tốc độ quét thế tăng thì cƣờng độ dòng píc tăng. Tuy nhiên, khi tốc độ quét thế tăng thì chân píc lệch nhiều, bán chiều rộng píc tăng và cách xa đƣờng nền 0V hơn. Hơn nữa, với kỹ thuật quét xung vi phân không quét đƣợc tốc độ cao nhƣ kỹ thuật sóng vuông. Do vậy, để đảm bảo đƣợc độ chọn lọc, píc cân đối, chúng tôi chọn tốc độ quét thế 12,5 mV/s để nghiên cứu.
3.3.2.5. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp DP-AdSV
Độ lặp lại: Tiến hành đo lặp lại 6 lần hai dung dịch có nồng độ 10-6M và 10-7M, các
giá trị trung bình tƣơng ứng là 48,03nA và 9,18nA với độ lệch chuẩn tƣơng đối tƣơng ứng là 1,4% và 7,1%. Do vậy, phƣơng pháp có thể đƣợc ứng dụng để xác định hàm lƣợng amlodipin besylat trong mẫu thuốc và mẫu sinh học đảm bảo độ đúng và độ chính xác.
83
Khoảng tuyến tính: Sau khi khảo sát các điều kiện tối ƣu ảnh hƣởng đến giá trị
cƣờng độ dòng nhƣ thế tích lũy, thời gian tích lũy, tốc độ quét thế…chúng tôi tiến hành xây dựng khoảng tuyến tính ở các nồng độ khác nhau từ 10-8M ÷ 10-7M và 10-7M ÷ 10-6M. 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90U (V) 75.0n 80.0n 85.0n 90.0n I (A ) (A) 0.40 0.60U (V) 0.80 1.00 80.0n 90.0n 100n 110n 120n 130n I (A ) (B) Hình 3.54: Đƣờng von-ampe hòa tan anot của amlodipin
A) amlodipin 10-8M ÷ 10-7M, tacc = 300s; B) amlodipin 10-7M ÷ 10-6M, tacc =120s
ĐKTN: Eacc = 0V, pH = 5,0; ν = 12,5 mV/s
Hình 3.55: Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ amlodipin besylat trong khoảng
84
Hình 3.56: Sự phụ thuộc Ip vào nồng độ amlodipin besylat trong khoảng 10-8M - 10-7M
(ĐKTN: Eacc = 0V, tacc =300s, pH = 5, ν = 12,5 mV/s)
Với khoảng nồng độ 10-7M - 10-6M, phƣơng trình hồi quy tuyến tính là Ip = (4,51± 0,21) Cx.10-7 + (6,45 ± 1,23), hệ số tƣơng quan hồi quy R = 0,995.
Với khoảng nồng độ 10-8M - 10-7M, phƣơng trình hồi quy tuyến tính là Ip = (1,75 ± 0,31) Cx 10-8 - (0,65 ± 0,17), R2 = 0,994, SD = 0,30.
Từ phƣơng trình hồi quy tuyến tính trong khoảng 10-8M - 10-7M xác định đƣợc giới hạn phát hiện của phƣơng pháp LOD là 5,1x10-9M, giới hạn định lƣợng LOQ là 1,7x10-8M.
3.3.3. Nghiên cứu tính chất điện hóa của amlodipin besylat bằng phƣơng pháp tổng trở tổng trở
Tiến trình thực nghiệm đo phổ tổng trở theo phần 2.2.5. Kết quả đƣợc biểu diễn trên hình 3.57, hình 3.59, hình 3.60 và hình 3.62 là phổ tổng trở đƣợc biểu diễn trên mặt phẳng phức (đồ thị Nyquist) của amlodipin besylat có nồng độ 10-4M ở các thế khác nhau. Sơ đồ tƣơng đƣơng tìm thấy theo 3 mô hình phản ánh diễn biến các quá trình xảy ra phụ thuộc vào thế. Các giá trị thực nghiệm và mô phỏng theo sơ đồ tƣơng đƣơng gần trùng khít lên nhau.
85
Hình 3.57: Tổng trở của amlodipin trên mặt phẳng phức tại các thế từ 0V đến -0,8V (Z’là phần thực của tổng trở, Z’’ là phần ảo của tổng trở)
ĐKTN: amlodipin besylat 10-4M, Erange= 0V ÷ -1,2V, bước thế 0,1V, f = 100kHz ÷ 100 mHz
Hình 3.58: Sơ đồ mạch điện tƣơng đƣơng tại các thế từ 0V đến - 0,8V
Rs: dung dịch, Cdl: điện dung lớp kép, Cad: điện dung hấp phụ, Rad: điện trở hấp phụ, W: điện trở khuếch tán(σ), Rct: điện trở chuyển điện tích. Rad W Cad Rs Rct Cdl
Hình 3.59: Đồ thị Nyquist của amlodipin besylat tại các thế -0,9V đến -1,0V
86
Hình 3.60: Đồ thị Nyquist của amlodipin besylat tại thế -1,1V
(ĐKTN như ở hình 3.57) Rct Rad W Rs Cad Cdl
Hình 3.61: Sơ đồ mạch điện tƣơng đƣơng tại các thế -0,8V đến -1,1V
Hình 3.62: Đồ thị Nyquist của amlodipin besylat tại thế -1,2V
Hình 3.63: Sơ đồ mạch điện tƣơng đƣơng tại thế -1,2V
Các giá trị mô phỏng tính toán từ sơ đồ tƣơng đƣơng của amlodipin besylat đƣợc tổng hợp trong bảng 3.6.
87
Bảng 3.6: Giá trị các thành phần trong sơ đồ mạch điện tƣơng đƣơng Thế Rdd (kΩ) Cdl(nF) Rct(kΩ) Cad(nF) Rad(Ω) σ(MΩs-1/2) 0 2,43 20,43 4347,0 20,43 834,4 1,59 -0,1 7,10 11,80 5017,0 11,80 889,7 1,38 -0,4 6,52 19,28 1425,0 19,28 70,8 1,38 -0,5 5,04 20,13 588,3 20,18 66,7 1,45 -0,6 5,26 18,29 240,7 18,29 79,9 1,58 -0,7 5,20 20,90 171,7 20,94 67,2 2,10 -0,8 1,84 1,32 180,3 0,13 17,3 1,09 -0,9 3,11 0,21 207,2 0,21 94,6 0,73 -1,0 5,16 104,70 66,2 0,48 86,0 0,18 -1,1 0,02 647,80 18,1 0,15 10,5 0,63
Theo sơ đồ mô phỏng ở hình 3.58, khi đo trong khoảng điện thế từ 0V đến - 0,8V gồm 6 thành phần: Điện trở dung dịch Rdd, điện trở chuyển điện tích Rct, điện dung lớp kép Cdl, điện trở hấp phụ Rad, điện dung hấp phụ Cad và quá trình khuếch tán Warburg (σ). Trong sơ đồ gồm 2 mạch song song với nhau, mạch 1 gồm điện dung lớp kép (Cdl) và điện trở chuyển điện tích (Rct) ghép song song với nhau, mạch 2 gồm điện dung hấp phụ ghép song song với điện trở hấp phụ và điện trở khuếch tán. Quá trình hấp phụ chất lên bề mặt điện cực bị ảnh hƣởng bởi điện trở hấp phụ và khuếch tán. Điện trở càng lớn thì điện dung càng nhỏ và ngƣợc lại. Tuy nhiên, các đại lƣợng trong đó có mối liên hệ chặt chẽ và ảnh hƣởng tới quá trình hấp phụ. Theo NCS thì quá trình khuếch tán ảnh hƣởng nhiều có tính quyết định đến quá trình hấp phụ. Theo công thức tính hệ số khuếch tán (D) ta có: D = 2R2T2/n4F4A2C2σ2 (Ω/cm2) [28], khi σ lớn thì D nhỏ tức là yếu tố cản lại quá trình hấp phụ nhỏ thì khả năng hấp phụ chất lên bề mặt điện cực là lớn nhất. Kết quả tính toán từ sơ đồ tƣơng đƣơng trình bày trong bảng 3.6 cho thấy: Tại các thế từ 0V đến -0,7V thì giá trị điện dung hấp phụ cao, ít thay đổi dao động trong khoảng từ 18,2nF đến 21,0nF. Tại giá trị thế -0,8V thì giá trị điện dung hấp phụ giảm mạnh chỉ còn 0,1305nF, mặc dù điện trở hấp phụ nhỏ nhƣng hệ số khuếch
88
tán lớn (σ nhỏ). Sang sơ đồ mạch điện tƣơng đƣơng ở hình 3.61 phù hợp cho các giá trị tại các thế -0,9V; -1,0V và -1,1V thì trong sơ đồ gồm có 2 mạch nối tiếp nhau: mạch 1 gồm điện dung lớp kép và điện trở chuyển điện tích song song với nhau; mạch 2 gồm điện dung hấp phụ, điện trở hấp phụ và khuếch tán. Quá trình hấp phụ chất lên bề mặt điện cực bị ảnh hƣởng nhiều bởi các quá trình ở mạch 1. Cụ thể, tại thế -0,9V thì điện trở chuyển điện tích rất cao, ngăn cản sự hình thành lớp điện kép nên điện dung hấp phụ rất nhỏ. Tại các thế -1,0V và -1,1V điện dung lớp kép lớn nhƣng sang mạch hấp phụ thì quá trình khuếch tán rất nhỏ lại ảnh hƣởng đến quá trình hấp phụ (khuếch tán chậm chất đến bề mặt điện cực) nên điện dung hấp phụ nhỏ. Khi chuyển sang thế -1,2V thì điện dung hấp phụ không xuất hiện, sơ đồ tƣơng đƣơng biểu diễn hình 3.63 gồm các thành phần điện trở dung dịch Rdd, điện dung thành phần pha không đổi Ccp, khuếch tán W và điện trở cảm ứng L. Trong mạch điện thấy rõ rằng, tại thế -1,2V không xảy ra quá trình hấp phụ chất trên điện cực GCE đƣợc nữa, chỉ còn là quá trình khuếch tán chất. Từ kết quả điện dung hấp phụ tính lƣợng chất hấp phụ trên bề mặt điện cực GCE theo công thức trình bày phần 2.2.5.
Bảng 3.7: Lƣợng chất amlodipin besylat hấp phụ trên điện cực GCE E(V) 0 -0,1 -0,4 -0,5 -0,6 -0,7 -0,8 -0,9 -1,0 -1,1 m(µg/cm2) 46,1 26,6 43,5 45,6 41,3 47,3 0,3 0,5 1,1 0,3
Từ kết quả cho thấy, lƣợng chất hấp phụ tại các thế 0V, -0,5V; -0,6V và -0,7V là cao, khi thế âm hơn thì quá trình hấp phụ chất lên bề mặt điện cực than gƣơng bị giảm rõ rệt. Kết quả nghiên cứu đƣợc theo phƣơng pháp phổ tổng trở phù hợp với kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thế tích lũy bằng phƣơng pháp von-ampe hòa tan hấp phụ xung vi phân. Việc chọn thế hấp phụ tại 0V trong phƣơng pháp von-ampe hòa tan xung vi phân cũng là hoàn toàn hợp lý.
Một số nhận xét rút ra khi nghiên cứu tính chất điện hóa của amlodipin besylat
Amlodipin besylat có hoạt tính điện hóa, hấp phụ mạnh và oxy hóa trên điện cực GCE, píc oxi hóa là không thuận nghịch. Đặc tính hấp phụ đƣợc khẳng định qua phổ tổng trở và sơ đồ mạch điện tƣơng đƣơng.
89
- Các điều kiện tối ƣu hóa để cƣờng độ dòng píc hòa tan anot cao: Eacc= 0V, tacc= 60s