Nghiên cứu lựa chọn một kỹ thuật phổ hấp thu nguyên tử thích hợp trên máy aa800 perkin elmer tại viện vsyt cc tp. Hcm để xác định tổng selen trong thịt và tỏi

LÊ THÙY TRINH NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MỘT KỸ THUẬT PHỔ HẤP THU NGUYÊN TỬ THÍCH HỢP TRÊN MÁY AA800 PERKIN ELMER TẠI VIỆN VSYT-CC TP.HCM ĐỂ XÁC ĐNNH TỔNG SELEN TRONG THNT VÀ TỎI LUẬN VĂN THẠ

LÊ THÙY TRINH

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MỘT KỸ THUẬT PHỔ HẤP THU NGUYÊN TỬ THÍCH HỢP TRÊN MÁY AA800 PERKIN ELMER TẠI VIỆN VSYT-CC TP.HCM

ĐỂ XÁC ĐNNH TỔNG SELEN TRONG THNT VÀ TỎI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2010

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Mục lục

Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục hình vẽ, đồ thị

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN 2

1.1 TỔNG QUAN VỀ SELEN 2

1.1.1 Nguyên tố selen trong bảng tuần hoàn 2

1.1.2 Một số hợp chất của selen trong tự nhiên 2

1.1.3 Một số ứng dụng của selen 2

1.1.4 Tác động của selen đến sức khỏe con người 3

1.1.5 Các qui định về nhu cầu Se hàng ngày 5

1.1.6 Một số thực phm giàu selen 5

1.2 SƠ LƯỢC VỀ THIẾT BN GHI ĐO PHỔ HẤP THU NGUYÊN TỬ 5

1.2.1 Nguồn bức xạ kích thích phổ hấp thu 6

1.2.2 Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích 6

1.2.3 Bộ đơn sắc và bộ ghi đo tín hiệu 6

1.3 GIỚI THIỆU MÁY AA800 – PERKIN ELMER 7

1.3.1 Kỹ thuật lò graphite (GF-AAS) 8

1.3.2 Kỹ thuật Hydride (HG-AAS) 8

1.3.3 Kỹ thuật Hydride – Graphite (HG-GF-AAS) 8

1.4 MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC XÁC ĐNNH SELEN TRONG THỰC PHẨM 9

CHƯƠNG 2 - THỰC NGHIỆM 10

2.1 HÓA CHẤT – THIẾT BN - DỤNG CỤ 10

2.1.1 Hóa chất 10

2.1.2 Chun bị hóa chất 10

2.1.3 Thiết bị 11

2.4 NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ NỒNG ĐỘ KIỂM TRA ĐỘ NHẠY

(C SCheck ) CỦA TỪNG KỸ THUẬT PHÂN TÍCH 13

2.4.1 Đặt vấn đề: 13

2.4.2 Tiến hành thực nghiệm 14

2.4.3 Kết luận 21

2.5 NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ GIỚI HẠN PHÁT HIỆN VÀ KHOẢNG BẤT ỔN CỦA KỸ THUẬT GF-AAS VÀ HG-AAS DỰA VÀO ĐỒ THN CHUẨN 22

2.5.1 Đối với kỹ thuật GF-AAS 22

2.5.2 Đối với kỹ thuật HG-AAS 22

2.5.3 Nhận xét: 23

2.6 NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KỸ THUẬT GF-AAS VÀ HG-AAS THEO CÁC TIÊU CHÍ THỰC TIỄN 23

2.7 NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH XÁC ĐNNH TỔNG SELEN TRONG THNT VÀ TỎI 24

2.7.1 Lấy mẫu và Xử lý mẫu trước khi khử 24

2.7.2 Tiến hành tiền khử Se(VI) thành Se(IV) bằng HCl(1:1) 27

2.7.3 Giai đoạn đo đạc kết quả 28

2.8 HIỆU SUẤT THU HỒI CỦA QUI TRÌNH PHÂN TÍCH 29

2.9 QUI TRÌNH CHI TIẾT ĐỂ XÁC ĐNNH TỔNG HÀM LƯỢNG SELEN TRONG THNT VÀ TỎI 31

CHƯƠNG 3 – BÀN LUẬN 33

3.1 VỀ TÌNH HÌNH THỰC TẾ MÁY AA800 PERKIN ELMER TRONG VIỆC LỰA CHỌN KỸ THUẬT 33

3.2 LỰA CHỌN CÁC TIÊU CHÍ ĐỂ ĐÁNH GIÁ VÀ SO SÁNH CÁC KỸ THUẬT PHÂN TÍCH BẰNG PHỔ HẤP THU NGUYÊN TỬ 33

3.5 VỀ QUY TRÌNH PHÂN TÍCH KỸ THUẬT GF-AAS VÀ HG-AAS 34 CHƯƠNG 4 – KẾT LUẬN 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 PHỤ LỤC 39

6 DRI: Dietary Reference Intakes- Mức thu nhận tiêu chuNn

7 DPI: Dietary permit Intakes- Mức thu nhận cho phép

8 EDL: electroless discharge lamps – đèn phóng điện khuyết cực

9 FIAS: flow injection analysis system – hệ thống tiêm dòng chảy

10.CChar: Characteristic Concentration nồng độ đặc trưng

11.CScheck: Sensitivity Check Concentration – nồng độ kiểm tra độ nhạy

12.LOD: limit of detection – giới hạn phát hiện

13.UX-tâm: khỏang bất ổn mở rộng tại tâm đường chuNn

14.G, g: lượng cân (gam)

15.NaBH4: Sodium borohydride

Bảng 1.1 Qui định nhu cầu Se hàng ngày theo tuổi và giới tính……….5

Bảng 2.1:Bảng danh sách mẫu nghiên cứu……… 12

Bảng 2.2: So sánh nồng độ kiểm tra độ nhạy các kỹ thuật phổ nguyên tử…… 13

Bảng 2.3: Điều kiện tiến hành GF-AAS……… …14

Bảng 2.4: Đồ thị chuNn xác định Se theo kỹ thuật GF-AAS……….… 14

Bảng 2.5: Điều kiện tiến hành của kỹ thuật HG-AAS……….…….15

Bảng 2.6: Đồ thị chuNn xác định Se theo kỹ thuật HG-AAS………15

Bảng 2.7: So sánh nồng độ kiểm tra độ nhạy của 2 kỹ thuật phổ nguyên tử………16

Bảng 2.8: Các điều kiện của kỹ thuật HG-GF-AAS……….17

Bảng 2.9: Bảng so sánh tín hiệu lý thuyết và thực tế khi đo chuNn Se……….……20

Bảng 2.10: Đồ thị chuNn xác định Se theo kỹ thuật GF-AAS……… 22

Bảng 2.11: Đồ thị chuNn xác định Se theo kỹ thuật HG-AAS……… ……22

Bảng 2.12: Bảng so sánh các tiêu chí thực tiễn của kỹ thuật GF-AAS và HG-AAS……… 23

Bảng 2.13: Bảng khảo sát thể tích HCl(1:1) cần dùng để khử selen……… 27

Bảng 2.14: Bảng kết quả đo mẫu tỏi và thịt……… … 29

Bảng 2.15: Kết quả hiệu suất thu hồi khi thê.m chuNn 4ppb vào mẫu……… 30

Bảng 2.16: Kết quả hiệu suất thu hồi khi thêm chuNn 1ppb vào mẫu………… 30

Hình 1.1: Thực phNm giàu Se……… ……… 5

Hình1.2: Các bộ phận trong AAS……….……… 5

Hình 1.3: Dạng ngoài của máy AA800 hãng Perkin Elmer…… ……….7

Hình 2.1: Kỹ thuật HG-GF-AAS, mẫu không Se, có “end-cap”, chất mang là HCl 10%, chất khử là NaBH4 0.2% 18

Hình 2.2: Kỹ thuật HG-GF-AAS, mẫu có Se (C=1ppb), có “end-cap”, chất mang là HCl 10%, chất khử là NaBH4 0.2% 19

Hình 2.3: Kỹ thuật HG-GF-AAS, mẫu có As (C=8ppb), có “end-cap”, chất mang là HCl 10%, chất khử là NaBH4 0.2% 19

Hình 2.4: Kỹ thuật HG-GF-AAS, mẫu không Se, không “end-cap”, chất mang là HCl 10%, chất khử là NaBH4 0.2% … ………20

Hình 2.5: Kỹ thuật HG-GF-AAS, mẫu Se(C=4ppb), không “end-cap”, chất mang là HCl 10%, chất khử là NaBH4 0.2% 21

Hình 2.6: Kỹ thuật HG-GF-AAS, mẫu có Se(C=10ppb), không “end-cap”, chất mang là HCl 10%, chất khử là NaBH4 0.2………21

Hình 2.7: Khi cho acid vào mẫu 25

Hình 2.8: Sau khi ngâm mẫu trong acid sau 1 ngày 25

Hình 2.9: Khi bắt đầu đun mẫu 26

Hình 2.10: Khi mẫu gần xử lý xong 26

Hình 2.11: Khi mẫu xử lý xong 27

Hình 2.12: ChuNn Se 10ppb (kỹ thuật HG-AAS) 28

Hình 2.13: Bếp Memmert gia nhiệt thực hiện tiền khử 28

MỞ ĐẦU

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, selen (Se) được thừa nhận là một trong những nguyên tố vi lượng thiết yếu cho cơ thể con người Nguyên tố này được đưa vào cơ thể bởi một số thực phNm giàu selen như: thịt , cá, ngũ cốc, tỏi … Thiếu hụt selen có thể dẫn tới một số bệnh hiểm nghèo, ví dụ bệnh Keshan (thoái hóa cơ tim), có nguy cơ gây tử vong

Tuy nhiên, sự dư thừa selen lại gây ngộ độc Ví dụ gây rối loạn đường tiêu hóa, rụng tóc, bong tróc móng tay chân, mệt mỏi, tổn thương thần kinh Trường hợp nghiêm trọng có thể gây ra bệnh xơ gan, phù phổi và tử vong

Vì thế cần phải giám sát chặt chẽ hàm lượng selen trong các loại thực phNm thông dụng để phòng tránh thiếu hụt và dư thừa selen trong cơ thể

Hiện nay, hàm lượng selen trong thực phNm thường được xác định bằng phương pháp phổ hấp thu nguyên tử Đáng chú ý trên thiết bị AA800-Perkin Elmer-

Mỹ có thể sử dụng bốn kỹ thuật của phương pháp AAS Cụ thể là:

• Kỹ thuật ngọn lửa (F-AAS)

• Kỹ thuật lò Graphite (GF-AAS)

• Kỹ thuật Hydride - Bộ gia nhiệt bằng điện cho cuvet thạch anh (HG-AAS) Như vậy, mỗi khi sử dụng thiết bị đa năng AA800-Perkin Elmer này ta luôn

đối diện với vấn đề lựa chọn kỹ thuật thích hợp Luận văn này là một nghiên cứu

thử nghiệm đầu tiên về sự lựa chọn đó trên đối tượng xác định tổng hàm lượng selen trong thịt và tỏi

TÊN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN

Nghiên cứu lựa chọn một kỹ thuật phổ hấp thu nguyên tử thích hợp trên máy AA800 Perkin Elmer tại Viện VSYT-CC Tp.HCM

để xác định tổng selen trong thịt và tỏi

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ SELEN

1.1.1 Nguyên tố selen trong bảng tuần hoàn

• Ký hiệu hóa học Se

• Selen có số nguyên tử 34

• Selen là một phi kim, về mặt hóa học rất giống với lưu huỳnh và telur[4,12,22]

• Ở trạng thái hơi nguyên tử, nguyên tố Se có cấu hình cơ bản là (Ar) 3d10 4s24p4, ứng với mức triplet 3P2,1,0 Cấu hình kích thích kế cận là (Ar) 3d10 4s24p3 5s, ứng với mức triplet chập vào nhau 3S1 Theo qui tắc lọc lựa, các

chuyển dời được phép tạo ra các vạch hấp xạ sau :

• Trong thực nghiệm, thường chọn vạch 196.026 nm để đo Se

1.1.2 Một số hợp chất của selen trong tự nhiên

• Selen có vai trò sinh học và được tìm thấy trong hợp chất hữu cơ như dimethyl selenur, selenomethionin, selenocystein, methylselenocystein[16,23] Trong các hợp chất này, selen đóng vai trò tương tự như lưu huỳnh

• Selen có mặt tự nhiên trong một số dạng hợp chất vô cơ, bao gồm selenur Se(-II), selenit Se(IV) và selenat Se(VI) Trong đất, selen thường xuất hiện trong các dạng hòa tan như selenat (tương tự như sulfat) và bị thNm thấu rất

Selen được sử dụng cùng bismuth để hàn đồng thau, thay thế cho chì -

độc hại hơn Nó cũng dùng để cải thiện sức kháng mài mòn của cao su lưu

hóa

• Công nghiệp điện tử và nhiếp ảnh[23]

Selen được dùng trong kỹ thuật photocopy, chế tạo đầu dò quang điện và pin mặt trời Nó đã từng được sử dụng rộng rãi trong các bộ nắn dòng

Selen được dùng trong kỹ thuật nhiếp ảnh như là chất tạo sắc thái bởi nhiều nhà sản xuất giấy ảnh như Kodak và Fotospeed

• Y học và dinh dưỡng[23]

Chất selen disulfur, SeS2, được sử dụng như là hoạt chất trong một vài

loại dầu gội đầu chống gàu (do tác dụng diệt trừ nấm da đầu Malassezia)

Thành phần này cũng được dùng trong mỹ phNm để điều trị nấm da Tinea

Trong cơ thể người, selen tham gia vào một số quá trình tổng hợp vitamin

và các chất bổ sung dinh dưỡng khác, với liều từ 50 tới 200 microgam/ngày cho người lớn Một vài loại cỏ làm thức ăn cho gia súc cũng được tăng cường selen

1.1.4 Tác động của selen đến sức khỏe con người

• Thiếu hụt selen[23]

Thiếu hụt selen có thể làm tổn thương chức năng ruột ở những người phải trải qua chế độ dinh dưỡng ngoài ruột tổng thể hoặc những người sử dụng thực phNm gieo trồng trên các vùng đất nghèo selen Tại Hoa Kỳ, DPI (Dietary permit Intakes- Mức thu nhận cho phép) cho người lớn là 55 µg/ngày Tại Vương quốc Anh nó là 75 µg/ngày cho đàn ông và 60 µg/ngày cho đàn bà

Thiếu hụt selen có thể dẫn tới bệnh Keshan (thoái hóa cơ tim) là bệnh có nguy cơ cao gây tử vong Thiếu hụt selen cũng góp phần (cùng thiếu hụt iốt) vào bệnh Kashin-Beck (thoái hóa mô chất sụn) Các bệnh này chủ yếu phổ biến ở một số vùng tại Trung Quốc nơi mà đất thiếu hụt selen nghiêm trọng

Selen cần thiết để chuyển hóa hormol tuyến giáp thyroxin (T4) thành dạng hoạt hóa hơn là triiodothyronin Vì thế, thiếu hụt selen có thể sinh ra các triệu chứng của giảm hoạt động tuyến giáp, bao gồm cực kỳ mệt mỏi, trì

độn tinh thần, bệnh bướu cổ, chứng ngu độn và sNy thai

• Dư thừa selen[23]

Việc sử dụng vượt quá giới hạn trên của DRI (Dietary Reference Intakes- Mức thu nhận tiêu chuNn) là 400 microgam/ngày có thể dẫn tới ngộ độc selen Các triệu chứng ngộ độc selen bao gồm các rối loạn đường tiêu hóa, rụng tóc, bong, tróc móng tay chân, mệt mỏi, gây tổn thương thần kinh Trường hợp nghiêm trọng có thể gây ra bệnh xơ gan, phù phổi và tử vong

Selen nguyên tố và phần lớn các selenur kim loại có độc tính tương đối thấp Ngược lại, các selenat và selenit lại cực độc , tương tự như arsenur Selenur hydrogen là một chất khí cực kỳ độc Selen cũng có mặt trong một

số hợp chất hữu cơ như dimethyl selenua, selenomethionin, selenocystein và methyl-seleno-cystein, tất cả các chất này đều có hiệu lực sinh học cao và

độc hại khi ở liều lượng lớn Selen kích thước nano có hiệu lực tương đương,

nhưng độc tính thấp hơn nhiều

Ngộ độc selen từ các hệ thống cung cấp nước có thể xảy ra khi các dòng chảy của các hệ thống tưới tiêu chảy qua vùng đất khô cằn Quá trình này làm thNm thấu các hợp chất selen tự nhiên và hòa tan trong nước (như các selenat), chúng sau đó có thể tích lũy đậm đặc hơn trong các vùng "đất Nm

ướt" mỗi khi nước bay hơi đi Nồng độ selen cao sinh ra theo kiểu này đã được tìm thấy như là nguyên nhân gây ra một số rối loạn bNm sinh nhất định

ở chim sống trong các vùng đất Nm ướt

1.1.5 Các qui định về nhu cầu Se hàng ngày

Bảng 1.1 – Qui định nhu cầu Se hàng ngày theo tuổi và giới tính[1]

Lứa tuổi Selen (µg/ngày) Lứa tuổi Selen (µg/ngày)

1.2.1 Nguồn bức xạ kích thích phổ hấp thu

Nguồn này phát ra một dãy vạch phổ nguyên tử đặc trưng cho từng nguyên

tố cần đo Đối với Se là chùm vạch triplét 206.279 nm, 203.985 nm, 196.026

nm [7] Các nguồn kích thích thông dụng là: đèn catod rỗng và đèn phóng đện khuyết cực

1.2.2 Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích

Hệ thống này tạo ra nhiệt độ thích hợp và ổn định để nguyên tử hóa nguyên

tố thành trạng thái hơi rời rạc Có hai loại kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu là kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa đèn khí Flame-AAS và kỹ thuật nguyên

tử hóa không ngọn lửa

• Kỹ thuật nguyên tử hóa ngọn lửa là quá trình nguyên tử hóa nhờ nguồn nhiệt của ngọn lửa đèn khí mà phổ biến nhất là ngọn lửa C2H2/không khí Kỹ thuật Flame-AAS cho phép xác định nhanh, đúng, chính xác các kim loại ở mức ppm

• Kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa[10] gồm hai loại chính là lò graphite

và hydride Kỹ thuật lò graphite cho phép xác định nhanh, đúng, chính xác ở mức ppb Kỹ thuật hydride cho phép xác định một số nguyên tố có khả năng tạo khí hydride, dễ dàng nguyên tử hóa ở nhiệt độ thấp; phép xác định nhanh,

đúng, chính xác ở mức ppb

1.2.3 Bộ đơn sắc và bộ ghi đo tín hiệu

• Bộ đơn sắc có độ phân giải cao, cho phép tách phổ hấp thu thành các vạch

đơn sắc tại khe ra của máy đo phổ hấp thu nguyên tử

• Bộ ghi đo tín hiệu có chức năng chuyển hóa tín hiệu quang thành tín hiệu

điện, khuyếch đại tín hiệu điện và ghi đo phổ

1.3 GIỚI THIỆU MÁY AA800 – PERKIN ELMER

Hình 1.3: Dạng ngoài của máy AA800 hãng Perkin Elmer

Máy này bao gồm chế độ ngọn lửa và lò graphite cho phép chuyển đổi dễ dàng bằng việc điều khiển hoàn toàn tự động bằng phần mềm và máy vi tính Ngoài

ra, còn trang bị hệ thốngFIAS 100 sử dụng kỹ thuật tiêm dòng chảy liên tục vào

bộ gia nhiệt bằng điện cho cuvet thạch anh Vậy, các kỹ thuật của hệ AA800 gồm 4 kỹ thuật như sau:

 Kỹ thuật ngọn lửa (F-AAS)

 Kỹ thuật lò graphite (GF-AAS)

 Kỹ thuật Hydride-Bộ gia nhiệt bằng điện cuvet thạch anh (HG-AAS) Trong 4 kỹ thuật nêu trên, thì kỹ thuật F-AAS chỉ được sử dụng khi hàm lượng nguyên tố ở mức ppm Vì thế, sẽ không xét trong luận văn này

Thực tế, để xác định Se trong thực phNm có thể sử dụng một trong ba kỹ thuật còn lại Đó là GF-AAS, HG-AAS, HG-GF-AAS Có thể đưa ra các thông số sau

đây để đánh giá và lựa chọn kỹ thuật thích hợp nhất: độ nhạy, độ chính xác, độ đúng

1.3.1 Kỹ thuật lò graphite (GF-AAS)

• Lò graphite[19] có hai loại: lò graphite gia nhiệt theo chiều dọc và lò graphite gia nhiệt theo chiều ngang Hệ thống AA800 dùng loại lò graphite gia nhiệt theo chiều ngang THGA (Transversely Heated Graphite Atomizer) vì với thiết kế như vậy thì sự gia nhiệt giống nhau theo toàn bộ chiều dài ống nên loại trừ hay giảm đáng kể sự ngưng tụ mẫu và nền so với kiểu lò đốt dọc

• Ống graphite được dùng là loại ống graphite hoạt hoá nhiệt gắn sàn đỡ L’vov

– là một tấm nhỏ Graphite rắn chắc hoạt hoá nhiệt, được lồng vào trong ống Graphite Với cấu tạo của sàn đỡ L’vov dạng mặt cong nên tiếp xúc thành lò

ít hơn, gia nhiệt qua khí quyển Ar nên chậm hơn và đồng nhất hơn

Chức năng sàn đỡ L’vov: cách ly mẫu khỏi thành ống graphite do đó cho phép sự nguyên tử hoá mẫu xảy ra tốt hơn trong môi trường cân bằng nhiệt nhờ sự đốt nóng gián tiếp – đó là các bức xạ phát ra từ thành ống

Với ống Graphite có “end cap”[14] (tức là có nắp ở hai đầu để hạn chế thất thoát hơi nguyên tử Se) sẽ cải thiện khối lượng đặc trưng với các nguyên tố chịu nhiệt và nguyên tố dễ bay hơi như As, Se, Ag, Cd, Cu, Cr, Pb, Co, Tl và sấy khô nhanh chóng hơn các hợp chất nền phức tạp vì lỗ tiêm lớn

• Ngoài ra, có chế độ bổ chính nền tự động bằng hiệu ứng Zeeman Khi có hiệu ứng Zeeman, vạch phổ của nguyên tố bị phân thành 2, 4,… nhánh đối xứng qua tâm vạch, còn tại tâm chỉ là nền của phổ liên tục Bằng cách đo phổ khi có và không có hiệu ứng Zeeman sẽ khử bỏ được phổ nền liên tục

• Bộ lấy mẫu tự động cho lò Graphite

1.3.2 Kỹ thuật Hydride (HG-AAS)

• Mẫu được hoá hơi Hydride Hơi này được dẫn liên tục vào ống thạch anh và

được nguyên tử hoá ở nhiệt độ thấp (<1000 độ C) [18]

• Ống thạch anh được gia nhiệt bằng điện nên kiểm soát được nhiệt độ Thời

gian sử dụng ống khá lâu

1.3.3 Kỹ thuật Hydride – Graphite (HG-GF-AAS)

• Mẫu được hoá hơi hydride và được nguyên tử hoá trong lò graphite

• Ống graphite được xử lý bằng dung dịch muối Iridium (Ir) tạo thành một lớp

kim loại Ir bên trong

• Hơi hydride được dẫn vào và bẫy trên lớp Ir

• Các hợp chất hydride của kim loại (ở đây là H2Se) được nguyên tử hóa một lần trong thời gian rất ngắn nên sẽ thu tín hiệu cao, ít nhiễu nền, nhạy và ổn

 Đố i với qui trình xử lý mẫu:

Để xác định Se trong thực phNm, thì ta chuyển mẫu thực phNm về dạng dung

dịch Sau đó tiến hành nguyên tử hoá để đo đạc Tuy nhiên, với kỹ thuật hydride thì cần chuyển Se(VI) thành Se(IV) vì so với Se(VI) thì Se(IV) chuyển hóa hoàn toàn hơn thành hydride (H2Se)

Vậy, tuỳ vào hoàn cảnh phòng thí nghiệm cụ thể (hoá chất, thiết bị,…) mà tiến hành chọn lựa qui trình xử lý mẫu hiệu quả

 Đố i với giai đoạn tiền khử và nguyên tử hóa.[3,13]

Nồng độ acid, NaBH4, lưu lượng khí mang, chương trình nhiệt độ phù hợp, nhiệt

độ nguyên tử hoá

• Dung dịch chuNn Se dùng để đo trên kỹ thuật GF-AAS được pha như sau:

Dung dịch Se 10ppm: Dùng pipet bầu hút 1mL dung dịch chuNn Se 1000ppm vào bình định mức 100mL và dùng dung dịch HNO3 0.2% để pha loãng và định mức đến vạch

Dung dịch Se 1ppm: Dùng pipet bầu hút 5mL dung dịch chuNn Se

loãng và định mức đến vạch

vào bình định mức 100mL và dùng dung dịch HNO3 0.2% để pha loãng

và định mức đến vạch

Dung dịch Se 10ppb: Dùng pipet bầu hút 2mL dung dịch chuNn Se 50ppb vào bình định mức 10mL và dùng dung dịch HNO3 0.2% để pha loãng và

định mức đến vạch

Hỗn hợp biến tính (modifier) : 0.005mg Pd và 0.003mg Mg(NO3)2

• Dung dịch chuNn Se dùng để chạy kỹ thuật HG-AAS được pha như sau:

Dung dịch Se 10ppm: Dùng pipet bầu hút 1mL dung dịch chuNn Se 1000ppm vào bình định mức 100mL và dùng dung dịch HCl 10% để pha loãng và định mức đến vạch

Dung dịch Se 1ppm: Dùng pipet bầu hút 5mL dung dịch chuNn Se 10ppm vào bình định mức 50mL và dùng dung dịch HCl 10% để pha loãng và định mức đến vạch

vào bình định mức 100mL và dùng dung dịch HCl 10% để pha loãng và

định mức đến vạch

Dung dịch Se chuNn làm việc: tiến hành pha từ dung dịch chuNn Se 50ppb

Dung dịch HCl (1:1): Lấy 500mL HCl đậm đặc cho vào bình định mức

đã chứa sẵn nước cất, để nguội và định mức bằng nước cất đến vạch 1L

Dung dịch HCl 10%: Lấy 100mL HCl đậm đặc cho vào bình định mức 1L đã chứa sẵn nước cất siêu sạch và định mức bằng nước cất đến vạch

Dung dịch HNO3 0.2%: Lấy 2mL HNO3 đậm đặc cho vào bình định mức 1L đã chứa sẵn nước cất và định mức đến vạch bằng nước cất đến vạch

cho nước cất vào để hòa tan và định mức đến vạch 1L

Dung dịch NaBH4 0.2% trong NaOH 0.05%: Cân 2g NaBH4 bằng cân phân tích, sau đó cho NaOH 0.05% vào để hòa tan và định mức bằng NaOH 0.05% đến vạch 1L

2.1.3 Thiết bị

• Đèn phóng điện không cực EDL: selen

• Cân phân tích 4 chữ số AB 204 của hãng Mettler

• Bộ đun cách thủy Memmert có thể chỉnh được nhiệt độ

• Bếp đun Hotplate

• Máy nén khí

• Bình khí Ar: tinh khiết 99.9%

2.1.4 Dụng cụ

• Đũa thủy tinh

• Phễu thủy tinh

2.2. LẤY MẪU ĐỂ NGHIÊN CỨU

Mẫu tỏi và thịt heo được mua ở chợ và siêu thị Coopmart Tp.HCM

Bảng 2.1 Bảng danh sách mẫu để nghiên cứu

2.3.NHỮNG TIÊU CHÍ ĐỂ LỰA CHỌN KỸ THUẬT PHÂN TÍCH

Do máy AA800-Perkin Elmer có tới bốn kỹ thuật phổ hấp thu nguyên tử khác nhau nên khi sử dụng máy này ta luôn đối diện với vấn đề dựa vào tiêu chí nào để lựa chọn kỹ thuật thích hợp nhất đối với nguyên tố cần phân tích

Trong luận văn này, có thể đưa ra các tiêu chí sau đây:

- Tiêu chí cơ bản: độ đúng, độ nhạy, độ chính xác

- Tiêu chí thực tiễn: thời gian và giá thành phân tích; mức độ thân thiện môi trường

2.4. NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ NỒNG ĐỘ KIỂM TRA ĐỘ NHẠY (C SCheck ) CỦA TỪNG KỸ THUẬT PHÂN TÍCH

2.4.1 Đặt vấn đề:

• Trong phương pháp AAS, trước đây để kiểm tra độ nhạy người ta thường dùng

“Nồng độ đặc trưng” (Characteristic Concentration - CChar ) Theo định nghĩa, nồng độ đặc trưng là nồng độ (ppb) của nguyên tố sinh ra tín hiệu độ hấp thu xấp xỉ 0.0044 Ngoài ra, để kiểm tra độ nhạy thiết bị và tối ưu điều kiện vận

hành máy thì thông số nồng độ kiểm tra độ nhạy (Sensitivity Concentration

-CSCheck) đưa ra Đó là giá trị nồng độ chất phân tích mà tại đó sinh ra tín hiệu

độ hấp thu xấp xỉ 0.20

• Nhà sản xuất thiết bị AA800 có đưa ra các giá trị tiêu chuNn cho nồng độ

kiểm tra độ nhạy của ba kỹ thuật phổ hấp thu nguyên tử như sau:

Bảng 2.2: So sánh nồng độ kiểm tra độ nhạy các kỹ thuật phổ nguyên tử STT Tên kỹ thuật C SCheck (ppb) Độ hấp thu

2.4.2 Tiến hành thực nghiệm

Để xác định nồng độ kiểm tra độ nhạy, đã tiến hành dãy thí nghiệm sau đây:

Đối với từng kỹ thuật AAS, ta tiến hành lập đồ thị chuNn rồi từ đó suy ra nồng độ

kiểm tra độ nhạy ứng với giá trị độ hấp thu xấp xỉ 0.20

Đối với kỹ thuật GF-AAS

Đồ thị chuNn của kỹ thuật GF-AAS được tiến hành trong điều kiện sau đây:

Bảng 2.3: Điều kiện tiến hành GF-AAS[19]

Bảng 2.4: Đồ thị chuNn xác định Se theo kỹ thuật GF-AAS

Đườ ng chu ẩ n Se (GF-AAS) y = 0.0018x + 0.0011

R 2 = 0.9988

0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.2

Đối với kỹ thuật HG-AAS

Đồ thị chuNn của kỹ thuật HG-AAS được tiến hành trong điều kiện sau đây:

Bảng 2.5: Điều kiện tiến hành của kỹ thuật HG-AAS[18]

Không sử dụng hiệu chun số đo bằng kĩ thuật Zeeman

Thời gian nạp và tiêm mẫu, s 15s- Nạp

10s- Nạp

15s- Tiêm

Bảng 2.6: Đồ thị chuNn xác định Se theo kỹ thuật HG-AAS

Đường chun Selen - HG-AAS

y = 0.0206x + 0.0028

R 2 = 0.9967

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

C(ppb) A

Vậy thiết bị HG-AAS có CSCheck là 10ppb ứng với độ hấp thu 0.20

Bảng 2.7: So sánh nồng độ kiểm tra độ nhạy của 2 kỹ thuật phổ nguyên tử

STT Tên kỹ thuật C SCheck

(ppb)

Độ hấp thu thực tế

Độ hấp thu tiêu chun

Bảng 2.7 cho thấy kỹ thuật GF-AAS và HG-AAS cho giá trị độ hấp thu thực tế của nồng độ kiểm tra độ nhạy khá gần với giá trị tiêu chuNn Vậy, hai kỹ thuật này theo khuyến cáo của hãng sản xuất là đạt yêu cầu; và kỹ thuật HG-AAS nhạy hơn kỹ thuật GF-AAS

Đối với kỹ thuật HG-GF-AAS

Đồ thị chuNn của kỹ thuật HG-GF-AAS được tiến hành trong điều kiện sau đây:

Bảng 2.8: Các điều kiện của kỹ thuật HG-GF-AAS[17]

STT Thông số máy

1 Bước sóng: 196 nm

2 Bề rộng khe: 2.0 nm

3 Trình tự các bước của

chương trình tạo SeH2, s Giải thích

Bước tiền nạp (Prefill):

Bước 1A: 10s Nạp mẫu vào bình chứa mẫu của Fias

Bước 2A: 5s Nạp đầy mẫu vào bình chứa với dòng mang ổn

định

Bước 3A: 30s

Trộn dòng mẫu và dòng mang (HCl 10% và NaBH4 0.5%) để tạo khí SeH2 và đưa khí này vào

Bước 1B: 2500C, 50s Bắt giữ hợp chất SeH2

Bước 2B: 2500C, 20s Thổi khí Ar để làm khô dòng SeH2

Bước 3B: 20000C, 5s Nguyên tử hóa và đo

Bước 4B: 23000C, 3s Làm sạch lò

5

Chương trình xen kẽ tạo

tạo SeH2 và NTH SeH2

trong lò Graphite

Giải thích

Bước 1C≡ Bước 1A Nạp mẫu vào bình chứa mẫu của Fias

Bước của lò: 2500C, 50s Bước 2C≡ Bước 1B+Bước

2A Nạp đầy mẫu vào bình chứa với dòng mang ổn

định

Bước 3C≡ Bước 3A

Di chuyển mũi kim vào lò để thực hiện trộn dòng mẫu và dòng mang (HCl 10% và NaBH4 0.5%) để tạo khí SeH2 và đưa khí này vào lò Graphite Bước 4C Di chuyển mũi tiêm ra khỏi lò

Bước 5C Lặp lại bước 1C  4C

Bước 7C

Thực hiện các bước còn lại của lò: Thổi khí Ar để làm khô dòng SeH2 Nguyên tử hóa và đo Sau đó, làm sạch lò

Nhận xét:

Kỹ thuật HG-GF-AAS là sự kết hợp những ưu điểm của kỹ thuật HG-AAS và kỹ thuật GF-AAS Nhờ sự kết hợp này, ta vừa trừ khử được nhiễu nền của mẫu phân tích lại vừa lợi dụng hiệu ứng Zeeman để thu được giá trị đúng của độ hấp thu Tuy nhiên, kỹ thuật HG-GF-AAS có một chi tiết bị hư hỏng, cụ thể là vị trí kết nối giữa kim tiêm mẫu và phần đầu tay quay không khớp nhau dù đã dùng băng keo để hàn gắn lại Kết quả là dòng khí bị thất thoát một phần

Theo thuyết minh của hãng sản xuất, khi dùng túyp Graphite có sàn đỡ L’vov và có

“end-cap” thì sẽ cho độ nhạy cao hơn so với túyp thường[15] Tuy nhiên, hiệu ứng này không thể hiện rõ khi xác định Se Khi đó, đường nền tăng cao gấp bội (xem hình 2.1 và hình 2.2)

Hình 2.1: Kỹ thuật HG-GF-AAS

Mẫu không Se, có “end-cap”, Chất mang là HCl 10%, chất khử là NaBH4 0.2%

Hình 2.2: Kỹ thuật HG-GF-AAS

Mẫu có Se (C=1ppb), có “end-cap”, Chất mang là HCl 10%, chất khử là NaBH4 0.2%

Hiện tượng trên được quan sát thấy nhiều lần đối với việc đo Se (tại λ=196.0nm, khe 2nm) Tuy nhiên, điều này không xảy ra đối với việc đo As (tại λ=193.7nm, khe 0.7nm): xem hình 2.3

Hình 2.3: Kỹ thuật HG-GF-AAS

Mẫu có As (C=8ppb), có “end-cap”, Chất mang là HCl 10%, chất khử là NaBH4 0.2%

Khi thực hiện phép đo Se không end-cap thì lại thu được kết quả bình thường, tức là nền không tăng lên gấp bội: xem hình 2.4

Hình 2.4: Kỹ thuật HG-GF-AAS

Mẫu không Se, không “end-cap”, Chất mang là HCl 10%, chất khử là NaBH4 0.2%

- Vấn đề này vẫn chưa giải quyết được nên trong luận văn này chỉ thực hiện phép

đo Se với túyp graphite không end-cap Kết quả xác định nồng độ kiểm tra độ nhạy được dẫn ở bảng 2.9

Bảng 2.9: Bảng so sánh tín hiệu lý thuyết và thực tế khi đo chuNn Se

Dung dịch chuNn Se

Tín hiệu

lý thuyết

Tín hiệu thực tế đo

Kết quả thực nghiệm cho thấy khi dùng túyp graphite không end-cap trong kỹ thuật HG-GF-AAS không đạt yêu cầu về nồng độ kiểm tra độ nhạy Điều này minh chứng qua hình 2.5, hình 2.6

thiết bị không cho phép đánh giá chính xác phương pháp

2.5. NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ GIỚI HẠN PHÁT HIỆN VÀ KHOẢNG BẤT

ỔN CỦA KỸ THUẬT GF-AAS VÀ HG-AAS DỰA VÀO ĐỒ THN CHUẨN

(Theo các tiêu chí cơ bản)

Nghiên cứu đánh giá giới hạn phát hiện và khoảng bất ổn của kỹ thuật GF-AAS và

HG-AAS có thể dựa vào đồ thị chuNn [8,9,11]

2.5.1 Đối với kỹ thuật GF-AAS.

Bảng 2.10: Đồ thị chuNn xác định Se theo kỹ thuật GF-AAS

C(ppb) A

hhg LOD = 0.24ppb

UX-tâm= ±0.24 ppb (ứng với xác suất P=95%, t0.95,f=7=2.36)[8,9]

2.5.2 Đối với kỹ thuật HG-AAS

Bảng 2.11: Đồ thị chuNn xác định Se theo kỹ thuật HG-AAS

Đường chun Selen - HG-AAS

y = 0.0206x + 0.0028

R 2 = 0.9967

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

C(ppb) A

2.5.3 Nhận xét:

Kỹ thuật GF-AAS và HG-AAS có nồng độ đặc trưng lần lượt là 100ppb và 10ppb

Vì vậy cho phép dự đoán kỹ thuật GF-AAS kém nhạy hơn kỹ thuật HG-AAS Tuy nhiên, thực tế thì kỹ thuật GF-AAS và HG-AAS có LOD lần lượt là 0.24ppb và 0.39ppb Điều này không hẳn là không hợp lý vì kỹ thuật GF-AAS có bộ tiêm mẫu

tự động, tự pha loãng chuNn khi được cài đặt máy; trong khi đó kỹ thuật HG-AAS thì dung dịch chuNn được pha bằng tay và đem đo Kết quả độ lệch chuNn dư theo x của hai kĩ thuật là

Độ lệch chuNn dư theo x (kỹ thuật GF-AAS) là: 0.12ppb

Độ lệch chuNn dư theo x (kỹ thuật HG-AAS) là: 0.21ppb

Vậy, theo các tiêu chuNn cơ bản, kỹ thuật được chọn là HG-AAS

2.6. NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KỸ THUẬT GF-AAS VÀ HG-AAS THEO CÁC TIÊU CHÍ THỰC TIỄN

(Theo tiêu chí thực tiễn)

Bảng 2.12: Bảng so sánh các tiêu chí thực tiễn của kỹ thuật GF-AAS và

- Ống graphite mắc tiền

2.7. NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH XÁC ĐNNH TỔNG SELEN TRONG THNT

VÀ TỎI

2.7.1 Lấy mẫu và Xử lý mẫu trước khi khử

Đối với mẫu tỏi [20,21,24]

• Tỏi sau khi mua về, đem bóc lớp vỏ, sấy 60 độ C để loại bớt nước Đem 250 gam tỏi say nhuyễn đồng nhất và cân 5 gam tiến hành xử lý mẫu xác định Se

• Cho 5mL HClO4 và 5mL HNO3 vào trong bình chứa sẵn 5 gam tỏi thì thấy

có khói nâu, mẫu sủi bọt nhẹ Đậy phễu và để qua đêm Đun mẫu trên bếp

điện cho khói nâu bay ra Nếu mẫu có màu đậm vàng thì thêm tiếp 3-6mL

HNO3 (1mL HNO3/1lần) và tiếp tục đun để khói nâu bay hết Sau đó, vẫn

đun tiếp để khói trắng bay ra đến khi dung dịch còn khoảng 1mL thì ngưng

tráng rửa bình đựng mẫu và dung dịch này cũng tập trung vào ống nghiệm 25mL trên

Đối với mẫu thịt [6,24]

• Thịt sau khi mua về đem rửa sạch, sắt lát mỏng và để vào tủ sấy ở 60 độ C qua đêm Sau đó, thịt đem xay nhuyễn đồng nhất và đem vào trong bình hút

Nm để Khi cần phân tích, đem 1 gam thịt trong bình hút Nm ra xử lý mẫu

• Cho 10mL HNO3 đậm đặc vào bình chứa sẵn 1gam thịt thì thấy có khói nâu quanh bình, bề mặt mẫu sủi bọt nhẹ Đậy phễu và để qua đêm Sau đó, đưa mẫu lên bếp đun cho đến khi khỏi nâu giảm bớt thì để nguội và tiếp tục cho 2mL HClO4 đậm đặc, lắc nhẹ và đem đun tiếp tục cho đến khi có khói trắng

và dung dịch còn khoảng 1mL thì ngưng

tráng rửa bình đựng mẫu và dung dịch này cũng tập trung vào ống nghiệm 25mL trên

Hình 2.7: Khi cho acid vào mẫu

Hình 2.8: Sau khi ngâm mẫu trong acid sau 1 ngày

Hình 2.9: Khi bắt đầu đun mẫu

Hình 2.10: Khi mẫu gần xử lý xong

Hình 2.11: Khi mẫu xử lý xong

2.7.2 Tiến hành tiền khử Se(VI) thành Se(IV) bằng HCl(1:1)

Để khử Se(VI) thành Se(IV) thì mẫu sau khi xử lý sẽ đem tiến hành tiền khử

bằng cách cho HCl(1:1), đun cách thủy ở nhiệt độ 80 độ C trong 20 phút[18], lấy ra để nguội, định mức bằng dung dịch HCl 10% đến vạch Lắc đều và đo Phương trình phản ứng:

Na2SeO4 + 4HCl  SeO2 + Cl2 + 2NaCl + 2H2O (2.1)

Khảo sát thể tích HCl(1:1) dùng để khử Se(VI) thành Se(IV)

Để khảo sát thể tích HCl (1:1), bảng thí nghiệm được thiết lập như sau:

Bảng 2.13: Bảng khảo sát thể tích HCl(1:1) cần dùng để khử selen

STT Chun Se

100ppb

Thể tích (mL) HCl (1:1)

Thể tích (mL) HCl 10%

định mức

A trung bình