Định lượng crom trong dầu nang mềm bằng phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử

So sánh phương pháp đường chuẩn và phương pháp thêm 20đường chuẩn trong định lượng crôm bằng phổ hấp thụ tử ngoại... Xuất phát từ nhu cầu thực tế kết hợp với trang thiết bị hiện có tại v

B ộ YTẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI

(Khoá luận tốt nghiệp Dược sỹ khoá 1998- 2003)

Người hướng dẫn: PGS TSKH L ê T hành Phước

ThS B ù i Thị H oà

Nơi thực hiện: Viện kiểm nghiệm- Bộ Y tế

Thời gian thực hiện: 2-5/2003

Hà Nôi 5/2003

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TSKH Lê Thành Phước và ThS Bùi Thị Hoà đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.

Tôi xin chân thành cảm ơn DS Nguyễn Văn Hà và các anh chị phòng kiểm nghiệm Mỹ phẩm-viện kiểm nghiệm Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp đúng thời hạn.

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể các thầy cô giáo và các cán bộ trong trường đã giúp đỡ tôi trong suốt 5 năm học vừa qua.

Hà Nội ngày 10 tháng 5 năm 2003.

Sinh viên.

Nguyễn Thị Nguyệt

MỤC LỤC

1.6 Một số chế phẩm có chứa crôm trên thị trường 7

2.1.1 Nguyên vật liệu và phương tiện nghiên cứu 13

2.2.4 Tiến hành định lượng 17

2.2.7 So sánh phương pháp đường chuẩn và phương pháp thêm 20đường chuẩn trong định lượng crôm bằng phổ hấp thụ tử ngoại

ĐẶT VẤN ĐỂ

Crôm là một trong 10 nguyên tố vi lượng cần thiết cho con người đã được khẳng định Crôm cùng với Se, Si, Zn có chức năng bảo vệ những nguyên tố khác, phục hồi các tổ chức tế bào bị hư hỏng và đánh lạc hướng các nguyên tố độc hại ra khỏi địa bàn hoạt động của chúng [7]

Hiện nay, trên thị trường thuốc ở nước ta đang lưu hành nhiều loại

thuốc hỗn hợp vitamin và chất khoáng được gọi là thuốc bổ Các mặt hàng này rất đa dạng, phong phú và nhiều chủng loại Trong khi đó, việc kiểm soát còn

là một vấn đề khó khăn, mặt khác hiện nay ở Việt Nam chưa có một tài liệu pháp quy nào quy định phương pháp định lượng crôm Trong Dược điển Việt Nam III mới chỉ đưa ra tiêu chuẩn định lượng cho các vitamin và một số chất

khoáng nhưng ở dạng đơn chất, còn ở dạng thuốc đa thành phần đặc biệt là

dạng thuốc nang mềm thì chưa được đề cập đến Xuất phát từ nhu cầu thực tế kết hợp với trang thiết bị hiện có tại viện kiểm nghiệm chúng tôi tiến hành đề

tài “Định lượng crôm trong nang mềm bằng phương pháp quang p h ổ hấp

thụ nguyên tử “ với những mục tiêu sau:

- Xây dựng phương pháp định lượng crôm bằng đo phổ hấp thụ nguyên tử

- Áp dụng phương pháp đã khảo sát để định lượng crôm trong viên nang mềm

1

PHẦN I-TổNG QUAN

1.1 Đại cương về nguyên tố crôm[ 10],[15]

Crôm có ký hiệu là Cr, tên quốc tế là Chromium - nguyên tố được nhà hóa học người Pháp N.Vauquelin tìm ra năm 1797 từ một mẫu khoáng chì Nó được sử dụng trong công nghiệp trước khi gây được sự chú ý của các nhà sinh học và các bác sỹ Cho tới năm 1955, nhà hóa học Alter Mertz & Klaus

Schwars ở Mỹ mô tả những triệu chứng khi thiếu crôm ở trên chuột thí

nghiệm

Trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, crôm ở nhóm VIB cùng với Mo, w, Cr có số thứ tự 24, nguyên tử khối 51,996, cấu hình electron ls22s22p63s23p64s13d5, số ôxy hóa bền là: +2, +3, +6 Các hợp chất ứng với mỗi trạng thái ôxy hóa đều có màu sắc đặc trưng, nên nguồn gốc của

từ crôm theo tiếng Hy Lạp là croma nghĩa là “Màu sắc

Crôm có 10 đồng vị, trong đó 4 đồng vị tồn tại trong tự nhiên 5 0Cr: 4,31%; 5 2Cr: 83,76%; 5 3Cr: 9,55% ; 5 4Cr: 2,38% Trong các đồng vị phóng xạ thì đồng vị 51Cr có chu kì bán hủy 28 ngày đêm, kém bền nhất là 47Cr có chu

kỳ bán hủy là 0,4 giây

Một số hằng số vật lý của crôm:

Khối lượng riêng:7,2 g/cm3 Độ âm điện: 1 6

Nhiệt độ nóng chảy: 1875°c Độ dẫn điện: 4

Nhiệt độ sôi: 2430°c

Sự tồn tai của crôm trong tự nhiên:

- Trong vỏ quả đất khoáng vật chủ yếu của crôm là quặng sắt cromit: FeCr2 0 4 hay Fe0 Cr2 0 3, Fe(Cr02 ) 2 và quặng croisit hoặc chì

cromat: PbCr04

2

- Crôm tồn tại chủ yếu ở thực vật khoảng 10'4 % (tính theo khối lượng).

- Trong đại dương có 5.10'5mg crôm trong 1L nước biển

- Trong mẫu đá mặt trăng, crôm có khoảng 2,1.10'3g/g mẫu đá

1.2 Chức năng sinh học của crôm [3],[4],[13],[6],[5]

Để có hoạt tính sinh học, crôm phải có hóa trị III Dạng cấu trúc có hoạt tính nhất của crôm là dạng liên hợp với các hợp chất hữu cơ phân tử nhỏ nằm trong nhiều loại thức ăn Những hợp chất ấy được gọi là “Nhân tố dung nạp glucose” - glucose tolerance factor (GTF) GTF có vai trò như một đồng hormon của insulin, nó kích thích quá trình oxy hoá glucose trong tế bào, giúp tăng sử dụng glucid, tăng chuyển hoá lipid và cả protein, hạn chế tích luỹ mỡ, điều hoà cholesteron, tăng tỉ lệ HDL- Cholesteron Crôm giúp hạn chế nguy

cơ vữa xơ động mạch và cao huyết áp, tránh béo phì, góp phần cải thiện bệnh đái tháo đường và suy dinh dưỡng

Ngoài ra, các nhà khoa học cũng phát hiện crôm là một thành phần trong acid ribonucleic và một vài enzym nhưng còn chưa rõ vai trò sinh học

1.2.1 Crôm đổi với bệnh tiểu đường

Crôm là một nguyên tố vi lượng cần thiết có tham gia trong quá trình chuyển hóa của glucid và lipid Trong cơ thể, crôm làm tăng khả năng liên kết của insulin với tế bào, tăng các thụ thể với insulin và khả năng hoạt động của thụ thể insulinkinase Kết quả crôm làm tăng tính nhạy cảm với insulin Do vậy, crôm có ích trong việc điều hòa glucose ở cả hai trường hợp tăng đường huyết và hạ đường huyết Sự thiếu hụt nghiêm trọng về crôm trong khẩu phần

ăn hằng ngày là nguy cơ bệnh tiểu đường, nhất là ở những người bị tiểu đường

do thiếu hụt hormon insulin, gây nên hiện tượng đường huyết đã cao lại càng cao hơn Tình trạng bệnh sẽ được cải thiện khi bổ sung crôm hoặc nấm men

có chứa nguyên tố này Mối liên hệ giữa Cr - niệu và Cr cung cấp theo thức ăn

không là rõ rệt Song giữa Cr - niệu vói việc chuyển hoá đường trong cơ thể lại có mối liên hệ chặt chẽ Do vậy, crôm niệu là một dấu hiệu đánh giá bệnh tiểu đường.

1.2.2 Crôm đối với bệnh vữa xơ động mạch

Crôm ảnh hưởng đến sự chuyển hóa lipid Do vậy, khi cơ thể được bổ sung crôm sẽ vừa làm giảm tổng tỷ số cholesteron và vừa làm tăng tỷ số HDL- Cholesteron Hiệu ứng này có liên quan đến hiệu ứng của insulin với tư cách là hormon điều tiết sự hình thành cholesteron Trong đó, crôm cũng như

tỷ số lipid tuần hoàn, tỷ số insulin tuần hoàn là những yếu tố nguy cơ gây bệnh vữa xơ động mạch

1.2.3 Crôm đối với một số bệnh lý khác

Nghiên cứu mới đây của tiến sỹ Malcolm Cleod và đồng sự cho thấy việc sử dụng crôm được cải thiện rõ ràng ở bệnh nhân trầm cảm Trong số 5 bệnh nhân mắc bệnh trầm cảm mãn tính (Dysthymia) thì một bệnh nhân đã không có phản hồi khi sử dụng thuốc trầm cảm loại Prozac, nhưng khi sử dụng thêm crôm vào đơn thuốc của mình thì chỉ vài ngày sau triệu chứng của bệnh đã được cải thiện rõ rệt

Các nhà khoa học cho rằng thiếu hụt crôm đồng nghĩa với việc tăng nhãn áp và giảm năng lực quy tụ của mắt Bệnh glaucom góc mở nguyên phát thường liên quan tới việc giảm crôm trong hồng cầu Thực tế cho thấy lượng crôm hồng cầu là chỉ số hóa sinh khác biệt duy nhất giữa cá thể bình thường và cá thể glaucom góc mở nguyên phát

1.3 Sự hấp thu của crôm trong cơ thể [3],[4],[6]

Trong cơ thể, crôm chỉ được hấp thu dưới dạng crôm hữu cơ Do vậy, crôm vô cơ trong cơ thể phải sau khi chuyển thành crôm hữu cơ mới có thể hấp thu được

4

Ngoài xâm nhập vào cơ thể qua đường thức ăn, crốm còn có thể đi vào

cơ thể qua đường hô hấp và qua da đối với những người tiếp xúc thường

xuyên Crôm được đưa vào cơ thể dưới dạng phức được gọi 1 ầ“Nhân tố dung

nạp g l u c o s e GTF Trong phức GTF, crôm đó có hoạt tính sinh học cao

Trong cơ thể, crôm hoạt động thông qua tricarboxylic acid để thúc đẩy việc oxy hóa succinate, nâng cao tỉ lệ tận dụng glucose và hạ thấp đường huyết Ngoài ra, nó còn có thể hạ thấp mức triglycerid và cholesterol

Qua đường hô hấp, các dẫn chất của crôm hoà tan chuyển qua thành phế nang, trong khi đó các chất không tan bị giữ lại ở các mô phổi và tích trữ

ở đó

Khi tiếp xúc qua da crôm không vượt qua được hàng rào thượng bì, bởi

nó hình thành các phân tử bền vững với protein ở lớp bề mặt da

Crôm được hấp thu ở đoạn giữa của ruột non và được vận chuyển đến

các cơ quan chủ yếu là nhờ albumin (60 - 70%), ngoài ra nó còn được vận chuyển nhờ globulin và transferin trên các vị trí không có Fe (30 - 40%) Crôm có mặt ở tất cả các bộ phận trong cơ thể, trong đó hàm lượng crôm cao

nhất ở acid nucleic Nhưng hàm lượng crôm trong cơ thể giảm dần theo sự

tăng lên của độ tuổi: cơ thể trẻ nhỏ thì cao hơn ở người lớn

Sự hấp thụ crôm thường bị ức chế bởi các kim loại khác như: khi thiếu

Fe thì lượng crôm hấp thu tăng lên, giữa Cr và V cũng có tác dụng đối kháng Muối oxalat làm tăng sự vận chuyển Cr(III), còn tác động của acid thực vật thì ngược lại Đối với Cr(III) sau khi kết hợp với /3-globulin huyết tương và đi vào các mô thì chuyển sang kết hợp với transferin là một protein chuyển tải

Fe, cho nên sự hấp thu crôm ở các mô tương đối nhanh

Crôm sau khi được hấp thu và vận chuyển trong máu thì lắng đọng một phần trong gan, thận Crôm được thải trừ chủ yếu qua đường nước tiểu, một phần nhỏ qua đường mật và đường ruột

5

1.4 Nguồn cung cấp và nhu cầu cơ thể [3],[4],[8]

1.4.1 Nguồn cung cấp

Crôm có trong các loại thực phẩm như: gan, lòng đỏ trứng, quả bồ đào,

mỡ động vật, bơ, gia vị và nhiều loại sản phẩm không tinh chế Đặc biệt có nhiều trong nấm men bia Các thực phẩm đã được tinh chế trước khi sử dụng làm mất đi một lượng lớn crôm dẫn đến tình trạng thiếu crôm Do vậy, nguy

cơ thiếu crôm là rất nghiêm trọng, nhất là với người già Trong thực phẩm,

crôm ở dạng có hoạt tính sinh học và có thể được hấp thu một cách trực tiếp

vào cơ thể Quá trình chuyển hóa trong cơ thể từ muối crôm sang crôm hoạt tính sinh học diễn ra với hiệu suất thấp

Bảng 1: Nguồn thực phẩm cố chứa crôrn

1.4.2 Nhu cầu cơ thể.

Mức bổ sung đầy đủ và an toàn hàng ngày khoảng 25-200|j.g

Hàm lượng được khuyên dùng hàng ngày là:

> Với trẻ em từ 1-3 tuổi: 75|Lig/ngày.

> Với người lớn và trẻ em trên 3 tuổi: 125|j.g/ngày

6

Qua đường hô hấp, người lao động do hít phải bụi, hơi có chứa crôm có thể mắc một số bệnh như: loét thủng vách ngăn mũi, gây tổn thương cấp tính đường hô hấp như: ho, khó thở, co thắt phế quản, hen phế quản, loét miêm mạc đường, viêm phế quản, xung huyết phổi, phù phổi

Với những người tiếp xúc thường xuyên với crôm hoặc hợp chất của crôm có thể mắc một số bệnh ngoài da như: dị ứng, chàm hoặc bệnh loét da crôm

Ngoài ra, nhiễm độc crôm còn gây ra rối loạn enzym, biến đổi huyết học: thiếu máu, giảm hồng cầu, tăng bạch cầu, có thể dẫn đến ung thư và tử vong

Do vậy, nhiễm độc crôm là một bệnh nghề nghiệp đã được quy định

1.6 Một số chế phẩm có chứa crôm trên thị trường

Qua quá trình khảo sát trên thị trường, chúng tôi thu được kết quả về một số sản phẩm có chứa crôm như ở bảng 2

7

Bảng 2: Một số chê phẩm thuốc có chứa crôm trên thị trường

Ca, Mg, Zn, Fe, Mn, Cr, p,Copper

2 Prucell Nang mềm Se, Cr, Vit c

3 Silvicom Nang mềm Se, Cr, Vit c

4 Super Energy Nang mềm Vit: A, E, D ,c , H, pp, Bị, B2 , Bg, B5,

® 1 2

Cu, I, Mn, Mo, Se, Zn,Cr,

5 Theravit-M Nang mềm Vit: A, c , H, Bị, B2 Bộ, B5, Bạ, B1 2

Ca, K, Fe, Mg, Mn, Mo, Se, Zn, Cr

1.7 Các phương pháp định lượng crôm

1.7.1 Phương' pháp chuẩn độ thể tích [1]

Nguyên tắc:

Oxy hóa Cr+ 3 thành Cr+ 6 bằng chất oxy hóa mạnh bitmuttat, persulfat, acid percloric, sau đó chuẩn độ dung dịch Cr+ 6 bằng dung dịch Fe2+ với chỉ thị diphenylamin và dung dịch bảo vệ H3PO4 , H2S 04

Phương trình phản ứng:

Cr20 72' + 6 Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3++7H201.7.2 Phương pháp đo màu [11]

trong môi trường acid tạo phức chất có màu tím đỏ Đo độ hấp thụ của phức chất tạo thành ở bước sóng 540 nm.

1.7.3 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử [9],[11],[13],[4]

1.73.1 Cơ sở của phương pháp

Theo qui tắc Kirschoff: “Nguyên tử chỉ hấp thụ chọn lọc những tia bức

xạ đặc trưng mà chính nó cố thể phát ra trong quang phổ phát xạ Phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố thường ít vạch hơn phổ phát xạ của nó Vì vậy, phổ hấp thụ nguyền tử cố độ chọn lọc cao hơn p hổ phát xạ” Cường độ

phổ cho phép xác định nồng độ của nguyên tố trong mẫu

1.73.2 Các phương trình cơ bản của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).

(L=const) Do vậy, D chỉ phụ thuộc vào số nguyên tử N trong môi trường hấp thụ.

Kịilà hệ số thực nghiệm và phụ thuộc vào các yếu tố: hệ số hấp thụ nguyên tử Kx của vạch phổ hấp thụ nguyên tử, nhiệt độ của môi trường hấp thụ, bề dày của môi trường hấp thụ

Theo biểu thức của Winerfordner và Vicker cho thấy mối quan hệ giữa nồng độ đám hơi nguyên tử N và nồng độ c trong mẫu:

N = 3.102 ì F W 'SM ro £ h (4)

Q.T.n,

Trong đó:

F; Tốc độ dẫn vào trong hệ thống nguyên tử hóa mẫu

W: Hiệu suất aerosol hóa mẫu

S: Hiệu suất nguyên tử hóa mẫu

NRo: Số phân tử khí ở nhiệt độ ban đầu T0 (°K) của ngọn lửanguyên tử hóa

Nt : Số phân tử khi ở nhiệt độ T (°K) của ngọn lửa nguyên tử hoá

Q: Tốc độ dòng khí mang mẫu vào buồng aerosol hóa(l/phút).C: Nồng độ của nguyên tố phân tích có trong dung dịch mẫuT: Nhiệt độ ngọn lửa

Mối quan hệ giữa c và N; N và c (phương trình 3 và 4) rất phức tạp nó phụ thuộc vào tất cả các điều kiện nguyên tử hóa mẫu, thành phần vật lý, thành phần hóa học, trạng thái tồn tại của nguyên tố ở trong mẫu Trong một giới hạn nhất định của nồng độ thì mối quan hệ giữa N và c có thể biểu thị theo công thức

N = K2 ơ (5)

Trong đó :

K2: Là hằng số thực nghiệm, nó phụ thuộc vào các điều kiện hóa

10

hơi và nguyên tử hóa mẫu.

b: Là hằng số bản chất, nó phụ thuộc vào từng vạch phổ của từng nguyên tố

Từ (3) và (5) suy ra:

D = a ơ (6)

a = k tk2: là hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào điều kiện hóa hơi nguyên

tử hóa mẫu phân tích ở trong một điều kiện nhất định nó là một hằng số

Phương trình (6 ) là cơ sở cho phép định lượng các nguyên tố theo phổ

hấp thụ của nó Đó chính là mối quan hệ giữa D và c.

1.7.3.3 Các phương pháp xử lý mẫu trước khi phân tích

- Phương pháp vô cơ hóa ướt

- Phương pháp vô cơ hóa khô

- Phương pháp vô cơ hoá mẫu trong lò vi sóng

11

PHẦN II- THỰC NGHIỆM VÀ KẾT q u ả

2.1 Nguyên vật liệu và phương pháp

2.1.1 Nguyên yật liệu và phương tiện nghiên cứu

2.1.1.1 Mẫu thử

Tiến hành trên hai loại viên nang mềm Prucell (SDK: VN-5502-00) và Silvicom (SDK: VN-6700-01) của Hàn Quốc có cùng công thức viên:

Men khô chứa selen (Korean FDA) 92,6mg

(Tương đương với 50 jug selen)

Men khô chứa crôm (Korean FDA) lOOmg

(Tương đương với 50|ug crôm)