Tác dụng của Nitrite trong Y học

Tác dụng của Nitrite trong Y học là cuốn sách nêu cho các bạn tác dụng và tác hại của nitrite

Điần tổng quan

1 CONG DUNG, BOC TINH VA LIEU LUONG SU DUNG CUA NITRITE 1.1 Cong deng|22}

Vai trò của Nitrite là giữ cho thịt có màu đổ, làm thuốc sát khuẩn trong bảo quản

cá, thịt và các chế phẩm từ cá, thịt, Thông thường, Nitrite được sử dụng kèm với

Nitrate Hỗn hợp này gọi là muối diêm có dạng cốm trắng, dé tan trong nước, trong thành phần có chứa khoảng 85% Kali Nitite, còn lại là Kali Nitrate

Trong điều trị lâm sàng, một số hợp chất Nitrie như Amyl Nitrite, Trolnitrite

Phosphate va Pentaerythritol Tetranitrite được sử dụng làm thuốc giãn nở động

mạch vành và hạ huyết ap dùng trong điều trị bệnh cao huyết áp với liễu lượng sử dụng 30+120 mg{[1 5], nếu dùng quá liều sẽ dẫn đến tử vong

Trong nông nghiệp, phân bón chứa gốc Nitd cũng chính là nguồn phát tan Nitrate

và Nitrite, Khi được bón vào trong đất, dưới ảnh hưởng của chu trình Niơ tự nhiên, Nitơ trong phân bón chuyển hóa một phần thành Nitrite và đi vào trong nước hoặc

nam ở dạng dư lượng trong nông sắn,

1.2 Góc /ø¿Á4122]

Trong môi trường acid, Nitrite là tác nhân nitroso hóa các hợp chất amine hiện

diện trong tự nhiên, trong công nghiệp và trong cơ thể động vật hình thành nên

các hợp chất Nitrosamine độc hại đối với con người

Theo nghiên cứu trong lĩnh vực y học, các hợp chất Nitrosamine là tác nhân chính gây ra bệnh tung thư - nguyên nhân dẫn đến tử vong cao mà hiện nay nền y học hiện đại vẫn chưa tìm ra được phương thức chữa trị hiệu quả

Trong những năm gan day, do dan số thế giới gia tăng với tốc độ cao nên đòi hỏi nền nông nghiệp và công nghiệp thế giới phải phát triển tương xứng, Điều này đi

đôi với việc một lượng khá lớn Nitrite và Nirosamine được thải ra tự nhiên, nhất là trong công nghiệp thực phẩm và chế biến cao su

Trong thực phẩm, các hợp chất chứa Nitrite được sử dụng với vai trò như đã nói ở

trên, nhưng nếu lạm dụng sẽ dẫn đến ngộ độc cho người sử dụng Nitrite tác dụng với các amine nhị cấp trong thực phẩm, trong các chế phẩm công nghiệp hình

thành nên hợp chất Nitroso đi vào cơ thể con người thông qua ăn uống Khi đi vào

cơ thể con người, Nitrate có thể chuyển hóa thành Nitrite do vị khuẩn Escherichira

Coli sống nội sinh trong ruột gây ra lon Nitrite đi vào dạ dày sẽ phần ứng với các Amine và Amide trong cơ thể cũng hình thành các hợp chất Nitrosamine và

Nitrosamide Bên cạnh độc tính gây ung thư, Nitrite còn có thể gây ra ngộ độc cấp

tính nếu sử dụng ở liều lượng cao Liểu lượng LDs¿ cho người lớn là vào khoảng

0.18+2.5 gam và thấp hơn cho người già và trẻ em

1855 g Hemoglobine thành Methemoglobine Cơ chế để nghị như sau:

4HbFe*O2 + 4NOy + 2H,O ——® 4HbFe "OH + 4NOy + 0,

Triệu chứng ngộ độc cấp tính xuất hiện nhanh và đột ngột Sau khi ăn phái một

lượng lớn Nitrite, sẽ xảy ra hiện tượng nhức đầu, chóng mặt, nôn mửa đữ dội, tiêu chảy, tiếp theo là tím tái (môi, đầu mũi, tai, đầu tứ chỉ và mặ0, nếu không được điều trị kịp thời sẽ dẫn đến ngạt thở dẫn, hôn mê và chết,

1.3 Sâu tượng GiỄ d2

Theo tiêu chuẩn Việt Nam, liều lượng sử dụng cho người:[22]

- Không hạn chế: 0+0.4 mg/kg thé trong

- Có điều kiện: — 0.4+0.8 mg/kg thể trọng

Theo tổ chức Y tế thế giới (WHO) thì hàm lượng tiêu thụ Nitite cha phép đối với

cơ thể người không được vượt quá 0.13 mg/kg thể trọng,

Nitrite có thể được dùng trộn lẫn với muối ăn để ướp thịt, nhưng tỷ lệ không được

lớn hơn 0.6% và không được sử dụng trong thức ăn của trẻ em

Hầm lượng Nitrite được phép hiện diện trong thực phẩm và trong nước theo tiêu chuẩn Việt Nam là:j1,2,19,23]

e Nudc bé mat (tinh theo N)

Dùng cho nông nghiệp và thủy <0.05

Vì vậy, cần phái khống chế và giám sát chặt chẽ hàm lượng các tác nhân nitroso

hóa trong đó có Nitrite hiện diện trong nước và thực phẩm để đảm bảo sức khỏe cho con người

Nguyên tử Nitơ có khả năng tham gia phan tng oxy hóa khử với các hóa trị từ -3

đến +5 Tỉnh chất này có ý nghĩa quan trọng trong cơ chế hóa học và sinh học của NHơ vì nó tạo ra những hình thái Nitơ khác nhau Mội số ví dụ về các hình thái của Nita:

Trong tự nhiên, các dạng hợp chất (hình thái) của Niơ trong thực vật, động vật,

sinh khối, thủy quyến và địa quyển biến đổi trong một chu trình gọi là chủ trình Nitơ Trong chu trình NHơ, lượng Nhơ trong quá trình vận chuyển giữa khí quyển,

địa quyển, thủy quyển và sinh khối được cố định bằng sinh hạc và bằng hóa học

Việc cố định Nitơ bằng sinh học được thực hiện bởi các vị khuẩn hiểu khí, bán ky

khí và yếm khí

Việc cố định Nitơ bằng hóa học được thực hiện thông qua các phản ứng hóa học

nhưng chúng tang theo nhu cầu ngày càng tăng về lượng phân đạm và đã góp phần chuyển hóa 20-30% lượng Nitơ trong khí quyển

Dưới đây là một số phần ứng minh họa sự biến đối giữa các hình thái Nhơ trong tự nhiên:

Quá trình hydro hóa NHớ có xúc tÁC:

Fe

Từ NH: và CO;¿, con người đã tổng hợp ra urê CO(NH¿); là dạng phân đạm thường

dùng trong nông nghiệp

có, + ANH CO(NH,), + HO

Cac Nito cố định ở thủy quyển và sinh quyển được xác định trước hết bởi hàng loạt

các quá trình khử và thủy phân có xúc tác sinh học như quá trình urê hóa, amoni hóa, nitrate hóa, khử nitrate hóa

Phân bón hóa học, chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp là những nguyên nhân tác động đáng kể đến chu trình Nitơ trong tự nhiên, làm phá vỡ cân bằng

vốn có giữa các dạng Nitơ mà chúng ta cần phải kiểm soát và chế ngự:

+ Tăng nẵng độ của các hợp chất Nitd bay hơi (NÓx, NạO, NHà, Nitrosamine) ở tầng bình lưu và đối lưu, dẫn tới tăng tốc độ các chu kỳ phản ứng trong khí quyển Tăng quá trình trao đổi của các hợp chất Nitơ giữa khí quyền và bề mặt trái đất

+ Tăng nếng độ của các hợp chất oxy hóa (CO(NH¿);, NH¿I, NÓ¿, NÓ) trong

thủy quyển

ức plein tng eta hoje chal Vile hưng “ủy quyon gà 4x4 giuyến

BAC OXY HOA

Phén thas quan

Các hợp chất Nitơ hòa tan trong nước làm gia tăng nồng độ Nitơ trong nước bề mặt như CO(NH¿);, NH¿, NHÀ” là từ sự phân húy của xác sinh vật, phân bón, sẵn phẩm

thải công nghiệp

Bên cạnh đó, quá trình oxy hóa vi sinh ion NH,” cing tao ra cdc hợp chat Nite

khác là Nitrite và Nitrate, Quá trình này gọi là quả trình Nitrate héa:

Nit NHƯ + 150, itrosomonas NO; + HO + 2H

lon Nitrate la chat dinh dưỡng cho phan ting enzyme hdéa cla cdc hop chat Nite -

Nitrate hình thành liên kết Nitơ hóa trị -3 Mặt khác, các ví khuẩn yếm khí, dị thể tác động tới Nitơ-Nitrate trong điều kiện không oxy hóa như chất nhận điện tử để

phân hủy hợp chất hữu cơ tạo thành N¿, NÓ; và NạO Phản ứng tổng quát như sau:

Đán tổng quan

Như vậy, Nitrite chỉ là một trong số nhiều hình thái Nhiơ hiện diện trong tự nhiên

va Nitrite cing vdi dang hop chất Nitơ có thể chuyển hóa lẫn nhau trong sinh quyển

3 TINH CHAT CUA NITRITE

3.1 Hah chal héa hoc

Nitrite la mudi ctia Acid Nitrous kém bén Khi phan ly, Acid Nitrous tao thanh cac

lon NO” và OH' lon NO” kết hợp với các anion tạo thành dẫn xuất (NO?X Acid Nitrous thường hiện diện trong dung dịch rất loãng hoặc ở trạng thái khí Khi làm đậm đặc hoặc đưn nóng thì acid Nitrous sẽ bị phân hủy:

2HNO ———-» NO;Ÿ? + NOT + H;O†

HNO; + 2HNO; ———+ H¿O + 2NO + HNO¿

Trong lon Nitrite, nguyên tố M có số oxy hóa là +3 là mức oxy hóa trung gian Do

đó Ácid Nitrous vừa có tính oxy hóa vừa có tính khứ:|20]

2HNO; + 2H” + 2Ï ——>_ l¿ + 2NO + 2H¿O

Trong môi trường kiểm, Nitrite có thể bị khứ đến số oxy hóa -3 (dạng NHạ):

3n + NO; + 5OH ———_ NHị + 3Z7nQ;¿” + HạO

Trong môi trường acid, Nitrite thể hiện tính khử:

SHNO2 + 2H" + 2MnOg ————t 2Mn(NO‡; + HNO¿ + 3H;O

3.2 Ce ché lao mau thee phim cia Nibiile wi: Nibate \21)

Khi muối diêm (Nitrite, Nitrate) được đưa vào trong thịt, dưới tác dụng của vi khuẩn, Niữrate bị khử thành Nitrite và trong môi trường pH thích hợp, Nitrite bi phân hủy thành Oxide Nitride NO Oxide Nitride sẽ kết hợp với Myoglobine có trong thịt tạo thành Nitrosomyoglobine có màu đó Khi dụn nóng thực phẩm, hợp chất Nitrosomyoglobine sẽ phân hủy thành Nitrosoheme và Globine có màu đỗ

hồng Sơ đồ biểu diễn cơ chế tạo màu đổ của thịt dưới tác dụng của Nitrite:

Vị khuẩn khử pH

pH valvi khudn

Nhiệt độ + Mb (Myoglobine} Mau dé ¥

ÑNitroseoheme+ Globine #—— NOMb 4———————————— NÖ

Mau đỏ hông Nitrosomyogiobine, Mau dé

Phan tong quan

4, CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG NITRITE

4.1 Phstong pba, Ỗ phim hich bide gưazø [1,2,6]

4.1.1 Phương pháp trắc quang diazo hóa - ghép cặp [1,3,4,5,6,11,13,34]

Nguyên tắc chung của phương pháp phân tích trắc quang để xác dinh Nitrite là dựa trên phần ứng diazo hóa amine hương phương bậc 1 trong môi trường acid tạo thành muối điazo, sau đó ghép cặp muối diazo này với một amine hoặc phenol tao thành thuốc nhuộm azo có màu Tiến hành đo cường độ hấp thu ở bước sóng hấp thu cực đại tương ứng với phức màu diazo hình thành

Không thể sử dụng các amine chí phương bậc 1 trong phan tng diazo héa vì sản

phẩm là muối diazo chỉ phương kém bản, sẽ phân hủy thành Niơ và gốc carbocation Gốc carbocation nay sẽ phần ứng khử HỶ, phản Ứng với nước, với ion halogen tạo thành alken, alcol và dẫn xuất halogen.

Thuốc thứ diazo hóa Thuốc thử ghép cặp max (nm)

Pha ins quan

acid

4-Amino Salicylic acid Pesorcinol 426

Aniline-4-Sulphonic acid N-Phenyl-1-naphthylamine-B-

Uu điểm: [6]

+ Phuong pháp trắc quang diazo hóa - ghép cập thực hiện đơn giản, nhanh chóng

% Kết hợp với phương pháp chiết phẩm màu azo, có thể nâng cao được khả năng

phân tích hầm lượng nhỏ Nitrite trong mẫu

+ Tác chất sử dụng và sản phẩm phẩm màu azo thường rất độc, có khả năng gây tung thư cho con người,

4.1.2 Phương pháp trắc quang không diazo hóa [4]

Hiện nay, bên cạnh phương pháp trắc quang diazo hóa, còn có thể sử dụng phương

pháp trắc quang với các phần ứng tạo màu bao gầm phần ứng với 2,3-Dimethyl-1- Phenyl-Pyrazolin-5-One, 2-Mercaptoethanol, Mercaptoacetic Acid, Dihydroxy-4-

Imino-2-Oxochroman, Zirconyl ion và 3,3' Demethyl Benzidine hoặc phần ứng tạo màu của phức chelate của ion Zirconyl với hợp chất nitroso hình thành từ phần ứng

giữa Nitrite và Resorcinol trong môi trường trung tỉnh

4.2 Phuong pobre phan x4 4/144]

Trong vũng UV, lon NÓ; hấp thụ cực đại ở bước sóng 355 nm Giới hạn phát hiện của phương pháp là 5 10” M Tuy nhiên, phương pháp này bị ảnh hưởng của lan NÓ¿” do trong vùng bước sóng này ion NO; cũng có dạng phổ tương tự NO; nên

10

hân tổng quan

gây biến dạng dãy phổ của Nitrite làm giới hạn khả năng phan tich Nitrite Bang

kỹ thuật thêm chuẩn để cố định hàm lượng NO; trong mẫu cộng với lượng thêm chính xác NO;' giúp giảm thiểu ảnh hưởng của ion NOy

4.3 Phuong phap frhin lich “ưubu# quang|4]

Trong môi trường acid, ion NO¿' oxy hóa pyridoxal-5-phosphate-2-pyridylhydrazone

thành sản phẩm phát huỳnh quang

Phương pháp phân tích đơn giản, nhanh chóng, độ chọn lọc cao, có thể dùng trong khoảng Nitrite 0.1-1.0 mg/L, độ nhạy kém hơn các phương pháp khác

4.4 Phuong phip phan lich hoa phil quang\7|

Nitrite va Nitrate được khử về Nitric Oxide (NO) Sau đó đo cường độ phát quang của phản ứng giữa Nitric Oxide và Ozone

Nitrite có thể được khứ chọn lọc trong điều kiện khử yếu hơn điều kiện khử của Nitrate Do đó có thể xác định riêng rẽ Nitrite hoặc xác định tổng Nitrite và Nitrate

tùy vào việc lựa chọn chất khử

Chất khử thường được chọn cho việc xác định riêng Nitrite là ion I' (Bromide) trong môi trường acid yếu là Acid Acetic Sử dụng Fe(lI) và Ti(HI) làm chất khử để xác

định tổng Nitrite và Nitrate

Phản ứng có độ nhạy cao 0.05 ppb đối với Nitrite và 5 ppb đối với Nitrate Độ

chính xác, độ chọn lọc cao, hầu như không bị ảnh hưởng bởi nền

4.5 Phuong /“4 frhin lich ding chiy{4]

@ Su dung thuốc thử Acid 3-aminonaphthalene-1,5-disulphonic:

Phương pháp này dựa trên nguyên tắc phản ứng tạo muối diazo giữa Nitrite và amine hương phương la Acid 3-aminonaphthalene-1,5-disulphonic trong môi trường acid Sau đó muối diazo này được chuyển sang môi trường kiểm tạo thành muối acid azoic phát huỳnh quang

Cường độ huỳnh quang được ghi ở bước sóng 470 nm

Giới hạn phát hiện Nitrite là 0.01ppb

©_ Sử dụng thuốc thử N,N'-bis (2-hydroxypropyl)Aniline:

Trong phương pháp này Nitrite sẽ tham gia vào phản ứng Nitroso hóa N,N'-bis (2-

Hydroxypropyl)Aniline

@ Sử dụng thuốc thử p-Aminoacetophenone va m-Phenylenediamine:

Dung dịch mẫu được bơm vào trong dòng thuốc thử p-Aminoacetophenone Ống dẫn dung dịch được gia nhiệt trong bể điều nhiệt để gia tốc cho phần ứng Sau đó,

ĐH.KH.TỰ NHIÊN

Phin tổng quan

dòng dung dịch sau phân ứng được hòa trên vào dòng dung dich m-

Phenylenediamine và được dẫn đến hệ thống ghỉ đo quang ở bước sóng 456 nm với dụng dịch so sánh là nước cất, Sử dụng đồ thị chuẩn để xác định hàm lượng Nitrite có trong mẫu xác định Tất cả dung dịch thuốc thử được pha trong môi

trường acid,

Giới hạn phát hiện là 0.2 ppb Độ nhạy của phương pháp này cao hơn các phương

pháp phân tích dòng chay xác định Nitrite hiện có

Cac ion Ca**, Mg’*, K*, NH4*, HCOs’, SO,” Cl, SiO¿”, NOy, HạPO¿: không ảnh

hưởng khi hàm lượng thấp hơn 50 mg/L khi xác định Nitrite-N 30 nợ

4.6 Phuong pbtfe phan lich se hig

4.6.1 Phương pháp sắc ký khíl4]

Nitrite phần ứng với amine hương phương (m-Nitroaniline) trong môi trường acid

tạo thành ion diazonium lon này bị khử bởi Acid Hypophosphorous thành các dẫn xuất benzene, cơ chế như sau:

NÓ; + Ar- NH,——» Ar~N,`X”

ArTN)X +H,PO, + H,O —y Ar- H+ H,PO, + HÀ +N,,

Sử dụng detector bắt giữ electron ECD

Trong phương pháp này người ta sứ dụng cột sắc ký pha đảo ngược C¡¿ để tách các

anion vô cơ Nguyên liệu chế tạo cột sắc ký pha đảo ngược C¡a là Silica có tẩm

hoặc không tấm polymer, Trước khi sử dụng, pha tĩnh phải được xử lý trước bằng

dung dich Cetyltrimethylammonium 0.001 M ở nhiệt độ 20°C Cetyltrimethyl-

ammonium đóng vai trò chất giữ anion Pha động là hỗn hop dung dich NaCl 0.1

M và dém Natri Phosphate 0.005 M (pH = 5.8) Nitrite, Nitrate dugc ghi do tin hiệu bằng detector UV ở bước sóng 225 nm hoặc bằng detector AMP (Amperometry) ở thế +1.0 V, điện cực làm việc carbon thủy tỉnh, điện cực so sánh Calomel bão hòa

Uu điểm:

+ Phuong pháp này có giới hạn phát hiện Nitrite thấp là 4 ppb với detector OV, 2 ppb vdi detector AMP

Đhần (Ong quan

4 Khéng bi 4nh hudng cla cdc anion ham lung tén nhu Cl, $O,7,, Br

4.7 Phutong flip phim lich dién

4.7.1 Phương pháp phân tích sử dụng diện cuc biosensor dién héal26}

Sử dụng vi điện cực sợi carbon phú một lớp màng polymer tetrakis porphyrin -

Niken Nitrite tham gia vao phan ứng oxy hóa trên bể mặt điện cực ở thế Essa, là

+0.78 V (cho điện cực đã modify trong dụng dịch metalloporphyrin, MCPM) và +0.9 V (cho điện cực không modiiy, CFM) so với điện cực Calomel bão hòa,

Giới hạn phát hiện 1.8 mg/L cho diện cực MCFM va 38.5 mg/L cho điện cực CFM

Ưu điểm:

+ Thời gian phân tích ngắn, đơn giản

Nhược điểm

+ Điện cực khó chế tạo

+ Giới hạn phát hiện tương đối cao

4.7.2 Phương pháp phân tích diện thế sử dụng điện cực màng chọn lọc ion

Nitrite[14]

Sử dụng điện cực màng chọn foc ion Nitrite dé do thé cda dung dich Thé dung

dịch tỷ lệ thuận với nông độ ion Nitrite có trong mẫu Sử dụng phương pháp thêm

+ Độ chọn lọc không cao, đòi hỏi xử lý mẫu tương đối phức tạp để loại trừ nhiều

ion ảnh hướng như CÍ, F, Br

4.7.3 Phương pháp voltampere sử dụng điện cực carbon thủy tinh{9]

Nitrite phần ứng với dụng dịch Acid Bromide tạo thành Nitrosyl Bromide cho phản

ứng khử ở điện cực carbon thủy tính ở thế +0.3 V so với điện cực so sánh Calomel bão hòa

Nếu kết hợp phương pháp này với hệ thống dòng chây và cột khử Cadimium, có thể xác định tổng Nitrite va Nitrate

13