Nội dung bài viết với mục tiêu xác định hàm lượng một số nguyên tố vi lượng (Fe, Cu, Zn, Pb) trong dược liệu bán chi liên bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử AAS. Nghiên cứu được thực hiện trên 5 mẫu Bán chi liên được thu mua tại Hà Nội, Nghệ An, Bình Định, Đắc lắc, TP. Hồ Chí Minh.
Trang 1XÁC ĐỊNH MỘT SỐ NGUYÊN TỐ VI LƯỢNG TRONG DƯỢC LIỆU
BÁN CHI LIÊN (SCUTELLARIA BARBATA D.DON)
BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THU NGUYÊN TỬ (AAS)
Ngô Thị Thanh Diệp*, Nguyễn Thị Thảo Duyên *
TÓM TẮT
Mục tiêu: Xác định hàm lượng một số nguyên tố vi lượng (Fe, Cu, Zn, Pb) trong dược liệu Bán chi liên
bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử AAS
Đối tượng và phương pháp: Nghiên cứu được thực hiện trên 5 mẫu Bán chi liên được thu mua tại Hà Nội,
Nghệ An, Bình Định, Đắc lắc, Tp Hồ Chí Minh Các mẫu dược liệu được vô cơ hóa khô bằng cách nung trong lò nung ở 600 0 C trong 7 giờ, sau đó các nguyên tố vi lượng được hoà tan bằng acid nitric 1M để chuyển sang dạng dung dịch và đo độ hấp thu nguyên tử của các dung dịch các mẫu trên máy quang phổ hấp thu nguyên tử Hitachi
Z – 2300
Kết quả: Xây dựng và thẩm định được quy trình xác định các nguyên tố vi lượng Cu, Fe, Zn, Pb trong dược
liệu Bán chi liên bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử có tính đặc hiệu, độ chính xác, độ đúng cao Sử dụng quy trình đã thiết lập xác định được hàm lượng các nguyên tố trong các mẫu dược liệu với các kết quả thu được như sau: hàm lượng Cu trong khoảng 18 – 38 ppm (RSD = 3,6%, tỷ lệ phục hồi 95%), hàm lượng Zn khoảng 80 ppm (RSD = 2,37%, tỷ lệ phục hồi 91%), trong khi đó hàm lượng Fe lại biến thiên trong khoảng 160 –
650 ppm (RSD = 3,65%, tỷ lệ phục hồi 94%), riêng Pb lại có hàm lượng rất thấp trong các mẫu, khoảng 3 ppm (RSD = 3,99%, tỷ lệ phục hồi 93%)
Kết luận: Quy trình xác định hàm lượng các nguyên tố vi lượng đã xây dựng đơn giản, dễ thực hiện, có độ
đúng và độ lặp lại cao
Từ khóa: Bán chi liên, nguyên tố vi lượng, quang phổ hấp thu nguyên tử
ABSTRACT
DETERMINATION OF SOME MICROELEMENTS IN THE HERBAL
SCUTELLARIA BARBATA D.DON BY ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY
Diep Thi Thanh Ngo, Duyen Thi Thao Nguyen
* Y Hoc TP Ho Chi Minh * Vol 17 - Supplement of No 4 - 2013: 139 - 143
Objective: The purpose of this study is to develop quantitative procedures of some microelements in the
herbal Ban chi lien by atomic absorption spectrometry method
Materials and methods: The study was carried out on 5 Scutellaria barbata D.Don samples purchased in
Ha Noi, Nghe An, Binh Dinh, Dak Lak, Ho Chi Minh City Samples were subjected to dry ashing by heating in a furnace at 600 0 C for 7 hours, after that the microelements were dissolved in nitric acid 1M and determined on the atomic absorption spectrophotometer Hitachi Z – 2300
Results: Studied and evaluated procedures to quantify microelements in herbal Scutellaria barbata D.Don
by atomic absorption spectrometric method with high repeatability, specificity, and accuracy.Apply established procedure to determine the amount of microelements in purchased samples of herbal Scutellaria barbata D.Don,
* Khoa Dược, Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh
Tác giả liên lạc: DS Ngô Thị Thanh Diệp ĐT: 01226671588 Email:thanhdiep73@yahoo.com
Trang 2the obtained results are: Cu content is in the range of 18 – 38 ppm (RSD = 3,6%, 95% recovery rate), Zn content
is about 80 ppm (RSD = 2,37%, 91% recovery rate), whereas Fe content is in the range of 160 – 650 ppm (RSD = 3,65%, 94% recovery rate), while Pb content is as low as 3 ppm (RSD = 3,99%, 93% recovery rate)
Conclusion: The procedure of determination of microelements is simple, easy to carry out and achieves high
accuracy and repeatability
Keywords: Scutellaria barbata D Don, microelements, atomic absorption spectrometry
ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngoài các hợp chất hữu cơ, trong bất kỳ
dược liệu nào cũng chứa các chất vô cơ Các
chất vô cơ này tạo nên thành phần “khoáng
chất” – các nguyên tố vi lượng của dược liệu
Rất nhiều các nghiên cứu đã chứng minh các
nguyên tố vi lượng đóng vai trò vô cùng quan
trọng trong các hoạt động sinh lý và điều
khiển trao đổi chất của cơ thể động thực vật
Mỗi dược liệu có một tập hợp các nguyên tố vi
lượng khác nhau với hàm lượng của các
nguyên tố khác nhau Chính vì vậy, việc xác
định các nguyên tố vi lượng trong dược liệu là
rất cần thiết trong công tác tiêu chuẩn hoá
dược liệu, đánh giá chất lượng của dược liệu
và phát triển các thuốc vi lượng nói chung
Bán chi liên Scutellaria barbata D Don là một
loại cây thân thảo thuộc họ Hoa môi
(Lamiaceae) Cây thuốc này có mặt trong nhiều
bài thuốc dân gian với tác dụng thanh nhiệt giải
độc, lợi tiểu tiêu sưng, giảm đau và chống khối u
tân sinh Ở nước ta, Bán chi liên được nhân dân
sử dụng nhiều trong các bài thuốc chữa ung thư,
viêm gan, … nhưng nguồn dược liệu này chủ
yếu vẫn nhập từ Trung Quốc và vấn đề kiểm
soát chất lượng cho dược liệu Bán chi liên vẫn
chưa được thực hiện Vì vậy, chúng tôi tiến hành
thực hiện đề tài này với mục tiêu nghiên cứu
một số các nguyên tố vi lượng phổ biến trong
dược liệu là Fe, Cu, Zn, Pb, góp phần xây dựng
tiêu chuẩn cho dược liệu Bán chi liên, đưa Bán
chi liên vào sử dụng rộng rãi hơn, hiệu quả và an
toàn hơn
ĐỐI TƯỢNG- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng
Các nguyên tố vi lượng Fe, Cu, Zn, Pb trong
5 mẫu dược liệu Bán chi liên được thu mua tại các địa phương: Hà nội (BCL1), Nghệ An (BCL 2), Bình định (BCL 3), Đắc lắc (BCL 4), Tp.HCM (BCL 5)
Hóa chất
Các dung dịch chuẩn Fe, Cu, Zn, Pb hàm lượng 1000 ppm (Merck)
Thiết bị
Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS Hitachi Z – 2300
Lò nung LENTON 3216CC Cân điện tử phân tích HR 200 Cân xác định độ ẩm Sartorius MA 45
Phương pháp nghiên cứu
Các mẫu được xác định mất khối lượng do làm khô trên cân Sartorius MA 45 Tiến hành vô
cơ hóa mẫu bằng cách nung trong lò nung ở nhiệt độ 600 0C trong 7 h để thu được tro toàn phần Tro toàn phần được hòa tan trong acid nitric 1 M, lọc để thu được dung dịch các nguyên
tố vi lượng Từ dung dịch chuẩn các nguyên tố
Fe, Cu, Zn, Pb nồng độ 1000 ppm pha loãng đến các dung dịch có nồng độ thích hợp Xây dựng đường chuẩn sự phụ thuộc giữa nồng độ của các nguyên tố và độ hấp thu của các nguyên tố vi lượng kể trên Đo độ hấp thu của dung dịch mẫu thử từ dược liệu và dựa vào đường chuẩn tìm ra nồng độ của nguyên tố vi lượng trong mẫu thử
Từ giá trị này, dựa vào kết quả mất khối lượng
do làm khô và độ pha loãng dung dịch mẫu thử ban đầu tìm ra hàm lượng nguyên tố vi lượng trong dược liệu
Chuẩn bị mẫu thử
Cân chính xác 2,000 g dược liệu (đã xác định mất khối lượng do làm khô) chuyển vào chén
Trang 3thủy tinh thạch anh đã nung đến khối lượng
không đổi
Sau đó đặt chén nung đã có dược liệu trên
bếp điện và đốt cho tới khi dược liệu không còn
khói Lấy chén nung cho vào lò nung ở nhiệt độ
600 0C trong 7 giờ, đốt hết phần hữu cơ của dược
liệu để thu được tro toàn phần Chú ý sau khi
nung xong để lò nung hạ nhiệt độ xuống khoảng
200 0C mới được lấy ra.Làm nguội tro toàn phần
trong bình hút ẩm
Thêm vào tro toàn phần 6 ml acid nitric 1M,
đun sôi trên bếp điện 2 phút Chú ý theo dõi
chính xác thời gian đun sôi, khi thêm acid và
đun sôi phải đậy nắp chén nung bằng mặt kính
đồng hồ để tránh làm thất thoát tro
Để nguội chén nung rồi thêm tiếp 5 ml nước
cất, lọc qua giấy lọc không tro vào bình định
mức 50 ml, rửa giấy lọc và chén thủy tinh, mặt
kính đồng hồ vài lần bằng nước cất, thêm nước
cất đến vạch Dung dịch này được pha loãng đến
nồng độ thích hợp (từ 0,2- 10 ppm), đo độ hấp
thu trên máy quang phổ hấp thu nguyên tử
Hitachi Z-2300
Chuẩn bị dung dịch mẫu chuẩn
Từ các dung dịch chuẩn Fe, Cu, Zn, Pb
1000 ppm, ta pha loãng theo các tỷ lệ thích
hợp để thu được các dung dịch chuẩn có nồng
độ 1 ppm, 2 ppm, 5 ppm, 10 ppm Đo độ hấp
thu của các dung dịch chuẩn này ở các điều
kiện khác nhau ứng với mỗi nguyên tố cần
định lượng (bảng 1) để xây dựng đường
chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc giữa độ hấp thu
và nồng độ của nguyên tố
Bảng 1: Các thông số của máy Hitachi Z-2300 đối với
các nguyên tố vi lượng khảo sát
Bước sóng (nm) 324,8 213,9 248,3 283,3
Xác định độ hấp thụ của dung dịch mẫu thử
Từ đường chuẩn tìm ra nồng độ của dung dịch
mẫu thử Từ mất khối lượng do làm khô và độ
pha loãng tìm ra hàm lượng các nguyên tố vi
lượng trong dược liệu tính theo dược liệu khô kiệt theo công thức:
X 1000(ppm)
Trong đó: X: hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong mẫu thử (ppm) C: nồng độ mẫu thử tìm thấy qua đường chuẩn (ppm) k: độ pha loãng a: khối lượng dược liệu trong mẫu thử (g) h: mất khối lượng do làm khô
Quy trình đã thiết lập được thẩm định các thông số: Tính phù hợp của hệ thống, tính đặc hiệu, khoảng tuyến tính, độ lặp lại và độ đúng Sau khi đã được thẩm định, áp dụng quy trình
để xác định hàm lượng các nguyên tố vi lượng
Fe, Cu, Zn, Pb trong các mẫu dược liệu bán chi liên đã thu thập được
KẾT QUẢ
Đối với Cu và Pb: Dung dịch mẫu thử không cần phải pha loãng trước khi đo Đối với Zn và
Fe dung dịch mẫu thử phải pha loãng 5 lần trước khi đo
Thẩm định quy trình định lượng:
Tính phù hợp của hệ thống
Bảng 2: Kết quả thẩm định tính phù hợp của hệ thống
đối của quy trình định lượng
Độ hấp thu của dung dịch
chuẩn
0,0388 0,5440 0,3505 0,0129 RSD của dung dịch
chuẩn,%
0,0044 0,0167 0,0072 0,0183
Độ hấp thu của dung dịch
thử
0,0224 0,2847 0,1750 0,0021 RSD của dung dịch thử,% 0,0078 0,0221 0,0121 0,0500
Quy trình thu được có tính phù hợp hệ thống rất cao đối với cả Fe, Cu, Zn và Pb RSD của 6 lần đo mẫu thử và chuẩn đều nhỏ hơn 0,1% (bảng 2)
Tính đặc hiệu
Quy trình có tính đặc hiệu cao đối với các nguyên tố Fe, Cu, Zn và Pb, thể hiện ở độ hấp thu của mẫu trắng đều bằng 0 và các dung dịch
Trang 4mẫu thử khi thêm các dung dịch chuẩn tương
ứng đều có độ hấp thu tăng lên rõ rệt ở các điều
kiện xác định cho mỗi nguyên tố mô tả trong
bảng 1
Khoảng tuyến tính
Khảo sát khoảng tuyến tính cho thấy quy
trình có khoảng tuyến tính, phương trình hồi
quy và hệ số tương quan cho từng nguyên tố vi
lượng Cu, Fe, Zn, Pb thể hiện trong bảng 3
Bảng 3: Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của quy
trình đối với các nguyên tố vi lượng Cu, Fe, Zn, Pb
Quy trình định
lượng
Khoảng nồng độ
khảo sát, ppm
0,2 - 2 1-10 0,2 - 1 0 - 1 Phương trình
hồi quy
y = 0,0324x
y = 0,0470x
y = 0,3066x
y = 0,0116x
Hệ số tương
quan R2
0,9997 0,9991 0,9991 0,9997
Độ lặp lại
Tiến hành xác định hàm lượng các nguyên tố
vi lượng Cu, Fe, Zn, Pb trong 6 mẫu thử riêng
biệt của mẫu dược liệu Bán chi liên thu mua tại
TP.HCM (BCL 5) Kết quả thu được thể hiện ở
bảng 4 cho thấy dù hàm lượng của các nguyên tố
vi lượng trong dược liệu rất nhỏ nhưng quy
trình vẫn có độ lặp lại tốt với RSD <5%
Bảng 4: Kết quả khảo sát độ lặp lại của quy trình định
lượng các nguyên tố vi lượng Cu, Zn, Fe, Pb
Hàm lượng trung bình
(ppm)
16,2 552,2 71,7 2,9
Độ đúng
Được khảo sát trên mẫu BCL5 thu mua tại
TP HCM đã dùng khảo sát độ lặp lại Thêm vào
các mẫu thử lượng chất chuẩn (dung dịch các
nguyên tố vi lượng khảo sát) tương ứng với
khoảng 80%, 100%, 120% hàm lượng các nguyên
tố vi lượng này trong mẫu thử Kết quả thu được
thể hiện ở bảng 5
Bảng 5: Kết quả thẩm định độ đúng của quy trình
định lượng Cu, Fe, Zn, Pb trong dược liệu Bán chi liên
Tỷ lệ phục hồi ở mức chuẩn thêm vào, %
Kết quả thẩm định cho thấy quy trình có độ đúng cao đối với cả 4 nguyên tố vi lượng Cu, Fe,
Zn, Pb với tỷ lệ phục hồi ở các mức chuẩn thêm vào khác nhau đều nằm trong khoảng 90 – 98%
Sử dụng quy trình đã thẩm định trên để xác định hàm lượng của Cu, Fe, Zn, Pb trong các mẫu Bán chi liên thu mua được, kết quả thu được thể hiện ở bảng 6
Bảng 6: Kết quả xác định hàm lượng của Cu, Fe, Zn,
Pb trong các mẫu BCL
Có thể thấy hàm lượng các nguyên tố vi lượng Cu, Fe, Zn, Pb thay đổi tùy thuộc vào thổ nhưỡng của cây nhưng đều có điểm chung là hàm lượng Fe trong dược liệu Bán chi liên cao hơn hẳn các nguyên tố vi lượng khác như Cu,
Zn Hàm lượng Pb rất nhỏ trong các mẫu dược liệu chứng tỏ các mẫu dược liệu này đều không
bị nhiễm Pb
KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu đã xây dựng và thẩm định được quy trình định lượng các nguyên tố vi lượng Cu, Fe, Zn, Pb trong dược liệu Bán chi liên bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử Quy trình đã xây dựng và thẩm định đã được áp dụng để xác định hàm lượng của các nguyên tố vi lượng
Trang 5Cu, Fe, Zn, Pb trong một số mẫu Bán chi liên
thu mua được
TÀI LIỆU THAM KHẢO
analytical procedures: text and methodology, Q2 (R1), pp 1 -
13
NXB Đại Học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội, tr 135 – 390
Ngày nhận bài báo: 10.12.2012 Ngày phản biện nhận xét bài báo: 24.12.2013 Ngày bài báo được đăng: 10.03.2014