Nghiên cứu định lượng selen có trong các chế phẩm thuốc

Nghiên cứu định lượng selen có trong các chế phẩm thuốc.

Tên đề tài

NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG SELEN CÓ

TRONG CÁC CHẾ PHẨM THUỐC BẰNG PHƯƠNG

PHÁP QUANG PHÔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

Chủ nhiệm đê tài: ThS BUI THI HOA

Cơ quan chủ trì: VIÊN KIỂM NGHIỆM

Cấp quản lý: BỘ Y TẾ

Mã số đề tài:

Thời gian thực hiện: Từ tháng năm 2003 đến tháng năm 2005 |

Tổng kinh phí thực hiện dé tài: 200 triệu đồng Trong đó: kinh phí SNKH 170 triệu đồng

1 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG SELEN CÓ TRONG

CÁC CHẾ PHẨM THUỐC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG

PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

2 Chủ nhiệm dé tai: ThS BUI THI HOA

3 Cơ quan chủ trì dé tài: VIEN KIEM NGHIEM

4 Cấp quản lý đề tài: BỘ Y TẾ

5 Những người thực hiện chính:

TS Trịnh Văn Lầu DS Hoàng Thanh Tâm

TS Lê Thành Phước DS Đô Thị Thanh Thuỷ

Th§ Lê Hường Hoa DS Nguyễn Thị Hoàng Liên

DS Nguyễn Văn Hà DS Đỗ Thu Trang ThS Đỗ Thị Thanh DS Nguyễn Thanh Bách

DSTH Tran Thi Thu Trang DS Bai Thi Van

6 Thời gian thực hién: Tit thang 1nam 2003 dén thang 12 năm 2005 |

HÀ NỘI - 2005

Mục lục

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ, đồ thị „ -

PHẦN A: TÓM TẮT CÁC KẾT QUẢ NỔI BẬT CỦA ĐỀ TÀI

1.Kết quả nổi bật của đề tài

2.Áp dụng vào sản xuất và đời sống

3.Đánh giá thực hiện đề tài đối chiếu với đề cương nghiên cứu đã được

duyệt

PHAN B: NOI DUNG BAO CAO CHI TIẾT KẾT QUẢ NGHIÊN

CUU DE TAI CAP BO

1.1.5 Nhu cầu Selen của con người

1.2 CÁC DẠNG THUỐC CHỨA SELEN

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CÚU VỀ SELEN TRONG NƯỚC

1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ SELEN NGOÀI NƯỚC

1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG SELEN

1.6 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

1.6.1 Cơ sở lý thuyết của phương pháp AAS

1.6.2 Các quá trình thực hiện trong phép đo AAS

1.6.3 Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa

1.6.4 Các yếu tố ảnh hưởng

1.6.5 Các phương pháp địnhlượng _

1.7 PHƯƠNG PHÁP VÔ CƠ HOÁ MẪU

1.7.1 Phương pháp vô cơ hoá khô

1.7.2 Phương pháp vô cơ hoá ướt

1.7.3 Phương pháp vô cơ hoá trong lò vi sóng

1.7.4 Phương pháp lên men

1.7.5 Tác nhân vô cơ hoá

1.7.6 Xử lý mẫu để xác định Selen trong một số đối tượng cụ thể

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1

2.2

243

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CÚU

PHƯƠNG PHÁP XỬLÝ VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUÁ

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

KHẢO SÁT, NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN VÔ CƠ HOÁ MẪU

KHẢO SÁT, NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG QUI TRÌNH ĐỊNH

LƯỢNG SELEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP F - AAS, KỸ THUẬT

HOÁ HƠI TRỰC TIẾP

Khảo sát các điều kiện đo

Xây dựng qui trình vô cơ hoá mẫu và chiết Selen

Chuẩn bị dung dịch chuẩn và thử

Tiến hành

Đánh giá phương pháp

Khảo sát khoảng tuyến tính giữa nông độ và độ hấp

thụ của Selen

Khảo sát qui trình vô cơ hoá

Xác định độ lặp lại của phương pháp

Xác định độ đúng của phương pháp

Šo sánh phương pháp đường chuẩn và phương pháp

thêm đường chuẩn

KHẢO SÁT, NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG QUI TRÌNH ĐỊNH

LƯỢNG SELEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP F - AAS, KỸ THUẬT

HYDRID HOÁ

Khảo sát các điều kiện đo

Xây dựng qui trình vô cơ hoá mẫu và chiết Selen

Chuẩn bị dung dịch chuẩn và thử

Tiến hành

Đánh giá phương pháp

Khảo sát khoảng tuyến tính giữa độ hấp thụ và nồng độ

của Selen

Khảo sát qui trình vô cơ hoá

Xác định độ lặp lại của phương pháp

Xác định độ đúng của phương pháp

ĐỊNH LƯỢNG SELEN TRONG CHE PHAM BẰNG PHƯƠNG

PHÁP QUANG PHỔ HẤP THU UV - VIS

SELEN TRONG MỘT SỐ CHẾ PHẨM THUỐC ĐANG LƯU

Phụ lục 1: Qui trình định lượng Selen trong chế phẩm thuốc bằng

phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS, kỹ thuật hoá

hơi trực tiếp

Phụ lục 2: Qui trình định lượng Selen trong chế phẩm thuốc bằng

phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử F-AAS, kỹ thuật hydrid

001 - UNK 005) và mẫu M; - Nguyên liệu nấm men Việt Nam (UNK

006 - UNK 010)

Phụ lục 8: Kết quả khảo sát độ lặp lại của phương pháp F - AAS, kỹ thuật hoá hơi trực tiếp trên mẫu MỊ; - Viên nang mềm Cigelton - Phương

pháp thêm đường chuẩn

Phụ lục 9: Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của phương pháp F -

AAS, kỹ thuật Hydrid hoá

Phụ lục 10: Kết quả khảo sát qui trình vô cơ hoá của phương pháp F - AAS, kỹ thuật hydrid hoá

Phụ lục 11: Kết quả khảo sát độ lặp lại của phương pháp F - AAS, kỹ thuật hydrid hoá trên mẫu M, - Viên nang mềm Cigelton (UNK 002 -

006)

Phụ lục 12: Kết quả khảo sát độ lặp lại của phương pháp F - AAS, kỹ thuật hydrid hoá trên mẫu M; - Nguyên liệu nấm men Việt Nam

Phu lục 13: Kết quả định lượng Selen trong mẫu M, - Viên nang mềm

Cigelton bằng phương pháp quang phổ hấp thụ UV - VỊS

Phu lục 14: Kết quả định lượng Selen trong mẫu M; - Nguyên liệu nấm

men Việt Nam bằng phương pháp quang phổ hấp thụ UV - VIS

Phụ lục 15: Khảo sát độ lặp lại của phương pháp F-AAS, kỹ thuật hoá

hơi trực tiếp trên mẫu Mẹ - Viên nén Centovit woman

Phụ lục 16: Kết quả định lượng Selen trên mẫu M, - Viên nén Centovit woman bằng phương pháp UV - VỊS

AAS: Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

(Atomic Absorption Spectrophotometry)

F-AAS: Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa

(Flame - Atomic Absorption Spectrophotometry)

ETA-AAS: Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa

(Electro - Themal Atomic Absorption Spectrophotometry)

HCL: Đèn catod rỗng (Hollow cathod lamp)

USP: Duoc dién M§ (United States Pharmacopiea)

UV - VIS: Tit ngoai - kha kién (Utraviolet - Visible)

DANH MỤC CÁC HÌNH

1 Hình 1.1 Mối quan hệ giữa độ hấp thụ và nồng độ dung dịch

2 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn sự liên quan giữa nồng độ acid nền và độ

3 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ

Selen trong F - AAS kỹ thuật hoá hơi trực tiếp -c.cc-

4 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ S%elen trong F - AAS kỹ thuật hydrid hoá c5 cc<secsrer

trong phương pháp F - ÀAAS cà Hy 35 Bảng 3.4 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ Selen trong

F-AAS kỹ thuật-hoá hơi trực tIẾP -. -c+cscsesrereekeererrree 37

Bảng 3.5 Kết quả khảo sát qui trình vô cơ hoá trong F -AAS

kỹ thuật hoá hơi trực tIẾP HH HH rrrrree 38 Bảng 3.6 Kết quả khảo sát độ lặp lại của F - AAS kỹ thuật hoá

hơi trực tiếp trên mẫu CigeÏton scctttvterirertirerrrerrrrrrres 38

Bảng 3.7 Kết quả khảo sát độ lặp lại của F - AAS kỹ thuật hoá

Seeman

Bảng 3.8 Kết quả khảo sát độ lặp lại của F - AAS kỹ thuật hoá

hơi trực tiếp trên mẫu PrucellL - 5+ < 5s s+2sSs+estcccerrrrcrrerrex 39 Bảng 3.9 Kết quả khảo sát độ lặp lại của F - AAS kỹ thuật hoá

hơi trực tiếp trên mẫu GaliC - Se - 2+ 2tr re, 39

Bảng 3.10 Kết quả khảo sát độ lặp lại của F - AAS kỹ thuật hoá

hơi trực tiếp trên mẫu Belaf 5< 2s tt 1 crcee 40 Bảng 3.11 Kết quả khảo sát độ lặp lại của F - AAS kỹ thuật hoá

hơi trực tiếp trên mẫu Centovit Woman - c«-cccce-e- 40 Bảng 3.12 Kết quả khảo sát độ lặp lại của F - AAS kỹ thuật hoá

hơi trực tiếp trên mẫu nguyên liệu nấm men Việt Nam 40 Bảng 3.13 Kết quả khảo sát độ lặp lại của F - AAS kỹ thuật hoá

hơi trực tiếp trên mẫu nguyên liệu nấm men Đức 41

Bảng 3.14 Kết quả khảo sát độ đúng của F - AAS kỹ thuật hoá

hơi trực tiếp trên mẫu MĨ(, - cv xxx scey 41

Bảng 3.15 Kết quả khảo sát độ lặp lại của F - AAS kỹ thuật hoá hơi trực tiếp với phương pháp định lượng thêm đường chuẩn trên mẫuM, 42

Bảng 3.16 Kết quả so sánh phương pháp đường chuẩn và thêm

đường chuẩn trong F - AAS kỹ thuật hoá hơi trực tiếp 42

thuật hydrid hOá -.- Ăn HH TH 2H H1 1 HH H00 1 tr 48

Bang 3.20 Kết quả khảo sát độ lặp lại của F - AAS kỹ thuật hydrid

hoá trên mẫu CigeltOT cành re 48 Bảng 3.21 Kết quả khảo sát độ lặp lại của F - AAS kỹ thuật hydrid

hoá trên mẫu CenftOvit WOImain - Ặc scn+cnetererrrrerrrrkrsrrer 49

Bảng 3.22 Kết quả khảo sát độ lặp lại của F - AAS kỹ thuật hydrid

hoá trên mẫu nguyên liệu nấm men Việt Nam ++ 49 Bảng 3.23 Kết quả khảo sát độ đúng của F - AAS kỹ thuật

hydrid hoá trên mẫu Cigelton -sttnt+.éHervrrerreevrey 50

Bảng 3.24 Qui trình định lượng Selen theo phương pháp

quang phổ hấp thụ UV - VÍC tt 52

Bảng 3.25 Kết quả định lượng Selen trong mẫu Cigelton bằng

phương pháp quang phổ hấp thụ UV - VIR, +-ccccccecce 53

Bảng 3.26 Kết quả định lượng Selen trong mẫu Cenftovit woman

bằng phương pháp quang phổ hấp thụ UV - VIR - 53

Bảng 3.27 Kết quả định lượng Selen trong nguyên liệu nấm men

Việt Nam bằng phương pháp quang phổ hấp thụ UV - VỊS 34

Bảng 3.28 Kết quả so sánh phương pháp phương pháp F - AAS kỹ

thuật hoá hơi trực tiếp với phương pháp quang phổ hấp thụ UV - VỊS 55 Bảng 3.29 Kết quả so sánh phương pháp phương pháp E - AAS ky

thuật hydrid hoá với phương pháp quang phổ hấp thụ UV - VIS 56

Bảng 3.30 Kết quả định lượng Selen trong một số chế phẩm thuốc

đang lưu hành trên thị trường bằng AAS Ă site 57

TOM TAT CAC KET QUA NOI BAT CUA DE TAI

Xây dựng phương pháp định lượng Selen

1 KẾT QUẢ NỔI BẬT CỦA ĐỀ TÀI

a Đóng góp mới của đề tài

- Đề tài đã góp phần phát triển các phương pháp mới trong nghiên cứu phân tích thuốc, là cơ sở cho việc ban hành các tài liệu mang tính pháp quy về

định lượng Selen trong các chế phẩm thuốc

- Đã xây dựng quy trình vô cơ hoá mẫu và phương pháp định lượng Selen

bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, có thể áp dụng rộng rãi và phù

hợp cho nhiều đối tượng mẫu

b Kết quả cụ thể

- Xây dựng quy trình vô cơ hoá mẫu: chọn phương pháp vô cơ hoá ướt, dùng nhiệt và tác nhân oxy hoá là hỗn hợp acid nitric và acid percloric

* Tác nhân vô co hoa: acid nitric 65% va acid percloric 70%

* Tỷ lệ: khối lượng mẫu - acid nitric - acid percloric 1a

0,1 gam - 4ml - Iml đối với nguyên liệu nấm men

1gam - 10ml - 1ml đối với chế phẩm thuốc

Dùng tác nhân vô cơ hoá mạnh như acid nitric và acid percloric có thể vô

cơ hoá được những hợp chất hữu cơ có trong nền mẫu đồng thời có thể chuyển

Sclen từ dạng có mức oxy hoá thấp lên dạng có mức oxy hoá cao bên hơn với nhiệt, đo đó an toàn hơn trong quá trình vô cơ hoá mẫu

- Xây dựng phương pháp định lượng Selen bằng quang phổ hấp thụ nguyên

tử (F - AAS ) với hai kỹ thuật hoá hơi: Hoá hơi trực tiếp và hydrid hoá gồm các

nội dung:

* Khảo sát, lựa chọn được các điều kiện tối ưu để thực hiện phép đo F - AAS với hai kỹ thuật hoá hơi: trực tiếp và hydrid hoá Với các thông số đã được lựa chọn, quá trình nguyên tử hoá có độ nhạy cao và ổn định

* Phương pháp này có độ đúng, độ chính xác cao và mối liên quan tuyến tính chặt chẽ giữa độ hấp thụ và nồng độ S%len trong khoảng 2 - 10 ug/ml d6i voi

kỹ thuật hoá hơi trực tiếp; trong khoảng 5 - 20ng/ml đối với kỹ thuật hydrid hoá

- So sánh, đánh giá phương pháp xây dựng với phương pháp quang phổ hấp thụ UV - VIS theo USP 24 Két qua cho thay:

* Độ chính xác: Phương pháp xây dựng và phương pháp đã ban hành có độ chính xác ngang nhau ở mức tin cậy P = 0,05 (n = 5)

* Kết quả định lượng: Kết quả khi định lượng bằng phương pháp xây dựng

và phương pháp đã ban hành khác nhau không có ý nghĩa thống kê ở mức tin cậy

P=0,05 (n=5)

- áp dụng phương pháp xây dựng định lượng Selen trong một số nguyên liệu

nấm men, một số chế phẩm thuốc đang lưu hành trên thị trường

c Hiệu quả đào tạo

- Đào tạo được 0L Thạc sĩ dược học (Trường đại học Dược Hà Nôi, năm

2005)

- Đào tạo cho cán bộ của phòng Mỹ phẩm, Viện kiểm nghiệm về kỹ thuật

xử lý mẫu, bảo quản và phân tích thuốc trên nhiều dạng mẫu Các cán bộ đã tham gia để tài đã có cơ hội để học tập, thực hành vẻ kỹ thuật phân tích, về thẩm định phương pháp và thiết kế nghiên cứu

- Cán bộ của Viện kiểm nghiệm sau khi tham gia đề tài đã có được những kinh nghiệm nghiên cứu nhất định trong lĩnh vực này, có thể tham gia vào đào tạo cho các cán bộ của Trung tâm kiểm nghiệm, các cơ số sản xuất hoặc các học

sinh sau đại học

d Hiệu quả kinh tế

- Là cơ sổ cho các nhà sản xuát dược phẩm có thé 4p dung để định lượng

%elen trong quá trình nghiên cứu các công thức bào chế mới, tiết kiệm được chi

phí cho việc khảo sất và thẩm định phương pháp

e Hiệu quả xã hội

- Là cơ sở áp dụng để kiểm tra chất lượng các thuốc có chứa Selen đang lưu hành trên thị trường cũng như các sản phẩm mới xin cấp số đăng ký, góp phần vào công tác quản lý chất lượng thuốc, đảm bảo thuốc đến tay người bệnh có chất lượng cao, an toàn và hiệu quả

ii

Xây dựng phương pháp định lượng Selen

f Các hiệu quả khác

- Khai thác và sử dụng hiệu quả các thiết bị và các phương pháp phân tích hiện đại, từng bước nâng cao trình độ và khả năng phân tích để hội nhập cùng với khu vực và trên thế giới

2 AP DUNG VAO THUC TIEN SAN XUAT VA DOI SONG XÃ HỘI

- Các kỹ thuật phân tích được áp dụng cho việc nghiên cứu xây dựng

phương pháp và thẩm định đánh giá các phương pháp phân tích

- Qui trình và phương pháp phân tích sẽ được áp dụng cho việc kiểm tra chất lượng các thuốc có chứa Selen đang lưu hành trên thị trường cũng như các sản phẩm mới xin cấp số đăng ký, góp phần vào nhiệm vụ quản lý chất lượng thuốc, đảm bảo người bệnh được dùng những chế phẩm thuốc có chất lượng cao,

an toàn và hiệu quả

3 ĐÁNH GIÁ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ĐỐI CHIẾU VỚI ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN

CỨU ĐÃ ĐƯỢC PHÊ DUYỆT

- Kéo đài thời gian nghiên cứu

b, Thực hiện mục tiêu nghiên cứu

- Thực hiện được các mục tiêu nhưng không hoàn chỉnh

- Chỉ thực hiện được một số mục tiêu đề ra

c, Các sản phẩm tạo ra so với dự kiến của đề cương

- Tạo ra đầy đủ các sản phẩm dự kiến trong để cương

d, Cac tai liệu có liên quan tới kết quả của đề tài đã công bố: Không

e, Đánh giá việc sử dụng kinh phí

- Tổng kinh phí thực hiện đề tài: 200 triệu đồng

- Trong đó: kinh phí sựnghiệp 170 triệu đồng

- Kinh phí từ nguồn khác 30 triệu động (hoạt động thường xuyên

của Viện, khấu hao máy móc thiết bị, điện nước.)

- Toàn bộ kinh phí của đề tài đã được quyết toán

- Chưa thanh quyết toán xong: Không

- Kinh phí tồn đọng : Không

4 CÁC Ý KIẾN ĐỀ XUẤT

- Hàng năm, việc tổ chức xem xét và tuyển chọn các đề tài nghiên cứu nên được

thực hiện sớm hơn, có thể tiến hành vào cuối năm trước, để đầu năm sau có thể

bắt đầu thực hiện được ngay

- Việc cấp kinh phí cho các đề tài nghiên cứu cũng nên được cấp theo tiến độ của

dé tai đã đăng ký

IV

PHẦB

NỘI DUNG BÁO CÁO CHI TIẾT

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI CẤP BỘ.

ĐẶT VẤN ĐỀ

Những năm đầu của thế kỷ 20, Selen được nhìn nhận như một nguyên

tố độc hại, nó có thể gây què và tử vong cho các động vật ăn có Cho đến những năm 1960, tác dụng có lợi của Selen mới được công nhận Ở một nồng

độ nhất định, Selen được nhìn nhận như một nguyên tố vi lượng thiết yếu cho người và động vật Các công trình nghiên cứu đã chỉ ra rằng Selen có vai trò quan trọng trong quá trình hô hấp tế bào vì liên quan đến sinh tổng hợp Co- Enzym Q, là thành phần cấu tạo nên Glutathion peroxydase (GSHPx)- một

enzym chống lại quá trình oxy hoá lipid, bảo vệ tế bào, ngoài ra Selen còn tham gia vào thành phần của nhiều chất hoạt động chứa nhóm SH, SeH như

GSH, Selenomethionin Selen có liên quan đến rất nhiều bệnh lý khác nhau,

nó có vai trò quan trọng giúp cơ thể chống lại quá trình oxy hoá tế bào, trong bệnh lão khoa, các bệnh tim mạch, ung thư, bệnh loạn dưỡng cơ, đục thuy tỉnh

thể

Chính vì Selen có những tác dụng lớn như vậy, các hãng Dược phẩm trên

thế giới và Việt Nam gần đây đã cho ra đời rất nhiều biệt dược có chứa Selen,

hay Selen phối hợp với các nguyên tố vi lượng khác như Calci, Sắt, Kẽm ,

Đồng, Mangan cũng như với các vitamin như Vitamin A, E, C, để tăng

cường khả năng phòng và điều trị Selen được bào chế dưới nhiều dạng bào

chế khác nhau như viên nang mềm, viên nén, vên nén sủi, thuốc tiêm, như Viên nang mềm Cigelton, Belaf, Selelans, Garlic selen, Prucell; Vién nén

Centovit women, Centovit active; Vién sti Myvita, Plenyl, Thuốc tiêm Selenium injectable

Tuy nhiên hàm lượng Selen trong các chế phẩm thuốc thường nhỏ, việc

đưa ra được phương pháp định lượng Selen phù hợp đang là một vấn đề cần

thiết, góp phần vào công tác kiểm tra chất lượng thuốc Trong nước hiện chưa

có tài liệu pháp quy nào đưa ra phương pháp định lượng Selen trong các chế

phẩm thuốc Trong USP đưa ra phương pháp định lượng Selen bằng UV-V]S,

1

Xây dựng phương pháp định lượng Selen

Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là một phương pháp phân

tích hiện đại, đang được ứng dụng rộng rãi để xác định hàm lượng các nguyên

tố vi lượng trong các đối tượng mẫu đa dạng như mẫu quặng, mẫu nước, thực

phẩm, dược phẩm Trong USP cũng đưa ra phương pháp định lượng Selen

bằng AAS, nhưng để chuẩn bị được một dung dịch thử có nồng độ lớn như trong USP (khoảng 20 mcg/ml) từ các chế phẩm thuốc trên thị trường thì lượng mẫu đem vô cơ hoá là rất lớn, việc vô cơ hoá mẫu sẽ rất khó khăn đồng thời nếu sử dụng nền mẫu như trong USP, (thêm nền amomi clorid vào dung dịch đo) chúng tôi thấy khe đầu đốt sẽ bị tắc và ngọn lửa sẽ bị tất sau một vài lần đo Chính vì những lý do trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu xây dựng đề

tài “Nghiên cứu xây dựng phương pháp định lượng selen trong các chế

phẩm thuốc bàng phương pháp quang phố hấp thụ nguyên tử”, Với các

mục tiêu

e Xây dựng được phương pháp vô cơ hoá mẫu phù hợp để định lượng Selen

trong: Nguyên liệu, trong các chế phẩm thuốc như viên nang, viên nén

e_ Khảo sát xây dựng được phương pháp định lượng Selen trong Nguyên liệu,

trong các chế phẩm thuốc như viên nang, viên nén bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, so sánh với phương pháp quang phổ tử ngoại

UV-VIS

© Áp dụng phương pháp đã xây dựng định lượng Selen trong một số chế

phẩm thuốc chứa Selen đang lưu hành trên thị trường.

Chương 1 - TỔNG QUAN

1.1 VÀI NÉT VỀ NGUYÊN TỐ SELEN

1.1.1.Đặc điểm [4], [10], [16], [21], [26] [48]

Tên quốc tế: Selenium

Kí hiệu hoa hoc: Se

Nguyên tử lượng: 78,96

Nguyên tố Selen được Berzelius (1779 - 1848) nhà hoá học người Thuy Điển phát hiện năm 1817 ở trong chất thải của quá trình oxy hoá SO; từ quặng đồng pyrit khi sản xuất acid sulfuric

Selen là nguyên tố hoá học thuộc nhóm VỊ A trong bảng tuần hoàn các

nguyên tố, có số thứ tự 34, cấu hình electron lớp ngoài cùng là: 4s”4p Các

nguyên tố cùng nhóm với Selen là: Oxy, Lưu huỳnh, Telu và Poloni

Vạch phổ hấp thụ đặc trưng và nhạy nhất của Selen là vạch 196,lnm

được sử dụng khi dùng kỹ thuật F - AAS và ETA - AAS [17], [37], [38] [39],

[49]

Tính chất hoá học của Selen rất giống Lưu huỳnh, chúng đều thể hiện

mức oxy hoá -2; +4; +6 tương ứng với các hợp chat Sulfid - Selenid; Sulfit -

Selenit; Sulfat - Selenat

Xây dựng phương pháp định lượng Selen

cơ Những năm đầu thế kỷ 20 chỉ thấy có những thông báo về tác hại của hợp chất chứa Selen đối với sức khoẻ của con người và động vật Thế nhưng đến năm 1949, Claton và Bauman đã nhận thấy rằng hàm lượng Selen trong

khẩu phần ăn có tác dụng ngăn chặn sự phát sinh ung thư ở chuột [22] Năm

1958, người ta đã nhận ra lợi ích của Selen đối với sức khoẻ con người và

động vật, khi mà Schwars chiết ra từ thận động vật một yếu tố chứa Selen có tác dụng cực mạnh trong điều trị thoái hoá và hoại tử gan [22], [26] Năm

1971, vai trò của nó trong Ơlutathion peroxydase được phát hiện đánh dấu

một giai đoạn quan trọng trong lịch sử y học Ngày nay, Selen được coi là nguyên tố vi lượng rất quan trọng, không thể thiếu được cho hệ thống bảo vệ

cơ thể chống gốc tự do và có nhiều vai trò sinh học khác [22], [23], [27]

Gốc tự do luôn tồn tại trong cơ thể, hình thành do chính hoạt động sống của mỗi tế bào và do tác động của môi trường sống Gốc tự do có thể tấn công vào bất cứ cơ quan nào của cơ thể gây ra các nguy cơ sau:

- Tấn công vào các lipoprotein ty trong thap (LDL) 1a nguyén nhân hình

thành các đám tế bào bọt lắng đọng ở thành mạch máu, tạo ra các mảng xơ

vữa gây nên nhiều bệnh tim mạch

- Tấn công vào tổ chức màng, gây tổn thương màng với quá trình

peroxyd hoá lipid (POL) gia tăng là bước chuyển dịch đầu tiên của các quá trình viêm

- Tấn công vào ADN gây đột biến gen tế bào là nguyên nhân phát sinh ung thư

- Tấn công dần dần vào các phân tử sinh học quan trọng, vào vật chất đi

truyền, màng tế bào, các tế bào miễn dịch, sự tích tụ các tổn thương ngày một

gia tăng sẽ dẫn đến đấu hiệu tuổi già

- Ngoài ra, gốc tự do còn làm suy giảm hệ thống miễn dịch, thoái hoá

võng mạc, đục thuỷ tỉnh thể

Như vậy, các gốc tự do, các chất chống oxy hoá nói chung hay Selen nói riêng liên quan chặt chẽ tới nhiều quá trình bệnh lý Sự thiếu hụt Selen trong

cơ thể có thể dẫn đến một trong các hội chứng: giảm khả năng sinh trưởng,

giảm trương lực cơ, tổn thương thần kinh, suy giảm miễn dịch, bệnh tim mạch,

hoại tử gan, xơ hoá tuy, giảm sắc tố mô, các đạng ung thư và có thể dẫn đến tử

vong Người ta đã quan sát và chứng minh được nhiều quá trình bệnh lý liên

quan tdi Selen

Selen và bệnh từn mạch: Selen là chất antioxydant, có thể hạn chế sự oxy hoá các LDL cholesterol nên ngăn chặn quá trình tạo các mảng xơ vữa động mạch - nguyên nhân của cao huyết áp, thiếu máu cục bộ ở các cơ quan,

thiểu năng tuần hoàn não Nhiều tác giả đã chứng minh rõ tác dụng hạ huyết

áp của Co - enzym Q, do đó Selen cũng có tác dụng hạ huyết áp [26], [30],

[41]

Selen và bệnh ung thư: Khi khẩu phần Selen cao, hàm lượng Selen trong

máu cũng cao sẽ ức chế quá trình sinh ung thư Các nhà nghiên cứu cho rằng chính Selen có tác dụng chống oxy hoá, trung hoà gốc tự do, do đó làm tăng chức năng hoạt động miễn dịch của tế bào Ngoài ra Selen còn ngăn chặn sự

tưới máu cho khối u [22], [26], [30], [40], [41], [46]

Selen và quá trình viêm: Selen đã được chứng minh là có tác dụng chống viêm do nó có thể làm ổn định Lysosom vì màng Lysosom không

nguyên vẹn là nguyên nhân của quá trình viêm Tác dụng của Selen tăng nhiều khi phối hợp cùng với vitamin E [22], [26], [30], 41]

Selen và hệ thống miễn dịch của cơ thể: Có tất nhiều thí nghiệm chứng

minh Selen là một yếu tố quan trọng cho khả năng chống đỡ của cơ thể đối với hiện tượng nhiễm khuẩn, nhiễm virut kể cả HIV/AIDS [22], [26], [30], [41] Selen trong nhấn khoa: Người ta cho rằng Selen tham gia vào phản ứng quang hoá xảy ra ở võng mạc Tác dụng làm sáng mắt của Selen là do sự điều

5

Xây dựng phương pháp định lượng Selen

hoà quá trình sinh các gốc tự do trong võng mạc Ngoài ra, Sclen còn đảm bao

sự toàn vẹn của thuỷ tinh thể [22], [26], [30], [41]

Selen và sự lão hoá: Các hợp chất của Selen và của Co - enzym Q có khả

năng chống oxy hoá các lipit ở màng tế bào, phân huỷ các peroxyd đã tạo thành trong tế bào nên Selen đảm bảo sự vẹn toàn của tế bào, làm chậm quá

trình lão hoá của cơ thể, kéo dài tuổi thọ của con người [22], [26], [30], [41]

Ngoài ra, Selen còn có tác dụng khử độc Nó có khả năng liên kết với các

kim loại nặng như thuỷ ngân và đào thải các kim loại nặng ra nước tiểu Selen cũng bảo vệ cơ thể khỏi tác hại của bạc, đồng, chì, cadimi, arsen, platin [22], [41]

1.1.4 Độc tính của Selen

1.1.4.1 Đốt với động vát [10], [26]

Độc tính của Selen trên động vật đã được nhiều tác giả nghiên cứu Độc tính phụ thuộc vào liều lượng, thời gian dùng và loại súc vật Có ba loại ngộ

độc là ngộ độc cấp tính, bán trường diễn và trường diễn

1.1.4.2 Đốt với con người [10], [26]

Không thấy có báo cáo về tác hại nghiêm trọng do ngộ độc Selen gây ra

Chỉ thấy có những thông báo về những dấu hiệu mơ hồ như chán ăn, suy dinh dưỡng, hỏng răng, mất màu da, mất móng chân, móng tay, phù đưới da

Việc sử dụng lâu dài Selen hữu cơ với liều 3000ug/ngày có thể gây ra những

triệu chứng của ngộ độc trường diễn

1.1.5 Nhu cầu Selen của con người

Nhu cầu Selen ở người được xác định dựa vào chế độ ăn có hàm lượng

Selen cần thiết để tăng tối đa hoạt tính của hệ enzym GSH-Px Năm 1980, các

nhà khoa học Mỹ làm thí nghiệm trên động vật và đã xác định hàm lượng

Selen cần thiết trong chế độ ăn dinh dưỡng của người lớn là 50 - 200ug/ngày

1.2 CÁC DẠNG THUỐC CHỨA SELEN [10], [22] [23] [26] [28], [34]

Với vai trò quan trọng trong quá trình chống lại gốc tự do, Selen trở thành một nguyên tố rất quan trọng trong nhu cầu bổ xung muối khoáng Hiện nay, có bốn hoạt chất đã được nghiên cứu cơ bản và thừa nhận là có hoạt tính

chống oxy hoá điển hình dùng cho bào chế các dạng thuốc Đó là vitamin C,

vitamin E, caroten, và Selen [6]

Vận dụng những thành quả nghiên cứu về chất chống gốc tự do đã được thử nghiệm trên người, các nhà bào chế và công nghệ dược ngày nay đã chế tạo thành công những viên thuốc chứa bốn loại hoạt chất quan trọng nhất:

vitamin C, vitamin E, B caroten (hoặc vitamin A) va Selen [22], [27], [41]

Trên thị trường Việt nam hiện nay có rất nhiều chế phẩm chống oxy hoá chứa Selen, chủ yếu ở dạng viên nang mềm, ngoài ra nó cũng được bào chế ở đạng viên nén, thuốc tiêm Trong các chế phẩm này, Selen thường dưới dạng hữu cơ trong nấm men (Dried yeast containing Selenium), một số chế phẩm chứa Selen ở dạng vô cơ, với hàm lượng phổ biến khoảng 50ug Selen trong một viên

Xây dựng phương pháp định lượng Selen

6 caroten: 15mg

3 | Youngton (Y) | Vién nang mềm | Men khô có S%e hữu cơ tương đương

v6i 501g Selen Vitamin C: 500mg

Vitamin E: 400UI

Vitamin A: 5000UI

4 | Cigelton Viên nang mềm | Thành phần như vién nang mém Y

5 | Nifot Vién nang mém | Thanh phan nhu vién nang mém Y

6 | Trabelen Vién nang mém | Thanh phan nhu vién nang mém Y

7 | Saylom Viên nang mềm | Thành phần như viên nang mềm Y

8 | Radicalsol Vién nang mém | Thanh phan nhu vién nang mém Y

9 | Geriton Viên nang mềm | Selen hữu co tương đương 70uùg Se Dịch chiết nhân sâm

Hôn hợp các Vitamin

11 |Superenergy | Viên nang mềm | Men khô chứa Selen hữu cơ và các

khoáng chất: Ca, Cu, Cr, P, Mn,

Mo, Zn

Vitamin: A, C, D, E, B;, B,, By, By

12 | Selenans Viên nang mềm | Men khô có Se hữu cơ tương đương

với 50ug Selen

14 |Celium-50ug | Viên nang mềm | Selen: 50ug trong men bia

15 | Lycored Vién nén Selen dioxyd: 70ug

Vitamin A: 5000UI

Vitamin E: 4000UI

16 | Centovit Vién nén Selen hitu co: 70 pg tinh theo Selen

17 | Centovit Viên nén Selen hữu cơ: 50 ng tính theo Selen

active

Các Vitamin và khoáng chất

Xây dựng phương pháp định lượng Selen

1.3 TINH HINH NGHIEN CUU VE SELEN TRONG NUGC

Năm 1992, Đặng Hồng Thuý - Đỗ Thu Huyền - Từ Minh Koóng nghiên cứu nuôi cấy được nấm men chứa 126 - 17lùg Selen trong 1gam sinh khối khô [15]

Năm 1997, Lê Thị Hương Giang (Trường đại học Tổng hợp) nghiên cứu xác định Selen bằng phương pháp cực phổ xung vi phân và Volt - ampe hoà

tan [11]

Năm 2000, trung tâm phân tích khoáng sản - địa chất đã nghiên cứu và ban hành qui trình phân tích: Xác định hàm lượng Selen trong các loại mẫu

đất đá, quặng từ 10'% đến 0,1% bằng phương pháp quang phổ hấp thụ

nguyên tử - kỹ thuật hydrid hoá

Năm 2001, Lê Thị Uyển Chi (Trường Đại học Dược Hà nội) nghiên cứu

tính chất chống oxy hóa của một số chế phẩm chứa nấm men giàu Selen [9] Năm 2002, Tiến sĩ Nguyễn Quang Thường công bố công trình nghiên

cứu sản xuất nấm men giàu Selen ở qui mô phòng thí nghiệm và xây dựng phương pháp định lượng Selen trong nấm men bằng phương pháp quang phổ hấp thụ UV - VI§ theo USP 24; Nhóm nghiên cứu của Phân viện Khoa học Vật liệu tại Nha Trang sử dụng Niken nitrit để nâng cao độ nhạy và độ chính xác của phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa trong phân

tích Selen [19]

Đến nay, ở Việt Nam chưa có tài liệu pháp qui nào nêu phương pháp định

lượng Selen trong các dạng thuốc chế phẩm đa thành phần ở dạng vi lượng

1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ SELEN NGOÀI NƯỚC

Theo hồ sơ tiêu chuẩn chất lượng của một số chế phẩm thuốc do Hàn

Quốc sản xuất đang lưu hành trên thị trường nước ta, Selen được định lượng

bằng phương pháp quang phổ hấp thụ UV - VIS (áp dụng theo Dược điển Mỹ

24)

Trên thế giới có rất nhiều công trình nghiên cứu đã được công bố về các phương pháp xác định selen với nhiều loại mẫu rất đa dạng như: thuốc, mẫu máu, dịch sinh học, các chế phẩm dinh đưỡng.v.v nhưng đối tượng mẫu

là nang mềm có chứa các vitamin và nguyên tố vi lượng không nhiều bởi đạng chế phẩm này chủ yếu tập trung ở một số nước Châu á như Hàn quốc, Trung quốc, Thái lan và Việt nam Selen trong các mẫu này thường được định lượng bằng phương pháp AAS hoặc UV - VIS tuy nhiên phương pháp xử lý mẫu,

cách tiến hành cũng như điều kiện đo cụ thể thường chỉ áp dụng riêng biệt cho

từng chế phẩm

1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG SELEN

1.5.1 Phương pháp phân tích khối lượng

Nguyên tắc: Chuyển những hợp chất Selenat (SeO,”), Selenit (SeO;”) trong các mẫu thử về Selen nguyên tố kết tủa đỏ bằng các chất khử như: khí

sulfurơ, ion sắt (ID, ion đồng (D, thioure; thu lấy tủa, rửa tủa, sấy khô rồi đem cân khối lượng và tính kết quả Có thể cho Selen tác dụng với thuốc thử O- diamino thơm tạo phức Piazoselenol kết tủa, thu lấy tủa, rửa tủa, sấy khô, cân

và tính kết quả [4], [7] [26]

(Phương pháp này chỉ áp dụng cho các mẫu có nông độ Selen lớn và nền

mẫu đơn giản)

11

Xây dựng phương pháp định lượng Selen

1.5.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ UV - VIS

Nguyên tắc: Selen (IV) phản ứng nhạy và chọn lọc với O- diamino thơm, tạo phức Piazoselenol tan trong các dung môi hữu cơ Phức này có cực đại hấp thụ rất đặc trưng, có thể đo quang để xác định hàm lượng Selen Thuốc thử 3,3' diaminobenzidin và 2,3-diaminonaphtalen là phổ biến nhất [18], [26],

[32], [49]

Uu điểm của phương pháp này là phản ứng tạo phức nhạy, chọn lọc, áp dụng được với các mẫu có hàm lượng Selen thấp nhưng hạn chế lớn nhất là phitc piazoselenol dé bi phân huỷ ngoài ánh sáng, các chất oxy hoá mạnh

ngăn cần phản ứng tạo phúc, các chất màu ảnh hưởng đến mật độ quang, do

đó dẫn đến kết quả định lượng thiếu chính xác Như vậy, nếu áp dụng phương

pháp này để định lượng các dạng viên nang mêm, viên nén, vién sui bọt có

thành phân nên phức tạp thì gặp nhiều khó khăn

1.5.3 Phương pháp huỳnh quang

Nguyên tắc: Phức Piazoselenol tạo thành giữa Selen (IV) và các O- điamino thơm phát huỳnh quang ở bước sóng nhất định Do đó, có thể đo cường độ huỳnh quang để định lượng Selen [26], [48]

(Phương pháp này nhạy nhưng nếu trong chế phẩm chứa nhiều nguyên

tố vì lượng thì kết quả có thể bị ảnh hưởng)

1.5.4 Phương pháp cực phổ

Nguyên tắc: Đưa Selen trong mẫu về Se(IV) rồi đem đo trên thiết bị giọt

thuỷ ngân với dung dịch điện ly nên là acid Dưới thế 0 - 1000mV, Selen bị khử ở catod cho hai thế bán sóng Đo cường độ dòng khuyếch tán giới hạn tại thế bán sóng thứ hai sẽ xác định được nồng độ Selen trong dung dịch đo [1 I],

[12], [26], [30], [47]

(Trong phương pháp này, sự có mặt của mỘt số nguyên tố và các thành phần có trong chế phẩm ảnh hưởng đến việc lựa chọn dung dịch nền)

1.5.5 Phương pháp kích hoạt phóng xạ

Nguyên tắc: Selen được chuyển về các đồng vị do bắn phá mẫu bằng

chùm nơtron, sau đó đo các cường độ bức xa của đồng vị mới tạo thành [20], [26], [41]

(Độ nhạy của phương pháp này đạt được 0,01ug, phương pháp có ưu thế trong việc kiểm tra hàm lượng Selen trong các chế phẩm thuốc Tuy nhiên, phương pháp này đồi hỏi phải có thiết bị phức tạp và phương tiện chống nhiễm xạ)

1.5.6 Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử

Nguyên tắc: Selen được nguyên tử hoá chuyển thành các nguyên tử tự

do 6 dang hơi Các nguyên tử tự do ở trạng thái cơ bản được kích thích bằng năng lượng của ánh sáng, ngọn lửa, lò, tia lửa điện, hồ quang sẽ chuyển sang

trạng thái kích thích Từ trạng thái kích thích khi chuyển về trạng thái cơ bản các nguyên tử sẽ phát ra các bức xạ có bước sóng À = 196,1nm Hàm lượng Selen trong mẫu tỷ lệ với cường độ bức xa và tuân theo định luật Lambert -

Beer - Buger [42]

1.5.7 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

Nguyên tắc: Selen được nguyên tử hoá chuyển thành các nguyên tử tự do

ở đạng hơi sẽ hấp thụ chùm tia sáng có bước sóng À = 196,l1nm Hàm lượng Selen trong mẫu tỷ lệ với cường độ hấp thụ và tuân theo định luật Lambert -

Beer - Buger [19], [26], [31], [33], [35], [43], [44], [49], [50], [51]

(Phương pháp này có thể định lượng Selen đến khoảng nồng độ 105uslml

và có tu thế đối với những mẫu có nên phức tạp như các dạng viên nang mêm

có chứa hôn hợp các chất chống oxy hoá)

1.6 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬI2], [13], [17], [24], [25], [37], [38], [391

13

Xây dựng phương pháp định lượng Selen

Sự phát hiện hiệu ứng hấp thụ nguyên tử được công bố lần đầu tiên vào năm 1802 khi Wollaston nhận thấy những vạch tối trong phổ ánh sáng mặt trời Năm 1961, người ta bắt đầu sản xuất hàng loạt phổ kế hấp thụ nguyên tử

có ứng dụng phân tích Trong những năm gần đây, phương pháp AAS đã được ứng dụng khá rộng rãi để xác định kim loại trong các mẫu quặng, đất, đá, nước, các mẫu của y học, sinh học, các sản phẩm công nghiệp, rau quả, thực phẩm; các nguyên tố vi lượng trong phân bón, thức ăn gia súc [19], [26],

[31], [33], [35], 143], [44], [49], [50], [51] Trong ngành Dược cũng đã áp dụng phương pháp AAS để định lượng các nguyên tố vi lượng trong các chế

phẩm thuốc, xác định giới hạn các kim loại độc trong các dược liệu, tá được

và nguyên liệu làm thuốc

Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử có độ chính xác và độ nhạy cao nên chúng tôi sẽ ứng dụng phương pháp này để xác định hàm lượng Selen

trong chế phẩm thuốc

1.6.1 Cơ sở lý thuyết của phương pháp AAS

Trong điều kiện bình thường, nguyên tử không thu và cũng không phát ra năng lượng dưới dạng các bức xạ Ở trạng thái này, nguyên tử bền vững và

nghèo năng lượng nhất được gọi là trạng thái cơ bản của nguyên tử Nhưng khi nguyên từ đang tồn tại ở trạng thái hơi tự do, nếu kích thích nó bằng một

chùm tia bức xạ đơn sắc có năng lượng phù hợp, có độ dài sóng trùng với các vạch phổ phát xạ đặc trưng của nguyên tố đó thì các nguyên tử sẽ hấp thụ

năng lượng của bức xạ chiếu vào nó và chuyển lên trạng thái kích thích có năng lượng cao hơn trạng thái cơ bản, sinh ra một loại phổ của nguyên tử Quá

trình này gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của nguyên tố đó

Sự giảm cường độ ánh sáng do nguyên tử hấp thụ cũng tuân theo định

luật theo định luật Lambert - Beer - Buger:

Trong đó:

lạ: Cường độ chùm sáng tới

1: Cường độ chùm sáng sau khi đi qua môi trường hấp thụ

D: Cường độ hấp thụ của một vạch phổ

Ky: là một hằng số, được gọi là hệ số hấp thụ của mỗi vạch phổ

L: Bề dày của môi trường hấp thụ chứa nguyên tố cần phân tích

ở trạng thái hơi

Nạ: Số nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích ở trạng thái hơi

Nạ và nồng độ C của nguyên tố phân tích trong mẫu có mối quan hệ rất phức tạp, một cách tổng quát mối quan hệ giữa Nụ và C được xác định theo

Trong đó: Ki là hằng số thực nghiệm được xác định bởi các diéu kién hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích Trong những điều kiện nhất định, Ki là hằng số, b là hằng số bản chất, được quyết định bởi mỗi loại nguyên tử và nồng độ của nó trong mẫu Trong mọi điều kiện ta đều có: 0<b<]

Kết hợp biểu thức (1.1) và (1.2) có: D = k.C° (1.3)

Trong một điều kiện thực nghiệm thì k = const, nên biểu thức (3) sẽ là:

Đây là phương trình cơ sở của phép định lượng các nguyên tố theo AAS

Đường biểu diễn phương trình này có hai đoạn (hình 1.1):

Xây dựng phương pháp định lượng Selen

C; được gọi là nồng độ giới hạn trên của vùng tuyến tính AB Trong phân

tích, người ta thường chỉ sử dụng đoạn thẳng AB, vì trong đoạn này (vùng

nông độ này) đường chuẩn là một đường thẳng và việc tính toán sẽ được kết

quả chính xác hơn Nếu nồng độ chất cần nghiên cứu C, > C, thì cần phải tiến hành pha loãng dung dịch về nồng độ nằm trong khoảng tuyến tính AB

1.6.2 Các quá trình thực hiện trong phép đo AAS

Muốn thực hiện được phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố, cần phải thực hiện các quá trình sau:

1 Quá trình hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu: chuyển mẫu phân tích từ

trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử

tự do Đám hơi này chính là môi trường hấp thụ bức xạ Số nguyên tử tự do

trong trạng thái hơi quyết định cường độ vạch phổ hấp thụ Do đó, quá trình

nguyên tử hoá mẫu ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân tích một nguyên tố

Mục đích của nguyên từ hoá mẫu là tạo ra được đám hơi các nguyên tử tự do

từ mẫu phân tích với hiệu suất cao và ổn định để phép đo đạt kết quả chính

2 Chiếu chùm tia sáng bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua

đám hơi nguyên tử vừa điều chế được ở trên Các nguyên tử của nguyên tố cần xác định trong đám hơi đó sẽ hấp thụ một phần năng lượng của tia bức xạ

Phần năng lượng của bức xạ bị hấp thụ phụ thuộc vào nồng độ của các nguyên

tử tự do trong môi trường hấp thụ

3 Thu toàn bộ chùm sáng bằng một hệ thống máy quang phổ, phân ly và

chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ của

nó Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử

Trong một giới hạn nhất định của nồng độ C, giá trị cường độ này phụ thuộc

tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố trong mẫu phân tích theo phương

Trong phép đo F - AAS, mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử hoá mẫu phụ thuộc vào các tính chất và đặc trưng của ngọn lửa đèn khí, chủ yếu là nhiệt độ của ngọn lửa Nhiệt độ của ngọn lửa lại phụ thuộc rất nhiều vào bản

chất, thành phần của chất khí được đốt cháy và tốc độ dẫn khí vào để tạo ra

ngọn lửa Điều đó có nghĩa là ứng với mỗi hỗn hợp khí cháy sẽ cho ngọn lửa

có nhiệt độ khác nhau Thành phần của hỗn hợp khí cháy thay đổi thì nhiệt độ của ngọn lửa cũng bị thay đổi Nói chung, nhiệt độ của các loại đèn khí nằm trong vùng từ 1900- 3300°C Hai loại hỗn hợp khí đã và đang được sử dụng phổ biến trong phép đo F - AAS là hỗn hợp của không khí nén và acetylen hoặc mitơoxit và acetylen

1.6.3.3 Các quá trình xảy ra trong ngọn lửa:

17

Xây dựng phương pháp định lượng Sclen

bay hơi làm cho Me,X,, trong dung dịch chuyển thành các hạt rắn nhỏ mịn

Các hạt Me,X,„ bị nóng chảy ở nhiệt độ cao chuyển sang dạng Me,X,„ lỏng

Tiếp theo là quá trình hoá hơi và nguyên tử hoá với hai cơ chế chính sau xảy

ra:

Cơ chế I: Nếu E;„ < E,, tức là năng lượng hoá hơi E¿ nhỏ hon nang lượng

nguyên tử hoá E, thì các phân tử Me,X„ sẽ hoá hơi Sau đó các phân tử khí

này sẽ bị phân ly (nguyên tử hoá) thành các nguyên tử tự do Các nguyên tử này sẽ hấp thụ bức xạ tạo ra phổ AAS của nó

Me,X„(lông) > Me,X,(khi) > nMe%(khi) + mX(khi)

nMe"(khi) + n(hv) -> phé AAS

Các muối halogenid, acetat và một số muối nitrat của các kim loại

thường xảy ra theo cơ chế này Cơ chế này cho phép đo có độ nhạy và độ ổn

định cao

Co ché II: néu E, > E,, céc phan tir Me,X,, sẽ bị phân ly thành nguyên tử

Sau đó, các nguyên tử mới hoá hơi và hấp thụ tia bức xạ để tạo ra phổ AAS

của nó

Me,X,(long) —> nMe(ran, long) + mX(ran,l6ng) — nMe° (khi)

nMe(khif) + n(hv) > phé AAS

Muối sulfat, phosphat và silicat của các kim loại thường xảy ra theo cơ

chế này Cơ chế này cho phép đo có độ nhạy và độ ổn định kém cơ chế l Bên cạnh quá trình chính như trên, trong ngọn lửa còn có các quá trình

phụ làm ảnh hưởng đến kết quả của phép đo như:

- Quá trình ion hoá của nguyên tố phân tích, làm giảm số nguyên tử tự do trong ngọn lửa, do đó làm giảm cường độ của vạch hấp thụ

- Quá trình hấp thụ của các phân tử ở trạng thái hơi hoặc của các hạt mẫu rắn chưa bị hoá hơi trong ngọn lửa gây nên sự hấp thụ giả

- Sự tạo thành các hợp chất bền nhiệt: một số kim loại có thể hình thành các hợp chất bền nhiệt kiểu monoxit Các hợp chất này sẽ khó phân ly thành các nguyên tử tự do trong ngọn lửa đèn khí

- Sự phát xạ của một số nguyên tử có vạch phát xạ gần với vạch phát xạ

của nguyên tố phân tích sẽ sinh ra phổ nền và sự hấp thụ giả

1.6.4 Các yếu tố ảnh hưởng

Nhóm I: là các thông số của hệ máy đo phổ Các thông số này cần được

khảo sát và lựa chọn cho từng trường hợp cụ thể Thực hiện công việc này

chính là tối ưu hoá các thông số của máy cho một đối tượng phân tích

Nhóm 2: là các điều kiện nguyên tử hoá mẫu Các yếu tố này thể hiện rất khác nhau tuỳ thuộc vào kỹ thuật được lựa chọn để nguyên tử hoá mẫu

Nhóm 3: là các ảnh hưởng về phổ như sự hấp thụ nên, sự chen lấn của vạch phổ và sự hấp thụ của các hạt rắn

Nhóm 4: là các kỹ thuật và phương pháp xử lý mẫu Đây là một công

việc quan trọng có thể làm mất hay nhiễm bẩn thêm nguyên tế phân tích vào

mẫu gây cho kết quả phân tích không đúng với thực tế của mẫu

Nhóm 5: là các yếu tố vật lý như độ nhớt và sức căng bể mặt dung dịch

mẫu thường thể hiện nhiều trong phép đo F - AAS, nhất là khi mẫu phân tích

có nồng độ lớn Các yếu tố khác như sự ion hoá và kích thích phổ phát xạ chỉ

có ý nghĩa khi phân tích phổ hấp thụ của kim loại kiểm và kiểm thổ,

Nhóm 6: là các yếu tố hoá học như nồng độ acid và loại acid trong dung dịch mẫu, ảnh hưởng của các cation và anion khác nhau trong dung dịch, ảnh hưởng của thành phần nền và ảnh hưởng của dung môi hữu cơ Trong nhiều

19

Xây dựng phương pháp định lượng Selen

trường hợp, một trong những ảnh hưởng này lại được lợi dụng để làm tăng độ

nhạy của vạch phổ

Vì vậy, để kết quả chính xác và tin cậy đòi hỏi người phân tích phải biết

xử lý hóa học, tách loại, làm giàu, che tránh các yếu tố ảnh hưởng về mặt hoá

học cũng như về phổ hấp thụ trong mỗi trường hợp

1.6.5 Các phương pháp định lượng

1.6.5.1 Phương pháp đường chuẩn

Áp dụng cho những mẫu phân tích có nền đơn giản, có thể chuẩn bị dãy

chuẩn có nền tương ứng với nên mẫu phân tích Chuẩn bị một đẫy chuẩn có từ

3 đến 5 điểm chuẩn, thêm những loại thuốc thử , lượng thuốc thử tương ứng

vào dung dịch đẫy chuẩn sao cho nền các dung địch chuẩn tương ứng nền

dung địch thử Tiến hành đo độ hấp thụ của các dung dịch dãy chuẩn, lập

đường chuẩn biểu điễn sự liên quan giữa độ hấp thụ và nồng độ dung dịch

chuẩn Tính toán nồng độ nguyên tố cần phân tích trong dung dịch thử dựa

vào đường chuẩn

1.6.5.2 Phương pháp thêm đường chuẩn

Áp dụng cho những mẫu phân tích có thành phần nền phức tạp, không

chuẩn bị được thành phần nên của dung dịch dẫy chuẩn phù hớp với thành phần nền của mẫu phân tích Phương pháp này loại trừ được sự ảnh hưởng bởi thành phần nền của mẫu Nguyên tác của phương pháp này là dùng ngay mẫu phân tích làm nền và gia thêm vào đó những lượng nhất định của nguyên tố cần phân tích, để tạo dãy dung dịch chuẩn

1.7 PHƯƠNG PHAP VÔ CƠ HOÁ MẪU [1], [3], [8]

Các nguyên tố trong mẫu phân tích thường ở dạng hợp chất hữu cơ hoặc hợp chất vô cơ nhưng có lẫn các tạp chất hữu cơ Việc xác định chúng đòi hỏi

phải vô cơ hoá hoàn toàn phần hữu cơ trong mẫu Các chất hữu cơ rất phong phú và đa dạng Trước khi phân tích, mẫu thường được xử lý bằng một trong

các phương pháp sau: Vô cơ hoá khô, vô cơ hoá ướt, vô cơ hoá trong lò vi sóng và lên men

1.7.1 Phương pháp vô cơ hoá khô

Nguyên tắc: Đốt cháy các chất hữu cơ có trong mẫu phân tích để giải

phóng nguyên tố ra dưới dạng oxit hoặc muối của chúng bằng nhiệt Sau đó,

hoà tan cắn trong acid để tạo dung dịch

Phương pháp này thực hiện đơn giản, vô cơ hoá được triệt để nhưng có

nhược điểm chính là nhiệt độ tro hoá cao (khoảng 500 - 600°C) nên làm mất các nguyên tố dễ bị bay hơi như: chì, kẽm, bạc, selen, asen , thời gian xử lý mẫu kéo dài Người ta khắc phục bằng cách cho thêm chất bảo vệ như magie

nitrit hoặc kali ntrrt và chọn nhiệt độ thích hợp

1.7.2 Phương pháp vô cơ hoá ướt

Nguyên tắc: Oxi hoá chất hữu cơ bằng một acid hoặc một hỗn hợp acid

có tính oxy hoá mạnh thích hợp

Phương pháp này rút ngắn được thời gian phân tích so với phương pháp

vô cơ hoá khô, bảo toàn được chất phân tích (vì nhiệt độ vô cơ hoá không cao) nhưng phải dùng một lượng acid lớn (thường gấp 3 đến 5 lần mẫu) Vì vậy,

phương pháp này đồi hỏi các acid sử dụng phải có độ tĩnh khiết cao và chỉ thích hợp với những mẫu có khối lượng nhỏ

1.7.3 Phương pháp vô cơ hoá mẫu trong lò vỉ sóng

Nguyên tắc: Dùng năng lượng vị sóng đốt nóng tác nhân vô cơ hoá và

mẫu trong bình kín Ở điều kiện này, phản ứng xảy ra dưới áp suất và nhiệt độ cao làm tăng tốc độ vô cơ hoá (Thực chất đây là quá trình vô cơ hoá ướt thực

hiện trong lò vi sóng)

Đây là phương pháp xử lý mẫu hiện đại nhất hiện nay, làm giảm đáng kể

thời gian xử lý mẫu, không mất mẫu và vô cơ hoá triệt để, có thể vô cơ hoá

nhiều mẫu cùng một đối tượng Có thể điều khiển quá trình vô cơ hoá từ xa

bằng một máy vi tính do đó làm tăng độ an toàn cho người sử dụng và độ tin cậy của hệ thống Tuy nhiên, phương pháp này chỉ vô cơ hoá được một lượng

mẫu nhỏ và đòi hỏi thiết bị đắt tiền

1.7.4 Phương pháp lên men

21

Xây dựng phương pháp định lượng Selen

Nguyên tắc: Hoà tan mẫu thành dung dịch huyền phù, thêm men xúc tác

và lên men ở nhiệt độ 37 - 40°C trong thời gian 7 - 10 ngày Trong thời gian

lên men, các chất hữu cơ bị phân huỷ thành khí carbonic, acid, nước và giải phóng nguyên tố trong hợp chất hữu cơ dưới dạng cation trong dung dịch

nước

Phương pháp lên men là phương pháp vô cơ hoá mẫu êm dịu, không cần hoá chất, không làm mất nguyên tố cần phân tích, rất thích hợp cho việc phân huỷ các mẫu đường, nước ngọt, nước giải khát, tinh bột nhưng thời gian xử lý mẫu lâu và phải chọn được loại men thích hợp

1.7.5 Tác nhân vô cơ hoá [í], [38], [52]

Khi xử lý mẫu bằng phương pháp vô cơ hoá ướt và trong lò vị sóng thì

việc lựa chọn các tác nhân oxi hoá phải căn cứ vào khả năng, đặc tính oxy hoá của thuốc thử và đối tượng mẫu

Acid Nitric (HNO,): 1 tác nhân oxy hoá mạnh dùng để oxy hoá các chất hữu cơ, được sử dụng rộng rãi để giải phóng các nguyên tố từ các cốt sinh học

và thực vật Nhiệt độ sôi T,= 120C

Acid sulfuric (H,SO,): c6 tinh oxy hod manh, T,=339°C, cé kha nang

phá huỷ hoàn toàn hầu hết các chất hữu cơ, có thể phối hợp với HNO

Acid percloric (HCIO,: có tính oxy hoá mạnh, có thể ăn mòn các kim

loại, không phản ứng với các acid khác, phá huỷ được các hợp chất hữu cơ

HGCIO, gây nổ mạnh khi tiếp xúc với nguyên liệu hữu cơ và chất vô cơ dễ bị

oxy hoá nên phải oxy hoá bằng HNO; trước khi sử dụng HCIO, T=200°C

Ngoai ra, acid hydrocloric (HCI), acid hydrofluoric(HF), hydroperoxyd

(H,O,) cũng được dùng làm tác nhân oxy hoá

Trong nhiều trường hợp, phải sử dụng hỗn hợp các acid để đạt được mục đích vô cơ hoá Các hỗn hợp acid hay được sử dụng: acid sulfuric - hydro peroxyd; acid nitric - hydroperoxyd; acid sulfuric - acid nitric; acid sulfuric -

acid nitric - acid percloric; acid nitric - acid percloric; acid sulfuric - acid nitric - acid hydrocloric; acid sulfuric - acid nitric - acid hydrofluoric

1.7.6 Xử lý mẫu để xác định Selen trong một số đối tượng cụ thể

Khi định lượng Selen, ngoài nhiệm vụ vô cơ hoá Selen dạng hữu cơ thành

dạng vô cơ, một số kỹ thuật định lượng đòi hỏi Selen phải ở mức oxy hoá nhất

dinh (Se** hoac Se*®) Do đó, khi xử lý mẫu, ta phải lựa chọn được phương

pháp va tác nhân vô cơ hoá thích hợp để thu được dạng Selen có mức oxy hoá đáp ứng được yêu cầu của kỹ thuật định lượng

Mẫu đất, đá, trầm tích: Định lượng bằng phương pháp F - AAS với kỹ

thuật hydrid hoá, sử dụng phương pháp vô cơ hoá ướt

Mẫu than và thực vật: Định lượng bằng phương pháp F - AAS với kỹ

thuật hoá hơi trực tiếp, sử dụng phương pháp vô cơ hoá ướt

Mẫu nước và địch chiết: Định lượng bằng phương pháp F - AAS với kỹ thuật hoá hơi trực tiếp, sử dụng phương pháp vô cơ hoá ướt

Nấm men chứa Selen: Định lượng bằng phương pháp quang phổ UV -

VIS, sử dụng phương pháp vô cơ hoá khô bằng cách đốt mẫu trong bình

để nguội, cho tiếp HCIO,, tiếp tục đun đến khi xuất hiện khói trắng [49]

Định lượng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ UV - VIS, sử dụng

phương pháp vô cơ hoá ướt: mẫu + HNO¿, đun sôi nhẹ khoảng 15 phút, để

nguội, cho tiếp HCIO,, tiếp tục đun đến khi xuất hiện khói trắng, thêm tiếp

HNO, rồi đun đến mất màu Thêm dung dịch HCI 10% và đun sôi trong 3 phút [49]

23

Xây dựng phương pháp định lượng Sclen

Chương 2

ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỜNG NGHIÊN CÚU

Mẫu 1 (M,): Viên nang mềm Cigelton

Công thức: (xem bảng 1.1.)

Số kiểm soát: 00003

Noi sản xuất: Công ty Dược phẩm Chon Kun Dang-Korea

Mẫu 2 (M,): Viên nang mềm Selelans

Công thức: (xem bảng 1.1.)

Số kiểm soát: 020403

Nơi sản xuất: Công ty Dược phẩm Chung Gei - Korea

Mau 3 (M,): Viên nang mềm Prucell

Công thức: (xem bảng 1.1.)

Số kiểm soát: 330502

Nơi sản xuất: Công ty Dược phẩm Green-Korea

Mẫu 4(M,): Viên nang mềm Garlic - Se

Nơi sản xuất: Công ty Dược phẩm SuDo - Korea

Mẫu 6 (M,): Viên nén Centovit woman

Công thức: (xem bảng 1.1.)

Số kiểm soát: 010204 Nơi sản xuất: Công ty Dược phẩm OPV