Phân tích hàm lượng nicotine trong khói thuốc lá

Nó là một chất độc thần kinh rất mạnh với ảnh hưởng rõrệt đến các loài côn trùng; do vậy trong quá khứ nicotinđược sử dụng rộng rãi như là một loại thuốc trừ sâu, vàhiện tại các phái sin

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM

BM CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC

cà tím và ớt chuông Ancaloit

nicotin cũng được tìm thấy

trong lá của cây coca Nicotin

chiếm 0,6 đến 3% trọng

lượng cây thuốc lá khô, và có

từ 2–7 µg/kg trong nhiều loài thực vật ăn được Nicotinđược tổng hợp sinh học thực hiện từ gốc và tích luỹ trênlá

TIỂU LUẬN: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NICOTINE

KHÓI TRONG THUỐC LÁ

5.Trần Thị Ngọc Quỳnh 18139163 6.Nguyễn Hồng Phúc 18139151 7.Phan Thị Minh Nguyệt 18139122

8 Đỗ Thị Khánh Điệp 18139026

Nó là một chất độc thần kinh rất mạnh với ảnh hưởng rõrệt đến các loài côn trùng; do vậy trong quá khứ nicotinđược sử dụng rộng rãi như là một loại thuốc trừ sâu, vàhiện tại các phái sinh của nicotin như imidacloprid tiếp tụcđược sử dụng rộng rãi.

II.Thành phần hóa học :

Nicotin là một chất lỏng như dầu, hút ẩm và có thểtrộn lẫn với nước trong dạng bazơ của nó Là một bazơgốc nitơ, nicotin tạo ra các muối với các axít, thôngthường có dạng rắn

và hòa tan được

trong nước Nicotin

dễ dàng thẩm thấu

qua da Như các số

liệu vật lý thể hiện, nicotin dạng bazơ tự do sẽ cháy ởnhiệt độ thấp hơn điểm sôi của nó, và hơi của nó bắt cháy

ở nhiệt độ 95 °C trong không khí cho dù có áp suất củahơi là thấp Tên thông thường: nicotine

- Tên khoa học: -(N-metyl-α-pirolidil) piridin

- Khối lượng phân tử: 162,23 g/mol

- Công thức cấu tạo: gồm một nhân piridine kết hợp vớinhân N-methyl- pirolidine

Do điều này, phần lớn nicotin bị cháy khi người ta đốt điếuthuốc lá; tuy nhiên, nó được hít vào đủ để gây ra các hiệuứng mong muốn

III.Tác hại của nicotine đối với cơ thể người :

1.Vì sao nicotin lại là chất gây nghiện mạnh ?

•Nicotine vừa là thuốc an thần, vừa là chất kích thích.Khi tiếp xúc với nicotine, cơ thể sẽ trải qua một "cú kích".Điều này một phần là do nicotine kích thích tuyến thượngthận, dẫn đến việc giải phóng adrenaline Adrenaline kíchthích cơ thể giải phóng glucose ngay lập tức; làm tăngnhịp tim, hoạt động hô hấp và huyết áp Nicotine cũng làmcho tuyến tụy sản xuất ít insulin hơn, làm tăng nhẹ lượngđường trong máu hoặc glucose

•Nicotine gián tiếp làm giải phóng dopamine trong cáckhu vực khoái cảm và hoạt động nhiều của não Tác dụng

4

tương tự xảy ra khi dùng heroin hoặc cocaine Trong thờigian sử dụng thuốc, người dùng cảm giác dễ chịu.

•Dopamine là một chất hóa học ở não ảnh hưởng đếncảm xúc, chuyển động, cảm giác khoái cảm và đau đớn.Nếu mức độ dopamine não tăng lên, cảm giác mãnnguyện sẽ cao hơn Tùy thuộc vào liều lượng nicotineđược sử dụng và kích thích hệ thần kinh của mỗi người

mà nicotine cũng có tác dụng như thuốc an thần

Khi con người, động vật có vú và hầu hết các loại độngvật khác tiếp xúc với nicotine, sẽ có biểu hiện tăng nhịptim, tốc độ tiêu thụ oxy của cơ tim và thể tích của tim

2 Cơ thể tiếp nhận nicotine như thế nào?

Sau khi hít khói thuốc lá, nicotine nhanh chóng xâmnhập vào máu, vượt qua hàng rào máu não và đến nãotrong vòng 8 - 20 giây Trong vòng khoảng 2 giờ sau khivào cơ thể, một nửa số nicotine đã được tiêu thụ

Lượng nicotine có thể xâm nhập vào cơ thể người hútthuốc phụ thuộc vào:

Loại thuốc lá đang được sử dụng

Lượng khói thuốc hít vào

Có sử dụng bộ lọc hay không và loại bộ lọc khói thuốc

Các sản phẩm thuốc lá được nhai, đặt bên trong miệnghoặc xịt mũi có xu hướng giải phóng lượng nicotine vào

cơ thể nhiều hơn là hút thuốc Nicotine được phân hủy tạigan

IV.Nicotine có ở đâu

Nicotine có trong thành phần của một số loại thựcvật, bao gồm cả cây thuốc lá

Nicotine cũng được sản xuất tổng hợp Nicotianatabacum, loại nicotine được tìm thấy trong cây thuốc lá,thuộc họ ớt mả Ớt đỏ, cà tím, cà chua và khoai tây lànhững ví dụ khác về các loại cây thuộc họ ớt mả(nightshade family).

Mặc dù nicotine không gây ung thư hoặc gây hại quámức, nhưng nó là chất gây nghiện mạnh và khiến mọingười phải chịu những tác động cực kỳ có hại do phụthuộc thuốc lá

B PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Với đối tượng nghiên cứu là nicotin trong môi trườngkhông khí và nicotin trong máu, lựa chọn phương phápsắc ký khí với detectơ cộng kết điện tử (GC/ECD) vàphương pháp sắc ký khí khối phổ (GC-MS), phương phápchiết lỏng-khí là các phương pháp chính sử dụng trongnghiên cứu Các phương pháp lựa chọn này cho hiệu suất

và độ thu hồi cao, ngưỡng phát hiện thấp, quy trình đơngiản; thiết bị sử dụng trong nghiên cứu thông dụng ở cácphòng thí nghiệm Ngoài ra còn sử dụng một số phương

8

pháp như: Phương pháp chiết lỏng-lỏng, các phươngpháp lấy mẫu khí.

I.Khái quát v ph ề ươ ng pháp s c ký khí ắ

Sắc ký khí (GC) là phương pháp sắc ký được sử dụng

phổ biến trong hóa phân tích để tách và phân tích các hợp chất bay hơi mà không làm phân hủy thay đổi mẫu.

Ứng dụng: chủ yếu của sắc ký khí bao gồm kiểm tra

độ tinh sạch của một chất cụ thể, hay tách các chất khácnhau ra khỏi một hỗn hợp (khối lượng của các chất nàycũng có thể được xác đinh một cách tương đối) Trongmột số trường hợp, kỹ thuật sắc ký khí có thể dùng để xácđịnh một hợp chất nào đó Trong sắc ký điều chế, phươngpháp ký khí được sử dụng để tinh chế các hợp chất từmột hỗn hợp

Nguyên tắc:Trong sắc ký khí, pha động (hay là pha

chuyển động) là một khí mang, thường là một khí trơ nhưHeli hoặc một khí không hoạt động như Nitơ Pha tĩnh làmột vi lớp chất lỏng hoặc polyme được phủ trên một lớprắn đặt trong một ống thủy tinh hoặc kim loại được gọi là

cột (tương tự cột tách phân đoạn được sử dụng trongchưng cất) Thiết bị được dùng để tiến hành sắc ký khíđược gọi là máy sắc ký khí (hoặc là máy tách khí hoặcmáy ghi khí).

Các hợp chất ở dạng khí cần phân tích sẽ tương tácvới thành cột – được phủ bởi pha tĩnh, dẫn đến từng hợpchất được tách ra tại những thời điểm khác nhau – gọi làthời gian lưu của hợp chất Khi các chất hóa học đi ra ởcuối cột, sẽ được phát hiện và xác định bằng điện tử.Ngoài ra, một số thông số khác có thể được sử dụng đểthay đổi thứ tự hoặc khoảng thời gian lưu: tốc độ dòng khímang, chiều dài cột và nhiệt độ Phân tích bằng sắc ký khídựa trên việc so sánh thời gian lưu này

10

2.Các thành phần của máy sắc ký khí

Đầu bơm mẫu (Bộ tiêm mẫu)

Bộ tiêm mẫu là bộ phân đưa mẫu vào dòng khí mangliên tục Bộ tiêm mẫu là một bộ phận gắn liền với đầu cột

• Đầu dò ion hóa ngọn lửa (FID): chỉ dùng phát hiệncác hợp chất hữu cơ hay các hợp chất chứa hydro carbon

do carbon có khả năng hình thành các ion dương và điện

12

tử trong quá trình nhiệt phân, từ đó tạo ra dòng điện giữacác điện cực Hiện tượng tăng dòng điện được chuyển đổi

và hiển thị dưới dạng các peak trên sắc ký đồ

• Đầu dò đốt xúc tác (CCD): dùng để xác định cáchydrocarbon cháy được và hydro

• Đầu dò phóng ion (DID): sử dụng thiết bị phóng điệnđiện áp cao để tạo ra ion

• Đầu dò độ dẫn điện phân khô (DELCD): sử dụng mộtpha khí và nhiệt độ cao dùng để xác định các hợp chấtclo

• Đầu dò bẫy điện tử (ECD): sử dụng nguồn phóng xạbeta để đo khả năng bẫy điện tử

• Đầu dò quang kế ngọn lửa (FPD): sử dụng một ốngnhân quang để phát hiện các vạch quang phổ của cáchợp chất khi chúng bị đốt trong ngọn lửa, phân tích cáchợp chất chứa photpho, lưu huỳnh, các Halogen, một sốkim loại

• Đầu dò phát xạ nguyên tử (AED): mẫu sau khi ra khỏicột sẽ được đưa vào một buồng được hoạt hóa bằng siêu

âm tạo ra một trường plasma phân hủy các nguyên tố sẽtạo ra một phổ phát xạ nguyên tử.

• Đầu dò Nitơ – Phospho (NPD): là một dạng đầu dònhiệt điện tử trong đó Nitơ và Phospho làm thay đổi chứcnăng làm việc trên một lớp được bao bằng cuộn sinh nhiệtđặc biệt làm phát sinh ra dòng điện đo đạc được

• Đầu dò khối phổ (MS), hay còn gọi là GC-MS có độnhạy và hiệu quả cao kể cả đối với lượng mẫu nhỏ

• Một số loại khác: Đầu dò quang hóa ion (PID)/Đầu dòion hóa phóng xung (PDD)Đầu dò ion hóa nhiệt (TID)/Đầu

dò cực tím chân không (VUV)/Đầu dò hồng ngoại(IRD)/Đầu dò ion hóa Heli (HID)/Đầu dò độ dẫn điện phân(ELCD)

14

2 Cột sắc kí

16

Ngoài ra còn có cột Wide bore

• Cột: có đường kính trong từ 2 mm đến 4 mm và độ

dài tốt nhất từ 1,5 m đến 2 m Cột tốt nhất được làm bằngthủy tinh nhưng cũng có thể sử dụng các vật liệu khácnhư thép không gỉ trơ về mặt hóa học hoặc niken

• Pha tĩnh: 10 % PEG 20 000 cộng với 2 % kali

hydroxit tẩm trên chất mang đã được silan hóa và qua rửaaxit, cỡ hạt từ 150 µm (100 mesh) đến 190 µm (80mesh)

III.Cài đặt thiết bị:

Lắp đặt thiết bị và vận hành máy sắc ký khí theohướng dẫn của nhà sản xuất Phải đảm bảo pic của dungmôi, chất chuẩn nội, nicotin và pic của các thành phầnkhói khác, đặc biệt là neophytadien (trong một số tìnhhuống nhất định pic của nicotin có thể bị yếu đi) phải đượctách tốt

IV.Lấy mẩu và xử lý mẩu

1.Lấy mẩu:

o Ghi rõ đại lý, cửa hàng, loại thuốc,…

o Trên các điếu thuốc phải đánh dấu chiều dài mẩu chuẩnvới ba độ dài lớn nhất như sao: 23mm; chiều dài đầu lộc +8mm hoặc chiều dài giấy sáp + 3mm

o Trong đó chiều dài đoạn giấy sáp được xác định là phầngiấy cuộn vào điếu thuốc về phía để hút và chiều dài phầndầu lọc được xác định là chiều dài tổng số của điếu thuốctrừ đi chiều dài phần thuốc

1.cấu trúc của 1 điếu thuốc thông thường

đủ cho việc chiết phần ngưng tụ khói hiệu quả Việc phân

20

tích nên thực hiện càng sớm càng tốt nếu bảo quản thìnên bảo quản ở 0o C dến 4oC và tránh ánh sáng.

V.Qui trình s c kí ắ

Hiệu chuẩn sắc kí: Bơm một lượng (2 µl) từng dung dịchhiệu chuẩn vào sắc ký khí Ghi lại diện tích (hay chiềucao) pic của nicotin và chất chuẩn nội Tiến hành xác định

ít nhất hai lần

Vẽ đồ thị của nồng độ nicotin theo tỷ lệ diện tích hoặc tínhphương trình hồi qui tuyến tính (nồng độ nicotin theo tỷ lệdiện tích) từ các dữ liệu này Đồ thị phải tuyến tính vàđường thẳng hồi qui phải đi qua gốc tọa độ Sử dụng độdốc của phương trình hồi qui

Thực hiện qui trình hiệu chuẩn đầy đủ này hàng ngày.Ngoài ra, cứ sau 20 lần bơm mẫu lại bơm một lần chuẩn

có nồng độ ở khoảng giữa Nếu nồng độ đã tính của dungdịch này khác với giá trị ban đầu quá 3 % thì phải lặp lại

quy trình hiệu chuẩn đầy đủ

Xác định: Bơm một lượng (2 µl) phần mẫu thử vào sắc kýkhí Tính tỷ lệ pic của nicotin/pic chuẩn nội từ dữ liệu diệntích pic (hoặc chiều cao pic)

Tiến hành hai lần xác định trên cùng một phần mẫu thử Tính giá trị trung bình từ hai lần xác định

22

Khi các kết quả thu được từ số lượng kênh hút riêng rẽ và

sử dụng bộ lấy mẫu tự động thì phần mẫu đơn lẻ từ bẫykhói được coi là đầy đủ

24