Nghiên cứu xác định hàm lượng crom và gecmani trong một số loài nấm lớn lấy từ vườn quốc gia pù mát nghệ an bằng phương pháp phổ khối lượng plasma cảm ứng (icp ms)

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS... THUẬT THỰC NGHIỆM ..... ICP-AES Atomic Emission Spectrometry ICP-MS Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry P LOD Lim

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

TS ĐINH TH TRƯỜNG GIANG

NGHỆ AN - 2014

V , tôi TS Đinh Thị

Trường Giang , tôi

Tôi B H ,

B H , H , Đ

S T Đ V

Tôi T - V C

T , P - Trung tâm

N S Đ T tôi

N , ,

, ,

Vinh, t n 10 năm 2014

Học vi n

Võ Thị Hương

MỞ ĐẦU 1

CHƯ NG 1 TỔNG QUAN 4

T 4

G 4

Đ 4

T e 10

T 10

T gecmani 12

C e 14

C ó 14

P ( ES) 16

P ụ ( S) 17

4 P UV - VIS 18

P V - Ampe 19

6 P (ICP- MS) 21

4 C 27

4 P ó 28

4 P ó 29

4 P ó - 30

4 4 P ằ ó 30

CHƯ NG 2 THUẬT THỰC NGHIỆM 33

T , ụ ụ, ó 33

T 33

Dụ ụ ụ 34

H 34

P e 35

P 35

P 36

L 36

X 36

4 Đ ICP - MS 38

4 C ( ) 38

4 T 39

CHƯ NG 3 ẾT QUẢ V THẢO LUẬN 40

X e 40

X 41

X e 41

G C , Ge 43

Đ 45

4 Đ 47

X e ằ ICP - MS 49

6 S

ằ F-AAS và ICP-MS 51

ẾT LUẬN 54

T I LIỆU THAM HẢO 56

PHỤ LỤC 61

Viết tắt T gốc tiếng Anh (nếu c Ý ngh a

Abs Absorbance Đ ụ AOCA Association of official analytical chemists H

CPS Counts per second S trong

EDL Electrodeless Discharge Lamp Đè ó

EPA Environmental Protection Association of the United States H

Mỹ ETA - AAS Electrothermal Atomization - Atomic Absorption Spectrometry P é ụ ỹ

F_AAS Flame – Atomic Absorption Spectrometry P é ụ ỹ

ằ

GF-AAS Hydride Generation - Atomic Absorption Spectrometry Q ụ

ỹ

HCL Hollow Cathode Lamps Đè

HG-AAS Graphite Furnace - Atomic Absorption Spectrometry Q ụ

ỹ ó HMDE Hanging mercury drop electrode Đ e

ICP-AES

Atomic Emission Spectrometry

ICP-MS Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry P

LOD Limit of detection G

LOQ Limit of quantification G

Hình vẽ:

H : C ICP - MS 22

Hình 1.2: Đ 25

Hình 1.3: Đ 26

Hình 2.1: M ICP MS 7500a series Agilent 33

H : K ICP - MS, ,

41

H : K ICP - MS, , ph

e 42

Bảng: B : P ụ e

19

B : S ỹ 24

B : D 26

B : L 37

B : C ó 37

B : C ụ C , Ge 38

B 4: C ằ ICP – MS 39

B : K ụ ,

e 42

B : K

C , Ge é ICP-MS 44

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Cu , , ó kéo t e ó è V

ụ ó

ụ

l L C e

C n l chính là thành , ó gecmani , , crom,… carit và tritecpenoit, , , ó , , , ,

C ụ n l u : B gút (g ), , , , , , ; , , ; ó G n , , , ccarit trong

n l ó ụ ( , ) l ụ ừ , ó , , …

Hi n na kh ng plasma c m ng ICP – MS xác

nh c s dụng khá ph bi Nó c các

yêu c i v i vi nh chính xác các nguyên t i

ng sinh h , c ph m, th c ph m ICP-MS

ụ

grafit (GF - AAS), (ICP-OES),…

( ) D

, ó ó , ừ

Xu t phát từ nh ng lí do trên, chúng tôi ch tài: “Nghiên cứu xác định hàm lượng crom và gecmani trong một số loài nấm lớn lấy từ vườn quốc gia Pù Mát – Nghệ An bằng phương pháp phổ khối lượng plasma cảm ứng (ICP – MS)” lu T ĩ a mình 2 Mục đ ch nghi n c u Th c hi tài này, tôi t p trung gi i quy t v sau: X ng Ge và Cr trong m t s loài n m l bằ

ICP – MS và so sánh v

pháp quang ph h p thụ nguyên t dùng kỹ thu t F – AAS 3 Nhiệm vụ nghi n c u - T l n, C , Ge,

C , Ge,

- T

- P C , Ge l - Đ nh giá , ụ

4 Đối tượng và phạm vi nghi n c u - Đ : C l ừ

P - M - N

- P : X C , Ge

ụ

CHƯ NG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về nấm [7]

iới thiệu chung

T e (W e ), , ,

( , ),

ó ĩ

,

N (M F ) ó (

) 4 N ó

C ó 6 N B ó , T Q ó 8

1.1.2 c t nh sinh học c a nấm 1.1.2.1 n t t s n o t C ó

Q D

( e e ) ó

ụ D ,

ừ ,

( e)

Q ( ), , Q ó : , ,

, ; ó , ; ,

, , ,… ; ,

, , , , , , ,…

M : , ;

, ; ; , ,

; ; ; ; ó M ừ M

ừ , ,

ụ T C , e ,

, ụ , - , , e , , ừ … C ó , ó ó e C ( e ) ó

C : C ;

C ó ụ ;

ụ ;

; ó ;

ó , C

ó , C

T ó ó ụ , ,

ó , ó , ụ ó M ụ

1.1.2.2 n p n n n n m

1 Đạm thô

N ó xit : e , e , e, methionin, phennylalnin, threonin, valin, tryp- , Đ giàu lysine và leucin, ít tryptophan và methionin

Đ ( ) e lên %, % N , e

ó N , , , (7,6%), ( 8,4%), (7, %) à lúa mì (13,2%)

H , %

V , ó ó T , trong T portentosum and T terreum [30]

2 Lipit

Lipit ó ừ - % , xit é , e , e e e, e , sterol ester, photpholipit ó ừ 7 - 85% acid é ừ 4 -76% é , 69 -70%, è

4 , 9%, 6 ,94%; 7,98%

Giá tr ng c a ch t béo trong n m hoang là h n ch vì hàm

ng lipid t ng là th p và axit béo mong mu n n-3(axit béo omega-3) chi m

t l th p

3 Carbohydrat và sợi

T : ừ - 88%

4 - % , e e, methyl pentozo, hexose, , , , xit

T e e " " ,

ó ó zo

thành T , e –

axetylglucosa , S ừ ,7%

,9 - 9,8% è ; 7, - 7, %

; 8 - 4% ; 7, - 8% ; 4,4 - ,4%

4 Vitamin N ( tamin B1), fl (

B2), niacin (vitamin B3), e ( E) D, C, e ( ), B12 N

D, D

c H D2

, ó [34]

5 hoáng chất N N

ừ n , ,

tpho, natri, canxi và magie, ừ 6 - 7 % P tpho và canxi

N ó , , ẽ , mangan, coban

G : Đ P

C & S ; B & R j : n : 8 -

381kcal; n h : 87 - 392 k ; xám 345 - 367 kcal;

00 - 337 kcal; b 6 - 336 k ; 4 -

374 kcal; n 78 k ; è 47 - 384 k ; kcal

1.1.2.3 T n n m v s o

N ó ó là th c ph m ph bi n từ th i c

i không ch , mà còn vì giá tr ng cao N c s dụng trong nhi c ph u th c ph m trong các món c a chúng

N ụ ừ N m

c li ó t th u tr c truy n Ngày nay kho ng 7000 loài n c m khác nhau

N , xu ó c tính ch a b nh Nhi c tính có

l i c a n m dùng phòng ngừ u tr m t s b c mô t bao g m:

ch ó , , u hoà mi n d ch, kháng virut, kháng khu n, ký sinh trùng và hi u qu trong tr ng; n m còn có tác dụ ừa các

b , e e , ng m

các thành ph n hóa h c cụ th c a n m và các h p ch t có ho t tính sinh h c khác nhau Nhi u ch t kháng sinh quan tr c chi t rút từ n m Ch ng h n e c phát hi ó c phát tri u tr y t ch ng nhi m khu n Penicillin có lẽ là n i ti ng nh t c a t t c các lo i thu c kháng sinh, có ngu n g c từ m t lo i n ng g i là Penicillium Nhi u lo i n n xu t các ch t kháng sinh, mà hi n na c s dụng r ki m soát b ng v t Vi c phát hi n ra kháng sinh là m t cu c cách m ó c kh e trên toàn th gi i T e trong L C ừ - 8

N S , ó ụ t ,

l , t

, l , ,

,

ó , C

ó , ó , h

T ccarit

L C , ụ : T

, p , làm khôi ụ ụ ừ ó ,

ụ (

) , cân ằ ụ ,

ó ,

ó ,

e , [35]

β- ó ó e β-glucan trong

, ó ụ ó

, ó ó e e ng máu G , ó ,

, [33] N

e ,

N B ừ

( ), e ( ừ ) ó -

V N , ó ó

loài tr ó ó : Linh Chi, ,

, , , ĩ,…N

ó V N

ó polysaccarit, gecmani

, e e, e e , e ó ụ ,

, è ,

, , …[7]

1.2 Tổng quan về nguy n tố crom và nguy n tố gecmani ổng quan v nguyên tố crom 1 2 1 1 u n t rom [18] Crom 4, ó (VIB)

ó , ó 4, e e

cùng là [Ar]3d54s1 C ; 52

Cr, 53 Cr và 54Cr 52Cr (8 ,789%) 9 ó

50

Cr có bán rã trên 1,8x1017 ,

Cr51 7,7 T ó ó

C ó + , + +6, +

é +6 C

ó +6 ó ó C + ,+4 +

1 2 1 2 p t rom v v tr n v s o [16],[17],[25] Trong n crom ằ ó : C (III) C (VI) N , ụ crom

ó Crom(III) ó Crom(III) là d ụ , e

é ụ ó ó ụ crom Ng

, crom (VI) C (VI) ụ , C (III) ( ụ ó ẽ

ụ) ó N crom (III) ụ %

l ụ C (VI) % T ụ

, g crom Crom e

: , C

, crom Cr(VI)

, tá ,

, , crom

protein, các axit nucle e D

e crom

, / , ó

÷ Từ crom ,

, , , , Từ crom , ừ C ụ crom(VI) crom (III) nh crom(VI) crom (III) Crom(VI) ó

con ng N crom ó , /

nh … K ó ó –SH e z e z

ng

Crom và các B

, é P ụ

K C (VI),

é , ó é x K C (VI)

, ó ote

K , K , ẽ

ẽ ó

Khi crom xâm nh e ,

, ( ,

, )

N crom ó , gan, loét da, viêm da , ụ , , ,

th , , , é ,

1.2.2 ổng quan v nguyên tố gecmani 1 2 2 1 u n t m n [18] Gecmani nguyên 4, ó IV trong

, ó , e e

[ 10

4s24p2 Ge e

Đ trong L là Germania Ge ó , 70

Ge, 72Ge, 73Ge, 74Ge, 76Ge T

này, 76Ge ó , phân rã kép beta

rã 1,78 × 1021 74Ge , ó 6%

nhiên 76Ge 7% K

, 72

Ge ẽ 77Se , ó

e e D ó, ó ụ

Ge ó +4, ó

ó + Tr ó

, + Ge2Cl 6, + ,

+ , ó

1 2 2 2 p t m n v v tr n v s o

[3],[9],[21],[25]

Ge

V ừ ụ Ge ó , C Ge

e

ụ

C Ge e [40] Tritecpenoit,

là e ó ụ , ó ,

ụ H ,

8 ừ e T ó e e

Đ , e ó ẽ , mô,

cacboxyetylgecmasesquioxan 7 , ụ

Theo ph , crom ó l C (VI) h

e , e - bromate, t e

e ó , é Ge

e

e [31]:

2Ge(OH)4 + 5H2S + 2CH3COOK K2Ge2S5 + 2CH3COOH + 8H2O

Ph Tuy nhiên ph ó , ụ ụ , tích dung , ó l ,

T e W Y, H B, Pe T, J Z – phát (ET – ICP – ES) Cr(III) và Cr(VI)

C (III) C (VI) axetylaxe C (III) axetylaxeton ó ằ

- n plasma (ETV – ICP – ES) C (VI)

e o etylen (PTFE), ó ằ

L V N , V H M , N T

L , P L T T H ụ ICP - ES

V N

N B ụ ICP - ES e ICP - ES ụ e

, , ó G , ng/ml [31]

Ph ó Tuy nhiên

h Be, M N è D

ph ụ ụ [19]

3 3 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)[11],[13],[20]

 u n tắ :

D ụ

Đ

ó [19] , ,

S

Be ụ ụ (F- S) c crom(VI) trên nhôm oxit h

H = 7

Uede JoiChi S ụ crom(VI) và c (III) ằ

ụ S (GF-AAS)

C crom(III) và c (VI) G e e ụ GF- S ằ chi –

P ụ ó , là ph

ụ crom, gecmani trong nhi , crom

ụ chi 68% (1922) T , ụ F - AAS

Cr l

1.3.4 Phương pháp UV - VIS [4]

 u n tắ Phân tích tr c quang là quang h c

d a trên vi h p thụ ng ánh sáng c a 1 ch nh 1 vùng ph nh

Ph quang là ph crom vào 96 , ằ ụ iphenylcacbazit trong môi tr P é

ừ crom (III) [15] C e ,

ụ e , é

ừ Ge(IV) K 1.1

ảng 1.1: Phổ hấp thụ c a phức chất gi a crom và gecmani với thuốc thử

Tuy nhiên ph nh

è T t , ụ e

Đ , C (III) , ó V

ó ẽ é [22]

Đ e , ừ gecmani (IV)clorua, , , Ge(IV) , Ge(II)

V e ó , ằ [31]

e l

1.3.6.1 u n tắ un p ơn pháp[14]

M ằ , ó phân ICP-MS M

ó ICP,

ó ó C

e ( / /z)

P

Nguyên tắc và sự xu t hiện phổ k i ICP-MS

Khi d n m u phân tích vào vùng nhi t cao c a ng n l a plasma (ICP), v t ch t có trong m u kh ó b chuy n hoàn toàn thành tr ng thái h i Các phân t ch t khí c t o ra l i b phân ly thành các nguyên t t do

C) ph n l n các nguyên t trong m u phân tích b ion hoá t o thành ion d ng có i n tích +1 và các electron do Thu và d n dòng ion ó vào thi t b phân gi i hân chia chúng theo s kh i (m/z), nh h th ng phân gi i theo s kh i

và detector thích h p ta thu c ph kh i c a các ng v c a các

nguyên t c n phân tích có trong m u Quá trình x y ra trong n n l a plasma có th c tóm t t theo 4 c nh sau:

Dung môi bay h → Hóa h m u → Nguyên t hóa m u→ Ion hóa

m u

Nh v y, ph ICP-MS c a nguyên t ch xu t hi n khi nó tr ng thái

h và khi nguyên t b ion hoá trong ngu n n ng l ng ICP thành các ion

i n tích +1 M n th c hi n phép ph ICP-MS ph i ti n hành các b c sau ây:

1 Chuy n m u phân tích d ng dung d ch ng nh t

2 D n dung d ch vào h th g t o sol khí t o sol khí

3 D n th sol khí c a m u vào ng n l a ICP, Plasma Torch

4 Trong Plasma Torch sẽ có s hoá h i, nguyên hoá và ion hoá nh ngu n n ng l ng c a ICP

5 Thu toàn b ám h i ion c a m u, l c và phân ly chúng thành ph

nh h th ng phân gi i k i theo s kh i c a ion, phát hi n chúng bằng Detector, ghi l i p

, , , c [41]

P , - , P %

ằ 97, - 110% LOD, LOQ

é Ngoài ra ỹ ó

V ó ụ ẽ ,

So , ụ

ó ừ - K V ó

ó Kỹ ICP-MS

ó ó ó , /z

e H ICP-MS

ỹ ụ (AAS),

ICP-AES, … B phát ICP-MS ỹ :

ảng 1.2: So sánh khả năng phát hiện c a các kỹ thu t phân t ch STT Nguyên tố ICP-MS (ppb)

ICP-AES (ppb)

F-AAS (ppb)

GFA-AAS (ppb)

Đó

I (CPS)

Ix

B

2 P ơn p p t m t u uẩn

N : , ằ ó

e ừ ( e ) :

ảng 3: Dãy chuẩn c a phương pháp thêm chuẩn

tr ng c nguyên t phân tích, ti hành ghi h thụ c v

P ụ , ó , ó , ,

( ụ ) é

V e ỹ ó , ó ó , e

C ụ :

1.4.1 Phương pháp vô cơ hóa ướt

1.4.1.1 X lý ằn x t mạn ặ nón

ó Ke , , trong lò vi sóng

L -1 , , ó ó

T , Ke , , ,… ừ ụ

, ó 30-50 phút

Ưu - n m

H , ó N , , , D , , , ụ

1.4.1.2 X lý ằn un ị ềm mạn ặ nón

Dùng ó (N OH, KOH -20%), hay

N , , k ,

ó , N ,

ó e K ,

T ó ừ - , , , ,