MỞ ĐẦU
Ngày nay, người ta đã khẳng định được rằng nhiều nguyên tố kim loại có vai trò
cực kỳ quan trọng đối với cơ thể sống và con người.Tuy nhiên nếu hàm lượng lớn
chúng sẽ gây độc hại cho cơ thể. Sự thiếu hụt hay mất cân bằng của nhiều kim loại vi
lượng trong các bộ phận của cơ thể như gan, tóc, máu, huyết thanh, là những nguyên
nhân hay dấu hiệu của bệnh tật, ốm đau hay suy dinh dưỡng và có thể gây tử vong.
Thậm chí, đối với một số kim loại người ta mới chỉ biết đến tác động độc hại của
chúng đến cơ thể.
Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu thông qua đường
tiêu hóa và hô hấp. Tuy nhiên, cùng với mức độ phát triển của công nghiệp và sự đô thị
hoá, hiện nay môi trường sống của chúng ta bị ô nhiễm trầm trọng. Các nguồn thải kim
loại nặng từ các khu công nghiệp vào không khí, vào nước, vào đất, vào thực phẩm rồi
xâm nhập vào cơ thể con người qua đường ăn uống, hít thở dẫn đến sự nhiễm độc. Do
đó việc nghiên cứu và phân tích các kim loại nặng trong môi trường sống, trong dược
phẩm và tác động của chúng tới cơ thể con người nhằm đề ra các biện pháp tối ưu bảo
vệ và chăm sóc sức khoẻ cộng đồng là một việc vô cùng cần thiết. Nhu cầu về dược
phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và được toàn xã
hội quan tâm.
Thuốc đông y có thể nhiễm một số kim loại nặng từ đất, nước và không khí. Vì
vậy, trong giai đoạn phát triển mới của ngành Dược liệu trên thế giới nói chung và ở
Việt Nam nói riêng, chúng ta không chỉ quan tâm nghiên cứu các chất có hoạt tính sinh
học sử dụng làm thuốc mà cần phải quan tâm nghiên cứu và kiểm tra khống chế các
chất có hại, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người sử dụng.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế và cấp bách đó nhằm góp phần vào công tác đảm
bảo chất lượng thuốc đông y chúng tôi thực hiện đề tài: “Xác định kim loại nặng Pb,
Cd trong thuốc đông y bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa
(GF-AAS)”
1
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về thuốc đông y
1.1.1. Vai trò của các loại thuốc đông y
1.1.2. Một số tiêu chí an toàn về thuốc đông y
Phần lớn các kim loại nặng đều độc, có hại cho sức khỏe con người, như thủy
ngân hữu cơ (đặc biệt là ankyl thủy ngân) rất độc đối với hệ thần kinh trung ương
(TKTƯ). Cd cũng là 1 nguyên tố độc, tích lũy sinh học, độc cho TKTƯ, Đồng,
Mangan. Magie ở một liều rất nhỏ là những nguyên tố vi lượng cần thiết, nhưng ở liều
cao hơn chúng có thể gấy rối loạn chuyển hóa.
Giới hạn kim loại nặng trong thuốc nói chung và trong mỹ phẩm được quy định
trong điều luật về chất độc ở các nước, ví dụ điều luật chất độc ở các nước Malaysia
năm 1952 được xem xét lại năm 1989 qui định: giới hạn (Pb) đối với chế phẩm có
nguồn gốc từ thảo dược ≤ 10 ppm: giới hạn As đối với thuốc nói chung ≤ 5 ppm, giới
hạn Hg ≤ 0,5 ppm (trích [28]).
Một số dược điển [38, 48] có đề cập việc kiểm tra kim loại nặng trong thuốc
đông y nhưng chưa có quy định cụ thể về giới hạn và phương pháp kiểm tra. Dược điển
Việt Nam và dược điển nhiều nước chưa đưa ra các chỉ tiêu cũng như phương pháp thử
giới hạn các nguyên tố độc như Cu, Pb,As, Cd, Hg…đối với thuốc đông y. Gần đây ở
Việt Nam, một số tác giả bước đầu đã nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích một số
kim loại như chì, thủy ngân, asen trong dược liệu [12]. Ở Trung Quốc gần đây nhiều cơ
sở đã sản xuất dược liệu theo tiêu chuẩn trồng dược liệu sạch và công bố tiêu chuẩn
chất lượng của sản phẩm (ví dụ Tam thất Châu Vân Sơn ở Vân Nam đã quy định giới
hạn kim loại nặng như As, Pb, Hg, Cd và DDT không được quá 1 ppm).
1.2. Các tính chất hóa học và vật lý của Cd, Pb [27, 37, 39]
1.2.1. Các tính chất vật lý
Cadmi là những kim loại màu trắng bạc nhưng ở trong không khí ẩm, chúng dần
dần bị bao phủ bởi màng oxit nên mất ánh kim. Kim loại này mềm và dễ nóng chảy.
3
Chì là kim loại có màu xám xanh, mềm, bề mặt chì thường mờ đục do bị oxy
hóa tạo ra lớp oxit PbO.
Bảng 1.1. Một số hằng số vật lý quan trọng của Cd, Pb
Hằng số vật lý Cd Pb
Khối lượng nguyên tử
700 C
→
CdO + H
2
Có thế điện cực khá âm. Cadmi tác dụng dễ dàng với axit không phải là chất
oxy hóa giải phóng khí hydro:
E + 2H
3
O
+
+ 2H
2
O = [E(H
2
O)
4
]
2+
+ H
2
• Pb
4
Ở điều kiện thường, chì bị oxy hóa tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc trên
mặt bảo vệ cho chì không tiếp tục bị oxy hóa nữa.
2Pb + O
2
→ 2PbO
Chì tương tác với halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác:
Pb + X
2
3Pb + 8HNO
3
loãng
→ 3Pb(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
Riêng chì, khi có mặt oxy, có thể tương tác với nước:
2Pb + 2H
2
O + O
2
→ 2Pb(OH)
2
Có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ khác.
2Pb + 4CH
3
COOH + O
2
→ 2Pb(CH
3
COO)
2
+ 2H
2
O
phân hydroxit hay các muối carbonat, nitrat:
2Cd + O
2
→ 2CdO
Cd(OH)
2
0
t
→
CdO + H
2
O
CdCO
3
0
t
→
CdO + CO
2
b. Chì oxit
Chì có hai oxit là PbO, PbO
2
và cả 2 oxyd hỗn hợp là chì metaplombat Pb
2
O
3
(hay PbO.PbO
2
→
Pb
2
O
3
0
390 420 C−
→
Pb
3
O
4
0
530 550 C−
→
PbO
(nâu đen) (vàng đỏ) (đỏ) (vàng)
Lợi dụng khả năng oxy hóa mạnh của PbO
2
người ta chế ra acquy chì.
Chì orthoplombat (Pb
3
O
4
) hay còn gọi là minium, là hợp chất của Pb có các số
oxy hóa +2, +4. Nó là chất bột màu đỏ da cam, được dùng chủ yếu là để sản xuất thủy
tinh pha lê, men đồ sứ và đồ sắt, làm chất màu cho sơn (sơn trang trí và sơn bảo vệ cho
kim loại không rỉ).
chúng dễ mất nước biến thành oxit PbO, Pb(OH)
2
là chất lưỡng tính. Khi tan trong axit
các hydroxit tạo nên muối của cation Pb
2+
.
Pb(OH)
2
+ 2HCl
→
PbCl
2
+ 2H
2
O
Khi tan trong dung dịch kiềm mạnh, tạo nên muối hydroxoplombit.
Pb(OH)
2
+ 2KOH
→
K
2
[Pb(OH)
4
]
1.2.3.3. Các muối
a. Các muối của Cadmi
Các muối halogenua (trừ florua), nitrat, sulfat, perclorat và axetat của Cd(II) đều
dễ tan trong nước còn các muối sulfua, carbonat, hay ortho phosphat và muối bazơ ít
tan.
4
]
2+
,
[Cd(NH
3
)
6
]
2+
. Các dihalogenua của Cadimi là chất ở dạng tinh thể màu trắng, có nhiệt
độ nóng chảy và nhiệt độ sôi khá cao.
b. Các muối của chì
Các muối Pb(II) thường là tinh thể có cấu trúc phức tạp, không tan trong nước
trừ Pb(NO
3
)
2
, Pb(CH
3
COO)
2.
Ion Pb(II) có thể tạo nhiều phức với hợp chất hữu cơ, điển hình là với dithizon ở
pH 8,5 – 9,5 tạo phức màu đỏ gạch.
7
Các dihalogenua chì đều là chất rắn không màu, trừ PbI
2
màu
vàng, tan ít trong
trích lấy từ các kỹ nghệ khai thác các mỏ đồng, chì và kẽm. Nhờ tính chất ít bị rỉ sét
nên cadmium được sử dụng trong việc sản xuất pin (trong điện cực của các loại pin
nickel - cadmium), acquy, mạ kền, hợp kim alliage, que hàn và trong kỹ nghệ sản xuất
chất nhựa polyvinyl clorua (PVC), trong đó Cadmium được sử dụng như chất làm ổn
định. Bởi lý do này, đồ chơi trẻ em và các ion hộp làm bằng chất dẻo PVC đều có chứa
cadmium. Cadmium cũng được dùng trong những loại nước men, sơn đặc biệt trong kỹ
nghệ làm đồ sứ, chén…Cụ thể một số ứng dụng của Cadmi như sau:
• Mạ điện (chiếm 7%): Cadmi được mạ lên bề mặt chất điện phân hoặc máy
móc để tạo ra bề mặt sáng bóng và chống ăn mòn.
• Các chất màu (chiếm 15%): Cadmi sulfur (CdS) cho màu từ vàng tới cam và
cadmisulfoselenit cho màu từ hồng tới đỏ và nâu sẫm. Tất cả các chất màu
này đều được dùng trong công nghiệp nhựa, gốm sứ, sơn và các chất phủ
ngoài.
• Các phụ gia ổn định nhựa (chiếm 10%): Cadmi stearat được sử dụng như
một chất ổn định trong quá trình sản xuất nhựa polyvinyl clorua (PVC).
Chúng ổn định các liên kết đôi trong polyme bằng cách thế chỗ các nhóm allyl
8
được đánh dấu trên nguyên tử clorua không bền. Thêm các muối bari (hoặc
các muối kẽm), các hợp chất epoxy, các este phosphat hữu cơ để bảo vệ
polyme khỏi clo thừa hoặc các lớp clorua. Tuy nhiên, các chất ổn định dựa
trên nền Cd không được sử dụng trong sản xuất PVC dẻo để chứa thực phẩm.
• Sản xuất pin (chiếm 67%): Cd được sử dụng rộng rãi trong sản xuất pin, có
tác dụng đảo ngược hoàn toàn các phản ứng điện hóa trong một khoảng rộng
nhiệt độ, tốc độ thải hồi thấp, và dễ thu hồi từ các pin chết. Người tiêu dùng
sử dụng các pin này trong các hoạt động như: máy đánh răng, cạo râu, khoan
và cưa tay, các thiết bị y học, thiết bị điều khiển thông tin, các dụng cụ chiếu
sáng khẩn cấp, máy bay, vệ tinh nhân tạo và tên lửa, và các trang bị cơ bản
cho các vùng địa cực.
Ngoài ra, các phosphua của cadmi được sử dụng trong đèn hình tivi, đèn phát
huỳnh quang, màn hình tia X, các ống tia catot, và các dải lân quang.
trục chứa 2% Pb. Chì hấp thụ tốt tia phóng xạ và tia Rơnghen nên được dùng để làm
những tấm bảo vệ khi làm việc với những tia đó. Tường của phòng thí nghiệm phóng
xạ được lót bằng gạch chì.
Trong sản xuất công nghiệp thì chì có vai trò quan trọng, nhưng đối với con
người và động vật thì chì lại rất độc. Đối với thực vật chì không gây hại nhiều nhưng
lượng chì tích tụ trong cây trồng sẽ xâm nhập vào cơ thể con người và động vật qua
đường tiêu hóa. Do vậy, chì không được sử dụng làm thuốc trừ sâu. Chì kim loại và
muối sulfua của nó được coi như không độc do chúng không bị cơ thể hấp thụ. Tuy
nhiên, các muối chì tan trong nước như Pb(NO
3
)
2
, Pb(CH
3
COO)
2
rất độc. Chì có tác
dụng âm tính lên sự phát triển của bộ não trẻ em. Chì ức chế mọi hoạt động của các
enzym, không chỉ ở não mà còn ở các bộ phận tạo máu, nó là tác nhân phá hủy hồng
cầu.
Khi hàm lượng chì trong máu khoảng 0,3 ppm thì nó ngăn cản quá trình sử dụng
oxy để oxy hóa glucoza tạo ra năng lượng cho quá trình sống, do đó làm cho cơ thể
mệt mỏi, ở nồng độ cao hơn (> 0,8 ppm) có thể gây nên thiếu máu do thiếu
hemoglobin. Hàm lượng chì trong máu nằm trong khoảng (> 0,5 - 0,8 ppm) gây ra sự
10
rối loạn chức năng của thận và phá hủy não. Xương là nơi tàng trữ tích tụ vào các mô
mềm của cơ thể và thể hiện độc tính của nó.
Tóm lại, khi xâm nhập vào cơ thể động vật, chì gây rối loạn tổng hợp
hemoglobin, giảm thời gian sống của hồng cầu, thay đổi hình dạng sống của tế bào, xơ
vữa động mạch, làm con người bị ngu dần, mất cảm giác. Khi bị ngộ độc chì sẽ có triệu
lượng chất định phân đó. Thời điểm thêm lượng thuốc thử tác dụng vừa đủ với chất
định phân gọi là điểm tương đương. Để nhận biết điểm tương đương, người ta dùng
các chất gây ra hiên tượng đổi màu hay kết tủa có thể quan sát bằng mắt gọi là các chất
chỉ thị.
*Cách tiến hành:
• Xác định Cd:
Chuẩn độ Cd
2+
bằng EDTA (Etyldiamin tetra axetic hoặc ion của nó) trong môi
trường đệm Urotropin (pH = 5÷6) với chất chỉ thị xylenol da cam (H
6
Ind). Dung dịch
chuẩn chuyển từ màu đỏ (màu của phức giữa Cd và chỉ thị) sang vàng (màu của chỉ thị
tự do) [36].
Các phản ứng:
H
6
Ind
(vàng)
+ Cd
2+
ˆ ˆ †
‡ ˆ ˆ
H
4
InCd
(tím đỏ)
H
4
, chỉ thị ETOO.
- Cách 1: Chuẩn độ trực tiếp Pb
2+
bằng EDTA ở pH trung tính hoặc kiềm (pH
khoảng 8-12) với chỉ thị ETOO.
Pb
2+
+H
2
Y
2-
→PbY
2-
+2H
+
Tuy nhiên, chì rất dễ thủy phân nên trước khi tăng pH phải cho Pb
2+
tạo phức kém
bền với tactrat hoặc trietanolamin.
12
- Cách 2: Chuẩn độ ngược Pb
2+
bằng dung dịch Zn
2+
: cho Pb
2+
tác dụng với một
lượng dư chính xác EDTA đã biết nồng độ ở pH = 10. Sau đó chuẩn độ EDTA dư bằng
Zn
2+
2-
, chỉ thị ETOO.
Do phức PbY
2-
bền hơn ZnY
2-
ở pH = 10 nên Pb
2+
sẽ đẩy Zn
2+
ra khỏi phức ZnY
2-
.
Sau đó, chuẩn Zn
2+
sẽ xác định được Pb
2+
:
Pb
2+
+H
2
Y
2-
→PbY
2-
+Zn
2+
ZnInd + H
2
-5
– 10
-6
M tùy thuộc vào cường độ và độ lặp lại của dòng dư. Sai
số của phương pháp thường là 2-3% với nồng độ 10
-3
– 10
-4
M là 5% với nồng độ 10
-5
M
(ở điều kiện nhiệt độ không đổi).
Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những hạn chế như ảnh hưởng của dòng
điện, dòng cực đại, của oxy hòa tan, bề mặt điện cực…
Nhằm loại trừ ảnh hưởng trên đồng thời tăng độ nhạy, hiện nay đã có các
phương pháp cực phổ hiện đại: cực phổ xung vi phân (DPP), cực phổ sóng vuông
(SQWP)…chúng cho phép xác định lượng vết của nhiều nguyên tố.
GS. Petrovic và cộng sự (1998) dùng phương pháp Von-Ampe hòa tan xung vi
phân để xác định đồng thời Cd, Pb trong nước sau khi tách nó từ axit humic bằng
phương pháp sắc kí bản mỏng. Giới hạn của phương pháp này đối với Cd là 0,1ppm.
Tác giả Bùi Văn Quyết [29] đã dùng phương pháp cực phổ để xác định thành
phần phần trăm Pb có thực trong quặng pyrit ở khoảng (0,00031-0,00002)% với xác
suất 95%.
Phương pháp cực phổ xác định Cd và Pb chưa phát huy được hết tính ưu việt
của nó vì vậy phải kết hợp với làm giàu thì mới tăng được độ nhạy.
1.3.2.1.2. Phương pháp Von-ampe hòa tan
14
Về bản chất, phương pháp Von-ampe hòa tan cũng giống như phương pháp cực
phổ là dựa trên việc đo cường độ dòng hoà tan để xác định nồng độ các chất trong
dung dịch. Nguyên tắc gồm hai bước:
Phương này chính là phương pháp phổ hấp thụ phân tử trong vùng UV-VIS. Ở
điều kiện thường, các phân tử, nhóm phân tử các chất bền vững và nghèo năng lượng,
đây là trạng thái cơ bản. Nhưng khi có một chùm sáng với năng lượng thích hợp chiếu
vào thì các điện tử hóa trị trong các liên kết (δ, π, n) sẽ hấp thụ năng lượng chùm sáng,
chuyển lên trạng thái kích thích với năng lượng cao hơn. Hiệu số giữa hai mức năng
lượng (cơ bản E
0
và kích thích E
m
) chính là năng lượng mà phân tử hấp thụ từ nguồn
sáng để tạo ra phổ hấp thụ phân tử của chất.
Nguyên tắc: Phương pháp xác định dựa trên việc đo độ hấp thụ ánh sáng của
một dung dịch phức tạo thành giữa ion cần xác định với một thuốc thử vô cơ hay hữu
cơ trong môi trường thích hợp khi được chiếu bởi chùm sáng. Phương pháp định lượng
theo phương trình cơ bản:
A = K.C
Trong đó: A: Độ hấp thụ quang của chất
K: Hằng số thực nghiệm
C: Nồng độ của chất phân tích
Phương pháp này cho phép xác định nồng độ chất ở khoảng 10
-5
- 10
-7
M và là
một trong các phương pháp được sử dụng khá phổ biến.
Cd
2+
không có phổ hấp thụ phân tử UV-VIS, do đó ta phải chuyển nó về dạng
hợp chất phức. Để xác định Cd người ta có thể cho nó tạo phức với Dithizon (H
2
O
7
- NaOH) có
ε
= 1,1,10
5
l.mol
-1
.cm
-1
, cực đại hấp thụ λ = 482 nm. Khoảng
nồng độ tuân thep định luật Beer là 0- 5 μg/ml [50].
Tác giả Phạm Thị Xuân Lan [14] đã xác định chì bằng phương pháp trắc quang
dùng thuốc thử xylen da cam có độ nhạy cao và kết quả thu được khá chính xác ở điều
kiện tối ưu của phép đo là 12 ml urotropin 10%, 8ml HCl 0,5N, 1,2 ml thuốc thử xylen
dacam 0,05% định mức 25 ml và đo bằng cuvet 50 mm với lọc sáng màu lục.
Phương pháp trắc quang có độ nhạy, độ ổn định và độ chính xác khá cao, được
sử dụng nhiều trong phân tích vi lượng. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này
là không chọn lọc, một thuốc thử có thể tạo phức với nhiều ion kim loại.
1.3.2.2.2. Phương phổ phổ phát xạ nguyên tử (AES) [19]
Khi ở điều kiện thường, nguyên tử không thu hay phát ra năng lượng, nhưng
nếu bị kích thích thì các điện tử hóa trị sẽ nhận năng lượng chuyển lên trạng thái có
năng lượng cao hơn (trạng thái kích thích). Trạng thái này không bền, chúng có xu
hướng giải phóng năng lượng để trở về trạng thái ban đầu bền vững dưới dạng các bức
xạ. Các bức xạ này được gọi là phổ phát xạ nguyên tử.
Phương pháp AES dựa trên sự xuất hiện phổ phát xạ của nguyên tử tự do của
nguyên tố phân tích ở trạng thái khí khi có sự tương tác với nguồn năng lượng phù
17
hợp. Hiện nay, người ta dùng một số nguồn năng lượng để kích thích phổ AES như
ngọn lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện, plasma cao tần cảm ứng (ICP)…
chuẩn và phương pháp thêm tiêu chuẩn.
18
Thực tế cho thấy phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử có nhiều ưu việt như: Độ
nhạy, độ chính xác cao, lượng mẫu tiêu thụ ít, tốc độ phân tích nhanh. Với ưu điểm
này, AAS được thế giới dùng làm phương tiêu chuẩn để xác định lượng nhỏ và lượng
vết các kim loại trong nhiều đối tượng khác nhau.
Phép đo phổ AAS có thể phân tích được lượng vết của hầu hết các kim loại và
cả những hợp chất hữu cơ hay anion không có phổ hấp thụ nguyên tử. Nó được sử
dụng rộng rãi trong các ngành: địa chất, công nghiệp hóa học, hóa dầu, y học, sinh học,
dược phẩm…
a. Kỹ thuật F-AAS
Đây là kỹ thuật, người ta dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hóa
hơi và nguyên tử hóa mẫu phân tích. Vì thế mọi quá trình xảy ra trong khi nguyên tử
hóa mẫu phụ thuộc vào các đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí, nhưng chủ yếu
là nhiệt độ của ngọn lửa. Đó là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên tử hóa mẫu phân
tích, và mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ của ngọn lửa đèn khí đều ảnh hưởng đến
kết quả của phương pháp phân tích.
Ứng dụng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) PGS.TS
Phạm Luận và cộng sự đã phân tích xác định một số kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, Co, Cr,
Fe, Mn…) trong máu, huyết thanh và tóc của công nhân khu gang thép Thái Nguyên và
công nhân nhà máy in [19].
Nhiều sinh viên khoa hóa ĐHKHTN đã ứng dụng phương pháp này để xác định
lượng vết các kim loại nặng trong các đối tượng khác nhau: rau quả, thực phẩm,…[2,
3].
- Nguyễn Thị Hương Lan đã xác định hàm lượng Cu, Pb và Zn trong gừng củ
bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa. [15]
- Trần Thị Ngọc Diệp nghiên cứu xác định hàm lượng Cu, Pb và Zn trong nấm
linh chi bằng phương pháp F-AAS. [3]
19
b. Kỹ thuật GF-AAS
thành ion dương có điện tích +1 và các electron tự do. Thu và dẫn dòng ion
cho vào thiết bị phân giải phổ để phân chia chúng theo số khối (m/z) sẽ tạo ra phổ khối
của nguyên tố chất cần phân tích. Sau đó, đánh giá định tính và định lượng phổ thu
được.
Kỹ thuật phân tích ICP-MS là một trong những kỹ thuật phân tích hiện đại. Kỹ
thuật này được nghiên cứu và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây. Với nhiều
ưu điểm vượt trội của nó, kỹ thuật này được ứng rất rộng rãi trong phân tích rất nhiều
đối tượng khác nhau đặc biệt là trong các lĩnh vực phân tích vết và siêu vết phục vụ
nghiên cứu sản xuất vật liệu bán dẫn, vật liệu hạt nhân, nghiên cứu địa chất và môi
trường…
- Tác giả Petet Heitland và Helmut D.Koster [40] ứng dụng phương pháp ICP-
MS để xác định lượng vết 30 nguyên tố Cu, Pb, Zn, Cd…trong mẫu nước tiểu của trẻ
em và người trưởng thành.
- Lê Văn Hậu [8] phân tích đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong nhựa và
phát tán vào thực phẩm bằng phương pháp ICP-MS.
1.4. Phương pháp xử lý mẫu phân tích xác định Cd và Pb [24, 41, 46]
Để xác định hàm lượng Cd, Pb trong thảo dược, trước hết ta phải tiến hành xử lí
mẫu nhằm chuyển các nguyên tố cần xác định có trong mẫu từ trạng thái ban đầu (dạng
rắn) về dạng dung dịch. Đây là công việc rất quan trọng vì nó có thể dẫn đến những sai
lệch trong kết quả phân tích do sự nhiễm bẩn mẫu hay làm mất chất phân tích nếu thực
hiện không tốt. Hiện nay có nhiều kỹ thuật xử lí mẫu phân tích, với đối tượng thảo
dược thì hai kỹ thuật chính dùng để phá mẫu gồm kỹ thuật tro hóa ướt bằng acid đặc
oxy hóa mạnh (phương pháp xử lý ướt) và kỹ thuật tro hóa khô (phương pháp oxy hóa
khô).
21
1.4.1. Phương pháp xử lý ướt (bằng axit đặc oxy hóa mạnh)
Nguyên tắc chung: dùng axit đặc có tính oxy hóa mạnh (HNO
3
, HClO
4
theo loại mẫu và nguyên tố cần phân tích mà ta có quy trình phân tích phù hợp. Ví dụ
như để xác định các nguyên tố dễ bay hơi như Hg thì cần khống chế nhiệt độ <120
0
C,
để phá các mẫu chứa nhiều SiO
2
cần cho thêm HF…
Tác giả Nguyễn Thị Thơm [33] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử
dụng phương pháp xử lý mẫu trong bình kendal để xác định hàm lượng Cd trong đồ
chơi nhựa bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF-AAS).
Tác giả Đỗ Văn Hiệp [10] trong khóa luận tốt nghiệp của mình cũng đã sử dụng
phương pháp xử lý mẫu trong bình kendal để xác định hàm lượng Cu và chì trong rau
xanh bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS)
22
1.4.1.2. Xử lý mẫu trong lò vi sóng (phá mẫu hệ kín)
Hiện nay phổ biến nhất là kỹ thuật xử lý mẫu ướt với axit đặc trong lò vi sóng
hệ kín do có nhiều ưu điểm như: thời gian xử lý mẫu ngắn, phá huỷ mẫu triệt để và
không mất chất phân tích, hiệu suất xử lý mẫu cao.
Dưới tác dụng phá hủy và hoà tan các hạt (phần tử) mẫu của axit, năng lượng
nhiệt cùng axit làm tan rã các hạt mẫu đồng thời do khuếch tán, đối lưu, chuyển động
nhiệt và va chạm của các hạt mẫu với nhau làm chúng bị bào mòn dần, các tác nhân
này tấn công và bào mòn dần các hạt mẫu từ bên ngoài vào, làm cho các hạt mẫu bị
mòn dần và tan hết.
Ngoài ra, trong lò vi sóng còn có sự phá vỡ từ trong lòng hạt mẫu do các phân
tử nước hấp thụ năng lượng vi sóng và do có động năng lớn nên chúng chuyển động
nhiệt rất mạnh, làm căng và xé các hạt mẫu từ trong ra. Hơn nữa, do xử lý mẫu trong
hệ kín nên áp suất cao sẽ làm nhiệt độ sôi cao hơn, đây là tác nhân phân huỷ mạnh nhất
do vậy thúc đẩy quá trình phân huỷ mẫu từ bên trong ra và từ ngoài vào. Do đó, xử lý
mẫu trong lò vi sóng chỉ cần thời gian rất ngắn 50 đến 90 phút và rất triệt để.
Tác giả Phạm Thị Thu Hà [6] trong luận văn thạc sỹ khoa học của mình cũng đã
dụng phương pháp xử lý khô để xác định hàm lượng Mn trong một số loại rau bằng
phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS).
Ưu – nhược điểm của kỹ thuật này là:
+ Tro hóa triệt để được mẫu, hết các chất hữu cơ,
+ Đơn giản, dễ thực hiện, quá trình xử lý không lâu như phương pháp ướt,
+ Không tốn nhiều axit tinh khiết cao và không có axit dư,
+ Hạn chế được sự nhiễm bẩn do dùng ít hóa chất,
+ Mẫu dung dịch thu được sẽ sạch và trong,
+ Nhưng hay bị mất một số nguyên tố như Cd, Pb, Zn,…nếu không dùng chất
bảo vệ và chất chảy.
24
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Đối tượng và mục tiêu
Hiện nay, cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ thì vấn đề ô nhiễm
đất, nước và không khí đang ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt là ô nhiễm các kim loại
nặng. Đối với nền Y học trong nước cũng như trên thế giới, thảo dược là nguồn nguyên
liệu thuốc quý và cần thiết trong việc chăm sóc và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Thảo
dược có thể bị nhiễm các chất độc hại từ môi trường, do đó ngoài việc nghiên cứu
những hoạt tính sinh học đáng quý từ thảo dược, cũng cần phải kiểm tra hàm lượng của
các chất có hại, ảnh hưởng đến chất lượng thuốc và có hại đến sức khỏe con người.
Đặc biệt là phải giám sát hàm lượng các kim loại nặng vì chỉ cần một lượng rất nhỏ của
chúng cũng có thể gây ngộ độc cao đối với người sử dụng.
Chính vì vây, đối tượng và mục tiêu của luận văn này là nghiên cứu xác định
kim loại nặng Pb, Cd trong thuốc đông y bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
không ngọn lửa (GF-AAS).
2.1.2. Phương pháp ứng dụng để nghiên cứu
Một số dược điển [38, 48] có đề cập việc kiểm tra kim loại nặng trong thuốc có
nguồn gốc từ thảo dược nhưng chưa có đủ qui định cụ thể về giới hạn của các kim loại
nặng cũng như phương pháp kiểm tra chúng. Phương pháp xác định giới hạn của các