Thuốc thử hữu cơ curcumin - CURCUMIN VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH

Chia sẻ: NGOC NU NGUYEN | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

425
lượt xem 104
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thuốc thử hữư cơ có nhiều ứng dụng trong hoá học phân tích, nó đã được sử dụng trong phương pháp trọng lượng, chuẩn độ, trắc quang và trong các phép phân tích công cụ khác. Chất curcumin là một chất chống oxy hóa tự nhiên, nó cũng được coi là một hợp chất rất hữu ích trong các vấn đề sức khỏe, và được sử dụng trong điều trị tim mạch và bệnh viêm khớp. Hiện nay, nó cũng là sử dụng như chống viêm, chống oxy hóa và chống ung thư....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thuốc thử hữu cơ curcumin - CURCUMIN VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HCM KHOA HÓA LỚP 4C Tiểu luận: CURCUMIN VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH SVTH: NGUYỄN THỊ NỮ GVHD: Th.s LÊ NGỌC TỨ TP.HCM 10/2010
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích Giới thiệu.........................................................................................................................2 PHẦN A: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.....................................................................................4 I. THUỐC THỬ HỮU CƠ CURCUMIN........................................................................4 I.1. Công thức, tên gọi..................................................................................................4 I.2. Ứng dụng................................................................................................................4 I.3. Tính chất của thuốc thử.........................................................................................4 II. BORON.........................................................................................................................5 II.1. Công thức, tên gọi, vị trí trong bảng HTTH.........................................................5 II.2. Tính chất vật lý.....................................................................................................5 III. PROTEIN....................................................................................................................6 III.1. Giới thiệu chung..................................................................................................6 III.2. Tính chất..............................................................................................................6 IV. SỰ TẠO PHỨC CỦA CURUCUMIN.......................................................................6 IV.1. Tạo phức với kim loại........................................................................................6 IV.2. Tạo phức với Boron............................................................................................7 Tạo phức với protein...................................................................................................8 PHẦN B: THỰC NGHIỆM.............................................................................................9 V. SỬ DỤNG CURCUMIN ĐỂ XÁC ĐỊNH BORON BẰNG PHƯƠNG PHÁP SO MÀU..................................................................................................................................9 V.1. Hóa chất................................................................................................................9 V.2. Dụng cụ.................................................................................................................9 ́ ̀ V.3. Tiên hanh ...............................................................................................................9 V.4. Cac yêu tố anh hương ..........................................................................................10 ́ ́ ̉ ́ ̣ V.5. Kêt luân ................................................................................................................14 VI. NGHIÊN CỨU SỰ TƯƠNG TÁC CUA PROTEIN VỚI CURCUMIN VÀ SDS ̉ VÀ ỨNG DUNG TRONG PHÂN TÍCH........................................................................15 ̣ VI.1. Giới thiêu...........................................................................................................15 ̣ VI.2. Thiết bị dụng cụ................................................................................................15 VI.3. Hóa chất............................................................................................................15 VI.4. Tiến hành...........................................................................................................16 VI.5. Kết quả và thảo luận........................................................................................16 ́ ̣ VI.6. Kêt luân.............................................................................................................20 ̀ ̣ ̉ TAI LIÊU THAM KHAO ..............................................................................................20 Giới thiệu Trang 2
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích Thuốc thử hữư cơ có nhiều ứng dụng trong hoá học phân tích, nó đã được sử dụng trong phương pháp trọng lượng, chuẩn độ, trắc quang và trong các phép phân tích công cụ khác. Chất curcumin là một chất chống oxy hóa tự nhiên, nó cũng được coi là một hợp chất rất hữu ích trong các vấn đề sức khỏe, và được sử dụng trong điều trị tim mạch và bệnh viêm khớp. Hiện nay, nó cũng là sử dụng như chống viêm, chống oxy hóa và chống ung thư. Như chung ta đã biêt Curcumin được sử dụng rộng rãi như một thuốc thử màu trong ́ ́ phương pháp so màu xác định hàm lượng vết Bo trong những vật liệu khac nhau. Sự ́ hình thành phức được sử dụng trong phương pháp so màu. Phương pháp rosocyanin có độ nhay cao và phương pháp rubrocurcumin có độ nhạy thấp nhất hơn nhưng tinh ̣ ́ ̣ ̣ chon loc cao. Việc phân tích định lượng Protein rất quan trọng trong nghiên cứu hóa sinh và kĩ thuật sinh học. Có nhiều phương phap truyền thống như phương pháp Lowry, phương pháp ́ Bradford, các phương pháp quang phổ… Người ta phát hiện ra rằng Protein và sodium dodecyl sulphonate (SDS) có thể làm tăng sự cộng hương ánh sáng tán xạ (RLS) của curcumin. Dựa trên tính chất này người ta phát triển một phương pháp định lượng Pro mới. Tuy nhiên trong bai tiêu luận này đề cập đến thuốc thử Curumin và sử dụng nó trong ̀ ̉ phân tích định tính kim loại Boron băng phương phap so mau, và phân tích đinh lượng ̀ ́ ̀ ̣ protein băng phương phap trăc quang. ̀ ́ ́ Trang 3
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích PHẦN A: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I. THUỐC THỬ HỮU CƠ CURCUMIN I.1. Công thức, tên gọi Danh pháp IUPAC: (1E,6E)-1,7-bis (4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1,6-heptadiene-3,5-dione Tên khác: - Curcumin - Diferuloylmethan - C.I. 75300 - Natural Yellow 3 CTPT: C21H20O6 M = 368,39 đvC I.2. Ứng dụng Phát hiện ra: B, Ba, Ca, Hf, Mg, Mo, Ti, V, W, Zr. Phản ứng đo độ sáng của Boron, cách sử dụng như xịt lên tờ giấy sắc ký. I.3. Tính chất của thuốc thử Là bột màu vàng cam, nhiệt độ sôi 1830C, không tan trong nước, tan ít trong ether, dễ tan trong methanol, ethanol, acetone, và acid acetic băng. Nó phản ứng với dung dịch kiềm cho màu vàng. Mặc dù thuốc thử có β–diketonemoiety trong cấu trúc của nó,nhưng không dữ liệu nào phù hợp cho hằng số phân ly của enolic proton. Hình 1 minh hoạ phổ hấp thụ của Curcumin ơ điều kiện một vài dung dịch khác nhau. Trang 4
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích Hình 1: Minh hoạ phổ hấp thụ của Curcumin ơ điều kiện một vài dung dịch khác nhau II. BORON II.1. Công thức, tên gọi, vị trí trong bảng HTTH Ký hiệu: B Số hiệu nguyên tử bằng 5 Là á kim, chu kì II, phân nhóm chính nhóm 3. Hình 2: Một vài số liệu về nguyên tử Boron II.2. Tính chất vật lý Hình 3: Bảng các hằng số vật lý của Boron Trang 5
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích III. PROTEIN III.1. Giới thiệu chung Protein (Protit hay Đạm): là những đại phân tử được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà các đơn phân là axít amin. Chúng kết hợp với nhau thành một mạch dài nhờ các liên kết peptide (gọi là chuỗi polypeptide). Các chuỗi này có thể xoắn cuộn hoặc gấp theo nhiều cách để tạo thành các bậc cấu trúc không gian khác nhau của protein. III.2. Tính chất Axit amin được cấu tạo bơi ba thành phần: - Một là nhóm amin (-NH2) - Hai là nhóm cacboxyl (-COOH) - Cuối cùng là nguyên tử cacbon trung tâm đính với 1 nguyên tử hyđro và nhóm biến đổi R quyết định tính chất của axit amin. Người ta đã phát hiện ra được tất cả 20 axit amin trong thành phần của tất cả các loại protein khác nhau trong cơ thể sống. ́ ́ ̉ Câu truc chung cua Protein ́ ́ ̉ Câu truc không gian cua Protein IV. SỰ TẠO PHỨC CỦA CURUCUMIN IV.1. Tạo phức với kim loại Trang 6
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích IV.2. Tạo phức với Boron Có hai dạng sau Rosocyamin Rubrocurcumin Trang 7
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích Phổ hấp thụ của Rosocyamin và Rubrocurcumin Tạo phức với protein Về phuc cua Cucumin và Protein thì chưa có nghiên cứu tuy nhiên người ta phat hiên ́ ̉ ̉ ́ ̣ răng Protein có thể lam thay đôi sự công hương anh sang tan xạ cua dung dich ̀ ̀ ̉ ̣ ́ ́ ́ ̉ ̣ Trang 8
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích Curcumin - sodium dodecyl sulphonate (SDS), Điều này chứng tỏ là một phức chất lớn đã hình thành trong dung dịch Curcumin-Protein-SDS PHẦN B: THỰC NGHIỆM V. SỬ DỤNG CURCUMIN ĐỂ XÁC ĐỊNH BORON BẰNG PHƯƠNG PHÁP SO MÀU V.1. Hóa chất - Acetone: tinh khiết phân tích, tạp chất có thể bay hơi là 0,001% - Pha dung dịch Boron gôc: hòa tan 0,5716 g acid boric trong 1lít nước. ta có dd 1mg ́ Boron/ 1ml hay 100Y + Dung dịch Boron chuẩn A: lây 100ml dung dich gôc trên pha thanh 1lit dd băng ́ ̣ ́ ̀ ́ ̀ nước tinh khiêt, ta được dung dich 0.01mg Boron/ 1ml dd hay 10 Y ́ ̣ + Dung dịch Boron chuân B: lây 10ml dd gôc pha thanh 1lit dung dich băng nước cât ta ̉ ́ ́ ̀ ́ ̣ ̀ ́ được 0.001mg Boron/ 1ml dd, hay 1 Y - Dung dịch Curcumin: hòa tan 0.0625g curcumin trong 5ml carbitol, sau đó pha thêm 500ml acetone. Dung dịch này bền trong vòng 2, 3 tháng. - Acid chlohydric: pha 50ml dung dịch HCl (trong lượng riêng 1,2) với 200ml nước. ̣ dựng trong chai thích hợp V.2. Dụng cụ  Dụng cụ thủy tinh sử dụng chứa acid Boric phải là dụng cụ mới và được rửa bằng acid HCl, rồi rửa bằng acetone, sau đó tráng lại bằng nước cất.  Máy quang phổ Beckman, model DU, hoặc tương đương.  Burets thủy tinh  Giấy lọc : Whatman no. 40, size. 9cm  Phễu thủy tinh  Pipets  Nồi sứ chịu nhiệt 1000ml để làm bay hơi dung dịch kiềm.  Bình định mức ́ ̀ V.3. Tiên hanh Dùng pipet hút một lượng dung dịch chứa từ 0 – 20 μg Boron, vào chén sứ chịu nhiệt, và thêm 0.1 g bột sodium carbonate. Làm bay hơi dung dịch đến khô, tốt nhất là thực hiện trong lò nung, ơ nhiệt độ 110 – 1300C, làm lạnh, thêm 1 giọt chỉ thị phenolphthalein, chuẩn độ bằng HCl đến khi màu hồng biến mất rồi thêm 0.5 ml HCl nữa. Lượng acid HCl sử dụng từ 1 – 4 ml tuy nhiên thông thường là 1ml, thêm vào đó 0,5 ml dd acid oxalic 5% và 3ml thuốc thử Curcumin, chưng cách thủy dung dịch này ơ nhiệt độ 550C (±30C). Xuất hiện các tinh thể trong dung dich sau đó làm lạnh. Nhin ̣ ̀ thây au đỏ trong dung dich acetone, loc dung dich vao binh đinh mức 25ml, rửa tinh thể ́ ̀ ̣ ̣ ̣ ̀ ̀ ̣ Trang 9
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích và giây loc băng acetone, rôi đinh mức đên 25ml băng acetone. Lăc đêu. Giữ ơ nhiêt độ ́ ̣ ̀ ̀ ̣ ́ ̀ ́ ̀ ̣ 22 C đên 25 C. Quan sat mau cua dung dich, hoăc tôt hơn là dung quang kê. Dung may 0 ́ 0 ́ ̀ ̉ ̣ ̣ ́ ̀ ́ ̀ ́ đo quang phổ Beckman với khe hơ 0.3 x10-6m và ơ bước song 535nm. ́ Phổ hấp thụ thu được từ quang phổ Beckman cho thấy mật độ quang A là 1.0cm. mẫu không có Boron. V.4. Cac yêu tố anh hưởng ́ ́ ̉  Acid oxalic. Để nghiên cứu sự ảnh hương của lượng acid oxalic khác nhau, ta thêm một lượng acid oxalic 1ml với 1-4 ml HCl, 1 giọt phenolphthalein, 3ml hỗn hợp Curcumin – acetone. Trang 10
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích `Hinh 1: Mô tả rõ ràng ảnh hương của axit oxalic trong việc xác định từ 0 đến 50 Y ̀ Boron, các yếu tố khác không thay đổi. Anh hương của acid oxalic tập trung ơ vùng ̉ lân cận 2ml dung dịch 5%, nhưng kết quả cho thấy chỉ đạt được 0,25ml. Khác biệt lớn nhất là ơ 0.5ml. Trang 11
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích  Acid chlohydric: để xác định sự ảnh hương nếu dư HCl, cho 1ml sodium carbonate 10% cộng với 6ml là hỗn hợp: 1 – 4 ml HCl, 1giọt phenolphthalein, 0,25ml acid oxalic 5%, và 3ml dung dịch hỗn hợp Curumin – acetone. Hình3: Đồ thị cho thấy lượng dư acid HCl 5ml là môi trường acid thuận lợi nhất. Lượng HCl dư (sau trung hòa) là rất quan trọng. Trang 12
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích Trong thí nghiêm nên thêm dư 0.5ml dd HCl là tôt nhât, việc thêm vào 0.5ml HCl được ̣ ́ ́ cho phép khi lượng Boron ít hơn 10y, nhưng kết quả không tốt khi lượng Boron lớn hơn 10y  Anh hương qua lai giữa cac loai acid ̉ ̣ ́ ̣ Bang 1: Tóm tắt kết quả thu được khi thay đổi các thành phần acid ̉ Dung dịch chỉ chứa 0-0,5 ml dung dịch axit hydrochloric và 0-1ml dung dịch axit oxalic là không đầy đủ tính axit và cho kết quả kém. Dung dịch có chứa 1 ml dd hydrochloric và 0,25 ml dung dịch axit oxalic cho kết quả chính xác hơn.  Currumin. Anh hương của lượng curcumin thay đổi được kiểm tra với lượng ̉ một lượng dung dich curcumin 0.0125% với 1ml acid HCl, 1 giọt phenolphthtalein, ̣ 10ml dd acid oxalic 5%, lượng curcumin có thể thay đổi tùy ý theo hình 4, nồng độ Trang 13
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích acid oxalic cao hơn nồng độ curcumin cho phép. Lượng curcumin tôi thiêu cho 0 – 10 ́ ̉ boron là 3ml. Hinh 4. ̀ ́ ̣ V.5. Kêt luân Sự chính xác trong việc xác định Bo phụ thuộc vào hàm lượng của nó trong mẫu, trong khoảng từ 0 – 0,2 μg, tổng thể tích mẫu giới hạn là 10ml, trong khoảng từ 0,2 – Trang 14
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích 2 μg Boron thì tổng thể tích giới hạn của mẫu là 25ml, chính xác đến 0,05 μg, trong khoảng từ 2 – 25 μg tổng thể tích là 25ml, với độ chính xác 95%, nếu trên 25 μg, giới hạn là 50ml. tổng thể tích cho 50 μg Boron là 100ml… với độ chính xác 95%. Các kiểm tra cho thấy rằng phgương pháp so màu là một phương pháp tốt với lượng acid boric thấp khoảng 0- 25 μg, cũng chính xác trong khoảng từ 25 – 100 μg, nhưng không tốt khi ham lượng cao hơn nữa. ̀ VI. NGHIÊN CỨU SỰ TƯƠNG TÁC CUA PROTEIN VỚI CURCUMIN ̉ VÀ SDS VÀ ỨNG DUNG TRONG PHÂN TÍCH ̣ VI.1. Giới thiêu ̣ Gần đây, kĩ thuật RLS đã trơ thành một phương phap mới và thu hút để phân tích một ́ lượng rất nhỏ các đại phân tử sinh học, vì nó có độ nhạy cao, đơn giản và nhanh chóng. Việc xác định chủ yếu dựa trên sự nhuộm màu trên các đại phân tử sinh học làm tăng mạnh RLS. Huang et al, người đầu tiên sử dụng kĩ thuật cộng hương ánh sáng tán xạ thiết lập một phương pháp mới xác định DNA, sau đó kĩ thuật này đã được sử dụng để xác định Protein. Bài viết này giới thiệu một phương pháp RLS mới để xác định Pro bằng Curcumin, chất hoạt động bề mặt anionic, và SDS (sodium dodecyl sulphonate). VI.2. Thiết bị dụng cụ - Máy cường độ RLS: Hitachi F-2500 spectrofluorometer (Nhật Bản) - Máy đo phổ UV-4100 (Hitachi, Nhật Bản) - Máy đo nồng độ axit PHS-2F kỹ thuật số (Leici, Thượng Hải). - DXD IImicro dụng cụ điện di. VI.3. Hóa chất - Dung dịch gốc của Protein được chuẩn bị bằng việc hoà tan huyết thanh súc vật (Shanghai Boao Biochemical Techology Co., China) và huyết thanh con người. (Sigma) trong dung dịch nước cất. (nước cất là một loại nước tinh khiết không có các ion muối khoáng như natri, canxi, sắt, đồng, clorua, và bromide.) tổng nồng độ BSA và HAS là 100 μg ml-1 - Dung dịch gốc Curcumin (1.00×10−3 mol l−1) được chuẩn bị bằng cách hòa tan Curcumin trong ethanol rồi pha loãng đến 5.00×10−5 mol l−1 với dung môi athanol. - Hệ dung dịch đệm Briton–Robinson (H3PO4 +H3BO3 + HAc + NaOH) dùng để đều chỉnh pH. - SDS gốc (1.00×10−2 mol l−1) được chuẩn bị bằng cách hòa tan SDS trong nước cất sau đó pha loãng đến 5.00×10−4mol l−1 sử dụng làm dung môi. Các dung dịch trên được bảo quản ơ nhiệt độ 0.0 – 4.0 0C Tất cả các hóa chất phải đạt tinh khiết phân tích và nước sử dụng trong suốt quá trình là nước cất 2 lần. Trang 15
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích VI.4. Tiến hành - Lấy một ống nghiệm khô 10ml, cho các dung dịch vào theo trình tự sau đây: 2.5 ml đệm BR (pH 3.5), 1.0 ml của Curcumin (5.00 × 10-5 mol l-1), BSA chuẩn (hoặc dung dịch mẫu) và 1.5 ml SDS (5.00 × 10-4 mol l-1). Sau đó để yên trong 20 phút. Tất cả quang phổ thu được bằng cách quét RLS đồng thời các kích thích và phát xạ đơn sắc ( nghĩa là từ λ = 0 nm) của máy spectrofluorometer từ 220 đến 600 nm. Cường độ của RLS được đo ơ bước sóng λ = 288 nm trong một phân tử thạch anh với một khe hơ 0.5nm cho các kích thích và bức xạ đi qua. Cường độ RLS tăng lên gây ra bơi Protein được tính bằng : ΔIRLS = IRLS −I0RLS IRLS : cường độ RLS khi có Protein I0RLS : cường độ RLS khi không có Protein Tất cả các phổ UV cũng được ghi lại cùng lúc bơi máy quang đo quang phổ UV- 4100. VI.5. Kết quả và thảo luận VI.5.1. Các tính năng của phổ cộng hưởng ánh sáng tán xạ Các đỉnh của phổ RLS và phổ UV của dung dịch nằm lân cận 288, 375, 470, và 500 nm. Như có thể thấy, cường độ RLS của Curcumin, BSA là yếu. Khi thêm BSA hoặc SDS thì các RLS này tăng đáng kể. Điều này cho thấy đã có một sự tương tác của Curcumin với BSA hoặc SDS. Hơn nữa, khi cho cùng lúc BSA và SDS vào dd, cường độ tán xạ ánh sáng cộng hương của dung dịch Curcumin-BSA-SDS là cao hơn nhiều hơn so với dung dịch Curcumin-BSA và Curcumin -SDS. Điều này chứng tỏ là một phức chất lớn đã hình thành trong dung dịch CU-BSA-SDS. Bằng cách so sánh sự tán xạ ánh sáng và quang phổ hấp thụ ta có thể được thấy rằng các đỉnh của sự tán xạ ánh sáng tại 288, 375, và 500 nm tương ứng với các đỉnh của băng hấp thụ UV ơ 250, 365 và 428 nm. Theo lý thuyết của RLS, các đỉnh của ánh sáng tán xạ tại 288, 375, và 500 nm được gán cho băng hấp thụ của CU ơ 250, 365, và 428 nm, tương ứng. Phổ tán xạ ánh sáng không chỉ phụ thuộc vào bản chất của dung dịch nghiên cứu mà còn phản ánh những đặc điểm riêng của vật chứa. Đỉnh RLS khoảng 470 nm có thể là sự phát xạ của đèn xenon. Hình. 1 (1) - (6) cho thấy quang phổ ánh sáng tán xạ của CU, CU-BSA, CU-SDS và CU-SDS- BSA. Trang 16
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích Cường độ RLS tối đa của dd CU-protein SDS là ơ 288 nm, do đó, 288 nm được lựa chọn để nghiên cứu sâu hơn. VI.5.2. Ảnh hưởng của nồng độ Curcumin Qua hình trên ta thấy hàm lượng Curcumin 5 × 10-6 mol l-1 cho IRLS tối đa. Trang 17
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích VI.5.3. Ảnh hưởng của các ion lạ khác Qua bảng 3 ta thấy nồng độ các ion khác không làm ảnh hương đến RLS của hệ, ngoại trừ DNA, các ion này không tác động lên viêc xác định Protein, sai số cho phép là ±5%. Trang 18
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích VI.5.4. Giới hạn phát hiện VI.5.5. So với một số phương pháp khác VI.5.6. 3.6 So với phương pháp phổ UV Trang 19
Curcumin và một số ứng dụng trong phân tích Lấy mẫu là huyết thanh của người HAS, qua bảng ta thấy tính chính xác của phương pháp này. ́ VI.6. Kêt luâṇ Trong tác bài báo này, ta thây được sự tương tác qua lại giữa Curcumin với protein và ́ SDS, và sự gia tăng RLS đáng kể của dung dịch Curcumin – SDS khi có mặt một lượng rất nhỏ protein. Vì vậy, đây chính là một phương pháp mới và có độ nhạy cao trong việc xác định protein ơ mức nanogram được đề xuất. Giới hạn phát hiện đạt 10-11 g ml-1. Phương pháp này có ưu điểm là độ nhạy cao, chọn lọc, ổn định và nhanh chóng. Ngoài ra, cơ chế tương tác giữa protein và hệ SDS-CU cũng được nghiên cứu bằng cách sử dụng nhiều kỹ thuật khác nữa. \ ̀ ̣ ̉ TAI LIÊU THAM KHAO Trang 20