Xác định Đồng, Kẽm và Mangan trong cây xích đồng nam ở Thừa Thiên Huế bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

XÁC ĐỊNH ĐỒNG, KẼM VÀ MANGAN<br /> TRONG CÂY XÍCH ĐỒNG NAM Ở THỪA THIÊN HUẾ<br /> BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ<br /> PHAN HÀ NỮ DIỄM<br /> Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế<br /> NGUYỄN NHÂN ĐỨC<br /> Trường Đại Học Y Dược – Đại học Huế<br /> Tóm tắt: Phương pháp xác định Cu, Zn và Mn trong các bộ phận của cây<br /> Xích đồng nam ở Thừa Thiên Huế sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng<br /> ngọn lửa, với kiểu đo AA. Xử lý mẫu bằng cách vô cơ hóa ướt trong lò vi<br /> sóng 1g mẫu đã được nghiền mịn trong 1h ở 2000C. Giới hạn phát hiện của<br /> Cu, Zn và Mn lần lượt là 0,016; 0,11 và 0,048 ppm. Độ lệch chuẩn đối với<br /> nồng độ Cu, Zn và Mn 1ppm lần lượt là 3,3%; 2,5% và 4,1% (n=7). Độ đúng<br /> của phương pháp được đánh giá qua độ thu hồi khi phân tích mẫu thêm<br /> chuẩn. Phương pháp có thể áp dụng để định lượng Cu, Zn và Mn trong các<br /> loại mẫu lương thực, thực phẩm, dược phẩm.<br /> <br /> 1. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Trong số 20.000 loài thực vật được sử dụng trực tiếp làm thuốc trên thế giới, có tới 80%<br /> số loài là được sử dụng theo kinh nghiệm cổ truyền của các dân tộc [2]. Vì nhiều loài<br /> chưa được tiêu chuẩn hóa cả định tính và định lượng nên khó cho phép tạo ra những sản<br /> phẩm đồng đều. Do đó, việc khảo sát thành phần hóa học, và tác dụng sinh học của cây<br /> thuốc là rất cần thiết nhằm tạo cơ sở khoa học để đánh giá nguồn dược liệu.<br /> Việc tìm kiếm các cây thuốc có nguồn gốc từ các nguồn dược thảo thiên nhiên là mối<br /> quan tâm đặc biệt của các nhà hóa sinh và y dược trên thế giới [1]. Cây Xích đồng nam<br /> – Herba Clerodendri Japonici có hoa, rễ và lá được dùng làm thuốc phổ biến trong dân<br /> gian để điều trị nhiều loại bệnh: kháng khuẩn, chống viêm, chữa khí hư, viêm tử cung,<br /> vàng da, mụn lở, huyết áp cao, khớp xương đau nhức, đau lưng… [3], [4], [6].<br /> Ngày nay, trong Y học, người ta đã khẳng định được rằng nhiều nguyên tố kim loại có<br /> vai trò cực kỳ quan trọng đối với cơ thể sống. Sự thiếu hụt hay mất cân bằng của nhiều<br /> kim loại vi lượng như Fe, Mn, Cu, Zn, Se... trong gan, tóc, máu, huyết thanh... là những<br /> nguyên nhân hay dấu hiệu của bệnh tật. Ở một nồng độ nhất định Cu, Zn và Mn được<br /> nhìn nhận như một nguyên tố vi lượng thiết yếu cho người và động vật [5].<br /> Phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử là một phương pháp phân tích hiện<br /> đại đang được ứng dụng rộng rãi để xác định hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong<br /> các đối tượng mẫu như: mẫu quặng, mẫu nước, thực phẩm, dược phẩm [8].<br /> Xuất phát từ những vấn đề đó, trong bài báo này chúng tôi trình bày kết quả xác định<br /> đồng, kẽm và mangan trong cây Xích đồng nam ở Thừa Thiên Huế bằng phương pháp<br /> Tạp chí Khoa học và Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Huế<br /> ISSN 1859-1612, Số 04(20)/2011: tr. 19-26<br /> <br /> 20<br /> <br /> PHAN HÀ NỮ DIỄM – NGUYỄN NHÂN ĐỨC<br /> <br /> quang phổ hấp thụ nguyên tử. Nhằm góp phần xây dựng cơ sở dữ liệu về một số kim<br /> loại trong các bộ phận của cây Xích đồng nam ở Thừa Thiên Huế.<br /> 2. THỰC NGHIỆM<br /> 2.1. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất<br /> 2.1.1. Thiết bị và dụng cụ<br /> Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS-3300 của hãng Perkin Elmer (Mỹ), cân phân<br /> tích AA-200 có độ chính xác 0,1mg của Denver Instrument Company, lò vi sóng Speed<br /> Wase, Model: MWS-3 – BERGHOF (Đức), tủ sấy ULM – 500 (memmert). Bình định<br /> mức 100mL, 50mL, 25mL; pipet 1mL, 5mL, 10mL; chai nhựa PE sạch 250mL.<br /> 2.1.2. Hóa chất<br /> Các dung dịch chuẩn: dung dịch đồng, kẽm và mangan 1000µg/mL của hãng Merck Đức. Axit đậm đặc HNO3 65%, H2O2 30% của hãng Merck, Đức. Nước dùng để rửa<br /> dược liệu, pha chế hóa chất và tráng rửa dụng cụ là nước cất 2 lần. Mẫu phân tích đều<br /> được bảo quản trong chai nhựa PE sạch.<br /> 2.2. Lấy mẫu và xử lý mẫu<br /> 2.2.1. Lấy mẫu<br /> 15 mẫu dược liệu được lấy từ 5 bộ phận (hoa, lá non, lá già, thân và rễ) của cây Xích<br /> đồng nam thuộc 3 huyện: Phú Vang (thôn Nam Thượng, xã Phú Thượng); Phú Bài<br /> (thôn 1B, xã Thủy Phù) và Hương Thủy (xã Thủy Bằng).<br /> Lấy mẫu vào ngày 06 tháng 06 năm 2011. Tổng cộng có 15 mẫu.<br /> Mẫu là các bộ phận: hoa, lá non, lá già, thân và rễ của cây Xích đồng nam, mẫu được ký<br /> hiệu: Ở Phú Vang HV, NV, GV, TV và RV, ở Phú Bài: HB, NB, GB, TB và RB và ở<br /> Hương Thủy: HT, NT, GT, TT và RT.<br /> 2.2.2. Xử lý mẫu<br /> Mẫu được rửa sạch bằng nước cất, đem sấy ở nhiệt độ 900C trong 2h đối với lá và 4h<br /> đối với hoa, rễ, thân. Mẫu dược liệu khô được bảo quản trong túi nilon sạch, kín ở nơi<br /> khô thoáng. Trước khi phân tích, mẫu dược liệu khô được nghiền thành bột mịn.<br /> Để xác định Cu, Zn và Mn, chúng tôi tiến hành như sau: cân khoảng 1,000g mẫu cho<br /> vào bình teflon, thêm 10,00 mL HNO3 65% + 2,00 mL H2O2 30% đặt vào lò vi sóng<br /> trong 1h ở 2000C (15 phút đầu đưa nhiệt độ từ 00–1000C; Sau đó nâng nhiệt độ lên<br /> 2000C, giữ trong 30 phút; 15 phút còn lại đưa nhiệt độ về 1000C), áp suất 5 bar, công<br /> suất 500W. Để nguội, lọc bỏ bả, cho dịch lọc vào bình định mức dung tích 50 mL, thêm<br /> nước cất vừa đủ đến vạch, lắc đều [7].<br /> 2.3. Khảo sát các điều kiện đo<br /> Sau khi khảo sát, chúng tôi đã tìm được những điều kiện đo tối ưu như ở Bảng 2.1.<br /> <br /> XÁC ĐỊNH ĐỒNG, KẼM VÀ MANGAN TRONG CÂY XÍCH ĐỒNG NAM...<br /> <br /> 21<br /> <br /> Bảng 2.1. Những điều kiện cho phép đo tối ưu<br /> Nguyên tố<br /> Các thông số<br /> Nguồn<br /> Loại đèn<br /> Cường độ đèn (mA)<br /> Bước sóng (nm)<br /> Độ rộng khe (nm)<br /> Chiều cao buner (mm)<br /> Khí ngọn lửa<br /> <br /> Mn<br /> <br /> Cu<br /> <br /> Zn<br /> <br /> Đèn catot rỗng Mn<br /> Cao<br /> 10<br /> 279,5<br /> 0,2<br /> 5<br /> C2H2 - không khí nén<br /> <br /> Đèn catot rỗng Cu<br /> Cao<br /> 6<br /> 324,8<br /> 0,7<br /> 5<br /> C2H2 - không khí<br /> nén<br /> 160<br /> AA<br /> 5<br /> 2<br /> <br /> Đèn catot rỗng Zn<br /> Cao<br /> 8<br /> 213,9<br /> 0,7<br /> 5<br /> C2H2 - không khí<br /> nén<br /> 160<br /> AA<br /> 5<br /> 3<br /> <br /> Áp lực nén khí (kPa)<br /> Kiểu đo<br /> Thời gian chờ (giây)<br /> Thời gian đo (giây)<br /> <br /> 160<br /> AA<br /> 5<br /> 2<br /> <br /> 2.4. Tiến hành thực nghiệm<br /> Đặt các thông số như đã đưa ra ở mục 2.3, bật đèn, để ổn định đèn 20-30 phút. Mồi<br /> ngọn lửa, để ổn định ngọn lửa 5-10 phút. Tiến hành đo độ hấp thụ của dãy dung dịch<br /> chuẩn, lập đồ thị biểu diễn sự tương quan tuyến tính giữa độ hấp thụ và nồng độ dãy<br /> chuẩn. Đo độ hấp thụ của các dung dịch nghiên cứu, tính toán nồng độ Mn, Cu và Zn<br /> trong dung dịch nghiên cứu dựa vào đường chuẩn. Từ đó, suy ra khối lượng (mg/kg chất<br /> khô) của Mn, Cu và Zn trong các bộ phận của cây Xích đồng nam.<br /> 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br /> 3.1. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp AAS<br /> 3.1.1. Khoảng tuyến tính<br /> Để khảo sát khoảng tuyến tính, chúng tôi tiến hành xác định độ hấp thụ của dung dịch<br /> chuẩn chứa đồng thời 3 kim loại Cu, Zn và Mn và lập đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa<br /> độ hấp thụ và nồng độ dãy chuẩn. Kết quả được trình bày ở bảng 3.1, hình 3.1.<br /> Bảng 3.1. Kết quả xác định độ hấp thụ của Mn, Cu và Zn<br /> Nồng độ (mg/L)<br /> Độ hấp thụ<br /> Mn<br /> Cu<br /> Zn<br /> <br /> 0,2<br /> <br /> 0,4<br /> <br /> 0,8<br /> <br /> 1,0<br /> <br /> 2,0<br /> <br /> 0,019<br /> 0,014<br /> 0,02<br /> <br /> 0,038<br /> 0,028<br /> 0,048<br /> <br /> 0,077<br /> 0,056<br /> 0,098<br /> <br /> 0,101<br /> 0,069<br /> 0,112<br /> <br /> 0,200<br /> 0,139<br /> 0,234<br /> <br /> Từ kết quả bảng 3.1 và hình 3.1 áp dụng phương pháp bình phương tối thiểu để xác<br /> định quan hệ tuyến tính giữa độ hấp thụ với nồng độ kim loại thu được các đường hồi<br /> quy tuyến tính như sau:<br /> - Đối với Cu: y = (– 0,0002 ± 0,0003) + (0,0679 ± 0,0003) x ,<br /> <br /> R= 0,99998<br /> <br /> 22<br /> <br /> PHAN HÀ NỮ DIỄM – NGUYỄN NHÂN ĐỨC<br /> <br /> - Đối với Zn: y = (– 0,0009 ± 0,0033) + (0,1176 ± 0,0031) x ,<br /> <br /> R= 0,99897<br /> <br /> - Đối với Mn: y = (– 0,0019 ± 0,0013) + (0,1027 ± 0,0012) x ,<br /> <br /> R= 0,9998<br /> <br /> Trong đó: y là độ hấp thụ A; x là nồng độ C (mg/L)<br /> Trong khoảng nồng độ từ 0,2 đến 2,0 (mg/L) giữa độ hấp thụ và nồng độ có tương quan<br /> tuyến tính tốt, với R ≥ 0,99897.<br /> <br /> Hình 3.1. Các đường hồi quy xác định khoảng tuyến tính.<br /> <br /> 3.1.2. Độ nhạy, LOD, LOQ của phương pháp<br /> Từ các phương trình đường chuẩn định lượng Cu, Zn và Mn chúng tôi tính được các giá<br /> trị a, b, Sy/x, LOD (GHPH) và LOQ (GHĐL) như sau:<br /> Bảng 3.2. Các giá trị a, b, Sy, LOD và LOQ.<br /> Các giá trị<br /> Kim loại<br /> Cu<br /> Zn<br /> Mn<br /> <br /> a<br /> <br /> b<br /> <br /> R<br /> <br /> Sy/x<br /> <br /> – 0,0002<br /> – 0,0009<br /> – 0,0019<br /> <br /> 0,0679<br /> 0,1176<br /> 0,1027<br /> <br /> 0,99998<br /> 0,99897<br /> 0,9998<br /> <br /> 0,00037<br /> 0,0043<br /> 0,0016<br /> <br /> LOD<br /> (mg/L)<br /> 0,016<br /> 0,11<br /> 0,048<br /> <br /> LOQ<br /> (mg/L)<br /> 0,048<br /> 0,33<br /> 0,144<br /> <br /> Kết quả xác định GHPH được trình bày ở bảng 3.2. Trong đó, LOD của các kim loại<br /> tương đối thấp (LODCu = 0,016 mg/L; LODZn = 0,11 mg/L; LODMn=0,144 mg/L) có thể<br /> áp dụng phương pháp để định lượng hàm lượng các kim loại ở dạng vết.<br /> 3.1.3. Khảo sát quy trình vô cơ hóa mẫu<br /> Hút 2,5mL dung dịch chuẩn Cu, Zn và Mn nồng độ 10,0 mg/L vào cốc 25mL, tiến hành<br /> vô cơ hóa theo qui trình ở mục 2.2.2. Xác định nồng độ Cu, Zn và Mn trong dung dịch<br /> sau khi vô cơ hóa theo mục 2.4. Kết quả được trình bày ở bảng 3.3.<br /> <br /> XÁC ĐỊNH ĐỒNG, KẼM VÀ MANGAN TRONG CÂY XÍCH ĐỒNG NAM...<br /> <br /> 23<br /> <br /> Bảng 3.3. Kết quả khảo sát qui trình vô cơ hóa<br /> Nồng độ thực của<br /> Cu, Zn, Mn (µg/mL)<br /> 1,00<br /> 1,00<br /> 1,00<br /> 1,00<br /> 1,00<br /> <br /> Stt<br /> 1<br /> 2<br /> 3<br /> 4<br /> 5<br /> <br /> Số liệu thống kê<br /> <br /> Nồng độ xác định được (µg/mL)<br /> Cu<br /> Zn<br /> Mn<br /> 0,99<br /> 0,987<br /> 0,993<br /> 0,982<br /> 0,978<br /> 0,981<br /> 0,976<br /> 0,971<br /> 0,978<br /> 0,989<br /> 0,987<br /> 0,983<br /> 0,972<br /> 0,965<br /> 0,97<br /> TB (%)<br /> RSD (%)<br /> ε<br /> <br /> Hiệu suất thu hồi<br /> Cu<br /> Zn<br /> Mn<br /> 99,0<br /> 98,7<br /> 99,3<br /> 98,2<br /> 97,8<br /> 98,1<br /> 97,6<br /> 97,1<br /> 97,8<br /> 98,9<br /> 98,7<br /> 98,3<br /> 99,3<br /> 99<br /> 99,1<br /> 98,6<br /> 98,3<br /> 98,52<br /> 0,7<br /> 0,8<br /> 0,7<br /> ± 0,9<br /> ± 0,98 ± 0,81<br /> <br /> Kết quả trong bảng 3.3 cho thấy phương pháp vô cơ hóa mẫu đã chọn bảo toàn được<br /> lượng Cu, Zn và Mn trong mẫu, hiệu suất thu hồi là 98,6 ± 0,9 đối với Cu; 98,3 ± 0,98<br /> đối với Zn và 98,52 ± 0,81 đối với Mn.<br /> 3.1.4. Khảo sát độ lặp lại của phương pháp<br /> Chuẩn bị 7 mẫu phân tích GB theo mục 2.2.2, tiến hành định lượng như ở mục 2.4. Kết<br /> quả được trình bày ở bảng 3.4.<br /> Bảng 3.4. Kết quả khảo sát độ lặp lại của phương pháp trên mẫu GB<br /> Stt<br /> <br /> Lượng cân (g)<br /> <br /> 1<br /> 2<br /> 3<br /> 4<br /> 5<br /> 6<br /> 7<br /> <br /> 1,0043<br /> 1,0063<br /> 1,0031<br /> 1,0086<br /> 1,0029<br /> 1,0097<br /> 1,0038<br /> Số liệu thống kê<br /> <br /> Hàm lượng (mg/L)<br /> Cu<br /> Zn<br /> Mn<br /> 0,466<br /> 1,285<br /> 0,827<br /> 0,478<br /> 1,196<br /> 0,791<br /> 0,448<br /> 1,315<br /> 0,788<br /> 0,485<br /> 1,185<br /> 0,787<br /> 0,457<br /> 1,263<br /> 0,761<br /> 0,487<br /> 1,276<br /> 0,809<br /> 0,449<br /> 1,299<br /> 0,797<br /> TB (mg/kg chất khô)<br /> RSD (%)<br /> ε<br /> <br /> Hàm lượng (mg/kg chất khô)<br /> Cu<br /> Zn<br /> Mn<br /> 23,200<br /> 63,9749<br /> 41,1730<br /> 23,7504<br /> 59,4256<br /> 39,3024<br /> 22,3308<br /> 65,5468<br /> 39,2782<br /> 24,0432<br /> 58,7448<br /> 39,0145<br /> 22,7839<br /> 62,9674<br /> 37,9400<br /> 24,1161<br /> 63,1871<br /> 40,0614<br /> 22,365<br /> 64,7041<br /> 39,6991<br /> 23,23<br /> 62,65<br /> 39,5<br /> 3,3<br /> 4,1<br /> 2,5<br /> ± 0.7<br /> ± 2.4<br /> ± 0.918<br /> <br /> Từ kết quả ở bảng 3.4 cho thấy, phương pháp có độ lặp lại chấp nhận được. RSD(%) từ<br /> 2,5–4,1%.<br /> 3.2. Kết quả phân tích mẫu thực tế<br /> Bảng 3.5. Kết quả phân tích các bộ phận của cây Xích đồng nam ở Thừa Thiên Huế<br /> Mẫu<br /> MT<br /> HB (1)<br /> <br /> Lượng<br /> cân<br /> <br /> Hàm lượng<br /> Mn<br /> 0,00<br /> 0,528<br /> 0,524<br /> <br /> mg/L<br /> Cu<br /> 0,016<br /> 0,690<br /> 0,695<br /> <br /> Zn<br /> 0,034<br /> 1,106<br /> 1,101<br /> <br /> Mn<br /> <br /> mg/kg chất khô<br /> Cu<br /> <br /> Zn<br /> <br /> 26,3368<br /> 26,1373<br /> <br /> 34,4174<br /> 34,6668<br /> <br /> 55,1676<br /> 54,8683<br /> <br />