HÀ tiến lưỢng phân tích xáC ĐỊnh hàm lưỢng pb, Cd VÀ Zn trong sữa bằng phưƠng pháp pha loãng đỒng vị icp-ms luận văn thạc sĩ khoa họC



tải về 1.13 Mb.
trang1/11
Chuyển đổi dữ liệu23.07.2016
Kích1.13 Mb.
#3035
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN






HÀ TIẾN LƯỢNG

PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG Pb, Cd VÀ Zn TRONG SỮA BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHA LOÃNG ĐỒNG VỊ ICP-MS

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - Năm 2014



ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN




HÀ TIẾN LƯỢNG

PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG Pb, Cd VÀ Zn TRONG SỮA BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHA LOÃNG ĐỒNG VỊ ICP-MS

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số : 60 44 01 18

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN THỊ HUỆ

Hà Nội - Năm 2014



LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn chân thành và sâu sắc, em xin cảm ơn cô PGS.TS. Nguyễn Thị Huệ, Viện Công nghệ môi trường – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực tập và làm luận văn tốt nghiệp.

Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Tạ Thị Thảo cùng các thầy cô trong bộ môn Hóa phân tích đã truyền thụ những kiến thức quý báo và luôn tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến ThS. Vũ Văn Tú, ThS. Phạm Hải Long cùng các anh chị em trong phòng phân tích chất lượng môi trường – Viện Công nghệ môi trường – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm thực nghiệm.

Cuối cùng tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu Trường THPT Nho Quan A, các bạn đồng nghiệp, gia đình và bạn bè, những người đã quan tâm giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.

Hà Nội, ngày 6 tháng 12 năm 2014

Học viên cao học




Hà Tiến Lượng


MỤC LỤC



MỞ ĐẦU ………………………………………………………………………….

1

Chương 1. TỔNG QUAN ………………………………………………………..

3

1.1. Thành phần hóa học chính trong sữa …………………………………………..

3

1.2. Tình hình ô nhiễm kim loại Pb, Cd và Za trong các sản phẩm tiêu dùng (thực phẩm) ở Việt Nam ………………………………………………………………….

5


1.3. Trạng thái tự nhiên và một số tính chất lý, hóa của Pb, Cd và Zn.......................

6

1.3.1. Trạng thái tự nhiên của các kim loại Pb, Cd và Zn ………………………..

6

1.3.2. Một số tính chất lý, hóa của Pb, Cd và Zn…………………………..........

7

1.3.2.1. Tính chất vật lý của Pb, Cd và Zn…………………………………….

7

1.3.2.2. Một số tính chất hóa học của Pb, Cd và Zn …………………………..

8

1.4. Vai trò của các nguyên tố Pb, Cd và Zn đối với con người …………………..

9

1.4.1. Độc tính của Pb …………………………………………………………..

9

1.4.2. Độc tính của Cd …………………………………………………………..

11

1.4.3. Chức năng sinh học của Zn ……………………………………………………...

12

1.4.4. Giới hạn tối đa cho phép các kim loại trong thực phẩm ………………….

13

1.5. Các phương pháp phân tích lượng vết kim loại nặng …………………...........

17

1.5.1. Các phương pháp phân tích quang học ……………………………...........

17

1.5.1.1. Phương pháp huỳnh quang ……………………………………...........

17

1.5.1.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS …………………...

18

1.5.1.3. Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử AES …………………….

19

1.5.1.4. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS …………………….

20

1.5.2. Các phương pháp phân tích điện hoá ……………………………………..

21

1.5.2.1. Phương pháp cực phổ …………………………………………............

21

1.5.2.2. phương pháp Von-Ampe hòa tan ……………………………………..

22

1.5.3. Phương pháp phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS) ……………….

23

1.5.4. Kỹ thuật pha loãng đồng vị ……………………………………………….

28

1.6. Các phương pháp sử lý mẫu thực phẩm để xác định kim loại ………………..

32

1.6.1. Nguyên tắc sử lý mẫu ……………………………………………………..

32

1.6.2. Phương pháp tách chiết, làm giàu bằng dung môi ......................................

33

1.6.3. Một số phương pháp sử lý mẫu sữa xác định hàm lượng kim loại nặng …

34

Chương 2: THỰC NGHIỆM ..................................................................................

36

2.1. Mục tiêu nghiên cứu ……………………………………………………...........

36

2.2. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu ……………………………..

36

2.2.1. Đối tượng nghiên cứu ………………………………………………...........

36

2.2.2. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................

36

2.2.3. Phương pháp nghiên cứu …………………………………………………..

37

2.3. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị ………………………………………………….

38

2.4. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ………………………………...........

42

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................

43

3.1. Khảo xát và lựa chọn các điều kiện tối ưu trên thiết bị ICP-MS ……………..

43

3.1.1. Chuẩn hóa số khối – Tunning …………………………………………….

43

3.1.2. Tối ưu tốc độ khí mang tạo sol khí ……………………………………….

44

3.1.3. Khảo sát nguồn năng lượng (ICP) ………………………………………..

45

3.1.4. Khảo sát thế điều khiển thấu kính điện tử - ion …………………………..

46

3.1.5. Khảo sát thời gian phân tích mẫu …………………………………...........

46

3.1.6. Khảo sát thời gian rửa sạch mẫu ………………………………………….

48

3.2. Nghiên cứu phân hủy mẫu ……………………………………………………

49

3.2.1. Nghiên cứu hỗn hợp chất phân hủy mẫu sữa ……………………………..

49

3.2.2. Nghiên cứu lượng hỗn hợp chất phân hủy mẫu sữa ………………...........

53

3.2.3. Nghiên cứu nhiệt độ phân hủy mẫu sữa ………………………………….

54

3.3. Khảo sát lượng đồng vị thêm vào phù hợp cho phân tích mẫu sữa …………..

55

3.4. Đánh giá sự ảnh hưởng của các ion kim loại khác trong nền mẫu đến quá trình xác định Pb, Cd và Zn......................................................................................

58


3.5. Đánh giá phương pháp phân tích ……………………………………………..

61

3.5.1. Khoảng tuyến tính và đường chuẩn ………………………………………

61

3.5.2. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng ……………………………….

62

3.5.3. Đánh giá hiệu suất thu hồi và độ lập lại của phương pháp ……………….

63

3.6. So sánh các kết quả phân tích mẫu chuẩn và mẫu thực giữa ba kỹ thuật …….

65

3.7. Phân tích mẫu chuẩn được công nhận ………………………………………..

66

3.8. Quy trình phân tích mẫu thực tế ………………………………………...........

66

3.9. Kết quả phân tích mẫu thực tế ………………………………………………..

67

Chương 4: KẾT LUẬN ..........................................................................................

71

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................

72


DANH MỤC BẢNG


Bảng 1.1. Một số tính chất vật lý của các nguyên tố chì, cadimi và kẽm …………

7

Bảng 1.2. Mức giới hạn tối đa cho phép các kim loại trong thực phẩm ……………

14

Bảng 1.3. Giới hạn cho phép của một số kim loại nặng trong sữa …………………

16

Bảng 1.4. Giới hạn rủi ro đối với một số kim loại nặng .............................................

17

Bảng 1.5. So sánh khả năng phát hiện của các kỹ thuật phân tích …………………

28

Bảng 1.6. Nguyên tố, số khối, tỷ lệ đồng vị và các yếu tố ảnh hưởng do trùng số khối

30

Bảng 3.1. Kết quả khảo sát tốc độ khí sol hóa mẫu ………………………………

44

Bảng 3.2. Kết quả khảo sát công suất máy phát cao tần ……………………………

45

Bảng 3.3. Kết quả khảo sát thời gian phân tích ……………………………………

47

Bảng 3.4. Kết quả khảo sát thời gian rửa sạch mẫu ………………………………

48

Bảng 3.5. Các điều kiện phân tích tối ưu trên thiết bị ICP-MS ……………………

49

Bảng 3.6. Kết quả khảo sát các loại axit cho quá trình xử lí mẫu hệ hở ……………

50

Bảng 3.7. Kết quả khảo sát các loại axit cho quá trình xử lí mẫu hệ kín …………

52

Bảng 3.8. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng hỗn hợp phân hủy ………………

54

Bảng 3.9. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ phân hủy ……………………

55

Bảng 3.10. Kết quả phân tích một số mẫu sữa trên ICP-MS ………………………

55

Bảng 3.11. Kết quả khảo sát lượng đồng vị ………………………………………

57

Bảng 3.12. Kết quả phân tích các thành phần ảnh hưởng của nền mẫu ……………

58

Bảng 3.13. Nồng độ các ion ảnh hưởng ……………………………………………

59

Bảng 3.14. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của các ion kim loại trong nền mẫu …

60

Bảng 3.15. Kết quả xác định LOD và LOQ của Pb, Cd và Zn ……………………

63

Bảng 3.16. Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi của phương pháp …………………

64

Bảng 3.17. Kết quả đánh giá độ lập lại của phương pháp …………………………

64

Bảng 3.18. Kết quả phân tích mẫu chuẩn so sánh giữa 3 kỹ thuật …………………

65

Bảng 3.19. Kết quả phân tích mẫu thực giữa 3 kỹ thuật ……………………………

66

Bảng 3.20. Kết quả phân tích mẫu chuẩn được công nhận …………………………

66

Bảng 3.21. Kết quả phân tích hàm lượng các kim loại nặng trong mẫu sữa bột ........

68

Bảng 3.22. Kết quả phân tích hàm lượng các kim loại nặng trong mẫu sữa nước .....

69

Bảng 3.23. Danh sách các mẫu có hàm lượng Pb vượt quy định. ..............................

69

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

QCVN

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam

ICP-MS

Phương pháp cảm ứng cao tần ghép nối khối phổ (Inductively Coupled Plasma emission Mass Spectrometry)

ID-ICP-MS

Phương pháp pha loãng đồng vị trên thiết bị cảm ứng cao tần ghép nối khối phổ (Isotope Dilution Inductively Coupled Plasma emission Mass Spectrometry)

GFA-AAS

Phương pháp hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa lò nhiệt điện (Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry)

F-AAS

Phương pháp hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật nguyên tử hóa ngọn lửa (Flame Atomic Absorption Spectrometry)

UV-VIS

Phương pháp trắc quang (Ultraviolet Visible Spectrometry)

AAS

Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (Atomic Absorption Spectrometry)

ICP-AES

Phương pháp quang phổ phát xạ plasma (Inductively Coupled Plasma atomic Emission Spectroscopy)

AES

Phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (Atomic Emission Spectrometry)

LOD

Giới hạn phát hiện (Limit of Detection)

LOQ

Giới hạn định lượng (Limit of Quantitation)

RSD

Độ lặp lại tương đối (Relative Standard Deviation)

WHO

Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization)

FAO

Tổ chức nông lương thế giới (Food and Agriculture Organization)



MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, đã có sự gia tăng ô nhiễm các kim loại nặng độc hại như chì, cadimi, kẽm, thủy ngân, đồng … trong lương thực và thực phẩm. Ô nhiễm do các chất hóa học, hóa chất bảo vệ thực vật, phân bón, chất phụ gia liên quan đến các sản phẩm tiêu dùng đã ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người và môi trường. Các nguyên tố vi lượng như chì, cadimi, đồng, kẽm là thành phần rất cần trong cơ thể, nhưng nếu dư thừa hoặc thiếu hụt sẽ gây ra một số bệnh như bệnh Schizophrenia, bệnh Willson hay biểu hiện tím tái người ngất xỉu đột ngột do nhiễm độc chì,…

Sữa là một thực phẩm quan trọng có nguồn gốc từ động vật, nó có hầu hết các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể, đặc biệt cho trẻ sơ sinh và người già. Tuy nhiên do nhu cầu tiêu thụ sản phẩm về sữa ngày càng gia tăng nên đã có một số loại sữa không đủ chất lượng, hàm lượng một số kim loại nặng trong sữa cao hơn mức cho phép. Để đánh giá chính xác hiện tượng này trong các sản phẩm về sữa, người ta phải sử dụng một số thiết bị đo có độ chính xác cao để phân tích như AAS, AES, ICP-AES, UV-VIS, ICP-MS … vì hàm lượng của chúng khá nhỏ (dạng vết). Trong đó ICP-MS có tính ưu việt hơn các phương pháp khác về khả năng phân tích nhanh, phân tích đồng thời được nhiều nguyên tố kim loại ở dạng vết trong cùng một mẫu với độ chính xác cao, ít bị ảnh hưởng bởi các nguyên tố khác. Bằng kĩ thuật pha loãng đồng vị ICP-MS có thể xác định chính xác hơn nồng độ các kim loại trong mẫu. Để xác định thật chính xác lượng vết các ion kim loại chì, cadimi và kẽm trong sữa, việc xây dựng một quy trình phân tích hoàn thiện từ quá trình chuẩn bị mẫu, xử lý mẫu và phép phân tích là hết sức cần thiết. Chính vì vậy đề tài “Phân tích xác định hàm lượng Pb, Cd và Zn trong sữa bằng phương pháp pha loãng đồng ICP-MS” được lựa chọn.



Nội dung chính của luận văn gồm những phần sau:

  • Nghiên cứu và lựa chọn các điều kiện tối ưu trong quá trình xử lý mẫu để định lượng các kim loại chì, cadimi và kẽm trong sữa.

  • Nghiên cứu và lựa chọn các điều kiện tối ưu trên thiết bị ICP-MS để kết quả phân tích nồng độ chì, cadimi và kẽm đạt độ chính xác cao bằng phương pháp pha loãng đồng vị.

  • Nghiên cứu khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình phân tích các nguyên tố kim loại nói trên.

  • Đưa ra quy trình phân tích chì, cadimi và kẽm trong sữa bằng phương pháp pha loãng đồng vị trên thiết bị ICP-MS.

  • Áp dụng phân tích một số đối tượng mẫu thực tế.


Chương 1: TỔNG QUAN

1.1. Thành phần hóa học chính trong sữa [14, 18].

Trong sữa có một số thành phần như: lipit, gluxit, protein, chất khoáng, vitamin, ngoài ra còn có chất màu và nhiều chất khác.

Chất béo: Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa. Hàm lượng chất béo của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng. Có loại sữa ít béo, khoảng 3g/100ml sữa, có loại sữa nhiều chất béo khoảng 5-6g/100ml sữa. Khoảng 98% chất béo trong sữa là một hỗn hợp của triacyl glycerides. Ngoài ra còn có chất béo trung tính, các vitamin tan trong chất béo và các chất màu (ví dụ như carotene cho bơ màu vàng của nó), sterol và sáp. Chất béo cung cấp cho cơ thể một nguồn tập trung năng lượng: quá trình oxy hóa của chất béo trong cơ thể mang lại 9 calo/g. Ngoài ra chất béo làm dung môi hòa tan các vitamin A, D, E, K trong chất béo và cũng cung cấp các axit béo thiết yếu (linoleic, linolenic và arachidonic).

Protein: Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất cửa sữa là protein. Hàm lượng protein của các loại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm trong giới hạn 3.0-4.6%. Các protein của sữa là những protein hoàn thiện. Trong thành phần protein của sữa có đến 19 loại axit amin khác nhau, trong đó có đầy đủ các acid amin không thay thế được như: valin, lơxin, izolơxin, metionin, treonin, phenylalanin, triptophan và lyzin.

Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu: Casein chiếm khoảng 80%, lactalbumin chiếm 12% và lactoglobulin chiếm 6% trong toàn bộ lượng protein có trong sữa và còn một vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng kể.



Casein là nhóm protein chủ yếu trong protein của sữa. Nó bao gồm nhiều loại casein khác nhau, -casein, -casein, -casein, -casein là thể phức hợp phosphoryl gồm có S1, S2 , S3, S4, S5, S6–casein. -casein là thành phần chủ yếu có trong sữa bò nhưng lại là thứ yếu trong sữa người. -casein là một glycoprotein và nó hiện diện khắp nơi trong thể mixen casein. Chính vì vậy mà mixen ở trạng thái ổn định. -casein và -casein không tan trong sữa tươi. Các protein này chứa nhóm photphat (photpho chiếm khoảng 0.8% trong toàn casein) và nhóm photphat này kết hợp với ion Ca2+. Sự trung hòa một phần lớn các điện tích âm ngăn ngừa -casein và -casein kết khối và kết tủa.

Mỗi hạt casein chứa khoảng 70% nước và 30% chất khô. Trong thành phần chất khô casein chiếm khoảng 93% và muối (chủ yếu là canxi photphat) chiếm khoảng 7%.



Lactoglobulin còn gọi là globulin của sữa. Hàm lượng lactoglobulin trong sữa khoảng 0,1% theo khối lượng và chiếm tỉ lệ 3% so với lượng protein chung. Globulin sữa có nhiều trong sữa non, thuộc loại protein đơn giản và là protein hoàn thiện. Trong sữa, globulin tồn tại dưới dạng keo và có độ phân tán kém hơn so với albumin sữa khoảng 18.000. Globulin có 3 dạng đồng phân: -glactoglobulin, epglobulin và pseudogglobulin. Chúng khác nhau về khả năng hòa tan nước và tính kháng trùng -lactoglobulin không tan trong nước, hòa tan tốt trong dung dịch muối loãng, epglobulin tan trong nước khi có mặt muối. Pseudoglobulin hòa tan trong nước nguyên chất.

Lactoalbumin còn gọi là albumin của sữa. Hàm lượnglactoalbumin trong sữa không nhiều khoảng 0.5-1.0% tùy từng loại sữa. Trong sữa non có nhiều lactoalbumin hơn sữa thường. Khác với casein, lactoalbumin ở trong sữa dưới dạng hòa tan. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao lactoalbumin bị đông tụ. Trong môi trường acid, khi tăng nhiệt độ thì mức độ đông tụ nhanh và mau. Các enzim làm đông tụ casein không có khả năng làm đông tụ lactoalbumin. Sau khi đông tụ, lactoalbumin mất khả năng hòa tan lại trong nước, nó chỉ có thể hòa tan lại trong một vài loại dung môi.

Каталог: files -> ChuaChuyenDoi
ChuaChuyenDoi -> ĐẠi học quốc gia hà NỘi trưỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Thị Hương XÂy dựng quy trình quản lý CÁc công trìNH
ChuaChuyenDoi -> TS. NguyÔn Lai Thµnh
ChuaChuyenDoi -> Luận văn Cao học Người hướng dẫn: ts. Nguyễn Thị Hồng Vân
ChuaChuyenDoi -> 1 Một số vấn đề cơ bản về đất đai và sử dụng đất 05 1 Đất đai 05
ChuaChuyenDoi -> Lê Thị Phương XÂy dựng cơ SỞ DỮ liệu sinh học phân tử trong nhận dạng các loàI ĐỘng vật hoang dã phục vụ thực thi pháp luật và nghiên cứU
ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Hà Linh
ChuaChuyenDoi -> ĐÁnh giá Đa dạng di truyền một số MẪu giống lúa thu thập tại làO
ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiêN
ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Văn Cường

tải về 1.13 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương