Nghiên cứu xác định hàm lượng một số kim loại và Vitamin B1, B6 bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử và sắc ký lỏng hiệu năng cao trong nấm linh chi nuôi trồng ở Thừa Thiên Huế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

PHẠM THỊ THANH THÚY

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI
VÀ VITAMIN B1, B6 BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ
NGUYÊN TỬ VÀ SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO TRONG
NẤM LINH CHI NUÔI TRỒNG Ở THỪA THIÊN HUẾ

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

VINH-2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

PHẠM THỊ THANH THÚY

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ KIM LOẠI
VÀ VITAMIN B1, B6 BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ
NGUYÊN TỬ VÀ SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO TRONG
NẤM LINH CHI NUÔI TRỒNG Ở THỪA THIÊN HUẾ

CHUYÊN NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH
MÃ SỐ: 60.44.29

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS: Nguyễn Khắc Nghĩa

VINH-2013


LỜI CẢM ƠN
Luận văn được thực hiện tại Sở Y tế Thừa Thiên Huế - Trung tâm kiểm
định thuốc, mỹ phẩm, thực phẩm; phòng thí nghiệm chuyên đề Hóa phân tích,
Khoa Hóa trường Đại học Vinh.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến PGS.TS
Nguyễn Khắc Nghĩa đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện trong suốt
quá trình làm luận văn.
Tôi chân thành cảm ơn sự giúp đỡ rất tận tình của các thầy, cô:
-

PGS.TS Ngô Anh đã giúp đỡ định danh mẫu vật.

-

PGS.TS Trần Đình Thắng đã giúp đỡ trong việc tìm kiếm tài liệu.

-

PGS.TS Nguyễn Hoa Du và TS. Đinh Thị Trường Giang đã đọc và góp

nhiều ý kiến quý báu cho luận văn.
Nhân dịp này, tôi xin cảm ơn đến Ban chủ nhiệm khoa Sau Đại học, ban
chủ nhiệm khoa Hóa cùng các thầy cô giáo và các cán bộ phòng thí nghiệm
khoa Hóa học đã giúp đỡ tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình làm luận
văn.

Dù có nhiều cố gắng, song do năng lực còn hạn chế nên trong luận văn
của tôi chắc chắn không thể tránh khỏi thiếu sót. Tôi rất mong nhận được ý kiến
đóng góp của các thầy cô và các bạn để luận văn được hoàn chỉnh hơn.
Vinh, tháng 10 năm 2013
Phạm Thị Thanh Thúy


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
Abs
AAS
F – AAS
GF – AAS
HCL
HPLC
LOD
LOQ
Ppm
Ppb

Tiếng Anh
Absorbance
Atomic Absorption Spectrometry

Tiếng Việt
Độ hấp thụ
Phép đo quang phổ hấp thụ

Flame -Atomic Absorption

nguyên tử
Phép đo quang phổ hấp thụ

Spectrometry
Graphit-Atomic Absorption

nguyên tử bằng ngọn lửa
Phép đo quang phổ hấp thụ

Spectrometry
Hollow Cathode Lamp
High performance liquid

nguyên tử không ngọn lửa
Đèn catốt rỗng

chromatography
Limit of detection
Limit of quantity
Part per million
Part per billion

Sắc ký lỏng hiệu năng cao
Giới hạn phát hiện
Giới hạn định lượng
Một phần triệu
Một phần tỉ


MỤC LỤC

Contents
Contents..................................................................................................................3
MỞ ĐẦU................................................................................................................1
CHƯƠNG 1...........................................................................................................3
TỔNG QUAN.......................................................................................................3
1.1.GIỚI THIỆU VỀ NẤM LINH CHI.................................................................3
1.1.1.Giới thiệu về nấm Linh chi...........................................................................3
1.1.2.Phân loại: Nấm Linh chi có vị trí phân loại rộng rãi hiện nay. [19].............4
1.1.3.Chu trình sống của nấm Linh chi [19]..........................................................4
1.1.6.Tác dụng trị liệu của nấm Linh chi...............................................................6
1.2.GIỚI THIỆU CÁC KIM LOẠI: Cu, Pb, Co, Cd, Ca, Zn VÀ VAI TRÒ SINH
HỌC CỦA CÁC KIM LOẠI.................................................................................7
1.2.1.Giới thiệu về kim loại Cu, Pb, Co, Cd, Ca, Zn [16]......................................7
1.2.1.1.Nguyên tố đồng (Cu) [16]..........................................................................7
1.2.1.2.Nguyên tố chì (Pb) [16]..............................................................................8
1.2.1.3.Nguyên tố coban (Co) [16]........................................................................8
1.2.1.6.Nguyên tố kẽm (Zn) [17].........................................................................10
1.2.2.Vai trò sinh học của Cu, Pb, Co, Cd, Ca, Zn..............................................10
1.2.2.3.Vai trò sinh học của Co [29]....................................................................11
1.2.2.5.Vai trò sinh học của Ca [27]....................................................................12
1.2.2.6.Vai trò sinh học của Zn [4]......................................................................12
1.3.PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH KIM LOẠI [12].....................13
1.3.1.Phương pháp xử lý mẫu ướt (bằng axit đặc oxi hóa mạnh)........................13
1.3.2. Phương pháp xử lý mẫu khô (vô cơ hóa khô)............................................14
1.3.3.Phương pháp xử lý mẫu khô ướt kết hợp....................................................14
1.4.CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KIM LOẠI...........................................15


1.4.2.1.Phương pháp điện hóa..............................................................................21
1.4.2.2.Phương pháp quang phổ khác..................................................................22

1.5.GIỚI THIỆU VITAMIN B1, B6 [31]............................................................24
1.5.1.1.Tính chất vật lý.........................................................................................25
1.5.1.2.Tính chất hóa học.....................................................................................25
1.5.2.Vitamin B6..................................................................................................25
1.5.2.1.Tính chất vật lý.........................................................................................26
1.5.2.2.Tính chất hóa học của vitamin B6............................................................27
1.5.3.Vai trò và nhu cầu của vitamin B1, B6 đối với cơ thể [26]........................27
CHƯƠNG 2.........................................................................................................37
KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM............................................................................37
2.1. LẤY MẪU....................................................................................................37
2.2.PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH KIM LOẠI VÀ VITAMIN...38
2.2.1.Trang thiết bị, hóa chất, xử lý mẫu nấm xác định các kim loại..................38
2.2.1.1.Trang thiết bị và hóa chất.........................................................................38
2.2.1.2.Xử lý mẫu nấm.........................................................................................39
2.2.2.Trang thiết bị, hóa chất, xử lý mẫu nấm xác định vitamin B1, B6.............39
2.2.2.1.Trang thiết bị và hóa chất.........................................................................39
2.2.2.2.Điều kiện tiến hành và chuẩn bị hóa chất chuẩn......................................40
2.2.2.4.Phương pháp định lượng..........................................................................41
CHƯƠNG 3.........................................................................................................42
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN................................................42
3.1.LỰA CHỌN CÁC ĐIỀU KIỆN ĐO PHỔ.....................................................42
3.1.1.Vạch đo phổ................................................................................................42
3.1.2.Khe đo.........................................................................................................43
3.1.3.Cường độ đèn catot rỗng (HCL).................................................................43
B. Kết quả thực nghiệm và thảo luận xác định vitamin B1, B6 bằng phương pháp
HPLC....................................................................................................................71
KẾT LUẬN..........................................................................................................78


TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................79

1

MỞ ĐẦU
Để có thể khẳng định tác dụng chỉ định và chống chỉ định của các đơn
thuốc trị bệnh, thực phẩm chức năng bồi bổ sức khỏe của người bệnh có nấm
Linh chi là thành phần chính, thì cần phải xác định cấu tạo và thành phần hóa
học của nấm.
Trong các sách, tạp chí, từ điển y học đang được lưu hành và cả trên mạng
internet các thông tin đề cập đến cấu tạo và thành phần của nấm Linh chi vẫn còn
rất hạn chế.
Qua khảo sát sơ bộ, chúng tôi biết được có hàng chục kim loại trong thành
phần hóa học và khá nhiều loại vitamin có trong nấm Linh chi. Để góp thêm
thông tin về nấm Linh chi, trong luận văn này chúng tôi nghiên cứu xác định
thành phần một số kim loại và một số vitamin nhóm B trong nấm Linh chi được
nuôi trồng ở Thừa Thiên Huế. Kết quả phân phân tích này so sánh với các số liệu
phân tích về nấm Linh chi Hàn Quốc đang được bán ở trên thị trường tại thành
phố Huế.
Để xác định hàm lượng vết một số kim loại và vitamin trong thực vật thì
phương pháp hấp thụ nguyên tử và sắc ký lỏng hiệu năng cao là phương pháp tỏ
ra có nhiều ưu việt hơn cả.
Xuất phát từ tình hình thực tế và góp phần vào công tác đảm bảo chất
lượng nấm dùng để làm dược liệu, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu xác định
hàm lượng một số kim loại và vitamin B1, B6 bằng phương pháp hấp thụ
nguyên tử (AAS) và sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) trong nấm Linh chi
nuôi trồng ở Thừa thiên Huế” làm luận văn tốt nghiệp của mình.
Thực hiện đề tài này chúng tôi giải quyết những nhiệm vụ sau:

2
 Nghiên cứu xác định kim loại bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
(AAS).
-

Khảo sát các điều kiện để đo phổ AAS của Cu, Pb, Co, Cd, Ca, Zn.

-

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo xác định các kim loại trên.

-

Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn cho phép đo phổ.

-

Xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng, đánh giá sai số và độ lặp

của phép đo.
-

Xác định hàm lượng vết các kim loại Cu, Pb, Co, Cd, Ca, Zn trong nấm

Linh chi bằng phương pháp AAS.
 Nghiên cứu xác định vitamin bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao
(HPLC).
- Xác định các điều kiện tối ưu để đo sắc đồ HPLC của B1, B6
-

Xác định hàm lượng vitamin B1, B6 theo phương pháp ngoại chuẩn.


3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1.

GIỚI THIỆU VỀ NẤM LINH CHI
1.1.1. Giới thiệu về nấm Linh chi
Linh chi có nhiều tên gọi khác nhau như Bất Lão Thảo, Vạn Niên Thảo,

Trần Tiên Thảo, Chi Linh, Nấm Lim… Mỗi tên gọi của Linh chi gắn liền với
một giá trị dược liệu của nó. Tên gọi Linh chi bắt nguồn từ Trung Quốc, hay
tiếng Nhật là Reishi hoặc Mannentake, tên gọi Latinh: Ganoderma lucidum [7].
Linh chi (Ganoderma) là các loại gỗ mọc hoang trong thiên nhiên, có hàng
trăm loài khác nhau cùng họ nấm gỗ (Ganodemataceae). Có 2 nhóm lớn là Cổ
Linh chi và Linh chi.
+ Cổ Linh chi: là các loài nấm gỗ không cuống (hoặc cuống rất ngắn) có
nhiều tầng. Mũ nấm hình quạt, màu từ nâu xám đến đen sẫm, mặt trên xù xì thô
ráp. Nấm rất cứng (như gỗ lim nên gọi là nấm lim). Tên khoa học: Ganoderma
applanatum (Pers) Past. [20]
+ Linh chi: là các loài nấm gỗ mọc hoang ở những vùng núi cao và lạnh ở
các vùng Tứ Xuyên, Quảng Đông (Trung Quốc), nấm có cuống, cuống nấm có
màu (mỗi loài có một màu riêng như nâu, đỏ, vàng, đỏ cam…). Thụ tầng màu
trắng ngà hoặc màu vàng. Mũ nấm có nhiều hình dạng, phổ biến là hình thận,
hình tròn, mặt trên bóng. Nấm hơi cứng và dai. Tên khoa học: Ganoderma
lucidum.
Linh chi có tới 2000 loại và phổ biến nhất là Ganoderma lucidum và

Ganoderma zaponicum.


4
Ở Việt Nam, loài nấm Linh chi Ganoderma lucidum mới được nuôi trồng
thành công trong phòng thí nghiệm (1978). Năm 1994 loài nấm lim – một chủng
Linh chi đỏ đặc sắc của các rừng Lim Bắc Việt đã được Phạm Quang Thụ đưa
vào nuôi trồng chủ động. [20]
Đến hiện nay, việc nuôi trồng nấm Linh chi đỏ đã được phổ biến tại các
trang trại, đặc biệt là các vùng ven thành phố Huế.
1.1.2. Phân loại: Nấm Linh chi có vị trí phân loại rộng rãi hiện nay. [19]
-

Ngành: Maycota

-

Lớp: Basidiomycetes

-

Bộ: Polyporales

-

Họ: Ganodermataceae

-

Giống: Ganoderma

-

Loài: Ganoderma lucidum

1.1.3. Chu trình sống của nấm Linh chi [19]
Chu trình sống của nấm Linh chi cũng bắt đầu từ các đảm bào tử. Bào tử
nảy mầm hình thành hệ sợi sơ cấp. Hệ sợi thứ cấp tích lũy đầy đủ dinh dưỡng
hình thành quả thể hoàn chỉnh mang đảm bào tử mới.


5
Hình 1.1: Chu trình sống của nấm Linh Chi
1.1.4. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát
triển của nấm Linh chi.
- Nhiệt độ: giai đoạn nuôi sợi, nấm Linh chi sinh trưởng và phát triển tốt ở
nhiệt độ 20 30 , giai đoạn hình thành quả thể nhiệt độ thích hợp 22 28 .
-

Độ ẩm: độ ẩm của giá thể khoảng 60 65%. Độ ẩm không khí của nhà

nuôi 80 95%.
-

Ánh sáng: giai đoạn nuôi sợi, nấm không cần ánh sáng, giai đoạn hình

thành quả thể cần ánh sáng tán xạ, cường độ phải cân đối về mọi phía.
-

pH: môi trường thích hợp có pH từ 5,5 7,7.

-

Độ thoáng: trong quá trình sinh trưởng và phát triển nấm Linh chi cần độ

thông thoáng tốt.
1.1.5. Thành phần hóa học [32]
Nấm Linh chi là một dược thảo quý hiếm. Sau đây là những thành phần
hóa học chính của nấm Linh chi:
-

Hợp chất đa đường (45% số lượng): arabinogalactane, beta-D-

glucane; ganoderane A, B, C.
-

Triterpene: axit ganoderic A, B, C, D, F, H, K, M, R, S, và Y.

-

Ganodermadiol phân sinh của loại axit lanostaoic.

-

Esteroides: Ganodosterone.

-

Axit béo chưa bão hòa

-

Chất đạm protide: Ling Zhi-8, glycoproteine (lactine).

-

Khoáng chất: Ca, Ge, Co, Mg, Fe, Mn, Zn, Be, Cu, Ag, Al, Na…

-

Những chất khác: manitole, adenine, trechalose, uracine, lysine…


6
1.1.6. Tác dụng trị liệu của nấm Linh chi.
Ở các nước Đông Nam Á (Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài
Loan…) việc nghiên cứu, phát triển và sử dụng nấm Linh chi đang được công
nghiệp hóa với quy mô lớn về phân loại, nuôi trồng chủ động, chế biến và bào
chế dược phẩm, đồng thời nghiên cứu hóa dược các hoạt chất, tác dụng dược lý
và phương pháp điều trị lâm sàng.
Giá trị dược lý của Linh chi càng được khẳng định khi Hội nghị nấm học
thế giới thành lập Viện nghiên cứu Linh chi Quốc tế tại New York. [7, 10]
Bảng 1.1: Lục bảo Linh chi và tác dụng trị liệu (Lý Thời Trân, 1950) [10]
Tên gọi
Thanh chi
(Long chi)
Hồng chi
(Xích chi)
Hoàng chi
(Kim chi)

Bạch chi
(Ngọc chi)
Hắc chi
(Huyền chi)
Tứ chi

Màu sắc
Xanh
Đỏ
Vàng
Trắng
Đen
Tím

Dược tính, dược lý
Vị chua, tính bình, không độc, chữa trị sáng mắt,
bổ gan khí, an thần, tăng trí nhớ.
Vị đắng, tính bình, không độc, tăng trí nhớ,
dưỡng tim, bổ trung, trị tức ngực.
Vị ngọt, tính bình, không độc, an thần, ích tì khí.
Vị cay, tính bình, không độc, ích phổi, thông
mũi, an thần, chữa ho.
Vị ngọt, tính bình, không độc, trị bí tiểu, ích
thận khí.
Vị ngọt, tính ôn, không độc, trị đau nhức xương

khớp, gân cốt.
Qua phân tích về các mặt dược tính, dược lý và sử dụng nấm Linh chi,

người ta thấy Linh chi có tác dụng rất tốt với các bệnh như: bệnh tim mạch, hô

hấp, tăng khả năng miễn dịch, trị bệnh gan, có hiệu quả trong chống ung thư, khả
năng kháng HIV…, ngoài ra các hoạt chất sinh học trong nấm Linh chi có khả
năng khử một số gốc tự do sinh ra trong quá trình lão hóa cơ thể hay do nhiễm


7
xạ. Chúng làm phục hồi các tổ chức bị tổn thương và không gây hiệu ứng phụ
nào cho cơ thể. [19]
•

Một số chế phẩm từ nấm Linh chi

Trà Linh chi hộp
Viên Linh chi
giấy
nguyên chất
Hình 1.2: Các chế phẩm từ nấm linh chi

Cao Linh chi đỏ
1.2.

GIỚI THIỆU CÁC KIM LOẠI: Cu, Pb, Co, Cd, Ca, Zn VÀ VAI

TRÒ SINH HỌC CỦA CÁC KIM LOẠI
1.2.1. Giới thiệu về kim loại Cu, Pb, Co, Cd, Ca, Zn [16]
1.2.1.1.Nguyên tố đồng (Cu) [16]
Đồng là nguyên tố hóa học có kí hiệu Cu và số hiệu nguyên tử 29, thuộc
chu kỳ 4, nhóm IB. Khối lượng nguyên tử là 63,546 đ.vC. Đồng là nguyên tố
phổ biến chiếm khoảng 0,003% tổng số nguyên tử.
Đồng là kim loại mềm dẻo, dễ uốn, màu đỏ, có hóa trị I và II, dẫn điện rất

tốt. Được dùng làm dây dẫn điện, trong xây dựng, công nghiệp mạ kim và là
thành phần của nhiều hợp kim.
Trong tự nhiên Cu tồn tại dưới dạng khoáng vật: cuprit (Cu 2O), covelin
(CuS), đôi khi cũng tồn tại dưới dạng đơn chất.
Trong không khí, đồng bị oxi hóa tạo CuO ở bề mặt, sau đó gặp H 2O, CO2
tạo thành bazơ màu xanh: Cu(OH)2.CuCO3 (rỉ đồng).
Phản ứng với phi kim, không tan trong dung dịch HCl, H 2SO4 loãng, chỉ
tan trong dung dịch có tính oxi hóa mạnh.


8
1.2.1.2.Nguyên tố chì (Pb) [16]
Chì có ký hiệu hóa học là Pb, thuộc nhóm chính nhóm IVB, chu kỳ 6, số
thứ tự là 82 trong bảng tuần hoàn. Chì có màu xanh khi mới cắt, nhưng bắt đầu
xỉn màu thành xám khi tiếp xúc với không khí. Chì là kim loại mềm, nặng, độc
hại và có thể tạo hình.
Chì là kim loại được sử dụng khá phổ biến: dùng trong xây dựng, ắc quy
chì, đạn và là một phần của nhiều hợp kim.
Ở điều kiện thường, chì bị oxi hóa thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc
trên bề mặt bảo vệ cho chì không bị oxi hóa nữa. Khi đun nóng, Pb tác dụng
được với O2, S, halogen. Chì tan tốt trong dung dịch HNO 3, chỉ tương tác trên bề
mặt với dung dịch HCl loãng và H 2SO4 80%. Vì bị bao phủ bởi lớp muối khó tan
(PbCl2, PbSO4). Tuy nhiên với dung dịch axit đậm đặc hơn chì có thể tan được,
vì muối khó tan của lớp bảo vệ đã chuyển thành hợp chất tan (H2PbCl4).
Ion Pb(II) có thể tạo nhiều phức với hợp chất hữu cơ như amonipyrilodyn
Dithiocacbamat, điển hình là với đithizon ở pH 8,5 – 9,5 tạo phức màu đỏ gạch.
1.2.1.3.Nguyên tố coban (Co) [16]
Coban (Co) thuộc phân nhóm phụ nhóm VIIIB, số thứ tự 27 trong bảng
tuần hoàn. Coban là nguyên tố ít phổ biến, trữ lượng trong vỏ Quả Đất là 0,001%
tổng số nguyên tố. Coban là kim loại có ánh kim, có màu trắng xám, cứng và

dòn. Những hợp kim coban có từ tính, bền nhiệt và bền hóa học.
Coban có vai trò sinh học rất lớn, vitamin B12 là phức chất của coban.
Ngoài ra coban còn là nguyên tố vi lượng trong thực vật.
Coban là kim loại có hoạt tính hóa học trung bình. Ở điều kiện thường
không có hơi ẩm, Co không tác dụng ngay với các nguyên tố không kim loại như
O2, S, Cl2 vì có màng oxit bảo vệ. Nhưng khi đun nóng phản ứng xảy ra mãnh
liệt, nhất là khi kim loại ở trạng thái chia nhỏ. Co bền với F 2 ở nhiệt độ cao, Co


9
tác dụng với S khi đun nhẹ tạo thành những hợp chất không hợp thức, Co tác
dụng với trực tiếp với CO tạo thành cacbonyl kim loại.
Co bền với dung dịch kiềm vì oxit của chúng không thể hiện tính lưỡng
tính. Đối với không khí và nước, coban tinh khiết bền. Phức của Co(II): ion Co2+
tạo nhiều phức bền, phức chất bát diện và có số phối trí 6.
Trong dung dịch nước, coban (II) [Co(NH3)6]2+ dễ tác dụng với oxi không khí tạo
thành coban (III) [Co(NH3)6]3+.
1.2.1.4.Nguyên tố cadimi (Cd) [16]
Cacdimi (Cd) là nguyên tố hóa học thuộc nhóm IIB, chu kỳ 5 trong bảng
tuần hoàn, số thứ tự 48, nguyên tử khối 112,41đ.vC.
Cadimi là kim loại màu trắng bạc, nhưng trong không khí ẩm chúng dần bị
bao phủ bởi lớp màng oxit nên mất ánh kim.
Ở nhiệt độ thường Cd bị không khí oxi hóa tạo thành lớp bền, mỏng bao
phủ bề ngoài kim loại, Cd tác dụng được với các phi kim như halogen, P, S… Cd
dễ dàng tác dụng với axit không phải là chất oxi hóa, giải phóng khí hidro.
Đa số các muối của cadimi đều không màu, các muối sunfat và nitrat của
Cd đều tan chỉ có muối sunfua, cacbonat của chúng ít tan trong nước. Ngoài ra
Cd (II) còn tạo phức mạnh với rất nhiều thuốc thử hữu cơ cũng như vô cơ và có
màu đặc trưng như phức đithizon tạo ra cadimi-đithizonnat có màu tím, với
EDTA, Cd2+ tạo phức bền với

. Các phức của Cd2+ với halogenua,

SCN-, CN-, NH3…đều là các phức tan.
1.2.1.5.Nguyên tố canxi (Ca) [16]
Canxi là nguyên tố thuộc nhóm IIA, chu kì 4 bảng tuần hoàn các nguyên
tố hoá học, số thứ tự 20, nguyên tử khối 40,08 đ.vC. Là kim loại kiềm thổ, màu


10
trắng bạc. Rất hoạt động hoá học: ở nhiệt độ thường, dễ bị oxi hoá trong không
khí, tác dụng với tất cả các nguyên tố phi kim, tác dụng mạnh với nước.
Ca được dùng làm chất khử để điều chế nhiều kim loại urani, thori,
vanađi, crom, kẽm, berili và một số kim loại khác từ hợp chất của chúng, khử oxi
trong thép.... Hợp chất của Ca được dùng trong xây dựng (vôi, xi măng), một số
chế phẩm được dùng trong y học.
Theo lượng phân bố trong vỏ Trái Đất, Ca chiếm vị trí thứ năm trong tổng
số các nguyên tố. Các khoáng vật chính: thạch cao, fluorit,… Điều chế bằng cách
điện phân canxi clorua nóng chảy, dùng nhôm khử canxi oxit ở nhiệt độ cao và
trong chân không cao.
1.2.1.6.Nguyên tố kẽm (Zn) [17]
Kẽm có ký hiệu hóa học là Zn, là nguyên tố thuộc chu kỳ 4, thuộc nhóm
IIB, số thứ tự 30 trong bảng tuần hoàn, khối lượng nguyên tử 65,37 đv.C.
Kẽm là kim loại có màu trắng xanh nhạt ở nhiệt độ thường, nhưng khi đun
nóng đến 100-150

nó trở nên mềm dẻo, dễ dát mỏng, dễ kéo dài. Trong không

khí ẩm nó bị phủ lớp màng oxit và mất màu ánh kim.
Kẽm là kim loại tương đối hoạt động, song ở nhiệt độ thường kẽm bền với

nước và có màng oxit bảo vệ. Khi tác dụng với HCl và H 2SO4 loãng sẽ giải
phóng khí H2 và tạo thành muối tương ứng.
1.2.2. Vai trò sinh học của Cu, Pb, Co, Cd, Ca, Zn
1.2.2.1.Vai trò sinh học của Cu
Đồng là một thành phần thiết yếu của cơ thể do thức ăn đưa vào hằng ngày
từ 0,033 – 0,05 mg/kg thể trọng. Với liều lượng này người ta không thấy có tích
lũy đồng trong cơ thể người bình thường.


11
Đồng có nhiều vai trò sinh lý, nó tham gia vào quá trình tạo hồng cầu và là
thành phần của nhiều enzym. Đồng thời tham gia tạo sắc tố hô hấp hemoglobin.
Các nghiên cứu khoa học cho thấy khi nồng độ Cu cao hơn mức cho phép, một
số người có dấu hiệu mắc bệnh do đồng lắng đọng trong gan, thận, não. Ngược
lại, khi nồng độ quá thấp, cơ thể phát triển không bình thường đặc biệt với trẻ
em. Đồng không gây độc do tích lũy, nhưng nếu ăn phải một lượng lớn muối
đồng thì bị ngộ độc cấp tính… Theo WHO-2008, hàm lượng đồng tối đa trong
nước là 2mg/l còn đối với Việt Nam là 0,1mg/l.
1.2.2.2.Vai trò sinh học của Pb
Chì thâm nhập qua đường tiêu hóa do ăn uống những rau, quả, thực phẩm,
nguồn nước bị nhiễm chì, qua đường hô hấp…Chì là một thành phần không cần
thiết trong khẩu phần ăn. Trung bình liều lượng chì do thức ăn, thức uống cung
cấp cho khẩu phần ăn hàng ngày là 0,0033 – 0,005 mg/kg thể trọng.
Liều lượng tối đa chì có thể chấp nhận hàng ngày cho người do thức ăn
cung cấp, được tạm thời quy định là 0,005mg/kg thể trọng. Chỉ cần mỗi ngày cơ
thể hấp thụ từ 1mg trở lên, sau một vài năm sẽ có những triệu chứng như: hơi thở
thối, sưng lợi và viền đen ở lợi, da vàng, đau bụng dữ dội, táo bón, đau xương
khớp, bại liệt chi trên, mạch yếu, nước tiểu ít, trong nước tiểu có chứa poephyrin,
phụ nữ dễ sẩy thai…
1.2.2.3.Vai trò sinh học của Co [29]

Coban có chức năng là kích thích sự tạo máu ở tủy xương. Nếu thiếu
coban sẽ dẫn tới thiếu vitamin B12 và dẫn đến thiếu máu ác tính, chán ăn, suy
nhược cơ thể.
1.2.2.4.Vai trò sinh học của Cd
Cadimi là một nguyên tố rất độc. Cadimi thường tìm thấy trong các
khoáng vật có chứa kẽm, còn trong khí quyển và nước Cd xâm nhập qua nguồn


12
tự nhiên (như bụi núi lửa, bụi đại dương…) và nguồn nhân tạo như công nghiệp
luyện kim, lọc dầu.
Cadimi xâm nhập vào cơ thể con người thông qua chủ yếu là thức ăn thực
vật, bằng nước có chứa nhiều Cd. Hít hơi bụi Cd thường xuyên có thể làm hại
phổi, trong phổi Cd sẽ thấm vào máu và được phân bố đi khắp nơi. Phần lớn Cd
xâm nhập vào cơ thể người được giữ lại ở thận và được đào thải, còn một phần ít
(khoảng 1%) được giữ trong thận, do Cd liên kết với protein tạo thành
metallotionein có ở thận [10]. Khi lượng Cd được tích trữ lớn, nó có thể thế Zn 2+
trong các enzym quan trọng và gây rối loạn tiêu hóa và các chứng bệnh rối loạn
chức năng thận, thiếu máu, tăng huyết áp, phá hủy tủy sống, gây ung thư.
1.2.2.5.Vai trò sinh học của Ca [27]
Canxi vẫn là một khoáng chất quan trọng cho cơ thể. Nếu không có đủ
canxi, xương sẽ trở nên yếu đi. Thiếu canxi cũng gây ra cao huyết áp, béo phì,
cholesterol cao và bệnh còi xương.
Canxi trong máu, trong tổ chức phần mềm tuy chỉ chiếm 1% trọng lượng
cơ thể nhưng vô cùng quan trọng đối với hệ miễn dịch, hệ thần kinh…
Tuy nhiên, việc tiêu thụ hàm lượng canxi vượt quá mức cho phép có thể
gây kích thích niêm mạc dạ dày, có thể dẫn tới táo bón và đau dạ dày nói chung.
Ngoài ra bị sỏi thận cũng là một trong những bệnh liên quan đến việc dư thừa
canxi trong cơ thể.
1.2.2.6.Vai trò sinh học của Zn [4]

Kẽm là yếu tố vi lượng cần thiết cho mọi hình thái của sự sống. Kẽm có
chức năng xúc tác, kích thích hoạt động của khoảng 100 enzym, các enzym này
tham gia vào các quá trình chủ yếu sau: sinh trưởng, hô hấp, thị giác, sử dụng
glucid, bảo vệ hệ miễn dịch và sinh sản.


13
Kẽm còn đóng vai trò làm giảm độc tính của các kim loại độc như: nhôm,
asen, cadimi… và góp phần vào quá trình giảm lão hóa. Vì vậy kẽm còn được
mệnh danh là “ngọn lửa sinh mạng”.
Kẽm là một trong những nguyên tố vi lượng cần thiết cho thực vật, động
vật và con người. Hàm lượng kẽm được giới hạn trong thức ăn từ 5-10ppm
không gây ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng.
Mặt dù kẽm là vi chất cần thiết cho cơ thể, tuy nhiên nếu hàm lượng kẽm
vượt quá mức cần thiết sẽ có hại. Kẽm có khả năng gây ung thư đột biến, gây
ngộ độc hệ thần kinh, sự nhạy cảm, sự sinh sản, gây độc đến hệ miễn nhiễm…
Hấp thụ quá nhiều kẽm làm ngăn chặn sự hấp thụ đồng và sắt. Còn sự thiếu hụt
kẽm sẽ gây ra các triệu chứng như bệnh liệt dương, teo tinh hoàn, mù màu, viêm
da, bệnh về gan.
1.3. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH KIM LOẠI [12]
Để xác định hàm lượng Cu, Pb, Cd, Co, Ca, Zn trong mẫu nấm, trước hết
phải tiến hành xử lý mẫu nhằm chuyển các nguyên tố cần xác định có trong mẫu
từ trạng thái ban đầu (dạng rắn) về dạng dung dịch. Hiện nay có nhiều kỹ thuật
xử lý mẫu phân tích bằng axit như: kỹ thuật xử lý mẫu ướt, xử lý mẫu khô hay
khô ướt kết hợp.
1.3.1. Phương pháp xử lý mẫu ướt (bằng axit đặc oxi hóa mạnh)
Nguyên tắc: Dùng axit mạnh và đặc nóng hay axit có tính oxy hoá mạnh
hoặc hỗn hợp 2 axit (HNO3 + H2SO4), hay 3 axit (HNO3 + H2SO4 + HClO4), hoặc
là 1 axit đặc và một chất oxy hoá mạnh (H 2SO4 + KMnO4), v.v. để phân huỷ mẫu
trong điều kiện đun nóng trong bình Kendan, trong ống nghiệm, trong cốc hay

trong lò vi sóng. Lượng axit cần dùng để phân huỷ mẫu thường gấp 10 - 15 lần
lượng mẫu, tuỳ thuộc mỗi loại mẫu và cấu trúc vật lý hoá học của nó.


14
Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp: Hầu như không bị mất các
chất phân tích, nhất là trong lò vi sóng, thời gian phân huỷ mẫu rất dài. Trong
điều kiện thường, tốn nhiều axit đặc tinh khiết cao, nhất là trong các hệ hở, dễ bị
nhiễm bẩn khi xử lý trong hệ hở, do môi trường hay axit dùng, phải đuổi axit dư
lâu nên dễ bị nhiễm bẩn, bụi vào mẫu, v.v.
1.3.2. Phương pháp xử lý mẫu khô (vô cơ hóa khô)
Nguyên tắc: Kỹ thuật xử lý khô là kỹ thuật nung để xử lý mẫu trong lò
nung ở một nhiệt độ thích hợp (450-750oC). Sau khi nung, mẫu bã còn lại được
hoà tan (xử lý tiếp) bằng dung dịch muối hay dung dịch axit phù hợp để chuyển
các chất cần phân tích trong tro mẫu vào dạng dung dịch, để sau đó xác định nó
theo một phương pháp đã chọn. Khi nung các chất hữu cơ của mẫu sẽ bị đốt
cháy thành CO2 và nước.
Ưu nhược điểm của phương pháp: Thao tác và cách làm đơn giản, không
phải dùng nhiều axit đặc tinh khiết cao đắt tiền, xử lý được triệt để, nhất là các
mẫu nền hữu cơ, đốt cháy hết các chất hữu cơ, vì thế làm dung dịch mẫu thu
được sạch, nhưng có nhược điểm là có thể mất một số chất dễ bay hơi, ví dụ như
Cd, Pb, Zn, Sn, Sb, v.v. nếu không có chất phụ gia và chất bảo vệ.
1.3.3. Phương pháp xử lý mẫu khô ướt kết hợp
Nguyên tắc: Mẫu được phân huỷ trong chén hay cốc nung. Trước tiên
người ta thực hiện xử lý ướt sơ bộ bằng một lượng nhỏ axit và chất phụ gia, để
phá vỡ sơ bộ cấu trúc ban đầu của các hợp chất mẫu và tạo điều kiện giữ một số
nguyên tố có thể bay hơi khi nung. Sau đó mẫu nung ở nhiệt độ thích hợp. Vì thế
lượng axit dùng để xử lý thường chỉ bằng 1/4 hay 1/5 lượng cần dùng cho xử lý
ướt. Sau đó nung sẽ nhanh hơn và quá trình xử lý sẽ triệt để hơn xử lý ướt, đồng
thời lại hạn chế được sự mất của một số kim loại khi nung. Do đó đã tận dụng

được ưu điểm của cả hai kỹ thuật xử lý ướt và xử lý khô, nhất là giảm bớt được


15
các hoá chất khi xử lý ướt, sau đó hoà tan tro mẫu sẽ thu được dung dịch mẫu
trong, vì không còn chất hữu cơ và sạch hơn tro hoá ướt bình thường.
Ưu nhược điểm của phương pháp: Hạn chế được sự mất của một số chất
phân tích dễ bay hơi, sự tro hoá triệt để, sau khi hoà tan tro còn lại có dung dịch
mẫu trong, không phải dùng nhiều axit tinh khiết cao tốn kém, thời gian xử lý
nhanh hơn tro hoá ướt, không phải đuổi axit dư lâu, nên hạn chế được sự nhiễm
bẩn, phù hợp cho nhiều loại mẫu khác nhau để xác định kim loại, v.v.
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KIM LOẠI
Để xác định Cu, Pb, Co, Cd, Ca, Zn, có không ít những phương pháp phân tích:
Phương pháp hóa học: Nhóm các phương pháp này dùng để xác định hàm
lượng lớn (đa dạng) của các chất, thông thường lớn hơn 0,05%, tức là nồng độ
miligam. Các thiết bị và dụng cụ của phương pháp này đơn giản, không đắt tiền.
Gồm các phương pháp: phương pháp phân tích khối lượng, phương pháp phân
tích thể tích, phương pháp oxi hóa-khử, phương pháp complexon. [12, 22]
Phương pháp phân tích công cụ: gồm điện hóa, phổ phân tử UV-VIS, sắc
ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), phổ phát xạ nguyên tử, phổ hấp thụ nguyên tử
ngọn lửa (F-AAS) và không ngọn lửa (GF-AAS)…đây là các phương pháp để
xác định các kim loại ở hàm lượng vết, có độ chọn lọc, độ nhạy và độ chính xác
cao, cho kết quả tốt. Nhưng trong điều kiện luận văn này chúng tôi chỉ đi sâu
nghiên cứu xác định 6 kim loại trên bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử AAS.
1.4.1. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [13, 17]
Phương pháp phân tích dựa trên cơ sở đo phổ hấp thụ nguyên tử của một
nguyên tố được gọi là phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (phép đo AAS).
1.4.1.1.Cơ sở lý thuyết của phương pháp

16
Nguyên tắc: Đo sự hấp thụ năng lượng (bức xạ đơn sắc) của nguyên tử tự
do ở trong trạng thái hơi (khí) khi chiếu chùm tia bức xạ qua đám hơi của
nguyên tố đó trong môi trường hấp thụ.
Do đó, muốn thực hiện phép đo AAS cần phải có các quá trình sau:
1. Chọn các điều kiện và một loại trang bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích
từ trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử
tự do. Đó chính là quá trình hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu.
2. Chiếu chùm tia bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi
nguyên tử tự do vừa được tạo ra ở trên. Các nguyên tử của nguyên tố cần xác
định trong đám hơi sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ
của nó.
3. Tiếp đó, nhờ một hệ thống máy quang phổ người ta thu toàn bộ chùm
sáng, phân ly và chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyên tố cần phân tích để đo
cường độ của nó. Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ . Trong một giới hạn
nồng độ xác định, tín hiệu này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ của nguyên tố
cần xác định trong mẫu theo phương trình:
Aλ=K.Cb
Trong đó: Aλ: cường độ hấp thụ
K: hằng số thực nghiệm
C: nồng độ nguyên tố trong mẫu
b: hằng số bản chất, phụ thuộc vào nồng độ (0Phương trình trên là cơ sở định lượng cho phép đo AAS tùy thuộc vào kỹ
thuật nguyên tử hóa mẫu mà người ta phân biệt phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa
(F-AAS) cho độ nhạy cỡ 0,1 ppm. Phổ hấp thụ không ngọn lửa (GF-AAS) có độ
nhạy cao hơn kỹ thuật ngọn lửa 50-1000 lần, cỡ 0,1 – 1 ppb).
•

Phép đo phổ F-AAS

Kỹ thuật F-AAS dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để hóa hơi
và nguyên tử hóa mẫu phân tích. Do đó mọi quá trình xảy ra trong quá trình


17
nguyên tử hóa mẫu phụ thuộc vào đặc trưng và tính chất của ngọn lửa đèn khí
nhưng chủ yếu là nhiệt độ ngọn lửa. Đây là yếu tố quyết định hiệu suất nguyên
tử hóa mẫu phân tích, mọi yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ ngọn lửa đèn khí đều
ảnh hưởng đến kết quả của phép phân tích.
•

Phép đo phổ GF-AAS

Kỹ thuật GF-AAS ra đời sau kỹ thuật F-AAS nhưng đã được phát triển rất
nhanh, nó đã nâng cao độ nhạy của phép phân tích lên gấp hàng trăm lần so với
kỹ thuật F-AAS. Mẫu phân tích bằng kỹ thuật này không cần làm giàu sơ bộ và
lượng mẫu phân tích tiêu tốn ít.
Kỹ thuật GF-AAS là quá trình nguyên tử hóa tức khắc trong thời gian rất
ngắn nhờ năng lượng nhiệt của dòng điện có công suất lớn và trong môi trường
khí trơ (Argon). Quá trình nguyên tử hóa xảy ra theo các giai đoạn kế tiếp nhau:
sấy khô, tro hóa luyện mẫu, nguyên tử hóa để đo phổ hấp thụ nguyên tử và cuối
cùng là làm sạch cuvet. Nhiệt độ trong cuvet graphit là yếu tố quyết định mọi
diễn biến của quá trình nguyên tử hóa mẫu.
1.4.1.2.Trang bị của phép đo
Dựa vào nguyên tắc của phép đo, ta có thể mô tả hệ thống trang bị của
thiết bị đo phổ AAS theo sơ đồ như sau:

Phần 1. Nguồn phát chùm tia bức xạ cộng hưởng của nguyên tố cần phân
tích. Đó có thể là đèn catốt rỗng (Hollow Cathode Lamp-HCL), hay đèn phóng
điện không điện cực (Electrodeless Discharge Lamp-EDL), hoặc nguồn phát bức

xạ liên tục đã được biến điệu.