Nghiên cứu kiểm nghiệm một số sản phẩm dùng trong ngành y tế có chứa nano bạc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦

PHẠM THỊ HÀ

NGHIÊN CỨU KIỂM NGHIỆM
MỘT SỐ SẢN PHẨM DÙNG TRONG
NGÀNH Y TẾ CÓ CHỨA NANO BẠC

LUẬN VĂN THẠC SỸ DƯỢC HỌC

HÀ NỘI, NĂM 2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦

PHẠM THỊ HÀ

NGHIÊN CỨU KIỂM NGHIỆM
MỘT SỐ SẢN PHẨM DÙNG TRONG
NGÀNH Y TẾ CÓ CHỨA NANO BẠC

LUẬN VĂN THẠC SỸ DƯỢC HỌC

CHUYÊN NGÀNH: KIỂM NGHIỆM THUỐC – ĐỘC CHẤT
MÃ SỐ: 60 73 15

Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS Thái Nguyễn Hùng Thu

HÀ NỘI, NĂM 2011

LỜI CẢM ƠN


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Thái Nguyễn Hùng
Thu, người thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt quá trình
học tập, nghiên cứu thực hiện và hoàn thành đề tài.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn thầy TS. Trần Việt Hùng – Phó
Viện Trưởng Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung Ương đã hỗ trợ và đóng góp
những ý kiến quý báu để tôi thực hiện đề tài.
Xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, cảm ơn các thầy
cô Phòng Đào tạo sau đại học, Bộ môn Hoá Phân tích cùng các Bộ môn
khác của trường Đại học Dược Hà nội đã tạo điều kiện tốt cho tôi trong
thời gian học tập tại trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc Viện Kiểm Nghiệm thuốc
trung ương, Khoa Kiểm nghiệm Nguyên liệu nơi tôi đang công tác đã luôn
quan tâm và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành nhiệm vụ học
tập, nghiên cứu trong thời gian vừa qua.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè, gia đình, bố mẹ,
chồng và con tôi đã luôn động viên, chia sẻ, khích lệ, giúp đỡ và là chỗ dựa

tinh thần quan trọng để tôi có thể có kết quả như ngày hôm nay.

Phạm Thị Hà
Học viên cao học khóa 14,
chuyên ngành Kiểm nghiệm thuốc - Độc chất


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
§Æt vÊn ®Ò ............................................................................................. - 1 Chương I. TỔNG QUAN ........................................................................... - 2 1.1. TỔNG QUAN VỀ BẠC ................................................................... - 2 1.1.1.Tính chất ....................................................................................... - 2 1.1.2. Tác dụng diệt khuẩn .................................................................... - 2 1.1.3. Cơ chế kháng khuẩn .................................................................... - 5 1.1.4. Ứng dụng nano bạc trong các lĩnh vực ....................................... - 5 1.1.5. Một số phương pháp điều chế nano bạc...................................... - 7 1.1.6. Phương pháp kiểm nghiệm bạc ................................................... - 7 1.1.7. Các chỉ tiêu chất lượng trong sản phẩm dung dịch diệt khuẩn nano
bạc và gel rửa tay nano bạc ................................................................... - 9 1.2. TỔNG QUAN VỀ QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ ...... - 9 1.2.1. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử ........................................... - 9 1.2.2. Cường độ của vạch phổ hấp thụ ............................................... - 10 1.2.3. Nguyên tắc và trang bị của của phép đo AAS .......................... - 11 1.2.4. Phương pháp AAS với kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa 13 1.2.5. Đối tượng và phạm vi ứng dụng của phép đo AAS .................. - 14 1.2.6. Quá trình phản ứng của bạc trong ngọn lửa đèn khí ................. - 14 1.3. TỔNG QUAN VỀ ETHANOL ....................................................... - 15 1.3.1. Một số tính chất cơ bản của ethanol.......................................... - 15 -


1.3.2. Một số phương pháp dùng để định tính và định lượng ethanol - 16 1.4. TỔNG QUAN VỀ SẮC KÝ KHÍ ................................................. - 19 1.4.1. Khái niệm chung ....................................................................... - 19 1.4.2. Cột mao quản trong sắc ký khí .................................................. - 20 1.4.3. Detectơ trong sắc ký khí............................................................ - 22 1.4.4. Lấy mẫu không gian hơi............................................................ - 23 1.5. TỔNG QUAN VỀ KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ QUÉT ............... - 24 1.5.1. Khái niệm .................................................................................. - 24 1.5.2. Cấu tạo ....................................................................................... - 25 1.5.3. Nguyên lý hoạt động và sự tạo ảnh trong SEM ........................ - 25 1.5.4. Ưu điểm ..................................................................................... - 26 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........ - 27 2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU .................. - 27 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................ - 27 2.1.2. Phương tiện nghiên cứu............................................................. - 27 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................ - 28 2.2.1. Lựa chọn điều kiện phân tích AAS ........................................... - 28 2.2.2. Lựa chọn điều kiện xác định kích thước hạt ............................. - 28 2.2.3. Lựa chọn điều kiện sắc ký khí................................................... - 29 2.2.4. Đánh giá phương pháp .............................................................. - 29 2.2.5. Xử lý số liệu ................................................................................ - 30 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................................... - 32 3.1. ĐỊNH LƯỢNG BẠC ..................................................................... - 32 3.1.1. Lựa chọn điều kiện đo hấp thụ nguyên tử ................................. - 32 3.1.2. Qui trình thử .............................................................................. - 33 3.1.3. Đánh giá phương pháp .............................................................. - 35 3.1.4. Áp dụng phương pháp để định lượng bạc trong một số mẫu.... - 42 -


3.2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CÁC TIỂU PHÂN BẠC NANO .. - 42 3.2.1. Chuẩn bị mẫu ............................................................................ - 42 3.2.2. Tiến hành đo .............................................................................. - 43 3.2.3. Đánh giá các tiểu phân .............................................................. - 43 3.2.4. Kết quả đo ................................................................................. - 43 3.3. ĐỊNH LƯỢNG ETHANOL TRONG GEL RỬA TAY NANO BẠC
................................................................................................................. - 45 3.3.1. Lựa chọn điều kiện phân tích .................................................... - 45 3.3.2. Qui trình thử .............................................................................. - 46 3.3.3. Đánh giá phương pháp .............................................................. - 47 3.3.4. Áp dụng phương pháp để định lượng ethanol trong một số chế
phẩm .................................................................................................... - 54 Chương 4. BÀN LUẬN ............................................................................ - 55 4.1. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .................................................... - 55 4.1.1. Định lượng bạc .......................................................................... - 55 4.1.2. Định lượng ethanol .................................................................... - 55 4.1.3. Xác định kích thước tiểu phân nano bạc ................................... - 56 4.2. CHẤT LƯỢNG CỦA MỘT SỐ SẢN PHẨM NANO BẠC ...... - 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................. - 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................... - 60 PHỤ LỤC


NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT
ARN

: Acid ribonucleic

ADN

: Acid deoxyribonucleic

ppm

: Nồng độ phần triệu

ppb

: Nồng độ phần tỷ

µl

: Microlit

kV

: Kilovolt

mA

: Miliampe

RSD

: Độ lệch chuẩn tương đối (Relative standard deviation)

r

: Hệ số tương quan (Relative Coefficent)

SD

: Độ lệch chuẩn (standard deviation )

tR

: Thời gian lưu (Retention time)

F-AAS

: Phổ hấp thụ nguyên tử trong ngọn lửa (Flame Atomic
Absorption Spectrophotometry)

EDL

: Đèn phóng điện không điện cực (Electrodeless Discharge
Lamp)

GC

Sắc ký khí (Gas Chromatography)

HCL

: Đèn catốt rỗng (Hollow Cathode Lamp)

PLOT

: Porous layer open tubular column

SCOT

: Support coated open tubular column

SEM

: Kính hiển vi điện tử quét (scanning electron microscope )

TEM

: Kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission electron
microscopy)

WCOT

: Wall coated open tubular column


DANH MỤC CÁC BẢNG
STT

Ký hiệu

Nội dung

Trang

1

Bảng 1.1

Các chỉ tiêu chất lượng cơ bản

9

2

Bảng 1.2

Các thông số đặc trưng của cột nhồi và cột mao quản

21

3

Bảng 3.1

Kết quả độ hấp thụ của dung dịch bạc 2ppm với các

32

nồng độ acid nitric khác nhau
4

Bảng 3.2

Kết quả đánh giá độ thích hợp của hệ thống

35

5

Bảng 3.3

Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính

38

6

Bảng 3.4

Kết quả khảo sát độ lặp lại của phương pháp.

39

7

Bảng 3.5

Kết quả khảo sát độ đúng của phương pháp.

41

8

Bảng 3.6

Kết quả kiểm tra hàm lượng bạc có trong 3 mẫu

42

M1, M2 và M3.
9

Bảng 3.7

Kết quả đo SEM với các mẫu thử M1, M2 và M3

44

10

Bảng 3.8

Kết quả đánh giá độ thích hợp của hệ thống sắc ký.

48

11

Bảng 3.9

Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của

50

ethanol.
12

Bảng 3.10

Kết quả khảo sát độ lặp lại của phương pháp sắc ký.

52

13

Bảng 3.11

Kết quả khảo sát độ đúng của phương pháp sắc ký.

53

14

Bảng 3.12

Kết quả kiểm tra hàm lượng ethanol trong các mẫu

54

M2 và M3.


DANH MỤC CÁC HÌNH
STT

Ký hiệu

1

Hình 1.1

Nội dung
Sơ đồ cấu tạo chính của máy quang phổ hấp thụ

Trang
13

nguyên tử.
2

Hình 1.2

Sơ đồ các quá trình trong ngọn lửa.

15

3

Hình 1.3

Sơ đồ cấu tạo máy sắc ký khí

20

4

Hình 1.4

Cột nhồi và cột mao quản WCOT

21

5

Hình 1.5

Các giai đoạn chuẩn bị cho quá trình lấy mẫu

23

không gian hơi.
6

Hình 1.6

Sơ đồ khối kính hiển vi điện tử quét

24

7

Hình 1.7

Một số hình ảnh của phương pháp đo SEM

26

8

Hình 3.1

Độ hấp thụ của mẫu nền N1 theo thời gian

36

9

Hình 3.2

Độ hấp thụ của mẫu thử M1

37

10

Hình 3.3

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa cường độ hấp

38

thụ và nồng độ bạc.
11

Hình 3.4

Ảnh SEM của mẫu M1

44

12

Hình 3.5

Ảnh SEM của mẫu M2

44

13

Hình 3.6

Ảnh SEM của mẫu M3

45

14

Hình 3.7

Sắc ký đồ dung dịch chuẩn ethanol có nội chuẩn

47

n-propanol
15

Hình 3.8

Sắc ký đồ của mẫu nền N3

49

16

Hình 3.9

Sắc ký đồ của mẫu thử M2

49

17

Hình 3.10 Đường biểu diễn sự phụ thuộc nồng độ ethanol và

50

tỷ lệ diện tích giữa pic ethanol và pic n-propanol
18

Hình 3.11 Sắc ký đồ của các dung dịch thử (có nội chuẩn)

51


§Æt vÊn ®Ò

Trong những năm qua công nghệ nano đã phát triển mạnh và có nhiều
ứng dụng giá trị trong thực tiễn. Trong số đó có các sản phẩm dạng nano có
tác dụng kháng khuẩn được ứng dụng trong ngành y tế. Bản thân bạc đã từ lâu
được biết là một chất sát trùng tự nhiên mạnh nhất được tìm thấy trên trái đất.
Các vật liệu nano được sử dụng trong lĩnh vực khử trùng thì nano bạc là một
đại diện đặc biệt nhất.
Ở nước ta những năm gần đây hàng loạt các bệnh dịch nguy hiểm như
dịch tiêu chảy cấp, dịch chân tay miệng, dịch cúm gia cầm, dịch sốt phát ban,
dịch sốt xuất huyết….. bùng phát và rất khó kiểm soát. Các sản phẩm nano
bạc với hoạt lực diệt khuẩn mạnh, không độc hại cho người dùng sẽ góp phần
tích cực trong công tác phòng chống và khống chế dịch bệnh.
Trên thị trường trong nước ngày càng xuất hiện thêm các dạng thành
phẩm dùng trong ngành y tế có chứa nano bạc. Tuy nhiên, chưa có tài liệu nào
trong nước đưa ra phương pháp kiểm tra chất lượng một cách đầy đủ các sản
phẩm này, đặc biệt là phương pháp kiểm tra bạc nano (kích thước, định lượng
bạc…). Để góp phần vào việc đánh giá chất lượng các sản phẩm này, chúng
tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu kiểm nghiệm một số sản phẩm
dùng trong ngành y tế có chứa nano bạc” với các mục tiêu sau:
1. Xây dựng và thẩm định phương pháp xác định một số chỉ tiêu của
bạc nano và ethanol trong một số dung dịch diệt khuẩn và gel rửa
tay có chứa nano bạc.
2. Áp dụng các phương pháp xây dựng được để kiểm nghiệm các thành
phần nano bạc và ethanol trong một số sản phẩm dùng trong y tế.

-1-


Chương I
TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ BẠC

1.1.1.Tính chất
Bạc là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có số
nguyên tử bằng 47 và được ký hiệu là Ag. Ký hiệu của bạc là Ag có nguồn
gốc từ chữ Argentum trong tiếng Latinh.
Khối lượng nguyên tử: 107,8683 đvC
Bạc là kim loại mềm, dẻo, dễ uốn, có hóa trị một, có màu trắng bóng
ánh kim nếu bề mặt có độ đánh bóng cao. Bạc có độ dẫn điện tốt nhất trong
các kim loại, cao hơn cả đồng, nhưng do giá thành cao nên nó không được sử
dụng rộng rãi để làm dây dẫn điện như đồng.
Kim loại này ổn định trong không khí sạch và nước nhưng bị mờ xỉn đi
trong ozon, hydro sunfua hay không khí có chứa lưu huỳnh. Trạng thái ôxi
hóa ổn định nhất của bạc là +1 (chẳng hạn như bạc nitrat AgNO3); ít gặp hơn
là một số hợp chất trong đó nó có hóa trị +2 (chẳng hạn như bạc florid (II):
AgF2) và +3 (chẳng hạn như kali tetrafluoroargentat: K[AgF4]).
1.1.2. Tác dụng diệt khuẩn
Từ lâu loài người đã biết đến tác dụng sát khuẩn mạnh của bạc. Quân
La Mã, giới quý tộc Châu Âu xưa vẫn dùng bạc làm vật dụng đựng thức ăn
bởi tính năng diệt khuẩn cao lại không gây tác dụng phụ. Nhất là các loại vi
khuẩn gây bệnh đường ruột, tiêu chảy. Dân gian ta còn dùng bạc vừa làm đồ
trang sức vừa dùng để trị bệnh, tránh gió cho trẻ con cũng bởi ngụ ý bạc có
khả năng tiêu độc.
Trước penicillin, bạc là một phương tiện điều trị nhiều loại bệnh khác
nhau và ngay khi đó đã xuất hiện hàng loạt các công trình nghiên cứu có quan
-2-


điểm thống nhất rằng bạc có khả năng vô hiệu hoá tới 650 loài vi khuẩn gây
bệnh. Tuy nhiên ngay khi đó cũng đã xuất hiện vấn đề liên quan đến bệnh
argiria (bệnh xám da) nếu như sử dụng quá liều.
Ion bạc Ag+ có ưu thế hơn các loại kháng sinh tổng hợp ở chỗ khả

năng diệt trùng và kháng sinh có phổ rộng hơn, đặc biệt là với bạc các vi
trùng, vi khuẩn, virut và nhiều loại nấm không bị “nhờn thuốc” như ở các chất
kháng sinh.
Thuốc nhỏ mắt Argyrol (tức dung dịch bạc proteinat) hiện nay vẫn có
thể mua tại bất kỳ hiệu thuốc nào ở Việt Nam. Cho tới những năm 1940, trên
thị trường dược phẩm phương Tây còn có khoảng 50 loại thuốc chế từ bạc.
Từ khi phát minh ra các chất kháng sinh, thuốc từ bạc không thể cạnh
tranh nên dần bị đẩy ra khỏi thị trường, chỉ còn tồn tại như một dược phẩm
“cổ điển” của dòng y học truyền thống, không được tiếp tục nghiên cứu và
mở rộng khả năng sử dụng.
Tuy nhiên, bạc vẫn được những nhà khoa học và cơ quan y tế quan
tâm. Vào đầu những năm 1970, nhóm các nhà khoa học Trường Đại học
Syracus, New York nghiên cứu vải phủ một lớp bạc cực mỏng để chữa bỏng
và các bệnh nhiễm trùng xương phức tạp. Thuốc mỡ bạc sulfadiazin được coi
là một trong các loại thuốc chữa bỏng tốt nhất ở Mỹ hiện nay. Các ống thông
đường tiểu, van tim được phủ bạc để tránh nhiễm trùng bên trong cơ thể. Để
chống ngộ độc thực phẩm, đồ nấu nướng của nhà bếp, khăn bàn, các chi tiết
của máy giặt, tủ lạnh cao cấp có tráng màng bạc cực mịn. Vải tráng bạc diệt
vi khuẩn nên khử được mùi hôi của cơ thể.
Khi dùng đồ dùng bằng bạc để diệt trùng cho nước hoặc sữa chẳng hạn,
tác nhân có hiệu quả là những nguyên tử bạc hoà tan, nồng độ thường chỉ là
vài phần tỷ (ppb) hoặc phần triệu (ppm) của 1 gam. Sự hoà tan tự nhiên của
bạc phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc. Để giải quyết việc tăng diện tích tiếp
-3-


xúc của bạc từ khoảng 1 thế kỷ trước người ta đã tạo ra bạc keo và gần đây là
bạc nano.
Các hạt nano siêu nhỏ thể hiện các tính chất khác biệt hoặc nổi bật hơn
so với nguyên liệu dạng macro. Các hạt nano siêu nhỏ làm cho các hạt có diện

tích bề mặt lớn cân đối với khối lượng của chúng. Trường hợp bạc ở dạng hạt
nano, cho phép chúng tương tác dễ dàng với các hạt khác và tăng hiệu quả
kháng khuẩn. Hiệu quả này lớn tới mức 1 gam hạt nano bạc có thể tạo tính
chất kháng khuẩn tới hàng trăm mét vuông chất nền.
Bản thân bạc kim loại dạng khối không kháng khuẩn, nhưng khi chịu
một tác động hoá học như sự oxy hóa nó sẽ tạo ra ion bạc có hoạt tính kháng
khuẩn. Phản ứng hoá học này diễn ra trên bề mặt khối bạc khi tiếp xúc với độ
ẩm hoặc mồ hôi nguời, nhưng với tốc độ diễn ra rất chậm [15], [16]. Vì vậy
để có được tốc độ oxy hoá lớn đòi hỏi bạc phải có kích thước nano với diện
tích bề mặt lớn. 1g bạc khối hình cầu có diện tích là 1,06cm2 trong khi đó 1g
nano bạc kích thước 10nm có diện tích bề mặt là 600000 cm2. Với diện tích
bề mặt lớn như vậy phản ứng oxy hóa của các hạt nano bạc diễn ra dễ dàng
cho phép liên tục giải phóng ra các ion bạc.
Nhiều tài liệu cho thấy bạc nano có hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm,
kháng virus:
- Bạc nano với kích thước tiểu phân rất nhỏ nên làm tăng diện tích tiếp
xúc với môi truờng bên ngoài. Do đó bạc nano cho hiệu quả diệt khuẩn cao
chỉ với một lượng nhỏ [26].
- Nghiên cứu so sánh hoạt tính kháng khuẩn của nano bạc, nano platin
và nano vàng trên chủng Staphylococcus aureus (S. aureus) và Escherichia
coli (E.coli), kết quả cho thấy chỉ có nano bạc cho hoạt tính kháng khuẩn với
2 chủng này, trong khi platin và vàng dạng nano không có hiệu quả [18].

-4-


- Nghiên cứu so sánh hiệu quả kháng khuẩn của bạc nano với đồng
nano cho thấy bạc nano cho hiệu quả kháng khuẩn cao hơn [17].
- Một nghiên cứu cho thấy bone cement (một loại vật liệu tạo hình mô
xương dùng trong phẫu thuật tạo hình, được ưa chuộng và dùng rất nhiều ở

Mỹ, Việt nam bắt dầu sử dụng vào 2003 ở bệnh viện Chợ Rẫy) có kết hợp
bạc nano có độ kháng khuẩn cao, kháng cả những chủng Staphylococcus
epidermidis (MRSE), Staphylococcus aureus (MRSA) kháng methicillin (in
vitro), trong khi đó cement có chứa gentamicin cũng không kháng được 2
chủng này và cement không chứa kháng sinh thì hoàn toàn không có khả năng
diệt bất kỳ chủng nào. Cũng trong nghiên cứu này cho thấy độ an toàn của
nhóm bone cement có chứa bạc nano tương đương với nhóm chứng [25].
1.1.3. Cơ chế kháng khuẩn
Hầu hết các tài liệu đều cho rằng cơ chế diệt khuẩn của bạc nano vẫn
chưa được biết chính xác. Một số tài liệu có đề cập đến các cơ chế sau:
- Bạc nano hoạt động bằng cách khi vi khuẩn hay nấm tiêu hóa các tiểu
phân bạc nano, bạc nano ức chế quá trình tổng hợp và dịch mã acid nucleic
(ARN, ADN), ức chế sự sinh sản phát triển của vi khuẩn. Ngoài ra, bạc nano
còn tác động tĩnh điện học lên màng tế bào, ảnh hưởng đến quá trình vận
chuyển các chất ra và vào trong tế bào, ngăn cản quá trình hô hấp cũng như
nhiều quá trình chuyển hóa khác của tế bào [19]. Như vậy, khả năng của vi
khuẩn chống lại tác động của bạc là cực kỳ hiếm bởi vì vi sinh vật phải có
nhiều đột biến đồng thời đối với mỗi chức năng của tế bào. Sự đột biến đồng
thời này xảy ra rất hạn hữu với tần suất 1/100000 [15].
1.1.4. Ứng dụng nano bạc trong các lĩnh vực
1.1.4.1.Trong lĩnh vực y học
- Phối hợp trong các miếng băng để băng vết thương, thuốc mỡ dùng
trong bỏng, nhiễm trùng vết thương, cấy ghép da, trị loét do tiểu đường và
-5-


viêm xương khớp, hoại tử thượng bì nhiễm độc.
- Phối hợp trong các vật liệu tạo hình mô xương trong phẫu thuật chỉnh
hình (bone cement).
- Tạo lớp màng sinh học phủ bên ngoài catheter hoặc các ống nội soi,

ống thông tiểu.
- Phối hợp trong các mô mềm, dây chằng cấy ghép vào cơ thể
- Phối hợp trong đồng phục của nhân viên y tế, dung dịch diệt khuẩn,
gel rửa tay, xà phòng rửa tay của nhân viên y tế, khẩu trang dùng trong phẫu
thuật.
1.1.4.2. Trong mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc thân thể khác
- Xà phòng, dầu gội
- Khẩu trang, kem trắng da, băng vệ sinh phụ nữ
- Bàn chải đánh răng, máy sấy tóc, máy ép tóc, lược chải tóc, dao cạo
râu điện tử, các sản phẩm chăm sóc tóc khác
- Dịch khử mùi cơ thể
- Dung dịch vệ sinh phụ nữ
- Núm vú giả cho trẻ em, bình sữa, đồ chơi và các vật dụng khác cho
trẻ em.
1.1.4.3. Trong các lĩnh vực khác
- Tủ lạnh, máy hút bụi, máy giặt, máy lọc không khí, máy điều hòa
nhiệt độ, máy sưởi
- Phối hợp trong đầu các vòi lọc nước, bình tưới nước…
- Bao bì đóng gói thực phẩm, các vật dụng tiếp xúc với thực phẩm, sợi
vải khử mùi, vật dụng làm bếp, các sản phẩm lau chùi…
- Sơn, các dịch phun cho các bề mặt giúp chống vi khuẩn, nấm mốc
phát triển, đặc biệt cần thiết cho các môi trường cần sự vô trùng.
- Công nghệ dệt may và các sản phẩm giày
-6-


- Các vật dụng điện tử và máy tính: chuột, bàn phím…
1.1.5. Một số phương pháp điều chế nano bạc [3]
Có nhiều phương pháp có thể được sử dụng để điều chế nano bạc:
- Phương pháp phun phủ vật lý (bốc hơi chân không, phủ plasma hồ quang)

- Phương pháp hoá học dung môi nước
- Phương pháp mixen đảo trong dung môi hữu cơ
- Phương pháp điện hoá…
1.1.6. Phương pháp kiểm nghiệm bạc
1.1.6.1. Định tính ion Ag+
- Tạo tủa trắng lổn nhổn với dung dịch acid hydrocloric, tủa này không
tan trong dung dịch acid nitric loãng nhưng tan trong dung dịch amoniac [8].
Ag+ +

Cl¯

→

AgCl + 2NH3 →

AgCl ↓ (trắng)
[Ag(NH3)2]Cl

- Tạo tủa màu nâu xám với một lượng dung dịch amoniac, tiếp tục thêm
dung dịch amoniac tủa sẽ tan. Sau đó thêm vài giọt formalin, đun nóng dung
dịch sẽ có tủa kim loại bám vào thành ống nghiệm (phản ứng tráng gương)
[1], [8].
HCHO + 4[Ag(NH3)2]OH → (NH4)2CO3 + 4Ag ↓ + 6NH3 + 2H2O
1.1.6.2. Định tính ion bạc nano
Sử dụng kính hiển vi điện tử quét, phổ hấp thụ plasmon, tia X [20] để
xác định khoảng kích thước của các tiểu phân bạc.
1.1.6.3. Phương pháp định lượng bạc [6]
- Dùng phương pháp chuẩn độ:
Phương pháp này chỉ áp dụng cho các trường hợp lượng bạc đủ lớn để
có thể phát hiện sự thay đổi về màu sắc hay điện thế.

-7-


+ Phương pháp Mohr: Cho muối bạc nitrat phản ứng với natri clorid, chỉ thị
là kali cromat, khi tới gần điểm tương đương một lượng dư Ag+ phản ứng với
CrO42- tạo ra kết tủa đỏ gạch Ag2CrO4.
Ag+ + Cl¯

→

AgCl ↓ (trắng)

2Ag+ + CrO42-

→

Ag2CrO4 (đỏ gạch)

+ Cho muối bạc phản ứng với natri clorid trong môi trường acid, điểm tương
đương được phát hiện bằng phương pháp đo thế.
+ Phương pháp Volhard: Cho muối bạc nitrat dư phản ứng với natri clorid
trong môi trường acid, định lượng muối bạc dư bằng dung dịch KSCN với chỉ
thị phèn sắt amon và thêm một lượng nhỏ nitrobenzen:
Ag+ +

Cl¯

Ag+ +

SCN¯ →

→

Fe3+ + SCN¯ →

AgCl↓
AgSCN↓
Fe(SCN)2+ ( màu đỏ)

+ Phương pháp Fajans: Cho muối bạc nitrat phản ứng với natri clorid, chỉ thị
fluorescein, gần điểm tương đương dung dịch từ màu vàng chuyển sang màu
hồng:

Ag+ +
HFlu

Cl¯

→

AgCl ↓

↔ H+ + Flu-

Trước điểm tương đương, lượng AgNO3 cho vào còn thiếu nên tủa tạo thành
hấp phụ Cl- dư trong dung dịch, vì vậy các hạt kết tủa mang điện tích âm. Sau
điểm tương đương, Ag+ dư nên được kết tủa hấp phụ. Vì vậy kết tủa mang
điện tích dương sẽ hấp phụ anion Flu- của chỉ thị, làm nó chuyển từ màu vàng
sang màu hồng. Sự chuyển màu này giúp ta phát hiện điểm kết thúc của chuẩn

độ.
+ Nhược điểm của các phương pháp hoá học định tính, định lượng bạc:
- Các phản định tính chỉ phát hiện được bạc ở dạng ion.
- Yêu cầu một lượng mẫu lớn.

-8-


- Độ chính xác và độ nhạy không cao khi phân tích mẫu chỉ chứa bạc ở
dạng vi lượng.
1.1.7. Các chỉ tiêu chất lượng trong sản phẩm dung dịch diệt khuẩn nano
bạc và gel rửa tay nano bạc [2]
Bảng 1.1. Các chỉ tiêu chất lượng cơ bản
Dung dịch diệt khuẩn nano bạc

Gel rửa tay nano bạc

1. Mô tả

1. Mô tả

2. pH

2. Khả năng kích ứng da

3. Định tính : bạc

2. Định tính: bạc, ethanol.

4. Xác định kích thước hạt nano bạc

3. Xác định kích thước hạt
nano bạc

5. Định lượng: Bạc

5. Định lượng : Bạc, ethanol.

1.2. TỔNG QUAN VỀ QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ
Quang

phổ

hấp

thụ

nguyên

tử

AAS

(Atomic

Absorption

Spectrophotometric) là một công cụ phân tích hoá lý đã và đang được phát
triển và ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học kỹ thuật, y dược, địa
chất, hoá học… là một trong các phương pháp tiêu chuẩn để phân tích lượng

vết các kim loại trong nhiều đối tượng mẫu khác nhau.
1.2.1. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử [5], [7]
Vật chất được cấu tạo bởi các nguyên tử và nguyên tử là phần tử cơ bản
nhỏ nhất còn giữ được tính chất của nguyên tố. Nguyên tử lại bao gồm hạt
nhân nguyên tử nằm ở giữa và chiếm một thể tích rất nhỏ và các điện tử
chuyển động xung quanh hạt nhân trong phần không gian lớn của nguyên tử.
Trong điều kiện bình thường nguyên tử không thu và cũng không phát năng
lượng dưới dạng các bức xạ. Lúc này nguyên tử tồn tại ở trạng thái cơ bản.

-9-


Khi nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu ta chiếu một chùm tia sáng có
những bước sóng xác định vào đám hơi nguyên tử đó, thì nguyên tử tự do đó
sẽ hấp thụ các bức xạ có bước sóng nhất định ứng đúng với những tia bức xạ
mà nó có thể phát ra trong quá trình phát xạ của nó. Lúc này nguyên tử đã
nhận năng lượng của các tia bức xạ chiếu vào và nó chuyển lên trạng thái kích
thích có năng lượng cao hơn trạng thái cơ bản. Quá trình đó được gọi là quá
trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ
nguyên tử của nguyên tố đó. Phổ sinh ra trong quá trình này được gọi là phổ
hấp thụ nguyên tử.
Quá trình hấp thụ chỉ xảy ra đối với các vạch phổ nhậy, các vạch phổ
đặc trưng và các vạch cuối cùng của các nguyên tố.
1.2.2. Cường độ của vạch phổ hấp thụ [5]
Trong một vùng nồng độ C nhỏ của chất phân tích, mối quan hệ giữa
cường độ vạch phổ hấp thụ và nồng độ N của nguyên tố đó trong đám hơi
tuân theo định luật Lambert Beer. Nghĩa là nếu chiếu một chùm sáng cường
độ ban đầu là Io qua đám hơi nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích nồng độ
N và bề dày l (cm) thì:
I = Io.e-(k.N.l)

(1.1)

trong đó k là hệ số hấp thụ nguyên tử của vạch phổ tần số ν, k là đặc
trưng riêng cho từng vạch phổ hấp thụ của mỗi nguyên tố.
Gọi D là cường độ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử thì:
D = log(Io/I) = 2,303 k.N.l

(1.2.)

Ở đây D chính là độ hấp thụ hay độ tắt nguyên tử của chùm tia sáng
cường độ Io sau khi qua môi trường hấp thụ. D phụ thuộc vào nồng độ nguyên
tử N trong môi trường hấp thụ và phụ thuộc cả bề dày l của lớp hấp thụ (bề
dày chùm tia sáng đi qua). Trong máy đo phổ hấp thụ nguyên tử, chiều dài

- 10 -


đèn nguyên tử hoá hay cuvet graphit là không đổi, tức l không đổi nên D chỉ
còn phụ thuộc N:
D = K.N

(1.3.)

Trong đó K là hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào các yếu tố: Hệ số hấp
thụ nguyên tử k của vạch phổ hấp thụ, nhiệt độ của môi trường hấp thụ và bề
dày của môi trường hấp thụ l.
Trong một giới hạn nhất định của nồng độ C, mối quan hệ giữa N và C
được biểu thị theo công thức:
N = Ka. Cb

(1.4)

trong đó Ka là hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các điều kiện
hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu; b là hằng số bản chất, phụ thuộc vào từng
vạch phổ của từng nguyên tố, b có giá trị bằng và nhỏ hơn 1 tức 0 Từ (1.3.) và (1.4) ta có:

D = a.Cb

(1.5)

Trong đó a = K.Ka và là hằng số thực nghiệm, phụ thuộc vào tất cả các
điều kiện thực nghiệm để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu. Vì vậy trong một
phép đo định lượng xác định một nguyên tố phải giữ các điều kiện hoá hơi,
nguyên tử hoá mẫu ổn định và không đổi.
1.2.3. Nguyên tắc và trang bị của của phép đo AAS [7]
1.2.3.1. Nguyên tắc
Khi nguyên tử ở trạng thái hơi có thể hấp thụ các bức xạ có bước sóng
xác định. Phổ hấp thụ của các nguyên tử là phổ vạch. Vì vậy muốn thực hiện
được phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) cần phải có các quá trình
sau:
- Chọn các điều kiện và trang thiết bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích
từ trạng thái ban đầu thành trạng thái hơi của nguyên tử tự do. Đó là quá trình
hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu.

- 11 -


- Chiếu chùm tia sáng thích hợp (với nguyên tố cần phân tích và còn

được gọi là bức xạ cộng hưởng) qua đám hơi nguyên tử vừa tạo ra ở trên. Các
nguyên tử của nguyên tố cần phân tích trong đám hơi sẽ hấp thụ một phần bức
xạ và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử. Phần hấp thụ phụ thuộc vào nồng độ của
nguyên tử đó trong môi trường hấp thụ.
- Nhờ các bộ phận của máy quang phổ mà người ta thu, phân ly và
chọn vạch phổ của nguyên tố cần nghiên cứu và đo cường độ của nó.
1.2.3.2. Cấu tạo của thiết bị AAS
Hệ thống máy đo phổ hấp thụ nguyên tử bao gồm 4 phần cơ bản sau:
- Phần 1: Nguồn phát tia phát xạ cộng hưởng đó là các đèn catốt rỗng
(HCL), các đèn phóng điện không điện cực (EDL), hay nguồn phát bức xạ
liên tục đã được biến điệu.
Trong nghiên cứu, nguồn phát tia phát xạ sử dụng là đèn catốt rỗng.
Đây là loại đèn được sử dụng phổ biến. Đèn này chỉ phát ra những tia phát xạ
nhậy của nguyên tố kim loại làm catôt rỗng.
- Phần 2: Hệ thống nguyên tử hoá mẫu phân tích. Hệ thống này được
chế tạo theo hai loại kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu (kỹ thuật nguyên tử hoá
bằng ngọn lửa đèn khí F-AAS và kỹ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa
ETA-AAS).
- Phần 3: là máy quang phổ, nó là bộ đơn sắc, có nhiệm vụ thu, phân ly
và chọn tia sáng cần đo hướng vào nhân quang điện để phát hiện tín hiệu hấp
thụ AAS của vạch phổ.
- Phần 4: Hệ thống chỉ thị tín hiệu tức cường độ của vạch phổ hấp thụ
hay nồng độ nguyên tố phân tích.

- 12 -


Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo chính của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử.
1.2.4. Phương pháp AAS với kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa
Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa là dùng năng lượng của

ngọn lửa đèn khí để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích.
Để tạo ra ngọn lửa, có thể đốt cháy nhiều hỗn hợp khí khác nhau trong
các đèn khí thích hợp bao gồm một khí oxy hóa và một khí cháy. Các hỗn hợp
khí được dùng phải đảm bảo các yêu cầu nhất định để dùng vào mục đích hoá
hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích. Các hỗn hợp khí được dùng nhiều nhất
trong phép đo F-AAS: (acetylen và không khí nén), (N2O và acetylen) hay
(hydrogen và acetylen) [5].
Các quá trình xảy ra trong ngọn lửa:
Trong ngọn lửa có nhiều quá trình đồng thời xảy ra, có quá trình chính
và có cũng có quá trình phụ. Trong đó nhiệt độ của ngọn lửa là yếu tố quyết
định mọi diễn biến của các quá trình đó.
Trước hết, khi mẫu ở thể sol khí được dẫn lên đèn nguyên tử hoá, dưới
tác dụng nhiệt của ngọn lửa, ở miệng đèn, là sự bay hơi của dung môi hoà tan
và các chất hữu cơ trong thể sol khí. Mẫu còn lại là các hạt rắn rất nhỏ mịn
(các muối của các chất) trong ngọn lửa và nó được dẫn tiếp vào vùng trung
tâm của ngọn lửa. Tiếp đó là quá trình hoá hơi và nguyên tử hoá của các hạt
mẫu khô. Các qúa trình này xảy ra thường theo hai cơ chế chính:
- 13 -


- Nếu Eh nhỏ hơn năng lượng nguyên tử hoá Ea của nó thì trước hết các hợp phần này
sẽ hoá hơi ở dạng phân tử. Sau đó các phân tử này mới bị phân ly thành các
nguyên tử tự do:
MnAm(L)

→

MnAm(K) → nM0(K) + mA(K)

M0(K) + n(hν) →

phổ AAS

- Nếu Eh > Ea tức năng lượng phân ly Ea của các hợp phần của mẫu nhỏ
hơn năng lượng hoá hơi Eh thì trước hết các hợp phần đó sẽ bị phân ly thành
các nguyên tử tự do rồi sau đó mới hoá hơi:
nMnAm(L)

→

nM(R,L) + mA(L,R)

M0(K) + n(hν) →

→

nM0(K)

phổ AAS

Bên cạnh các quá trình chính, trong ngọn lửa đèn khí còn một số quá
trình phụ (sự ion hoá của nguyên tố phân tích, sự phát xạ, sự hấp thụ của phân
tử, sự tạo thành hợp chất bền nhiệt).
1.2.5. Đối tượng và phạm vi ứng dụng của phép đo AAS
- Đối tượng chính của phép đo AAS là phân tích định tính, định lượng
lượng nhỏ các kim loại trong các loại mẫu khác nhau của các chất vô cơ và
hữu cơ. Với các trang bị và kỹ thuật hiện nay, phương pháp phân tích này
người ta có thể định lượng được hầu hết các kim loại (khoảng 65 nguyên tố)
và một số á kim đến nồng độ cỡ ppm, ppb với sai số không lớn hơn 15%.

- Trong vài năm gần đây, phương pháp phân tích AAS được sử dụng
khá phổ biến để xác định các kim loại trong các mẫu quặng, đát đá, nước
khoáng, các mẫu y học, sinh học…
1.2.6. Quá trình phản ứng của bạc trong ngọn lửa đèn khí
Các chế phẩm nano bạc chứa bạc ở dạng nguyên tố được chuyển sang
dạng ion trong dung dịch trước khi thực hiện phép đo phổ hấp thụ nguyên tử.

- 14 -


Hình 1.2. Sơ đồ các quá trình trong ngọn lửa.
1.3. TỔNG QUAN VỀ ETHANOL
1.3.1. Một số tính chất cơ bản của ethanol [1], [2]
- Công thức hoá học: C2H5OH
- Ethanol là một hợp chất hữu cơ, nằm trong dãy đồng đẳng của rượu
metylic. Rượu ethylic là một chất lỏng, không màu, trong suốt, mùi thơm dễ
chịu và đặc trưng, vị cay, nhẹ hơn nước (khối lượng riêng 0,7936 g/ml ở
15oC), dễ bay hơi (sôi ở nhiệt độ 78,39oC), hóa rắn ở -114,15oC, tan trong
nước vô hạn, tan trong ether và clorofom, hút ẩm, dễ cháy, khi đốt cháy ngoài
không khí không có khói và cho ngọn lửa có màu xanh da trời.
- Ethanol dễ dàng hòa tan trong nước theo mọi tỷ lệ với sự giảm nhẹ
tổng thể về thể tích khi hai chất này được trộn lẫn nhau.
- Dung dịch chứa 70% ethanol chủ yếu được sử dụng như là chất tẩy
uế. Ethanol cũng được sử dụng trong các gel vệ sinh kháng khuẩn phổ biến
nhất ở nồng độ khoảng 62%. Khả năng khử trùng tốt nhất của ethanol khi nó
ở trong dung dịch khoảng 70%.
- 15 -


1.3.2. Một số phương pháp dùng để định tính và định lượng ethanol

1.3.2.1. Định tính ethanol bằng các phương pháp hoá học
Để định tính ethanol trong các chế phẩm phức tạp cần phải cất được
ethanol ra khỏi mẫu sau đó dựa vào một trong số phản ứng hoá học sau:
Phản ứng tạo thành iodoform: [2], [8]
Lấy 1-2ml dung dịch cất được, thêm vài giọt dung dịch NaOH 10% và
vài giọt dung dịch I2 cho đến khi có màu vàng không mất, đun trên nồi cách
thuỷ ấm dưới 50oC, sẽ xuất hiện tủa vàng có mùi tương tự cloroform, soi kính
sẽ có tinh thể hình ngôi sao:
2NaOH

+ I2

→

NaI

+ NaIO +
+ H2O

CH3CH2OH +

NaIO

→

NaI

CH3CHO

+

3I2

→

CI3CHO

+ 3HI

CI3CHO

+ NaOH

→

CHI3

+

H2O

+ CH3CHO
HCOONa

Phản ứng tạo thành ethylacetat: [2], [8]
Lấy 2ml dung dịch cất được hoà tan với 0,1g natri acetat, sau đó thêm
acid sunfuric đặc, đun hỗn hợp sẽ xuất hiện mùi ethyl acetat:
CH3CH2OH + H2SO4

→ CH3CH2OHSO3 + H2O

CH3CH2OHSO3 + CH3COONa

→ CH3COOCH2CH3 + Na2SO4

Phản ứng tạo thành ethyl benzoat: [1]
Thêm vài giọt benzyl clorid vào 2ml dung dịch cất được rồi lắc với vài
giọt dung dịch NaOH 10% cho đến khi hết màu benzyl clorid, sau đó thấy có
mùi đặc biệt của ethyl benzoat:
C6H5COCl + NaOH

→ C6H5COOH + NaCl

2C6H5COOH + C2H5OH → 2C6H5COOCH2CH3 + 2H2O

Phản ứng tạo acetaldehyd: [1]
Lấy 4 ml dung dịch cất được sau đó oxy hóa bằng H2SO4 và KMnO4,
acetaldehyd bay lên làm xanh giấy tẩm nitroprusiat natri và pyridin.
Phản ứng oxy hoá bằng kali dicromat: [1]
- 16 -