Tối ưu hóa quy trình định lượng chì trong đông dược - mỹ phẩm bằng phương pháp phổ hấp thu nguyên tử

Nghiên cứu Y học

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014

TỐI ƯU HÓA QUY TRÌNH ĐỊNH LƯỢNG CHÌ TRONG ĐÔNG DƯỢC – MỸ
PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THU NGUYÊN TỬ
Lê Ngọc Định*, Vĩnh Định*

TÓM TẮT
Mở đầu và đặt vấn đề: Đông dược và mỹ phẩm ngày càng được sử dụng rộng rãi trong đời sống, tuy
nhiên việc quản lý về chất lượng và phương pháp kiểm tra chất lượng vẫn chưa được kiểm soát chặt chẽ. Đề tài
thực hiện với mục đích xây dựng một quy trình định lượng nhằm đảm bảo chất lượng mỹ phẩm và đông dược,
đồng thời làm căn cứ để đánh giá chất lượng của mỹ phẩm và thuốc đông dược.
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: Tối ưu hóa quy trình định lượng chì trên mẫu giả định, sử dụng
máy quang phổ hấp thu nguyên tử HITACHI Zeeman Z – 2000.
Kết quả và bàn luận: Xây dựng được quy trình định lượng chì trong đông dược và mỹ phẩm bằng
phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử có giới hạn định lượng là 0,2 ppm. Quy trình định lượng đã được
đánh giá với độ đặc hiệu, độ lặp lại cao (RSD < 2,0%), và độ đúng cao (tỷ lệ phục hồi nằm trong khoảng cho phép
90,0 – 107,0%). Miền giá trị của quy trình định lượng đông dược là 0,2 – 4,0 ppm, quy trình định lượng mỹ
phẩm là 0,2 – 1,0 ppm. Tiến hành định lượng các mẫu thử theo quy trình đã xây dựng chúng tôi thu được kết
quả như sau: 8 mẫu thử đông dược có hàm lượng chì nhỏ hơn giới hạn định lượng của phương pháp, 1 mẫu có
hàm lượng chì 2,18 ppm. Với mỹ phẩm, 14 mẫu thử có hàm lượng chì nhỏ hơn giới hạn định lượng của phương
pháp.
Kết luận: Phương pháp phổ hấp thu nguyên tử có độ nhạy cao, dễ áp dụng, dễ thực hiện trong định lượng
kim loại nặng, đặc biệt là chì. Quy trình đã được đánh giá có tính đặc hiệu, độ chính xác và độ đúng cao, đáp ứng
đầy đủ yêu cầu của một quy trình định lượng trong kiểm nghiệm dược phẩm. Đạt các yêu cầu về tính phù hợp,
an toàn, hiệu quả và tối ưu.

Từ khóa: Định lượng chì, Pb, quang phổ hấp thu nguyên tử, AAS
OPTIMIZATION OF LEAD QUANTIFICATION PROCEDURE IN TRADITIONAL MEDICINES &
COSMETICS BY ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY METHOD

Le Ngoc Dinh, Vinh Dinh * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 18 - Supplement of No 2 - 2014: 198 - 202

ABSTRACT
Introduction: Nowadays, herbal medicines and cosmetics are commonly used. However, they are still not
being well administrated and controlled. The purpose of this assay is to optimize a quantification procedure to
ensure the quality of traditional medicines and cosmetics, to contribute to quality assessment of traditional
medicines and cosmetics.
Materials and methods: Lead (Pb) quantification procedure was optimized in spiked samples, using atomic
absorption spectrometer HITACHI Zeeman Z – 2000.
Result and discussion: Developing and validating lead quantification procedure using atomic absorption
spectrometry method. Limit of quan tification of this method is 0.2 ppm. Quantification procedure is validated
with selectivity, precision (RSD < 2%), and accuracy (the mean recoveries in the range of 90.0-107.0% of the
expected values). Linearity of response are 0.2 – 4 ppm and 0.2 – 1 ppm to traditional medicines and cosmetics,
respectively. Quantification results of collected samples showed that 8 herbal drugs have content of Pb less than
* Khoa Dược, Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh
Tác giả liên lạc: PGS.TS. Vĩnh Định ĐT: 0903639586

198

Email:

Chuyên Đề Dược Học


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014

Nghiên cứu Y học

limit of quantification, 1 herbal drug has Pb concentration of 2.18 ppm, 14 cosmetic samples have Pb content
below LOQ.

Keyword: Determination of plomb, Pb, Atomic absorption spectrometry, AAS
14 mẫu mỹ phẩm đều là KEM DƯỠNG
ĐẶT VẤN ĐỀ
TRẮNG DA
Do tính chất đặc thù của đông dược và mỹ
Máy quang phổ AAS Hitachi Zeeman Z –
phẩm, chúng đều được sử dụng trong một thời
2000,
gian dài hơn so với dược phẩm, liều lượng lớn
Phương pháp
nên việc quản lý chất lượng cũng cần có những
yêu cầu đặc biệt chặt chẽ. Cho đến nay, có rất ít
Tạo mẫu giả định:
những tiêu chuẩn quốc gia trong kiếm soát chất
Đông dược: chọn chế phẩm “Hoạt huyết
lượng đối với hai mặt hàng mỹ phẩm và đông
dưỡng não” của TRAPHACO thêm chì chuẩn,
dược (TCVN 6971 – 2001 về dầu gội đầu, TCVN
xử lý mẫu theo quy trình đề nghị (A), tỉ lệ thu
5861 – 1994 về phấn rôm …). Với đông dược chỉ
hồi trung bình trên 6 mẫu là 92,32% (RSD =
có một ít chuyên luận trong DĐVN IV(0).
1,82%). Do đó chọn quy trình A để tiến hành
Do vậy, vấn đề nghiên cứu và xây dựng tiêu
chuẩn chất lượng cho các mặt hàng này là rất
cấp thiết. Một trong những chỉ tiêu quan trọng
và chưa được kiểm soát kỹ lưỡng hiện nay là chỉ
tiêu về kim loại nặng chì (Pb).
Trong bài báo này chúng tôi giới thiệu
phương pháp xây dựng quy trình định lượng Pb

trong đông dược và mỹ phẩm bằng quang phổ
AAS với sự hỗ trợ của phần mềm tối ưu hóa
JMP 4.0 (4) (Viện nghiên cứu S.A.S).

ĐỐI TƯỢNG- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊNCỨU
Nguyên liệu
Dung dịch chì chuẩn Merck (Mỹ)
ppm.

1000 ± 2

9 mẫu đông dược: Thuốc bột gia truyền
“CAM HÀNG BẠC" (SĐK: V37 – H12 – 10, Lô
SX: 211011), Tiêu thực “HIỆU CON HƯƠU”
(Nhân Phong Đường – TP. HCM), MẬT ONG
NGHỆ VIÊN (Cơ sở sản xuất Long Khánh – TP.
HCM), VI THỐNG KIM ĐỞM (Vạn An dược
hãng – Bình Dương, SĐK: V149 – H12 – 10), VỊ
THỐNG TÁN (Cơ sở YDHCT Nguyễn Minh Trí
– TP. HCM, SĐK: V1621 – H12 – 10) KIM TIỀN
THẢO (Công ty CPDP OPC, Lô SX: 12005), ĐẠI
TRÀNG HOÀN P/H (Đông Dược Phúc Hưng Hà Nội, SĐK: V826 – H12 – 10, Lô SX: 080112),
BÀI THẠCH (Công ty CP Dược DANAPHA, Số
lô SX: 201111), BỔ THẬN DƯƠNG (Công ty
CPDP OPC, Lô SX: 120051)

Chuyên Đề Dược Học

khảo sát và tối ưu hóa thành quy trình định
lượng Pb trong đông dược.

Mỹ phẩm: dựa trên mẫu trắng có Abs =
0,0001, thêm chì chuẩn, xử lý mẫu theo quy trình
đề nghị (B), tỉ lệ thu hồi trung bình trên 6 mẫu là
92,20% (RSD = 0,48%). Do đó chọn quy trình B
để tiến hành khảo sát và tối ưu hóa thành quy
trình định lượng Pb trong mỹ phẩm.
Khảo sát sự thay đổi tỉ lệ thu hồi của mẫu giả
định được so sánh với mẫu chì chuẩn đối chiếu
khi lần lượt thay đổi từng điều kiện xử lý mẫu
trong phương pháp xử lý mẫu khô – ướt kết
hợp.
Phương pháp xử lý mẫu đề nghị (3):
A: cân chính xác khoảng 2 g mẫu cho vào
chén nung 40 ml, đun trên bếp điện cho đến
than đen, để nguội. Thêm 2 ml magnesi nitrat
50% và 2 ml acid nitric 40%. Trộn đều, đun
trên bếp điện đến cắn khô. Sau đó nung ở 450
°C / 3 giờ. Hòa cắn với 5 ml acid hydrocloric
20%. Đun nhẹ trên bếp điện để hòa tan cắn.
Lọc qua giấy lọc vào bình định mức 20 ml,
tráng chén nung và giấy lọc bằng nước cất 2
lần, bổ sung nước đến vạch.
B: nghiền mịn chế phẩm, cân khoảng 2g chế
phẩm cho vào chén nung 40ml. Thêm vào chén
nung 1ml dung dịch Pb chuẩn 20ppm được pha
loãng từ dung dịch chuẩn gốc Pb 1000 ± 2mg/L.
Tiếp tục thêm vào chén 2 ml HNO3 45% và 2 ml

199

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014

Nghiên cứu Y học

magnesi nitrat 40%. Trộn đều, đậy bằng giấy lọc
không tro, đun trên bếp điện đếp than đen. Tiếp
tục nung ở 550°C trong 3 giờ.
Lần lượt thay đổi các yếu tố:
Nồng độ magnesi nitrat (%): 20, 30, 40, 50, 60
Nồng độ acid nitric (%): 30, 40, 45, 50, 60, 65
(acid đậm đặc)
Nhiệt độ vô cơ hóa (°C): 400, 450, 500, 550
Thời gian (giờ): 3, 4, 5
Từ sự thay đổi của tỉ lệ thu hồi được tính
toán qua kết quả đo độ hấp thu trên quang phổ
AAS(2), lựa chọn các điều kiện riêng rẽ của từng
yếu tố ứng với tỉ lệ thu hồi lớn nhất.
Tiến hành các thực nghiệm với các điều
kiện đã được thiết kế bằng phần mềm JMP 4.0
(Xử dụng mô hình thí nghiệm Box – Behnken
trong thiết kế thí nghiệm). Xử lý số liệu bằng
phần mềm.

Điều kiện phân tích
Bước sóng: 283,3 nm; tốc độ dòng khí
acetylen: 2 L/phút; cường độ đèn, 7,5 mA; Tốc
độ khí nén: 15 L/phút; độ rộng khe: 1,3 nm; chiều
cao ngọn lửa: 7,5 mm.

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Tối ưu hóa điều kiện xử lý mẫu đông dược
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
xử lý mẫu theo quy trình A:
Bảng 1: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố
đến tỉ lệ thu hồi
Yếu tố Nhiệt
độ
khảo
sát
(°C)
Nhiệt độ 400
450
500
550
Thời
450
gian
450
450
Acid
450
nitric
450
450
450
450

200

Thời
gian
(giờ)
3
3
3
3
3
4
5
3
3
3
3
3

Acid
nitric
(%)
40
40
40
40
40
40
40
30
40
45
50

65

Magie
nitrat
(%)
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50

Abs

Tỉ lệ
thu hồi
(%)

0,0104
0,0112
0,0117
0,012
0,0112
0,0117

0,011
0,0108
0,0114
0,0112
0,011
0,0111

83,87
90,32
94,35
96,77
90,32
94,35
88,71
87,10
91,94
90,32
88,71
89,52

Yếu tố Nhiệt
độ
khảo
sát
(°C)
Mg nitrat 450
450
450
450
450

Chuẩn

Thời
gian
(giờ)
3
3
3
3
3

Acid
nitric
(%)
40
40
40
40
40

Magie
nitrat
(%)
20
30
40
50
60

Abs

Tỉ lệ
thu hồi
(%)

0,0105
0,0109
0,0116
0,0116
0,0115
0,0124

84,68
87,90
93,55
93,55
92,74

Có thể nhận thấy yếu tố nồng độ acid nitric
ảnh hưởng không đáng kể lên tỉ lệ thu hồi.
Tiến hành bố trí ma trận tối ưu hóa yếu tố
nhiệt độ, thời gian và nồng độ magie nitrat như
sau:
Bảng 2: Mã hóa các yếu tố khảo sát

Nhiệt độ
Thời gian
Mg nitrate

Các mức của các yếu tố khảo sát

-1
0
1
500
550
600
3
4
5
40
50
60

Bảng 3: Kết quả các thử nghiệm
STT

Mã TN

Abs

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

11
12
13
14
15

--0
-0-0+
-+0
0-0-+
000
000
000
0+0++
+-0
+0+0+
++0

0,0515
0,0526
0,0520
0,0525
0,0524
0,0529
0,0529
0,0533
0,0531
0,0528
0,0518
0,0533

0,0535
0,0526
0,0522

Chuẩn đối
chiếu
0,0566
0,0566
0,0566
0,0566
0,0566
0,0566
0,0566
0,0566
0,0566
0,0566
0,0566
0,0566
0,0566
0,0566
0,0566

Tỉ lệ thu hồi
(%)
90,99
92,93
91,87
92,76
92,58
93,46

93,46
94,17
93,82
93,29
91,52
94,17
94,52
92,93
92,23

Sử dụng mô hình Box – Behnken trên 15
điều kiện vô cơ hóa mẫu, tiến hành các thí
nghiệm với các điều kiện đã được thiết kế, sử
dụng công cụ DOE (Design Of Experiment) cho
kết quả tối ưu hóa như sau:
Điều kiện vô cơ hóa tối ưu dự đoán cho các
mẫu đông dược và mỹ phẩm lần lượt là: 600 oC;
3,5 giờ; Mg(NO3)2 45% với tỉ lệ thu hồi dự đoán
94,32%,

Chuyên Đề Dược Học


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014

Nghiên cứu Y học

Hình 1: Kết quả tối ưu hóa điều kiện vô cơ hóa mẫu đông dược theo quy trình A
hành các thí nghiệm với các điều kiện đã được
Kiểm tra lại kết quả tối ưu hóa bằng cách

thiết kế, sử dụng công cụ DOE (Design Of
chuẩn bị 6 mẫu giả định, thêm vào mỗi mẫu 1ml
Experiment) cho kết quả tối ưu hóa điều kiện vô
dung dịch Pb chuẩn 20 ppm, Tiến hành vô cơ
cơ hóa mẫu mỹ phẩm theo quy trình B như sau:
hóa theo các điều kiện dự đoán. Đo độ hấp thu
cho kết quả tỉ lệ thu hồi là 93,75 ± 1,23%.

Tối ưu hóa điều kiện xử lý mẫu mỹ phẩm
Tương tự, sử dụng mô hình Box – Behnken
trên 15 điều kiện vô cơ hóa mẫu mỹ phẩm, tiến

Điều kiện vô cơ hóa tối ưu dự đoán cho các
mẫu đông dược và mỹ phẩm lần lượt là: 550 oC;
3,0 giờ; Mg(NO3)2 40% với tỉ lệ thu hồi dự đoán
94,46%,

Hình 2: Kết quả tối ưu hóa điều kiện vô cơ hóa mẫu mỹ phẩm theo quy trình B

Chuyên Đề Dược Học

201


Nghiên cứu Y học

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014

Đánh giá quy trình phân tích
Tiến hành đánh giá hai quy trình phân tích

với kết quả như sau:
Quy trình định lượng chì trong đông dược:
Đạt các chỉ tiêu về tính đặc hiệu, độ lặp lại (RSD
= 0,123%), độ đúng (tỷ lệ thu hồi nằm trong
khoảng cho phép 90 – 107%), miền giá trị (0,2 – 4
ppm), giới hạn định lượng (LOQ) là 0,2 ppm,
Quy trình định lượng chì trong mỹ phẩm:
Đạt các chỉ tiêu về tính đặc hiệu, độ lặp lại (RSD
= 1,33%), độ đúng (tỷ lệ thu hồi nằm trong
khoảng cho phép 90 – 107%), miền giá trị (0,2 – 1
ppm), LOQ là 0,2 ppm,

Định lượng chì trong mẫu thử
Tiến hành định lượng chì trong mẫu thử thu
thập được trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh,
chúng tôi thu được kết quả như sau:
Đông dược: 8/9 mẫu đông dược đem định
lượng có hàm lượng chì nhỏ hơn giới hạn định
lượng, 1/9 mẫu có hàm lượng chì là 2,18 ppm,
Mỹ phẩm: 14 mẫu mỹ phẩm đem định
lượng có hàm lượng chì dưới LOQ,

KẾT LUẬN
Sau khi khảo sát và lựa chọn phương pháp
xử lý mẫu bằng cách kết hợp phương pháp xử lý
mẫu khô – ướt, chúng tôi đã tiến hành khảo sát
các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý mẫu,
Tiến hành tối ưu hóa các điều kiện tìm được
bằng phần mềm JMP 4,0, Từ đó, chúng tôi tìm ra
được điều kiện xử lý mẫu tối ưu như sau:

vào chén nung 40 ml, Đun trên bếp điện đến
than đen, Thêm vào chén 2 ml acid nitric 45% và
2 ml magnesi nitrat 45%, Trộn đều, đậy bằng
giấy lọc không tro, đun trên bếp điện đếp than
đen, Nung ở 600 °C trong 3,5 giờ. Hòa tan cắn
trong 5 ml acid hydroclorid 20%, Đun nhẹ trên
bếp điện để hòa tan cắn. Lọc và tráng chén nung
bằng nước cất 2 lần vào bình định mức 20 ml, Bổ
sung nước đến vạch,
Mẫu mỹ phẩm: cân khoảng 2 g chế phẩm cho
vào chén nung 40 ml. Đun trên bếp điện đến
than đen, Thêm vào chén 2 ml acid nitric 45% và
2 ml magnesi nitrat 40%. Trộn đều, đậy bằng
giấy lọc không tro, đun trên bếp điện đếp than
đen, Nung ở 550 °C trong 3 giờ. Hòa tan cắn
trong 5 ml acid hydroclorid 20%. Đun nhẹ trên
bếp điện để hòa tan cắn, Lọc và tráng chén nung
bằng nước cất 2 lần vào bình định mức 20 ml. Bổ
sung nước đến vạch, Nếu dịch lọc chưa trong thì
lọc tiếp 1 lần nữa, bỏ 5 ml dịch lọc đầu,

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.
2.
3.

4.

Bộ Y tế (2009), Dược Điển Việt Nam 4, Hà Nội, PL – 38, 101,

117 – 118, 174 – 181,
Võ Thị Bạch Huệ, Vĩnh Định (2008), Hóa phân tích tập 2, NXB
Y Học, Hà Nội, 138-146,
ASEAN standards (2005), ACM THA 05 Testing Method:
Determination of heavy metal (Arsenic, Cadmium, Lead and
Mercury),
SAS Institute Inc (2008), JMP DOE Guide, Release 8: 115 – 126.

Ngày nhận bài báo:

10.12.2012

Ngày phản biện nhận xét bài báo: 25.12.2012
Ngày bài báo được đăng:

10.03.2014

Mẫu đông dược: cân khoảng 2 g chế phẩm cho

202

Chuyên Đề Dược Học