Nghiên cứu quy trình phân tích hàm lượng các dạng thủy ngân trong một số loài hải sản bằng phương pháp khối phổ plasma cao tần cảm ứng ghép nối sắc ký LC ICP MS
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.78 MB, 81 trang )
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Phạm Công Hiếu
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG CÁC DẠNG
THỦY NGÂN TRONG MỘT SỐ LOÀI HẢI SẢN BẰNG PHƢƠNG PHÁP
KHỐI PHỔ PLASMA CAO TẦN CẢM ỨNG GHÉP NỐI SẮC KÝ
LC-ICP-MS
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội, 2019
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
PHẠM CÔNG HIẾU
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG CÁC DẠNG THỦY
NGÂN TRONG MỘT SỐ LOÀI HẢI SẢN BẰNG PHƢƠNG PHÁP KHỐI PHỔ
PLASMA CAO TẦN CẢM ỨNG GHÉP NỐI SẮC KÝ LC-ICP-MS
Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 8440112.03
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGUYỄN VĂN RI
PGS.TS. LÊ THỊ HỒNG HẢO
Hà Nội, 2019
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS. TS. Nguyễn Văn Ri và PGS.TS. Lê Thị Hồng
Hảo đã giao đề tài, nhiệt tính hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong
suốt quá trính thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy cô trong khoa Hóa học nói chung và Bộ
môn Hóa Phân tìch nói riêng đã dạy dỗ, chỉ bảo và động viên tôi trong thời gian học
tập tại trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ths. Đinh Viết Chiến và các cán bộ của Viện kiểm
nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia đã hỗ trợ nhiệt tính trong quá trính thực
hiện nghiên cứu tại đây.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn gia đính, các bạn học viên và sinh viên bộ
môn Hóa phân tìch đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu này.
Hà Nội, ngày tháng
năm 2019
Học viên
Phạm Công Hiếu
i
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
MỤC LỤC
Trang
ĐẶT VẤN ĐỀ .............................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .....................................................................................................3
1.1. Tổng quát chung về thủy ngân, nguồn gốc và dạng tồn tại của thủy ngân trong tự nhiên .............3
1.2. Methyl thủy ngân và ethyl thủy ngân .............................................................................................5
1.3. Các phương pháp xác định thủy ngân hữu cơ ..............................................................................11
1.3.1 Sắc ký khí (GC) ......................................................................................................................11
1.3.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hơi lạnh (CV-AAS) ...........................................14
1.3.3 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)..................................................................16
CHƢƠNG 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.............................................................................23
2.1. Mục tiêu nghiên cứu.....................................................................................................................23
2.2. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu ........................................................................23
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu ...........................................................................................................23
2.2.2. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................................23
2.2.3. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................................24
2.3. Thực nghiệm ................................................................................................................................24
2.3.1. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất ....................................................................................................24
2.3.2. Chuẩn bị các dung dịch hóa chất, chất chuẩn ......................................................................26
2.3.3. Tối ưu hóa điều kiện phân tích Thủy ngân trên ICP-MS ......................................................26
2.3.4. Xử lí mẫu bằng chiết siêu âm ................................................................................................27
2.4. Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp ..................................................................................27
2.5. Phân tìch mẫu, xử lì số liệu, đánh giá kết quả phân tìch ..............................................................29
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..........................................................................31
3.1. Điều kiện phân tìch trên ICP-MS .................................................................................................31
3.1.1. Lựa chọn số khối, chế độ phân tích các nguyên tố................................................................31
3.1.2. Tối ưu tự động các thông số cho thiết bị ICP-MS .................................................................31
3.2.1. Khảo sát dung môi hữu cơ trong pha động ...........................................................................34
3.2.2. Khảo sát nồng độ dung môi hữu cơ trong pha động .............................................................36
3.2.3. Khảo sát tốc độ dòng pha động.............................................................................................37
ii
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
3.2.4. Khảo sát nồng độ 2-Mercaptoethanol trong thành phần pha động ......................................39
3.3. Điều kiện xử lý mẫu .....................................................................................................................42
3.3.1. Khảo sát nhiệt độ chiết ..........................................................................................................42
3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian chiết ..............................................................................................43
3.3.3. Ảnh hưởng của 2-Mercaptoethanol ......................................................................................44
3.4 Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp ...................................................................................45
3.4.1 Độ đặc hiệu………………………………………………………………………………….46
3.4.2 Đường chuẩn ..........................................................................................................................47
3.4.3 Giới hạn phát hiện phương pháp (MDL), giới hạn định lượng phương pháp (MQL) ...........50
3.4.4 Độ lặp lại ...............................................................................................................................51
3.4.5 Độ tái lặp ...............................................................................................................................53
3.4.6 Độ chính xác ..........................................................................................................................54
3.5. Phân tìch mẫu thực tế ...................................................................................................................57
KẾT LUẬN...............................................................................................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................................61
PHỤ LỤC .................................................................................................................................68
iii
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
HPLC-ICP-MS
Sắc ký lỏng hiệu năng cao ghép nối khối
phổ plama cao tần cảm ứng
MeHg
Methyl thủy ngân
EtHg
Ethyl thủy ngân
2-ME
2-Mercaptoethanol
MeOH
Methanol
EtOH
Ethanol
ISP
Isopropanol
LOD
Giới hạn phát hiện
LOQ
Giới hạn định lượng
%RSD
% độ lệch chuẩn tương đối
CRM
Mẫu chuẩn chứng nhận
IQC
Mẫu kiểm soát nội bộ
iv
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 3. 1: Số khối của thủy ngân .................................................................................. 31
Bảng 3. 2: Các thông số tối ưu tự động của thiết bị ICP-MS ....................................... 32
Bảng 3. 3: Các thông số tiêu chuẩn cần đáp ứng của hệ ICP-MS Nexion 350X .......... 33
Bảng 3. 4: Các điều kiện tối ưu phân tìch dạng Thủy ngân .......................................... 41
Bảng 3. 5: Các yếu tố ảnh hưởng và điều kiện đã tối ưu ............................................... 45
Bảng 3. 6: Mối tương quan giữa nồng độ và cường độ tìn hiệu Cps của MeHg ....... 48
Bảng 3. 7: Phương trính đường chuẩn ........................................................................... 49
Bảng 3. 8: Giới hạn phát hiện của 3 dạng thủy ngân ..................................................... 50
Bảng 3. 9: Kết quả phân tìch lặp lại với nền mẫu cá ..................................................... 51
Bảng 3. 10: Đánh giá độ tái lặp phương pháp ................................................................ 53
Bảng 3. 11: Hiệu suất thu hồi của quy trính................................................................... 55
Bảng 3. 12: Kết quả phân tìch mẫu chuẩn CRM DORM-4 ....................................... 56
Bảng 3. 13: Kết quả phân tìch mẫu hải sản .................................................................... 58
v
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
DANH MỤC HÌNH
Trang
Hính 1. 1: Quá trính chuyển hóa của Thủy ngân trong tự nhiên...................................... 4
Hính 1. 2: Cấu tạo phân tử của methyl thủy ngân và ethyl thủy ngân ............................. 6
Hính 1. 3: Quá trính hính thành thủy ngân hữu cơ .......................................................... 6
Hính 1. 4: Sơ đồ khối hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao ............................................ 16
Hình 1. 5: Sơ đồ cấu tạo hệ thống ICP-MS.................................................................... 18
Hình 1. 6: Sơ đồ khối hệ thống HPLC-ICP-MS ............................................................ 20
Hính 2. 1: Hệ thống ICP-MS Nexion 350X (Perkin Elmer)…………………………..25
Hình 3. 1: Kết quả khảo sát của Hg, MeHg…………………………………………...34
Hính 3. 2: Sắc ký đồ hỗn hợp Hg 5ppb, MeHg 10ppb sử dụng MeOH 2% .................. 35
Hính 3. 3: Sắc ký đồ hỗn hợp Hg 5ppb, MeHg 10ppb sử dụng ISP 2%. ....................... 35
Hính 3. 4:Sắc ký đồ của hỗn hợp Hg, MeHg 5ppb sử dụng pha động với Isp 1% ........ 36
Hính 3. 5: Sắc ký đồ của hỗn hợp Hg, MeHg 5ppb sử dụng pha động với Ispl 2% ...... 36
Hính 3. 6: Sắc ký đồ của hỗn hợp Hg, MeHg 5ppb sử dụng pha động với Isp 4%. ...... 37
Hính 3. 7: Sắc ký đồ phân tìch hỗn hợp 3 chất với tốc độ dòng 0,7ml/phút.................. 37
Hình 3. 8:Sắc ký đồ phân tìch hỗn hợp 3 chất với tốc độ dòng 0,8ml/phút................... 38
Hình 3. 9: Sắc ký đồ phân tìch hỗn hợp 3 chất với tốc độ dòng 0,9ml/phút.................. 38
Hình 3. 10: Sắc ký đồ phân tìch hỗn hợp 3 chất với tốc độ dòng 1,0 ml/phút............... 38
Hính 3. 11: Khảo sát nồng độ 2-Mercaptoethanol trong pha động, nồng độ 0,05% ..... 39
Hính 3. 12: Khảo sát nồng độ 2-Mercaptoethanol trong pha động, nồng độ 0,1% ....... 40
Hính 3. 13: Khảo sát nồng độ 2-Mercaptoethanol trong pha động, nồng độ 0,2% ....... 40
Hình 3. 14: Sắc ký đồ phân tìch tại điều kiện tối ưu ...................................................... 41
Hính 3. 15: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ thu hồi của Methyl thủy ngân ................... 43
Hính 3. 16: Ảnh hưởng của thời gian chiết .................................................................... 43
Hính 3. 17: Ảnh hưởng của nồng độ 2-Mercaptoethanol trong quá trính chiết ............. 44
Hính 3. 18: Sắc ký đồ phân tìch lần lượt các mẫu Blank, thêm chuẩn của Hg2+,MeHg,
EtHg, hỗn hợp 3 chất...................................................................................................... 47
Hính 3. 19: Đường chuẩn định lượng MeHg ................................................................. 48
Hính 3. 20: Đường chuẩn định lượng Hg2+ .................................................................... 49
Hính 3. 21: Đường chuẩn định lượng EtHg ................................................................... 49
Hính 3. 22: Kết quả phân tìch độ lặp lại ........................................................................ 52
Hính 3. 23: Kết quả phân tìch độ tái lặp ........................................................................ 54
Hình 3. 24: Sắc ký đồ phân tìch độ thu hồi .................................................................... 55
Hình 3. 25: Sắc ký đồ phân tìch mẫu chuẩn CRM DORM-4 ........................................ 57
Hình 3. 26: Sắc ký đồ phân tìch mẫu cá ngừ và mẫu chuẩn chứng nhận DORM-4 ...... 58
Hình 3. 27: Kết quả phân tìch hàm lượng methyl thủy ngân so sánh với ...................... 59
vi
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
ĐẶT VẤN ĐỀ
Nhưng năm gần đây, sự bùng nổ công nghiệp hóa đã mang lại nhiềuthay đổi tìch
cực cho cuộc sống của con người. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển đó là các mối đe
dọa về thảm họa, ô nhiễm môi trường cũng ngày càng gia tăng. Trong đó,ô nhiễm kim
loại nặng như thủy ngân là một trong những mối quan tâm hàng đầu. Hàng năm, một
lượng lớnthủy ngân phát thải ra môi trường một cách không kiểm soát thông qua các
hiện tượng tự nhiên, do hoạt động công nghiệp, hay những thảm họa môi trường như
vụ cháy nhà máy bóng đèn phìch nước Rạng Đông xảy ra vào cuối năm nay đã gây ô
nhiễm đất, nước, ảnh hưởngtrực tiếp tới nguồn thực phẩm.Thủy ngân vô cơ tìch tụ và
được chuyển hóa thành các dạng thủy ngân hữu cơ có độc tình cao hơn, quá trình này
được gọi là quá trính sinh hóa. Một vì dụ điển hínhvề ô nhiễm thủy ngân hữu cơ trong
các loài thủy hải sản là thảm họa nghiêm trọng Minamata diễn ra những năm 19561959 tại Nhật Bản đã khiến hàng ngàn người thiệt mạng, hậu quả nặng nề cho tới ngày
nay (hàng chục ngàn người bị bại liệt, thần kinh,v.v).Ngay sau đó, công ước Minamata
được nhiều quốc giatrong đó có Việt Nam ký kết nhằm đưa ra biện phápkiểm
soát,giảm sự phát thải thủy ngân vào môi trường và thực phẩm. Ví vậy, việc xác định
hàm lượng các dạng thủy ngân trong môi trường, thực phẩm, đặc biệt trong các loài hải
sản ở nước ta là hết sức cần thiết.[49]
Một số phương pháp phân tìch nhằm xác định lượng vết các dạng thủy ngân đã
được phát triển và ứng dụng như sắc ký khì, sắc ký lỏng ghép nối quang phổ hấp thụ
nguyên tử.Tuy nhiên,phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao ghép nối khối phổ plasma
cao tần cảm ứng (HPLC-ICP-MS đã được ứng dụng rộng rãi và trở thành một công cụ
mạnh để xác định các dạng kim loại trong các mẫu môi trường hay thực phẩm do khả
năng phân tách đồng thời, giới hạn phát hiện thấp, độ ổn định và chình xác cao, quá
trính xử lý mẫu đơn giản, hạn chế được ảnh hưởng bởi nền mẫu phức tạp. Do đó, đề tài
“Nghiên cứu quy trính phân tìch hàm lượng các dạng thủy ngân trong một số loài hải
1
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
sản bằng phương pháp khối phổ Plasma cao tần cảm ứng ghép nối sắc ký LC-ICP-MS”
được thực hiện nhằm góp phần nhỏ bé trong việc kiểm soát, cảnh báo ô nhiễm thủy
ngân trong tương lai.
2
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quát chung về thủy ngân, nguồn gốc và dạng tồn tại của thủy ngân
trong tự nhiên
Thủy ngân trong tự nhiên, được sinh ra bởi các quá trính tự nhiên như sự phong
hóa của vỏ trái đất, các hoạt động núi lửa và hoạt động của các tầng địa chất... [34, 39,
45,49]. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng, các nguồn tự nhiên phát ra thải ra môi
trường tới 2,700 đến 6,000 tấn mỗi năm [6].
Bên cạnh đó, sự ô nhiễm thủy ngân được tạo ra trực tiếp hay gián tiếp thông qua
các hoạt động sản xuất công nghiệp của con người như sản xuất acetaldehyd,... có thể
kể đến một số hoạt động phát thải thủy ngân gián tiếp như khai thác, đốt nhiên liệu hóa
thạch, đặc biệt là than đá. Mặc dù thủy ngân chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ trong số các
loại nhiên liệu này, nhưng khi tiêu thụ một lượng lớn than nhiên liệu đã đưa một phần
đáng kể thủy ngân vào môi trường. Theo thống kê, lượng thủy ngân do con người tạo
ra được ước tình khoảng 2,000-3,000 tấn mỗi năm và đang có xu hướng tăng lên hàng
năm[6]. Tuy nhiên, các dạng tồn tại đặc biệt của thủy ngân chưa thể ước tình chình
xác, bởi trong tự nhiên các dạng nàytồn tạivới hàm lượng khác nhau, phân bố không
đồng đều theo vùng hoặc theo loài.
Nguồn gốc phát thải thủy ngân từ các ngành công nghiệp:
- Việc sử dụng than làm nhiên liệu thải ra lượng thủy ngân lớn nhất;
- Công nghệ sản xuất clo, thép, phốt phát và vàng;
- Công nghệ luyện kim;
- Công nghệ sản xuất, sửa chữa thiết bị điện tử;
- Ứng dụng y tế, bao gồm sản xuất và bảo quản vắc-xin.
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu ô nhiễm thủy ngân từ các ngành công nghiệp ìt
được chú ý. Với hiện trạng khai thác công nghiệp hiện nay, đặc biệt là khai thác vàng
tràn lan, thiếu quy hoạch đồng bộ thí nguy cơ ô nhiễm thủy ngân trong môi trường và
3
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
thực phẩm là rất cao. Ngoài ra, trong các nhà máy sản xuất xi măng, nhiệt điện, sắt
thép, phân bón,... than vẫn được sử dụng làm nhiên liệu chủ yếu. Qua đó có thể thấy
nguy cơ phát thải thủy ngân từ mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch là không nhỏ.
Thủy ngân tồn tại trong môi trường dưới các dạng khác nhau, chuyển hóa thông
qua quá trính sinh hóa tự nhiên, tìch lũy chủ yếu trong thủy hải sản, nguồn thức ăn của
con người. Sự chuyển hóa thủy ngân trong tự nhiên được thể hiện trong hính 1.1:
Hình 1. 1: Quá trình chuyển hóa của Thủy ngân trong tự nhiên
Hơi thủy ngân được sinh ra từ mẫu khoáng vật, đất, nước mặt hoặc khì thải núi
lửa, cùng các hoạt động của con người.
- Khì quyển: Thủy ngân khi được giải phóng vào khì quyển, thường tồn tại ở
dạng hơi trong một thời gian rất dài, có thể lên đến một năm, ví vậy nó có khả năng
khuyếch tán lan rộng thông qua các hoạt động của khì quyển như gió, hiện tượng đối
lưu.
4
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
- Sự lắng đọng thủy ngân xuống mặt đất và nước mặt: hơi thủy ngân trong khì
quyển trải qua quá trính oxy hóa, quang hóa để tạo thành thủy ngân vô cơ kết hợp với
hơi nước và trở lại mặt đất nhờ mưa.
- Trong nước Hg2+ chuyển hóa thành sunfua thủy ngân không hòa tan.
- Biến đổi hóa học và sinh học thành các dạng dễ bay hơi và hòa tan, bao gồm
năm quá trính trao đổi chất chình: methyl hóa thủy ngân, demethyl hóa thủy ngân, khử
Hg2+ thành Hg đơn nguyên tử và oxy hóa ngược, tác dụng của vi sinh vật đối với việc
chuyển Hg2+thành các hợp chất hữu cơ khác nhau.
- Thủy ngân phát tán trở lại bầu khì quyển hoặc tìch lũy sinh học trong chuỗi
thức ăn.
Tại Việt Nam, hơi thủy ngân phát thải vào môi trường chủ yếu thông qua quá
trính đốt cháy nhiên liệu. Theo các tài liệu nghiên cứu trước đây cũng như khảo sát ban
đầu, than nhiên liệu chứa một lượng thủy ngân với hàm lượng khoảng 0,1-0,2 mg/kg
tùy thuộc vào loại than. Khi tiêu thụ loại nhiên liệu này, thủy ngân trong than sẽ phát ra
khì quyển dưới dạng methyl thủy ngân) và một phần của tro bay, xỉ [6]. Ngoài ra,
methyl thủy ngân được hính thành bởi các vi sinh vật trong môi trường nên tồn tại và
tìch lũy sinh họcthông qua chuỗi thức ăn.
1.2. Methyl thủy ngân và ethyl thủy ngân
*Nguồn gốc và chuyển hóa của các dạng thủy ngân hữu cơ
Thủy ngân hữu cơ trong tự nhiên tồn tại 2 dạng chình hình 1.2) là methyl thủy
ngân và ethyl thủy ngân, bao gồm một hoặc nhiều nhóm nhóm methyl CH3- với một
nguyên tử thủy ngân. Thủy ngân hữu cơ có công thức hóa học CH3)nHg+, do là một
ion tìch điện dương, nó có thể kết hợp với các anion Cl-, OH-, NO3-.
5
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
Hình 1. 2: Cấu tạo phân tử của methyl thủy ngân và ethyl thủy ngân
Thủy ngân làdễ liên kết với các anion có chứa lưu huỳnh, điển hính là nhóm-SH
được tím thấy trong các axit amin như cysteine và methionine. Ví vậy, protein có chứa
cysteine sẽ tạo liên kết cộng hóa trị bền vững với methyl thủy ngân.
Quá trính chuyển hóa từ thủy ngân vô cơ thành thủy ngân hữu cơ là một quá
trính tổng hợp đòi hỏi ìt nhất hai bước: Oxy hóa Hg thành Hg2+ và đưaHg2+ thành
methyl thủy ngân, quá trính sau được gọi là methyl hóa (hình 1.3) [4].
Hình 1. 3: Quá trình hình thành thủy ngân hữu cơ
Methyl thủy ngâncó độc tình cao và dễ dàng tiếp cận các mô sinh học do đó đây
là dạng độc hại nhất đối với con người. Thông qua hoạt động của vi sinh vật kỵ khì
6
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
trong môi trường nước như sông, hồ, đầm lầy, trầm tìch, đất và đại dương với điều kiện
thìch hợp methyl thủy ngân sẽ được hính thành từ thủy ngân vô cơ,đâylà dạng tồn tại
ổn định nhất của thủy ngân, quá trính demethyl hóa không xảy ra hoặc xảy ra rất ìt
[34]. Quá trình demethyl hóa được tím thấy bởi các nhà nghiên cứu trong trầm tìch và
được giải thìch bởi thực tế là methyl thủy ngân có xu hướng bị hấp phụ bởi các thành
phần trầm tìch và bị phân hủy nhanh hơn thủy ngân vô cơ. Sự giải hấp của methyl thủy
ngân từ các mẫu trầm tìch lớn hơn 10 đến 1,000 lần so với thủy ngân vô cơ [22]. Quá
trình demethylhóa xảy ra dưới ảnh hưởng của một số vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn
khử sunfat tạo ramethyl thủy ngânđược sinh vật hấp thụ bằng cáchtìch lũy trong cơ thể
thông qua chuỗi thức ăn[11].
*Tính chất hóa học, sinh học và vật lý của các dạng thủy ngân hữu cơ
Thành phần chình của hợp chất thủy ngân là nguyên tố thủy ngân có trọng
lượng nguyên tử là 200,59, tạo liên kết cộng hóa trị với ìt nhất một nguyên tử carbon.
Ở nhiệt độ thường, thủy ngân hữu cơ ở dạng tinh thể rắn, hòa tan được trong dung môi
hữu cơ.
Methyl thủy ngân clorua (MeHg-Cl) có độ hòa tan thấp trongnước, với độ hòa
tan là 0,100g/L ở 210C . Dimethyl thủy ngân, rất độc là sản phẩm phụ của quá trính
tổng hợp hóa học của methyl thủy ngân, cũng có độ hòa tan tương đối thấp trong nước
(1,20g/L ở 210C . Độ hòa tan trong nước giảm dần theo thứ tự Hg2Cl; Hg; CH3Hg-Cl;
HgCl2[35].
Hợp chất của methyl thủy ngân(VD: CH3Hg-Cl,.. cónhiệt độ sôi và nóng chảy
khác nhau, với áp suất hơi tương đối cao ở nhiệt độ phòng. Áp suất hơi CH3Hg-Cl là
1,23 Pa 0,0085mmHg , lớn hơn của dimethyl thủy ngân nhiều lần.
*Sự tích lũy methyl thủy ngântrong chuỗi thức ăn
Methyl thủy ngân là dạng hữu cơ tồn tại chình trong tự nhiên, được tìch lũy từ
cá thể đầu tiên, sau đó tìch lũy từ sự lây lan của các cá thể, từ động vật ăn cỏ, động vật
ăn thịt, đến con người. Khi chất độc xâm nhập vào động vật, thực vật, được bài tiết một
7
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
phần, phần còn lại được lưu trữ trong cơ thể sinh vật. Theo chuỗi thức ăn và quy tắc bắt
mồi của vật chủ, chất độc và độc tố từ sinh vật đó có thể được chuyển từ sinh vật này
sang sinh vật khác và tìch lũy với mức độ độc tố cao hơn ở cấp độ dinh dưỡng và thời
gian sống. Quá trính này được gọi là tìch lũy sinh học và khuếch đại chất độc trong
quần thể sinh vật.
Các dạng thủy ngân khác như ethyl thủy ngân cũng có thể xâm nhập và tìch lũy
trong chuỗi thức ăn; tuy nhiên, methyl thủy ngân được coi là dạng hấp thụ nhanh nhất,
có khả năng khuếch đại sinh học lớn nhất và tốc độ bài tiết rất chậm khỏi cơ thể. Khi
thủy ngân được hấp thụ vào cá, nó tạo thành liên kết cộng hóa trị với nhóm -SH. Vì
liên kết này khá ổn định, hệ quả là "làm giàu" hoặc tìch lũymethyl thủy ngân từ cá thể
này sang cá thể khác tiếp theo.
Sự dịch chuyển của thủy ngân hữu cơ thông chuỗi thức ăn có thể được tóm tắt
như sau:
- Thủy ngân hữu cơ trong trầm tìch và sinh vật phù du.
- Cá nhỏ ăn số lượng lớn sinh vật phù du theo thời gian.
- Cá lớn tiêu thụ cá nhỏ hơn, tìch lũy thủy ngân trong tế bào và mô của chúng.
Người ăn thịt cávà động vật, qua đó lượng methyl thủy ngân cùng với ethyl thủy ngân
tìch lũy ngày càng tăng.Cá thể lớn hơn sẽ có mức thủy ngân cao hơn trong cơ thể
chúng.
Theo cơ chế này, thủy ngân hữu cơ được tìch lũy nhanh chóng bởi hầu hết các
sinh vật dưới nước và tìch lũy nhiều nhất trong các mô của cá, con người là cá thể cuối
cùng trong chuỗi thức ăn thủy sản. Tuy nhiên, mức độ tìch lũy cũng bị ảnh hưởng bởi
các yếu tố khác như loài, tuổi thọ, hoạt động của vi sinh vật và thủy ngân trầm tìch,
chất hữu cơ hòa tan hoặc các điều kiện tự nhiên khác như lũ lụt, dòng chảy theo mùa
hoặc bị ảnh hưởng bởi ảnh hưởng lưu huỳnh và các hóa chất khác trong nước [19]. Với
nhiềuyếu tố tác động, sự tìch lũy sinh học của methyl thủy ngân là không thể đoán
trước và có thể thay đổi trong các môi trường khác nhau.
8
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
*Độc tính của methyl thủy ngân đối với con người
Methyl thủy ngân đặc biệt nguy hiểm cho phụ nữ mang thai và trẻ nhỏ bởi khả
năng thẩm thấu dễ dàng qua màng sinh học con người. Methyl thủy ngân di chuyển
vào các tế bào thần kinh từ lớp màng ngoài đến vỏ não, ức chế sự phát triển não bộ của
thai nhi dẫn đến thay đổi hành vi và giảm khả năng nhận thức thậm chì gây ra mù,
điếc,v.v đồng thời tấn công vào tế bào phân chia và tổng hợp protein của các tế bào
thần kinh. Điều này dẫn đến việc thiếu năng lượng trong tế bào và rối loạn trong việc
truyền phản xạ thần kinh. Đây là cơ sở để giải thìch lý do tại sao những đứa trẻ sinh ra
từ bà mẹ bị nhiễm methyl thủy ngân sẽ bị phá hủy không thể phục hồi hệ thần kinh
trung ương, bao gồm cả bệnh tâm thần phân liệt, không thể phát triển trì tuệ và co giật.
Cũng có bằng chứng cho thấy con người và động vật tiếp xúc với methyl thủy ngân có
thể có tác dụng phụ đối với hệ tim mạch ở trẻ em đang phát triển và trưởng thành, biểu
hiện là huyết áp không ổn định, bệnh tim mạch và chậm phát triển.
Ngoài ra, ngộ độc methyl thủy ngân cũng dẫn đến sự phân lập nhiễm sắc thể,
phá vỡ nhiễm sắc thể và ngăn chặn sự phân chia tế bào. Các nghiên cứu khác đã chứng
minh rằng tác dụng phụ của thủy ngân có thể gây ung thư và các triệu chứng ngộ độc
thủy ngân bắt đầu xuất hiện khi lượng thủy ngân trong máu là lớn hơn 0,5µg/mL [21].
Đối với người trưởng thành, methyl thủy ngân được hấp thụ dễ dàng vào cơ thể
qua đường tiêu hóa. Nó tạo liên kết bền vớicysteine, với protein và peptit axit amin.
Phức hợp methyl thủy ngân-cysteine ổn định và có thểkết hợp với các axit amin vận
chuyển trong cơ thể như methionine - một loại axit amin thiết yếu. Do đó, nó được vận
chuyển tự do khắp cơ thể đến não, qua nhau thai nơi cung cấp dinh dưỡng cho sự phát
triển của thai nhi. Nhờ liên kết bền với protein, methyl thủy ngân không dễ dàng bị đào
thải ra khỏi cơ thể, thời gian đào thải của methyl thủy ngân trong máu là khoảng 50
ngày. Nghiên cứu trên cơ thể nạn nhân bị ngộ độc methyl thủy ngân ở Minamata Nhật
Bản [12] cho thấy ảnh hưởng của methyl thủy ngân trong cơ thể con người tăng lên khi
tiếp xúc với liều lượng vượt ngưỡng cho phép. Ban đầu, nạn nhân mất sự phối hợp
9
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
giữa các cơ bắp, tê liệt chân tay, run rẩy, suy giảm các giác quan, ù tai hoặc điếc, mờ
mắt, hay quên, cơ thể yếu, mệt mỏi.Nhiều bệnh nhân ở Minamata bị điên, bất tỉnh và
chết sau một tháng bị bệnh. Khám nghiệm tử thi cho thấy: Trong một số trường hợp,
tiểu não gần như bị phá hủy hoàn toàn. Trên thế giới cũng ghi nhận các thảm họa tương
tự, ở Iraq, trong những năm 1960 - 1970, methyl thủy ngân đã được sử dụng để bảo
quản lúa mì, ngũ cốc là hạt giống làm thức ăn trực tiếp cho con người và động vật. Các
triệu chứng của họ sau một thời gian dài phơi nhiễm methyl thủy ngân: dị ứng, khó
giao tiếp, vận động, suy giảm thị lực, giảm thình lực, mù, thậm chì tử vong. Nghiên
cứu của WHO đã chỉ ra rằng ở người trưởng thành, với lượng methyl thủy ngân hàng
ngày là khoảng 0,48 µg/kg trọng lượng cơ thể sẽ không gây ra ảnh hưởng tới sức khỏe
nhưng nếu nồng độ lớn hơn trong khoảng từ 3-7mg/kg trọng lượng cơ thể hoặc cao
hơn, các triệu chứng trên hệ thần kinh sẽ bắt đầu xuất hiện. Lúc này, nồng độ trong tóc
sẽ vào khoảng 50-125 µg/g. Ngoài ra, còn có dấu hiệu cho thấy methyl thủy ngân ảnh
hưởng đến các cơ quan khác trong cơ thể. Năm 1995, các nhà nghiên cứu ở Phần Lan
đã tím thấy mối tương quan giữa việc tiêu thụ cá bị nhiễm methyl thủy ngân và nguy
cơ nhồi máu cơ tim cấp tình. Mặc dù ăn cá có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim,
nhưng các nhà nghiên cứu đã xác định rằng nồng độ thủy ngân trung bính trong tóc của
1833 cư dân là 2mg/kg và họ ăn trung bính 30g cá mỗi ngày lạilàm tăng nguy cơ đau
tim, nhồi máu cơ tim lên 2 hoặc 3 lần[34].
Các dạng thủy ngân cũng được xác định liên quan đến tổn thương thận. Khám
nghiệm tử thi bệnh nhân mạc treo ví ngộ độcmethyl thủy ngân cho thấy các biểu hiện
tiêu cực lên thận và thoái hóa ống thận thâm chì làm hỏng ống thận [11]. Trong thập kỷ
qua, nhiều công trính nghiên cứu tác động của methyl thủy ngân lên chức năng miễn
dịch và huyết áp được thì nghiệm trên chuột. Sorosen và cộng sự 1999 đã tím thấy
mối liên quan với methyl thủy ngân với tăng huyết áp ở chuột mới sinh, tương ứng với
sự gia tăng nồng độ thủy ngân trong máu [23].
10
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
1.3. Các phƣơng pháp xác định thủy ngân hữu cơ
Các phương pháp thường được sử dụng để xác định thủy ngân hữu cơ bao gồm
sắc ký và quang phổ kế.
1.3.1 Sắc ký khí (GC)
Sắc ký khì được thực hiện trên cơ sở tương tác phân tán của hai pha, pha tĩnh và
pha động. Có hai loại sắc ký khí: khí-lỏng và khì-rắn. Phương pháp được thực hiện với
nguyên tắc mẫu được bơm vào buồng mẫu có nhiệt độ đủ cao, cho phép mẫu bay hơi
mà không bị phân hủy. Khí mang mang chất phân tìch vào cột tách, ái lực tương tác
khác nhau giữa các chất phân tìch và pha tĩnh dẫn đến thời gian lưu của chất phân tích
cũng khác nhau. Do đó, các chất phân tìch rửa giải ra khỏi cột vàđược detector ghi
nhận tìn hiệu tại các thời điểm khác nhau, hiển thị tìn hiệu khi có sự hiện diện của một
chất hoặc một nhóm chức. Phương pháp sắc ký khì GC đã được sử dụng để xác định
methyl thủy ngânvà các loại thủy ngân khác trong các mẫu sinh học mà chúng bao gồm
việc sử dụng các detector GC thông thường, như detector bắt điện tử ECD , phương
pháp phát hiện chọn lọc nguyên tố dựa trên hấp thụ nguyên tử, quang phổ huỳnh quang
nguyên tử AFS .
*Sắc ký khí - Detector bắt điện tử (GC-ECD)
Detector bắt điện tử ECD dựa trên khả năng liên kết các electron tự do trong
pha khì trừ trường hợp khì trơ của mỗi chất phân tìch. Khả năng liên kết lớn hay nhỏ
phụ thuộc nhiều vào cấu trúc của các hợp chất. Nó tương đối nhỏ đối với các hợp chất
của hydrocarbon bão hòa. Ngược lại, khi các hợp chất chứa halogen, nitơ hoặc các
nhóm đa liên kết liên kết đôi hoặc ba , khả năng bắt electron là cao. Do đó, độ nhạy
của detector ECD rất đặc trưng cho các nhóm chất và có phạm vi tuyến tình rộng.
Petr Maršálek và cộng sự đã nghiên cứu phương pháp xác định nhanhmethyl
thủy ngân trong cá dựa trên phương pháp GC-ECD. Phương pháp mới sử dụng môi
trường axit hydrochloric và quá trình chiết bằng toluene. Trong nghiên cứu này, methyl
11
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
thủy ngân được xác định bằng kỹ thuật GC-ECD sử dụng cột mao quản đặc hiệu DB608. Phương pháp có giới hạn phát hiện (MDL) 13 µg/kg, giới hạn định lượng(MQL)
22 µg/kg, tuyến tình trong khoảng nồng độ 0,2 ~ 200 ng/g, độ tái lập 9,4% và độ thu
hồi ~90%. Phương pháp này được phát triển và đối chiếu trên mẫu CRM 464 so sánh
giữa các phòng thì nghiệm IMEP, kết quả tương đồng trên 20 mẫu cá ngừ do Trung
tâm nghiên cứu - Viện nghiên cứu và tổ chức đo lường Bỉ cung cấp [38].
Nhóm nghiên cứu của Salvatore Chiavarini đã đưa ra quy trính phân tìch để xác
định methyl thủy ngân trên tóc người bằng phương pháp sắc ký khì mao quản với
detector ECD (GC-ECD . Các mẫu tóc được thủy phân trong môi trường kiềm/toluene
trong bể siêu âm tại 500C. Sau khi làm mát, hỗn hợp được xử lý bằng axit chlohydric
(6mol/L và dung dịch đồng sunfat bão hòa, pha hữu cơ được chiết bằng dung dịch
cystein. Methyl thủy ngân được giải chiết trong toluene bằng cách thêm CuSO4 và KBr
và được phân tìch bằng GC-ECD với cột mao quản DB17. Với phương pháp nàygiới
hạn phát hiện của phương pháp đối với methyl thủy ngân là 50ng/g với 100 mg mẫu
tóc. Hiệu suất thu hồi và độ lặp lạitrong quá trính bơm mẫu đã được khảo sát đánh giá.
Kết quả trên 13 mẫu tóc người cho thấy có sự tìch lũy thủy ngân trên tóc và móng.
Phương pháp đã tối ưu hóa các quy trính phân tìch tương tự thông qua các cải tiến
trong quy trình phân tích, cho phép định lượng lượng vết methyl thủy ngân với độ tin
cậy và độ chình xác tốt[41].
A.M Caricchia và cộng sự đã công bố nghiên cứu xác định methyl thủy
ngântrong trầm tìch bằng sắc ký khì với detector ECD. Sử dụng cột mao quản SPB-608
với đường kính 0,53 mm. Methyl thủy ngân từ trầm tìch được chiết dựa trên quá trính
thủy phân môi trường kiềm (KOH/CH3OH) trong bể siêu âm, sau đó được làm sạch.
nhược điểm lớn, phổ biến đối với các phương pháp sắc ký để xác định methyl thủy
ngân là không có chất nội chuẩn để kiểm soát. Tuy nhiên,Độ chình xác của phương
pháp đã được chứng minh bằng các hoạt động đánh giá liên phòng và mẫu chuẩn
chứng nhận methyl thủy ngân trong trầm tìch được trợ bởi tổ chức bởi hiệp hội Tiêu
12
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
chuẩn, Đo lường và Chương trính thử nghiệm của Liên minh châu Âu và cơ quan năng
lượng nguyên tử Quốc tế IAEA .[3]
*Sắc ký khí - Phổ khối (GC-MS)
Nhóm nghiên cứu của Syr-song Chen đã đưa ra quy trình phân tích methyl thủy
ngân và thủy ngân vô cơ trong cá. Tác giả sử dụng hỗn hợp nhiều dung dịch trong quá
trính chiết như: dung dịch kiềm tetra methyl ammonium hydroxide), dung dịch Cu2+,
natri tetraethylborate và n-heptane. Các dẫn xuất thủy ngân khác nhau được giải hấp
trong ống hóa hơi của sắc ký khì và sau đó được phân tìch bằng phép đo khối phổ.
Thời gian phân tìch cho mỗi mẫu trên thiết bị GC-MS được tối ưu khoảng 8 phút cho
mỗi mẫu với thời gian gia nhiệt mẫu lần lượt là 3,5, 2,5 và 1,5 phút. Hiệu suất thu hồi
của các dạng thủy ngân lần lượt là 92,3, 96,1% và 93,6, 95,5% đối với methyl thủy
ngân và vô cơ. Phương pháp được áp dụng để phân tìch 3 mẫu chuẩn đối chứng là mẫu
cá ngừ BCR CRM 464, thịt cá mập NRC DORM-2 và gan cá mập NRC DOLT-2[46].
S. Mishrađã sử dụng phương pháp sắc ký khì khối phổ để xác định methyl thủy
ngân và Hg2+ trong các mẫu trầm tìch, nước biển từ Mumbai, Ấn Độ. Quy trình phân
tích đơn giản bao gồm quá trính methyl hóa với Na[B(C6H5)4], quá trính chiết pha rắn,
sau đó được phân tìch trên hệ thiết bị GC-MS. Phương pháp đã được tối ưu các thông
số quan trọng như vật liệu hấp phụ, thời gian chiết, nhiệt độ chiết và pH. Sau khi chiết,
sợi được đưa vào ống hóa hơi của GC và bắt đầu quá trính giải hấp, để tách và phân
tích. Giới hạn phát hiện đối với methyl thủy ngânvà thủy ngân vô cơ lần lượt là 0,02 và
0,05 mg/g. Tác giả đã sử dụng các mẫu chuẩn để phân tìch kiểm tra phương pháp.
Tổng hàm lượng thủy ngân trong các mẫu khác nhau được xác định bằng phương pháp
quang phổ hấp phụ nguyên tử kết hợp kỹ thuật hydride hóa[40].
*Sắc ký khí-Quang phổ huỳnh quang nguyên tử
Luis Carrasco đã giới thiệu một phương pháp xác định lượng vết của các
dạngthủy ngân hữu cơ trong các nền mẫu sinh học khác nhau bằng cách sử dụng
phương pháp propyl hóa sau đó kết hợp với phương pháp vi chiết pha rắn Headspeace
13
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
(HS-SPME cuối cùng mẫu được phân tìch trên hệ thông sắc ký khì GC kết hợp với
quang phổ huỳnh quang nguyên tử Py-AFS đã được tối ưu hóa. Để nâng cao độ nhạy
cũng như xác định được tỉ lệ giữa methyl thủy ngân (MeHg) và ethyl thủy ngân
EtHg các mẫu phải qua quá trính propyl hóa cũng như tối ưu chất mang và tốc độ
dòng khí. Tốc độ khì mang được thay đổi lần lượt từ 2 tới 6 ml/phút. Ngoài ra, nhiệt độ
pyrolyser cũng được tối ưu hóa tại 750oC. Giới hạn phát hiện và định lượng ở điều kiện
tối ưu là 0,04 ng/g và 0,13 ng/g cho MeHg và EtHg. Phương pháp được áp dụng phân
tìch trên mẫu chuẩn được chứng nhận DORM-2 và được áp dụng để xác định thủy
ngân hữu cơ trong mẫu cá và trứng cá.[31]
Juan Jose Berzas Nevado và cộng sự đã phát triển một phương pháp đơn giản và
nhanh chóng để phân tìch thủy ngân vô cơ và monoorganomercury MMHg trong các
mẫu sinh học. Quy trính bao gồm quá trình chiết thủy ngân được hỗ trợ bằng vi sóng
trong dung dịch kiềm. Các dạng thủy ngân được phân tìch bằng sắc ký khì mao quản
kết hợp với detector huỳnh quang nguyên tử CGC-pyro-AFS), sử dụng cột đặc hiệu
DB-5, 15 m × 0.25mm × 0.25m. Sự kết hợp giữa sắc ký khì và detector huỳnh quang
nguyên tử đã được tối ưu hóa với mục đìch nâng cao độ nhạy của phương pháp cũng
như giảm thời gian phân tìch. Quy trính sử dụng vi sóng trong quá trính chiết cùng với
việc loại bỏ các bước làm sạch trước khi ethyl hóa giúp cải thiện đáng kể thời gian
phân tích so với các quy trính tương tự. Giới hạn phát hiện là 2 pg đối với MMHg và 1
pg đối với thủy ngân vô cơ. Phương pháp được kiểm tra độ tin cậy bằng cách phân tìch
các mẫu chuẩn DORM-2 cơ cá và DOLT-3 gan cá . Hiệu suất thu hồi đạt từ 92105%.[28]
1.3.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hơi lạnh(CV-AAS)
Kỹ thuật hấp thụ nguyên tử hơi lạnh thường được sử dụng để xác định thủy
ngân ở trạng thái lỏng với áp suất hơi tương đối cao 1,3.10-3 mmHg ở 25oC hay hơi
thủy ngân tồn tại dưới dạng đơn nguyên tử. Phương pháp sử dụng chất khử mạnh để
14
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
khử trực tiếp Hg2+ thành Hg0, đồng thời sử dụng khì mang đưa dung dịch hoặc hơi thủy
ngân vào ống thạch anh, phương pháp xác định độ hấp thụ quang của thủy ngân ở bước
sóng 253,7nm từ đèn HCL. Phương pháp sử dụng các loại khì mang là Ar, N2 hoặc
không khì sạch.
Năm 2012, CV-AAS là phương pháp quang phổ đơn giản với thời gian phân
tích nhanh được nhóm nghiên cứu của AQ.Shah ứng dụng để xác định hàm
lượngmethyl thủy ngân và thủy ngân vô cơ trong 10 loài cá nước ngọt. MeHg và Hg2+
được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử hơi lạnh sau quá trình
xử lý mẫu ướt bằng kiềm. Các mẫu trong quá trính xử lý đã được thêm clorua và natri
tetrahydroborate tương ứng cho MeHg và Hg2+. Áp dụng các điều kiện tối ưu, phương
pháp được đánh giá độ chình xác bằng cách xác định hàm lượng MeHg, Hg2+trong mẫu
chuẩn tham chiếu DORM-2 và các mẫu hải sản. Giới hạn phát hiện lần lượt là 0,117
và 0,133 µg/kg đối với MeHg và Hg2+. Hàm lượng MeHg và Hg2+ trong thịt của mười
loài cá được tím thấy trong khoảng 28,4 -56,3) và (3,01-8,11) µg/kg. [4]
Nhóm nghiên cứu của Mustafa Tuzen đã ứng dụng phương pháp quang phổ hấp
thụ nguyên tử hơi lạnh để xác định thủy ngân vô cơ và methyl thủy ngân trên vi khuẩn
Staphylococcus aureus. Chất phân tìch được tách trên cột Dowex Optipore V-493
micro-colum trước khi được phân tìch trên thiết bị. Quá trính rửa giải trên cột được
thực hiệnvới 0,1 mol/L HCl đối với methyl thủy ngân và 2 mol/L HCl đối với Hg2+
được thực hiện ở pH 2-6. Các điều kiện phân tìch tối ưu bao gồm pH, lượng chất hấp
thụ sinh học, khối lượng mẫu. Giới hạn phát hiện của các chất phân tìch là 2,5 ng/L đối
với Hg2+ và 1,7 ng/L đối với methyl thủy ngân. Khả năng của chất hấp thụ sinh học đối
với Hg2+ và methyl thủy ngân lần lượt là 6,5 và 5,4 mg/g. Việc đánh giá các thông số
của phương pháp được trính thực hiện trên các mẫu chuẩn chứng nhận. Quy trình đã
được áp dụng thành công để xác định của Hg2+ và methyl thủy ngân trong các mẫu cá.
[36]
15
Phạm Công Hiếu
Luận văn thạc sĩ
1.3.3 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)
*Nguyên lý sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)
Sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC về cơ bản là một dạng sắc ký cột được cải
tiến. Thay ví dung môi đi qua pha tĩnh nhỏ giọt dưới tác dụng của trọng lực, nó bị tác
động dưới áp suất cao lên tới 400 atm, điều đó làm cho quá trính tách xảy ra nhanh và
hiệu quả hơn nhiều. Tất cả các phương pháp sắc ký, bao gồm HPLC hoạt động theo
cùng một nguyên tắc cơ bản; tách hỗn hơn chất thành các thành phần riêng rẽ do sự
khác biệt về ái lực tương tác của các phân tử khác nhau đối với pha động và pha tĩnh
được sử dụng trong quá trính tách.
Hình 1. 4: Sơ đồ khối hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao
Nguyên lý hoạt động được thể hiện qua hính 1.4, thiết bị HPLC bao gồm hệ
thống bơm, kim bơm, cột, detector và bộ tìch hợp hoặc hệ thống thu nhận và hiển thị.
Trung tâm của hệ thống là cột tách nơi quá trính tascg chất được diễn ra.
Kênh dung môi: Pha động được chứa trong các chai thủy tinh, thường là hỗn
hợp các thành phần dung môi phân cực hoặc không phân cực có nồng độ tương ứng
thay đổi tùy thuộc vào chất phân tìch hoặc nền mẫu cũng như phương pháp sắc ký
được lựa chọn.
Bơm: hệ thống bơm hút đưa chất phân tìch, pha động qua hệ thống cột và
detector. Tùy thuộc vào một số yếu tố bao gồm kìch thước cột, kìch thước hạt của pha
tĩnh, tốc độ dòng chảy và thành phần của pha động, áp suất vận hành có thể lên tới
42000 kPa khoảng 6000 psi).
Kim bơm mẫu: Kim bơm mẫulà một mũi tiêm đơn hoặc một hệ thống tiêm tự
động. Kim bơm mẫu cho hệ thống HPLC có tác dụng hút chình xác thể tìch mẫu trong
16
