Nghiên cứu: Xác định Auramine O trong thực phẩm bằng phương pháp Von-Ampe

Luận văn nghiên cứu phương pháp von ampe xác định Auramine O trong thực phẩm. Đảm bảo an toàn thực phẩm, phát hiện nhanh chóng chất cấm.

• Tác giả: Duong Van Thang
• Người hướng dẫn: TS. Nguyen Thi Kim Thuong
• Trường học: Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
• Đề tài: Nghiên Cứu Xác Định Auramine O Trong Thực Phẩm Bằng Phương Pháp Von - Ampe
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• DANH MUC CHU VIET TAT
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu chung về chất nghiên cứu Auramine O
• 1.2. Cấu tạo của Auramine O (AO)
• 1.3. Các phương pháp xác định Auramine O
• 1.3.1. Phương pháp sắc kí
• 1.3.2. Phương pháp quang phổ
• 1.4. Giới thiệu phương pháp von - ampe vòng (CV)
• 1.5. Giới thiệu về phương pháp von - ampe hòa tan hấp phụ
• 1.6. Các kỹ thuật ghi đo tín hiệu hòa tan chất cần phân tích
• 1.7. Nguyên tắc của phương pháp von - ampe hòa tan hấp phụ
• 1.8. Điện cực làm việc
• 1.8.1. Điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE)
• 1.8.2. Điện cực glassy carbon
• 1.9. Ưu, nhược điểm của phương pháp Von - Ampe hòa tan hấp phụ
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nội dung nghiên cứu
• 2.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.3. Tiến trình thí nghiệm theo phương pháp CV
• 2.4. Tiến trình thí nghiệm theo phương pháp von - ampe hòa tan hấp phụ SqW, DP
• 2.5. Quy trình xử lý mẫu
• 2.5.1. Mẫu thịt gà
• 2.5.2. Mẫu nước dưa
• 2.6. Trang thiết bị và hóa chất
• 2.6.1. Trang thiết bị
• 2.6.2. Hóa chất và dung môi
• 2.7. Chuẩn bị các dung dịch hóa chất
• 2.7.1. Pha dung dịch gốc Auramine O 10^-3M
• 2.7.2. Pha dung dịch đệm BR 0.06 pH (2 đến 12)
• 2.8. Các thông số đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích
• 2.8.1. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ)
• 2.8.2. Độ lặp lại của phương pháp
• 2.8.3. Hiệu suất thu hồi
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu đặc tính điện hóa của Auramine O bằng phương pháp von - ampe vòng (CV)
• 3.1.1. Đặc tính điện hóa của Auramine O trên điện cực HMDE và GCE
• 3.1.2. Đặc tính hấp phụ của AO trên HMDE
• 3.1.3. Đặc tính hấp phụ của AO trên điện cực GCE
• 3.2. Khảo sát ảnh hưởng pH
• 3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng pH trên điện cực HMDE
• 3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng pH trên điện cực GCE
• 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét
• 3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét trên điện cực HMDE
• 3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét trên điện cực GCE
• 3.4. Tối ưu hóa các điều kiện xác định AO trên điện cực HMDE và GCE
• 3.4.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH
• 3.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của thế hấp phụ
• 3.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp phụ
• 3.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét
• 3.5. Đánh giá phương pháp
• 3.5.1. Xây dựng đường chuẩn
• 3.5.2. Đánh giá độ lặp lại của phương pháp
• 3.6. Áp dụng phân tích Auramine O trong mẫu thịt gà
• 3.6.1. Khảo sát ảnh hưởng của dung môi
• 3.6.2. Xây dựng đường chuẩn xác định AO trong nền mẫu thịt gà
• 3.6.3. Áp dụng phân tích mẫu thật
• 3.6.4. So sánh ý nghĩa thống kê giữa hai phương pháp AdSV - DP và phương pháp LC - MS
• 3.6.5. Đánh giá độ thu hồi của phương pháp
• 3.7. Áp dụng, phân tích Auramine O trong mẫu thịt gà
• 3.7.1. Xây dựng đường chuẩn xác định AO trong nền mẫu dưa đo trên điện cực GCE
• 3.7.2. Áp dụng phân tích một số mẫu dưa trên thị trường
• KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Tổng quan phương pháp xác định Auramine O trong thực phẩm

Auramine O (AO), có danh pháp IUPAC là 4,4’-carbonimidoylbis[N,N-dimethylaniline], là một hợp chất diarylmethane được sử dụng chủ yếu làm phẩm màu công nghiệp. Hợp chất này có dạng tinh thể hình kim màu vàng, tan tốt trong nước và ethanol, được ứng dụng rộng rãi trong ngành dệt may, sản xuất giấy, và sơn. Tuy nhiên, do độc tính cao và nguy cơ gây ung thư, Auramine O bị liệt vào danh sách chất cấm trong thực phẩm ở hầu hết các quốc gia, bao gồm cả Việt Nam. Việc lạm dụng hóa chất này để tạo màu vàng hấp dẫn cho các sản phẩm như măng tươi nhuộm vàng, thịt gà, hay dưa cải muối đặt ra một thách thức lớn cho công tác an toàn vệ sinh thực phẩm. Để giải quyết vấn đề này, nhiều kỹ thuật phân tích đã được phát triển. Trong đó, phương pháp Von-Ampe nổi lên như một giải pháp hiệu quả nhờ độ nhạy cao, chi phí thấp và quy trình thực hiện tương đối đơn giản. Phương pháp này thuộc lĩnh vực phân tích điện hóa, dựa trên nguyên tắc đo dòng điện phát sinh từ các phản ứng oxi hóa-khử của chất phân tích trên bề mặt điện cực khi có một thế điện áp được áp vào. Việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật này để định lượng Auramine O không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang tính thực tiễn cấp bách, góp phần bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

1.1. Auramine O Hiểu đúng về phẩm màu công nghiệp bị cấm

Auramine O là một chất màu tổng hợp thuộc phân nhóm ketoimin, với công thức phân tử C₁₇H₂₂N₃Cl. Mặc dù có ứng dụng hữu ích trong công nghiệp và y học (dùng làm thuốc nhuộm huỳnh quang để xác định vi khuẩn), nó lại là một độc tố thực phẩm cực kỳ nguy hiểm. Theo Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC), Auramine O được xếp vào nhóm 2B, tức là nhóm các chất có khả năng gây ung thư cho người. Các nghiên cứu trên động vật đã chứng minh hợp chất này gây tổn thương ADN ở gan, thận, tủy xương và làm xuất hiện các khối u ác tính. Khi xâm nhập vào cơ thể qua đường tiêu hóa, nó có thể tích tụ và gây hại cho nhiều cơ quan, đặc biệt là nguy cơ gây ung thư bàng quang. Tại Việt Nam, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đã ban hành các thông tư cấm tuyệt đối việc sản xuất, kinh doanh và sử dụng Auramine O trong thức ăn chăn nuôi và chế biến thực phẩm.

1.2. Giới thiệu phương pháp Von Ampe trong phân tích điện hóa

Phương pháp Von-Ampe là một nhóm các kỹ thuật phân tích điện hóa được sử dụng để nghiên cứu và định lượng các chất có hoạt tính điện hóa. Nguyên tắc chung là áp một thế điện thay đổi theo thời gian lên một điện cực làm việc (working electrode) và đo dòng điện sinh ra. Trong nghiên cứu này, kỹ thuật Von-Ampe hòa tan hấp phụ (Adsorptive Stripping Voltammetry - AdSV) được tập trung phát triển. Kỹ thuật này gồm ba giai đoạn chính: (1) Giai đoạn làm giàu: Chất phân tích (Auramine O) được hấp phụ và tích lũy trên bề mặt điện cực ở một thế và thời gian xác định. (2) Giai đoạn cân bằng: Ngừng khuấy trộn để dung dịch ổn định. (3) Giai đoạn hòa tan: Quét thế theo chiều ngược lại để oxi hóa hoặc khử chất đã hấp phụ, tạo ra một tín hiệu dòng điện đỉnh (peak) có cường độ tỷ lệ thuận với nồng độ chất phân tích. Phương pháp này đặc biệt nhạy, phù hợp để phát hiện chất cấm ở nồng độ vết và siêu vết.

II. Hiểm họa từ chất cấm Auramine O và thách thức kiểm nghiệm

Sự hiện diện của dư lượng Auramine O trong chuỗi cung ứng thực phẩm là một vấn đề nhức nhối, gây ra những hệ lụy nghiêm trọng cho sức khỏe cộng đồng. Mối nguy hiểm không chỉ đến từ độc tính cấp tính như gây kích ứng da, mắt, hệ hô hấp, mà còn từ nguy cơ ung thư tiềm tàng khi tích tụ lâu dài trong cơ thể. Thực trạng sử dụng trái phép chất cấm trong thực phẩm này xuất phát từ việc một số nhà sản xuất, kinh doanh thiếu ý thức, chạy theo lợi nhuận đã dùng Auramine O để 'tân trang' cho sản phẩm, khiến chúng có màu vàng tươi bắt mắt hơn. Điều này đặt ra một thách thức lớn cho các cơ quan quản lý và các phòng kiểm nghiệm thực phẩm. Các phương pháp phân tích truyền thống như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) tuy cho độ chính xác cao nhưng lại có nhiều hạn chế. Các thiết bị này thường đắt tiền, yêu cầu dung môi tinh khiết với chi phí cao, thời gian phân tích kéo dài và cần kỹ thuật viên có trình độ chuyên môn sâu. Những rào cản này làm cho việc kiểm tra trên diện rộng trở nên khó khăn và tốn kém, tạo ra kẽ hở cho các sản phẩm không an toàn lưu thông trên thị trường. Do đó, việc tìm kiếm và phát triển các phương pháp mới, vừa đảm bảo độ nhạy, độ chính xác, vừa nhanh chóng, chi phí thấp là yêu cầu cấp thiết.

2.1. Tác hại của dư lượng Auramine O đối với sức khỏe con người

Dư lượng Auramine O khi đi vào cơ thể người có thể gây ra nhiều tác động tiêu cực. Tiếp xúc trực tiếp có thể gây dị ứng, mẩn ngứa da. Nếu hít phải, nó gây ho, khó thở và đau ngực. Nguy hiểm nhất là khi hấp thụ qua đường tiêu hóa từ thực phẩm bị nhiễm. Hợp chất này gây tổn thương gan, thận và hệ thần kinh. Đặc biệt, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra mối liên hệ chặt chẽ giữa việc tiếp xúc với Auramine O và bệnh ung thư bàng quang. Tổ chức IARC đã có những bằng chứng từ các công nhân làm việc trong ngành sản xuất thuốc nhuộm này từ những năm 1933. Việc tiêu thụ các thực phẩm như thịt gà, dưa muối, măng... bị nhuộm Auramine O một cách thường xuyên sẽ làm tăng nguy cơ tích tụ độc tố và phát triển các bệnh mãn tính nguy hiểm.

2.2. Hạn chế của các phương pháp truyền thống như HPLC

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và sắc ký lỏng ghép nối khối phổ (LC-MS) từ lâu đã được xem là tiêu chuẩn vàng trong việc định lượng Auramine O. Chúng cung cấp độ nhạy và độ chọn lọc xuất sắc. Tuy nhiên, những phương pháp này tồn tại nhiều nhược điểm đáng kể trong ứng dụng thực tiễn. Chi phí đầu tư cho hệ thống máy HPLC hoặc LC-MS là rất lớn, chưa kể chi phí bảo trì, vận hành và tiêu hao dung môi, cột sắc ký. Quy trình xử lý mẫu thực phẩm thường phức tạp và mất nhiều thời gian. Hơn nữa, việc phân tích đòi hỏi người vận hành phải được đào tạo bài bản. Những hạn chế này khiến cho việc kiểm tra nhanh tại hiện trường hoặc sàng lọc số lượng lớn mẫu trở nên bất khả thi, làm chậm quá trình phát hiện và thu hồi các sản phẩm vi phạm an toàn vệ sinh thực phẩm.

III. Nguyên lý cốt lõi của phương pháp Von Ampe hòa tan hấp phụ

Nền tảng của việc xác định Auramine O bằng kỹ thuật này là phương pháp Von-Ampe hòa tan hấp phụ (AdSV). Đây là một kỹ thuật phân tích có độ nhạy cực cao, có thể đạt tới giới hạn phát hiện (LOD) ở mức ppb (phần tỷ) hoặc thấp hơn. Nguyên lý của AdSV dựa trên khả năng hấp phụ của phân tử Auramine O lên bề mặt của điện cực làm việc. Trong nghiên cứu của Dương Văn Thắng (2018), hai loại điện cực đã được khảo sát là điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE) và điện cực glassy carbon (GCE). Quá trình phân tích diễn ra qua các bước được kiểm soát chặt chẽ. Đầu tiên, trong giai đoạn làm giàu, một thế điện không đổi được đặt vào điện cực trong một khoảng thời gian nhất định, tạo điều kiện cho các phân tử AO trong dung dịch di chuyển đến và bám vào bề mặt điện cực. Sau khi làm giàu, quá trình quét thế được thực hiện. Tùy thuộc vào bản chất của chất và điện cực, quá trình này có thể là quét về phía âm (khử) hoặc dương (oxi hóa). Sự thay đổi trạng thái oxi hóa của AO trên bề mặt điện cực sẽ tạo ra một dòng điện, được ghi nhận dưới dạng một pic trên giản đồ von-ampe. Chiều cao hoặc diện tích của pic này tỷ lệ thuận với lượng AO đã hấp phụ, qua đó cho phép định lượng Auramine O một cách chính xác.

3.1. Cơ chế hấp phụ và quá trình điện hóa trên bề mặt điện cực

Quá trình khử của Auramine O trên bề mặt điện cực HMDE được xác định là một quá trình bất thuận nghịch và có sự tham gia của proton (H⁺). Điều này được chứng minh qua việc thế đỉnh pic dịch chuyển về phía âm hơn khi pH tăng hoặc tốc độ quét tăng. Tương tự, trên điện cực GCE, quá trình oxi hóa của AO cũng là bất thuận nghịch. Khả năng hấp phụ mạnh của AO trên cả hai loại điện cực là yếu tố then chốt tạo nên độ nhạy cao của phương pháp. Việc lựa chọn thế hấp phụ, thời gian hấp phụ và pH của dung dịch nền là cực kỳ quan trọng để tối ưu hóa quá trình làm giàu, đảm bảo lượng chất phân tích bám trên bề mặt điện cực là lớn nhất và ổn định, từ đó thu được tín hiệu phân tích mạnh và có độ lặp lại tốt.

3.2. Vai trò kỹ thuật Von Ampe xung vi phân DPV sóng vuông SWV

Để tăng cường độ nhạy và loại bỏ nhiễu từ dòng tụ điện (dòng nền không mong muốn), các kỹ thuật quét thế hiện đại được áp dụng. Von-Ampe xung vi phân (DPV) và Von-Ampe sóng vuông (SWV) là hai kỹ thuật phổ biến nhất. Trong DPV, các xung thế có biên độ nhỏ được chồng lên một nền thế quét tuyến tính. Dòng điện được đo ngay trước và gần cuối mỗi xung, hiệu số của hai giá trị này được ghi lại. Cách đo này giúp loại bỏ phần lớn dòng tụ điện, làm tăng tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu. Kỹ thuật SWV còn hiệu quả hơn, với việc sử dụng một dạng sóng vuông chồng lên nền thế bậc thang. SWV cho phép quét thế nhanh hơn và thường mang lại độ nhạy cao hơn DPV, rất phù hợp cho việc phát hiện chất cấm ở nồng độ thấp.

IV. Hướng dẫn quy trình xác định Auramine O bằng Von Ampe

Việc xây dựng một quy trình chuẩn để định lượng Auramine O là mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu. Quy trình này bao gồm hai phần chính: tối ưu hóa các điều kiện đo điện hóa và xây dựng phương pháp xử lý mẫu thực phẩm hiệu quả. Các thông số thí nghiệm như pH của dung dịch nền, thế hấp phụ, thời gian hấp phụ và tốc độ quét thế đều ảnh hưởng trực tiếp đến tín hiệu phân tích. Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát và tối ưu hóa từng yếu tố này trên cả hai loại điện cực HMDE và GCE để tìm ra bộ điều kiện cho tín hiệu đo cao nhất và ổn định nhất. Ví dụ, pH tối ưu cho phân tích trên điện cực GCE được xác định là 9.0. Bên cạnh đó, việc xử lý nền mẫu phức tạp như thịt gà hay dưa muối để loại bỏ các chất gây nhiễu (protein, lipid, muối...) nhưng vẫn bảo toàn được Auramine O là một bước tối quan trọng. Quy trình xử lý mẫu được xây dựng dựa trên việc sử dụng các dung môi hữu cơ như acetonitrile (ACN) hoặc ethanol để chiết tách AO ra khỏi nền mẫu, sau đó là các bước ly tâm và lọc để thu được dịch chiết sạch trước khi tiến hành phân tích bằng phương pháp Von-Ampe.

4.1. Tối ưu hóa các điều kiện đo pH thế và thời gian hấp phụ

Để đạt được giới hạn định lượng (LOQ) thấp nhất, việc tối ưu hóa các tham số là bắt buộc. Nghiên cứu đã chỉ ra: (1) Ảnh hưởng của pH: Cường độ dòng pic phụ thuộc mạnh vào pH của dung dịch đệm Britton-Robinson (B-R). Tại pH = 9.0, tín hiệu đo trên điện cực GCE đạt giá trị cực đại. (2) Thế hấp phụ: Khảo sát một dải thế để tìm ra giá trị mà tại đó Auramine O hấp phụ mạnh nhất lên bề mặt điện cực. (3) Thời gian hấp phụ: Tín hiệu đo tăng tuyến tính với thời gian hấp phụ trong một khoảng nhất định, sau đó đạt trạng thái bão hòa khi bề mặt điện cực được che phủ hoàn toàn. Lựa chọn thời gian tối ưu giúp cân bằng giữa độ nhạy và tốc độ phân tích. Những điều kiện tối ưu này là cơ sở để xây dựng đường chuẩn và áp dụng vào kiểm nghiệm thực phẩm.

4.2. Các bước xử lý mẫu thực phẩm thịt gà dưa muối chi tiết

Quy trình xử lý mẫu thực phẩm được thiết kế riêng cho từng loại nền mẫu. Đối với mẫu thịt gà, quy trình bao gồm: cân một lượng mẫu chính xác, đồng nhất hóa, sau đó chiết bằng dung môi (acetonitrile hoặc ethanol) kết hợp lắc hoặc rung siêu âm. Hỗn hợp sau đó được ly tâm để tách pha rắn (protein, chất béo kết tủa) và thu lấy dịch chiết lỏng chứa Auramine O. Dịch chiết tiếp tục được lọc qua màng lọc 0.45µm để loại bỏ các cặn nhỏ. Đối với mẫu nước dưa, quy trình đơn giản hơn, chỉ cần pha loãng với dung dịch đệm và lọc. Quy trình xử lý mẫu hiệu quả giúp giảm thiểu ảnh hưởng của nền mẫu, đảm bảo kết quả phân tích điện hóa chính xác và có độ lặp lại cao.

V. Kết quả thực nghiệm phân tích Auramine O trong thực phẩm

Sau khi tối ưu hóa quy trình, phương pháp đã được áp dụng để phân tích Auramine O trong các mẫu thực phẩm thực tế, bao gồm thịt gà và dưa muối mua trên thị trường. Kết quả thu được từ phương pháp Von-Ampe đã được so sánh đối chứng với phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao ghép nối khối phổ (LC-MS) để đánh giá độ chính xác. Các thông số quan trọng của phương pháp phân tích cũng được đánh giá một cách toàn diện, bao gồm khoảng tuyến tính, giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), độ lặp lại (RSD%) và hiệu suất thu hồi (Recovery %). Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp Von-Ampe sử dụng điện cực biến tính hoặc điện cực GCE, HMDE có độ nhạy rất cao, với LOD đủ thấp để phát hiện dư lượng AO ở mức quy định của các cơ quan quản lý. Hiệu suất thu hồi tốt cho thấy quy trình xử lý mẫu thực phẩm đã loại bỏ hiệu quả các chất cản trở mà không làm mất mát đáng kể chất phân tích. Các kết quả này khẳng định tính khả thi và tiềm năng ứng dụng của phương pháp Von-Ampe trong lĩnh vực an toàn vệ sinh thực phẩm.

5.1. Đánh giá độ tin cậy Giới hạn phát hiện LOD và độ lặp lại

Độ tin cậy của phương pháp được xác nhận qua các chỉ số quan trọng. Khoảng tuyến tính rộng cho phép định lượng Auramine O trong một dải nồng độ lớn. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) của phương pháp rất thấp, đáp ứng yêu cầu của việc kiểm nghiệm thực phẩm đối với các chất cấm. Độ lặp lại của phương pháp được đánh giá thông qua độ lệch chuẩn tương đối (RSD%), với các giá trị thu được đều nằm trong giới hạn chấp nhận được, cho thấy sự ổn định và chính xác của quy trình. Hiệu suất thu hồi cao (thường từ 80-110%) chứng tỏ phương pháp có khả năng phân tích chính xác nồng độ AO trong các nền mẫu phức tạp.

5.2. Phân tích Auramine O trong mẫu dưa cải và thịt gà thực tế

Phương pháp đã được áp dụng thành công trên các mẫu thực tế. Kết quả phân tích một số mẫu dưa muối và thịt gà trên thị trường đã phát hiện sự hiện diện của Auramine O, cho thấy tình trạng lạm dụng chất cấm này vẫn còn tồn tại. Các kết quả đo bằng phương pháp Von-Ampe cho thấy sự tương quan tốt khi so sánh với kết quả từ phương pháp LC-MS, chứng tỏ độ đúng của phương pháp. Việc áp dụng thành công trên các mẫu thực phẩm phổ biến như dưa cải muối hay thịt gà chứng minh tiềm năng ứng dụng rộng rãi của kỹ thuật này trong việc giám sát và kiểm soát an toàn vệ sinh thực phẩm một cách nhanh chóng và hiệu quả.

VI. Đánh giá ưu điểm và tiềm năng của phương pháp Von Ampe

Nghiên cứu xác định Auramine O trong thực phẩm bằng Von-Ampe đã chứng minh đây là một hướng đi đầy triển vọng. So với các phương pháp phân tích truyền thống, phương pháp Von-Ampe sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội. Ưu điểm lớn nhất là chi phí đầu tư thiết bị và chi phí vận hành thấp hơn đáng kể so với hệ thống HPLC hay LC-MS. Thiết bị phân tích điện hóa nhỏ gọn, có thể phát triển thành các thiết bị cầm tay, mở ra khả năng kiểm tra nhanh tại hiện trường, chợ, hoặc các cơ sở sản xuất. Thời gian phân tích nhanh, từ khâu xử lý mẫu đến khi có kết quả chỉ mất một khoảng thời gian ngắn. Hơn nữa, phương pháp này ít tiêu tốn dung môi hóa chất, thân thiện hơn với môi trường. Trong tương lai, hướng nghiên cứu có thể tập trung vào việc phát triển các cảm biến điện hóa sử dụng các loại điện cực biến tính bằng nano vật liệu (như ống nano carbon, graphene, hạt nano kim loại). Việc biến tính bề mặt điện cực có thể làm tăng độ nhạy và độ chọn lọc một cách đáng kể, cho phép phát hiện Auramine O ở nồng độ cực thấp và giảm thiểu ảnh hưởng từ các chất gây nhiễu khác.

6.1. Ưu thế vượt trội về chi phí và tốc độ so với sắc ký lỏng

So sánh trực tiếp, phương pháp Von-Ampe cho thấy ưu thế rõ rệt về mặt kinh tế và hiệu quả thời gian. Một hệ thống phân tích điện hóa hoàn chỉnh có giá thành chỉ bằng một phần nhỏ so với một máy sắc ký lỏng hiệu năng cao. Chi phí cho mỗi lần phân tích cũng thấp hơn do không yêu cầu các dung môi đắt tiền và cột sắc ký. Thời gian từ lúc chuẩn bị mẫu đến khi có kết quả của phương pháp Von-Ampe thường nhanh hơn nhiều, cho phép sàng lọc một số lượng lớn mẫu trong một ngày. Yếu tố này đặc biệt quan trọng trong các chiến dịch thanh tra, kiểm tra đột xuất nhằm phát hiện chất cấm và ngăn chặn kịp thời các sản phẩm không an toàn.

6.2. Hướng phát triển các cảm biến điện hóa ứng dụng tại chỗ

Tiềm năng lớn nhất của kỹ thuật này nằm ở khả năng thu nhỏ và tự động hóa. Việc phát triển các cảm biến điện hóa (electrochemical sensors) dùng một lần, dựa trên công nghệ điện cực in (screen-printed electrodes), sẽ tạo ra một cuộc cách mạng trong kiểm nghiệm thực phẩm. Các điện cực biến tính bề mặt bằng các enzyme hoặc các nano vật liệu có ái lực đặc hiệu với Auramine O sẽ nâng cao độ chọn lọc. Những cảm biến này có thể được tích hợp vào các thiết bị cầm tay nhỏ gọn, cho phép người dùng không chuyên (thanh tra viên, người tiêu dùng) thực hiện kiểm tra nhanh ngay tại điểm bán, góp phần xây dựng một hệ thống giám sát an toàn vệ sinh thực phẩm linh hoạt, toàn diện và hiệu quả hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIÁ HÀ NỘI G ĐẠI HỌC KHÓA HỌC TỰ NHIÊN DUONG VAN THANG NGITEN CUU XAC DINTT AURAMINE O TRONG TITUC PHAM BANG PHUONG PHAP VON - AMPE TLUAN VAN THAC Si KHOA HỌC TIà Nội - Năm 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIÁ HÀ NỘI G ĐẠI HỌC KHÓA HỌC TỰ NHIÊN DUONG VAN THANG NGITEN CUU XAC DINTT AURAMINE O TRONG TITUC PHAM BANG PHUONG PHAP VON - AMPE Chnyén nganh: LOA PHAN TICLE Mã 36: 60440118 TUAN V. AN THAC Si KHOA HOC NGUOI HUONG DAN KHOA HOC: TS. NGUYEN TH] KIM THUONG TIà Nội - Năm 2018 DANH MUC CHU VIET TAT. LOT CAM ON.

DANH MỤC BẢNG. DANH MỤC HÏNH. CHƯƠNG1 : TỎNG QUAN.1 Giới thiên chưng về chất nghiên cửu Auranine Ö 17 1. Câu tao ofa Auramine 0 (AO) -.

Cáo phương pháp xác định Aureanine Ö. Phương pháp sắc kí - - - - 20 1. Phương pháp quang phỏ. Giới thiệu phương pháp ven - ampe vòng (CV) 23 1.

Giới thiệu về phương pháp von - ampe hòa fan hấp phụ. Các kỹ thuật ghỉ đo tin hiệu hoà tan chất cần phân tích. Nguyên tắc của phương pháp von - ampe hỏa tan hấp phụ. Diện cực làm việc - - 26 1.

Diện cựo giọt thủy ngân treo (TMDE) 26 1. Diện cựo glassy carbon - - 27 1. Ưu, nhược điểm của phương pháp Von - Ampe hỏa tan hấp phụ 27 CHƯƠNG 2 : NỘI DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Nội đụng nghiên cứn.

Mục tiêu nghiên cửu. Tiến trình thí nghiệm theo phương pháp CV. Tién tink thi nghiém theo phương pháp vơn - ampe hỏa mí hấp phụ SqW, DP - - - 31 2. Quy trình xử lý mẫu - - - 32 2.1 Mẫu thịt gà.

Mẫu nước dựã. Trang thiết bị và hỏa chất. Trang thiết bị. Hóa chất và dung môi.

Chuẩn bị các dụng dịch hóa chất.1, Pha dung dich g6c Auramine Ó 1Ơ ẨM. Pha dung dịch dệm BR 06 pH (2 đến 12).5, Các thông số dảnh giả dộ tin cậy của phương pháp phân tích. Gidi han phat hign (1.0D) va gidi han định lượng (OQ) 36 3. Độ lắp lại của phương pháp - 37 2.

Hiệu suấi thụ hỏi - - 38 CHUONG 3: KET QUA VÀ THẢO LUẬN. Nghiên cửu đặc tính diện hóa của Auraraine © bing phương pháp vơn - ampe vòng (CV). LạHH HH1 HH H0 0e Seo. Đặo tính điện hóa của Auramine O trên điện cục LIMDI! và GCH.

Đặc tính hấp phụ của AO trên HMDE. Đặc tính hấp phụ của AO trên diện cực GCE. Khảo sát ảnh hưởng pH,. Khảo sát ảnh hướng pH trên diện cực HMIDE.

Khảo sát ảnh hưởng pH trên diện cực GCH. Khảo sát ảnh hưởng gủa tốc đô quét 44 3. Khảo sát ảnh hướng của lốc độ quét trên điện cực HMIE 44 3. Khảo sáti ảnh hưởng của tắc dộ quét trên điện cực GCR, 45 3.

Tôi ưu hóa các diều kiên xác định A O trên điện cực HMDE và GCE. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH. Kh¿ sắt sự ảnh hưởng của pH trên điện cực HMTE. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH trên điện cực GCE 3.

Khảo sát ảnh hưởng của thế hập phụ 3. Khảo sát ảnh hưởng của thể hấp phụ trên điện cực HMDE 3 2. ảnh hưởng của thế hấp phụ trên điện cực GƠR 3. Khảo sát ảnh hướng của thời gian hập phụ 3 2.

Khảo sát ảnh hưởng của thời gian hắp phụ trên điện cực HMDE 3. Khảo sắt ảnh hướng của thời gian hắp phụ trên dién cure GCE. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét_ 3. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ quét trên điện cực IIMDI.

Khao sắt ảnh hưởng của tốc độ quét trên điện cực GCT: 3. Dãnh giá phương pháp. Xây dụng đường chuẩn 64 3. Xây đựng đường chuẩn trên điện cực IIMDI: 61 3.

Xây dựng đường chuẩn trên điện cực glassy carbơn. Danh giả độ lặp lại của phương pháp,. Danh gid độ lặp lại của phương pháp trên điện cực LIMDIL, 68 3. Đánh giá dộ lặp lại của phương pháp trên diện cực GCH.

Ap dung phầm tích Auramine O trong mẫu thịt gả - 70 3. Khảo sát ảnh hưởng của dụng môi. Khao sal anh hudng eta dung méi ACN trén dién cue HMDE 70 3. Kho sat anh hudng eda ctanol trén diện cực GCE.

Xây dung đường chuẩn xác dịnh AO trong nền mẫu thựt gà. Đường chuẩn xác định AO trong niên mầu thịt gà đo trên HMIDE. Đường chuẩn xác định AO trong niên mu thịt gà trên GP. Ap dụng phân tích mẫu thật.

Ấp đựng phân tích mẫu thật trên điện cực HMDE - 76 3. Ap dụng phân tích mẫu thịt gà đo trên điện cue GCE va do adi chiếu trên LC - Mã. Sơ sảnh ý nghĩa thống kẻ giữa hai phương pháp AdSV - DP vá phương, pháp LC - M5. Dánh giá độ thu hồi của phương pháp - 83 3.

Đảnh giả độ thu hỏi của phương pháp trên điện cục HMDH. Đanh giá độ thu hỏi của phương pháp trên điện cực GCH. Ap dụng, phân tịch Auramine © trong uiấu thịt gả. Xây dựng đường chuẩn xác định AO trong nền mẫu dưa đo trên điện cực GCE - - - - - 85 3.

Án dung phan tich một số mẫu dưa trên thị trường, 86 KẾT LUẬN. ‘TAL LIEU THAM KHẢO. DANH MỤC CHỮ VIỆT TAT sir 'Tiếng anh Tiếng việt 1 Adsorptive Stripping Von ampe héa tan hap AdSV Vollamnetry phụ 2 Accumulation time Thời gian tích lữy tase 3 Anodic Stripping ‘Von ampe hỏa tan anot ASV Vollamnetry 4 Awamine O Vang 6 AG $ | Britton— Robinson buffer Britton - Robinson B-R 6 | Carbon Paste Hlectrodes Điện cực than nhão CPR 7 Cathodic Stripping Von arnpe hỏa tan catot csv Voltammetry 8 Cyclic Voltammetry Von ampe vòng, cv 9 Chemiluminescence Phương pháp phát quang, CL method hóa học 10 Differential Pulse Von ampe xung vì phản DDP Voltammetry 11 Glassy carbon Diện cực than gương GCL 12 Hanging Mercury Tiện cực giọt thiy ngin | IIMDE Dropping Flectrode trea 13 | IlighPerfomance Liquid Phương phápsắckýlỏng | IIPLC Chromatography hiệu năng cao 14 | Intemational agency for Tổ chức nghién evra ung LARC research on cancer thư thể giới 15 Limit of Detection Giới bạn phái hiện 1OQ 16 Limit of Quantity Giới hạn dịnh lượng, LOD 17 | Liquid chromatography Sắc ký khối phổ LC-MS Mass spectrometry 18 | Mercury Film Electrodes Điện cực màng thủy ngân | MFE 19 Pararosalin Pararosalin PA 20 Recovery Hiéu suat tha héi H% 21 Relative Standard Đô lệch chuẩn tương dối | RSD % Deviation 32 Rhodamine B Rhedamin B RB 23 Solid Phase Extraction Chiét. pha ran SPE 24 | Square Wave Voltammetry Vonamnpe sóng vuông SqW 35 Standard Deviation Độ lệch ciuản sD 26 Static Mercury Drop Điện cục thủy ngân nh | SMDE 1ileetrode LOT CAM ON Trước hết, tôi xm dược tổ lòng biết on sâu sde dén TS.

Nguyén Thi Kim Thưởng đã tận tính hướng đẫn, hỗ trợ và định hướng cho tôi trong suốt quá trinh. thục hiện luận văn Xin chan thành cm em tới các thấy cô trong bộ tuôn Hóa Phân tích nói riêng và khoa hóa học đã truyền đạt cho tôi những kiến thức vô củng, quý bảu và tạo diều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất cho tôi trong suốt quả trình nghiên cứu. 'Tôi cũng xin cám ơn các bạn sinh viên, học viên trong bộ môn hóa phân tích đã hỗ trọ, giúp đỡ tôi trong quá trinh thực hiện luận vấn. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè, đã động viên giúp đỡ tôi hoàn thánh luận văn này.

Hà Nội ngày Hảng năm 2018 Dương Văn Thing DANH MỤC BẰNG Bang 1.1: Khối lượng sản xuất Auramine O 6 mdtsé quéc gia nim 2008 18 Bảng 1.2: Kết quả nghiên cửu ở động vật.3: Két quả nghiên cứu xáo định AO, PA, RB bing phuong phap HPI.2: Kết quả khảo sái tốc độ quét bằng dường CV trên HMDE.3: Kết quả khảo sát tốc độ quét bằng dưỡng CV trên GCE.4: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến cường độ dòng trên HMDE.5: Kết quả khảo sái ảnh hưởng của pH đến cường độ dòng trên GP, 30 Bảng 36 KẾU quả khảo sal anh hudng thé bap phu dén cường độ dòng trên HMPDE.¬- Bảng 37: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thẻ liập phụ đến cường độ dóng trên GCE. HH TH KH HH HH HH1 g0 grrưưc ¬ DA Tăng 3.8: khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp phụ đến cường độ đòng trên HMDE - - - 56 Bang 3.9: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian hap phụ đến cường độ đỏng, trên GCE - - - - 59 Bang 3. Kết quả khảo sát ảnh hướng của tốc độ quốt dến cường độ dóng trên TIMDTE - ~ - ~ - 60 Bang 3.11: Két quả kháo sát ánh huớng của tốc độ quét đến cường độ dòng trên.12: Các điều kiên tối ưu xác dinh AO trén GCE - - 63 Bang 3.13: Anh hưởng của nông độ Auramine O dén cường độ dong trén HMDE 64 Bang 3.14: Kết quả khảo sát ảnh hưởng nông đô AO đến cường độ đông trên GCE - - - 66 Bang 3.15: Do dé lap lại ở hai mức nông độ 107M, 1,2 1Ø M trêu HMDE 68 10 Bang 3.16; Bo dé lặp lại ở hai mức nỗng dộ 4.69 Bảng 317: Sự phụ thuộc cường độ dong pie vao (hành phần dụng môi trên IIMDE - - - 70 Tăng 3.18: Sự phụ thuộc cường độ dòng píc vào thành phần đưng môi trên GCB 72 Bang 3.19: Kết quả đo cường độ dòng của AO trong miu thit gà trên HMDH.20: Kết quá đo cường độ dòng của AO trong mẫu thịt gả trén GCL .22: Kết quá đo mẫu thịt gả trên LIMDI.23: Kết quá đo mẫu thịt gà trên GCI: và đo đối chứng trên LƠ - MS.24: Kết quả hiệu suất thu hỏi AO trên HMDE.25: Kết quả hiệu suất thu hỏi AO trong thịt gà trên GŒE.26: Kết quả do cường dộ dòng của Auramine Ò trong mẫu dựa trên GCH 85 Bang 3.27: Kết quá xác định AO trong dua ở một số dịa phương trên GCE .87 11 ĐANH MỤC HÌNH Tình 1.1: Công thức cầu tạo của Auramine O - 17 Tình 3.1: Đường CV của AO trên HMDE.2: Đường CV của AO ghi 5 vòng lên tiếp trén HMDE .3: Dutng Von - Ampe voug eda dung dich AO trên GCE,.4: Đường CV của AO ghủ 5 vòng liên tiếp trên diện cực GCP .5: Đường CV của AO trên HMDE, - 4 Tình 3.6: Đường CV của AO phụ thuộc vào lốc độ quét trên HMDE 44 Tình 3.7: Sự phụ thuộc của logÏp vào logV rên HMDE - - 45 Tình 3.8: Đường CV của AO phụ thuộc vào lốc đê quét trên dién cus GCE 46 Tình 3.9: Sự phụ thuộc của logÏp vào - logV liên GŒE, - - 46 Hình 3.10: Đường ven - ampe hòa fan phụ thuộc giữa cường độ đồng vào giá trị pH trên HMDE. nh ngư ren saseoooo.11: Sự phụ thuộc của cường a6 dong pie van gid trị pH trên HMDE 49 Tình 3.