MỞ ĐẦU Ngày nay, người ta đã khẳng định được rằng nhiều nguyên tố kim loại có vai trò cực kỳ quan trọng đối với cơ thể sống và con người.Tuy nhiên nếu hàm lượng lớn chúng sẽ gây độc hại cho cơ thể. Sự thiếu hụt hay mất cân bằng của nhiều kim loại vi lượng trong các bộ phận của cơ thể như gan, tóc, máu, huyết thanh,. là những nguyên nhân hay dấu hiệu của bệnh tật, ốm đau hay suy dinh dưỡng và có thể gây tử vong. Thậm chí, đối với một số kim loại người ta mới chỉ biết đến tác động độc hại của chúng đến cơ thể.
Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu thông qua đường tiêu hóa và hô hấp. Tuy nhiên, cùng với mức độ phát triển của công nghiệp và sự đô thị hoá, hiện nay môi trường sống của chúng ta bị ô nhiễm trầm trọng. Các nguồn thải kim loại nặng từ các khu công nghiệp vào không khí, vào nước, vào đất, vào thực phẩm rồi xâm nhập vào cơ thể con người qua đường ăn uống, hít thở dẫn đến sự nhiễm độc. Do đó việc nghiên cứu và phân tích các kim loại nặng trong môi trường sống, trong dược phẩm và tác động của chúng tới cơ thể con người nhằm đề ra các biện pháp tối ưu bảo vệ và chăm sóc sức khoẻ cộng đồng là một việc vô cùng cần thiết.
Nhu cầu về dược phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và được toàn xã hội quan tâm. Thuốc đông y có thể nhiễm một số kim loại nặng từ đất, nước và không khí. Vì vậy, trong giai đoạn phát triển mới của ngành Dược liệu trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng, chúng ta không chỉ quan tâm nghiên cứu các chất có hoạt tính sinh học sử dụng làm thuốc mà cần phải quan tâm nghiên cứu và kiểm tra khống chế các chất có hại, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ người sử dụng. Xuất phát từ yêu cầu thực tế và cấp bách đó nhằm góp phần vào công tác đảm bảo chất lượng thuốc đông y chúng tôi thực hiện đề tài: “Xác định kim loại nặng Pb, Cd trong thuốc đông y bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa (GF- AAS)” 8 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.
Giới thiệu chung về thuốc đông y 1. Vai trò của các loại thuốc đông y Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới Châu Á, có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Nhiệt độ trung bình hàng năm từ 15-350C, lượng mưa lớn (trung bình 1200 – 2800mm), độ ẩm tương đối cao (trên 80%). Điều kiện khí hậu này rất thuận lợi cho sự phát triển của các loài thực vật nói chung và cây dược liệu nói riêng.
Theo số liệu gần đây, hệ thực vật Việt Nam đã có khoảng 10.500 loài, trong đó có khoảng 3.200 loài cây được sử dụng trong y học dân tộc. Theo dự đoán của các nhà khoa học, hệ thực vật Việt Nam có lẽ gồm khoảng 12.000 loài và là một trong những hệ thực vật phong phú nhất thế giới (trích [11]). Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đã và đang đóng một vai trò hết sức quan trọng trong đời sống con người. Chúng được dùng làm thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, là nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm, hương liệu và mỹ phẩm…Đặc biệt là trong lĩnh vực làm thuốc, nguồn dược liệu thiên nhiên phong phú và đa dạng đã cung cấp cho ngành dược cả nước một khối lượng nguyên liệu lớn để làm thuốc chữa bệnh cũng như xuất khẩu có giá trị kinh tế cao.
Về lâu dài, đối với sự phát triển các dược phẩm mới, các sản phẩm thiên nhiên có vai trò rất quan trọng, vì nhiều chất này có thể là các chất dẫn đường cho việc tổng hợp các dược phẩm mới, hoặc dùng làm các chất dò sinh hóa để làm sáng tỏ các nguyên liệu của dược lý học con người. Xu thế chung của nhân loại là trở lại sử dụng các sản phẩm từ thiên nhiên. Nhiều tác dụng sinh học quí báu của các thảo dược đã biết từ lâu dùng để làm thuốc và các bài thuốc dân gian được truyền từ đời này sang đời khác đã thể hiện rất hiệu quả trong việc điều trị bệnh. Ví dụ Nấm Linh Chi đã được nghiên cứu dược lý lâm sàng có tác dụng điều hòa, ổn định áp huyết, giảm cholestrol toàn phần….
hay cây dược liệu Đương Quy có tên khoa học là Angleica Sinensis Diels họ Hoa tán (Umbelliferae) có công dụng cho bổ huyết, nhuận tràng, chữa tê nhức xương khớp…Ngày nay, hoạt tính sinh học của các chất 9 có trong thảo dược đang được nghiên cứu nhiều hơn nữa để tìm ra những tác dụng mới trong việc điều trị bệnh. Một số tiêu chí an toàn về thuốc đông y Phần lớn các kim loại nặng đều độc, có hại cho sức khỏe con người, như thủy ngân hữu cơ (đặc biệt là ankyl thủy ngân) rất độc đối với hệ thần kinh trung ương (TKTƯ). Cd cũng là 1 nguyên tố độc, tích lũy sinh học, độc cho TKTƯ, Đồng, Mangan. Magie ở một liều rất nhỏ là những nguyên tố vi lượng cần thiết, nhưng ở liều cao hơn chúng có thể gấy rối loạn chuyển hóa.
Giới hạn kim loại nặng trong thuốc nói chung và trong mỹ phẩm được quy định trong điều luật về chất độc ở các nước, ví dụ điều luật chất độc ở các nước Malaysia năm 1952 được xem xét lại năm 1989 qui định: giới hạn (Pb) đối với chế phẩm có nguồn gốc từ thảo dược ≤ 10 ppm: giới hạn As đối với thuốc nói chung ≤ 5 ppm, giới hạn Hg ≤ 0,5 ppm (trích [28]). Một số dược điển [38, 48] có đề cập việc kiểm tra kim loại nặng trong thuốc đông y nhưng chưa có quy định cụ thể về giới hạn và phương pháp kiểm tra. Dược điển Việt Nam và dược điển nhiều nước chưa đưa ra các chỉ tiêu cũng như phương pháp thử giới hạn các nguyên tố độc như Cu, Pb,As, Cd, Hg…đối với thuốc đông y. Gần đây ở Việt Nam, một số tác giả bước đầu đã nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích một số kim loại như chì, thủy ngân, asen trong dược liệu [12].
Ở Trung Quốc gần đây nhiều cơ sở đã sản xuất dược liệu theo tiêu chuẩn trồng dược liệu sạch và công bố tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm (ví dụ Tam thất Châu Vân Sơn ở Vân Nam đã quy định giới hạn kim loại nặng như As, Pb, Hg, Cd và DDT không được quá 1 ppm). Các tính chất hóa học và vật lý của Cd, Pb [27, 37, 39] 1. Các tính chất vật lý Cadmi là những kim loại màu trắng bạc nhưng ở trong không khí ẩm, chúng dần dần bị bao phủ bởi màng oxit nên mất ánh kim. Kim loại này mềm và dễ nóng chảy.
10 Chì là kim loại có màu xám xanh, mềm, bề mặt chì thường mờ đục do bị oxy hóa tạo ra lớp oxit PbO. Một số hằng số vật lý quan trọng của Cd, Pb Hằng số vật lý Cd Pb Khối lượng nguyên tử 112,411 207,21 (đvC) Nhiệt độ nóng chảy (0C) 321,07 327,4 Nhiệt độ sôi (0C) 767 1740 Tỉ khối (250C) (g/cm3) 8,642 11,350 Năng lượng ion hóa thứ 8,99 7,42 nhất (eV) Bán kính nguyên tử (Ǻ) 1,56 1,75 Cấu trúc tinh thể Lục giác bó chặt Lập phương tâm diện 1. Tính chất hóa học Cd Trong không khí ẩm, cadmi bền ở nhiệt độ thường như có màng oxit bảo vệ. Nhưng ở nhiệt độ cao, chúng cháy mãnh liệt tạo thành oxit, Cadmi cháy cho ngọn lửa màu sẫm.
Ở nhiệt độ thường, cadmi bền với nước vì có màng oxit bảo vệ, ở nhiệt độ cao khử hơi nước biến thành oxit. Cd + H2O CdO + H2 0 700 C Có thế điện cực khá âm. Cadmi tác dụng dễ dàng với axit không phải là chất oxy hóa giải phóng khí hydro: E + 2H3O+ + 2H2O = [E(H2O)4]2+ + H2 11 Pb Ở điều kiện thường, chì bị oxy hóa tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc trên mặt bảo vệ cho chì không tiếp tục bị oxy hóa nữa. 2Pb + O2 → 2PbO Chì tương tác với halogen và nhiều nguyên tố không kim loại khác: Pb + X2 → PbX2 (X = halogen) Chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit clohydric loãng và axit sulfuric dưới 80% vì bị bao bởi lớp muối khó tan (PbCl2 và PbSO4) nhưng với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của lớp bảo vệ đã chuyển thành hợp chất tan: PbCl2 + 2HCl → H2PbCl4 PbSO4 + H2SO4 → Pb(HSO4)2 Với axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào, chì tương tác như là một kim loại.
3Pb + 8HNO3 loãng → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O Riêng chì, khi có mặt oxy, có thể tương tác với nước: 2Pb + 2H2O + O2 → 2Pb(OH)2 Có thể tan trong axit axetic và các axit hữu cơ khác. 2Pb + 4CH3COOH + O2 → 2Pb(CH3COO)2 + 2H2O Chì tương tác với dung dịch kiềm khí đun nóng, giải phóng hydro: Pb + 2KOH + 2H2O → K2[E(OH)4] + H2 1. Các hợp chất Cd, Pb 1. Cadmi oxit CdO có màu từ vàng đến nâu gần như đen tùy thuộc vào quá trình chế hóa nhiệt, nóng chảy ở 18130C, có thể thăng hoa, không phân hủy khi đun nóng, hơi CdO rất độc.
CdO không tan trong nước chỉ tan trong axit và kiềm nóng chảy: CdO + 2KOH (nóng chảy) → K2CdO2 + H2O 12 `(Kali cadmiat) CdO có thể điều chế bằng cách đốt cháy kim loại trong không khí hoặc nhiệt phân hydroxit hay các muối carbonat, nitrat: 2Cd + O2 → 2CdO Cd(OH)2 CdO + H2O 0 t CdCO3 CdO + CO2 0 t b. Chì oxit Chì có hai oxit là PbO, PbO2 và cả 2 oxyd hỗn hợp là chì metaplombat Pb2O3 (hay PbO.PbO2), chì orthoplombat Pb3O4 (hay 2PbO. Mono oxit chì PbO là chất rắn, có hai dạng: PbO- và PbO- màu vàng, PbO tan chút ít trong nước nên Pb có thể tương tác với nước khi có mặt oxy, PbO tan trong axit và tan trong kiềm mạnh, khi đun nóng trong không khí bị oxy hóa thành Pb3O4. Dioxit chì PbO2 là chất rắn màu nâu đen, có tính lưỡng tính nhưng tan trong kiềm dễ dàng hơn trong axit.
Khi đun nóng PbO2 mất dần oxy biến thành các oxit, trong đó chì có số oxy hóa thấp hơn: 290320 C 390 420 C 530550 C Pb2O3 Pb3O4 PbO 0 0 0 PbO2 (nâu đen) (vàng đỏ) (đỏ) (vàng) Lợi dụng khả năng oxy hóa mạnh của PbO2 người ta chế ra acquy chì. Chì orthoplombat (Pb3O4) hay còn gọi là minium, là hợp chất của Pb có các số oxy hóa +2, +4.