O Ụ V OT O HỌ HUẾ TRƢỜN HO N HỌ SƢ PH M TRỌN N H ÊN ỨU SỬ ỤN ẾN TÍNH ẰN ỂX ẰN NH N ỆN Ự A ON RAPHEN OX T N KHỬ ỊNH M T SỐ HỢP HẤT HỮU Ơ PHƢƠN PH P VON-AMPE HÒA TAN Demo Version - Select.Pdf SDK CHUYÊN NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH M SỐ 60440118 LUẬN VĂN TH N ƢỜ HƢỚN SĨ HÓA HỌ ẪN KHOA HỌ P S.TS N UYỄN HẢ PHON Thừa Thiên Huế, năm 2018 LỜ AM OAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, đƣợc đồng tác giả cho phép sử dụng chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tác giả Hoàng Trọng Nhân Demo Version - Select.Pdf SDK LỜI CÁM ƠN Những lời lu n v n n y, t i xin đ l ng i t n h n th nh đ n h ớng dẫn, hỉ Nguy n o v giúp đỡ t i y t i hong đ t n t nh v t hất lẫn tinh thần để t i ó thể ho n th nh lu n v n tốt nghiệp m nh Xin h n th nh m n thầy khoa Hóa Phân t h, tr ờng i họ óa họ , ộ m n ph m u đ t o điều kiện thu n l i để t i ho n th nh tốt lu n v n Xin h n th nh m n thầy t h, ph ng th nghiệm ộ m n óa họ Ứng dụng tr ờng óa h n i họ Khoa họ u đ t n t nh giúp đỡ, t o điều kiện thu n l i để t i ho n th nh lu n v nn y Xin h n th nh t nh hỉ m n NC rần hanh m o nđ t n o v giúp đỡ t i tr nh l m thự nghiệm Demo Version - Select.Pdf SDK Cuối ùng xin đ động viên v giúp đỡ gửi lời m n gia đ nh v n èt iđ v t hất lẫn tinh thần thời gian thự lu n v n Thừa Thiên uế, tháng 11 năm 2018 c viên oàng Tr ng Nhân MỤC LỤC - Trang phụ bìa - Lời cam đoan - Lời cám ơn MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT N MỤ N MỤ N N V , ỒT MỞ ẦU 11 Lý ch n đề tài 11 Mục đích nghiên cứu 12 ối tƣợng phạm vi nghiên cứu 13 Phƣơng pháp nghiên cứu 13 Ý nghĩaDemo khoa h Version c thực tiễn đề tài 13 - Select.Pdf SDK Cấu trúc luận văn 13 ƢƠN TỔNG QUAN 15 1.1 GIỚI THIỆU VỀ P ƢƠN P P VON – AMPE HÒA TAN ANOT 15 1.1.1 Nguyên tắc 15 1.1.2 ác kỹ thuật ghi đƣờng von-ampe h a tan anot 16 1.1.3 iện cực sử dụng phƣơng pháp von-ampe hoà tan 18 1.2 GIỚI THIỆU VẬT LIỆU GRAPHEN 19 1.2.1 Vật liệu graphen 19 1.2.2 ác phƣơng pháp tổng hợp graphen oxit dạng khử 21 1.3 SƠ LƢỢC VỀ PARACETAMOL (PA) 24 1.3.1 Giới thiệu Paracetamol 24 1.3.2 nh hƣởng P đến sức khỏe ngƣời 25 1.4 SƠ LƢỢC VỀ AXIT ASCORBIC (AA) 25 1.4.1 Giới thiệu axit ascorbic 25 1.4.2 nh hƣởng axit ascorbic đến sức khỏe ngƣời 26 1.5 SƠ LƢỢ VỀ N 26 1.5.1 iới thiệu affein 26 1.5.2 Tác động 1.6 P ƢƠN th ngƣời 27 P PX NH PARACETAMOL, AXIT ASCORBIC VÀ CAFFEIN 28 1.6.1 Phƣơng pháp phân tích quang phổ 28 1.6.2 Phƣơng pháp phân tích sắc ký 29 1.6.3 Phƣơng pháp phân tích điện hóa 29 ƢƠN NỘ UN VÀ P ƢƠN P PN ÊN ỨU 31 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 31 Demo Version - Select.Pdf SDK 2.2 P ƢƠN P PN IÊN CỨU 31 2.2.1 Chuẩn bị điện cực làm việc 31 2.2.2 Phƣơng pháp phân tích điện hóa 31 2.2.3 Phƣơng pháp thống kê 32 2.3 THIẾT B , DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 32 2.3.1 Thiết bị dụng cụ 32 2.3.2 Hóa chất 34 ƢƠN KẾT QU VÀ T O LUẬN 35 3.1 TỔNG HỢP VẬT LIỆU GRAPHEN OXIT 35 3.1.1 Phổ T-IR 36 3.1.2 Phổ XR 38 3.2 TỔNG HỢP VẬT LIỆU RGO 38 3.3 KH O SÁT N SĨN ẾN TÍN HIỆU HỊA TAN CỦA AXIT ASCORBIC, VUÔN ƢỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ KỸ THUẬT PARACETAMOL VÀ CAFFEIN 41 3.3.1 Thế làm giàu 41 3.3.2 Thời gian làm giàu 42 3.3.3 iên độ sóng vng 44 3.3.4 Tốc độ quét 45 3.4 KH O SÁT N ƢỞNG CỦA MỘT SỐ CHẤT C N TRỞ 47 3.4.1 nh hƣởng số hợp chất hữu 48 3.4.2 nh hƣởng số hợp chất vô 52 3.5 N Ộ TIN CẬY CỦ P ƢƠN P P P ÂN TÍ 55 3.5.1 ộ lặp lại 55 3.5.2 Khoảng tuyến tính 56 Demo Version - Select.Pdf SDK 3.5.3 iới hạn phát độ nhạy (LOD, LOQ) 60 3.6 ÁP DỤNG PHÂN TÍCH MẪU THỰC TẾ 61 3.6.1 Lý lịch mẫu tiến trình phân tích 61 3.6.2 Phân tích mẫu thuốc đánh giá độ phƣơng pháp phân tích 63 KẾT LUẬN 67 TÀ L ỆU T MK O 68 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT STT Tiếng Việt Tiếng Anh Viết tắt Axit ascorbic Ascorbic axit AA Pulse amplitude E Caffeine CA Peak current Ip iên độ sóng vng Caffein ng đỉnh hòa tan Dung dịch đệm phosphat Phosphate buffersolution PBS Dung dịch đệm BrittonRobinson Britton-Robinson buffersolution B-RBS iện cực làm việc Working electrode WE iện cực than thủy tinh Glassy carbon electrode GCE Demo Version - Select.Pdf SDK ộ lệch chuẩn Standard deviation S 10 ộ lệch chuẩn tƣơng đối Relative standard deviation RSD 11 ộ thu hồi Recovery Rev 12 iản đồ nhiễu xạ tia X X-Ray Diffraction XRD 13 Giới hạn định lƣợng Limit of quantification LOQ 14 Giới hạn phát Limit of detection LOD Reduced graphene oxit RGO Paracetamol Paracetamol PA Quang phổ hồng ngoại Fourier Transform Infrared biến đổi ourier Spectroscopy 15 16 17 raphene oxit dạng khử FT – IR 18 Sắc kí lỏng hiệu cao High performance liquid chromatography HPLC 19 Sóng vng Square Wave SqW 20 Thế làm giàu Accumulation potential EAcc 21 Thế đỉnh Peak potential Ep 22 Thời gian làm giàu Accumulation time tAcc 23 Tốc độ quét Sweep rate V 24 Von-ampe hòa tan anot Anodic stripping voltammetry ASV 25 Von-ampe v ng Cyclic voltammetric CV Demo Version - Select.Pdf SDK ANH MỤ ẢN Bảng 3.1 Kết tổng hợp GO từ graphite qua lần khảo sát 36 Bảng 3.2 Một số peak đặc trƣng GO dựa phổ FT-IR 37 Bảng 3.3 Khoảng cách lớp mạng vật liệu 38 Bảng 3.4 Các thông số cố định ban đầu phƣơng pháp von-ampe vòng dùng đ khử GO thành RGO 39 Bảng 3.5 nh hƣởng làm giàu đến tín hiệu hòa tan AA, PA CA theo phƣơng pháp SqW-ASV 41 Bảng 3.6 nh hƣởng thời gian làm giàu đến tín hiệu h a tan AA, PA CA theo phƣơng pháp SqW-ASV 43 Bảng 3.7 nh hƣởng biên độ s ng vng đến tín hiệu d ng h a tan AA, PA CA theo phƣơng pháp SqW-ASV .44 Bảng 3.8 nh hƣởng tốc độ quét đến tín hiệu chất phân tích theo phƣơng pháp SqW-ASV 46 Demo Version - Select.Pdf Bảng 3.9 ác điều kiện thí nghiệm thích hợp SDK sử dụng phƣơng pháp SqW-ASV dùng điện cực biến tính R O/ xác định đồng thời AA, PA CA 47 Bảng 3.10 nh hƣởng D-glucoseđến P AA, PA CA .48 Bảng 3.11 nh hƣởng axit benzoic đến AA, PA CA 49 P Bảng 3.12 nh hƣởng axit glutamic đến P AA, PA CA 49 Bảng 3.13 nh hƣởng axit uric đến P AA, PA CA 50 Bảng 3.14 nh hƣởng dopamin đến P AA, PA CA 51 Bảng 3.15 nh hƣởng K2CO3đến P AA, PA CA 52 Bảng 3.16 nh hƣởng ion NaNO3đến Bảng 3.17 nh hƣởng ion CaCl2đến P P AA, PA CA 53 AA, PA CA 53 Bảng 3.18 nh hƣởng ion (NH4)2SO4 đến P AA, PA CA .54 Bảng 3.19 Các giá trị Ip,TB, RSD, RSDHkhi đo lặp lại nồng độ khác AA, PA CAtheo phƣơng pháp SqW-ASV 55 Bảng 3.20 Giá trị Ip,TB ,P nồng độ thêm chuẩn riêng lẻ khác theo phƣơng pháp SqW-ASV 57 Bảng 3.21 Giá trị Ip,TB ,P nồng độ thêm chuẩn đồng thời khác theo phƣơng phápSqW-ASV 59 Bảng 3.22 LOD, LOQ phƣơng pháp SqW-ASVsử dụng điện cực biến tính ERGO/GCE 61 Bảng 3.23 L lịch mẫu thuốc viên nén thị trƣờng Thừa Thiên Huế .62 Bảng 3.24 Kết xác định hàm lƣợng AA, PA CA sáu mẫu thuốc viên nén 64 Bảng 3.25 Kết đánh giá độ phƣơng pháp SqW-ASV so với phƣơng pháp HPLC phân tích AA, PA CA mẫu thuốc viên nén 65 Demo Version - Select.Pdf SDK ANH MỤ H NH V , Ồ THỊ Hình 1.1 Sự biến thiên theo thời gian (a); Dạng đƣờng von-ampe hòa tan phƣơng pháp SqW-ASV(b) 17 Hình 1.2 Graphen cấu trúc (2D) vật liệu cacbon khác (0D, 1D 3D) 19 Hình 1.3 Các liên kết nguyên tử cacbon mạng graphen .21 Hình 1.4 Sơ đồ tổng hợp graphen theo phƣơng pháp điện hóa 23 Hình 1.5 Cấu trúc phân tử Paracetamol 24 Hình 1.6 Cấu trúc phân tử axit ascorbic 25 Hình 1.7 ác đồng phân thƣờng gặp CA .27 Hình 2.1 Sơ đồ tiến trình thí nghiệm theo phƣơng pháp von-ampe vòng CV 32 Hình 2.2 Sơ đồ tiến trình thí nghiệm theo phƣơng pháp von-ampe hòa tan anot sóng vng 33 Hình 3.1 Hình ảnh GO sau ly tâm (a) GO sau rửa với nƣớc (b) Demo Version - Select.Pdf SDK .36 Hình 3.2 Phổ FT-IR vật liệu GO qua lần tổng hợp .37 Hình 3.3 Phổ XRD vật liệu graphite O 38 Hình 3.4 ƣờng von-ampe vòng (a) GO pH=7; Phổ FT-IR GO ERGO (b); Phổ XRD graphite, GO ERGO (c); Phổ Raman GO ERGO (d) .39 Hình 3.5 ác đƣờng DP-ASV AA, PA CA sử dụng điện cực khác 40 Hình 3.6 ác đƣờng SqW- SV a cƣờng độ d ng đỉnh - IP (b) AA, PA CA với làm giàu khác 41 Hình 3.7 ác đƣờng SqW- SV a cƣờng độ d ng đỉnh (b) AA, PA CA với thời gian làm giàu khác 43 Hình 3.8 ác đƣờng SqW- SV a cƣờng độ d ng đỉnh (b) AA, PA CA với biên độ sóng vng khác .44 Hình 3.9 ác đƣờng SqW- SV a cƣờng độ d ng đỉnh (b) AA, PA CA với tốc độ quét khácnhau 46 Hình 3.10 ác đƣờng SqW-ASV (a) sai số tƣơng đối củaIP b AA, PA CA nồng độ D-glucosekhác 48 Hình 3.11 ác đƣờng SqW-ASV (a) sai số tƣơng đối IP b AA, PA CA nồng độ axit benzoic khác 49 Hình 3.12 ác đƣờng SqW-ASV (a) sai số tƣơng đối IP b AA, PA CA nồng độ axit glutamic khác 50 Hình 3.13 ác đƣờng SqW-ASV (a) sai số tƣơng đối IP b AA, PA CA nồng độ axituric khác .50 Hình 3.14 ác đƣờng SqW-ASV (a) sai số tƣơng đối IP b AA, PA CA nồng độ dopamin khác 51 Hình 3.15 ác đƣờng SqW-ASV (a) sai số tƣơng đối IP b AA, PA Demo Version - Select.Pdf SDK CA nồng độ K2CO3 khác 52 Hình 3.16 ác đƣờng SqW-ASV (a) sai số tƣơng đối IP b AA, PA CA nồng độ NaNO3 khác 53 Hình 3.17 ác đƣờng SqW-ASV (a) sai số tƣơng đối IP b AA, PA CA nồng độ CaCl2 khác 54 Hình 3.18 ác đƣờng SqW-ASV (a) sai số tƣơng đối IP b AA, PA CA nồng độ (NH4)2SO4 khác 54 Hình 3.19 ác đƣờng SqW-ASV ba nồng độ AA, PA CA với ba thí nghiệm khác (TN1, TN2 vàTN3) .56 Hình 3.20 IP AA, PA CA sử dụng điện cực ERGO/GCE qua ngày khác 56 Hình 3.21 ác đƣờng SqW- SV tƣơng ứng với thí nghiệm (a), thí nghiệm (b), thí nghiệm c cácphƣơng trình hồi quy tuyến tính bi u diễn mối tƣơng quan IP nồng độ chất tƣơng ứng AA (d), PA (e) vàCA (f) 58 Hình 3.22 ác đƣờng SqW-ASV AA, PA CA nồng độ thêm chuẩn đồng thời khác a ; ácđƣờng hồi quy tuyến tính bi u diễn mối tƣơng quan IP nồng độ AA, PA CA (b) 59 Hình 3.23 ác đƣờng SqW-ASV sáu mẫu thuốc viên nén Panadol Extra, Hapacol Extra, Tatanol, Effe Paracetamol, Ameflu day time C Efferalgan Vitamin C sau lần thêm chuẩn .63 Demo Version - Select.Pdf SDK 10 MỞ ẦU Lý chọn đề tài ùng với phát tri n mạnh mẽ q trình cơng nghiệp h a, đại h a việc sử dụng nhiều h a chất độc hại nguy hi m ngày gia tăng số lƣợng, đa dạng chủng loại Vì vậy, chất thải đƣợc thải từ khu công nghiệp, khu chế xuất nhà máy, gây ô nhiễm đến mơi trƣờng đất, nƣớc khơng khí làm ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời nhƣ động thực vật Trong đ , ô nhiễm hợp chất hữu độc hại vấn đề bách Việt Nam n i riêng toàn giới n i chung o đ , việc ki m sốt đánh giá mức độ nhiễm đối tƣợng môi trƣờng mục tiêu quan tâm không với nƣớc phát tri n mà nƣớc phát tri n nhƣ Việt Nam hính vậy, đ i hỏi ngành hố h c phân tích phải phát tri n hồn thiện phƣơng pháp phân tích c độ nhạy, độ ch n l c cao giới hạn phát thấp đ xác định hợp chất hữu Nhiều phƣơng pháp phân tích đa tính đƣợc ứng dụng rộng rãi nhƣ phƣơng pháp phân tích quang phổ hấp thụ phân tử (UV-Vis , sắc kí lỏng hiệu cao PL , sắc kí khí ghép khối phổ Demo Version - Select.Pdf SDK -MS) phân tích điện h a Tuy nhiên, phƣơng pháp UV-Vis, HPLC GC-MS lại bộc lộ nhiều hạn chế, đặc biệt chi phí thiết bị chi phí phân tích cao, đ phƣơng pháp phân tích điện h a mà n hình phƣơng pháp von-ampe hoà tan SV mang lại nhiều ƣu m nhƣ: độ nhạy, độ xác, tính ch n l c cao giới hạn phát thấp, đặc biệt chi phí thiết bị chi phí phân tích rẻ đ , thích hợp cho việc phân tích trực tiếp số hợp chất hữu Trong phƣơng pháp SV, hƣớng nghiên cứu phát tri n cực làm việc đƣợc nhà khoa h c quan tâm, đặc biệt điện cực biến tính với vật liệu c kích thƣớc nano Vật liệu graphen graphen oxit c nhiều ƣu m song tồn nhiều m hạn chế hính vậy, việc sử dụng vật liệu graphen oxit dạng khử Reduced Graphene Oxit – R O mở hƣớng phát tri n điện cực biến tính nhằm thay cho loại điện cực làm việc truyền thống nhƣ điện cực gi t thủy ngân treo màng thủy ngân, loại điện cực gây ô nhiễm môi trƣờng c đƣợc vật liệu R O, c th sử dụng nhiều phƣơng pháp khác Trong đ 11 phƣơng pháp khử điện h a lectrochemically Reduced raphene Oxit – R O c nhiều ƣu m trội so với phƣơng pháp khác Trong năm gần đây, số lƣợng công trình nghiên cứu xác định chất hữu tăng lên nhanh ch ng với việc sử dụng R O đ biến tính điện cực áp dụng đối tƣợng mẫu khác - Thứ mẫu sinh h c nhƣ nƣớc ti u huyết ác chất đƣợc xác định nhƣ: 6-thioguanine [33], xác định đồng thời hai đồng phân  naphthol [32] - Thứ hai môi trƣờng nƣớc nhƣ: 6-thioguanine [33], xác định đồng thời hydroquinone catechol [14] - Thứ ba mẫu dƣợc phẩm thực phẩm nhƣ: daphnetin [34], axit ascorbic [41] dƣợc phẩm Trong mẫu thực phẩm xác định số h a chất nhƣ Orange [44], butyl-hydroxyanisole (BHA) terc-butylhydroquin (TBHQ) [43] Xuất phát từ vấn đề nêu cho thấy việc xác định hợp chất hữu phƣơng pháp von-ampe hoà tan sử dụng điện cực biến tính R O Demo Version - Select.Pdf SDK thân thiện với môi trƣờng hƣớng nghiên cứu lĩnh vực phân tích điện h a nƣớc nhƣ giới ồng thời n c tính khả thi cao ph ng thí nghiệm Việt Nam đƣợc trang bị thiết bị phân tích điện h a đa chức l ch n đề tài luận văn: “Nghiên cứu sử dụng điện cực cacbon biến tính graphen oxit dạng khử để xác định số hợp chất hữu phƣơng pháp Von-Ampe hòa tan” Mục đích nghiên cứu Trong đề tài này, chúng tơi nghiên cứu phát tri n điện cực biến tính graphen oxit dạng khử xây dựng quy trình phân tích đồng thời số hợp chất hữu mẫu dƣợc phẩm, nhƣ: caffein (CA), axit ascorbic (AA), paracetamol (PA ,… phƣơng pháp von-ampe hòa tan anot sóng vng (SqW-ASV) 12 ối tƣợng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu chế tạo điện cực biến tính cho phƣơng pháp von-ampe nhằm xác định đồng thời AA, PA CA số mẫu dƣợc phẩm Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp von-ampe hòa tan anot dùng kỹ thuật sóng vng nhằm nghiên cứu xác định AA, PA CA điện cực biến tính - Phƣơng pháp thống kê đ xử lý số liệu đánh giá độ tin cậy phƣơng pháp Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa h c: Góp phần phát tri n điện cực làm việc (WE) phƣơng pháp von-ampe hòa tan nghiên cứu quy trình xác định AA, PA CA - Ý nghĩa thực tiễn: Ứng dụng kết nghiên cứu đ phân tích AA, PA CA mẫu dƣợc phẩm, từ đ làm sở đ có th phân tích mẫu sinh h c khác ngƣời - Select.Pdf SDK Cấu trúc Demo luậnVersion văn Luận văn đƣợc chia thành chƣơng sau: - hƣơng Tổng quan + Giới thiệu phƣơng pháp von-ampe hòa tan anot: nguyên tắc, kỹ thuật ghi đƣờng von-ampe hòa tan anot loại điện cực sử dụng phƣơng pháp von-ampe; + Tổng quan graphen oxit graphen oxit dạng khử + Giới thiệu AA, PA CA - hƣơng Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu + Nội dung nghiên cứu: Khảo sát đặc tính von-ampe hòa tan AA, PA CA điện cực biến tính; khảo sát ảnh hƣởng yếu tố đến tín hiệu hòa tan AA, PA CA đ áp dụng phân tích số mẫu dƣợc phẩm; 13 + Phƣơng pháp nghiên cứu: Sử dụng phƣơng pháp von-ampe vòng, phƣơng pháp von-ampe hòa tan anot dùng kỹ thuật sóng vng phƣơng pháp thống kê xử lý số liệu - hƣơng Kết thảo luận + Tổng hợp vật liệu graphen oxit graphen oxit dạng khử + Khảo sát ảnh hƣởng yếu tố đến tín hiệu hòa tan + ánh giá độ tin cậy phƣơng pháp + Phân tích mẫu thực tế - Kết luận kiến nghị - Tài liệu tham khảo Demo Version - Select.Pdf SDK 14 ... tích điện h a đa chức l ch n đề tài luận văn: Nghiên cứu sử dụng điện cực cacbon biến tính graphen oxit dạng khử để xác định số hợp chất hữu phƣơng pháp Von- Ampe hòa tan Mục đích nghiên cứu. .. thiệu phƣơng pháp von- ampe hòa tan anot: nguyên tắc, kỹ thuật ghi đƣờng von- ampe hòa tan anot loại điện cực sử dụng phƣơng pháp von- ampe; + Tổng quan graphen oxit graphen oxit dạng khử + Giới thiệu... ,… phƣơng pháp von- ampe hòa tan anot sóng vng (SqW-ASV) 12 ối tƣợng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu chế tạo điện cực biến tính cho phƣơng pháp von- ampe nhằm xác định đồng thời AA, PA CA số mẫu dƣợc