Nghiên cứu quy trình phân tích Cd trong máu
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ô nhiễm kim loại nặng là một vấn đề được cả thế giới quan tâm vì nó ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người dù ở lượng rất nhỏ. Mức độ sử dụng các hóa chất nói chung và Cadimi (Cd) nói riêng ngày càng gia tăng là điều không thể tránh khỏi trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Tuy nhiên, trong quá trình khai thác, chế biến và sử dụng kim loại, ngoài tác dụng về mặt kinh tế đồng thời cũng gây ra những tác hại đáng kể đối với sức khỏe con người đăc biệt đối với Cadimi – là kim loại có những ảnh hưởng rất nghiêm trọng. Thế giới đã có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của Cadimi đến người lao động (NLĐ) làm việc trong các ngành nghề như luyện kim, khai thác mỏ, sản xuất nhựa, công nghiệp điện, sản xuất pin, ác quy… và nhiều nước trên thế giới công nhận Cadimi là tác nhân gây nên bệnh nghề nghiệp được bảo hiểm. Việc xây dựng quy trình phân tích Cadimi trong máu nói riêng và trong dịch sinh học nói chung đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới tiến hành và có nhiều phương pháp được công bố, việc xác định Cadimi trong dịch sinh học rất nhanh chóng và chính xác. Góp phần vào việc bảo vệ sức khỏe NLĐ trước tác động của Cadimi trong các ngành sản xuất.
Ở Việt Nam, đã có một số nghiên cứu về ảnh hưởng của kim loại này đến NLĐ ở một số ngành nghề và nhiễm độc Cadimi đã được công nhận là bệnh nghề nghiệp năm 2011 theo Thông tư 42/2011/TT-BYT. Từ lâu, kim loại này xuất hiện rất phổ biến trong các ngành luyện kim màu, khai thác mỏ, sản xuất nhựa… ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe NLĐ. Tuy nhiên, phương pháp phân tích Cadimi trong dịch sinh học đã có nhưng còn nhiều hạn chế như việc phân tích Cadimi trong nước tiểu của Viện sức khỏe nghề nghiệp – dùng phương pháp cực phổ xung vi phân. So với những phương pháp khác trên thế giới như phương pháp phổ phát xạ nguyên tử hay phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử thì độ chính xác, ngưỡng phát hiện… còn nhiều hạn chế. Mặt khác việc xây dựng quy trình phân tích Cadimi trong máu ở Việt Nam trên những thiết bị công nghệ hiện đại gần như chưa được quan tâm. Vì vậy NLĐ chịu ảnh hưởng của nguyên tố này chưa được bảo vệ một cách thỏa đáng.
Với lý do nêu trên việc “Nghiên cứu xây dựng quy trình xác định nồng độ Cadimi trong máu bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử” đã được thực hiện với một mục tiêu là:
Xây dựng được quy trình xác định nồng độ Cadimi trong máu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật không ngọn lửa. Giới hạn phát hiện của hai quy trình là 0.1µg/l, độ chính xác trên 85%.
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Quy trình phân tích Cd trong máu và máu của 35 cán bộ làm việc tại Tổng Liên Đoàn lao động Việt Nam.
2.2.Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Thiết kế nghiên cứu
Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm kết hợp với nghiên cứu cắt ngang.
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu
Thử nghiệm ứng dụng phương pháp phân tích Quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ GF-AAS
Chuẩn bị dung dịch
Phương pháp phân tích được xây dựng theo nghiên cứu của Ivanenko N. B. (2012), Nunes JA (2010), Olmedo P (2010). Các dung dịch phân tích được chuẩn bị như sau:
– Dung dịch modiffier (dung dịch cải biến nền):
0.1%TritonX-100, 2.5%NH4H2PO4, 0.15%Mg(NO3)2, 0.033% Pb(NO3)2.
– Dung dịch rửa: 0.1% Triton X-100, 0.2%HNO3(70%)
– Pha dung dịch chuẩn (pha trong HNO3 0.1%): Dung dịch Cd có nồng độ Cd 20µg/L
– Xử lý mẫu: Mẫu được lấy ra từ tủ âm sâu giã đông bằng cách để trong ngăn mát tủ lạnh thường sau khi giã đông đưa ra ngoài để để phân tích. Trước khi phân tích phải lắc đều.
0.9 ml modifier + 0.1 ml mẫu lắc đều rồi đưa vào máy phân tích. Mẫu phải được đưa vào phân tích ngay, không được để quá 1 tiếng tính từ thời điểm trộn xử lý mẫu xong.
– Mẫu khảo sát: Mẫu khảo sát cho quy trình phân tích Cd trong máu: 0.8ml modifier + 0.1ml mẫu máu dây dốn hoặc + 0.1ml chuẩn.
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
3.1. Chuẩn hóa các điều kiện cho phép đo phổ hấp thụ nguyên tử cho nguyên tố Cd
Việc nghiên cứu chọn các thông số đo phù hợp với phép phân tích định lượng một nguyên tố hóa học là một công việc rất cần thiết và quan trọng trong kỹ thuật AAS nói chung và kỹ thuật không ngọn lửa nói riêng (GF-AAS). Sử dụng những dung dịch đã chuẩn bị trong phần phương pháp chúng tôi tiến hành khảo sát các thông số của máy thu được kết quả như sau:
Khi khảo sát vạch phổ của nguyên tố Cd (với 2 vạch phổ 228.8nm và 326.9nm), độ rộng khe đo trên máy (0.2nm, 0.7nm và 2nm), cường độ đèn (từ 65% đến 85% cường độ đèn tối đa). Nhóm nghiên cứu thu được kết quả là: tại vạch phổ 228.8nm, khe đo 0.7nm và cường độ đèn 83.33% (200mA) cho độ hấp thụ tốt nhất và ổn định nhất. Chính vì vậy nhóm nghiên cứu đã chọn các giá trị trong trên là các giá trị cho việc khảo sát các điều kiện tiếp theo.
3.1.1 Kết quả khảo sát các điều kiện nguyên tử hóa mẫu
Giai đoạn sấy mẫu
Giai đoạn sấy mẫu 1: Nhiệt độ sấy mẫu khảo sát trong khoảng từ (500C-1300C). Thời gian tăng nhiệt từ (1-15s). Thời gian giữ nhiệt từ (5-40s).
Giai đoạn sấy mẫu 2: Nhiệt độ sấy mẫu khảo sát trong khoảng từ (3000C-5000C). Thời gian tăng nhiệt từ (5-25s). Thời gian giữ nhiệt từ (5-40s).
Giai đoạn tro hóa luyện mẫu: Nhiệt độ tro hóa luyện mẫu khảo sát trong khoảng từ (4500C-6500C). Thời gian tăng nhiệt từ (5-25s). Thời gian giữ nhiệt từ (1-5s).
Giai đoạn nguyên tử hóa mẫu: Nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu khảo sát trong khoảng từ (17000C-21000C). Thời gian tăng nhiệt từ (0-5s). Thời gian giữ nhiệt từ (1-5s).
Giai đoạn làm sạch cuvet: Nhiệt độ làm sạch khảo sát trong khoảng từ (21000C-24000C). Thời gian tăng nhiệt từ (0-5s). Thời gian giữ nhiệt từ (1-5s).
Với các điều kiện khảo sát ở trên kết quả thu được ở bảng dưới đây:
Tại các giá trị trong bảng trên nhóm nghiên cứu nhận thấy độ hấp thụ quang tốt nhất và ổn định nhất. Chính vì vậy nhóm nghiên cứu chọn các giá trị trong bảng trên làm giá trị ở giai đoạn nguyên tử hóa mẫu cho quy trình phân tích Cd trong máu.
3.1.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo phổ hấp thụ không ngọn lửa
Nhóm nghiên cứu xác định một số yếu tố ảnh hưởng chính là: axit, nồng độ axit, thành phần và nồng độ chất cải biến nền (modifier). Kết quả khảo sát cụ thể được trình bày dưới đây:
3.1.2.1. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ axit HNO3
Theo kết quả nghiên cứu của Phạm Luận[1], Nunes[5] và Ivanenko[4], O Faroon [7] trong phân tích kim loại nặng bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa thì axit HNO3 được xem là axit phù hợp nhất cho kết quả tốt nhất. Chính vì vậy nhóm nghiên cứu chọn axit HNO3 là axit dùng để phân tích Cd trong mẫu máu và nước tiểu.
Tuy nhiên, nồng độ axit ảnh hưởng rất lớn đến kết quả của phép đo, thậm chí nồng độ axit HNO3 cao hơn 5% sẽ ảnh hưởng đến độ bền của lò. Nồng độ axit khác nhau tạo nên độ nhớt của dung dịch khác nhau và kết quả phân tích cũng khác nhau. Để đảm bảo kết quả phân tích nhóm nghiên cứu tiến hành phân tích ảnh hưởng của nồng độ axit HNO3 ở các mức sau: 0.05%, 0.1%, 0.15%, 0.2% kết quả cho thấy sự khác nhau về nồng độ axit dẫn đến sự khác nhau về độ hấp thụ quang. Tuy không nhiều nhưng nhóm nghiên cứu nhận thấy với nồng độ HNO3 = 0.1% cho cường độ vạch phổ và độ ổn định là tốt nhất.
3.1.2.2. Khảo sát chất cải biến hóa học
3.1.2.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ X-100
X -100 là chất khí thêm vào mẫu phân tích tạo thành các chất dễ bay hơi, cho phép loại những thành phần nền ra khỏi mẫu trước khi nguyên tử hóa chất phân tích. Theo nghiên cứu của Nunes [5] và Ivanenko [4] chất cải biến nền được sử dụng với nồng độ như sau: 2.5% NH4H2PO4 và0.15% Mg(NO3)2 trong 0.1% Triton X-100. Theo hướng nghiên cứu này chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của nồng X-100 đến phép đo phổ của nguyên tố Cd ở các mức nồng độ: 0; 0.05; 0.1; 0.15; 0.2 (%). Kết quả thu được như sau
(Lặp lại 3 lần)
Kết quả khảo sát cho thấy ở mẫu máu khi không có X-100 độ hấp thụ quang thấp nhất Abs = 0.2178. Khi có X-100 độ hấp thụ quang tăng hơn. Tuy nhiên, độ hấp thụ quang cao nhất ở nồng độ 0.05%. Tiếp tục tăng nồng độ X-100 lên 0.1%, 0.15%, 0.2% độ hấp thụ quang không tăng. Thậm chí còn giảm ở nồng độ cao 0.2% (Abs=0.2199).
Kết quả này có đôi chút khác so với nồng độ X-100 của Nunes và Ivanenko. Các tác giả này dùng X – 100 ở nồng độ 0.1%. Tuy nhiên trong phân tích Cd ở mẫu máu cho thây chỉ cần dùng X – 100 ở nồng độ 0.05% đã cho kết quả tốt. Từ đó có thể tiết kiệm được hóa chất trong quá trình phân tích mẫu hàng loạt.
3.1.2.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ NH4H2PO4
Nhóm nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của NH4H2PO4 ở các nồng độ sau 1.5%; 2%; 2.5%; 3 %; 3.5%. Với hợp với các điều kiện tối ưu đã được khảo sát ở trên kết quả thu được như sau:
(Lặp lại 3 lần)
Từ kết quả cho thấy nồng độ NH4H2PO4 ảnh hưởng đến kết quả của phép đo rất rõ dệt. Nồng độ phù hợp nhất là 2.5%, vì ở nồng độ thấp hơn như 1.5% hoặc 2% phép đo rất ổn định nhưng độ hấp thụ quang kém. Khi tăng nồng độ lên 3% hoặc 3.5% thì độ hấp thụ quang giảm kèm theo đó độ ổn định cũng giảm dần. Căn cứ vào kết quả khảo sát nhóm nghiên cứu đã chọn được nồng độ thích hợp cho NH4H2PO4 làm chất cải biến hóa học là 2.5%. Kết quả này giống kết quả của một số tác giả nghiên cứu trước như Nunes[5] và Ivanenko[4]. Tuy nhiên, phương pháp của NIOSH (8005) phân tích Cd trong mẫu máu không sử dụng chất này. Có thể đây là một trong nhưng lý do khiến phương pháp 8005 của NIOSH cần hàng giờ để phá mẫu.
3.1.2.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Mg(NO3)2
Cũng giống như ảnh hưởng của NH4H2PO4 thì Mg(NO3)2 cũng là chất khi thêm vào mẫu phân tích tạo thành hợp chất bền nhiệt, khó bay hơi, cho phép tăng nhiệt độ tro hóa, nguyên tử hóa, giữ lại chất phân tích đồng thời loại thành phần nền khi ở nhiệt độ cao.
Từ bảng trên cho thấy khi có mặt của Mg(NO3)2 đã ảnh hưởng đến độ hấp thụ quang của phép đo. Nhưng nồng độ 0.15% là nồng độ cho kết quả tốt nhất thể hiện ở độ ổn định cao và giá trị Abs = 0.2361 (mẫu máu). Ở nồng độ thấp hơn như 0.05% hoặc 0.1% tính ổn định cao nhưng giá trị Abs lại thấp. Ở nồng độ cao hơn là 0.2% hoặc 0.25% độ hấp thụ quang không cao hơn đồng thời tính ổn định cũng giảm hơn thậm chí ở nồng độ 0.25% RSD = 5.38%. Căn cứ vào kết quả khảo sát nhóm nghiên cứu đã chọn được nồng độ thích hợp cho Mg(NO3)2 làm chất cải biến hóa học là 0.15%.
3.1.2.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Pd(NO3)2
Theo GS.TSKH Phạm Luận và nhiều tác giả khác thì Pd(NO3)2 là một trong những nguyên tố có vài trò rất quan trọng trong cải biến nền của chất phân tích. Theo P. Olmedo [6] Pd(NO3)2 được sử dụng ở nồng độ 0.033%. Trên cơ sở nghiên cứu của P. Olmedo nhóm nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của Pd(NO3)2 trong quá trình phân tích Cd ở cả mẫu máu và mẫu nước tiểu ở các mức nồng độ: 0; 0.01; 0.02; 0.03; 0.04; 0.05. Kết hợp với các điều kiện tối ưu đã tìm được ở trên
Từ kết quả trên nhóm nghiên cứu chọn 0.02% Pd(NO3)2 làm chất cải biến nền cho phép phân tích Cd trong mẫu máu. Việc sử dụng thêm Pd(NO3)2 trong chất cải biến nên để tăng độ hấp thụ quang của phép phân tích là một sự khác biệt trong quá trình thực hiện của nhóm nghiên cứu so với Nunes[5] và Ivanenko[4]. Nồng độ này cũng khác so với nghiên cứu của tác giả P.Olmedo (2010) là – 0.033%. Đây là hóa chất rất đắt tiền, nồng độ giảm có thể tiết kiệm được hóa chất trong quá trình phân tích, tiết kiệm được kinh phí.
3.1.3. Khảo sát ảnh hưởng thể tích chất bổ trợ – cải biến nền (modifier)
Khảo sát ảnh hưởng của thể tích chất bổ trợ – modifier nhóm nghiên cứu tiến hành khảo sát trên cùng một mẫu với thể tích chất bổ trợ khác nhau là 0, 1, 2, 3, 4 (µl) thu được kết quả như sau:
Từ kết quả khảo sát cho thấy thể tích chất bổ trợ 2 µl cho độ hấp thụ quang tốt nhất. Thể tích chất bổ trợ càng tăng thì độ hấp thụ càng giảm, thậm chí khi tăng thể tích chất bổ trợ lên V=4 µl thì không phát hiện nguyên tố phân tích. Điều đó cho thấy chất bổ trợ có vai trò rất quan trong trong việc cải biến nền và tăng độ hấp thụ quang đối với mỗi nguyên tố. Tuy nhiên, chỉ ở nồng độ nhất định nếu dùng với nồng độ cao sẽ gây tác dụng ngược lại.
Đối với thể tích mẫu phân tích nhóm nghiên cứu chọn theo kết quả nghiên cứu của Nunes [5] và Ivanenko [14]. Thể tích của mẫu máu = 8µl.
3.2. Chọn các điều kiện lấy mẫu, xử lý mẫu để có dung dịch đo
3.2.1. Lấy mẫu
Lấy 2ml máu cho vào ống có chứa chất chống đông – Heparin, bảo quản lạnh trước khi mang về phòng thí nghiệm.
Ở điều kiện âm sâu -200 đến -800C mẫu có thể bảo quản được 6 – 8 tháng.
3.2.2. Xử lý mẫu
Trên cơ sở của những nghiên cứu trước nhóm nghiên cứu tiến hành xử lý mẫu để có dung dịch phân tích bằng cách dùng dung dịch modifier đã khảo sát được. Tức là trộn đều dung dịch modifier với mẫu phân tích. Tuy nhiên, để có tỷ lệ hợp lý dung dịch phân tích cho kết quả tốt nhất chúng tôi tiến hành khảo sát tỷ lệ trộn giữa modifier và mẫu như sau: 9:1; 8:2; 7:3; 6:4; 5:5; Tổng thể tích của mẫu và modifier ≥1ml. Vì thể tích dung dịch đựng trong cóng đo trên máy là 1ml. Sử dụng những điều kiện tối ưu đã khảo sát được chúng tôi phân tích dung dịch đã chuẩn bị ở trên kết quả khảo sát thu được ở bảng sau:
(Lặp lại 3 lần)
Từ kết quả khảo sát nhóm nghiên cứu nhận thấy xử lý mẫu bằng dung dịch modifier với tỷ lệ 9:1 là hợp lý nhất. Vì tỷ lệ này cho độ hấp thụ quang tốt nhất. Khi thể tích mẫu càng tăng thì tỷ lệ độ hấp thụ quang lại giảm. Điều này cho thấy modifier có ảnh hưởng lớn đến kết quả phân tích của phép đo. Nếu tăng nồng độ cao quá thì độ hấp thụ quang giảm, ngược lại nếu giảm thì độ hấp thụ quang cũng giảm. Chính vì vậy đòi hỏi các nhà phân tích phải khảo sát kỹ nồng độ tỷ lệ của các chất khi sử dụng mới có thể đưa ra được phương pháp phấp tích đạt hiệu quả cao.
3.3. Đánh giá các điều kiện của quy trình
3.3.1. Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn của phép đo GF-AAS đối với Cd
3.3.1.1. Khảo sát khoảng tuyến tính
Nhóm nghiên cứu tiến hành khảo sát khoảng tuyến tính của Cd bằng cách: pha một dãy chuẩn của Cd trong HNO3 nồng độ 0.1% là 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50(ppb). Với thành phần nền của mẫu máu 0.05%Triton X-100, 2.5%NH4H2PO4, 0.15%Mg(NO3)2, 0.02%Pd(NO3)2, của mẫu nước tiểu 0.1%Triton X-100, 2.5%NH4H2PO4, 0.15%Mg(NO3)2, 0.02%Pd(NO3)2 thu được kết quả như sau :
Từ kết quả thực nghiệm nhóm nghiên cứu nhận thấy khoảng tuyến tính của Cd từ LOQ-20ppb. Vì vậy khi phân tích mẫu nếu hàm lượng nguyên tố cần phân tích nằm ngoài khoảng tuyến thì phải làm giàu mẫu hoặc pha loãng mẫu để phân tích mới đảm bảo được độ chính xác của phép đo.
3.3.1.2. Xây dựng đường chuẩn
Từ kết quả khảo sát khoảng tuyến tính nhóm nghiên cứu sử dụng phần mềm minitab 16.0 để xây dựng đường chuẩn. Phương trình đường chuẩn của Cd trong máu và trong nước tiểu được chỉ ra ở dưới đây:
Phương trình hồi quy đầy đủ của đường chuẩn cho phân tích Cd trong máu được xác định có dạng: y = (0.003867± 0.534305) + (0.03001 ± 0.000165) x
Đánh giá phương trình hồi quy của đường chuẩn
Trong phương trình y = a + bx
Kiểm tra a với giá trị 0 theo tiêu chuẩn thống kê Fisher (chuẩn F) [2,3].
Nếu xem a ≈ 0 thì phương trình y = a + bx được viết thành phương trình
y = b’x khi đó các giá trị b’ của phương trình hồi quy đường chuẩn cho phân tích Cd trong máu.
Kết quả cho thấy Ftính = S’2/S2= 1.55041 ; Fchuẩn = F(0.95; 2; 3) = 9.5521 tức là Ftính < Fchuẩn ở phương trình đường chuẩn phân tích Cd trong máu. Có nghĩa là sự sai khác giữa giá trị a và 0 không có ý nghĩa thống kê. Vì vậy phương pháp phân tích trên không mắc sai số hệ thống.
3.3.2. Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ)
Để tính được Sb nhóm nghiên cứu tiến hành đo mẫu trắng 10 lần. Kết quả thu được như sau:
Bảng 10: Kết quả xác định LOD, LOQ của quy trình phân tích Cd trong máu
Căn cứ vào kết quả thu được nhóm nghiên cứu nhận thấy giới hạn phát hiện 0.01ppb giới hạn định lượng là 0.0149ppb. Từ bảng trên cho thấy giới hạn phát hiện của Cd trong máu là 0.0149ppb. Giới hạn định lượng của Cd trong máu là 0.0497ppb.
Như vậy khoảng tuyến tính của Cd trong quy trình phân tích Cd trong máu là (LODmáu – 20)µg/L tương đương (0.0497 -20) µg/L.
3.3.3. Đánh giá độ chính xác của phương pháp
3.3.3.1. Kiểm tra độ chụm
Độ chụm thay đổi theo nồng độ các chất phân tích. Nồng độ chất phân tích càng thấp thì kết quả dao động càng nhiều (không chụm) nghĩa là RSD% hay CV% lớn.
Kết quả khảo sát cho thấy CV% biến động tuân theo định luật phân bố Gauuss: Ở điểm đầu (nồng độ thấp) và điểm cuối (nồng độ cao) của khoảng tuyến tính có hệ số biến thiên lớn hơn điểm giữa (nồng độ trung bình) của khoảng tuyến tính sai số nhỏ hơn. Với mẫu máu điểm đầu sai số 5,612%, điểm cuối sai số 5.74%, điểm giữa sai số nhỏ nhất 2.588%. Theo tiêu chuẩn đánh giá của AOAC nồng độ chất phân tích từ 10-100ppb CV% cho phép là < 15% [3]. Nên những sai số ở trên cả điểm đầu, điểm cuối hay điểm giữa đều là những sai số nhỏ và chấp nhận được. Điều đó chứng tỏ độ chụm của phương pháp đạt yêu cầu.
3.3.3.3. Kiểm tra độ đúng
Có nhiều cách để đánh giá độ đúng của phương pháp. Nhóm nghiên cứu đã chọn cách mà hiện nay được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới là dùng vật liệu chuẩn (còn gọi là mẫu chuẩn). Kết quả phân tích mẫu CRM thể hiện qua bảng sau:
(Lặp lại 3 lần)
Từ bảng trên nhóm nghiên cứu nhận thấy kết quả phân tích mẫu CRM cho các giá trị nằm trong khoảng giá trị đã cho và sát với giá trị trung bình của mẫu CRM. Ở mức nồng độ thấp của mẫu máu giá trị thu được là 1.217µg/L xấp xỉ giá trị trung bình của mẫu CRM (1.19µg/L) và thuộc khoảng giá trị đã cho là (0.948 – 1.42) µg/L. Điều đó chứng tỏ phương pháp phân tích đảm bảo độ đúng.
3.4. Nêu quy trình xây dựng và ứng dụng
3.4.1. Tổng họp kết quả các điều kiện đo Cd bằng GF-AAS
Qua các kết quả thực nghiệm nhóm nghiên cứu đã chọn được các điều kiện tối ưu để đo Cd bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử GF-AAS của hãng Perkin Elmer 900 như dưới đây:
3.4.1.1. Các điều kiện đo phổ (Thông số và điều kiện)
– Thông số trên máy: vạch phổ 228.8nm; khe đo 0.7nm và cường độ đèn 83.33% (200mA)
– Axit HNO3 – 0.1%;
– Chất cải biến nền: 0.05%Triton X-100; 2.5%NH4H2PO4; 0.15%Mg(NO3)2; 0.02%Pd(NO3)2
– Thể tích mẫu: 8µl; Thể tích modifier: 2µl
3.4.1.2. Tổng hợp điều kiện nguyên tử hóa mẫu
(Lặp lại 3 lần)
3.4.2. Nêu quy trình
Trên cơ sở khảo sát tất cả các yếu tố cần thiết để đảm bảo cho một quy trình phân tích nhóm nghiên cứu tóm tắt quy trình phân tích Cd trong máu
3.4.2.1. Quy trình phân tích Cd trong mẫu máu
* Chuẩn bị dụng cụ hóa chất
Được chuẩn bị như cụ thể như phần thiết bị, dụng cụ, hóa chất
* Chuẩn bị các dung dịch để phân tích mẫu
– Dung dịch modiffier: 0.05%Triton X-100, 2.5%NH4H2PO4 , 0.15%Mg(NO3)2, 0.02%Pd(NO3)2
– Dung dịch rửa 0.1% Triton X-100, 0.1%HNO3
– Pha dung dịch chuẩn: Chuẩn được pha trong HNO3 0.1% nồng độ Cd 20µg/L.
– Xử lý mẫu: Mẫu máu được lấy ra từ tủ âm sâu giã đông bằng cách để trong ngăn mát tủ lạnh thường sau khi giã đông đưa ra ngoài để để phân tích. Trước khi phân tích phải lắc đều. 0.9 ml modifier + 0.1 ml mẫu lắc đều rồi đưa vào máy phân tích.
– Điều kiện để phân tích
Kỹ thuật lò graphit
Nguyên tố: Cd; Bước sóng: 228.8nm; Khe đo: 0.7nm; Tín hiệu: AA-BG; Cường độ đèn: 200mA; Thể tích mẫu: 8µl; Thể tích modifier: 2µl
Thông tin đường chuẩn: + 5 điểm với các mức nồng độ: 1ppb; 5ppb; 10 ppb; 15 ppb; 20 ppb
Chương trình nguyên tử hóa mẫu
Từ quy trình trên nhóm nghiên cứu có một số nhận xét như sau:
Quy trình có giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng tương đương thậm chí còn thấp hơn một số quy trình phân tích của một số tác giả khác. Như nghiên cứu của Đặng Minh Ngọc và cộng sự giới hạn phát hiện là 0.082µg/L, P. Olmedol [6] (2010)(LOD/LOQ là 0.03/0.09; của nhóm nghiên cứu là 0.0149/0.00497 đối với quy trình phân tích mẫu máu và 0.0194/0.0648 đối với quy trình phân tích Cd trong mẫu nước tiểu.
So sánh quy trình phân tích Cd trong máu và nước tiểu với phương pháp của NIOSH (Mỹ) 8005, 8310 thì nhóm nghiên cứu nhận thấy quy trình phân tích được rút ngắn rất nhiều. Nếu như phương pháp 8005, 8310 của NIOSH phá mẫu mất nhiều giờ (lắc mẫu ít nhất 12h), thể tích mẫu lớn (50ml nước tiểu), tốn nhiều hóa chất (mỗi mẫu máu cho 10ml HNO3) thì Quy trình của nhóm nghiên cứu đã khắc phục được những nhược điểm trên.
Hiện nay, ở Việt Nam những quy trình phân tích kim loại trong môi trường, trong thực phẩm thì rất phổ biến. Tuy nhiên, quy trình phân tích kim loại trong dịch sinh học còn nhiều hạn chế. Có thể do thiết bị máy móc cũ – như phương pháp cực phổ xung vi phân của Đặng Minh Ngọc. Cũng có trường hợp sử dụng thiết bị hiện đại xong quy trình xử lý mẫu quá phức tạp – theo kiểu truyền thống – vô cơ hóa hoàn toàn bằng axit trên bếp ủ, mất rất nhiều thời gian, sai số lớn. Quy trình mà nhóm nghiên cứu đưa ra khắc phục được những hạn chế trên. Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng tương đương với một số phương pháp hiện tại trên thế giới đang dùng. Quy trình thực hiện đơn giản, sai số ít, đặc biệt xử lý mẫu không còn mất nhiều thời gian như trước.
Quy trình nhóm nghiên cứu xây dựng có thể ứng dựng trên các máy thế hệ tương đương hoặc thế hệ tiếp theo của hãng. Đối với những hãng khác chỉ cần là những máy có điều kiện và tính năng kỹ thuật tương tự (ứng dụng) nếu hiện đại hơn thì càng tốt đều có thể dùng được.
3.4.3. Ứng dụng quy trình
Kết quả phân tích Cd trong máu và nước tiểu của người lao động (NLĐ). Nhóm nghiên cứu lấy ngẫu nhiên 35 mẫu máu 35 NLĐ làm việc tại Tổng Liên Đoàn Lao động Việt Nam áp dụng quy trình xây dựng được phân tích và cho kết quả như sau:
Áp dụng quy trình xây dựng được phân tích mẫu máu của 35 cán bộ nhân viên làm việc tại Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam. Kết quả cho thấy nồng độ Cd trung bình trong mẫu máu của 35 đối tượng là 3.599±0.975 µg/L. Nồng độ trung bình của 35 đối tương đều nằm trong giới hạn cho phép < 5 µg/L (Tiêu chuẩn y tế thế giới). Xét riêng từng đối tượng cũng không có đối tượng nào có nồng độ vượt ngưỡng cho phép.
Hoàn thiện quy trình
Sau khi sử dụng quy trình xây dựng được để phân tích mẫu thực, nhóm nghiên cứu nhận thấy quy trình ổn định, đảm bảo kết quả chính xác. Vì trước khi chạy mẫu thực nhóm nghiên cứu đều chạy mẫu chuẩn kiểm tra độ tin cậy của quy trình. Chính vì vậy quy trình dự thảo ban đầu không cần thay đổi gì sau khi nhóm nghiên cứu áp dụng thực tế.
4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Kết luận
Qua một thời gian nghiên cứu nhóm thực hiện đã đạt được kết quả cụ thể thể như sau:
- Khoảng tuyến tính: (0.0497 -20) µg/L.
- Giới hạn phát hiện: 0.0149 µg/L
- Giới hạn định lượng: 0.0497 µg/L
- Quy trình đảm bảo tính ổn định, độ chính xác trên 85%.
Đánh giá: LOD, LOQ thấp hơn một số tác giả khác đã nghiên cứu, thời gian phân tích 63s, độ bền cuvet nhờ quy trình nhiệt độ nguyên tử hóa mẫu giảm.
* Áp dụng quy trình xây dựng được: phân tích 35 mẫu máu của 35 đối tượng là cán bộ nhân viên làm việc tại Tổng Liên Đoàn Việt Nam cho thấy nồng Cd trong máu của đối tượng nghiên cứu không vượt quá giới hạn cho phép.
4.2. Kiến nghị
Tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện và áp dụng rộng rãi trong các nghiên cứu làm trên đối tượng là người lao động có tiếp xúc với Cd.
Tài liệu tham khảo
- Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, NXB Đại học quốc gia Hà Nội.
- Tạ Thị Thảo (2010), Thống kê trong hóa phân tích, Giáo trình môn học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc Gia Hà Nôi.
- Viện kiểm nghiện an toàn vệ sinh Thực phẩm Quốc Gia (2010), Thẩm định phương pháp trong phân tích hóa học và vi sinh vật học, NXB Khoa học và Kỹ Thuật.
- Ivanenko N. B. (2012), Application of Zeeman graphite furnace atomic absorption spectrometry with high-frequency modulation polarization for the direct determination of aluminum, beryllium, cadmium, chromium, mercury, manganese, nickel, lead, and thallium in human blood. Arch Environ Contam Toxicol, 63(3), 299-308.
- Nunes JA, Batista BL, Rodrigues JL, Caldas NM, Neto JA, Barbosa F Jr. A simple method based on ICP-MS for estimation of background levels of arsenic, cadmium, copper, manganese, nickel, lead, and selenium in blood of the Brazilian population. J Toxicol Environ Health A. 2010;73(13-14):878-87
- Olmedo P, Pla A, Hernández AF, López-Guarnido O, Rodrigo L, Gil F. (2010), Validation of a method to quantify chromium, cadmium, manganese, nickel and lead in human whole blood, urine, saliva and hair samples by electrother mal atomic absorption spectrometry, Anal Chim Acta 659,7- 60.
(Nguồn tin: Nilp.vn)