Berberin là một alcaloid thực vật thuộc nhóm isoquinolin có trong
nhiều loại cây thuốc ởViệt Nam, khoảng 150 loài thuộc nhiều họthực vật
khác nhau. Berberin chủyếu ởtrong thân và rễcây vàng đắng với tỷ lệ1,5-3%[1].
Berberin được biết đến với tác dụng nổi bật là kìm khuẩn tảvà E.coli,
điều trịbệnh lỵ. Thuốc được sửdụng phổbiến do giá thành thấp và khá an
toàn, không ảnh hưởng tới sựphát triển bình thường của vi khuẩn có ích ở
ruột.
Hiện nay trên thịtrường có các dạng bào chếcủa Berberin như: thuốc
nhỏmắt, viên nén, viên bao . Vì vậy vấn đềkiểm tra chất lượng nguyên liệu
làm thuốc cũng nhưthành phẩm là rất quan trọng.
Dược điển Việt Nam III (DĐVN III) có chuyên luận kiểm nghiệm
nguyên liệu và chếphẩm viên nén Berberin bằng phương pháp đo quang phổ
hấp thụtửngoại UV- VIS, dược điển Trung Quốc (2005) định lượng Berberin
bằng HPLC. Đểcó cơsởlựa chọn phương pháp định lượng Berberin thích
hợp, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đềtài : “ So sánh hai phương pháp
định lượng Berberin nguyên liệu bằng HPLC theo dược điển Trung Quốc
(2005) và bằng đo quang phổ hấp thụ UV-VIS theo dược điển Việt Nam
III” với những mục tiêu sau:
Đánh giá phương pháp định lượng Berberin nguyên liệu bằng
HPLC theo dược điển Trung Quốc (2005)
Đánh giá phương pháp định lượng Berberin nguyên liệu bằng đo
quang phổhấp thụUV-VIS theo DĐVN III
45 trang |
Chia sẻ: lvbuiluyen | Lượt xem: 5966 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài So sánh hai phương pháp định lượng Berberin nguyên liệu bằng HPLC theo dược điển Trung Quốc (2005) và bằng đo quang phổ hấp thụ UV-VIS theo dược điển Việt Nam III, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1
----------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: “So sánh hai phương pháp định lượng
Berberin nguyên liệu bằng HPLC theo dược điển
Trung Quốc (2005) và bằng đo quang phổ hấp thụ
UV-VIS theo dược điển Việt Nam III.”
2
ĐẶT VẤN ĐỀ
Berberin là một alcaloid thực vật thuộc nhóm isoquinolin có trong
nhiều loại cây thuốc ở Việt Nam, khoảng 150 loài thuộc nhiều họ thực vật
khác nhau. Berberin chủ yếu ở trong thân và rễ cây vàng đắng với tỷ lệ 1,5-
3%[1].
Berberin được biết đến với tác dụng nổi bật là kìm khuẩn tả và E.coli,
điều trị bệnh lỵ. Thuốc được sử dụng phổ biến do giá thành thấp và khá an
toàn, không ảnh hưởng tới sự phát triển bình thường của vi khuẩn có ích ở
ruột.
Hiện nay trên thị trường có các dạng bào chế của Berberin như: thuốc
nhỏ mắt, viên nén, viên bao…. Vì vậy vấn đề kiểm tra chất lượng nguyên liệu
làm thuốc cũng như thành phẩm là rất quan trọng.
Dược điển Việt Nam III (DĐVN III) có chuyên luận kiểm nghiệm
nguyên liệu và chế phẩm viên nén Berberin bằng phương pháp đo quang phổ
hấp thụ tử ngoại UV- VIS, dược điển Trung Quốc (2005) định lượng Berberin
bằng HPLC. Để có cơ sở lựa chọn phương pháp định lượng Berberin thích
hợp, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài : “ So sánh hai phương pháp
định lượng Berberin nguyên liệu bằng HPLC theo dược điển Trung Quốc
(2005) và bằng đo quang phổ hấp thụ UV-VIS theo dược điển Việt Nam
III” với những mục tiêu sau:
Đánh giá phương pháp định lượng Berberin nguyên liệu bằng
HPLC theo dược điển Trung Quốc (2005)
Đánh giá phương pháp định lượng Berberin nguyên liệu bằng đo
quang phổ hấp thụ UV-VIS theo DĐVN III
3
So sánh hai phương pháp định lượng trên để tìm phương pháp
thích hợp cho việc định lượng berberin trong các cơ sở kiểm tra
chất lượng thuốc trong nước.
PHẦN I. TỔNG QUAN
1.1. VÀI NÉT VỀ BERBERIN:
1.1.1. Cấu trúc:
Beberin là một alcaloid thực vật thuộc nhóm isoquinolin có khung
protoberberin[1]. Isoquinolin còn được gọi là benzo[c] pyridin hay 2-
benzamin là một hợp chất hữu cơ thơm heterocyclic[18]
Cấu trúc của isoquinolin
Công thức cấu tạo:
Công thức phân tử: C20H18NO4+ PTL: 336.36
Tên khoa học : 5,6 dihydro – 8,9 – dimethoxy – 1,3 – dioxa – 6a –
azoniaindeno (5,6-a) anthracen [6]
1.1.2. Nguồn gốc:
This image cannot currently be display ed.
This image cannot currently be display ed.
4
Berberin thường có trong rễ, thân rễ, thân, vỏ cây những cây thuộc chi
Berberis, Hydrastis candensis, Coptis chinensis [18]. Berberin có nhiều trong
thân và rễ cây vàng đắng với tỷ lệ 1,5-3%, berberin chiếm ít nhất là 82% so với
alcaloid toàn phần [9].
Berberin thường có lẫn các tạp chất alcaloid khác như: palmatin,
jatrorrhizin. Giới hạn tạp chất palmatin không quá 2%, jatrorrhizin không quá 5
% [6],[13].
1.1.3. Tính chất
- Bột kết tinh màu vàng, không mùi, có vị rất đắng. Tan trong nước
nóng, khó tan trong ethanol và nước lạnh, rất khó tan trong cloroform, không
tan trong ether.[6]
1.5. Tác dụng dược lý:
- Berberin có tác dụng kháng vi trùng như: vi khuẩn ( shigella, tụ cầu
và liên cầu khuẩn), thể protozoal, vi nấm, candida, virus, nấm men, kí sinh
trùng gây bệnh (kí sinh trùng sốt rét, kí sinh trùng đường ruột) [12], [17].
- Berberin có tác dụng kìm khuẩn tả và E.coli, đặc biệt khi dùng sẽ
không ảnh hưởng tới sự phát triển bình thường của hệ vi khuẩn có ích ở ruột,
khi dùng phối hợp với một số thuốc kháng sinh sẽ hạn chế tác dụng phụ gây
ra bởi các thuốc kháng sinh đối với hệ sinh vật đường ruột [17].
- Berberin có tác dụng ức chế sự bài tiết ion trong lòng ruột, ức chế co
cơ, giảm cholesterol và trigycerid, chống tiểu đường, ức chế cơn nhịp nhanh
thất, giảm viêm cho người bị viêm khớp, tăng tiểu cầu của bệnh nhân xuất
huyết, giảm tiểu cầu tiên phát và thứ phát, kích thích sự bài tiết mật và thải trừ
bilirubin[17].
Chỉ định: [9],[12],[17]
- Bệnh lỵ trực khuẩn, hội chứng lỵ, viêm ruột, tiêu chảy, viêm ống mật
và đặc biệt là bệnh sỏi mật, vàng da, sốt, sốt rét, mụn nhọt.
5
- Điều trị viêm kết mạc, đau mắt đỏ do kích thích bên ngoài( do nắng,
gió, lạnh, bụi, khói…) và điều trị bệnh đau mắt hột.
- Điều trị bệnh Leishmania, Trichomonas.
1.1.6. Chống chỉ định: [17]
- Phụ nữ có thai vì khả năng gây co bóp tử cung của berberin
- Người dị ứng với berberin ( rất hiếm gặp)
1.1.7. Dạng thuốc và hàm lượng: [11]
- Dạng viên nén, viên bao, viên nang với hàm lượng 10 mg, hoặc 50-
100 mg/ viên
- Dạng thuốc nhỏ mắt điều trị viêm kết mạc, đau mắt đỏ do kích thích
bên ngoài (gió, nắng, lạnh, bụi, khói)
1.2. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG BERBERIN:
1.2.1. Phương pháp thể tích: [5], [13]
Hòa tan 0,3g chế phẩm (chính xác) vào trong cốc với 150ml nước đang
sôi. Làm nguội, chuyển dung dịch vào bình định mức 250ml. Lấy chính xác
50ml dung dịch kali dicromat 0,1N rồi thêm nước tới vạch. Lắc đều trong 5
phút, lọc qua giấy lọc khô, bỏ 20ml dịch lọc đầu. Lấy chính xác 100ml dịch
lọc cho vào bình nón nút mài 250 ml, thêm 2g kali iodid, lắc cho tan, sau đó
thêm 10 ml dung dịch acid hydrochloric 16%, đậy kín, lắc đều, để vào bóng
tối trong 10 phút. Chuẩn độ bằng dung dịch natri thiosulfat 0,1N, gần điểm
tương đương thêm 2ml dung dịch hồ tinh bột và tiếp tục chuẩn độ cho đến khi
màu xanh biến mất thì dừng.
Song song tiến hành làm mẫu trắng trong cùng điều kiện.
1ml dung dịch kali dicromat 0,1N tương ứng với 12,39 mg C20
H18NO4Cl.
1.2.2. Phương pháp đo UV-VIS
Phương pháp 1:[6].
6
* Dung dịch thử: Cân 0.200 g chế phẩm và hòa tan trong 200ml nước
bằng cách đun nóng. Sau đó làm lạnh và thêm nước đến 1000ml. Lấy 10ml
dung dịch này pha loãng với nước đến 100ml.
* Dung dịch chuẩn: Cân chính xác khoảng 0,200 g Kali dicromat thuốc
thử chuẩn đã sấy khô ở 1100C trong 4 giờ, hòa tan trong nước. Thêm 10ml
dung dịch acid sulfuric 1N và thêm nước vừa đủ 1000ml.
* Đo độ hấp thụ: Đo At và As của dunh dịch thử và dung dịch chuẩn ở
bước sóng 421 nm.
* Cách tính: Lượng ( mg) của C20H18NO4Cl được tính bằng công thức sau:
a
As
AtP ××=
006,1
1
a: khối lượng ( mg) kali dichromat.
Phương pháp 2 [6]
Xác định hàm lượng berberin clorid trong viên nén.
* Dung dịch thử: Cân 20 viên, tính khối lượng trung bình và nghiền thành
bột mịn. Cân chính xác một lượng bột viên tương đương với khoảng 80 mg
berberin clorid, thêm 10ml nước để thấm đều bột viên, sau đó thêm khoảng
200ml nước sôi, khuấy kĩ 5 phút, để nguội rồi chuyển vào bình định mức
500ml, thêm nước tới vạch, lắc đều. Để lắng tự nhiên hoặc đem ly tâm. Lấy
chính xác 5ml dung dịch trong ở trên đem pha loãng với nước cất vừa đủ
100ml.
* Dung dịch chuẩn : pha tương tự dung dịch thử, dùng chất đối chiếu
berberin clorid.
* Mẫu trắng: nước cất.
* Tiến hành đo độ hấp thụ của dung dịch thử và chuẩn trong cùng điều
kiện tại bước sóng cực đại 345 nm, cốc đo dầy 1 cm.
1.2.3. Phương pháp cân [5]
7
Áp dụng để định lượng viên nén berberin clorid, dựa trên khả năng tạo
tủa của berberin với acid picric.
Cân 20 viên và nghiền thành bột mịn. Cân chính xác một lượng bột viên
tương ứng với khoảng 0.50g berberin clorid, cho vào bình định mức 250ml,
thêm khoảng 200 ml methanol (TT), lắc kỹ để hòa tan berberin, rồi thêm
methanol đến ngấn. Lắc đều, lọc qua giấy lọc khô, bỏ 20ml dịch lọc ban đầu.
Lấy đúng 100ml dịch lọc. Làm bay hơi cho đến khô trên cách thủy, thêm
150ml dung dịch NaOH 0,1N và 90ml nước, đun nóng. Lắc kỹ để hòa tan. Để
nguội rồi lọc qua giấy lọc đã thấm ướt. Rửa phễu và giấy lọc 3 lần, mỗi lần
10ml nước.
Gộp dịch lọc và nước rửa, thêm 10ml dung dịch acid hydroclorid 0,1N
rồi tiếp tục cho ngay và từ từ 30ml dung dịch bão hòa acid picric ( TT). Lắc
đều.
Để yên qua một đêm, lọc qua phễu thủy tinh xốp có đường kính lỗ xốp
10 – 16 µm ( đã cân bì) để lấy tủa. Rửa tủa 3 lần với nước cất ở khoảng 150C,
mỗi lần 15ml nước, hút kiệt nước rồi sấy khô phễu và tủa ở 1000C đến khối
lượng không đổi. Khối lượng tủa xác định là P (g).
1 g tủa tương ứng với 0,6586 g C20H18NO4Cl.
1.2.4. Phương pháp HPLC
Phương pháp 1:[14], [15].
* Điều kiện sắc ký:
- Cột sắc ký: Cột thép không gỉ ( 25cm x 4 mm) được nhồi bởi hạt silicagel đã
được octadecylsilan hóa có đường kính 5 µm.
- Nhiệt độ cột: 400C.
- Pha động: Hòa tan 3,4g kali dihydrophosphat và 1,7g natri laurylsulfat trong
1000 ml hỗn hợp dung môi nước và acetonitril (1:1).
8
- Tốc độ dòng: Điều chỉnh tốc độ dòng sao cho thời gian lưu của berberin
khoảng 10 phút.
- Detector UV ở bước sóng 345 nm.
- Thể tích tiêm: 10 µl.
- Nồng độ dung dịch thử và chuẩn: 0,1mg/ml và cách tiến hành pha 2 dung
dịch này giống nhau.
* Tiến hành:
Lần lượt tiêm các dung dịch thử và chuẩn. Dựa vào đáp ứng của pic
berberin trong các dung dịch thử , chuẩn và hàm lượng dung dịch chuẩn, tính
lượng berberin trong chế phẩm.
* Cách tính: Lượng Wt (mg) của berberin clorid (C20H18ClNO4).
Wt = Ws x (At / As)
Ws = Lượng (mg) của berberin chuẩn, tính theo lượng khan.
Phương pháp 2: [13]
* Điều kiện sắc ký:
- Cột sắc ký: Cột được nhồi bởi các hạt silicagel đã được octadecylsilan hóa.
- Pha động: Hỗn hợp dung dịch đệm phosphate [ 0,05 mol/L kali
dihydrophosphat với 0,05 mol/L natri heptan sulfonat (1:1) chứa 0,2%
triethylamin, điều chỉnh tới pH 3,0 bằng acid phosphoric] và acetonitril
(60:40).
- Tốc độ dòng: 1,5 ml/ phút.
- Detector UV ở bước sóng 263 nm.
- Thể tích tiêm: 20 µl
- Nồng độ dung dịch chuẩn và thử: 32 µg/ml
* Tiến hành:
9
Lần lượt tiêm các dung dịch thử và chuẩn. Dựa vào đáp ứng của pic
berberin trong dung dịch thử, chuẩn và hàm lượng dung dịch chuẩn, tính
lượng berberin có trong chế phẩm.
Phương pháp 3: [16]
* Điều kiện sắc ký:
- Cột sắc ký: Cột Hypersil C18 ( 5 µm, 25 cm x 4,6 mm)
- Pha động: Acid phosphoric 0,04 mol/l – acetonitril ( 58: 42).
- Tốc độ dòng: 1ml/phút.
- Detector UV ở bước sóng 349 nm.
* Tiến hành: Tương tự như 2 phương pháp HPLC đã trình bày ở trên.
1.3. TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP HPLC
1.3.1. Nguyên tắc
Phương pháp HPLC là 1 phương pháp phân tích hóa lý, dùng để tách
và định lượng các thành phần trong hỗn hợp dựa trên ái lực khác nhau giữa
các chất với 2 pha luôn tiếp xúc nhưng không hòa lẫn vào nhau: Pha tĩnh
(trong cột hiệu năng cao) và pha động (dung môi rửa giải). Khi dung dịch của
hỗn hợp các chất cần phân tích đưa vào cột, chúng sẽ được hấp phụ hoặc phân
bố vào pha tĩnh tùy thuộc vào bản chất của cột và của chất cần phân tích. Khi
ta bơm dung môi pha động bằng bơm với áp suất cao thì tùy thuộc vào ái lực
của các chất với hai pha, chúng sẽ di chuyển qua cột với vận tốc khác nhau
dẫn đến sự phân tách.
Các chất sau khi ra khỏi cột sẽ được phát hiện bởi bộ phận phát hiện
gọi là detector và được chuyển qua bộ xử lý kết quả. Kết quả cuối cùng được
hiển thị trên màn hình hoặc đưa ra máy in. [8]
1.3.2. Cơ sở lý thuyết
Quá trình phân tách trong kỹ thuật HPLC là do quá trình vận chuyển và
phân bố của các chất tan giữa 2 pha khác nhau. Khi pha động di chuyển với
10
một tốc độ nhất định qua cột sắc ký sẽ đẩy các chất tan bị pha tĩnh lưu giữ ra
khỏi cột. Tùy theo bản chất pha tĩnh, chất tan và dung môi mà quá trình rửa
giải tách được các chất khi ra khỏi cột sắc ký. Nếu ghi quá trình tách sắc ký,
chúng ta có sắc đồ. [8], [11]
1.3.3. Các thông số đặc trưng của quá trình sắc ký:
Kết quả của quá trình sắc kí được detector phát hiện, phóng đại và ghi
thành sắc ký đồ( hình 1):
Hình 1: sắc ký đồ của 2 chất và các thông số đặc trưng
Trong đó :
to (thời gian chết): Là thời gian cần thiết để pha động chảy qua cột tách
tR (thời gian lưu): thời gian kể từ khi chất cần phân tích được bơm vào
cột cho đến khi xuất hiện đỉnh của pic chất cần phân tích.
tR’ (thời gian lưu thực ) = tR- to.
W0,5: Độ rộng pic ở nửa chiều cao
Wb: Độ rộng đáy pic.
1.3.2.1. Hệ số dung lượng k’
[8]
t
t
Wb2
0.5-2W
0.5-1W
b1W
R2
R2t'
t'R1
R1t
o
1
t
t
t
tt
t
't
'k
0
R
0
0R
0
R
−=
−
==
11
Nếu k' nhỏ thì tR cũng nhỏ và sự tách kém. Trong thực tế k' nằm trong
khoảng 2 - 5 là tốt nhất. Hai chất chỉ được tách ra khỏi nhau nếu chúng có giá
trị khác nhau.
1.3.2.2 Độ chọn lọc α (selectivity - factor)
α=
tt
tt
'k
'k
01R
02R
1
2
−
−
= (k2' > k1' ) [4], [8]
α khác 1 càng nhiều thì khả năng tách càng rõ ràng, tối ưu từ 1,5 đến 2.
1.3.2.3. Độ phân giải (resolution)
Đặc trưng cho mức độ tách hai chất ra khỏi nhau trên một điều kiện sắc
ký. Độ phân giải của 2 pic ở cạnh nhau được tính theo công thức:
=R
( ) ( )
α
−α
=
+
−
=
+
−
+ 'k1
'k
ww
tt
ww
tt
B
B
A2/1B2/1
A,RB,R
AB
A,RB,R 1
4
N18,12
[4], [8]
Độ phân giải cơ bản đạt được khi R = 1,5
1.3.2.4. Hệ số bất đối AF
Cho biết mức độ cân đối của pic sắc ký, nó được tính theo công thức:
a2
AF w 20/1= [4], [8]
Trong đó:
W1/20: là chiều rộng của pic được đo ở 1/20 chiều cao của pic
a: khoảng cách từ đường vuông góc hạ từ đỉnh pic đến mép
đường cong phía trước tại vị trí 1/20 chiều cao của pic.
Khi AF nằm trong khoảng 0,5-2,5 thì phép định lượng được chấp
nhận, nếu AF càng tăng lên thì hiện tượng kéo đuôi càng rõ. Hiện tượng đỉnh
kéo đuôi (tailing peak) có thể là do tương tác giữa chất cần phân tích và pha
tĩnh hoặc cột sắc ký bẩn. Đỉnh kéo tuyến trước (fronting peak) có thể do
lượng mẫu đưa vào quá lớn so với năng lực cột [7].
1.3.2.5. Số đĩa lý thuyết N
Đặc trưng cho hiệu lực cột.
12
N = 16
w
t
B
R
2
hay N=5,54
w
t
B2/1
R
2
[4], [8]
Nếu gọi L là chiều cao cột sắc ký, thì chiều cao của đĩa lý thuyết H
được tính bằng công thức: =H
N
L
1.3.4. Nguyên tắc cấu tạo hệ thống HPLC [4],[8]
Hệ thống HPLC đơn giản và đủ để làm việc theo kỹ thuật HPLC bao
gồm 6 bộ phận chính sau:
a/Hệ thống bơm
Để bơm pha động vào cột tách. Bơm này phải điều chỉnh được áp suất
(0 - 400 bar)
a/ Bình chứa dung môi và hệ thống xử lý dung môi
Bình chứa dung môi thường bằng thủy tinh hoặc thép không gỉ. Dung
môi chạy sắc ký được lọc qua màng lọc (thường màng lọc cỡ lỗ 0,45 µm ) và
đuổi khí hòa tan.
c/ Hệ tiêm mẫu
Để đưa mẫu phân tích vào cột.
Có nhiều phương pháp tiêm mẫu khác nhau, đơn giản nhất là sử dụng
một van tiêm. Trong các hệ thống sắc ký hiện đại là hệ tiêm mẫu tự động.
Trong sắc ký lỏng, mẫu lỏng có thể được tiêm ngay sau khi lọc loại tạp
qua màng lọc 0,45 µm, còn mẫu rắn cần hòa tan trong 1 dung môi
thích hợp.
d/ Cột sắc ký lỏng HPLC
Cột được chế tạo bằng thép đặc biệt trơ với hóa chất, chịu được với áp
suất cao đến vài trăm bar.
- Chiều dài cột: 10, 15, hoặc 25 cm; thích hợp với các tiểu phân pha
tĩnh có đường kính rất nhỏ (3, 5, 10 µm).
- Đường kính cột: 4 hoặc 4,6 mm.
13
e/ Detector trong HPLC
Là bộ phận phát hiện chất phân tích, tùy theo bản chất của chất cần
phân tích mà sử dụng detector thích hợp. Detector hay sử dụng là detector hấp
thụ UV - VIS. Ngoài ra còn có detector khúc xạ, huỳnh quang, điện hóa.
f/ Thiết bị hiển thị kết quả
Có nhiều loại nhưng đơn giản và phổ biến nhất là máy tự ghi để tín
hiệu đo dưới dạng pic.
Sơ đồ khối hệ thống HPLC được tổng quát ở hình 2
Hình 2: Sơ đồ khối tổng quát hệ thống HPLC
1.3.5. Cách đánh giá pic[7]
* Đánh giá diện tích pic: Diện tích của một chất tương ứng với tổng
lượng chất đó. Để tính diện tích pic, hiện nay người ta thường dùng máy tích
phân điện tử gắn với máy vi tính (sai số khoảng 0,5 %) hoặc máy phân tích cơ
học (sai số 1,3 %). Phương pháp này có thể dùng cho các pic không bị trôi
đường nền và cả pic có đường nền bị trôi. Phương pháp này chỉ cần điểm đầu
Cột
Binh
chứa
pha
động
Bơm
Detector Bộ phận tự ghi
Van tiêm mẫu
14
điểm cuối của pic được nhận ra chính xác và cho kết quả tốt với nồng độ vừa,
trung bình và cao.
* Đánh giá chiều cao pic: Khi pic có dạng không đổi thì chiều cao pic
(khoảng cách giữa đường nền và đỉnh pic) là một đại lượng tỷ lệ với diện tích
pic và nó cũng có thể dùng để đánh giá phổ. Phương pháp chỉ áp dụng khi các
chỉ số k' là hằng định.
* Với pic có đường nền bị nhiễu hoặc bị hẹp thì việc xác định chiều cao
pic sẽ dễ dàng và chính xác hơn việc xác định diện tích pic.
1.4.TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ UV-VIS
1.4.1. Cơ sở lý thuyết[2],[3],[4],[6]
1.4.1.1. Định luật Lambert-Beer
Chiếu một chùm tia sáng đơn sắc có bước sóng ở và cường độ Io qua
dung dịch đồng nhất có nồng độ C, bề dày lớp dung dịch là l. Khi đi qua dung
dịch ,một phần ánh sáng bị hấp thụ, một phần bị phản xạ, phần còn lại (I) thì
đi qua dung dịch .
Mối quan hệ giữa I và Io được thể hiện bằng định luật Lambert-Beer.
I = Io × 10 -ồCl
Với ồ là hệ số hấp thụ riêng của dung dịch. Hệ số này không phụ thuộc
vào nồng độ, chỉ phụ thuộc vào bản chất chất tan, vào bước sóng của ánh sáng
chiếu vào dung dịch.
1.4.1.2. Điều kiện ứng dụng định luật Lambert – beer
+ Chùm tia sáng phải đơn sắc
+ Dung dịch phải loãng (nằm trong khoảng nồng độ thích hợp)
+ Dung dịch phải trong suốt (trừ chuẩn độ đo quang).
+ Chất thử phải bền trong dung dịch và phải bền duới tác dụng của ánh
sáng (UV-VIS).
1.4.1.3. Sự sai lệch đối với định lật Lambert-beer
15
+ Sự sai lệch do máy:(do bộ phận đơn sắc ,bộ phận khuếch đại kém) như
do tế bào quang điện, nhân quang quá già, độ nhạy kém.
+ Sai lệch do hoá học:
- Do sự phân ly (ion hoá): thường gặp khi pha loãng dung dịch, phân tử
chất tan bị phân ly, mà độ hấp thụ của dạng phân tử và dạng ion phân ly
không như nhau.
- Do tạo dimer, trimer: sản phẩm trùng hợp này lại có độ hấp thụ khác
dạng đơn phân tử.
+ Do phản ứng các chất lạ:
- Chất lạ có thể tạo phức với các ion trong dung dịch: để đề phòng hiện
tượng này xảy ra, người ta dùng mẫu trắng có thành phần như dung dịch, chỉ
thiếu chất cần định lượng.
- Sự hấp thụ của chất lạ, thuốc thử cũng có thể ảnh hưởng tới kết quả định
lượng. Vì vậy trong quá trình làm phản ứng ″tạo màu″, phải chú ý tới điều
kiện phản ứng và các thành phần tham gia phản ứng.
1.4.1.4. Một số đại lượng thông dụng[
a/ Độ truyền qua (T-Transmittance):
Độ truyền qua (hay còn gọi là độ thấu quang) đặc trưng cho độ trong suốt
(về mặt quang học) của dung dịch, được định nghĩa:
T =
0
tI
I
= 10-ồCl
Thường T tính ra phần trăm (%). Một chất có T=1(hay100%), nghĩa là
hoàn toàn không có hấp thụ ánh sáng, người ta nói chất đó hoàn toàn trong
suốt.
b/ Độ hấp thụ (A-Absorbance):
Độ hấp thụ (hay còn gọi là mật độ quang) được định nghĩa :
A = lg 1
T
= ồ.C.l
16
Đối với một chất xác định (có ồ xác định), thường đo trên một loại cốc
đo (có bề dày thông thường là l=1 cm), như vậy độ hấp thụ tỷ lệ thuận với
nồng độ dung dịch:
A=K.C (K=ồ.l)
c/ Hệ số hâp thụ phần trăm ( 11%cmE ):
Theo công thức A =ồ.C.l, nếu l=1 cm, C=1% thì :
A = ồ = 11%
cmE
Vậy 11%
cmE chính là độ hấp thụ của dung dịch có nồng độ 1%, dùng cốc đo
có bề dày 1cm. Với một chất tan xác định, tại một ở xác định, 11%
cmE là một
hằng số.
d/ Hệ số hấp thụ phân tử (ồỡ):
Hệ số hấp thụ phân tử, hay còn gọi là hệ số tắt mol là độ hấp thụ của
dung dịch có nồng độ 1M/l, dùng cốc đo có bề dày1cm.
Cũng như 11%
cmE , với một chất xác định, trong những điều kiện đo xác
định (ở, dung môi, nhiệt độ,...) ồỡ là một hằng số.
Giữa 11%
cmE và ồỡ có mối liên hệ ồỡ =
1
1%
10
cmE × M
ở đây M là phân tử gam của chất tan.
1.4.2. Một số kỹ thuật định lượng bằng phương pháp quang phổ UV-
VIS.[2],[4],[8]
1.4.2.1. Phương pháp đo phổ trực tiếp:
Đo độ hấp thụ của dung dịch, tính nồng độ C của dung dịch dựa vào giá
trị 11%
cmE biết trước (tra cứu).
A = 11%
cmE .C.l → C = 1
1%
cm
A
E
(với l =1 cm)
17
Trong phương pháp này, phải chú ý kiểm tra máy đo về bước sóng (ở) và
mật độ quang A bằng cách:
Dùng đèn thuỷ ngân, đèn D2 (cho một vạch sáng có bước sóng xác
định).
Dùng một mẫu chuẩn, đo và đ