ĐẶT VẤN ĐỀ
Việc xác định các kim loại độc (Hg, As, Cr, Zn, Cd, Pb, Cu …) trong một số
đối tượng là một trong những nhiệm vụ quan trọng của Hóa học phân tích nên đòi
hỏi Hóa học phân tích phải phát triển và hoàn thiện các phương pháp có độ nhạy và
độ chọn lọc cao, giới hạn phát hiện thấp.
Các phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử (UV - VIS), quang phổ hấp thụ
nguyên tử không ngọn lửa (ETAAS) và quang phổ phát xạ nguyên tử plasma (ICP AES) là các phương pháp phổ biến để xác định lượng vết kim loại. Tuy nhiên các
phương pháp này thường phải qua giai đoạn tiền xử lý mẫu trước khi tiến hành định
lượng, nên dễ gây nhiễm bẩn và làm phức tạp quy trình phân tích. Mặt khác, chi phí
thiết bị và phân tích khá cao. Các phương pháp phân tích điện hóa hiện đại, điển
hình là phương pháp von – ampe hòa tan (SV) có nhiều ưu điểm nổi bật như có thể
xác định đồng thời một số kim loại với độ lặp lại và độ nhạy cao, giới hạn phát hiện
thấp, chi phí phân tích rẻ, nên chúng cũng được xem là những phương pháp hữu
hiệu để xác định lượng vết hoặc siêu vết các kim loại độc.
Nhằm mục đích tìm hiểu thêm những ứng dụng thực tế của phương pháp von
– ampe hoà tan và hiểu được logic nghiên cứu, bố cục của một bài báo về phân tích
điện hóa; chúng em được phân công dịch bài báo: “Simultaneous determination of
cadmium and lead in medicinal plants by anodic stripping voltammetry” của
nhóm nghiên cứu: Mónica Cecilia Vargas Manami, Luiz Manoel Aleixo, Mônica
Ferreira de Abreu, Susanne Rath; được đăng trên tạp chí Pharmaceutical and
Biomedical Analysis 37 (2005) 709 – 713 để viết tiểu luận. Trong tiểu luận này,
chúng em dịch tóm tắt bài báo theo tinh thần trên.
Do sự hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm và thời gian nghiên cứu nên tiểu
luận của chúng em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em mong nhận
được những góp ý từ quý Thầy Cô và các bạn học viên.
Nhân dịp này, chúng em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Hợp trường Đại học khoa học Huế - đã nhiệt tình giảng dạy, cung cấp cho chúng em
những kiến thức bổ ích về chuyên đề Phân tích điện hóa và hướng dẫn chúng em
hoàn thành tiểu luận này.

1

NỘI DUNG BÀI BÁO
“XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI CADMI VÀ CHÌ
TRONG CÂY THUỐC BẰNG PHƯƠNG PHÁP
VON – AMPE HÒA TAN ANOT”
TÓM TẮT:
Phương pháp xác định đồng thời Pb và Cd trong cây thuốc bằng kỹ thuật von
– ampe hoà tan anot xung vi phân trên điện cực giọt thủy ngân treo đã được thiết
lập. Giai đoạn làm giàu kim loại được thực hiện trong nền dung dịch axit HCl 0,8 M
ở thế -0,73 V trong 180 giây. Xử lý mẫu bằng cách tro hóa khô 1 gam mẫu cây đã
nghiền mịn trong 2,5 giờ ở 5000C. Giới hạn phát hiện của phương pháp là 0,12
mg.kg-1 đối với Pb và 0,010 mg.kg -1 đối với Cd. Phương pháp này được áp dụng để
định lượng Cd và Pb trong mẫu Hypericum perforatum, Mikania quaco, Mikania
glomerata và Peamus boldus. Phương pháp von - ampe này được chỉ ra là hữu dụng
để kiểm soát chất gây nhiễm bẩn trong cây thuốc.
1. Mở đầu
- Trong vài thập kỷ gần đây, thuốc có nguồn gốc từ thực vật và thảo mộc
được sử dụng nhiều trên thế giới. Tuy nhiên, cây thuốc có thể bị nhiễm kim loại
nặng từ các nguồn: nước tưới, không khí, đất, phương pháp khử trùng và điều kiện
bảo quản không đảm bảo.
- Thông qua thuốc và thức ăn, kim loại nặng đi vào cơ thể, tích lũy lại và gây
nên nhiều căn bệnh nguy hiểm. Do đó việc xác định hàm lượng kim loại nặng là hết
sức cần thiết.
- Đã có một vài phương pháp phân tích định lượng Pb và Cd trong thức ăn,
môi trường và dược phẩm đó là phương pháp quang phổ và điện hóa. Những
phương pháp này bao gồm quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), quang phổ phát xạ
nguyên tử plasma (ICP – AES), von – ampe hòa tan anot, von – ampe hòa tan catot,
von – ampe hấp phụ. Trong đó, phương pháp điện hóa có tính chọn lọc cao và phát
hiện chính xác lượng vết kim loại trong hợp chất phức.
- Bài báo này đã phát triển phương pháp von – ampe hòa tan anot để xác

định đồng thời Cd và Pb trong cây thuốc. Phương pháp này đã được ứng để xác
định đồng thời Cd và Pb trong mẫu Hypericum perforatum, Mikania quaco,
Mikania glomerata và Peamus boldus – là những cây thuốc được sử dụng rộng rãi ở
Brazin.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Thiết bị, hóa chất
- Thiết bị:
2


+ Máy POL 150 (Radiometer Copenhagen Polarograph) được kết nối với
máy MDE 150 (Radiometer Copenhagen stand).
+ Máy cất nước Milli-Q.
- Điện cực:
+ Điện cực so sánh: điện cực Ag/AgCl/Cl- (dung dịch KCl bão hoà).
+ Điện cực làm việc: điện cực giọt thủy ngân treo (HMDE).
+ Điện cực phụ trợ: dây Pt.
- Hóa chất:
+ Mẫu so sánh gồm: mẫu 100 – Grass GR94 kí hiệu là R1 và mẫu 119 –
Rosa Plant, Rose L. kí hiệu là R2 (được cung cấp bởi viên nông học Campinas
(IAC), chương trình WEPAL và chương trình trao đổi mẫu cây trồng (PSEP) tháng
1 – 3/2001).
+ Tất cả hóa chất được sử dụng là hóa chất phân tích.
+ Nước cất hai lần.
+ Dung dịch gốc chuẩn Pb và Cd 1000 mg.L -1 (TECLAB – São Paulo,
Brazin).
+ Dung dịch HCl 2M và 6M, HNO3 6M, H2O2 30%.
+ Khí N2 tinh khiết (được sục vào dung dịch phân tích khoảng 400 giây trước
khi đo).
2.2. Lấy mẫu và xử lý mẫu

- Lấy mẫu: Mẫu Hypericum perforatum, Mikania guaco, Mikania glomerata
và Peamus boldus được mua từ Homeopathic Pharmacies (São Paulo, Brazin).
- Xử lý mẫu:
+ Phương pháp tro hóa khô: Lấy khoảng 1,0 gam bột mịn cho vào một cốc
sứ và tro hóa trong lò nung hồi nhiệt trong 2,5 giờ, ở 500 0C. Sau khi làm lạnh, mẫu
tro được làm ẩm bằng nước, rồi hòa tan trong 2 mL HCl 6M; dung dịch huyền phù
được đun nóng đến khi chất lỏng bay hơi hoàn toàn. Chất rắn thu được được hòa tan
trong 5 mL HCl 2M, đun nóng và lọc. Hỗn hợp lọc được pha loãng bằng nước đến
25 mL.
+ Phương pháp xử lý ướt với HNO 3/H2O2: Bột mịn của mẫu lá được đun
trong 10 mL HNO3 đặc và 1 mL H2O2 30% trong 2 giờ ở 1200C. Dung dịch được
làm bay hơi để giảm thể tích, sau đó được làm lạnh. Dung dịch thu được được lọc
và pha loãng đến 25 mL.
2.3. Quy trình phân tích
- Giai đoạn làm giàu: Thế làm giàu Edep = –0,73 V, thời gian làm giàu tdep =
180 giây, tốc độ khuấy 300 rpm, thời gian nghỉ trest = 15 giây.
- Giai đoạn hòa tan: Tốc độ quét thế v = 5 mV/s, biến thiên xung ΔE = 50
mV, bề rộng xung tpluse = 40 ms. Khoảng quét thế: –0,54 ÷ –0,29 V đối với Pb và –
0,73 ÷ –0,54 V đối với Cd.

3


- Phương pháp định lượng: phương pháp thêm chuẩn.
3. Kết quả và thảo luận
- Chất điện ly trơ và nền là dung dịch HCl với nồng độ trong khoảng 0,010 ÷
1,0 M; chọn điều kiện tiến hành thí nghiệm với dung dịch HCl 0,8 M.
- Phương pháp xử lý mẫu:

(a)

(b)
Hình 1: Đường von – ampe xác định Cd và Pb trong mẫu R1 được phân hủy theo
hai cách: (a) xử lý ướt bằng HNO 3/H2O2, (b) tro hóa khô trong lò nung hồi nhiệt.
Điều kiện thí nghiệm: chất điện ly trơ HCl 0,8 M; t dep = 180 giây; trest = 15 giây; ΔE
= 50 mV; Edep = –0,73V; v = 5 mV/s
⇒ Phân hủy mẫu bằng phương pháp xử lý ướt thì pic của Cd và Pb không
xuất hiện rõ nên không định lượng được. Còn phân hủy mẫu bằng phương pháp tro
hóa khô thì sóng cực phổ của Cd và Pb không xen phủ nhau, pic rõ.
- Độ tin cậy của phương pháp:
Bảng 1: Các thông số hiệu lực hoá của phương pháp
Pb
Cd
Khoảng tuyến tính (ng.mL )
0,10 ÷ 50
0,25 ÷ 20
Tính tuyến tính
0.999
0.999
Độ nhạy (nA.mL.ng-1)b
4.59 ± 0.05
9.89 ± 0.14
-1
Độ lặp lại (% RSD, n = 10) 20 ng.mL
2.14
0.28
-1 c
Giới hạn phát hiện (µg.kg )
36
3
-1 c

Giới hạn định lượng (µg.kg )
120
10
a
Tính tuyến tính được biểu thị qua hệ số tương quan của đồ thị chuẩn.
b
Giá trị trung bình với độ tin cậy 95%.
c
Khối lượng mẫu là 1.00 g.
-1

4


+ Tính tuyến tính, khoảng biến động và độ nhạy thu được từ đồ thị chuẩn với
5 mức nồng độ, đo 3 lần để lấy giá trị trung bình, dùng chất điện ly trơ là HCl 0,8 M
với tdep = 180 giây, ở -730 mV.
+ Độ lặp lại của phương pháp được đánh giá thông qua độ lệch chuẩn tương
đối của phép đo mở rộng với dung dịch có nồng độ 20 ng.mL-1.
+ Độ đúng của phương pháp được đánh giá qua sự xác định Pb và Cd trong
hai mẫu so sánh (R1 và R2).
Bảng 2: Kết quả phân tích Pb và Cd trong mẫu so sánh R1 và R2
bằng phương pháp von – ampe
Kim loại

Giá trị thực
(mg.kg-1)

Giá trị xác định được bằng
phương pháp ASV (mg.kg-1)

s
X ± t/(n)1/2
Cd
0.085 ± 0.022a
0.011
0.08 ± 0.02
b
0.120 ± 0.013
0.006
0.12 ± 0.01
Pb
1.259 ± 0.343a
0.156
1.2 ± 0.2
b
2.126 ± 0.196
0.015
2.17 ± 0.03
s: Độ lệch chuẩn (n = 5), X: giá trị trung bình, t: chuẩn Stuident (p < 0.05).
a
Mẫu so sánh R1.
b
Mẫu so sánh R2.
Giá trị trung bình xác định được bằng phương pháp được nghiên cứu và giá
trị thực của hai mẫu so sánh không khác nhau (P < 0.05).
- Áp dụng thực tế:
Bảng 3: Kết quả xác định Cd và Pb trong một số cây thuốc
Hàm lượng Cd và Pb (mg.kg-1) X ± t/(n)1/2
Cd
Pb

H. perforatum
Bungari
0.27 ± 0.05
11 ± 3
Trung Quốc
1.1 ± 0.2
1.46 ± 0.07
Trung Quốc
0.56 ± 0.01
3.8 ± 0.9
P. boldus
Chilê
0.014 ± 0.005
0.7 ± 0.4
Chilê
0.009 ± 0.002
0.27 ± 0.04
Brazin
0.007 ± 0.005
0.33 ± 0.06
M. guaco
Brazin
0.12 ± 0.02
1.2 ± 0.4
M. glomerata
Brazin
0.21 ± 0.04
0.43 ± 0.04
M. guaco
Brazin

0.13 ± 0.02
0.5 ± 0.1
X: giá trị trung bình (n = 5), t: chuẩn Stuident (P < 0.05), s: độ lệch chuẩn,
n: số lần đo.
+ Kết quả chỉ ra rằng, hàm lượng kim loại nặng trong các loài cây này phụ
thuộc vào tác động của con người, yếu tố môi trường và loài.
+ Hàm lượng Pb và Cd cao trong cây H. perforatum đã chứng minh cho các
nghiên cứu khác rằng loài cây này có khả năng tích lũy sinh học.
Cây thuốc

Xuất xứ

5


+ Những năm gần đây, người ta đã đưa ra và thảo luận về việc thiết lập giới
hạn cho phép lớn nhất của hàm lượng các kim loại nặng trong cây thuốc. Theo tổ
chức y tế thế giới (WHO), hàm lượng Cd và Pb trong thực vật không được vượt quá
10 mg.kg-1 với Pb và 0.3 mg.kg-1 với Cd. Theo đó, thì mẫu cây H. perforatum được
phân tích có hàm lượng Cd và Pb vượt quá giới hạn cho phép.
+ Kết quả này khẳng định thêm cho sự cần thiết phải có ngưỡng giới hạn của
các kim loại nặng trong cây thuốc cũng như tầm quan trọng của việc kiểm soát chất
lượng về các kim loại nặng này trong thực vật.
4. Kết luận
- Phương pháp von – ampe hòa tan anot xung vi phân (DPASV) là phương
pháp thích hợp để xác định Pb và Cd trong cây thuốc. Giai đoạn xử lý mẫu được
xem là một bước quan trọng và phương pháp tro hóa khô thích hợp để phân hủy các
hợp chất hữu cơ trước khi xác định kim loại nặng bằng phương pháp von – ampe.
- Mức cao nhất của Pb và Cd được xác định trong mẫu H. perforatum phù
hợp với những nghiên cứu khác - cho rằng loài cây này có khả năng tích lũy sinh

học các kim loại. Hàm lượng kim loại nặng trong cây thuốc cũng như các loại cây
khác có thể do con người hoặc các yếu tố môi trường gây ra.
- Kết quả thu được trong nghiên cứu này khẳng định thêm sự cần thiết có chỉ
tiêu về giới hạn cho phép của các kim loại nặng trong cây thuốc, từ đó cho phép
kiểm soát chất lượng thảo dược một cách thích hợp để đảm bảo an toàn và chất
lượng; và chỉ ra nhu cầu cần có hệ thống kiểm soát các kim loại nặng, độc hại trong
cây thuốc.
−−−−−−−−−−−−−∗∗∗−−−−−−−−−−−−−

6