BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

PHAN THỊ THANH

NGHIÊN CứU XáC ĐịNH HàM LƯợNG NATRI, KALI,
CANXI Và MAGIÊ TRONG MộT Số LOạI NấM LớN LấY Từ
VƯờN QUốC GIA Pù MáT - NGHệ AN BằNG PHƯƠNG PHáP
QUANG PHổ HấP THơ NGUY£N Tư (AAS)

LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC

NGHỆ AN - 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

PHAN THỊ THANH

NGHIÊN CứU XáC ĐịNH HàM LƯợNG NATRI, KALI,
CANXI Và MAGIÊ TRONG MộT Số LOạI NấM LớN LấY Từ
VƯờN QUốC GIA Pù MáT - NGHệ AN BằNG PHƯƠNG PHáP
QUANG PHổ HấP THơ NGUY£N Tư (AAS)
Chun ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

TS. ĐINH THỊ TRƢỜNG GIANG

NGHỆ AN - 2014


LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giảng viên, Tiến sĩ Đinh Thị
Trƣờng Giang đã giao đề tài và hết lòng hướng dẫn, chỉ bảo tận tình truyền
đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt quá trình thực hiện
luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong bộ mơn Hóa
phân tích, các thầy, cơ giáo hướng dẫn Phịng thí nghiệm thuộc khoa Hóa học,
Trung tâm Phân tích chuyển giao An tồn Thực phẩm - Mơi trường - Trường
Đại học Vinh và các cán bộ phân tích của Trung tâm Kiểm nghiệm dược
phẩm mỹ phẩm Nghệ An đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong quá trình
thực hiện luận văn.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè đã
quan tâm, động viên em hồn thành luận văn tốt nghiệp của mình.
Vinh, tháng 10 năm 2014.
Học viên

Phan Thị Thanh


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN............................................................................ 3
1.1. Sơ lược về Nấm ....................................................................................... 3
1.1.1. Giới thiệu về Nấm ............................................................................ 3

1.1.2. Phân loại Nấm .................................................................................. 3
1.1.3. Nấm lớn ............................................................................................ 4
1.2. Tổng quan về các nguyên tố natri, kali, canxi, magie ............................ 7
1.2.1. Tổng quan về nguyên tố natri .......................................................... 7
1.2.2. Tổng quan về nguyên tố kali ............................................................ 8
1.2.3. Vai trò sinh học của natri và kali ..................................................... 8
1.2.4. Tổng quan về nguyên tố canxi ......................................................... 9
1.2.5. Tổng quan về nguyên tố magiê ...................................................... 10
1.3. Các phương pháp phân tích natri, kali, canxi và magie ........................ 11
1.3.1. Các phương pháp phân tích natri, kali ........................................... 11
1.3.2. Các phương pháp phân tích magie, canxi ...................................... 12
1.4. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.......................................... 13
1.4.1. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử .............................................. 13
1.4.2. Q trình ngun tử hóa mẫu ......................................................... 13
1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng và phương pháp loại trừ của phép đo
AAS .......................................................................................................... 14
1.5. Các phương pháp định lượng của phổ hấp thụ nguyên tử .................... 18
1.5.1. Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn) ..................................... 18
1.5.2. Phương pháp thêm tiêu chuẩn ........................................................ 19
1.5.3. Phương pháp đồ thị không đổi ....................................................... 20
1.5.4. Phương pháp dùng một mẫu chuẩn................................................ 21


1.6. Các phương pháp xử lý mẫu phân tích ................................................. 21
1.6.1. Phương pháp xử lý mẫu ướt (bằng axit đặc oxi hóa mạnh) ........... 21
1.6.2. Phương pháp xử lý mẫu khô .......................................................... 22
1.6.3. Phương pháp xử lý mẫu khô ướt kết hợp ....................................... 22
CHƢƠNG :

THUẬT TH C NGHIỆM .............................................. 24


2.1. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu ............................................................. 24
2.1.1. ụng cụ .......................................................................................... 24
2.1.2. Thiết bị ........................................................................................... 24
2.2. Chuẩn bị các hóa chất (loại tinh khiết phân tích dùng cho AAS)........ 25
2.2.1. Chất chuẩn ...................................................................................... 25
2.2.2. H a chất khác ................................................................................. 26
2.3. Chuẩn bị mẫu ........................................................................................ 26
2.3.1. Mẫu chuẩn ...................................................................................... 26
2.3.2. Mẫu trắng ...................................................................................... 26
2.3.3. Mẫu thử .......................................................................................... 27
CHƢƠNG 3:

ẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................ 29

3.1. Kết quả nghiên cứu các thông số ghi đo của máy................................. 29
3.2. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện (LOD) và
giới hạn định lượng (LOQ) của các kim loại Na, K, Ca, Mg ......................... 29
3.2.1. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện (LOD)
và giới hạn định lượng (LOQ) của kim loại Na ............................ 29
3.2.2. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện (LOD)
và giới hạn định lượng (LOQ) của kim loại kali ........................... 32
3.2.3. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện (LOD)
và giới hạn định lượng (LOQ) của kim loại canxi ........................ 34
3.2.4. Xây dựng đường chuẩn, xác định giới hạn phát hiện (LOD)
và giới hạn định lượng (LOQ) của kim loại magiê ....................... 36


3.3. Đánh giá độ lặp lại, độ thu hồi của phương pháp ................................ 38
3.3.1. Xác định độ lặp lại của phương pháp đo phổ hấp thụ của các

kim loại Na, K, Ca,Mg................................................................... 38
3.3.2. Độ thu hồi của phương pháp .......................................................... 42
3.4. Tiến hành phân tích mẫu nấm ............................................................... 43
3.5. So sánh với kết quả phân tích bằng ICP-MS ........................................ 47
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 50
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 52


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

AAS

Quang phổ hấp thụ nguyên tử

AbS

Độ hấp thụ quang

AES

Phổ phát xạ nguyên tử

F-AAS

Quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật ngọn lửa

FES

Quang kế ngọn lửa


FIA

Kỹ thuật bơm mẫu dòng chảy

GF-AAS

Quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật graphit

GPX

Enzim glutathione peroxidase

HCL

Đèn catot rỗng

HG-AAS

Quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật hidrua hóa

HMDE

Điện cực giọt treo thủy ngân

ICP-AES

Quang phổ phát xạ plasma cao tần cảm ứng

ICP-MS


Phổ khối lượng plasma cao tần cảm ứng

KK

Khơng khí

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1:

Hình ảnh một số nấm lớn ............................................................... 5

Hình 1.2:

Các loại nấm Linh chi .................................................................... 6

Hình 1.3:

Đồ thị chuẩn của phương pháp đường chuẩn .............................. 19

Hình 1.4:

Đồ thị chuẩn của phương pháp thêm tiêu chuẩn.......................... 20


Hình 2.1:

Máy AAS- 7000 ........................................................................... 24

Hình 3.1:

Dung dịch chuẩn với nồng độ tăng dần ....................................... 30

Hình 3.2:

Đồ thị đường chuẩn của Natri ...................................................... 30

Hình 3.3:

Đồ thị đường chuẩn của kali ........................................................ 33

Hình 3.4:

Đồ thị đường chuẩn của canxi ..................................................... 35


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1:

Tính chất vật lý của natri................................................................ 7

Bảng 1.2:

Tính chất vật lí của kali .................................................................. 8


Bảng 1.3:

Tính chất vật lí của canxi ............................................................... 9

Bảng 1.4:

Tính chất vật lí của magie ............................................................ 10

Bảng 1.5:

Dãy chuẩn của phương pháp thêm chuẩn .................................... 20

Bảng 2.1:

Chương trình vơ cơ h a mẫu trong lị vi sóng ............................. 27

Bảng 2.2:

Lượng cân các mẫu nấm .............................................................. 28

Bảng 3.1:

Các thông số ghi đo của máy ....................................................... 29

ảng 3.2:

Kết quả xây dựng đường chuẩn của natri bằng phương
pháp F-AAS ................................................................................. 30


ảng 3.3:

Kết quả xây dựng đường chuẩn của kali bằng phương pháp
F-AAS .......................................................................................... 32

ảng 3.4:

Kết quả xây dựng đường chuẩn của canxi bằng phương
pháp F-AAS ................................................................................. 34

ảng 3.5:

Kết quả xây dựng đường chuẩn của magie bằng phương
pháp F-AAS ................................................................................. 36

ảng 3.6:

Kết quả phân tích và tính tốn độ lặp lại khi phân tích natri
bằng phương pháp F-AAS ........................................................... 40

ảng 3.7:

Kết quả phân tích và tính tốn độ lặp lại khi phân tích kali
bằng phương pháp F-AAS ........................................................... 40

ảng 3.8:

Kết quả phân tích và tính tốn độ lặp lại khi phân tích canxi
bằng phương pháp F-AAS ........................................................... 41


ảng 3.9:

Kết quả phân tích và tính tốn độ lặp lại khi phân tích
magie bằng phương pháp F-AAS ................................................ 41

ảng 3.10: Kết quả tính tốn hiệu suất thu hồi đối với phương pháp
xác định Na, K, Ca, Mg ............................................................... 43


Bảng 3.11: Kết quả đo phổ F-AAS và tính tốn hàm lượng Na có
trong mẫu nấm linh chi ............................................................... 44
Bảng 3.12: Kết quả đo phổ F-AAS và tính tốn hàm lượng K có trong
mẫu nấm linh chi .......................................................................... 45
Bảng 3.13: Kết quả đo F-AAS và tính tốn hàm lượng Ca có trong
mẫu nấm linh chi .......................................................................... 45
Bảng 3.14: Kết quả đo F-AAS và tính tốn hàm lượng Mg có trong
mẫu nấm linh chi .......................................................................... 46
Bảng 3.15: So sánh kết quả phân tích hàm lượng nguyên tố natri ................. 47
Bảng 3.16: So sánh kết quả phân tích hàm lượng nguyên tố kali ................. 47
Bảng 3.17: So sánh kết quả phân tích hàm lượng nguyên tố canxi................ 48
Bảng 3.18: So sánh kết quả phân tích hàm lượng nguyên tố Mg .................. 48


1
MỞ ĐẦU
Nấm là một dược liệu mà con người từ xa xưa đã biết dùng làm thuốc và
thức ăn. Các chế phẩm từ 1 số loại nấm lớn đã được dùng để hỗ trợ điều trị nhiều
bệnh như: ệnh gan, tiết niệu, tim mạch, ung thư…, một số loại khác được dung
phổ biến trong bữa ăn người việt như nấm hương, mộc nhĩ, nấm sò, nấm rơm,
nấm chàm...Trong thành phần hóa học của nấm lớn chứa hàm lượng các nguyên

tố vi lượng tương đối như Se, Mn, K, Ca, Fe…đ là những nguyên tố vi lượng, đa
lượng thiết yếu của cơ thể.
Natri, kali, canxi, magie là khoáng đa lượng tham gia trong cấu trúc vững chắc
của bộ xương và tham gia trong các quá trình trao đổi chất trong tế bào. Thiếu Mg
làm cho sinh vật còi cọc, máu vận hành yếu dần, yếu dây thần kinh dẫn đến co giật có
thể gây chết. Thiếu Ca, K, Na gây ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất trong tế bào,
nặng có thể gây chết. Đặc biệt thiếu K làm rối loạn chức năng tim.
Hiện nay phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử dùng kỹ thuật
ngọn lửa để xác định Natri, Kali, Canxi, Magie được sử dụng phổ biến. Nó
đáp ứng được các yêu cầu đối với việc xác định chính xác các nguyên tố vi
lượng trong các đối tượng sinh học, dược phẩm, thực phẩm. Xuất phát từ
những lý do trên chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu, xác định hàm lượng
khoáng chất natri, kali, canxi và magiê trong một số loại nấm lớn thu hái
từ vườn Quốc gia Pù Mát - Nghệ An bằng phương pháp quang phổ hấp thụ
nguyên tử (AAS)” làm luận văn tốt nghiệp của mình.
Mục tiêu: Xác định được hàm lượng natri, kali, canxi, magie có trong
một số lồi nấm lớn bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.
Để thực hiện đề tài này, chúng tôi tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau:
- Nghiên cứu thiết bị, dụng cụ hóa chất;
- Nghiên cứu khảo sát các điều kiện tối ưu trên máy đo AAS.


2
- Nghiên cứu xây dựng đường chuẩn của Na, K, Ca, Mg bằng phép đo
F-AAS.
- Xác định hàm lượng Na, K, Ca, Mg trong một số loài nấm lớn bằng
phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật F-AAS và so
sánh kết quả với phương pháp ICP-MS



3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Sơ lƣợc về Nấm
1.1.1. Giới thiệu về Nấm [7]
Nấm là một giới riêng biệt rất lớn với khoảng 1,5 triệu lồi (chỉ đứng
sau cơn trùng: 10 triệu lồi về số lượng lồi) trong đ mơ tả được 69.000 loài
sống khắp nơi trên trái đất, bao gồm nấm men, nấm mốc và các loài nấm lớn.
Sở dĩ nấm được xếp vào giới riêng mà không được xếp vào giới thực
vật hay động vật vì Nấm có nhiều đặc điểm khác thực vật như:
- Khơng có lục lạp, khơng có sắc tố quang hợp nên khơng thể tự động
tạo các chất hữu cơ cho cơ thể khác như thực vật.
- Khơng có sự phân h a cơ quan thành thân, rễ, lá, hoa.
- Phần lớn nấm không chứa xenlulozo trong vách tế bào mà chủ yếu
bằng Chitin và glucan. Chitin là chất gặp ở động vật nhiều hơn thực vật, chủ
yếu ở nhóm giáp xác và cơn trùng, tạo thành lớp vỏ hoặc cánh cứng cho các
loài này.
- Nấm dự trữ đường dưới dạng glycozen, thay vì tinh bột như thực vật.
Nấm cũng không được xếp vào giới động vật vì:
- Nấm sinh sản chủ yếu bằng bào tử (hữu tính hay vơ tính) giống hạt
phấn của thực vật.
- Sự dinh dưỡng của Nấm liên quan đến hệ sợi nấm. Nấm lấy các
chất dinh dưỡng thông qua màng tế bào của sợi nấm (tương tự như cơ chế
ở rễ thực vật)
1.1.2. Phân loại Nấm
Giới Nấm được chia làm 4 giới phụ:
- Giới phụ nấm nhầy - Gymnomycetoida
- Giới phụ nấm tảo - phycomycetoida


4

- Giới phụ estomycetoida
- Giới phụ nấm thật - Eumycetoida
1.1.3. Nấm lớn
Tới thời điểm hiện nay, có khoảng 2500 lồi nấm đã được ghi nhận cho
lãnh thổ Việt Nam, trong số đ khoảng 1400 loài thuộc 120 chi là những loài
nấm lớn (Macro fungi). Các loài nấm Đảm (Basidiomycota) chiếm ưu thế rõ
rệt với hơn 90% tổng số loài; sau đ là nấm Nang (Ascomycota) chiếm
khoảng 8%; nấm Nhầy (Myxomycota) chiếm 1,5% và nấm Nội cộng sinh
(Glomeromycota) chiếm khoảng 0,5%. Trong ngành nấm Đảm thì tuyệt đại
đa số nấm lớn thuộc ngành phụ Agaricomycotina Doweld (2001); chỉ có một
số rất ít loài thuộc 2 ngành phụ Pucciniomycotina R. aeuer, eregow…(với
12

loài

thuộc

chi

Septobasidium

thuộc

bộ

Septobasidioles)

và

Ustilagomycotina Doweld (2001) với các lớp thuộc Ustilagomycetes (với 2

đại diện thuộc lớp nấm Than là Ustilago maydis trên ngô và Ustilago
esculenta trên củ niễng đều ăn được) và Exobasidiomycetes (với một vài loài
thuộc chi nấm Đảm ngoài Exobasidium gây bệnh phồng lá). Trong ngành phụ
Agaricomycotina, đại đa số nấm lớn thuộc về lớp Agaricomycetes. Hai lớp
cịn lại chỉ có số lượng loài rất khiêm tốn là Tremellomycetes (17 loài thuộc
bộ Tremellales) và lớp Dacrymycetes ( với 5 loài thuộc bộ Dacrymycetales).
Trong lớp Agaricomycetes, các bộ có số lượng lồi nhiều nhất là
Aphyllophorales sensu lato (hơn 300 loài), Agaricales sensu lato (gần 300
loài), Boletales (gần 60 loài), Russulales (gần 40 loài). Các bộ có ít lồi nhất
là Hymenogastrales (1 lồi), Ceratiomycetales (1 loài).


5

Hình 1.1: Hình ảnh một số nấm lớn
Nấm Linh chi (Lingzhi mushroom) có tên khoa học là Ganoderma
Lucidum, thuộc họ Nấm Lim. Nấm Linh chi cịn có những tên khác như Tiên
thảo, Nấm trường thọ, Vạn niên nhung là một loài nấm lớn quan trọng.
Linh chi là loại thuốc quý, có tác dụng bảo can (bảo vệ gan), giải độc,
cường tâm, kiện nảo (bổ óc), tiêu đờm, lợi niệu, ích vị (bổ dạ dày); gần đây c
nhiều cơng trình nghiên cứu trên thế giới đã định danh được các hoạt chất và
xác định tác dụng dược lý của nấm Linh chi như: Germanium, acid ganoderic,
acid ganodermic, acid oleic, ganodosteron, ganoderans, adenosin, beta-Dglucan. Bằng các phương pháp h a học và cơng cụ phân tích như máy AAS,
ICP-MS các nhà khoa học Việt Nam tìm thấy trong nấm Linh chi có chứa 21
nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự vận hành và chuyển hóa của cơ thể như:
đồng, sắt, kali, magan, natri, canxi, germani, crom…
Theo y học cổ truyền, nấm linh chi có vị nhạt, tính ấm, có tác dụng tư
bổ cường tráng, bổ can chi, an thần, tăng trí nhớ
Germanium giúp tế bào hấp thụ oxy tốt hơn; polysaccharit làm tăng sự
miễn dịch trong cơ thể, làm mạnh gan, diệt tế bào ung thư; acid ganodermic

chống dị ứng, chống viêm và theo các kết quả nghiên cứu thì hàm lượng
germanium trong nấm Linh chi cao hơn trong nhân sâm đến 5-8 lần.


6
- Thanh chi (xanh): vị toan bình. Giúp cho sáng mắt, giúp cho an thần ,
bổ can khí, nhân thứ, dùng lâu sẽ thấy thân thể nhẹ nhàng và thoải mái.
- Xích chi (đỏ): có vị đắng, ích tâm khí, chủ vị, tăng trí tuệ.
- Hắc chi (đen): ích thận khí, khiến cho đầu óc sản khối và tinh tường.
- Tử chi (tím đỏ): bảo thần, làm cứng gân cốt, ích tinh, da tươi đẹp.
- Bạch chi (trắng): ích phế khí, làm trí nhớ dai.
- Hồng chi (vàng): ích tì khí, trung hịa, an thần.

Hình 1.2: Các loại nấm Linh chi
1.1.3.4. Thành phần hóa học của nấm Linh chi
Các phân tích của G- ing Len đã chứng minh các thành phần hóa học
tổng quát của Nấm Linh chi như sau:
- Nước : 12 - 13 %
- Xenlulozo : 54 - 56 %
- Lingnine : 13 - 14 %
- Lipit: 1,9 - 2,0 %
- Monosaccarit : 4,5 - 5%
- Poly Saccarit: 1,0 - 1,2 %
- Sterol (ergosterol, egosterol peroxide…) 0,14 - 0,16 %
- Thành phần K, Zn, Ca, Na, Mg Mn, Se, Ta, Cr, Ge, khoáng thiết yếu,
vitamin…


7
Từ những năm 1980 đến nay các phương pháp hiện đại: UV-VIS, IR

(hồng ngoại), phổ khối lượng- sắc ký khí (GC-MS), phổ cộng hưởng từ hạt
nhân đặc biệt là sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) cùng ICP-MS đã xác định
gần 100 hợp chất và dẫn xuất trong nấm Linh chi.
1.2. Tổng quan về các nguyên tố natri, kali, canxi, magie
1.2.1. Tổng quan về nguyên tố natri [2,17]
Natri là tên một ngun tố hóa học trong bảng tuần hồn ngun tố có
ký hiệu Na và số hiệu nguyên tử bằng 11. Natri là nguyên tố phổ biến nhất
thứ 6 trong vỏ Trái Đất, và có mặt trong nhiều loại khống vật như felspat,
sodalit và đá muối. Nhiều loại muối natri là những hợp chất hòa tan mạnh
trong nước nên natri là các nguyên tố hòa tan phổ biến nhất theo khối lượng
trong các vùng biển trên Trái Đất.
Natri là kim loại mềm, màu trắng bạc, hoạt động mạnh, và thuộc
nhóm kim loại kiềm; nó chỉ có một đồng vị bền là 23Na. Kim loại ngun
chất khơng có mặt trong tự nhiên nhưng để c được dạng này phải điều chế từ
các hợp chất của nó.
Bảng 1.1: Tính chất vật lý của natri
Thông số
Trạng thái vật chất

Chất rắn

Dạng tinh thể

Lập phương tâm khối

Trọng lượng đặc trưng

0,968 g·cm−3

Nhiệt độ nóng chảy (0C)


97,72

Nhiệt độ sơi (0C)

883

Bán kính cộng hóa trị

186 pm

Bán kính Vander Waals

227 pm

Độ âm điện theo Pauling

0,93

Năng lượng ion hóa thứ nhất

495,8 Kj/mol


8
1.2.2. Tổng quan về nguyên tố kali [2,18]
Kali (tên Latinh: Kalium) là nguyên tố hoá học ký hiệu K, số thứ tự 19
trong bảng tuần hồn. Nó là một kim loại kiềm. Kali nguyên tố là kim loại
kiềm mềm, có màu trắng bạc dễ bị ơxy hóa nhanh trong khơng khí và phản
ứng rất mạnh với nước tạo ra một lượng nhiệt đủ để đốt cháy lượng hyđrô

sinh ra trong phản ứng này. Kali cháy có ngọn lửa có màu hoa cà.
Do kali và natri có tính chất hóa học rất giống nhau nên các muối của
chúng lúc đầu là khơng có sự khác nhau. Sự tồn tại nhiều ngun tố trong
muối của chúng đã được tiên đoán từ năm 1702, và điều này đã được chứng
minh năm 1807 khi natri và kali được cô lập một cách độc lập từ các muối
khác nhau bởi cách điện phân. Kali tồn tại trong tự nhiên ở dạng các muối
ion.

o đ , n được tìm thấy ở dạng hịa tan trong nước biển(với khoảng

0,04% kali theo khối lượng), và nó có mặt trong nhiều khống vật.
Bảng 1.2: Tính chất vật lí của kali
Thơng số
Trạng thái vật lí

Chất rắn

Dạng tinh thể

Lập phương tâm khối

Trọng lượng đặc trưng

0,86 g/cm3

Nhiệt độ nóng chảy

640C

Nhiệt độ sơi


7600C

Bán kính cộng hóa trị

227 pm

Độ âm điện theo Pauling

0,82

Năng lượng ion hóa thứ nhất

418,8 kJ/mol

1.2.3. Vai trị sinh học của natri và kali [17,18]
Các ion natri đ ng vai trò khác nhau trong nhiều q trình sinh lý học.
Ví dụ, các tế bào dễ bị kích thích dựa vào sự tiếp nhận ion Na+ để sinh ra sự
phân cực. Một ví dụ của nó là biến đổi tín hiệu trong hệ thần kinh trung ương.


9
Kali là nguyên tố phổ biến thứ 8 hoặc 9 theo khối lượng (0,2%) trong
cơ thể người, vì vậy một người trưởng thành có cân nặng 60 kg chứa khoảng
120 g kali. Cơ thể người có nhiều kali giống như lưu huỳnh và clo.
Các cation kali có vai trị quan trọng trong các tế bào thần kinh, và
trong việc ảnh hưởng đến sự cân bằng thẩm thấu giữa các tế bào và dịch kẽ
(ngoại bào chất) với sự phân bố của chúng trong tất cả các môi trường trung
gian ở tất cả động vật.
Sự thiếu hụt kali trong cơ thể có thể gây ra các tình trạng có thể tử vong

như thiếu kali máu, đặc biệt gây nôn mửa, tiêu chảy, hoặc tăng bài tiết niệu
đạo. Các triệu chứng thiếu hụt kali gồm yếu cơ, liệt ruột, bất thường ECG
(điệm tâm đồ), giảm phản xạ và trong các trường hợp nghiêm trọng có thể gây
liệt hơ hấp, loạn nhip tim.
1.2.4. Tổng quan về nguyên tố canxi [2,19]
1.2.4.1. Tính chất vật lí của canxi
Canxi (từ tiếng Latinh: Calcis) là nguyên tố hoá học ký hiệu Ca, số
thứ tự 20 trong bảng tuần hồn. Nó là một kim loại kiềm thổ có nguyên tử
khối là 40.
Bảng 1.3: Tính chất vật lí của canxi
Trạng thái vật lí

Chất rắn

Dạng tinh thể

Lập phương tâm mặt

Trọng lượng đặc trưng

1,55 g/cm3

Nhiệt độ nóng chảy

8420C

Nhiệt độ sơi

14840C


Bán kính cộng hóa trị

197 pm

Bán kính Vander Waals

231 pm

Độ âm điện theo Pauling

1,00

Năng lượng ion hóa

Thứ 1

589,8 KJ/mol

Thứ 2

1145,4 KJ/mol


10
1.2.4.2. Vai trò sinh học của canxi
Canxi là thành phần quan trọng của khẩu phần dinh dưỡng. sự thiếu hụt
dù rất nhỏ của n cũng làm ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển của
xương và răng. Thừa canxi có thể dẫn đến sỏi thận. Vitamin D là cần thiết để
giúp hấp thụ canxi.
Canxi là nguyên tố thiết yếu cho sinh vật sống, đặc biệt trong sinh lý

học tế bào, ở đây c sự di chuyển ion Ca2+ vào và ra khỏi tế bào chất có vai
trị mang tín hiệu cho nhiều q trình tế bào. Là một khống chất chính trong
việc tạo xương, răng và vỏ sị, canxi là kim loại phổ biến nhất về khối lượng
có trong nhiều loài động vật.
1.2.5. Tổng quan về nguyên tố magiê [2,20]
1.2.5.1. Tính chất vật lí của Magie
Bảng 1.4: Tính chất vật lí của magie
Trạng thái vật lí

Chất rắn

Dạng tinh thể

Lập phương

Trọng lượng đặc trưng

1,738 g/cm3

Nhiệt độ nóng chảy

6500C

Nhiệt độ sơi

10910C

Bán kính cộng hóa trị

160 pm


Bán kính Vander Waals
Độ âm điện theo Pauling
Năng lượng ion hóa Thứ nhất
Thứ hai

173 pm
1,31
737,7 KJ/mol
1450,7 KJ/mol

1.2.5.2. Vai trò sinh học của magie
Khẩu phần dinh dưỡng của người lớn là 300-400mg/ngày, phụ thuộc
vào tuổi tác, giới tính, trọng lượng. Nhiều loại enzym cần có cation magiê cho
các phản ứng xúc tác của chúng, đặc biệt là các enzym sử dụng năng lượng
hoạt hóa(ATP). Khơng đủ magiê trong cơ thể sinh ra các chứng co thắt cơ, và


11
n liên quan đến các chứng bệnh tim mạch (cardiovascular), đái đường, huyết
áp cao và loãng xương. Sự thiếu hụt cấp tính là hiếm hơn.
1.3. Các phƣơng pháp phân tích natri, kali, canxi và magie
1.3.1. Các phương pháp phân tích natri, kali
Năm 2012, Ligia. C.C de Oliverra, xác định hàm lượng Na và K trong
một số đối tượng sinh học bằng F-AAS với LOD là 0,1 µg/g đối với Na; 0,06
µg/g đối với K [10].
Phương pháp AES được

asen và Kirchhoft phát minh năm 1858


(Atomic Emission Spectrophotometry)
Năm 2012, ligia. C. C de Oliverra, xác định hàm lượng natri bằng FAES với LOD và LOQ lần lượt là 1,3 và 4,3 µg/g [10].
Tác giả Nicolas Marie, năm 2011 đã nghiên cứu xác định hàm lượng
natri, kali trong thực phẩm bằng phương pháp ICP-AES với các thông số máy
Điện RF

27,12 MHz

Nguồn

1550w

Độ sâu lấy mẫu

8,2 mm

Khí mang Ar

0,8 l/s

Dịng chảy Ar

0,28 l/s

Khí đốt

5 ml/s

Thời gian


0,1 s

Và bước sóng lựa chọn, Na: 589,592 nm; K: 766,49 nm [12]
Với phương pháp ICP-AES, tác giả Ligia. C.C de Oliverra đã phân tích
hàm lượng natri và kali trong một số đối tượng sinh học với LOQ lần lượt là
0,1 và 0,3 µg/g [10].
Theo tiêu chuẩn Việt Nam 9588: 2013 phân tích hàm lượng Na, K, Ca,
Mg bằng phương pháp đo phổ phát xạ ngọn lửa plasma cao tần cảm ứng
(ICP-AES).


12
Với nguyên tắc để xác định các chất khoáng canxi, natri, magiê, kali
phần mẫu thử được tro h a sau đ được hòa tan trong axit clohydric (trong
trường hợp thức ăn hữu cơ) hoặc được phân hủy ướt bằng axit clohydric
(trường hợp các hợp chất khống) [5].
Nhóm nghiên cứu của trường đại học Alaska, năm 2008 đã xác định
hàm lượng của Na, K, Ca, Mg trong các đối tượng sinh học bằng phương
pháp ICP-MS với LOD lần lượt là 26, 30,70, 20 ppm [16].
1.3.2. Các phương pháp phân tích magie, canxi
1.3.2.1. Phương pháp chuẩn độ xác định Ca2+, Mg2+
Ngày nay người ta định lượng Mg2+ bằng phương pháp phổ biến là
chuẩn độ tạo phức với E TA trong môi trường có pH = 11 với chỉ thị murexit
dung dịch chuyển đổi màu từ đỏ sang tím hoa cà. Tổng hàm lượng Ca2+ +
Mg2+ chuẩn độ trong môi trường pH=10 với chỉ thị ETOO bằng EDTA dung
dịch chuyển từ đỏ nho sang xanh chàm [6].
1.3.2.2. UV-VIS
Dung dịch Mg2+ tạo phức màu với Eriochrom T đen ở pH= 10, đo quang
dung dịch phức bằng ánh sáng đơn sắc c bước sóng 530nm hoặc 380nm thu được
độ hấp thụ quang của dung dịch cần phân tích. Dựa vào cơng thức và hệ số hấp thụ

quang của dung dịch phức ở các bước s ng tương ứng và vận dụng các phương
pháp định lượng để tính ra nồng độ Mg2+ trong dung dịch phân tích.
Dung dịch Ca2+ tạo phức màu với 8-hydroxychinolin, đo quang dung
dịch bằng ánh sáng đơn sắc c bước sóng 375nm. Dựa vào công thức và hệ số
hấp thụ quang của dung dịch phức ở các bước s ng tương ứng và vận dụng các
phương pháp định lượng để tính ra nồng độ Ca2+ trong dung dịch phân tích.
1.3.2.3. Các phương pháp phân tích khác [8]
Năm 1989, Tee E. Siong, xác định hàm lượng Ca, Mg bằng F-AAS
trong thực phẩm với bước sóng lần lượt là 422,7 và 285,2 nm. Với LOD Ca:
0,04 µg/g; Mg: 1 µg/g [13]


13
Tác giả Ligia C. C de Oliveira đinh lượng Mg, Ca bằng ICP-AES trong
các đối lượng sinh học với LOD lần lượt là 0,005 và 0,003 mg/g [10]
Tạp chí University of Alaska Anchorage cơng bố phân tích Na, K, Ca
và Mg bằng ICP-MS với LOD lần lượt là 26, 30, 70 và 20 ppm [16]
1.4. Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử [1]
1.4.1. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử [1]
Như chúng ta đã biết vật chất được cấu tạo bởi các nguyên tử và
nguyên tử là phần cơ bản nhỏ nhất cịn giữ được tính chất của các ngun tố
hóa học. Trong điều kiện bình thường ngun tử không thu và không phát ra
năng lượng dưới dạng các bức xạ. Lúc này nguyên tử tồn tại ở các trạng thái
cơ bản. Đ là trạng thái bền vững và nghèo năng lượng nhất. Nhưng khi
nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, nếu chúng ta chiếu một chùm tia sáng có
những bước sóng (tần số) xác định vào đám hơi nguyên tử đ , thì các nguyên
tử tự do đ sẽ hấp thụ các tia bức xạ c bước sóng nhất định ứng đúng với
bước sóng bức xạ mà có thể phát ra được trong q trình phát xạ của nó. Lúc
này nguyên tử nhận năng lượng của các tia bức xạ chiếu vào nó và nó chuyển
lên trạng thái kích thích c năng lương cao hơn trạng thái cơ bản. Đ là tính

chất đặc trưng của nguyên tử ở trạng thái hơi. Quá trình đ được gọi là quá
trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ
nguyên tử. Phố sinh ra trong quá trình này được gọi là phổ hấp thụ ngun tử.
1.4.2. Q trình ngun tử hóa mẫu [3]
Sau khi xử lý mẫu, nguyên tử hóa là giai đoạn cuối cùng của q trình
ngun tử hóa mẫu, nhưng lại là giai đoạn quyết định cường độ của vạch phổ.
Giai đoạn này được thực hiện trong thời gian rất ngắn, thơng thường 3 đến 6
giây, rất ít khi đến 8 đến 10 giây.
Nhưng tốc độ đo nhiệt độ lại là rất lớn để đạt ngay tức khắc đến nhiệt
độ nguyên tử hóa và thực hiện phép đo cường độ vạch phổ. Tốc độ tăng nhiệt


14
độ thường từ 1800-2500oC/ giây, thông thường người ta sử dụng tốc độ tối đa,
độ nguyên tử hóa của các nguyên tố rất khác nhau.
Đồng thời mỗi nguyên tố cũng c một nhiệt độ nguyên tử hóa giới hạn
Ta của nó. Nhiệt độ Ta này phụ thuộc vào bản chất của mỗi nguyên tố và
cũng phụ thuộc trong mức độ nhất định vào trạng thái và thành phần của mẫu
mà nó tồn tại, nhất là chất nền của mẫu nguyên tử hóa và cường độ vạch phổ
của các nguyên tố.
1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng và phương pháp loại trừ của phép đo AAS [7]
1.4.3.1. Các yếu tố về phổ ảnh hưởng đến phép đo AAS
1/ Sự hấp thụ nền
Vạch phổ được chọn để đo nằm trong vùng khả kiến thì yếu tố này thể
hiện rõ ràng. Cịn trong vùng tử ngoại thì ảnh hưởng này ít xuất hiện. Để loại
trừ phổ nền ngày nay người ta lắp thêm vào máy quang phổ hấp thụ nguyên tử
hệ thống bổ chính. Trong hệ thống này người ta dùng đènW (W: habit lamp)
cho vùng khả kiến.
2/ Sự chen lấn vạch phổ
Yếu tố này thường thấy khi các nguyên tố thứ ba trong mẫu phân tích có

nồng độ lớn và đ là ngun tố cơ sở của mẫu. Để loại trừ sự chen lấn vạch phổ
của các nguyên tố khác cần phải nghiên cứu và chọn những vạch phân tích phù
hợp. Nếu bằng cách này mà không loại trừ được ảnh hưởng này thì bắt buộc phải
tách bỏ bớt ngun tố có vạch phổ chen lấn ra khỏi mẫu phân tích trong một
chừng mực nhất định, để các vạch chen lấn không xuất hiện nữa.
3/ Sự hấp thụ của các hạt rắn
Các hạt này hoặc hấp thụ hoặc chắn đường đi của chùm sáng từ đèn
HCL chiếu vào môi trường hấp thụ. Yếu tố này được gọi là sự hấp thụ già.
Điều này gây sai số cho kết quả đo cường độ vạch phổ. Để loại trừ sự hấp thụ
này cần chọn đúng chiều cao của đèn nguyên tử hóa mẫu và chọn thành phần
hỗn hợp khơng khí cháy phù hợp.


15
1.4.3.2. Nhóm các yếu tố vật lý ảnh hưởng đến phép đo AAS [7]
1/ Độ nhớt và sức căng bề mặt của dung dịch mẫu
Để loại trừ ảnh hưởng này chúng ta có thể dùng các biện pháp sau:
Đo và xác định theo phương pháp thêm chuẩn; pha loãng mẫu bằng một
dung môi hay một nền phù hợp; thêm vào mẫu chuẩn một chất chuẩn có
nồng độ đủ lớn; dùng bơm để đẩy mẫu với một tốc độ xác định mà chúng
ta mong muốn.
2/ Hiệu ứng lưu lại
Khi nguyên tử hóa mẫu để đo cường độ vạch phổ thì một lượng nhỏ
của ngun tố phân tích khơng bị chuyển h a chúng được lưu lại trên bề mặt
cuvet và cứ thế tích tụ lại qua một số lần nguyên tử hóa mẫu. Nhưng đến một
lần nào đ thì chúng lại bị nguyên tử h a theo và đo đ tạo ra số nguyên tử tự
do của nguyên tố phân tích tăng đột ngột khơng theo nồng độ của nó trong
mẫu. Nghĩa là làm tăng cường độ của vạch phổ và làm sai kết quả phân tích.
Cách khắc phục là làm sạch cuvet sau mỗi lần nguyên tử hóa mẫu, để làm bay
hơi hết các chất còn lại trong cuvet.

3/ Sự ion hóa
Để loại trừ sự ion hóa của một nguyên tố phân tích có thể sử dụng các biện
pháp sau: Chọn các điều kiện nguyên tử hóa có nhiệt độ thấp, mà trong điều kiện
đ nguyên tố phân tích hầu như khơng bị ion hóa; Thêm vào mẫu phân tích một
chất đệm cho sự ion h a đ là các muối halogen của các kim loại kiềm có thế ion
hóa thấp hơn thế ion hóa của ngun tố phân tích với một nồng độ lớn phù hợp.
Như vậy trong điều kiện đ ngun tố phân tích sẽ khơng bị ion hóa nữa.
4/ Sự kích thích phổ phát xạ
Yếu tố này xuất hiện thường làm giảm nồng độ của các nguyên tử trung
hịa có khả năng hấp thụ bức xạ trong mơi trường hấp thụ. Vì vậy: Chọn nhiệt
độ ngun tử hóa mẫu thấp phù hợp mà tại nhiệt độ đ sự kích thích phổ phát