Xác định một số hợp chất hữu cơ bằng phương pháp von-ampe hòa tan

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
HUỲNH THỊ LINH PHƢƠNG
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ
BẰNG PHƢƠNG PHÁP VON – AMPE HÒA TAN
SỬ DỤNG ĐIỆN CỰC CACBON BIẾN TÍNH BẰNG CHITOSAN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CHUYÊN NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH
MÃ SỐ : 60440118
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS: NGUYỄN HẢI PHONG
Thừa Thiên Huế, năm 2018

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi,
các số liệu và các kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung
thực, đƣợc các đồng tác giả cho phép sử dụng và chƣa đƣợc công
bố trong bất kì một công trình nào khác.
Tác giả
Huỳnh Thị Linh Phƣơng

LỜI CÁM ƠN
Những lời đầu tiên trong luận văn này, tôi xin được bày tỏ
lòng biết ơn chân thành đến PGS .TS. Nguyễn Hải Phong đã tận tình
hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi về cả vật chất lẫn tinh thần để tôi có
thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Hóa học , bộ môn
Hóa Phân Tích , trường Đại Học Sư Phạm Huế đã tạo điều kiện thuận
lợi để tôi hoàn thành tốt luận văn.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Hóa Phân
Tích, phòng thí nghiệm Hóa học Ứng dụng trường Đại Học Khoa Học
Huế đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận
văn này.
Xin chân thành cảm ơn ThS. Đặng Thị Thanh Nhàn đã tận tình
chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong quá trình làm thực nghiệm.
Cuối cùng xin được gửi lời cảm ơn gia đình và bạn bè tôi đã
động viên và giúp đỡ cả vật chất lẫn tinh thần trong thời gian thực hiện
luận văn.
Thừa Thiên Huế, tháng 10 năm 2018
Học viên
Huỳnh Thị Linh Phƣơng

1
MỤC LỤC
MỤC LỤC.......................................................................................................................1
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ........................................................4
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................6
DANH MỤC BẢNG.......................................................................................................9
1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................11
2. Mục đích nghiên cứu .............................................................................................13
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .........................................................................13
4. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................................13
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài...............................................................13
6. Cấu trúc của luận văn ............................................................................................13
Chƣơng 1. TỔNG QUAN .............................................................................................15
1.1. GIỚI THIỆU VỀ PHƢƠNG PHÁP VON – AMPE HÒA TAN ANOT ...........15
1.1.1. Nguyên tắc chung của phƣơng pháp von – ampe hòa tan anot....................15
1.1.2. Các kỹ thuật ghi đƣờng von-ampe hòa tan anot...........................................16
1.1.3. Điện cực sử dụng trong phƣơng pháp von-ampe hoà tan ............................18
1.2. GIỚI THIỆU CHITOSAN- CHITOSAN POLYTHIOPHEN ...........................19
1.2.1. Chitosan – polythiophen..................................................................................19
1.2.2. Phản ứng điều chế chitosan – polithiophen.........................................................19
1.2.3. Tổng hợp chitosan polithyophene ................................................................20
1.2.4. Một số đặc trƣng của chitosan – polythiophen ............................................20
1.3. SƠ LƢỢC VỀ AXIT URIC (UA) ......................................................................21
1.3.1. Giới thiệu về axit uric...................................................................................21
1.3.2. Ảnh hƣởng của axit uric đến sức khỏe con ngƣời........................................22
1.4. SƠ LƢỢC VỀ XANTHIN (XA) ........................................................................22
1.4.1. Giới thiệu về xanthin....................................................................................22
1.4.2. Ảnh hƣởng của xanthin đến sức khỏe con ngƣời.........................................23
1.5. SƠ LƢỢC VỀ HYPOXANTHIN (HX) .............................................................23
1.5.1. Giới thiê ̣u về hypoxanthin ............................................................................23

2
1.5.2. Tác động của hypoxanthin đối với cơ thể ngƣời ..........................................24
1.6. SƠ LƢỢC VỀ CAFFEIN ...................................................................................24
1.6.1. Giới thiê ̣u về caffein.....................................................................................24
1.6.2. Tác động của CA đối với cơ thể ngƣời ........................................................25
1.7.CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH AXIT URIC, XANTHIN,
HYPOXANTHIN VÀ CAFFEIN .................................................................................26
1.7.1. Phƣơng pháp phân tích sắc kí.......................................................................26
1.7.2. Phƣơng pháp phân tích điện hóa ..................................................................27
Chƣơng 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................................31
2.1. NỘI DUNG NGHIEN CỨU...............................................................................31
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN 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 BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT ...........................................................33
2.3.1. Thiết bị và dụng cụ.......................................................................................33
2.3.2. Hóa chất........................................................................................................33
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................34
3.1. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TÍNH ĐIỆN HÓA CỦA CÁC LOẠI
ĐIỆN CỰC ................................................................................................................35
3.1.1. Lựa chọn điện cực làm việc..........................................................................35
3.1.2. Lựa chọn số vòng quét khử CTs-PTH thành CTs-PTH(act)........................38
3.1.3. Khảo sát lƣợng vật liệu biến tính .................................................................38
3.2. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH ĐIỆN HÓA TRÊN BỀ MẶT ĐIỆN CỰC.........39
3.2.1. Khảo sát pH .....................................................................................................39
3.2.2. Khảo sát tốc độ quét.....................................................................................42
3.3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ KĨ THUẬT
VON-AMPE XUNG VI PHÂN.................................................................................47
3.3.1. Ảnh hƣởng của thế làm giàu ........................................................................47
3.3.2. Khảo sát thời gian làm giàu..........................................................................48
3.3.3. Khảo sát biên độ xung..................................................................................49

3
3.4. KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ CHẤT CẢN TRỞ.......................50
3.4.1. Ảnh hƣớng của các hợp chất hữu cơ............................................................51
3.4.2. Ảnh hƣởng của các hợp chất vô cơ ..............................................................56
3.5. ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA PHƢƠNG PHÁP ..........................................56
3.5.1. Độ lặp lại của dòng đỉnh hòa tan..................................................................57
3.5.2. Khoảng tuyến tính ........................................................................................58
3.5.3. Giới hạn phát hiện và độ nhạy......................................................................62
3.6. PHÂN TÍCH MẪU THỰC TẾ ..............................................................................63
3.6.1. Lý lịch mẫu và tiến trình phân tích ..............................................................63
3.6.2. Phân tích mẫu thật và đánh giá độ đúng của phƣơng pháp phân tích..........63
KẾT LUẬN...................................................................................................................67
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................68

4
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT
STT Tiếng Việt Tiếng Anh Viết tắt
1 Axit acorbic Ascorbic acid AA
2 Axit uric Uric acid UA
3 Biên độ xung Pulse amplitude E
4 Chitosan polithyophen Chitosan polithyophene CTs-PTH
5 Caffein Caffeine CA
6 Dòng đỉnh hòa tan Peak current Ip
7 Dung dịch đệm photphat Phosphate buffer solution PBS
8
Dung dịch đệm Britton-
Robinson
Britton-Robinson buffer solution B-RBS
9 Dopamin Dopamine DA
10 Điện cực làm việc Working Electrode WE
11 Điện cực than thủy tinh Glassy carbon electrode GCE
12 Độ lệch chuẩn Standard Deviation S
13 Độ lệch chuẩn tƣơng đối Relative Standard Deviation RSD
14 Độ thu hồi Recovery Rev
15 D-Gluco D-Glucose DG
16 Giới hạn định lƣợng Limit of quantification LOQ
17 Giới hạn phát hiện Limit of detection LOD
18 Hypoxanthin Hypoxanthine HX
19 L-Cysteine L-Cysteine LS
20
Sắc ký lỏng hiệu năng
cao
High performance liquid
chromatography
HPLC
21 Sóng vuông Square Wave SqW

5
22 Thế làm giàu Accumulation potential EAcc
23 Thế đỉnh Peak potential Ep
24 Thời gian làm giàu Accumulation time tAcc
25 Tốc độ quét thế Sweep rate v
26 Von-ampe hòa tan anot Anodic Stripping Voltammetry ASV
27 Von-ampe vòng Cyclic Voltammetry CV
28 Xanthin Xanthine XA
29 Xung vi phân Differential Pulse DP

6
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1.Sự biến thiên thế theo thời gian (a) và đƣờng von-ampe hoà tan trong
phƣơng pháp DP – ASV (b).....................................................................................17
Hình 1.2. Phản ứng điều chế chitosan – polithiophen........................................19
Hình 1.3. Phổ IR của CTs – PTH............................................................................20
Hình 1.4. Ảnh SEM chụp bề mặt của CTs – PTH...................................................21
Hình 1.5. Cấu trúc phân tử của axit uric..................................................................21
Hình 1.6. Cấu trúc phân tử xanthin........................................................................23
Hình 1.7. Cấu trúc phân tử của hypoxanthin...........................................................24
Hình 1.8. Các đồng phân thƣờng gặp của caffein...................................................25
Hình 2.2.Sơ đồ tiến trình thí nghiệm theo phƣơng pháp von-ampe vòng..............31
Hình 2.3. Sơ đồ tiến trình thí nghiệm theo phƣơng pháp von-ampe hòa tan anot
xung vi phân............................................................................................................32
Hình 3.4.Các đƣờng CVS của UA, XA, HX và CA có nồng độ là 3.10-4
M trong
đệm PBS 0,2 M (pH = 7) sử dụng điện cực CTs-PTH/GCE...................................36
Hình 3.5. Các đƣờng hòa tan CVS (a) và DP-ASV (b) của UA, XA, HX và CA có
nồng độ 3.10-4
M trong đệm PBS 0,2 M sử dụng các loại điện cực khác nhau......37
Hình 3.6.Cƣờng độ dòng đỉnh (IP) của UA, XA, HX và CA khi sử dụng các loại điện
cực khác nhau bằng phƣơng pháp DP-ASV..............................................................37
Hình 3.4.Các đƣờng khử CTs-PTH bằng phƣơng pháp von-ampe vòng...............38
Hình 3.5.Các đƣờng DP-ASV(a) và IP (b) tại các vòng quét khác nhau................38
Hình 3.6. Các đƣờng DP-ASV(a) và IP(b) của UA, XA, HX và CA với lƣợng vật
liệu khác nhau..........................................................................................................39
Hình 3.7. Các đƣờng DP-ASV(a) và IP (b) tại các pH khác nhau..........................40
Hình 3.8.Đƣờng hồi quy tuyến tính thể hiện mối tƣơng quan giữa Ep và pH.........41

7
Hình 3.9.Các đƣờng von-ampe vòng theo tốc độ quét khác nhau..........................43
Hình 3.10.Các đƣờng hồi quy tuyến tính biểu diễn mối tƣơng quan giữa IP và v½
..................................................................................................................................44
Hình 3.11.Các đƣờng hồi quy tuyến tính biểu diễn mối tƣơng quan giữa EP và
ln(ʋ)..........................................................................................................................45
Hình 3.12.Các đƣờng hồi quy phi tuyến biểu diễn mối tƣơng quan giữa EP và v..46
Hình 3.13.Các đƣờng DP-ASV (a) và sƣ̣ biến động của IP(b) của UA, XA, HX và
CA ở các thế làm giàu khác nhau.............................................................................48
Hình 3.14.Các đƣờng DP-ASV (a) và đƣờng biểu diễn sự biến động của Ip (b) với
các thời gian làm giàu khác nhau.............................................................................49
Hình 3.15. Các đƣờng DP-ASV (a) và IP (b) tại các biên độ xung khác nhau........49
Hình 3.16.Các đƣờng DP-ASV của UA, XA và HX ở các nồng độ AA khác nhau
..................................................................................................................................51
Hình 3.17.Các đƣờng DP-ASV của UA, XA và HX ở các nồng độ DA khác
nhau...............................................................................................................................
...52
Hình 3.18.Các đƣờng DP-ASV của UA, XA và HX ở các nồng độ PA khác
nhau...............................................................................................................................
...53
Hình 3.19.Các đƣờng DP-ASV của UA, XA và HX ở các nồng độ DG khác
nhau...............................................................................................................................
..54
Hình 3.20.Các đƣờng DP-ASV của UA, XA và HX ở các nồng độ LS khác
nhau...............................................................................................................................
...55
Hình 3.21. Các đƣờng DP-ASV của UA, XA và HX ở các nồng độ Ca(NO3)2 (a) ;
NaCl (b) và MgSO4 (c) khác nhau............................................................................56

8
Hình 3.22. Các đƣờng DP-ASV ở ba nồng độ UA, XA và HX với ba thí nghiệm
khác nhau TN1 (a), TN2 (b) và TN3 (c)...............................................................58
Hình 3.23.Các đƣờng DP-ASV tƣơng ứng với thí nghiệm 1 (a), thí nghiệm 2 (b),
thí nghiệm 3 (c) và các phƣơng trình hồi quy tuyến tính biểu diễn mối tƣơng quan
giữa IP và nồng độ của các chất tƣơng ứng UA (d), XA (e), HX (f).......................60
Hình 3.24.Các đƣờng DP-ASV của UA, XA và HX ở các nồng độ thêm chuẩn
đồng thời khác nhau (a), Các đƣờng hồi quy tuyến tính biểu diễn mối tƣơng quan
giữa IP và nồng độ của UA, XA và HX (b)..............................................................61
Hình 3.25. Các đƣờng DP-ASV của mẫu M1 (a) và mẫu M1 spike (b).................65
Hình 3.26. Các đƣờng DP-ASV của mẫu M2 (a) và mẫu M2 spike (b) .................65
Hình 3.27. Các đƣờng DP-ASV của mẫu M3 (a) và mẫu M3 spike (b)..................66
Hình 3.28. Các đƣờng DP-ASV của mẫu M4 (a) và mẫu M4 spike (b) .................66

9
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Một số dao động đặc trƣng trên phổ IR của CTs – PTH.........................20
Bảng 1.2. So sánh các điện cực biến tính khác nhau trong việc xác định đồng thời
Ua, XA, HX và CA...................................................................................................28
Bảng 3.1. Các thông số cố định ban đầu trong phƣơng pháp von-ampe vòng CV
dùng để khử CTs-PTH.............................................................................................34
Bảng 3.2. Các thông số cố định ban đầu trong phƣơng pháp von-ampe vòng hòa
tan (CVS) dùng để nghiên cứu đặc tính điện hóa....................................................35
Bảng 3.3. Các thông số cố định ban đầu trong phƣơng pháp von-ampe hòa tan anot
xung vi phân DP-ASV.............................................................................................35
Bảng 3.4.Giá trị Ep,TB và RSD tại các pH khác nhau theo phƣơng pháp DP-ASV
..................................................................................................................................40
Bảng 3.5.Giá trị IP,TB và RSD với các tốc độ quét khác nhau theo phƣơng pháp CV
..................................................................................................................................44
Bảng 3.6.Giá trị EP,TB và RSD với các tốc độ quét khác nhau theo phƣơng pháp CV
.................................................................................................................................45
Bảng 3.7. Các điều kiện thích hợp để xác định UA, XA, HX, CA bằng phƣơng pháp
DP-ASV sƣ̉ dụng điê ̣n cƣ̣c biến tính CTs-PTH(act)/GCE........................................50
Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của AA đến tín hiệu hòa tan của chất phân tích....................51
Bảng 3.9. Ảnh hƣởng của DA đến tín hiệu hòa tan của chất phân tích....................52
Bảng 3.10. Ảnh hƣởng của PA đến tín hiệu hòa tan của chất phân tích..................53
Bảng 3.11. Ảnh hƣởng của DG đến tín hiệu hòa tan của chất phân tích..................54
Bảng 3.12. Ảnh hƣởng của LS đến tín hiệu hòa tan của chất phân tích...................55
Bảng 3.13.Các giá trị IP,TB, SD, RSD và ½.RSDH khi đo lă ̣p la ̣i ở 3 nồng độ khác
nhautheo phƣơng pháp DP-ASV.............................................................................57

10
Bảng 3.14.Giá trị IP,TB của UA, XA và HX ở các nồng độthêm chuẩn khác nhau đối
với từng chất theo phƣơng pháp DP-ASV..........................................................59
Bảng 3.15.Giá trị IP,TBcủa UA, XA và HX ở các nồng độ thêm chuẩn đồng thời
khác nhau theo phƣơng pháp DP-ASV....................................................................61
Bảng 3.16.LOD, LOQ của phƣơng pháp DP-ASVsƣ̉ dụng điện cực biến tính CTs-
PTH(act)/GCE..........................................................................................................62
Bảng 3.17.Lý lịch của các mẫu nƣớc tiểu...............................................................63
Bảng 3.18. Kết quả kiểm tra độ lặp lại của phƣơng pháp phân tích........................64
Bảng 3.19.Kết quả xác định nồng độ của UA và XA và độ đúng trong mẫu thật...64

11
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nƣớc ta trong những năm gần đây do điều kiện kinh tế phát triển, chất lƣợng
cuộc sống của ngƣời dân đƣợc nâng lên, bên cạnh đó xuất hiện một số ngƣời có thói
quen sinh hoạt và ăn uống không hợp lý đã làm cho bệnh gout ngày một tăng.
Nguyên nhân tăng axit uric máu có thể do tăng sản xuất hoặc giảm thải axit uric,
thậm chí có trƣờng hợp do đồng thời cả 2 trƣờng hợp. Trong quá trình tổng hợp axit
uric, xanthin oxidase là một enzyme quan trọng, đóng vai trò nhƣ một chất xúc tác
phản ứng oxy hóa hypoxanthin thành xanthinvà phản ứng oxy hóa xanthin thành
axit uric. Đây là phản ứng trong giai đoạn cuối của quá trình chuyển hóa purin
trong cơ thể. Do đó, việc kiểm soát và đánh giá nồng độ axit uric, xanthin,
hypoxanthin đang là mục tiêu quan tâm hàng đầu của con ngƣời. Chính vì vậy, đòi
hỏi ngành hoá học phân tích phải phát triển và hoàn thiện các phƣơng pháp phân
tích có độ nhạy, độ chọn lọc cao và giới hạn phát hiện thấp để xác định các hợp chất
hữu cơ. Nhiều phƣơng pháp phân tích đa tính năng đã ra đời và đƣợc ứng dụng rộng
rãi nhƣ phƣơng pháp phân tích quang phổ hấp thụ phân tử (UV-Vis), sắc kí lỏng
hiệu năng cao (HPLC), sắc kí khí ghép khối phổ (GC-MS) [2,3,4,5,12] và phân tích
điện hóa [1, 6, 11]. Tuy nhiên, các phƣơng pháp UV-Vis, HPLC và GC-MS lại bộc
lộ nhiều hạn chế, đặc biệt là chi phí thiết bị và chi phí phân tích rất cao, trong khi đó
phƣơng pháp phân tích bằng điện hóa mà điển hình là các phƣơng pháp von-ampe
hoà tan (SV) mang lại nhiều ƣu điểm nhƣ: độ nhạy, độ chính xác, tính chọn lọc cao
và giới hạn phát hiện thấp, đặc biệt là chi phí thiết bị và chi phí phân tích rẻ và do
đó, rất thích hợp cho việc phân tích trực tiếp một số hợp chất hữu cơ. Trong phƣơng
pháp SV, hƣớng nghiên cứu phát triển cực làm việc đã và đang đƣợc các nhà khoa
học rất quan tâm.
Chitosan và chitin là những polysacharid có nhiều ứng dụng quan trọng trong
các ngành công nghiệp, nông nghiệp, y dƣợc và bảo vệ môi trƣờng nhƣ: sản xuất

12
glucosamin, chỉ khâu phẫu thuật, thuốc kem, vải, sơn, chất bảo vệ hoa quả, bảo vệ
môi trƣờng... Chitin và chitosan đƣợc sản xuất từ vỏ giáp xác nhƣ tôm, cua...
Ở Việt Nam, giáp xác là nguồn nguyên liệu dồi dào chiếm 1/3 tổng sản
lƣợng nguyên liệu thủy sản. Trong công nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu, tỷ lệ
cơ cấu các mặt hàng đông lạnh giáp xác chiếm từ 70 đến 80% công suất chế biến.
Hàng năm các nhà máy chế biến đã thải bỏ một lƣợng phế liệu giáp xác khá
lớn khoảng 70.000 tấn/năm. Việc sản xuất chitosan có nguồn gốc từ vỏ tôm mang
lại hiệu quả kinh tế cao và góp phần giải quyết lƣợng lớn rác thải trong ngành thực
phẩm.
Vì khả năng ứng dụng rộng rãi của chitin-chitosan nên nhiều nƣớc trên thế
giới trong đó có Việt Nam đã nghiên cứu và sản xuất sản phẩm này.
Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, chúng tôi lựa chọn đề tài luâ ̣n văn :
“Nghiên cứu xác định một số hợp chất hữu cơ bằng phƣơng pháp von-ampe
hòa tan sử dụng điện cực cacbon biến tính bằng chitosan”.

13
2. Mục đích nghiên cứu
Trong đề tài này, mục đích sẽ nghiên cứu chế tạo điện cực làm việc bằng cách
biến tính điện cực glassy carbon bởi chitosan polythiophen để xác định đồng thờiaxit
uric (UA), xanthin (XA) vàhypoxanthin (HX) bằng phƣơng pháp von-ampe hòa tan
xung vi phân.
Xây dựng quy trình phân tích xác địnhđồng thời axit uric (UA), xanthin (XA)
vàhypoxanthin (HX)bằng phƣơng pháp von-ampe hòa tan xung vi phân sử dụng điện
cực biến tính và áp dụng xác định chúng trong các mẫu nƣớc tiểu.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu chế tạo điện cực biến tính cho phƣơng pháp von-ampe nhằm xác
định UA, XA và HX trong mẫu nƣớc tiểu.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp von-ampe vòng (CV) đƣợc sử dụng nhằm nghiên cứu đặc tính
điện hóa của UA, XA, HX và CAtrên điện cực biến tính.
- Phƣơng pháp von-ampe hòa tan anot dùng kỹ thuật xung vi phân nhằm
nghiên cứu xác định đồng thời UA, XA, HX và CAtrên điện cực biến tính.
- Phƣơng pháp thống kê để xử lý số liệu và đánh giá độ tin cậy của phƣơng
pháp.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa khoa học: Góp phần phát triển điện cực làm việc (WE) trong
phƣơng pháp von-ampe hòa tan và nghiên cứu quy trình xác định UA, XA, HX và
CA.
- Ý nghĩa thực tiễn: Ứng dụng các kết quả nghiên cứu để phân tích UA, XA,
HX trong mẫu nƣớc tiểu, từ đó làm cơ sở để có thể phân tích trong các mẫu sinh học
khác.
6. Cấu trúc của luận văn

14
Luận văn đƣợc chia thành các chƣơng sau:
Chƣơng 1. Tổng quan
+ Giới thiệu về phƣơng pháp von-ampe hòa tan anot: nguyên tắc, các kỹ
thuật ghi đƣờng von-ampe hòa tan anot và các loại điện cực sử dụng trong phƣơng
pháp von-ampe.
+ Tổng quan về chitosan polythiophen.
+ Giới thiệu về UA, XA, HX và CA.
Chƣơng 2. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu
+ Nội dung nghiên cứu: Khảo sát các đặc tính von-ampe hòa tan của UA,
XA, HX và CAtrên điện cực biến tính; khảo sát ảnh hƣởng của các yếu tố đến tín
hiệu hòa tan của UA, XA, HX để áp dụng phân tích một số mẫu nƣớc tiểu.
+ Phƣơng pháp nghiên cứu: Sử dụng phƣơng pháp von-ampe vòng, phƣơng
pháp von-ampe hòa tan anot dùng kỹ thuật xung vi phân và phƣơng pháp thống kê
xử lý số liệu.
Chƣơng 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
+ Kết quả khảo sát đặc tính điện hóa của các loại điện cực
+ Kết quả khảo sát các yếu tố lên quá trình tạo màng
+ Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của các yếu tố đến tín hiệu hòa tan
+ Kết quả đánh giá độ tin cậy của phƣơng pháp
+ Kết quả phân tích mẫu thực tế
- Kết luận và kiến nghị
- Tài liệu tham khảo

15
Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VỀ PHƢƠNG PHÁP VON – AMPE HÒA TAN ANOT
Phƣơng pháp von-ampe hòa tan (SV) đƣợc khởi nguồn từ sự phát triển thành
công phƣơng pháp cực phổ của nhà khoa học J. Heyrovsky. Đến thập niên 1960, lý
thuyết về phƣơng pháp SV trên điện cực giọt thủy ngân treo và màng thủy ngân đã
bắt đầu phát triển. Những năm sau đó, cùng với tiến bộ về công nghệ điện tử,
phƣơng pháp SV với kỹ thuật xung vi phân đã bắt đầu ứng dụng vào thực tiễn.
Trong thập niên 1980, với thiết bị máy vi tính và phần mềm điều khiển đã đƣợc
thƣơng mại hóa rộng rãi và đến thập niên 1990, phƣơng pháp von – ampe hòa tan
anot xung vi phân (DP-ASV) và von – ampe hòa tan anot sóng vuông (SW-ASV)
đã đƣợc một số quốc gia trên thế giới , chẳng hạn nhƣ Mỹ (USA) đã đƣợc xem là
một trong những phƣơng pháp phân tích tiêu chuẩn để xác định đồng thời một số
kim loại nhƣ kẽm (Zn), cadimi (Cd) và chì (Pb) [9].
Tuy nhiên, tùy thuộc vào phƣơng pháp SV và đối tƣợng phân tích mà nguyên
tắc của phƣơng pháp có khác nhau. Sau đây là nguyên tắc chúng của phƣơng pháp
von-ampe hòa tan anot.
1.1.1. Nguyên tắcchung của phƣơng pháp von – ampe hòa tan anot
Phƣơng pháp von – ampe hòa tan anot (ASV) là một trong các phƣơng pháp
von – ampe hòa tan và vì vậy, quá trình phân tích cũng bao gồm hai giai đoạn: giai
đoạn làm giàu và giai đoạn hòa tan.
1.1.1.1. Giai đoạn làm giàu:
Bản chất của giai đoạn làm giàu là tập trung chất cần phân tích trong dung
dịch lên trên bề mặt điện cực làm việc (WE) ở một thế và thời gian xác định. Trong
giai đoạn làm giàu, dung dịch đƣợc khuấy trộn đều bằng khuấy từ hoặc dùng điện
cực rắn đĩa quay. Quá trình tập trung chất phân tích lên trên bề mặt WE có thể bằng
hai cách:

16
- Điện phân làm giàu: cách này thƣờng đƣợc sử dụng để xác định trực tiếp
các kim loại nhƣ Zn, Cd, Pb và một số chất hữu cơ, với các WE khác nhau [9].
- Hấp phụ làm giàu: theo cách này thƣờng đƣợc sử dụng để xác định trực tiếp
các hợp chất vô cơ và hữu cơ. Các hợp chất vô cơ và hữu cơ có thể hấp phụ trực
tiếp hoặc có thể tạo phức với ion kim loại rồi hấp phụ lên trên bề mặt WE [15].
1.1.1.2.. Giai đoạn hòa tan:
Thực chất của giai đoạn hòa tan là hòa tan chất phân tích ra khỏi bề mặt WE
bằng cách quét thế về phía dƣơng hơn (gọi là quét anot). Trong giai đoạn này, quá
trình xảy ra trên điện cực là ngƣợc với giai đoạn làm giàu [9].
Trong giai đoạn này, thƣờng không khuấy dung dịch phân tích.
Nếu sử dụng kỹ thuật xung vi phân (Differential Pulse) thì gọi là phƣơng
pháp DP-ASV, còn nếu dùng kỹ thuật sóng vuông (Square Wave) thì gọi là SW-
ASV đối với việc xác định kim loại và một số chất hữu cơ. Riêng đối với quá trình
làm giàu là hấp phụ thì đƣợc gọi là von – ampe hòa tan anot hấp phụ xung vi phân
(DP-AdASV) hoặc sóng vuông (SW-AdASV).
Đƣờng von – ampe hòa tan thu đƣợc có dạng đỉnh (peak). Thế đỉnh (Ep hay
Up) và cƣờng độ của dòng đỉnh hòa tan (Ip) phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: thành
phần nền (chất điện ly nền, pH, chất tạo phức,...), bản chất của điện cực làm việc,
thế và thời gian điện phân làm giàu, điều kiện thủy động học (sự khuấy trộn hoặc
quay điện cực,...) trong giai đoạn làm giàu, tốc độ quét thế trong giai đoạn hòa tan,
kỹ thuật ghi đƣờng von – ampe hòa tan,…Trong đó, Ep dùng để định tính và Ip dùng
để định lƣợng chất phân tích.
1.1.2. Các kỹ thuật ghi đƣờng von-ampe hòa tan anot
Trong phƣơng pháp ASV, để ghi đƣờng von–ampe hòa tan, có thể dùng các
kỹ thuật khác nhau nhƣ von–ampe xoay chiều (AC), von-ampe xung vi phân (DP),
von–ampe sóng vuông (SW). Dƣới đây sẽ giới thiệu nguyên tắc của kỹ thuật von–
ampe đƣợc dùng phổ biến trong phƣơng pháp ASV là DP[9].
Kỹ thuật von-ampe xung vi phân (DP) đƣợc dùng phổ biến nhất để ghi

17
đƣờng von–ampe hòa tan. Theo kỹ thuật này, những xung thế có biên độ nhƣ nhau
khoảng từ 10 đến 100 mV và bề rộng xung không đổi khoảng từ 30 đến 100 ms
đƣợc đặt chồng lên mỗi bƣớc thế (xem Hình 1.1).
Hình 1.1.Sự biến thiên thế theo thời gian (a) và đƣờng von-ampe hoà tan trong
phƣơng pháp DP – ASV (b).
Trong đó, - Uampl (mV): biên độ xung; - Ustep (mV): bƣớc thế;
- tpulse (ms): bề rộng xung; - Ustart (mV): thế đầu;
- tstep (s): thời gian mỗi bƣớc thế; - Ip (A): dòng đỉnh hòa tan;
- tmeas (ms): thời gian đo dòng; - Up (mV): thế đỉnh hòa tan.
Dòng đƣợc đo hai lần: trƣớc khi nạp xung (I1) và trƣớc khi ngắt xung (I2),
khoảng thời gian đo dòng thông thƣờng là từ 10 đến 30 ms. Dòng thu đƣợc là hiệu
của hai giá trị dòng đó (Iđo = I2 I1) và Iđo đƣợc ghi là hàm của thế đặt lên điện cực
làm việc. Khi xung thế đƣợc áp vào, dòng tổng cộng trong hệ sẽ tăng lên do sự tăng
dòng Faraday (If) và dòng tụ điện (Ic). Dòng tụ điện giảm nhanh hơn nhiều so với
dòng Faraday vì:
Ic  Ic
0
.e-t/RC*
và If  t-1/2
Ở đây, t - thời gian, R - điện trở, C* - điện dung vi phân của lớp kép.
Theo cách ghi dòng nhƣ trên, dòng tụ điện ghi đƣợc trƣớc lúc nạp xung và
trƣớc lúc ngắt xung là gần nhƣ nhau và do đó, hiệu số dòng ghi đƣợc chủ yếu là
dòng Faraday. Nhƣ vậy, kỹ thuật von–ampe xung vi phân cho phép loại trừ tối đa

18
ảnh hƣởng của dòng tụ điện.
1.1.3. Điện cực sử dụng trong phƣơng pháp von-ampe hoà tan
Để tiến hành phân tích bằng phƣơng pháp von–ampe hòa tan nói chung và
von–ampe hòa tan anot nói riêng, ngƣời ta dùng hệ thiết bị gồm một máy cực phổ
và một bình điện phân gồm 3 điện cực:
- Điện cực làm việc (WE) nhƣ điện cực rắn đĩa quay bằng kim loại hoặc vật
liệu nền là cacbon, điện cực giọt thủy ngân tĩnh (SMDE), điện cực giọt thủy ngân
treo (HMDE), điện cực màng kim loại (MeFE) hoặc điện cực biến tính.
- Điện cực so sánh, thƣờng là điện cực calomen hoặc bạc/bạc clorua.
- Điện cực phụ trợ, thƣờng dùng là điện cực platin (Pt).
Nắp bình điện phân còn có lỗ hổng để dẫn luồng khí trơ (N2, Ar ...) vào dung
dịch phân tích để đuổi và loại oxy hòa tan trong dung dịch.
Trong phần tổng quan này, chúng tôi chỉ đề cập đến loại điện cực biến tính,
còn các loại điện cực làm việc khác không đề cập đến và có thể tham khảo trong các
tài liệu chuyên ngành.
Điện cực biến tính – một loại điện cực đƣợc quan tâm nghiên cứu trong
nhiều năm gần đây – đặc biệt biến tính bằng vâ ̣t liê ̣u polyme dẫn điê ̣n , đƣợc tạo ra
bằng các cách nhƣ sau:
i) Điện cực biến tính đƣợc chế tạo bởi hạt nano kim loại [1, 7], hay cacbon
nano [13]. Đƣợc thực hiện bằng cách gắn các hạt nano kim loại trực tiếp trên bề mặt
điện cực GCE, cacbon pase, hoặc chính điện cực kim loại đó. Thƣờng chế tạo bằng
phƣơng pháp ex situ, điện phân dung dịch chứa Men+
dạng nano (sử dụng phƣơng
pháp von-ampe vòng) để gắn các hạt nano trên bề mặt điện cực [17],… hay phủ trực
tiếp bằng cách nhúng điện cực trong hệ keo nano kim loại hoặc nhỏ giọt dung dịch
keo nano kim loại lên bề mặt điện cực [20, 24],…
ii) Một kiểu điện cực biến tính khác đƣợc nghiên cƣ́ u nhiều là điê ̣n cƣ̣c nền
đƣợc phủ lên bề mặt một polyme dẫn điê ̣n . Loại điện cực này đƣợc đặc biệt chú ý
trong các lĩnh vực cảm biến hóa học và cảm biến sinh học. Bởi vì chúng thể hiện

19
nhiều lợi thế trong việc phát hiện một số chất phân tích do tính nhạy cảm, chọn lọc
và tính đồng nhất của chúng trong giai đoạn điện phân làm giàu, kết bám mạnh lên
bề mặt điện cực và sự ổn định hóa học của những màng polyme dẫn điện. Các
polyme này thƣờng đóng vai trò là tác nhân oxy hóa để oxy hóa chất hữu cơ đƣợc
làm giàu trên bề mặt điện cực. Điện cực loại này đƣợc chế tạo đơn giản bằng cách
nhỏ giọt dung dịch polyme (hoặc trộn với một chất kết dính) lên bề mặt điện cực
…một số trƣờng hợp tiến hành quét CV trong dung dịch chứa monomer.
1.2. GIỚI THIỆU CHITOSAN- CHITOSAN POLYTHIOPHEN
1.2.1. Chitosan – polythiophen
Trên thế giới, CTs– PTH là một vật liệu copolime mới đƣợc bắt đầu nghiên
cứu trong những năm gần, tuy nhiên loại vật liệu này hiện nay vẫn chƣa có có tài
liệu nghiên cứu trong nƣớc.
Năm 2014, CTs – PTH đƣợc tổng hợp thành công cùng với các copolime khác
là chitosan – polipyrol và chitosan – polianilin bằng phản ứng copolime hóa có mặt
chất oxi hóa. Nghiên cứu này của Mehmet Cabuk và các cộng sự đã mở ra một
hƣớng phát triển mới cho vật liệu copolime. Vật liệu copolime này khắc phục đƣợc
các khuyết điểm của từng polime riêng lẻ nhƣ độ ổn định nhiệt và độ dẫn điện, đồng
thời tạo ra các tính chất mới vƣợt trội. Loại vật liệu mới này hứa hẹn nhiều ứng
dụng lĩnh vực xử lí ô nhiễm môi trƣờng và sinh học [19].
1.2.2. Phản ứng điều chế chitosan – polithiophen
Hình 1.2.Phản ứng điều chế chitosan – polithiophen.

20
1.2.3. Tổng hợp chitosan polithyophene
- Lấy 1,3 mL thiophen và 20 mL nƣớc vào bình cầu 2 cổ, sau đó tiến hành
siêu âm trong 30 phút (dung dịch 1);
- Đặt bình cầu lên máy khuấy từ có điều nhiệt bằng glixerol ở 60 o
C;
- Cân chính xác 42 gam CTs và 10 mL dung dịch axit CH3COOH, khuấy đều
hỗn hợp (dung dịch 2);
- Hòa tan 4,13 g (NH4)2S2O8 trong 20 mL nƣớc (dung dịch 3);
- Tiếp theo cho dung dịch 2 vào dung dịch 1. Cuối cùng cho từ từ dung dịch
3 vào hỗn hợp và khuấy từ liên tục trong 6 giờ, ở nhiệt độ là 60 o
C. Kết quả thu
đƣợc chitosan polythiophen (CTs-PTH).
1.2.4. Một số đặc trƣng của chitosan – polythiophen
1.2.4.1. Phổ hồng ngoại
Hình 1.3. Phổ IR của CTs – PTH.
Bảng 1.1. Một số dao động đặc trƣng trên phổ IR của CTs – PTH.
Số sóng, cm-1
Liên kết
679 - 617 Dao động hóa trị của C-S
1155 - 1061 Dao động hóa trị của C-O-C (Liên kết β-1,4-glicozit)
1319 Dao động hóa trị của C-N
1647 - 1630 Dao động hóa trị của C=O trong amit và của C=C trong vòng thơm
2959 - 2860 Dao động hóa trị của C-H trong vòng
3449 Dao động hóa trị của N-H, dao động hóa trị của -OH

21
Kết quả đo phổ IR cho thấy sự xuất hiện các pic của các nhóm chức cơ bản
trong phân tử CTs nhƣ –N–H, –C=O trong amit và của PTH nhƣ: –C=C, –C–S, –
CHcủa vòng là đều đƣợc tìm thấy trong phổ IR của CTs – PTH.
Một số dao động trên phổ IR của CTS – PTH đƣợc trình bày ở Bảng 1.1.
1.2.4.2.Ảnh chụp SEM
Dƣới đây là hình ảnh của CTs – PTH khi đƣợc chụp bởi kính hiển vi điện tử
quét:
Hình 1.4. Ảnh SEM chụp bề mặt của CTs – PTH.
Ảnh SEM cho thấy bề mặt CTs – PTH có các hạt polythiophen dạng cầu,
phủ kín trên bề mặt chitosan và cấu trúc tƣơng đối đồng đều.
1.3. SƠ LƢỢC VỀ AXIT URIC (UA)
1.3.1. Giới thiệu về axit uric
HN
N
H
N
H
H
N
O
O
O
Hình 1.5. Cấu trúc phân tử của axit uric.
-Axit uriclà một hợp chất dị vòng của cacbon, nitơ, oxi, và hidro với công
thức C5H4N4O3.
- Tên IUPAC: 7,9–dihydro–1H–purine–2,6,8(3H)–trione
- Khối lƣợng phân tử: 168,11g/mol

22
Tính chất vật lý: UA là chất không mùi, tinh thể dạng bột màu trắng. Khối
lƣợng riêng: 1,87 g/cm3
;bị phân hủy ở 300o
C.Độ tan trong nƣớc: 6mg/100 mL nƣớc
ở20o
C; pKa = 5,6. Nói chung, độ hòa tan trong nƣớc của axit uric là khá thấp, độ
hòa tan của axit uric trong nƣớc nóng nhiều hơn trong nƣớc lạnh và dễ bị kết tinh
lại. Vì vậy đó là một trong những nguyên nhân chủ yếu dẫn tới bệnh gout[29].
1.3.2. Ảnh hƣởng của axit uric đến sức khỏe con ngƣời
Axituricđƣợctạothànhtừ cácionvàmuốiđƣợcgọilàurat. Axit uric đƣợc tạo
thành trong cơ thể do quá trình chuyển hóa purin. Sau đó chúng đƣợc hòa tan trong
máu và đƣa đến thận và thải ra ngoài qua nƣớc tiểu. Axit uric tăng có thể do quá
trình tăng purinvà/hoặc giảm thải axit uric quađƣờng nƣớc tiểu hoặc cả hai quá trình
này. Khi nồng độ axit uric tăng cao kéo dài trong máu có thể dẫn đến một
dạng viêm khớp đƣợc biết đến với tên bệnh gout. Các hạt lắng đọng trong và xung
quanh các khớp dẫn đến hậu quả viêm, sƣng và đau khớp, lắng đọng dƣới da tạo
nên các hạt tophi, có thể tạo sỏi thận và suy thận.
Axit uric là nguyên nhântrực tiếp gây ra bệnh gout. Axit uric là sản phẩm
phụ của quá trình chuyển hóa purin trong cơ thể. Đây là một axit yếu nên thƣờng
đƣợc ion hóa thành muối urat hòa tan trong huyết tƣơng và dịch ngoại bào. Nồng độ
bão hòa của muối mononatri urat trong huyết tƣơng là 415 μmol/l (hay > 6,8
mg/dl). Ở nồng độ cao hơn tinh thể urat sẽ bị kết tủa. Trong nƣớc tiểu, axit uric dễ
dàng hòa tan và đƣợc thải ra ngoài. pH có ảnh hƣởng tới sự hòa tan axit uric trong
nƣớc tiểu. Ở pH 5,0, nồng độ bão hòa của axit uric là 390 – 900 μmol/l (hay 6 – 15
mg/dl). Còn ở pH 7,0, nồng độ bão hòa của axit uric là 9480 – 12000 μmol/l (hay
158 – 200mg/dl). Lƣợng axit uric thải ra trong nƣớc tiểu bình thƣờng khoảng trên
800mg/dl[1, 29].
1.4.SƠ LƢỢC VỀ XANTHIN (XA)
1.4.1. Giới thiệu vềxanthin
- Tên theo IUPAC: 3,7–Dihydropurine–2,6–dione
- Tên gọi khác: 1H–Purine–2,6–dione
- Công thức phân tử: C5H4N4O2
- Khối lƣợng phân tử: 152,11 g/mol

23
- Công thức hóa học:
HN
N
H
N
H
N
O
O
Hình 1.6. Cấu trúc phân tử xanthin.
Tính chất: dạng bột màu trắng. Nhiệt độ nóng chảy: 350o
C. Khả năng tan
trong nƣớc 69 mg/L ở 16o
C[32].
1.4.2. Ảnh hƣởng của xanthinđến sức khỏe con ngƣời
Dẫn xuất của xanthin (gọi chung là xanthines) là một nhóm alkaloids thƣờng
đƣợc sử dụng để làm một số chất kích thích nhẹ và nhƣ thuốc giãn phế quản, đặc
biệt là trong điều trị các triệu chứng hen suyễn. Ngƣợc lại với các chất kích thích
mạnh khác nhƣ amin giao cảm, xanthines chủ yếu hoạt động để chống lại các tác
động của adenosine gây buồn ngủ và tăng sự tỉnh táo trong hệ thần kinh trung ƣơng.
Chúng cũng kích thích trung tâm hô hấp và đƣợc sử dụng để điều trị ngƣng thở ở trẻ
nhỏ. Do ảnh hƣởng rộng rãi, phạm vi trị liệu của xanthines hẹp, khiến chúng chỉ
đơn thuần dùng để điều trị hen suyễn bậc hai. Mức điều trị là 10–20 µg/mL máu;
dấu hiệu của độc tính bao gồm run, buồn nôn, căng thẳng và nhịp tim nhanh và rối
loạn nhịp tim.
Methylated xanthines (methylxanthines), bao gồm caffein, aminophyllin,
IBMX, paraxanthin, pentoxifylline, theobromine, và theophylline, không chỉ ảnh
hƣởng đến đƣờng hô hấp mà còn kích thích nhịp tim, co thắt và rối loạn nhịp tim ở
nồng độ cao. Ở liều cao, chúng có thể dẫn đến co giật có khả năng kháng các thuốc
chống co giật[33].
1.5. SƠ LƢỢC VỀ HYPOXANTHIN (HX)
1.5.1. Giớ i thiê ̣u về hypoxanthin
- Tên theo IUPAC: 1H–purin–6(9H)–one

24
- Công thức phân tử: C5H4N4O
- Khối lƣợng phân tử: 136,112 g/mol
- Công thức hóa học:
HN
N N
H
N
O
Hình 1.7. Cấu trúc phân tử của hypoxanthin.
Tính chất của HX: HX là một chất rắn không mùi , màu trắng. Khối lƣợng
phân tƣ̉ của HX là 136,112g/mol. Nhiê ̣t độnóng chảy lớn hơn 300o
C. Trọng lƣợng
riêng là 25 g/cm3
[31].
1.5.2. Tác động của hypoxanthin đối vớ i cơ thể ngƣời
Hypoxanthin là một dẫn xuất purine tự nhiên. Nó đôi khi đƣợc tìm thấy nhƣ
là một thành phần của axit nucleic, có mặt trong tRNA ở dạng inosine nucleoside,
nó có một đồng phân đƣợc gọi là 6-hydroxypurine. Hypoxanthin là một chất phụ
gia cần thiết trong một số tế bào, vi khuẩn và ký sinh trùng nhƣ một chất nền và
nguồn nitơ. Nó thƣờng là một thuốc thử cần thiết trong ký sinh trùng sốt rét. Để
tổng hợp axit nucleic và chuyển hóa năng lƣợng đòi hỏi phải có hypoxanthin [31].
1.6. SƠ LƢỢC VỀ CAFFEIN
1.6.1. Giớ i thiê ̣u về caffein
Caffein là một alkaloid có trong tự nhiên đƣợc tìm thấy trong lá , hạt và quả
của hơn 63 loài cây trên toàn thế giới và đƣợc biết đến nhƣ một phần trong các hợp
chất methylxathine.CA có nhiều trong các loại nƣớc uống có ga.
Các loại đồng phân thƣờng gă ̣p của CA là theobromine (3,7–
dimethylxanthine), theophylline (1,3–dimethylxanthine), Xanthine (1H–purine–
2,6(3H,7H)–dione.

25
N
N
O
O
H3C
N
CH
N
CH3
CH3
N
N
O
O
H
N
CH
N
H
H
Caffeine Xanthine
N
N
O
O
H3C
N
CH
N
H
CH3
N
N
O
O
H3C
N
CH
N
CH3
H
Theobromine Theophylline
Hình 1.8. Các đồng phân thƣờng gặp của caffein.
Tính chất của CA: CA là một chất rắn không mùi , màu trắng ở dạng xốp có vị
đắng ít tan trong nƣớc . Khối lƣợng phân tƣ̉ của CA là 194,19 g/mol. Nhiê ̣t độnóng
chảy là 236o
C, thăng hoa 178o
C. Trọng lƣợng riêng là 1,2 g/cm3
. Ở 178o
C và áp
suất hơi 760 mmHg thì độtan trong nƣớc là 2,17% mâ ̣t độhơi là 6,7 [30].
1.6.2. Tác động của caffein đối vớ i cơ thể ngƣời
CA có rất nhiều tác dụng sinh lý lên các hê ̣cơ quan lớn , bao gồm các hệ thống
thần kinh, hệ thống tim mạch , hệ tiêu hóa và hệ hô hấp . Chức năng của cơ xƣơn g
thận cũng bị ảnh hƣởng bởi CA. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh CA là một chất
kích thích hê ̣thần k inh trung ƣơng của con ngƣời . Ngoài ra, nó còn đƣợc tăng tốc
độ nhịp tim, giãn các mạch máu và nâng cao lƣợng axit béo tự do và glucose trong
huyết tƣơng. Theo các nghiên cƣ́ u ngƣời ta cho rằng 1g CA dẫn đến mất ngủ , căng
thẳng, buồn nôn, ù tai, chống mă ̣t. Trong trƣờng hợp dùng thuốc quá liều và kết hợp
với rƣợu, ma túy và ma túy tổng hợp thì các hợp chất này tạo ra một hiệu ứng độc
hại đôi khi gây chết ngƣời.
CA làm tăng vận tốc dẫn truyền máu và sự co bóp của tim và các mạch máu .
Tuy nhiên, CA có thể làm giảm đáng kể lƣu lƣợng máu lên não bằng cách thắt mạch

26
máu não. CA có tác dụng lợi tiểu do nâng cao lƣu lƣợng máu và tốc độ lọc cầu thận
của thận.
Sau khi sƣ̉ dụng CA thƣờng gây ra hiê ̣n tƣợng ợnóng và có thể gây ra hiê ̣n
tƣợng mỏi cơ và run.
1.7. CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH AXIT URIC, XANTHIN,
HYPOXANTHIN VÀ CAFFEIN
1.7.1. Phƣơng pháp phân tích sắc kí
Phƣơng pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC) đƣợc phát triển rộng rãi với
các kỹ thuật nhƣ trao đổi ion và pha đảo đã đƣợc sử dụng để xác định UA. Năm
1965, tác giả Azzedine Zhiri và cộng sự đã áp dụng HPLC dùng cột pha đảo (RP –
HPLC) để phân tích UA với điều kiện cột pha đảo C18 (250×4,6 mm, 10 µm), pha
động là hỗn hợp amoni axetat (30 mmol/L) và methanol (156 mmol/L), đo ở bƣớc
sóng 275 nm.Kết quả thu đƣợc khoảng tuyến tính là 320 – 334 µmol/L. Phƣơng
pháp này có độ chính xác cao[5].
Việc xác định XA đƣợc Grigore T. Popa (2012) nghiên cứu theo phƣơng
pháp HPLC, với pha động 0,025 M đệm PBS pH 7,2 : acetonitrile : methanol
(65:15:20 v/v); cột RP–C18 (250 × 4,6 mm, 10 µm). Phƣơng pháp có độ nhạy cao,
giới hạn phát hiện 1,15.10-6
M, khoảng tuyến tính từ 0,8.10-6
– 1,2.10-6
M[4].
HPLC đƣợc coi là phƣơng pháp chuẩn để xác đi ̣nh hàm lƣợng HX trong các
mẫu thƣ̣c tế . Don Farthing và cộng sự [12]đã thành công trong viê ̣c xác đi ̣nh hàm
lƣợng HX trong các mẫu huyết tƣơng của con ngƣời . Các chất phân tích đƣợc tách
ra nhanh chóng trong cột C 18 (4,6 mm, 50 mm, 5µm ). Pha động là hỗn hợp axit
trifluoroacetic (0,1% TFA trong nƣớc trao đổi ion pH 2,2) và methanol, tốc độ dòng
chảy là 1,0 mL/phút, khoảng tuyến tính đƣợc xác định là 0,25 µg/mL đến 5 µg/mL
với độthu hồi khoảng 98%.
HPLC cũng đƣợc coi là phƣơng pháp chuẩn để xác đi ̣nh hàm lƣợng CA trong
các mẫu thực tế. Luo M., Peng H. [17] đã thành công trong viê ̣c xác đi ̣nh hàm lƣợng
CA trong các mẫu thƣ̣c . Các chất phân tích đƣợc tách ra trong cột C 18 (4,6 mm, 50
mm, 5 µm ) với pha động là hỗn hợp nƣớc và methanol (7:3), tốc độ dòng chảy là

27
1,8 mL/phút và đƣợc đo bằng detector UV tại bƣớc sóng 280 nm, nhiê ̣t độcột 40
o
C, thể tích mẫu mỗi lần bơm vào 30 µL. khoảng tuyến tính đƣợc xác định là 2,7
mg/g đến 22,5 mg/g với độthu hồi khoảng 96,78 %.
1.7.2. Phƣơng pháp phân tích điện hóa
Tuy nhiên, các phƣơng pháp phân tích sắc ký đƣợc trình bày ở trên thƣờng
phức tạp, rất tốn kém và hạn chế về độ nhạy, độ chọn lọc và độ thu hồi. Trong khi
đó, phƣơng pháp phân tích điện hóa là một phƣơng pháp có chi phí rẻ, đơn giản và
nhanh chóng để xác định đồng thời UA, XA, HX và CA.
Tác giả Reza Ojani, Ali Alinezhad, Zahra Abediđã dùng phƣơng pháp điện
hóa để phân tích đồng thời UA, XA, HX sử dụng điện cực biến tính với poly(L-
metinonine)trong đệm 0,1 M PBS pH 7,2để phân tích. Phƣơng pháp này cho độ nhạy
rất là cao với kết quả LOD lần lƣợt là 0,007 µM, 0,004 µM, 0,08 µM và LOQ là
HX: 0,02– 1 µM. XA: 0,02– 1 µM, UA: 0,02– 1 µM [23].
Xioafang Liu và cộng sự [25] đã tiến hành xác đi ̣nh đồng thời , axit ascorbic,
dopamin, axit uric, xanthin và hypoxanthin bằng phƣơng pháp von – ampe xung vi
phân với khoảng tuyến tính của HX nằm trong khoảng từ 3,8 đến293 µM, giới ha ̣n
phát hiê ̣n 1,3 µM.
Mohaddeseh Amiri-Aref và cộng sự [3] đã tiến hành xác đi ̣nh đồng thời
Noradrenaline, Acetaminophen, Xanthine, Caffein bằng phƣơng pháp von – ampe
xung vi phân vớ i khoảng tuyến tính của CA nằm trong khoảng từ 10,0 đến110,0
µM, giới ha ̣n phát hiê ̣n 3,54 µM và áp dụng phân tích trên mẫu thƣ̣c tế với độthu
hồi từ 98,5% đến 105,4 %.
Các phƣơng pháp phân tích điện hóa với việc sử dụng các điện cực biến tính
khác nhau để xác định đồng thời UA, XA, HX và CA đƣợc trình bàyở Bảng 1.2.

28
Bảng 1.2.So sánh các điện cực biến tính khác nhau trong việc xác định đồng thời UA, XA, HX và CA.
STT Điện cực(a) Phƣơng
pháp(b) Đệm/pH(c) Khoảng tuyến tính
[μM]
LOD [μM] (d)
Ứng dụng TLTK
1 EP-CPE DPV
0.002 M NaOH;
and
0.1 M NaClO4
HX: 0.37 – 7.35
XA: 0.13 – 65.75
UA: 0.06 – 11.9
HX: 0.15
XA: 0.07
UA: 0.03
Urine sample [8]
2
SWNTs/IUTCPE
UA-XA: 420 mV
XA-HX : 360 mV
CV
B-R BS
pH 5.72
HX: 0.8 – 100
XA: 0.2 – 100
UA: 0.1 – 100
HX: 0.562
XA: 0.146
UA: 0.08
Urine sample [27]
3
({RuDMSO4–Cl2–
H2O}/Naf/GCE
DPV
0.1 M PBS
pH 7.0
HX: 50 – 300
XA: 50 – 500
UA: 100 – 700
HX: 2.37
XA: 2.351
UA: 0.372
Chicken-flesh
samples,
Urine samples
[6]
4
P(CV)/MWCNTs–
COOH/GCE. UA-XA:
373; XA-HX : 352 mV
DPV
0.1 M PBS
pH 6.6
HX: 0.5 – 90
XA: 0.1 – 100
UA: 0.3 – 80
HX: 0.2
XA: 0.05
UA: 0.16
Biological
samples
[7]
5
P(L-Arg)/ERGO/GCE
UA-XA: 409 mV
XA-HX : 343 mV
DPV
0.1 M PBS
pH 6.5
HX: 0.2 – 20
XA: 0.1 – 10
UA: 0.1 – 10
HX: 0.10
XA: 0.05
UA: 0.05
Urine sample [14]
6 GMC/GCE DPV
0.1 M PBS
pH 7.0
HX: 20 – 240
XA: 20 – 320
UA: 20 – 400
HX: 0.351
XA: 0.388
UA: 0.11
Blood plasma,
urine and fish
samples
[22]

29
7 P(L-MT)/GCE DPV
0.1 M PBS
pH 7.2
HX: 0.02 – 0.1
XA: 0.02 – 0.1
UA: 0.02 – 0.1
HX: 0.008
XA: 0.004
UA: 0.007
Blood samples [23]
8 ERGO/HDA/GCE DPV
0.2 M PBS
pH 7.2
HX: 5 – 300
XA: 5 – 300
UA: 5 – 1000
CF: 10 – 500
HX: 0.32
XA: 0.11
UA: 0.088
CF: 0.43
Human blood
Serum and
urine samples
[21]
9 Lt/fMWCNT/MGCE DPV
0.1 M PBS
pH 7.0
NA: 0.7 – 100
AC: 0.9 – 80
XA: 1 – 70
CA: 10 – 110
NA: 0.53
AC: 0.78
XA: 0.65
CA: 3.54
Pharmaceutical
Samples
[7]
10 P(DAox–PTCA)/GCE DPV
0.10 M PBS
pH 3.0
HX: 3.8 – 293
XA: 5.1 – 289
UA: 1.8 – 238
DA: 0.6 – 253
AA : 76 – 3900
HX: 1.3
XA: 1.7
UA: 0.60
DA: 0.2
AA: 25.3
- [25]
11
P6-TG/GCE
DA-UA: 160 mV
UA-XA: 410 mV
XA-HX: 380 mV
DPV
0.1 M PBS
pH 7.0
HX: 2 – 800
XA: 1 – 500
UA: 2 – 1600
DA: 1 – 200
HX: 0.10
XA: 0.30
UA: 0.06
DA: 0.05
Human urine
and serum urine
samples
[11]
12 Co-CeO2 /GCE
SWV
f = 10 Hz
E = 50 mV
0.1 M PBS
pH = 5.0
HX: 1 – 600
XA: 0.1 – 1000
UA: 1 – 2200
HX: 0.4
XA: 0.05
UA: 0.1
Urine sample [20

30
(a)
: Electrochemically pretreated carbon paste electrode (EP-CPE) ; Single-wall carbon nanotube/Inlaying ultra-thin carbon paste
electrode (SWNTs/IUTCPE); Ru(DMSO)4Cl2 nano-aggregated Nafion membrane modified GCE ({RuDMSO4–Cl2–
H2O}/Naf/GCE) ; Poly (PCV)/carboxylated multi-walled carbon nanotube composite film modified GCE (P(CV)/MWCNTs–
COOH/GCE) ; Poly(L-arginine)/ERGO film modified GCE (P(L-Arg)/ERGO/GCE) ;; Graphitized mesoporous carbon modified
GCE (GMC/GCE) ; Poly(L-methionine) modified GCE (P(L-MT)/GCE) ; Electrochemically reduced graphene oxide 1,6-
hexadiamine GCE (ERGO/HDA/GC) ; Luteolin on a functionalized multi-wall carbon nanotube immobilized on the surface of a
GCE (Lt/fMWCNT/MGCE) ; Overoxidized dopamine polymer and 3,4,9,10-perylene tetra carboxylic acid modified GCE
(PDAox–PTCA/GCE) ; 6-thioguanine (6-TG) modified GCE (P6-TG/GCE)) ; Co-CeO2 modified GCE (Co-CeO2/GCE) ;) (b)
:
Linear sweep voltammetry (LSV) ; Differential pulse voltammetry (DPV) ; Square wave voltammetry (SWV). (c)
: phosphate buffer
solution. (d)
: Limits of detection (LOD).pKUA=5.75; pKXA=7.7; pKHX=8.9; pKDA=8.92 [2015-1].pKAA= 4.10; pKDA= 8.87;
pKUA= 5.7; XA pKXA= 7.4 và pKHX= 8.9 [2014-4].

31
Chuẩn bị dung dịch phân tích: đệm B-RBS (pH= 3);
Chất phân tích tích và nƣớc cất 2 lần vừa đủ 10 mL
Thế bắt đầu 0 mV
Quét von-ampe vòng: 0  +1600, 200 (mV/s)
Thế kết thúc +1600 mV
Quét đi (-) (+)Quét về (+) (-)
Chƣơng 2.NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
. Để thực hiện mục tiêu của đề tài đặt ra, những nội dung nghiên cứu bao gồm:
- Xác định một số đặc tính điện hóa của UA, XA, HX và CA bằng phƣơng
pháp von-ampe vòng (CV) sử dụng điện cực biến tính.
- Xác định các điều kiện thí nghiệm thích hợp để xác định đồng thời UA, XA, HX
và CA bằng phƣơng pháp von-ampe hòa tan anot xung vi phân (DP-ASV).
- Xác định nồng độ của UA, XA và HX trong mẫu thật.
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.1. Chuẩn bị điện cực làm việc
Trƣớc hết, chuẩn bị điện cực nền là điện cực đĩa than thủy tinh (GCE), có
đƣờng kính 2,8 ± 0,1 mm, điện cực GCE đƣợc mài bóng với bột Al2O3 chuyên dụng
có kích thƣớc hạt (0,05 μm). Ngâm trong dung dịch HNO3 2 M, sau đó rửa bằng
etanol, cuối cùng rửa nƣớc cất 2 lần và để khô tự nhiên ở nhiệt độ phòng.
2.2.2. Phƣơng pháp phân tích điện hóa
2.2.2.1 Phương pháp von-ampe vòng
Hình 2.1.Sơ đồ tiến trình thí nghiệm theo phƣơng pháp von-ampe vòng.

32
Nghỉ 10 s
1. Giai đoạn làm giàu:
- Dung dịch phân tích: 1 mL đệm PBS (0,2 M; pH = 7,0), V mL dung dịch
chất phân tích (UA, XA, HX và CA), thêm nƣớc cất 2 lần vừa đủ 10 mL;
- Áp thế và thời gian điện phân: Eacc = 0 mV, tacc = 10 s và ω = 2000 rpm
2. Giai đoạn hòa tan:
- Quét thế theo chiều anot;
- Khoảng quét thế từ 0 đến +1600 mV; ν = 20 mV/s;
- Sử dụng kỹ thuật DP để đo tín hiệu hòa tan (Ep và Ip);
- Tín hiệu hòa tan: Ip và Ep trong đó Ip ~ C;
- Tiến hành định lƣợng bằng phƣơng pháp thêm chuẩn.
Phƣơng pháp von-ampe vòng (CV) đƣợc sử dụng nhằm nghiên cứu đặc tính
của điện cực biến tính.
Quy trình thí nghiệm của phƣơng pháp CV đƣợc thể hiện ở Hình 2.1.
2.2.2.2 Phương pháp von-ampe hòa tan anot
Phƣơng pháp von-ampe hòa tan anot (ASV) dùng kĩ thuật xung vi phân
(DP) đƣợc sử dụng nhằm nghiên cứu xác định axit uric, xanthin, hypoxanthin,
cafein trên điện cực biến tính.
Quy trình thí nghiệm của phƣơng pháp DP-ASV đƣợc thể hiện ở Hình 2.2.
Hình 2.2. Sơ đồ tiến trình thí nghiệm theo phƣơng pháp von-ampe
hòa tan anot xung vi phân.
2.2.3. Phƣơng pháp thống kê
Áp dụng phƣơng pháp thống kê để xử lý số liệu thực nghiệm và đánh giá độ
tin cậy của phƣơng pháp phân tích bằng các phần mềm nhƣ Origin 8.5.1, Excel
2010,…

33
2.3. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT
2.3.1. Thiết bị và dụng cụ
- Máy phân tích điện hóa CPA – HH5;
- Điện cực glassy cacbon và bình điện phân;
- Cân phân tích Precisa XB 220A, Thụy Sĩ;
- Máy cất nƣớc hai lần Aquatron (Bibby Sterilin, Anh);
- Micropipet Labpette các loại: của hãng Labnet, Mỹ;
- Máy khuấy từ Velp Scientifica;
- Máy ly tâm Universal 320R;
- Máy siêu âm Cole – Parmer 8890;
- Các dụng cụ thuỷ tinh nhƣ buret, pipet, bình định mức,... và các chai thủy
tinh, chai nhựa PET đựng hóa chất đều đƣợc rửa sạch trƣớc khi dùng bằng cách
ngâm qua đêm trong dung dịch HNO3 2 M, sau đó siêu âm và rửa lại bằng nƣớc cất
2 lần.
2.3.2. Hóa chất
Axit boric,axit axetic, axit photphoric, dinatri hydrophosphat, mononatri
orthophosphat.Tất cả các hóa chất trên đều là hóa chất tinh khiết của hãng Merck,
Đức; Sigma – Aldrich, Mỹ và Trung Quốc.
Các chất chuẩn tinh khiết:Chất chuẩn axit uric, xanthin và hypoxanthin (chất
chuẩn của Merck, Đức).Chất chuẩn caffein của Trung tâm kiểm nghiệm Thừa thiên
Huế.

34
CHƢƠNG 3.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Phƣơng pháp von-ampe là một phƣơng pháp có độ nhạy và độ chính xác rất
cao, cho phép xác định đồng thời hàm lƣợng vết và siêu vết nhiều nguyên tố kim
loại. Tuy nhiên ứng dụng của phƣơng pháp mới chỉ phát triển mạnh ở việc xác định
các nguyên tố kim loại, việc xác định các chất hữu cơ vẫn còn nhiều hạn chế, trong
đó có việc xác định axit uric, xanthin,hypoxanthin và caffein. Trong khuôn khổ luận
văn,mục đích đặt ra là mở rộng phạm vi ứng dụng của phƣơng pháp phân tích điện
hóa nói chung và phƣơng pháp von-ampe nói riêng để xác định các hợp chất hữu cơ
nhằm phát triển điện cực biến tính bằng chitosan polythiophen (CTs-PTH) có khả
năng ứng dụng trong việc xác định đồng thời axit uric, xanthin và hypoxanthintrong
mẫu thƣ̣c tế nhƣ mẫu nƣớc tiểu . Đề tài này tập trung nghiên cứu đặc tính von-ampe
hòa tan của axit uric, xanthin, hypoxanthinvà caffein cũng nhƣ đặc tính điện hóa
của các loại điện cực. Phƣơng pháp von-ampe xung vi phân (DP-ASV) đƣợc sƣ̉
dụng để định lƣợng với thiết bị đƣợc sử dụng là máy phân tích điện hóa CPA-HH5
Computerized với các thông số cố định ban đầu đƣợc trình bày trong Bảng 3.1; 3.2
và 3.3.
Bảng 3.4. Các thông số cố định ban đầu trong phƣơng pháp von-ampe vòng CV
dùng để khửCTs-PTH
STT Điều kiện thí nghiệm Ký hiệu Giá trị Đơn vị
1 Tốc độquay điê ̣n cƣ̣c ω 2000 rpm
2 Khoảng quét thế Erange 0-1700 mV
3 Thế làm sạch Ecle -1700 mV
4 Thời gian làm sạch tcle 0 s
5 Thời gian nghỉ trest 0 s
6 Tốc độ quét v 50 mV/s

35
Bảng 3.5. Các thông số cố định ban đầu trong phƣơng pháp von-ampe vòng hòa
tan (CVS) dùng để nghiên cứu đặc tính điện hóa
1 Tốc độquay điê ̣n cƣ̣c ω 2000 rpm
2 Khoảng quét thế Erange 0  +1600 mV
3 Thế làm giàu Eacc -900 mV
4 Thời gian làm giàu tacc 10 s
6 Tốc độ quét v 200 mV/s
Bảng 3.6.Các thông số cố định ban đầu trong phƣơng pháp von-ampe hòa tan anot
xung vi phân DP-ASV
1 Tốc độquay điê ̣n cƣ̣c Ω 2000 rpm
2 Khoảng quét thế Erange 0  +1600 mV
3 Bƣớc nhảy thế Ustep 6 mV
4 Thời gian mỗi bƣớc thế tstep 0,3 s
5 Tốc độquét v 200 mV.s-1
6 Biên độxung ∆E 60 mV
8 Thời gian làm giàu tacc 10 s
3.1. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TÍNH ĐIỆN HÓA CỦA CÁC LOẠI
ĐIỆN CỰC
3.1.1. Lựa chọn điện cực làm việc
3.1.1.1. Đặc tính điện hóa của axit uric, xanthin, hypoxanthin và caffein

36
Phƣơng pháp von-ampe vòng hòa tan (CVS) đƣợc sử dụng để nghiên cứu
đặc tính điện hóa của ba chất phân tích là axit uric, xanthin và hypoxanthin và
cafein trên điện cực CTs-PTH/GCE. Kết quả các đƣờng hòa tan đƣợc trình bày ở
Hình 3.1 cho thấyaxit uric, xanthin và hypoxanthin và caffeinlà chất bất thuận
nghịch. Kết quả này có sự tƣơng đồng với các công bố trƣớc đây[11], [21].
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
-10
0
10
20
30
40
I/
E / V
UA
XA
HX
CA
Hình 3.1.Các đƣờng CVS của UA, XA, HXvà CA có nồng độ là 3.10-4
M trong
đệm PBS 0,2 M (pH=7) sử dụng điện cực CTs-PTH/GCE.
Điều kiện thí nghiệm (ĐKTN) như Bảng 3.2với lượng CTs-PTH là 2,5 µg.
3.1.1.2. Đặc tính điện hóa của các loại điện cực
Phƣơng pháp von-ampe vòng hòa tan (CVS) và kĩ thuật xung vi phân hòa tan
anode (DP-ASV) đƣợc dùng để nghiên cứu với3 loại điện cực sau:
+ Glassy carbon (GCE);
+ Glassy carbon biến tính bởi chitosan polythiophen (CTs-PTH/GCE);
+ Glassy carbon biến tính bởi chitosan polythiophen dạng khử - khử bằng
điện hóa (CTs-PTH(act)/GCE).
Điện cực CTs-PTH/GCE và CTs-PTH(act)/GCE đƣợc chuẩn bị bằng cách sử
dụng kỹ thuật phủvật liệu chitosan polythiophen(phân tán trong nƣớc) lên bề mặt
điện cực GCE rồi để khô ở nhiệt độ phòng (CTs-PTH/GCE). Sau đó, CTs-PTHbị
khử thành CTs-PTH(act) bằng phƣơng pháp von-ampe vòng (CTs-PTH(act)/GCE).
Thí nghiệm đƣợc tiến hành nhƣ sau: dung dịch nghiên cứu có thể tích 10 mL
bao gồm: đệm PBS 0,2 M (pH = 7), nồng độ UA, XA, HX và CA là 3.10-4
M. Tiến
hành quét CVS và DP-ASV với các điều kiện thông số ở Bảng 3.2 và 3.3, mỗi lần

37
quét lặp lại 4 lần. Kết quả trình bày ở Hình 3.2.
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
I/A
E / V
GCE
CTs-PTH/GCE
CTs-PTH(act)/GCE
UA
XA HX
CA
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
I/A
E / V
GCE
CTs-PTH/GCE
CTs- PTH(act)/GCE
UA
XA
HX
CA
Hình 3.2. Các đƣờng hòa tan CVS (a) và DP-ASV (b) của UA, XA, HX và CA có
nồng độ 3.10-4
M trong đệm PBS 0,2 M sử dụng các loại điện cực khác nhau.
Điều kiện thí nghiệm như Bảng 3.2 và 3.3.
GCE PTH/GCE PTH(act)/GCE
0
2
4
6
8
10
12
14 UA
XA
HX
CA
Loaïi ñieän cöïc
Cöôøngñoädoøngñænh
Hình 3.3.Cƣờng độ dòng đỉnh(IP) của UA, XA, HX và CA khi sử dụng các loại điện
cực khác nhau bằng phƣơng pháp DP-ASV.
Hình 3.2 cho thấy, với phƣơng pháp CVS, cả 3 điện cực đều cho tín hiệu
dòng đỉnh hòa tan của cả bốn chất phân tích. Tuy nhiên, ở điện cực CTs-
PTH(act)/GCE cho tín hiệu dòng đỉnh hòa tan cao hơn hai điện cực GCE và CTs-
PTH/GCE, điều này chứng tỏ rằng chitosan polythiophen dạng khử có ƣu điểm
vƣợt trội hơn chitosan polythiophen khi ứng dụng phân tích đồng thời UA, XA, HX
và CA. Kết luận này một lần nữa đƣợc khẳng định tính chất điện hóa cao hơn so với
điện cực GCE và CTs-PTH/GCE qua kết quả phân tích khi sử dụng phƣơng pháp
DP-ASV (Hình 3.3) và do đó, điện cực CTs-PTH(act)/GCE đƣợc lựa chọn.

38
3.1.2. Lựa chọn số vòng quét khử CTs-PTH thành CTs-PTH(act)
Phƣơng pháp von-ampe vòng đƣợc sử dụng để khử CTs-PTH thành CTs-
PTH(act), quá trình khử xảy ra bằng cách quét thế và đƣợc kiểm soát bởi số vòng
quét trong khoảng thế từ 0 đến -1,7 V với tốc độ quét 50 mVs-1
(Hình 3.4).
-2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0
-150
-100
-50
0
50
I/A
E / V
Hình 3.4.Các đƣờng khử CTs-PTH bằng phƣơng pháp von-ampe vòng.
ĐKTN: như Bảng 3.1,nồng độ UA, XA, HX, CA là 3.10-4
M, đệm PBS 0,2 M (pH=3).
Số vòng khử đƣợc chọn để khảo sát trong khoảng từ 1 đến 15 vòng, kết quả
thu đƣợc thể hiện ở Hình 3.5.
0 3 6 9 12 15 18
0
2
4
6
8
10
12
14
UA
XA
HX
CA
Soá voøng hoaït hoùa
Ip
/A
(b)
Hình 3.5.Các đƣờng DP-ASV(a) và IP (b) tại các vòng quét khác nhau.
ĐKTN như Bảng 3.3, nồng độ UA, XA, HX, CA là 3.10-4
M trong đệm PBS 0,2 M (pH = 7).
Kết quả Hình 3.5cho thấy ở vòng khử đầu tiên, đã cho tín hiệu dòng đỉnh hòa
tan của cả 4 chất phân tích. Song, tín hiệu hòa tan của UA, XA , HX và CA cao nhất
ở vòng khử 9, còn ở các số vòng khử lớn 9,CA, HX có cƣờng độ IP thay đổi không
đáng kể.Do đó, 9 vòng quét khử đƣợc lựa chọn cho các khảo sát tiếp theo.
3.1.3. Khảo sát lƣợng vật liệu biến tính
Lƣợng vật liệu là yếu tố rất quan trọng trong quá trình biến tính điện cực,
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
I/A
E / V
1
3
6
9
12
15
(a)
UA
XA
HX
CA

39
lƣợng CTs-PTH trên bề mặt điện cực GCE khác nhau sẽ cho tín hiệu hòa tan khác
nhau. Để chứng tỏ điều này, thí nghiệm đƣợc tiến hành với lƣợng vật liệu CTs-PTH
dùng để biến tính lên điện cực GCE trong khoảng thể tích dung dịch từ 0,5 µL đến
12,5 µL.Kết quả khảo sát thu đƣợc trong Hình 3.6.
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
I/A
E / V
0.5
2.5
5
7.5
10
12.5
(a)
UA
XA
HX
CA
0 2 4 6 8 10 12 14
0
2
4
6
8
10
12
14
UA
XA
HX
CA
Löôïng vaät lieäu / g
Ip/A
(b)
Hình 3.6. Các đƣờng DP-ASV(a) và IP(b) của UA, XA, HX và CA với lƣợng vật
liệu khác nhau.
ĐKTN như Bảng 3.3, nồng độ UA, XA, HX và CA là 4.10-4
Kết quả khảo hàm lƣợng CTs -PTH trên Hình 3.6-a cho thấy khi lƣợng vâ ̣t
liê ̣u từ 0,5 L đến 2,5 µL thì cƣờng độ tín hiệu hòa tan tăng (Hình 3.6-b), nguyên
nhân là do khi tăng lƣợng vâ ̣t liê ̣u biến tính thì số lƣợng tâm hoa ̣t động trên điện cực
lớn, điều này tỉ lê ̣thuâ ̣n với cƣờng độ tín hiê ̣u I P, tức là khi số lƣợng tâm hoạt động
lớn, làm tăng khả năng lôi kéo chất phân tích lên bề mặt điện cực nên cƣờng độ tín
hiệu cao; nhƣng khi lƣợng CTs-PTH trên điện cực nền GCE lớn hơn 2,5 µL thì ta ̣o
thành mạng đa lớp và vì vậy, cƣờng độ tín hiệu IP cũng giảm dần.Do đó, 2,5µL là
lƣợng vật liệu đƣợc lựa chọn.
3.2. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH ĐIỆN HÓA TRÊN BỀ MẶT ĐIỆN CỰC
3.2.1. Khảo sát pH
Giá trị pH của dung dịch là một yếu tố ảnh hƣởng tới thế đỉnh hòa tan(EP)và
cƣờng độ peak (IP) của các chất phân tích và vì vậy, cần khảo sát để chọn giá trị pH
của dung dịchphù hợp dùng trong các thí nghiệm [11], [14].Tiến hành khảo sát ảnh
hƣởng của pH trong khoảng từ 2 đến 9 của đệm photphat (PBS). Dung dịch nghiên
cứu có thể tích 10 mL bao gồm dung dịch chuẩn UA, XA, HX và CA có nồng độ

40
4.10-4
M, đệm PBS 0,2 M với các giá trị pH thay đổi từ 2 đến 9 và nƣớc cất. Các thí
nghiệm đƣợc tiến hành theo phƣơng pháp DP-ASV, mỗi thí nghiệm tiến hành đo
lặp lại 4 lần. Kết quả đƣợc trình bày trong Hình 3.7.
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
0
25
50
75
100
125
I/A
E / V
9
8
7
6
5
4
3
2
(a)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0
4
8
12
16
20
UA
XA
HX
CA
Ip/A
pH
(b)
Hình 3.7. Các đƣờng DP-ASV(a) và IP (b) tại các pH khác nhau.
ĐKTN như Bảng 3.3, nồng động của UA, XA, HX và CA là 3.10-4
M trong đệm PBS 0,2 M.
Kết quả trên cho thấycho thấy: tín hiệu hòa tan của 4 chất UA, XA, HX và
CA xuất hiện rõ ở pHlà 6; 7; 8 và 9. Tuy nhiên, tại pH bằng 7 cho dòng đỉnh hòa tan
của 4 chất phân tích là cao nhất. Dòng đỉnh hòa tan của UA và XA tăng cao ở pHlà
2 và3, tuy nhiên ở các giá trị pHnày tín hiệu hòa tan của HX và CA chƣa tách ra
khỏi nhau rõ rệt. Do đó, giá trị pH là 7 đƣợc lựa chọn thích hợp.
Bảng 3.4.Giá trị Ep,TB và RSD tại các pH khác nhau theo phƣơng pháp DP-ASV
pH
UA XA HX CA
Ep,TB
(V) (*)
RSD
(%)
Ep,TB
(V)
RSD
(%)
Ep,TB
(V)
RSD
(%)
Ep,TB
(V)
RSD
(%)
2 0.521 0,58 0.894 0,00 - - - -
3 0.470 0,64 0.834 0,00 - - - -
4 0.408 0,00 0.792 0,00 - - - -
5 0.342 0,00 0.740 0,41 1.101 0,32 1.278 0,00
6 0.258 0,00 0.653 0,46 1.013 0,29 1.247 0,24
7 0.228 0,00 0.618 0,00 0.954 0,00 1.257 0,28
8 0.150 0,00 0.536 0,56 0.888 0,00 1.236 0,00
9 0.120 0,00 0.509 0,59 0.849 0,71 1.245 0,28
(*) EP,TB là giá trị trung bình của 4 lần đo lặp lại

41
Mặt khác, từ các kết quả ở bảng 3.7, tiến hành xây dựng phƣơng trình hồi
quy tuyến tính biểu diễn mối tƣơng quan giữa EP (V) và pH của dung dịch thu đƣợc
các phƣơng trình nhƣ sau (Hình 3.9):
Ep,UA = (0,64 ± 0,01) + (-0,060 ± 0,002) pH; r = 0,995 (1)
Ep,XA = (1,01 ± 0,01) + (-0,057 ± 0,002) pH; r = 0,995 (2)
Ep,HX = (1,40 ± 0,05) + (-0,065 ± 0,005) pH; r = 0,989 (3)
Ep,CA = (1,31 ± 0,03) + (-0,008 ± 0,004) pH; r = 0,9648 (4)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4 UA
XA
HX
CA
Ep/V
pH
y = (0,64 ± 0,01) + (-0.060 ± 0,002) x ; r = 0,995
y = (1,01 ± 0,01) + (-0,057 ± 0,002)x ; r = 0,995
y = (1,40 ± 0,03) + (-0,063 ± 0,005)x ; r = 0,989
y = ( 1,31 ± 0,03) + (-0,008 ± 0,004)x ; r= 0,648
Hình 3.8.Đƣờng hồi quy tuyến tính thể hiện mối tƣơng quan giữa Ep và pH.
Xét đối với một cặp oxy hóa khử liên hợp nhƣ sau:
Ox + n.e–
+ p.H+
 Kh𝐸 = 𝐸 𝑂𝑥/𝐾ℎ
𝑜′
−
0,059×𝑝
𝑛
× 𝑝𝐻(5)
Từ các phƣơng trình (1), (2), (3) và (5) nhận thấy, số điện tử trao đổi của
UA, XA và HX xấp xỉ bằng với số proton (H+
) trao đổi.
Nhƣ vậy, theo tác giả N. Lavanya và cộng sự [20], cơ chế chuyển hóa của
UA, XA và HXđƣợc đề xuất nhƣ sau:
- Đối với UA:
HN
N
H
N
H
H
N
O
O
O
HN
N
H
N
H
H
N
O
O
O
OH
OH
(6)
- Đối với XA:





 



42
HN
N N
H
N
O
- 2H+ - 2e-
+ H2O
HN
N N
H
H
N
O
O
(7)
- Đối với HX:
HN
N
H
N
H
N
O
O
- 2H+ - 2e-
+ H2O
HN
N
H
N
H
H
N
O
O
O
(8)
Riêng đối với CA, theo một số tác giả Svorc L . và cộng sự [24]thì quá trình
oxy hóa CA xảy ra qua hai giai đoạn (xem phƣơng trình 9). Giai đoa ̣n đầu tiên (1) là
giai đoa ̣n xảy ra châ ̣m có 2e-
, 2H+
dùng cho quá trình oxi hóa tại C -8 và N-9 để tạo
ra hợp chất 1, 3, 7 – trimethyl – 1 – H – purine – 2, 6, 8 (3H, 7H, 9H) – trione và
giai đoa ̣n thƣ́ hai (2) là giai đoạn xảy ra nhanh bằng cách oxy hóa 1, 3, 7 – trimethyl
– 1 – H – purine – 2, 6, 8 (3H, 7H, 9H) – trione để ta ̣o ra sản phẩm 4,5-dihydroxy-
1,3,7-trim-ethyltetrahydro-1H-purine-2,6,8-trione. Do vậy, cơ chế phản ứng của CA
xảy ra trên bề mặt điện cực thể hiện theo phƣơng trình nhƣ sau:
(9)
Xuất phát từ phƣơng trình (4) và cơ chế của tác giả Svorc L. và cộng sự cho
thấy không phù hợp. Điều này này chƣa đƣợc giải thích.
3.2.2. Khảo sát tốc độ quét
Trong phƣơng pháp von-ampe, tốc độ quét thế có ảnh hƣởng rất lớn đến tín
hiệu hòa tan của chất phân tích. Nếu tốc độ quét thế nhanh thì rút ngắn thời gian
phân tích, tín hiệu hòa tan cao, nhƣng đồng thời độ cân đối của tín hiệu hòa tan
cũng giảm đi hoă ̣c có thể xảy ra hiện tƣợng tách peak không rõ ràng. Ngƣợc lại, khi

43
tốc độ quét thế chậm, độ lặp lại của phép ghi đo cao, tín hiệu hòa tan thu đƣợc có
hình dạng cân đối, tuy nhiên tín hiệu hòa tan lại thấp [13],[14]. Do đó ta phải chọn
tốc độ quét thế thích hợp để giảm thời gian ghi đo , đồng thời đảm bảo độ chính xác
của phép ghi đo và độ trơn, cân đối của đƣờng cong von-ampe.
Để tiến hành khảo sát tốc độquét chúng tôi tiến hành ghi đƣờng von ampe
hòa tan của đồng thời bốn chất phân tích là UA , XA, HX và CA ở các tốc độ quét
khác nhau: 20, 50, 100, 150, 200, 300 và 400 mVs-1
. Kết quả khảo sát tốc độ quét
đƣợc trình bày trong Hình 3.9, Bảng 3.5 (IP theo v) và 3.6 (EP theo v).
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
-100
0
100
200
300
400
500
I/A
E / V
20
50
100
150
200
300
400
UA
XA HX
CA
Hình 3.9.Các đƣờng von-ampe vòng theo tốc độ quét khác nhau.
ĐKTN như Bảng 3.2, nồng động của UA, XA, HX và CA là 4.10-4
- Khi tăng tốc độquét thì dòng đỉnh hòa tan cũng tăng đồng thời thế đỉnh
cũng dịch chuyển về phía dƣơng hơn. Điều này hòa toàn phù hợp với lý thuyết.
- Về mặt lý thuyết, khi nghiên cứu ảnh hƣởng của tốc độ quét thế thì tốc độ
quét thế sẽ có liên quan mật thiết đến tín hiệu đo cả IP lẫn EP.
i) Trƣớc hết xem xét mối quan hệ giữa IP và v1/2
, thấy rằng giữa chúng có mối quan
hệ tuyến tính tốt (Hình 3.10) và với các phƣơng trình hồi quy là:
IP,UA = (-39,4 ± 7,8) + (10,3 ± 0,8) v1/2
, r = 0,982
IP,XA = (-19,7 ± 4,1) + (8,0 ± 0,3) v1/2
, r = 0,995
IP,HX = (-12,7 ± 2,0) + (5,5 ± 1,1) v1/2
, r = 0,996
IP,CA = (-8,28 ± 1,1) + (2,2 ± 0,1)v1/2
, r = 0,992

44
Bảng 3.5.Giá trị IP,TB và RSD với các tốc độ quét khác nhau theo phƣơng pháp CV
v
(mV/s)
v1/2
UA XA HX CA
IP,TB
(*)
(µA)
RSD
(%)
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
20 4,47 7,330 5,71 18,48 1,86 14,80 6,85 3,032 13,1
50 7,07 13,21 6,95 32,47 2,17 24,31 1,82 6,351 4,80
100 10,00 75,63 0,89 59,50 1,63 43,01 1,26 13,80 6,95
150 12,20 90,40 1,43 73,59 0,41 53,42 1,39 17,80 2,34
200 14,10 111,2 1,11 96,11 0,34 65,67 0,79 23,01 6,34
300 17,30 139,5 0,76 118,2 0,52 80,11 1,24 29,10 3,73
400 20,00 155,9 0,82 143,9 0,54 94,01 1,47 37,51 1,93
(*) IP,TB là giá trị trung bình của 4 lần đo lặp lại
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
0
30
60
90
120
150
180
UA
XA
HX
CA
Ip/A
v1/2
Hình 3.10.Các đƣờng hồi quy tuyến tính biểu diễn mối tƣơng quan giữa IP và v½
.
Theo lý thuyết, IP và v1/2
có mối quan hệ thông qua phƣơng trình (3.10) :
IP = 2,99. 105
. n. [ 1−∝ . n∝]
1
2. A. C. D
1
2. 𝑣
1
2 (3.10)
Trong đó: A là diện tích bề mặt điện cực (mm2
); n là số electron trao đổi; D
là hệ số khuếch tán, C là nồng độ của chất phân tích (M), v là tốc độ quét thế (mVs-
1
) và nlà số điện tử trao đổi khi xác định tốc độ quét thế.
Từ độ dốc của phƣơng trình hồi quy giữa IPvàv1/2
, D có thể tính đƣợc khi biết
các thông số của A, n và C. Mặt khác, thực nghiệm cho thấy giữa IP và v1/2
có mối
tƣơng quan rất chặt chẽ, hệ số tƣơng quan cao. Kết quả này cho thấy quá trình xảy

45
ra trên điện cực làm việc là do quá trình khuếch tán quyết định.
ii) Tiếp theo, xem xét mối tƣơng quan giữa EP và ln(v). Từ kết quả ở Hình 3.9 và
Bảng 3.6, xây dựng phƣơng trình hối quy tuyến tính biểu diễn mối tƣơng quan giữa
EPvà ln(v) ta có Hình 3.11 và các phƣơng trình nhƣ sau:
Bảng 3.6.Giá trị EP,TB và RSD với các tốc độ quét khác nhau theo phƣơng pháp CV
v
(mV/s)
ln(v)
EP,UA
(*)
(V)
RSD
(%)
EP, XA
(V)
RSD
(%)
EP,HX
(V)
RSD
(%)
EP,CA
(V)
RSD
(%)
20 3,00 0,261 1,76 0,637 0,30 0,972 0,35 1,280 0,72
50 3,91 0,273 0,19 0,659 0,05 0,990 0,54 1,298 0,35
100 4,61 0,311 0,16 0,674 0,26 1,006 0,11 1,319 0,53
150 5,01 0,315 0,59 0,680 0,12 1,012 0,20 1,324 0,41
200 5,30 0,335 1,03 0,688 0,21 1,023 0,20 1,331 0,29
300 5,70 0,346 0,14 0,795 0,32 1,032 0,26 1,342 0,14
400 5,99 0,356 0,70 0,706 0,19 1,043 0,13 1,353 0,31
(*) Ep,TB là giá trị trung bình của 4 lần đo lặp lại
2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
UA
XA
HX
CA
Ep(V)
ln(v)
Hình 3.11.Các đƣờng hồi quy tuyến tính biểu diễn mối tƣơng quan giữa EP và
ln(ʋ).
EP,UA= (0,125 ± 0,013) + (0,039 ± 0,003)ln(v); r = 0,985 (3.11)
EP,XA = (0,574 ± 0,003) + (0,022 ± 0,001) ln(v); r = 0,996 (3.12)
EP,HX = (0,891 ± 0,007) + (0,025 ± 0,001) ln(v); r = 0,990 (3.13)
EP,CA = (1,205 ± 0,006) + (0,024 ± 0,001) ln(v); r= 0,993 (3.14)

46
Nhƣ vậy, giữa EP và ln(v) có tƣơng quan tuyến tính tốt.
Dựa trên cơ sở lý thuyết của Laviron. E [16] hệ số chuyển điện tử (α) của
quá trình oxy hóa khử trên bề mặt điện cực có thể tính toán đƣợc. Theo tác giả này,
đối với một hệ bất thuận nghịch thì độ dốc của phƣơng trình hồi quy tuyến tính giữa
Ep, và ln(v) chính bằng RT/(1 - α)nF theo phƣơng trình 3.15 và 3.16:
Ep = E0
−
RT
1−α nF
ln
RTKs
1−α nF
+
RT
1−α nF
ln𝑣 (3.15)
Hay có thể viết lại nhƣ sau: Ep = K +
RT
(1−α)nF
ln𝑣 (3.16)
Dựa vào phƣơng trình lý thuyết (3.16) và kết quả thực nghiệm thay R =
8,314 J/mol.K, xét ở 25 O
C, T = 298 K, n = 2, F = 96500 C.mol-1
. Ta có:
αUA= 0,671; αXA = 0,403; αHX= 0,487; αCA = 0,465.
iii) Ngoài mối tƣơng quan giữa EP và ln(v), khi xem xét giữa EP và v cũng thấy có
mối tƣơng quan với phƣơng trình hồi quy tuyến tính đƣợc chỉ ra ở các phƣơng trình
3.17, 3.18, 3.19, 3.20 và Hình 3.12.
-50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6 UA
XA
HX
CA
Ep(V)
v (mV/s)
Hình 3.12.Các đƣờng hồi quy phi tuyến biểu diễn mối tƣơng quan giữa EP và v.
EP, UA = (0,275 ± 0,008) + (2,5E-4 ± 4E-5) v r = 0,923 (3.17)
EP,XA = (0,651 ± 0,005) + (1,5E-4 ± 2E-5) v r = 0,951 (3.18)
EP,HX = (0,990 ± 0,004) + (1,3E-4 ± 2E-5) v r = 0,954 (3.19)
EP,CA = (1,295 ± 0,005) + (5,2E-3 ± 2E-4) v r = 0,957 (3.20)
Yang S. và cộng sự (2010) cho rằng giá trị Eo
của cặp oxy hóa khử liên hợp

47
đƣợc xác định chính là hệ số chắn trong phƣơng trình đƣờng hồi quy biểu diễn mối
tƣơng quan giữa Ep và v. Nhƣ vậy, từ thực nghiệm và các phƣơng trình 3.17 đến
3.20 ta có Eo
của các cặp oxi hóa khử liên hợp đối với UA, XA, HX và CA lần lƣợt
là:+0,275 V; +0,651 V; +0,990 V và +1,295 V so với điện cực so sánh bạc (Ag|
AgCl (r) | KCl 1 M).
Mặt khác, dựa vào hệ số chắn của các phƣơng trình từ 3.11đến 3.14, ta có
các phƣơng trình của UA, XA, HX và CA lần lƣợt nhƣ sau:
0,125 = 𝐸 𝑈𝐴
𝑜
−
RT
1−∝ nF
ln
RT.Ks
1−∝ nF
(3.21)
0,574 = 𝐸𝑋𝐴
𝑜
−
RT
1−∝ nF
ln
RT.Ks
1−∝ nF
(3.22)
0,891 = 𝐸 𝐻𝑋
𝑜
−
RT
1−∝ nF
ln
RT.Ks
1−∝ nF
(3.23)
1,205 = 𝐸𝐶𝐴
𝑜
−
RT
1−∝ nF
ln
RT.Ks
1−∝ nF
(3.24)
Giải các phƣơng trình 3.21, 3.22, 3.23 và 3.24với các giá trị Eo
tƣơng ứng,
giá trị Ks đƣợc xác định nhƣ sau:
UA: Ks = 1198 s–1
; XA: Ks = 1670 s–1
;
HX: Ks = 2088 s–1
và CA: Ks = 1774 s–1
.
Với các giá trị Ks lớn, chứng tỏ tốc độ chuyển điện tử trên bề mặt điện cực
biến tính CTs-PTH(act)/GCE tƣơng đối nhanh.
3.3. NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ KĨ THUẬT
VON-AMPE XUNG VI PHÂN
3.3.1. Ảnh hƣởng của thế làm giàu
Khi chọn thế làm giàu (Eacc), ta cần chọn thế làm giàu thích hợp để đảm bảo
chỉ làm giàu các chất cân phân tích lên bề mă ̣t điện cực, hạn chế tối đa sƣ̣ làm giàu
hoặc những phản ứng điện cực khác gây ảnh hƣởng tới độ nhạy và độ chính xác của
phép phân tích. Thế làm giàu cần phải âm hơn hoặc bằng thế khử cực của các chất
cần xác định để khử đƣợc toàn bộ chúng trên bề mặt điện cực. Khảo sát ảnh hƣởng
của thế làm giàu đến quá trình phân tích thí nghiệm đƣợc tiến hành ở các thế làm

48
giàu khác nhau, từ -1,8V đến 0,2V. Ghi đƣờng hòa tan bằng phƣơng pháp DP-ASV,
khoảng quét thế từ 0V đến +1,6 V. Kết quả đƣợc thể hiê ̣n ở Hình 3.13.
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
I/
E / V
0.2
-0.2
-0.6
-1
-1.4
-1.8
(a)
UA
XA
HX
CA
-2.1 -1.8 -1.5 -1.2 -0.9 -0.6 -0.3 0.0 0.3 0.6
0
2
4
6
8
10
12
14
16
I/A
E / V
UA
XA
HX
CA
(b)
Hình 3.13.Các đƣờng DP-ASV (a) và sự biến động của IP(b) của UA, XA, HX và
CA ở các thế làm giàu khác nhau.
ĐKTN như Bảng 3.3;CUA = CXA = CHX = CCA = 3.10-4
Kết quả trên cho thấyEacc tại -0,6 V cho tín hiệu hòa tan XA tốt nhất. Khi
khảo sát thế làm giàu từ -0,6 đến 0,2 V thì tín hiệu IP của cả 4 chất phân tích UA,
XA, HX và CA giảm dần, điều này là do cần một thế âm cho quá trình làm giàu
chất phân tích lên bề mặt điện cực. Tại các thế làm giàu từ -1,8 đến -0,6 V, tín hiệu
IP thay đổi không đáng kể. Do vâ ̣y, thế làm giàu là -0,6 V là đƣợc lựa chọn.
3.3.2. Khảo sát thời gian làm giàu
Thời gian làm giàu có ảnh hƣởng rất lớn đến tín hiệu hòa tan của chất phân
tích. Khi tăng thời gian làm già u thì tín hiê ̣u hòa tan tăng (IP), ở thời gian làm giàu
lớn, bề mặt điện cực có xu thế bão hòa chất phân tích và đo đó, IP tăng không đáng
kể. Chính vì thế, viê ̣c khảo sát thời gian làm giàu nhằm mục đích chọn ra thời gi an
thích hợp mà tại đó đáp ứng đƣợc yêu cầu là IP cao nhƣng thời gian phân tích không
tốn quá nhiều. Để tiến hành khảo sát thời gian làm giàu chúng tôi tiến hành nhƣ sau :
ghi đƣờng von ampe hòa tan của các chất phân tích tại các thời gian làm giàu khác
nhau là: 0; 2; 5; 10; 15; 20 và 30 s. Kết quả thu đƣợc ở Hình 3.14.

49
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
0
2
4
6
8
10
12
I/A
E / V
0
2
5
10
15
20
30
(a)
UA XA HX
CA
-5 0 5 10 15 20 25 30 35
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
I/
t / s
UA
XA
HX
CA
(b)
Hình 3.14.Các đƣờng DP-ASV (a) và đƣờng biểu diễn sự biến động của Ip (b) với
các thời gian làm giàu khác nhau.
ĐKTN như Hình 3.13;CUA = CXA= CHX = 2.10-5
M, CA = 4.10-5
M;Eacc = -0,6 V.
Tƣ̀ kết quả Hình 3.14 cho thấy:khi tăng thời gian làm giàu tƣ̀ 0 s đến 10 s, thì
cƣờng độdòng đỉnh tăng. Nhƣng, nếu tiếp tục tăng thời gian làm giàu thì dòng đỉnh
hòa tan gần nhƣ không đổi .Do vâ ̣y để tiế t kiê ̣m thời gian phân tích , thời gian làm
giàu 10 s đƣợc chọn cho các nghiên cƣ́ u tiếp theo.
3.3.3. Khảo sát biên độ xung
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
0
5
10
15
20
25
0,10 V.s-1
I/A
E / V
(a)
0,04
UA
XA
HX
CA
0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
UA
XA
HX
CA
I/A
Bieân ñoä xung / V
(b)
Hình 3.15. Các đƣờng DP-ASV (a) và IP(b) tại các biên độ xung khác nhau.
ĐKTN như Hình 3.14; tacc = 10s.
Biên độxung có ảnh hƣởng rất lớn đến tín hiê ̣u hòa tan của chất phân tích .
Nếu biên độxung nhỏ thì dòng đỉnh hòa tan sẽ thấp , biên độxung lớn thì dòng đỉnh
hòa tan cao đồng thời chân đỉnh doãng rộng làm giảm mức độ chọn lọc hay khả
năng tách đỉnh hòa tan và định lƣợng đồng thời các chất phân tích . Do đó, viê ̣c chọn
biên độxung hợp lý sẽ quyết đi ̣nh đến khả năng phân tích của phƣơng pháp . Chính

50
vì điều này , tiến hành khảo sát biên độxung bằng cách g hi dòng đỉnh hòa tan của
các chất phân tích ở các biên độ xung khác nhau. Kết quả thu đƣợc ở Hình 3.15.
Khi biên độ xung tăng dần từ 0,04 đến 0,10 V thì cƣờng độ tín hiệu dòng
đỉnh của UA, XA, HX và CA tăng dần nhƣng chân peak bị doãng dần. Vì vậy, để
tránh ảnh hƣởng của các chất cản trở, biên độ xung đƣợc lựa chọn tại 0,07 V.
Tóm lại, qua các nghiên cứu ảnh hƣởng đến tín hiệu hòa tan (IP và EP) của
UA, XA, HX, CA bằng phƣơng pháp DP -ASV sƣ̉ dụng điê ̣n cƣ̣c biến tính CTs -
PTH(act)/GCE, các điều kiện thí nghiệm đƣợc tóm tắt trong Bảng 3.7.
Bảng 3.7. Các điều kiện thích hợp để xác định UA, XA, HX, CA bằng phƣơng
pháp DP-ASV sƣ̉ dụng điê ̣n cƣ̣c biến tính CTs-PTH(act)/GCE.
STT Thông số Kí hiệu Đơn vi ̣ Giá trị
1 Tốc độquay điê ̣n cƣ̣c ω vòng/ phút 2000
2 Khoảng quét thế Erange V -0,6 ÷ 1,6
3 Thời gian nghỉ trest s 5
4 Biên độxung vi phân ∆E V 0,07
5 Thế làm giàu Eacc V -0,6
6 Thời gian làm giàu tacc s 10
7 Thời gian mỗi bƣớc thế tstep s 0,3
8 Bƣớc nhảy thế Ustep V 0,006
9 Tốc độquét thế v mVs-1
20
3.4. KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ CHẤT CẢN TRỞ
Trong các mẫu thực tế, có thể có mặt các anion nhƣ Cl-
, SO4
2-
, NO3
-
…; các
cation K+
; Mg2+
, Ca2+
,... và các chất hữu cơ, do đó sẽ ảnh hƣởng đến phƣơng pháp
phân tích. Nguyên nhân của sự ảnh hƣởng của cản trở đến phƣơng pháp phân tích
có thể là do: i) thế đỉnh hòa tan của các chất hữu cơ gần nhau, nên đỉnh hòa tan bị
xen phủ nhau. ii) hoặc có thể do xảy ra các quá trình khác nhƣ: tạo phức, tạo kết

51
tủavà quá trình hấp phụ,... Vì vậy, cần thiết phải khảo sát ảnh hƣởng của các chất
hữu cơ và các anion đến tín hiệu hòa tan.
3.4.1. Ảnh hƣớng của các hợp chất hữu cơ
3.4.1.1. Ảnh hưởng của axit ascorbic
Tiến hành khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ axit ascorbic (AA) đến IP của
UA, XA và HX với nồng độ không có đến gấp 100 lần. Kết quả đƣợc chỉ ra ở hình
3.16 và Bảng 3.8.
Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của AA đến tín hiệu hòa tan của chất phân tích.
Tỉ lệ mol
AA : chất
phân tích
UA XA HX
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
0 2,020 3,59 ─ 2,465 2,02 ─ 1,422 1,51 ─
0,1:1 2,109 3,14 4,42 2,556 0,99 3,71 1,469 1,06 3,30
1:1 2,108 5,59 4,37 2,524 1,65 2,39 1,473 2,09 3,61
10:1 2,268 4,37 12,3 2,450 1,26 -0,58 1,398 3,15 -1,69
100:1 2,134 2,82 5,64 2,146 1,10 -12,93 1,143 4,52 -19,58
ĐKTN như ở Bảng 3.7; Giá trị IP trung bình sau 4 lần đo lặp lại .RE =
IPi - IP0
IP0
× 100 ; IP0: là IP
trung bình của các chất phân tích khi chưa thêm chất ảnh hưởng; IPi: là IP trung bình của các chất
phân tích khi thêm chất ảnh hưởng ở các tỷ lệ khác nhau.
-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
2
4
6
8
10
12
14
16
I/A
E / V
0
add 10-6
AA
add 10-5
AA
add 10-4
AA
add 10-3
AA
Hình 3.16.Các đƣờng DP-ASV của UA, XA và HX ở các nồng độ AA khác nhau.

52
ĐKTN: như bảng 3.7. CUA = CXA = CHX =10-5
Kết quả ở trên cho thấy, AA ảnh hƣởng đến Ip của UA ở những nồng độ lớn
hơn gấp 10 lần và ảnh hƣởng mạnh đến Ip của XA, HX ở những nồng độ lớn hơn
100 lần.
3.4.1.2. Ảnh hưởng của dopamin
Bảng 3.9. Ảnh hƣởng của DA đến tín hiệu hòa tan của chất phân tích
Tỉ lệ mol
DA: chất
phân tích
UA XA HX
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
0 2,508 1,657 ─ 3,287 0,19 ─ 1,770 0,19 ─
0,1:1 2,330 2,576 -7,08 3,248 1,71 -1,16 1,693 1,78 -4,33
1:1 1,274 7,430 -49,20 2,844 1,56 -13,46 1,510 1,07 -14,66
10:1 kxđđ Kxđđ kxđđ 1,697 2,10 -48,37 0,751 2,03 -57,59
100:1 kxđđ Kxđđ kxđđ 0,059 7,58 -98,21 0,393 15,32 -77,80
Giá trịIP trung bình sau 4 lần đo lặp lại. Kxđđ: không xác định được.
-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
0
5
10
15
20
25
I/A
E / V
0
add 10-6
DA
add 10-5
DA
add 10-4
DA
add 10-3
DA
Hình 3.17.Các đƣờng DP-ASV của UA, XA và HX ở các nồng độ DA khác nhau.
Kết quả ở Bảng 3.9 cho thấy, DA ảnh hƣởng mạnh đến Ip của UA, XA và HX.
IP củacả 3 chất đều giảm dần khi tăng nồng độ của DA và ở tỷ lệ bằng nhau (1 : 1)
sai số tƣơng đối đều lớn hơn 10 %.

53
Cũng ở tỷ lệ bằng nhaupeak của DA đã xen phủ với peak của UA và sự xen
phủ hoàn toàn ở tỷ lệ lớn hơn 10 lần (Hình 3.17).
3.4.1.3. Ảnh hưởng của paracetamol
Bảng 3.10. Ảnh hƣởng của PA đến tín hiệu hòa tan của chất phân tích
Tỉ lệ mol
PA: chất
phân tích
UA XA HX
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
0 2,486 2,88 ─ 2,870 0,83 ─ 1,807 3,20 ─
0,1:1 2,828 5,74 13,8 3,244 3,15 13,00 1,884 0,62 4,26
1:1 4,032 0,69 62,2 3,068 0,64 6,89 1,828 1,70 1,18
10:1 14,017 1,82 463 2,486 0,98 -13,4 1,643 1,09 -9,05
100:1 26,976 0,91 985 0,875 6,30 -69,5 0,930 4,85 -48,5
Giá trị IP trung bình sau 4 lần đo lặp lại.
-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
0
5
10
15
20
25
30
35
I/A
E / V
0
add 10-6
PA
add 10-5
PA
add 10-4
PA
add 10-3
PA
Hình 3.18.Các đƣờng DP-ASV của UA, XA và HX ở các nồng độ PA khác nhau.
Kết quả ở Bảng 3.10và Hình 3.18, cho thấy, PA ảnh hƣởng rõ rệt đến Ip của
UA do hiện tƣợng xen phủ gần nhƣ hoàn toàn ở nồng độ nhỏ hơn 10 lần.
Đối với XA và HX, khi nồng độ của PA tăng gấp 100 lần thì IP của XA giảm
3,6 lần còn IP của HX giảm 2,0 lần. Cũng ở tỷ lệ nồng độ này, sai số tƣơng đối lớn
hơn 50 %.

54
3.4.1.4. Ảnh hưởng của D-gluco
Bảng 3.11. Ảnh hƣởng của DG đến tín hiệu hòa tan của chất phân tích
Tỉ lệ mol
DG: chất
phân tích
UA XA HX
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
0 2,465 7,19 ─ 3,263 2,75 ─ 1,583 3,62 ─
0,1:1 2,558 3,56 3,75 3,424 1,55 4,94 1,657 1,70 4,68
1:1 2,461 6,51 -0,17 3,418 1,59 4,74 1,661 2,63 4,94
10:1 2,468 5,57 0,12 3,348 1,76 2,60 1,648 2,20 4,11
100:1 2,182 8,01 -11,50 3,084 1,86 -5,49 1,617 3,43 2,16
Giá trị IP trung bình sau 4 lần đo lặp lại .
-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
0
3
6
9
12
15
18
I/A
E / V
0
add 10-6
DG
add 10-5
DG
add 10-4
DG
add 10-3
DG
Hình 3.19.Các đƣờng DP-ASV của UA, XA và HX ở các nồng độ DG khác nhau.
D-Gluco hầu nhƣ không ảnh hƣởng đến IP của UA, XA và HX ngay cả khi
nồng độ gấp 100 lần (Hình 3.19).
3.4.1.5. Ảnh hưởng của L-Cystein
Kết quả ở Bảng 3.12 cho thấy, LS ảnh hƣởng không đáng kể đến IP của UA và
XA ở nồng độ thấp. Nhƣng khi nồng độ của LS gấp 100 lần thì ảnh hƣởng lớn, với
sai số tƣơng đối trên 40 %. Riêng đối với HX, khi nồng độ LS gấp 10 lần đã nhận
thấy sự xen phủ peak và sai số tƣơng đối là 20 %.

55
Bảng 3.12. Ảnh hƣởng của LS đến tín hiệu hòa tan của chất phân tích
Tỉ lệ mol
LS: chất
phân tích
UA XA HX
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
IP,TB
(µA)
RSD
(%)
RE
(%)
0 2,319 6,79 ─ 2,514 1,62 ─ 1,511 3,09 ─
0,1:1 2,524 14,23 8,84 2,618 1,23 4,13 1,559 1,57 3,17
1:1 2,471 3,14 6,56 2,620 1,70 4,22 1,570 1,16 3,94
10:1 2,172 3,96 -6,31 2,330 2,39 -7,30 1,215 4,48 -19,6
100:1 1,076 8,49 -53,57 1,486 4,02 -40,91 0,410 8,47 -72,86
Giá trị IP trung bình sau 4 lần đo lặp lại.
-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
2
4
6
8
10
12
14
16
18
I/A
E / V
0
add 10-6
LS
add 10-5
LS
add 10-4
LS
add 10-3
LS
Hình 3.20: Các đƣờng DP-ASV của UA, XA và HX ở các nồng độ LS khác nhau.
Tóm lại, qua việc khảo sát ảnh hƣởng của các hợp chất hữu cơ đến IP của
UA, XA và HX nhận thấy rằng:
- AA, DA và PA ảnh hƣởng lớn, ngay cả ở nồng độ gấp 10 lần;
- DG ảnh hƣởng không đáng kể, những LS ở nồng độ cao gấp 100 lần là ảnh
hƣởng đáng kể đến IP của HX.
Những nhận xét trên có thể thấy đƣợc ra qua việc áp dụng phân tích phƣơng
sai đơn và so sánh các giá trị IP trung bình ở các tỷ lệ nồng độ khác nhau đƣợc trình
bày ở phụ lục 1,2,3,4 và 5.

Xác định một số hợp chất hữu cơ bằng phương pháp von-ampe hòa tan

Xác định một số hợp chất hữu cơ bằng phương pháp von-ampe hòa tan

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Xác định một số hợp chất hữu cơ bằng phương pháp von-ampe hòa tan

Similar to Xác định một số hợp chất hữu cơ bằng phương pháp von-ampe hòa tan (20)

More from Dịch vụ viết thuê Luận Văn - ZALO 0932091562

More from Dịch vụ viết thuê Luận Văn - ZALO 0932091562 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Xác định một số hợp chất hữu cơ bằng phương pháp von-ampe hòa tan