Thạc Sĩ Khảo sát khả năng ứng dụng kỹ thuật pyrolysis ghép nối sắc ký khí trong phân tích dược liệu

LỜI MỞ ĐẦU
Khi đời sống con người không ngừng đựơc nâng cao thì sức khỏe chính là mối
quan tâm hàng đầu. Bên cạnh các loại tân dược thì các loại thảo dược thiên nhiên ngày
càng được sử dụng nhiều do có khả năng điều trị bệnh tốt mà lại ít gây tác dụng phụ.
Hơn thế nữa, thị trường thảo dược ngày càng phức tạp với hiện tựơng cung không đủ
cầu đã gây nên tình trạng các thảo dược này bị trà trộn với các loại thuốc giả, cây thuốc
không rõ nguồn gốc, pha trộn với các loại thuốc khác, nguồn nguyên liệu bị nhiễm bẩn,
cũng như dược liệu đã bị chiết xuất hết các hợp chất có hoạt tính và được tái sử dụng.
Ngoài ra, những cơ sở sản xuất dược liệu ở nước ta lại không đảm bảo vệ sinh, phơi
trực tiếp dược liệu trên mặt đất hoặc mọi chỗ trống nên dược liệu có tốt cũng nhanh
mất chất lượng. Song, năng lực kiểm tra và giám sát chất lượng thuốc của các cơ quan
chức năng còn nhiều bất cập. Chính vì thế, sự an toàn và chất lượng của các loại thảo
dược đã ngày càng trở thành những mối quan ngại lớn cho cộng đồng vì gây ảnh hưởng
trực tiếp đến sức khỏe người tiêu dùng.
Trước nhu cầu cần thiết về việc quản lý chất lượng dược liệu cần xây dựng các
phương pháp phân tích có khả năng xác định nhanh nguồn gốc, phẩm chất thành phần
dược liệu, tránh loại bỏ các bước xử lý mẫu phức tạp, tiêu tốn nhiều loại dung môi độc
hại gây ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường. Với mục đích trên trong luận văn cao học
này chúng tôi tập trung vào việc phát triển một phương pháp phân tích nhanh kết hợp
pyrolysis và sắc ký khí nhằm góp phần phát triển và bảo vệ ngành công nghiệp dược
của nước ta.
Kỹ thuật pyrolysis, đơn giản là sự nhiệt phân trong môi trường khí trơ để
chuyển hóa các hợp chất khó bay hơi trong mẫu rắn thành các chất có phân tử lượng
nhỏ hơn, dễ bay hơi hơn. Mỗi loại vật liệu khi phân hủy ở một nhiệt độ nhất định sẽ
tạo thành một hỗn hợp các sản phẩm đặc trưng có thể sử dụng như dấu vân tay để định
danh vật liệu ấy. Kết hợp giữa kỹ thuật pyrolysis và sắc ký khí với khả năng phân tách
rất cao và các đầu dò nhạy như đầu dò ion hóa ngọn lửa hoặc chọn lọc như đầu dò
khối phổ cho phép việc định danh các vật liệu được chắc chắn hơn.
Phương pháp pyrolysis ghép nối sắc ký đã được phát triển và đưa vào ứng dụng
trong các lĩnh vực polymer, công nghệ dệt, vật liệu, dược liệu, ở các nước phát
triển như Trung Quốc, Thụy Điển, Pháp, Mỹ, Anh, Đức, Tại Trung Quốc, kỹ thuật
này được ứng dụng rất mạnh trong việc xác định thành phần, chất lượng, nguồn gốc
dược liệu đặc biệt là các sản phẩm đông dược. Pyrolysis ghép nối sắc ký khí tuy
không phải là vấn đề mới đối với thế giới nhưng ở Việt Nam chưa có nhiều nghiên
cứu sâu về kỹ thuật này, đặc biệt là kết hợp với phương pháp thống kê (như phân tích
dữ liệu đa biến) để xử lý số liệu phân tích giúp việc phân biệt độ tuổi và giống cây
của các loại dược liệu quý được dễ dàng hơn (nhân sâm, trầm hương, ). Mặt khác,
phương pháp này sẽ giúp các cơ quan chức năng quản lý được chất lượng cũng như
phân biệt dược liệu giả trên những đối tượng dược liệu đặc thù cho Việt Nam.

MỤC LỤC
DANH MỤC VIẾT TẮT i
DANH MỤC HÌNH ẢNH . ii
DANH MỤC BẢNG v
LỜI MỞ ĐẦU . vi
PHẦN 1 TỔNG QUAN
1.2.1. Nhiệt phân bằng lò (Furnace Pyrolyzer) . 2
1.2.1.1. Đốt nóng filament bằng cuộn cảm (kỹ thuật Curie - point) . 3
1.2.1.2. Gia nhiệt điện trở filament 4
1.2.2. Thiết bị Pyrolysis ghép nối với khối phổ 6
1.2.3. Ứng dụng pyrolysis trong hoá học 7
1.2.3.1. Ứng dụng pyrolysis để kiểm tra nhựa polvinyl chloride 7
1.2.3.2. Xác định thành phần monomer của polyuretan . 8
1.2.3.3. Ứng dụng pyrolysis trong kiểm nghiệm dược liệu 9
1.3.1. Khí mang 10
1.3.2. Buồng tiêm mẫu . 10
1.3.3. Cột sắc ký . 12
1.3.4. Đầu dò ion hóa ngọn lửa . 13
1.5.1. Phương pháp phân tích thành phần chính (Principle Component Analysis,
PCA) 18
1.5.1.1. Giới thiệu . 18
1.5.1.2. Các bước tiến hành trong PCA . 19
1.5.2. Phương pháp bình phương cực tiểu từng phần (PLS) 25
1.5.2.1. Các bước cơ bản trong PLS 26
1.5.3. Một vài ứng dụng MVDA trong hoá học phân tích . 29
1.5.3.1. Phân biệt tuổi và vùng canh tác nhân sâm dựa trên kỹ thuật sắc ký lỏng đầu
dò khối phổ kết hợp với chemometrics . 29
1.1. Giới thiệu về pyrolysis 1
1.2. Phân loại các kỹ thuật nhiệt phân 2
1.3. Hệ thống sắc ký khí đầu dò ion hóa ngọn lửa (GC - FID) . 9
1.4. Giới thiệu về hệ thống nhiệt phân Pyrola 85 . 14
1.5. Phân tích dữ liệu đa biến (multivariate data analysis, MVDA) 16
1.5.3.2. Phân loại hoa râu mèo dựa trên phương pháp FT - IR kết hợp với
chemometrics . 30
PHẦN 2 NGHIÊN CỨU
2.3.1. Khảo sát các thông số kỹ thuật của Pyrolyzer . 33
2.3.1.1. Nhiệt độ nhiệt phân 33
2.3.1.2. Nhiệt độ buồng nhiệt phân 37
2.3.1.3. Tối ưu hóa nhiệt độ nhiệt phân . 38
2.3.1.4. Khí mang cho Pyrola 85 . 40
2.3.1.5. Cường độ dòng và thời gian tạo xung . 42
2.3.2. Khảo sát các thông số kỹ thuật của máy sắc ký khí . 43
2.3.2.1. Kỹ thuật tiêm 43
2.3.2.2. Chương trình nhiệt . 45
2.3.3. Đánh giá độ lặp lại của thiết bị Pyrolyzer- GC/FID 47
2.3.4. Một số lưu ý khi thực hiện trên thiết bị Pyrola 85 . 48
2.4.1. Ứng dụng phương pháp phân tích thành phần chính (PCA) để phân loại
nhân Sâm Hàn Quốc . 52
2.4.2. Kết quả phân biệt tuổi và chất lượng nhân sâm HQ bằng PCA . 53
2.4.3. Dự đoán chất lượng và tuổi của nhân sâm HQ bằng phương pháp PLS - DA
. 56
PHẦN 3 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

3.1. Kết Luận 61
3.2. Hướng Phát Triển Của Đề Tài 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 63