Ảnh Hưởng Của Biên Độ Xung (Δe) Đến Tín Hiệu Ip

Bảng 3.34. Ảnh hưởng của biên độ xung (ΔE) đến tín hiệu Ip

ΔE (mV)

Ep-TB (V) (a)	Ip-TB (µA) (a)	RSD (%) (b)	Độ nhạy (c)
10	0,471	0,8402	0,151	0,0053
20	0,473	1,697	0,206	0,0113
30	0,472	2,508	0,175	0,0166
40	0,470	3,067	0,130	0,0203
60	0,465	3,765	0,210	0,0250
80	0,456	4,015	0,169	0,0267
100	0,446	3,966	1,846	0,0265

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 207 trang tài liệu này.

ĐKTN: như ở bảng 3.28; sử dụng điện cực GCE/P(BCP)/ZnO, số lớp là 4 và số vòng quét tạo P(BCP) là 50, nồng độ tạo P(BCP) là 5.10-4 M, pH = 5,5 và Edep = –100 mV.

3.6.5.4. Ảnh hưởng của tốc độ quét

Vì tốc độ quét thế (v) ảnh hưởng đến dạng đường von – ampe hòa tan. Thêm vào đó, tốc độ quét thế là một đại lượng rất quan trọng khi nghiên cứu quá trình trao đổi điện tử xảy ra trên bề mặt điện cực làm việc. Do hạn chế của thiết bị trong nghiên cứu, chúng tôi tiến hành khảo sát tốc độ quét thế từ 20 đến 120 mV/s thu được kết quả bảng 3.35, hình 3.66, 3.67.

Bảng 3.35. Ảnh hưởng của tốc độ quét thế đến tín hiệu hòa tan Ip

v (mV/s)

Ep-TB (V) (a)	Ip-TB (µA) (a)	RSD (%) (b)	Độ nhạy (c)
20	0,457	2,200	0,173	0,015
40	0,462	2,736	0,132	0,018
60	0,466	3,517	0,250	0,023
80	0,468	3,944	0,167	0,026
100	0,469	4,003	0,202	0,027
120	0,471	4,136	0,070	0,027

ĐKTN: như ở bảng 3.2; sử dụng điện cực GCE/P(BCP)/ZnO, số lớp là 4 và số vòng quét tạo P(BCP) là 50, nồng độ tạo P(BCP) là 5.10-4 M, pH = 5,5, Edep = –100 mV và ΔE = 80 mV.

Hình 3.63. Hồi quy tuyến tính biểu diễn mối tương quan giữa Ip vào v1/2.

Từ kết quả ở bảng 3.35 và hình 3.63, nhận thấy khi tăng tốc độ quét từ 20 đến 120 mV/s hay từ 0,020 đến 0,120 V/s, Ip của UA tăng tuyến tính với căn bậc hai của tốc độ quét thế (v½) với r = 0,9719. Điều này chứng tỏ quá trình diễn ra trên bề mặt

điện cực được điều khiển bởi sự khuếch tán.

Mặt khác, tốc độ quét thế không chỉ ảnh hưởng đến tín hiệu dòng hòa tan mà còn ảnh hưởng đến thế đỉnh hòa tan (Ep). Khi tốc độ quét thế tăng dần thì Ep có xu thế dịch chuyển dương hơn (bảng 3.35). Nếu biểu diễn mối tương quan tuyến tính giữa Ep với giá trị ln(v) ta có phương trình (3.41) và hình 3.64:

Ep = 0,487 + 0,0179 lnv ; r = 0,9968 (3.41)

Hình 3.64. a. Hồi quy tuyến tính biểu diễn mối tương quan giữa Ep vào lnv; b. Hồi quy tuyến tính biểu diễn mối tương quan giữa Ep vào v

Theo Laviron E. (1979), đối với quá trình bất thuận nghịch và xuất hiện dòng anot thì giữa giá trị Ep của chất phân tích và giá trị lnv được biểu diễn qua công thức (3.13) [35]:

(1-)nF

RTKs

(1-)nF

Ep = E - +

(1-)nF

lnv

(3.42)

Trong đó, E0: thế tiêu chuẩn của cặp oxi hóa – khử (V);

n: số electron trao đổi;

R: hằng số khí (8,314 J/mol.K);

T: nhiệt độ (0K), xét ở 25oC, T = 298oK;

F: hằng số Faraday (96500 C/mol);

α: là hệ số chuyển điện tử;

Ks: hằng số tốc độ chuyển điện tử.

Như vậy, từ độ dốc của phương trình hồi quy tuyến tính biểu diễn mối quan hệ giữa Ep và lnv ta có:

(1-)nF

= 0,0179 (3.43)

Eo -

(1-)nF

RTKs

= 0,487

(1-)n

Và (3.44)

Theo [8, 142], số điện tử trao đổi của UA là 2, suy ra α ≈ 0,283 (ở 25oC).

Thêm vào đó, theo Yang S. và cộng sự (2010) [168] cho rằng khi biểu diễn mối tương quan tuyến tính giữa Ep vào v thì giá trị thế tiêu chuẩn (Eo) của cặp oxy hóa khử liên hợp chính là hệ số chắn của phương trình hồi quy. Xuất phát từ vấn đề đó, chúng tôi xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính giữa Ep vào v thu được phương trình (3.45) và hình 3.64 b.

Ep = 0,4562 + 0,1329 v ; r = 0,9523 (3.45)

Với giá trị r như vậy là tuyến tính và do đó, có thể xác định giá tri Eo của UAkhử / UAoxy hóa là 0,4562 so với điện cực so sánh bạc. Vậy từ phương trình (3.42) và = 0,283 tính được giá trị hằng số tốc độ của phản ứng (Ks) là 9,88 s–1.

Qua kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ quét thế, chọn giá trị thích hợp là 80 mV/s.

3.6.6. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp

3.6.6.1. Độ lặp lại của tín hiệu hòa tan

Tín hiệu hòa tan của UA bao gồm hai đại lượng là thế đỉnh hòa tan (Ep) và dòng đỉnh hòa tan (Ip). Qua một số kết quả nghiên cứu cho thấy Ep của UA là khác nhau không nhiều và do đó chỉ lựa chọn Ip để đánh giá độ lặp lại, bởi vì đây là tín hiệu ảnh hưởng đến độ nhạy và giới hạn phát hiện cũng như là định lượng. Độ lặp lại của Ip trên điện cực GCE/P(BCP)/ZnO được xác định qua độ lệch chuẩn tương đối (RSD (%)) của chúng. Cố định các điều kiện thí nghiệm đã được khảo sát và tiến hành các thí nghiệm (TN) riêng rẽ với 3 nồng độ của UA khác nhau là 10 µM; 80 µM và 150 µM. Mỗi nồng độ tiến hành 2 thí nghiệm song song trong cùng một dung dịch nghiên cứu. Kết quả ở hình 3.65, bảng 3.36.

Kết quả thu được cho thấy, độ lặp lại của Ip-UA ở cả ba nồng độ có giá trị sai số tương đối chuẩn (RSD) dao động trong khoảng từ 0,6% đến 2,6%. Và do đó, độ lặp lại là rất tốt, điều này được thể thiện trên các đường von-ampe hòa tan gần như trùng khít nhau (hình 3.65). Hơn nữa, so với RSD tính theo hàm Horwizt thì các giá trị RSD ở ba nồng độ đều nhỏ hơn rất nhiều.

a B c

Hình 3.65. Các đường von – ampe hòa tan của UA khi thực hiện 9 phép đo lặp lại trong cùng một dung dịch nghiên cứu a. TN2, b; TN4 và c. TN6

Bảng 3.36. Kết quả đánh giá độ lặp lại của Ip-UA ở các nồng độ khác nhau

Ip (µA)

Lần đo CUA = 10 M CUA = 80 M CUA = 150 M

TN 1	TN 2	TN 3	TN 4	TN 5	TN 6
1	1,134	1,203	4,952	5,417	8,606	9,097
2	1,155	1,183	5,297	5,372	8,886	9,028
3	1,172	1,157	5,319	5,426	8,926	9,037
4	1,172	1,151	5,335	5,375	8,916	9,048
5	1,173	1,152	5,431	5,369	8,928	9,157
6	1,169	1,148	5,347	5,341	8,946	9,104
7	1,177	1,150	5,344	5,336	8,953	9,158
8	1,169	1,147	5,359	5,497	8,999	9,180
9	1,176	1,144	5,337	5,356	8,992	9,080
Ip-TB (µA) (a)	1,166	1,159	5,302	5,388	8,906	9,099
RSD (%) (b)	1,184	1,717	2,571	0,950	1,323	0,617
RSDH (%) (c)	20,93		10,82		9,84

ĐKTN: như ở bảng 3.28; sử dụng điện cực GCE/P(BCP)/ZnO, số lớp là 4 và số vòng quét tạo P(BCP) là 50, nồng độ tạo P(BCP) là 5.10-4 M, pH = 5,5, Edep = –100 mV, ΔE = 80 mV và v = 80 mV/s.

Như vậy, có thể cho rằng điện cực biết tính GCE/P(BCP)/ZnO là hoàn toàn chấp nhận được khi sử dụng phương pháp DP-ASV xác định UA.

3.6.6.2. Khoảng tuyến tính

Tiến hành khảo sát khoảng tuyến tính của phương pháp DP-ASV dùng điện cực biến tính GCE/P(BCP)/ZnO trong khoảng nồng độ của UA từ 0 đến 160 µM.

Quá trình thí nghiệm như sau: chuẩn bị dung dịch PBS (pH = 5,5) và ghi tín hiệu mẫu trắng; sau đó, thêm UA vào dung dịch nghiên cứu, thêm 8 lần, mỗi lần thêm 50µL dung dịch UA 4.10-3 M, ghi đường von – ampe hòa tan và xác định Ip. Kết quả từ ba thí nghiệm độc lập thu được ở hình 3.66, bảng 3.36.

A) TN1 B) TN2 C) TN3 Hình 3.66. Các đường von – ampe hòa tan của UA ghi được khi xác định

khoảng tuyến tính của phương pháp

Kết quả cho thấy, giữa Ip-UA và nồng độ UA có tương quan tuyến tính rất tốt trong khoảng nồng độ từ 0 đến 160 µM với hệ số tương quan của phương trình hồi quy tuyến tính, rTB là 0,9995 (n = 3), hình 3.67

Bảng 3.37. Kết quả xác định khoảng tuyến tính của phương pháp DP-ASV.

CUA (M)

	0	20	40	60	80	100	120	140	160
Ip-TB (µA) (a)	0	1,291	2,449	3,597	4,662	5,758	6,856	7,854	8,858
TN 1 RSD (%) (b)	-	0,349	0,225	0,545	0,097	0,314	1,025	0,349	0,278
Ip-TB (µA) (a)	0	1,366	2,567	3,716	4,841	5,94	7,008	8,104	9,176
TN 2 RSD (%) (b)	-	0,344	0,273	0,684	0,481	0,463	0,532	0,497	0,800
Ip-TB (µA) (a)	0	1,083	2,173	3,122	4,109	5,077	6,016	6,96	7,943
TN 3 RSD (%) (b)	-	0,536	0,064	0,311	0,277	0,652	0,264	0,346	1,852

Thông số

(a): giá trị trung bình với n = 4, (b): độ lệch chuẩn tương đối. ĐKTN: như ở bảng 3.36.

Hình 3.67. Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn Ip vào CUA của TN3

3.6.6.3. Giới hạn phát hiện và độ nhạy

Xuất phát từ hình 3.67 và bảng 3.37, áp dụng phương pháp bình phương tối thiểu xây dựng phương trình hối quy tuyến tính biểu diễn mối tương quan giữa Ip vào CUA, theo dạng: Ip = a + b CUA. Sau đó, xác định độ nhạy, giới hạn phát hiện (GHPH) và giới hạn định lượng (GHĐL) của phương pháp dựa vào đường chuẩn [105]. Kết quả được trình bày ở bảng 3.38.

Bảng 3.38. Các giá trị a, b, Sy, r , GHPH và GHĐL

Thí

a Sa	b Sb Sy/x r GHPH, GHĐL,
nghiệm	(µA)	(µA/M)			µM	µM
TN 1	0,185 ± 0,067	0,055 ± 0,001	0,109	0,9994	5,957	19,82
TN 2	0,212 ± 0,069	0,057 ± 0,001	0,113	0,9994	5,972	19,82
TN 3	0,117 ± 0,042	0,049 ± 0,000	0,069	0,9997	4,216	14,08
TB (n = 3)	0,171	0,054	0,097	0,9995	5,382	17,91

Kết quả ở bảng 3.38 cho thấy, trong điều kiện thí nghiệm thích hợp, phương pháp DP – ASV dùng điện cực GCE/P(BCP)/ZnO nhận được GHPH khá thấp, khoảng 6 µM đối với UA, tương ứng với GHĐL khoảng từ 14 đến 20 µM. Độ nhạy của phương pháp đạt được cũng tương đối cao, 0,054 (µA/µM) đối với UA. Như vậy, có thể áp dụng phương pháp này để xác định hàm lượng của UA trong các mẫu sinh học như mẫu nước tiểu và mẫu máu.

3.6.6.4. Áp dụng thực tế

Việc áp dụng phương pháp DP – ASV dùng điện cực GCE/P(BCP)/ZnO để xác định UA trong mẫu thực tế, chúng tôi lựa chọn đối tượng phân tích là mẫu nước tiểu và mẫu máu.

- Đối với mẫu nước tiểu, do không có điều kiện chúng tôi chỉ lấy mẫu của người bình thường vào buổi sáng sớm chứ không lấy liên tục trong 24 giờ. Mẫu sau khi lấy mang lên phòng thí nghiệm và bảo quản trong tủ lạnh ở 4oC.

- Đối với mẫu máu, chúng tôi lấy mẫu máu của một số bệnh nhân đến khám tại Phòng khám sức khỏe nghề nghiệp, Trung tâm Y tế dự phòng, tỉnh Thừa Thiên Huế. Mẫu máu sau khi lấy được tiến hành ly tâm với tốc độ 5000 vòng/phút ở nhiệt độ phòng 25 oC. Mẫu trước khi ly tâm không thêm chất chống đông, phần mẫu lấy là huyết thanh.

Lý lịch mẫu

Mẫu nước tiểu và mẫu huyết thanh được tổng hợp trong bảng 3.39.

Bảng 3.39. Lý lịch mẫu nước tiểu và mẫu huyết thanh

	1	2	3	4	5	1	2	3	4	5
Kí hiệu	NT1	NT2	NT3	NT4	NT5	HT1	HT2	HT4	HT5	HT6
Đối tượng	Nữ	Nam	Nữ	Nữ	Nữ	Nam	Nam	Nam	Nữ	Nữ
Tuổi	51	28	26	22	26	44	29	27	26	40

Mẫu

Mẫu nước tiểu Mẫu huyết thanh

Phân tích mẫu thực tế

* Đánh giá độ đúng

Theo kết quả nghiên cứu của các tác giả [138, 142] khi xác định hàm lượng của UA trong đối tượng mẫu nước tiểu và mẫu huyết thanh không cần qua giai đoạn tiền xử lý mẫu và do đó, chúng tôi cũng không tiến hành tiền xử lý mẫu.

Để xác định hàm lượng UA trong hai đối tượng mẫu, trước hết tiến hành xác định độ đúng của phương pháp DP – ASV dùng điện cực GCE/P(BCP)/ZnO trên mẫu thật thêm chuẩn (spike samples). Các mẫu thật được lựa chọn như sau:

- Mẫu nước tiểu là mẫu NT2 và NT5. Quá trình tiến hành thí nghiệm như sau:

Thí nghiệm 1 (TN1) – phân tích mẫu thật không thêm chuẩn (no spike): Lấy 100

µL dung dịch mẫu vào bình điện phân. Thêm vào 1,000 mL dung dịch đệm photphate 1,000M (pH = 5,5) và nước cất 2 lần cho vừa đủ 10 mL. Tiến hành xác định UA bằng phương pháp DP-ASV dùng điện cực GCE/P(BCP)/ZnO và định lượng bằng phương pháp thêm chuẩn, mỗi lần thêm chuẩn là 50 µL UA 4.10–3 M. Từ đó xác định hàm lượng UA trong mẫu theo công thức (3.46).

Vbđp

Cmẫu = Cbđp (3.46)

Vmẫu

Trong đó: - Cmẫu: nồng độ UA trong mẫu ban đầu (µM);

- Cbđp: nồng độ UA trong bình điện phân (µM);

- Vbđp: thể tích dung dịch trong bình điện phân – 10 mL;

- Vmẫu: thể tích dung dịch mẫu – 0,100 mL.