Phương pháp phân tích hàm lượng chì trong son môi

CHƯƠNG 1: Tổng Quan Về Son MôiLịch sử hình thành:Từ thời cổ đại xa xưa người ta đã biết sử dụng son môi để tô điểm lên một vẽ đẹp ràng ngời của người phụ nữ. Chỉ từ những vật liệu đơn giản như sự kết hợp giữa chì trắng và đá đỏ hay đơn giản hơn là dùng lá móng để tạo thành một loại son môi có màu hồng đỏ. Ngày nay, thì son môi được tạo ra với nhiều màu sắc, nhiều chủng loại phù hợp với mọi loại môi, moi màu da giúp tăng thêm nhiều sự lựa chọn phù hợp với nhiều độ tuổi.CHƯƠNG 2: Tổng Quan Về Chì (Pb)1. Giới thiệu về chìChì là nguyên tố hóa học thuộc ô 82, nhóm IVA chu kì 6 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Chì trong tự nhiên chiếm khoảng 0,0016% khối lượng vỏ trái đất. Khoáng vật chính của Pb là galen (PbS). Ngoài ra chì còn có trong một số quặng của nguyên tố khác như nguyên tố đất hiếm, đồng, kẽmChì là một kim loại mềm, nặng, độc hại và có thể tạo hình. Chì có màu trắng xanh khi mới cắt nhưng bắt đầu xỉn màu thành xám khí tiếp xúc với không khí. Chì dùng trong xây dựng, ắc quy chì, đạn, và là một phần của nhiều hợp kim. Chì có số nguyên tố cao nhất trong các nguyên tố bền.Trong mỹ phẩm, chì được tìm thấy trong các sản phẩm môi, kem đánh răng, eyeliners, màu móng tay, móng, kem chống nắng, bóng mắt, má hồng, và kem che khuyết điểm. Nó cũng thường được sử dụng làm phụ gia màu sắc và có thể hiện nay là chất gây ô nhiễm 2.CHƯƠNG 2: Tổng Quan Về Chì (Pb)1. Giới thiệu về chìHầu hết son đều chứa chìSon môi là một sản phẩm với các thành phần chủ yếu bao gồm mỡ, dầu, chất tạo màu và chất tạo mùi. Chất tạo màu có hai loại: màu thực phẩm và bột màu. Chì hiện diện trong các chất tạo màu dạng bột, đặc biệt là màu đỏ. Ngoài ra, chì còn xuất hiện dưới dạng tạp chất của các thành phần làm nên son môi như dầu paraffin, vaseline cũng như các oxit kim loại như kẽm oxit và titan đioxit.(Quy trình sản xuất son môi, clip)CHƯƠNG 2: Tổng Quan Về Chì (Pb)2. Chì trong son môiCHƯƠNG 2: Tổng Quan Về Chì (Pb)Giới hạn hàm lượng chì trong son môiNăm 2007, Chiến dịch Mỹ phẩm an toàn tiến hành một nghiên cứu, phát hiện ra chì trong 61% của 33 mẫu son được kiểm tra với nồng độ dao động từ 0,03 ppm đến 0,65 ppm. Phần triệu (ppm) là đơn vị đo lường lượng chì trong môi trường.Giới hạn chì tối đa được FDA cho phép trong mỹ phẩm là 20ppm (khoảng 20 miligram chì/1kg son. Tương đương 20 phần triệu).Son môi là sản phẩm được sử dụng bên ngoài với sự hấp thụ hạn chế, chỉ được ăn vào với số lượng rất nhỏ, lượng chì tìm thấy trong son môi là không đáng lo ngại về độ an toàn. FDA cũng cho rằng, hàm lượng này vẫn nằm trong ngưỡng an toàn và chưa có chứng minh có thể nguy hại đến sức khỏe của người tiêu dùng.CHƯƠNG 2: Tổng Quan Về Chì (Pb)2. Chì trong son môiSon môi nhiễm chì và tác hạiVới son môi, chì như một yếu tố vi lượng và thường ở liều lượng rất thấp (vài phần triệu). Tuy nhiên, nếu vượt quá mức trên, độc tố trong chì sẽ gây hại cho sức khoẻ người sử dụng. Một nghiên cứu cho thấy trung bình một người phụ nữ có thể nuốt tổng cộng 1,8kg son môi trong cả cuộc đời, vì thế nếu chúng ta vô tình nuốt son môi trong khi ăn uống thì chì sẽ tích lũy lâu dài trong cơ thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe. Chất chì trong son môi phản ứng với các enzyme có trong dạ dày, có nguy cơ gây nhiễu loạn, phá vỡ hoạt động hệ tiêu hoá. Nặng hơn nữa, độc tố từ son môi có thể gây rối loạn sinh sản ở phụ nữ.CHƯƠNG 2: Tổng Quan Về Chì (Pb)2. Chì trong son môiPhương pháp thông thườngĐể phát hiện thành phần chì trong son môi, chị em thường mách nhau kinh nghiệm bôi một chút son ra tay và dùng nhẫn vàng tây chà xát lên vết son đó, nếu màu đen ở vết son càng sẫm thì chứng tỏ son đó chứa hàm lượng chì càng cao. Vàng tây có chứa nhiều thành phần kim loại khác ngoài vàng, ví dụ như bạc, đồng, chì, niken, kẽm... Bản thân các thành phần kim loại này khi phản ứng với các thành phần có trong son cũng có thể sinh ra màu đen, ví dụ như oxit bạc. Vì vậy, bằng mắt thường không thể phân biệt son nào chứa chì hay không mà phải xét nghiệm.CHƯƠNG 3: Phương Pháp Xác Định Hàm Lượng Chì Trong Son MôiPhương pháp phân tích hóa họcPhương pháp phân tích khối lượngPhương pháp phân tích thể tíchPhương pháp phân tích dụng cụPhương pháp quang phổ hấp thụ UV – VISPhương pháp cực phổPhương pháp vol-ampe hòa tanPhương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)CHƯƠNG 3: Phương Pháp Xác Định Hàm Lượng Chì Trong Son MôiPhương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)(AAS - Atomic Absorption Spectrometric)Quang phổ hấp thụ nguyên tử. Sự phát hiện hiệu ứng hấp thụ nguyên tử được công bố lần đầu tiên vào năm 1802 khi Wollaston nhận thấy những vạch tối trong phổ ánh sáng mặt trời. Năm 1961, người ta bắt đầu sản xuất hàng loạt phổ kế hấp thụ nguyên tử có ứng dụng phân tích.Trong những năm gần đây, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (Atomic Absorption Spectrometry – AAS) đã được ứng dụng khá rộng rãi để xác định kim loại trong các mẫu quặng, đất, đá, nước, các mẫu của y học, sinh học, các sản phẩm công nghiệp, rau quả, thực phẩm; các nguyên tố vi lượng trong phân bón, thức ăn gia súc...CHƯƠNG 3: Phương Pháp Xác Định Hàm Lượng Chì Trong Son MôiPhương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)Trong ngành Dược cũng đã áp dụng phương pháp AAS để định lượng các nguyên tố vi lượng trong các chế phẩm thuốc, xác định giới hạn các kim loại độc trong các dược liệu, tá dược và nguyên liệu làm thuốc.CHƯƠNG 3: Phương Pháp Xác Định Hàm Lượng Chì Trong Son MôiPhương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)MÁY QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ (AAS: Atomic Absorption Spectrometer)Một cách tổng quát có thể minh họa hệ thống máy đo AAS gồm 4 phần chính mô tả như sơ đồ trong hình 1.4:CHƯƠNG 3: Phương Pháp Xác Định Hàm Lượng Chì Trong Son MôiPhương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)• Phần 1: Nguồn phát tia phát xạ cộng hưởng để chiếu vào môi trường hấp thụ chứa các nguyên tử tự do của nguyên tố. Nguồn có thể là đèn catot rỗng (HCL-Hollow Cathode Lamp), đèn phóng điện không điện cực (EDL-Electrodeless Discharge Lamp) hoặc nguồn phát bức xạ liên tục đã được biến điệu, các loại nguồn đơn sắc khác (ống phát xạ đặc biệt, tia lader). • Phần 2: Hệ thống nguyên tử hóa mẫu phân tích. Hệ thống này được chế tạo theo ba loại kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu.CHƯƠNG 3: Phương Pháp Xác Định Hàm Lượng Chì Trong Son MôiPhương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)• Phần 3: Máy quang phổ (hệ quang và detector): có nhiệm vụ thu, tán sắc và chọn tia sáng (vạch phổ) cần đo hướng vào nhân quang điện để phát tín hiệu hấp thụ AAS của vạch phổ.• Phần 4: Bộ phận Readout là bộ phận để chỉ thị kết quả đo phổ AAS. Bộ phận này có thể là một điện kế chỉ năng lượng hấp thụ của vạch phổ hay một máy tự ghi, máy in, máy tínhCHƯƠNG 3: Phương Pháp Xác Định Hàm Lượng Chì Trong Son MôiPhương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)CHƯƠNG 3: Phương Pháp Xác Định Hàm Lượng Chì Trong Son MôiSơ đồ hệ thống máy hấp thu nguyên tử AASCác quá trình thực hiện trong phép đo AAS • Nguyên tắc: Cơ sở lý thuyết của phép đo này là sự hấp thụ năng lượng bức xạ đơn sắc của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi (khí) khi chiếu một chùm tia sáng có bước sóng xác định qua đám hơi của nguyên tố cần phân tích trong môi trường hấp thụ. Vì thế muốn thực hiện được phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) cần phải có các quá trình sau: • Chế biến mẫu phân tích về dạng dung dịch phù hợp.CHƯƠNG 4: Phát Triển Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử (AAS)Các quá trình thực hiện trong phép đo AAS • Hóa hơi và nguyên tử hóa dung dịch mẫu phân tích, nhờ đó chúng ta có được đám hơi các nguyên tử tự do của nguyên tố phân tích. Đám hơi này chính là môi trường hấp thụ bức xạ. • Chiếu chùm tia sáng thích hợp (với nguyên tố cần phân tích và còn được gọi là bức xạ cộng hưởng) qua đám hơi nguyên tử vừa tạo ra ở trên. Các nguyên tử của nguyên tố cần phân tích trong đám hơi sẽ hấp thụ một phần bức xạ và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử. Phần bức xạ bị hấp thụ phụ thuộc vào nồng độ của nguyên tử đó trong môi trường hấp thụ. CHƯƠNG 4: Phát Triển Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử (AAS)Các quá trình thực hiện trong phép đo AAS Do đó, quá trình nguyên tử hoá mẫu ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân tích một nguyên tố. Mục đích của nguyên tử hoá mẫu là tạo ra được đám hơi các nguyên tử tự do từ mẫu phân tích với hiệu suất cao và ổn định để phép đo đạt kết quả chính xác và độ lặp lại cao. CHƯƠNG 4: Phát Triển Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử (AAS)Các quá trình thực hiện trong phép đo AAS Nhờ các bộ phận của máy quang phổ mà người ta thu, phân ly và chọn vạch phổ của nguyên tố cần nghiên cứu và đo cường độ của nó. Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử. Trong một giới hạn nhất định của nồng độ C, giá trị cường độ này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố trong mẫu phân tích theo phương trình: A= k.C  Trong đó, A : cường độ của vạch phổ hấp thụ k : hằng số thực nghiệm C : nồng độ nguyên tố xác định trong mẫu đo phổCHƯƠNG 4: Phát Triển Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử (AAS)Các phương pháp vô cơ hóa mẫu Phương pháp vô cơ hoá khôPhương pháp vô cơ hoá ướtPhương pháp vô cơ hoá mẫu trong lò vi sóngPhương pháp lên menPhương pháp chiếtCHƯƠNG 4: Phát Triển Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử (AAS)Các tác nhân vô cơ hóaAcid Nitric (HNO3)Acid sulfuric (H2SO4)Acid percloric (HClO4)Ngoài ra, acid hydrocloric, acid hydrofluoric, hydroperoxyd cũng được dùng làm tác nhân oxy hoá. Trong nhiều trường hợp, phải sử dụng hỗn hợp các acid để đạt được mục đích vô cơ hoá. Các hỗn hợp hay được sử dụng: acid sulfuric - hydroperoxyd; acid nitric - hydroperoxyd; acid sulfuric – acid nitric; acid sulfuric - acid nitric - acid percloric; acid nitric - acid percloric; acid sulfuric - acid nitric - acid hydrocloric; acid sulfuric - acid nitric - acid hydrofluoric.CHƯƠNG 4: Phát Triển Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử (AAS)Các kỹ thuật thường dùng trong AASKỹ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa (F – AAS)Nguyên tắc: Dùng năng lượng nhiệt của ngọn lửa đèn khí để đốt cháy một hỗn hợp khí có chứa dung dịch mẫu ở thể sol khí, để hoá hơi và nguyên tử hoá mẫu phân tích.Đặc điểm: Kỹ thuật này ra đời đầu tiên, có thể xác định nhanh, chính xác khoảng 65 nguyên tố với độ nhạy cỡ ppm. Độ nhạy của kỹ thuật này kém kỹ thuật nguyên tử hoá không ngọn lửa nhưng lại có độ ổn định cao hơn. CHƯƠNG 4: Phát Triển Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử (AAS)Các kỹ thuật thường dùng trong AASKỹ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa (F – AAS)Các quá trình xảy ra trong ngọn lửa: Đây là một quá trình động gồm nhiều quá trình xảy ra liên tiếp đồng thời với nhau. Mẫu phân tích đã chuẩn bị ở trạng thái dung dịch (ví dụ dạng dung dịch muối MenXm), được trộn đều với khí mang và khí cháy tạo thành các hạt sol khí (thể aerosol). Sau đó, dẫn hỗn hợp aerosol cùng hỗn hợp khí đốt vào đầu đốt. Dưới tác dụng của nhiệt độ ngọn lửa, dung môi trong các hạt sol khí bay hơi làm cho MenXm trong dung dịch chuyển thành các hạt rắn nhỏ mịn. Các hạt MenXm bị nóng chảy ở nhiệt độ cao chuyển sang dạng MenXm lỏng. Tiếp theo là quá trình hoá hơi và nguyên tử hoá với hai cơ chế chính xảy ra như sau: CHƯƠNG 4: Phát Triển Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử (AAS)Các kỹ thuật thường dùng trong AASKỹ thuật nguyên tử hoá mẫu bằng ngọn lửa (F – AAS)1) Nếu Eh Ea, các phân tử MenXm sẽ bị phân ly thành nguyên tử. Sau đó, các nguyên tử mới hoá hơi và hấp thụ tia bức xạ để tạo ra phổ AAS của nó. MenXm(lỏng)  nMe(rắn, lỏng) + mX(rắn, lỏng)  nMe0 (khí)nMe0(khí) + n(h)  phổ AASCHƯƠNG 4: Phát Triển Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử (AAS)Các kỹ thuật thường dùng trong AASKỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa (ET-AAS)Nguyên tắc: Quá trình nguyên tử hóa được thực hiện trong cuvet graphit và môi trường khí trơ (thường sử dụng khí argon) và xảy ra tức thời trong khoảng thời gian rất ngắn nhờ năng lượng của dòng điện công suất lớn. - Đặc điểm: Kỹ thuật này có độ nhạy rất cao, có thể xác định nguyên tố cần phân tích ở nồng độ ng/ml (ppb). Đây là ưu điểm nổi bật của kỹ thuật này trong phân tích các nguyên tố tồn tại ở dạng vết (không cần làm giàu mẫu, tránh nhiễm bẩn, mất mẫu...). Lượng mẫu nhỏ, chỉ cần từ 10-50 µl.CHƯƠNG 4: Phát Triển Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử (AAS)Các kỹ thuật thường dùng trong AASKỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa (ET-AAS)Nguyên tắc: Quá trình nguyên tử hóa được thực hiện trong cuvet graphit và môi trường khí trơ (thường sử dụng khí argon) và xảy ra tức thời trong khoảng thời gian rất ngắn nhờ năng lượng của dòng điện công suất lớn. Đặc điểm: Kỹ thuật này có độ nhạy rất cao, có thể xác định nguyên tố cần phân tích ở nồng độ ng/ml (ppb). Đây là ưu điểm nổi bật của kỹ thuật này trong phân tích các nguyên tố tồn tại ở dạng vết (không cần làm giàu mẫu, tránh nhiễm bẩn, mất mẫu...). Lượng mẫu nhỏ, chỉ cần từ 10-50 µl.CHƯƠNG 4: Phát Triển Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử (AAS)Các kỹ thuật thường dùng trong AASKỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa (ET-AAS)Các quá trình: làm khô, tro hóa luyện mẫu, nguyên tử hóa.CHƯƠNG 4: Phát Triển Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử (AAS)Các kỹ thuật thường dùng trong AASKỹ thuật hoá hơi lạnhKỹ thuật hoá hơi lạnh dựa trên việc chuyển các nguyên tố cần xác định về dạng hợp chất hydrid hoặc nguyên tử tự do dễ bay hơi. Kỹ thuật này được áp dụng cho các nguyên tố Hg, As, Se, Te, Sb, Sn, Bi... là những nguyên tố dễ bay hơi nhờ phản ứng với chất khử nào đó. Các chất khử thường được dùng là: bột Zn, bột Mg, NaBH4, SnCl2...Phản ứng của NaBH4 và SnCl2 với Hg2+ trong mẫu xảy ra như sau:2NaBH4 + Hg2+  Hg0 + B2H6 + H2 + 2Na+SnCl2 + Hg2+  Hg0 + Sn4+ + 2Cl-hoặc phản ứng của NaBH4 với As3+ 6NaBH4 + As3+  AsH3+ 3B2H6 + 3/2 H2 + 6Na+CHƯƠNG 4: Phát Triển Phương Pháp Quang Phổ Hấp Thụ Nguyên Tử (AAS)Thiết lập qui trình phân tích chìLấy mẫuKhảo sát, lựa chọn qui trình xử lý mẫuXác định các thông số làm việc của máy quang phổ Thao tác đoCHƯƠNG 5: Áp Dụng Định Lượng Chì Trong Son MôiĐánh giá qui trình phân tíchĐộ đặc hiệuTính thích hợp của hệ thốngĐộ tuyến tínhĐộ đúng Khoảng xác địnhĐộ chính xácCHƯƠNG 5: Áp Dụng Định Lượng Chì Trong Son MôiThẩm định tính khả thi của qui trình ASEAN Thẩm định tính khả thi, chuyển giao phương pháp và biên soạn lại qui trình phân tích Tretinoin, chì, arsen theo qui trình ASEAN đã đưa ra gồm: Thẩm định độ thích hợp hệ thống, độ đặc hiệu, độ chính xác, khoảng tuyến tính, độ đúng, giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng theo yêu cầu như các qui trình ASEAN đã đưa ra.CHƯƠNG 5: Áp Dụng Định Lượng Chì Trong Son MôiPhương pháp xử lý số liệu phân tích CHƯƠNG 5: Áp Dụng Định Lượng Chì Trong Son MôiBiện pháp phòng tránhĐể giảm thiểu tình trạng hấp thụ chì qua son môi, ta nên:Tránh sử dụng các son môi có nguồn gốc không rõ ràng. Khi sử dụng son nên hạn chế tiếp xúc nhiều với thức ăn, đồ uống và thói quen liếm môi.Chọn các loại son môi hữu cơ (organic) vì chúng không sử dụng chất tạo màu công nghiệp. Các tín đồ của màu son đỏ nên hạn chế sử dụng son dạng thỏi và dùng thêm son bóng (lip gloss) hoặc lip tint vì chúng có màu sắc ít đậm hơn. Các bà mẹ nên tránh cho con mình tiếp xúc với son môi, đặc biệt là son màu đỏ và màu đậm.CHƯƠNG 6: Các Loại Son Nhiễm ChìChọn được phương pháp nghiên cứu chì trong son môi: phương pháp quang phổ hấp thụ bằng ngọn lửa F-AAS.Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng, chọn được phương pháp xử lí mẫu.Xây dựng được quy trình định lượng chì trong son môi bằng phương pháp F-AAS.Đánh giá sai số và độ lặp lại của phép đo F-AAS. Xác định hàm lượng Pb có trong son môi theo tiêu chuẩn.Kết LuậnTừ kết quả thu được, cho thấy kĩ thuật F-AAS là một kĩ thuật thích hợp để phân tích lượng vết các nguyên tố Pb trong mỹ phẩm với nhiều ưu điểm: phân tích nhanh, hàng loạt, tốn ít mẫu, có dộ nhạy, độ chính xác cao.Kết Luận