Đề tài: Nghiên cứu phương pháp sử dụng enzyme peroxidase tách chiết từ củ cải trắng để xác định hàm lượng thủy ngân trong nước ô nhiễm

BÁO CÁO KHOA HỌC Đề tài: Nghiên cứu phương pháp sử dụng enzyme peroxidase tách chiết từ củ cải trắng để xác định hàm lượng thủy ngân trong nước ô nhiễm	 Giáo viên hướng dẫn: Ts. Đoàn Văn Thược Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thu ThảoBùi Thị ThủyNguyễn Thị LươngTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘIKHOA SINH HỌCLÝ DO CHỌN ĐỀ TÀIMỤC ĐÍCHPHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUKẾT QUẢ NGHIÊN CỨUKẾT LUẬNNỘI DUNG NGHIÊN CỨUCẤU TRÚC BÀI BÁO CÁO Hiện nay, môi trường sống ngày càng bị ô nhiễm đặc biệt là tình trạng ô nhiễm thủy ngân tại các ao hồ, sông suối. Đây là vấn đề môi trường rất được quan tâm nghiên cứu do độc tính và các tác động của thủy ngân đối với sinh vật và con người. Enzyme peroxidase là enzyme có nhiều trong củ cải trắng và các loại cây họ Đậu. Chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong xử lý môi trường. Enzyme này được sử dụng để xúc tác cho quá trình xử lý các chất ô nhiễm khó phân hủy như phenol thường có mặt trong nước thải công nghiệp của các nhà máy lọc dầu, sản xuất sản phẩm cao su... Do đó, việc sử dụng enzyme peroxidase tách chiết từ củ cải trắng trong việc xác định hàm lượng các chất gây ô nhiễm môi trường nước là vô cùng cần thiết. Từ những lý do trên, chúng tôi quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu phương pháp sử dụng enzyme peroxidase tách chiết từ củ cải trắng để xác định hàm lượng thủy ngân trong nước ô nhiễm”I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀIXác định hàm lượng thủy ngân trong nước ô nhiễm nhằm phát triển phương pháp sinh học dùng enzyme để phát hiện ion Hg2+ trong môi trường. II. MỤC ĐÍCH 1Khảo sát hàm lượng protein trong củ cải trắng23Xác định pH tối ưu cho enzyme peroxidaseẢnh hưởng của nồng độ Hg2+ đến hoạt độ của enzyme peroxidaseIII. NỘI DUNG NGHIÊN CỨUPhương pháp chiết dung dịch enzyme1VI. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUPhương pháp tách enzyme2Phương pháp xác định hoạt độ enzyme3Phương pháp xác định hàm lượng protein4Phương pháp xác định hàm lượng ion Hg2+ 5Phương pháp chiết dung dịch enzyme1Xay nhuyễn 200g củ cải trắng bằng máy xay sinh tố thu được dung dịch keo đặc.Thêm Na2SO3 0,05% vào dịch keo khuấy đều, lọc bỏ cặn thô.Đem ly tâm dịch lọc, thu được dịch trong và loại bỏ cặn, xác định thể tích dung dịch (V) sau ly tâm, ta được dung dịch enzyme. Phương pháp tách enzyme2Hòa tan hoàn toàn (NH4)2SO4 vào dung dịch enzyme thu được ở trên, ta được dung dịch enzyme chứa 20% (NH4)2SO4 . Sau đó để lạnh rồi đem ly tâm, thu được dịch trong I và kết tủa I.Làm tương tự 2 lần như vậy, cho thêm (NH4)2SO4 vào dịch trong thu được dung dịch enzyme có nồng độ 40% và 60%, để lạnh 30 phút, đem ly tâm ta được dịch trong II, III và kết tủa II, III.Sau đó tiến hành xác định hoạt tính của enzyme peroxidase để xem enzyme tách tốt ở giai đoạn nào. Cuối cùng, thẩm tách các kết tủa thu được để loại bỏ muối.Phương pháp xác định hoạt độ enzyme3Sử dụng enzyme tách được tại nồng độ (NH4)2SO4 thích hợp để xác định hoạt độ enzyme.Xác đinh hoạt độ enzyme bằng cách theo dõi quá trình mất màu của Indigocacmin từ khi bắt đầu cho H2O2 đến khi dung dịch chuyển sang màu vàng hơi xanh. Phương pháp xác định hàm lượng protein4Sử dụng dung dịch Casein chuẩn pha dịch chiết enzyme thành các dung dịch có nồng độ khác nhau.Đo độ hấp thụ dãy dung dịch chuẩn ở bước sóng 280nm. Từ đó, xây dựng đường chuẩn để xác định hàm lượng protein trong mẫu.Phương pháp xác định hàm lượng ion Hg2+ 5Sử dụng phương pháp đo mật độ quang của dãy dung dịch tại bước sóng 670nm và theo dõi quá trình mất màu của dãy dung dịchSo sánh thời gian mất màu của dãy dung dịch với thời gian mất màu của bình đối chứng.V. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU4.1. Khảo sát hàm lượng protein trong củ cải trắng Đồ thị chuẩn được xây dựng với dung dịch Casein có các nồng độ: 1; 2; 3; 4; 5; 6 và 7 mg/l thể hiện ở hình 1. Sử dụng đồ thị chuẩn này để xác định hàm lượng enzyme trong dịch chiết. Hình 1: Đồ thị xác định hàm lượng protein theo lượng CaseinMật độ quang của dung dịch enzyme trong mẫu đo được là y1= 0,574.Do đó, hàm lượng protein trong 10ml mẫu phân tích là: m1 = 0,0423(mg) Thể tích dung dịch chiết thu được từ 200g nguyên liệu là 300ml. Hàm lượng protein trong 1g nguyên liệu được xác định theo công thức: mprotein Trong đó: V1 : Thể tích dịch chiết thu được sau ly tâm; V2: Thể tích mẫu đo được. m1: Khối lượng protein trong V2 ml mẫu đo; N: Hệ số pha loãng. a: Khối lượng nguyên liệu chiết tách ban đầu (g) Từ công thức trên, ta tính được: mprotein = 0,1269(mg/g) 4.2. Xác định pH tối ưu cho hoạt độ của enzyme peroxidase Tiến hành xác định hoạt độ enzyme trong môi trường đệm photphat có pH khác nhau (pH= 5,5 – 8,0). Kết quả hoạt độ enzyme thể hiện ở trong hình 2:Hình 2: Ảnh hưởng pH đến hoạt độ của enzyme peroxidase4.3. Ảnh hưởng của nồng độ Hg2+ đến hoạt độ của enzyme peroxidase Để đánh giá ảnh hưởng của Hg2+ đến hoạt độ của enzyme peroxidase, chúng tôi tiến hành phản ứng ức chế với các nồng độ Hg2+ từ 0,5 – 5,0 mg/l. Kết quả được chỉ ra trong hình 3.Hình 3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc hoạt độ của peroxidase vào nồng độ Hg2+ Thử nghiệm xác định nồng độ Hg2+ trong mẫu nước thảiLấy mẫu nước thải chưa qua xử lý của nhà máy khóa Việt Tiệp, tiến hành phản ứng ức chế enzyme peroxidase theo các bước tương tự như dung dịch chuẩn Hg2+ . Dựa vào thực nghiệm và đường chuẩn , chúng tôi tính toán được nồng độ Hg2+ trong mẫu nước thải chưa qua xử lý của nhà máy khóa Việt Tiệp là 0,8 mg/l, phù hợp với phân tích tại bộ môn Hóa phân tích, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên.VI. KẾT LUẬNHàm lượng protein trong củ cải là 0,1269 mg/g. Enzyme peroxidase hoạt động mạnh nhất tại pH = 6,5.Ion Hg2+ ảnh hưởng đến hoạt tính peroxidase, tại giá trị nồng độ Hg2+ là 5 mg/l thì enzyme hoàn toàn mất hoạt tính. Kết quả chỉ ra rằng, có thể dùng peroxidase để xác định hàm lượng ion Hg2+ trong nước ô nhiễm với nồng độ 0,5 – 5,0 mg/l. Như vậy, củ cải trắng là nguyên liệu phổ biến, rẻ và sẵn có. Ngoài ra, hóa chất sử dụng trong quá trình nghiên cứu không mang tính chất độc hại. Vì vậy, đây là hướng nghiên cứu thân thiện với môi trường, có giá trị thực tiễn cao, phạm vi áp dụng rộng.Em xin chân thành cảm ơn sự chú ý theo dõi của các thầy cô và các bạn