BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO...

58
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Nguyễn Thị Thanh Vân ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ ĐỂ ĐỊNH LƯỢNG BIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Hà Nội – 2019

Transcript of BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO...

Page 1: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

BỘ GIÁO DỤC

VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-----------------------------

Nguyễn Thị Thanh Vân

ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ ĐỂ ĐỊNH LƯỢNG

BIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Hà Nội – 2019

Page 2: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

BỘ GIÁO DỤC

VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-----------------------------

Nguyễn Thị Thanh Vân

ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ ĐỂ ĐỊNH LƯỢNG

BIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 8440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN QUANG TRUNG

TS. VŨ ĐỨC NAM

Hà Nội – 2019

Page 3: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận

văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào

khác.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Thị Thanh Vân

Page 4: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

LỜI CẢM ƠN

Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc

gia (NAFOSTED) trong đề tài mã số 104.04-2018.331.

Lời đầu tiên cho em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Quang

Trung và TS. Vũ Đức Nam đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện giúp đỡ

em trong suốt quá trình thực hiện và viết luận văn.

Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám đốc Trung tâm Nghiên

cứu và Chuyển giao Công Nghệ và các anh chị tại Phòng thí nghiệm trọng điểm

về An toàn thực phẩm và Môi trường đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi được

học tập và nghiên cứu trong môi trường hiện đại.

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo giảng dạy tại khoa

Hóa, đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Hóa Phân tích, đã cho em những kiến

thức quý giá trong quá trình học tập và thực hiện đề tài này.

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô tị Học viện Khoa học và

Công nghệ đã tạo điều kiện tốt nhất để em dược học tập và hoàn thành luận văn.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn các anh chị, bạn bè của tập thể lớp cao học hóa

k27, đặc biệt là những người bạn trong nhóm hóa phân tích k27 đã giúp đỡ, chia

sẻ những khó khăn trong suốt quá trình tôi học tập và thực hiện đề tài này.

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên,

chia sẻ mọi khó khăn cùng tôi.

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Học viên

Nguyễn Thị Thanh Vân

Page 5: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:
Page 6: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

1

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... 4

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ 4

DANH MỤC BẢNG .......................................................................................... 5

DANH MỤC HÌNH ........................................................................................... 6

MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................. 8

1.1 GIỚI THIỆU VỀ THUỐC BẢO VỆ THỰC ............................................... 8

1.1.1 Khái niệm ............................................................................................ 8

1.1.2 Phân loại ............................................................................................. 8

1.1.3 Tác hại của thuốc bảo vệ thực vật ................................................... 10

1.1.4 Tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật ........................................ 11

1.1.5 Tình hình ngộ độc hóa chất bảo vệ thực vật ................................... 13

1.2 GIỚI THIỆU VỀ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT LOẠI THUỐC TRỪ

SÂU ............................................................................................................... 13

1.3 GIỚI THIỆU VỀ HÓA CHẤT THỰC VẬT NHÓM PYRETHROID ...... 14

1.3.1 Giới thiệu chung ............................................................................... 14

1.3.2 Cấu tạo và tính chất bifenthrin........................................................ 15

1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC

BẢO VỆ THỰC VẬT .................................................................................... 17

1.4.1 Phương pháp chiết lỏng-lỏng ........................................................... 17

1.4.2 Phương pháp chiết pha rắn SPE ..................................................... 18

Page 7: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

2

1.4.3 Phương pháp chiết siêu âm .............................................................. 18

1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DƯ LƯỢNG THUỐC BẢO VỆ

THỰC VẬT ................................................................................................... 19

1.5.1. Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao ......................................... 19

1.5.2. Phương pháp sắc ký khí .................................................................. 20

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ...................... 24

2.1 ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................... 24

2.2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÝ KHÍ – KHỐI PHỔ ................... 24

2.3. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT ...................................................... 27

2.3.1 Thiết bị .............................................................................................. 27

2.3.2 Dụng cụ ............................................................................................. 27

2.3.3 Hóa chất ............................................................................................ 27

2.4 QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM .................................................................. 28

2.4.1 Khảo sát các điều kiện tối ưu phân tích trên thiết bị GC/MS ........ 28

2.4.2 Xây dựng đường chuẩn .................................................................... 28

2.4.3 Khảo sát các điều kiện xử lý mẫu ................................................... 29

2.4.4 Đánh giá phương pháp ..................................................................... 30

2.5 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ......................................................... 30

2.5.1 Giới hạn phát hiện (MDL), giới hạn định lượng (MQL) ................ 30

2.5.2 Hiệu suất thu hồi .............................................................................. 31

2.5.3 Độ lặp lại ........................................................................................... 31

2.5.4 Độ tái lặp ........................................................................................... 32

Page 8: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

3

2.5.5 Độ không đảm bảo đo của mẫu phân tích ....................................... 32

2.6 THÔNG SỐ THU THẬP MẪU ............................................................... 33

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 35

3.1 KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU VÀ ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP

PHÂN TÍCH ..................................................................................................... 35

3.1.1 Scan lựa chọn mảnh khối chính cho hợp chất bifenthrin và đánh

giá độ ổn định về thời gian lưu ................................................................. 35

3.1.2 Khảo sát, tối ưu hóa tốc độ khí mang phân tích bifenthrin trên

GC/MS ....................................................................................................... 36

3.1.3 Khảo sát thể tích bơm mẫu .............................................................. 38

3.1.4 Xây dựng đường chuẩn xác định Bifethrin trên thiết bị GC/MS .. 38

3.1.5 Đánh giá phương pháp phân tích trên thiết bị GC/MS .................. 39

3.2 KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN XỬ LÝ MẪU VÀ ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG

PHÁP ............................................................................................................. 40

3.2.1. Khảo sát lựa chọn dung môi chiết siêu âm ..................................... 40

3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết siêu âm ............................ 41

3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện bay hơi dung môi bằng khí

nitơrogen .................................................................................................... 42

3.2.4 Đánh giá hiệu suất thu hồi của hợp chất sau khi đi qua cột làm

sạch ............................................................................................................ 44

3.2.5 Kết quả thẩm định phương pháp .................................................... 45

3.3 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MẪU ................................................................ 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 52

Page 9: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

4

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ATTP: An toàn thực phẩm.

EPA: Cục Bảo vệ Môi sinh Hoa Kỳ, Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ.

ADI: Lượng ăn vào hàng ngày có thể chấp nhận được.

LD50: Liều lượng gây chết cho 50% nhóm động vật dùng thử nghiệm.

HPLC: Sắc ký lỏng hiệu năng cao.

GC: Sắc ký khí.

ECD: Detector cộng kết điện tử.

MSD: Detector khối phổ.

MDL: Giới hạn phát hiện.

MQL: Giới hạn định lượng.

IDL: Giới hạn phát hiện của thiết bị.

IQL: Giới hạn định lượng của thiết bị.

MDL: Giới hạn phát hiện của phương pháp.

MQL: Giới hạn định lượng của phương pháp.

SIM: Chế độ chọn lọc ion.

ACN: Acetonitrile

MDL: Mức tồn dư tối đa.

BVTV: Bảo vệ thực vật.

Page 10: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

5

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. Dư lượng tối đa cho phép của bifenthrin trong một số nền ................... 16

Bảng 2. 1. Một số thông số cài đặt trên thiết bị GC/MS ..................................... 26

Bảng 2.2 Cách pha điểm chuẩn xây dựng đường chuẩn…………………………..29

Bảng 3. 2. Kết quả chạy lặp lại trên thiết bị GC/MS và GC/MS/MS .................. 40

Bảng 3. 3. Kết quả khảo sát thổi khí N2 ............................................................. 43

Bảng 3. 4. Hiệu suất thu hồi của Bifenthrin qua cột làm sạch ........................... 44

Bảng 3. 5. Kết quả thẩm định phương pháp ...................................................... 46

Page 11: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

6

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Công thức cấu tạo của bifenthrin. .......................................................... 16

Hình 2. 1 Thiết bị GC 7890B/MSD 5977A ......................................................... 26

Hình 2.2 Một số hình ảnh mẫu thu thập…………………………………………….34

Hình 3. 2. Khảo sát tốc độ khí mang.................................................................. 37

Hình 3. 3. Đường chuẩn Bifenthrin ................................................................... 39

Hình 3. 4. Kết quả khảo sát dung môi chiết ....................................................... 41

Hình 3. 5. Ảnh hưởng của thời gian chiết siêu âm đến hiệu suất thu hồi ........... 42

Hình 3. 6. Quy trình phân tích bifenthrin trong mẫu mực .................................. 45

Page 12: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

7

MỞ ĐẦU

Hiện nay, tình hình an toàn thực phẩm (ATTP) đang là vấn đề nhức nhối

trong xã hội, nó không chỉ diễn ra ở các nước đang phát triển, kém phát triển mà

còn ở cả những nước phát triển, có trình độ khoa học - công nghệ tiên tiến. Ở Việt

Nam, tình hình ATTP trong cả nước, đang tạo nhiều lo lắng cho người dân. Sức

khỏe là vốn quý của mỗi con người và của toàn xã hội, do đó vấn đề ATTP ngày

càng trở nên nóng bỏng và được cộng đồng hết sức quan tâm.

Năm 2007, Bộ Y tế đã ra quyết định số 46 về “Quy định giới hạn tối đa ô

nhiễm sinh học và hoá học trong thực phẩm’’. Theo đó hàm lượng bifenthrin đưa

vào cơ thể người hàng ngày không ảnh hưởng tới sức khỏe của con người là 0,02

mg/kg. Bifenthrin là một loại thuốc bảo vệ thực vật thuộc nhóm pyrethroid có tác

dụng diệt côn trùng ( ruồi, muỗi..) vì vậy nó được dùng để phun, xịt vào các loại

hải sản khô với tác dụng chống các loại côn trùng. Theo cơ quan bảo vệ môi trường

Hoa Kỳ ( EPA), Bifenthrin thuộc nhóm C trong phân loại các chất gây ung thư

ngoài ra bifenthrin có thể làm viêm và gây các bệnh tự miễn như hen suyễn, viêm

khớp.

Việt Nam là nước có diện tích biển lớn dọc từ Bắc vào Nam, do đó nguồn

hải sản khá đa dạng và phong phú, đặc biệt là mực. Bên cạnh mực tươi sống, mực

khô luôn là lựa chọn hàng đầu của người tiêu dùng. Vấn đề đáng quan tâm là mực

khô hiện nay có đảm bảo an toàn thực phẩm hay không. Có phải mực khô chỉ đơn

giản là mực tươi ướp muối rồi phơi nắng hay không? Từ đó chúng tôi tiến tới lựa

chọn đề tài : “Nghiên cứu và xây dựng quy trình xác định bifenthrin trong mực

khô bằng phương pháp sắc kí khí” nhằm tìm ra một quy trình để xác định hàm

lượng bifenthrin có trong mực khô.

Page 13: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU VỀ THUỐC BẢO VỆ THỰC

1.1.1 Khái niệm

Thuốc bảo vệ thực vật là những đơn chất hoặc hỗn hợp các chất có nguồn

gốc tự nhiên hoặc tổng hợp được dùng để chống lại dịch hại hoặc các chất có khả

năng điều tiết sự tăng trưởng của thực vật [1].

Thuốc BVTV là những hợp chất hoá học (vô cơ, hữu cơ), những chế phẩm

sinh học (chất kháng sinh, vi khuẩn, nấm, siêu vi trùng, tuyến trùng, …), những

chất có nguồn gốc thực vật, động vật, được sử dụng để bảo vệ cây trồng và nông

sản, chống lại sự phá hại của những sinh vật gây hại (côn trùng, nhện, tuyến trùng,

chuột, chim, thú rừng, nấm, vi khuẩn, rong rêu, cỏ dại, …).

Theo qui định tại điều 1, chương 1, điều lệ quản lý thuốc BVTV (ban hành

kèm theo Nghị định số 58/2002/NĐ-CP ngày 03/6/2002 của Chính phủ), ngoài tác

dụng phòng trừ sinh vật gây hại tài nguyên thực vật, thuốc BVTV còn bao gồm cả

những chế phẩm có tác dụng điều hoà sinh trưởng thực vật, các chất làm rụng lá,

làm khô cây, giúp cho việc thu hoạch mùa màng bằng cơ giới được thuận tiện (thu

hoạch bông vải, khoai tây bằng máy móc, …). Những chế phẩm có tác dụng xua

đuổi hoặc thu hút các loài sinh vật gây hại tài nguyên thực vật đến để tiêu diệt.

Ở nhiều nước trên thế giới thuốc BVTV có tên gọi là thuốc trừ dịch hại. Sở

dĩ gọi là thuốc trừ dịch hại là vì những sinh vật gây hại cho cây trồng và nông sản

(côn trùng, nhện, tuyến trùng, chuột, chim, nấm, vi khuẩn, cỏ dại, …) có một tên

chung là những dịch hại, do vậy những chất dùng để diệt trừ chúng được gọi là

thuốc trừ dịch hại.

1.1.2 Phân loại

Có nhiều cách phân loại thuốc bảo vệ thực vật tùy vào mục đích nghiên cứu

và sử dụng:

Page 14: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

9

a, Phân loại dựa vào đối tượng sử dụng :

- Trừ sâu (Insecticide)

- Trừ nấm (Fungicide)

- Trừ cỏ (Herbicide, weed killer)

- Trừ nhện (Acaricide)

- Trừ tuyến trùng (Nermaricide)

- Trừ ốc sên (Molluscicide)

- Trừ chuột (Raticide)

- Trừ vi khuẩn (Bactericide).

b, Phân loại theo giai đoạn sử dụng đối với dịch hại: Thuốc trừ trứng, trừ sâu non,

trừ sâu trưởng thành, thuóc trừ cỏ trước nảy mẩm, sau nảy mầm. ..

Phân loại theo đường xâm nhập:

- Thuốc có tác dụng tiếp xúc: các loại thuốc gây độc cho cơ thể sinh vật khi

chúng xâm nhập qua biểu bì. Thuốc tiếp xúc còn gọi là thuốc ngoại tác động.

- Thuốc có tác dụng vị độc: Thuốc gây độc cho cơ thể động vật khi chúng

xâm nhập qua đường tiêu hoá. Thuốc vị độc còn có tên là thuốc có tác động

đường ruột hay thuốc nội tác động.

- Thuốc có tác dụng xông hơi: các loại thuốc có khả năng bốc thành hơi, đầu

độc bầu không khí bao quanh dịch hại và xâm nhập vào cơ thể sinh vật qua

đường hô hấp.

- Thuốc có tác dụng nội hấp: Những thuốc khi xâm nhập vào cây qua lá, thân,

rễ hoặc bất kỳ bộ phận nào cùa cơ thể sinh vật, rồi di chuyển trong cơ thể

động thực vật, tồn tại trong đỏ một thời gian và gây chết cho vật gây hại ở

xa nơi sinh vật tiếp xúc với thuốc. Thuốc nội hấp sau khi xâm nhập qua lá,

nếu thuốc được chuyển xuống dưới được gọi là thuốc có tác dụng lưu dẫn.

- Thuốc có tác dụng thẩm sâu: các loại thuốc có khả năng xâm nhập vào tế

bào thực vật (chủ yếu theo chiều ngang) nhưng không có khả năng di chuyển

Page 15: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

10

ở trong cây. Dịch hại ở trong biểu bì thực vật, nếu tiếp xúc với thuốc sẽ bị

tiêu diệt.

Vậy ta có thể nói thuốc nội hấp là một dạng đặc biệt cùa thuốc vị độc, còn thuốc

thấm sâu là dạng đặc biệt của thuốc tiếp xúc.

c, Phân loại theo đặc điểm hay cơ chế tác động: Thuốc trừ chuột chống đông máu,

thuốc trừ sâu kìm hãm cholinesterase…

Phân loại theo phương thức tác động: Xua đuổi, triệt sán, dẫn dụ, rụng và khô lá,

điều khiển sinh trường, tẩy uế. . .

Phân loại theo dạng thuốc: Sữa, bột, bột thấm nước, dung dịch. .

Phân loại theo nguồn gốc của thuốc: Thảo mộc, vi sinh, hoá học hay thành phần

hoá học (cơ clo, lân hữu cơ, lưu huỳnh, vô cơ, hữu cơ, carbamate, pyrethroid,

kháng sinh, ...)

Một số thuốc BVTV có phổ tác động rộng, có thể tiêu điệt được nhiều loại

đối tượng khác nhau, nên có thể được xếp vào nhiều nhóm thuốc khác nhau. Ví

dụ: 2,4-D ở liều lượng cao là thuốc diệt cỏ, nhưng ờ liều lượng thấp là chất kích

thích sinh trưởng thực vật; Oxythioquinox có thể diệt nấm, nhện, côn trùng...

Trong tất cả các cách phân loại trên thì cách phân loại dựa theo nguồn gốc

nhóm thuốc là phổ biến nhất.

1.1.3 Tác hại của thuốc bảo vệ thực vật

Hầu hết hóa chất bảo vệ thực vật đều độc với con người và động vật máu

nóng ở các mức độ khác nhau. Theo đặc tính hóa chất bảo vệ thực vật được chia

làm hai loại: chất độc cấp tính và chất độc mãn tính.

Chất độc cấp tính: Mức độ gây độc phụ thuộc vào lượng thuốc xâm nhập

vào cơ thể. Ở dưới liều gây chết, chúng không đủ khả năng gây tử vong, dần dần

bị phân giải và bài tiết ra ngoài. Loại này bao gồm các hợp chất pyrethroid, những

hợp chất phốt pho hữu cơ, carbamat, thuốc có nguồn gốc sinh vật.

Page 16: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

11

Chất độc mãn tính: Có khả năng tích lũy lâu dài trong cơ thể vì chúng rất

bền, khi bị phân giải và bài tiết ra ngoài. Thuốc loại này gồm nhiều hợp chất chứa

clo hữu cơ, chứa thạch tín (Asen), chì, thủy ngân, đây là những loại rất nguy hiểm

cho sức khỏe. Hóa chất bảo vệ thực vật có thể thâm nhập vào cơ thể con người và

động vật qua nhiều con đường khác nhau, thông thường qua 03 đường chính: hô

hấp, tiêu hóa và tiếp xúc trực tiếp. Khi tiếp xúc với hóa chất bảo vệ thực vật, con

người có thể bị nhiễm độc cấp tính hoặc mãn tính, tùy thuộc vào phạm vi ảnh

hưởng của thuốc.

Nhiễm độc cấp tính: là nhiễm độc tức thời khi một lượng đủ lớn hóa chất

bảo vệ thực vật thâm nhập vào cơ thể. Những triệu chứng nhiễm độc tăng tỉ lệ với

việc tiếp xúc và trong một số trường hợp nặng có thể dẫn đến tử vong. Biểu hiện

bệnh lý của nhiễm độc cấp tính: mệt mỏi, ngứa da, đau đầu, lợm giọng, buồn nôn,

hoa mắt.

Nhiễm độc mãn tính: là nhiễm độc gây ra do tích lũy dần trong cơ thể. Thông

thường, không có triệu chứng nào xuất hiện ngay trong mỗi lần nhiễm. Sau một

thời gian dài, một lượng chất độc lớn tích tụ trong cơ thể sẽ gây ra các triệu chứng

lâm sàng. Biểu hiện bệnh lý của nhiễm độc mãn tính: kích thích các tế bào ung thư

phát triển, gây đẻ quái thai, suy giảm trí nhớ và khả năng tập trung, suy nhược

nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, gây tổn hại cho gan, thận và não.

1.1.4 Tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật

1.1.4.1 Tình hình trên thế giới

Trên thế giới, thuốc BVTV ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc

phòng trừ sâu bệnh bảo vệ sản xuất, đảm bảo an ninh lương thực thực phẩm. Theo

tính toán của các chuyên gia, trong những thập kỷ 70, 80, 90 của thế kỷ 20, thuốc

BVTV góp phần bảo vệ và tăng năng suất khoảng 20 - 30% đối với các loại cây

trồng chủ yếu như lương thực, rau, hoa quả [2].

Những năm gần đây theo ý kiến và nghiên cứu của nhiều tổ chức khoa học,

chuyên gia về nông nghiệp, bảo vệ thực vật, sinh thái quá trình sử dụng thuốc

Page 17: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

12

BVTV ở thế giới trải qua 3 giai đoạn, một là cân bằng sử dụng (Balance use): yêu

cầu cao, sử dụng có hiệu quả, hai là dư thừa sử dụng (Excessise use): bắt đầu sử

dụng quá mức, lạm dụng thuốc BVTV, ảnh hưởng đến môi trường, giảm hiệu quả,

ba là khủng hoảng sử dụng (Pesticide Crisis): quá lạm dụng thuốc BVTV, tạo nguy

cơ tác hại đến cây trồng, môi trường, sức khỏe cộng đồng, giảm hiệu quả kinh tế

của sản xuất nông nghiệp. Giai đoạn dư thừa sử dụng từ những năm 80 - 90 và giai

đoạn khủng hoảng từ những năm đầu thế kỷ 21. Với những nước đang phát triển,

sử dụng thuốc BVTV chậm hơn (trong đó có Việt Nam) thì các giai đoạn trên lùi

lại khoảng 10 - 15 năm.

Việc sử dụng thuốc BVTV ở thế giới hơn nửa thế kỷ luôn luôn tăng, đặc

biệt ở những thập kỷ 70 - 80 - 90. Theo Gifap, giá trị tiêu thụ thuốc BVTV trên

thế giới năm 1992 là 22,4 tỷ USD, năm 2000 là 29,2 tỷ USD và năm 2010 khoảng

30 tỷ USD, trong 10 năm gần đây ở 6 nước châu Á trồng lúa, nông dân sử dụng

thuốc BVTV tăng 200 - 300% mà năng suất không tăng

Trên thế giới, trong năm 2014 việc sử dụng thuốc trừ sâu khác chiếm tỷ lệ

cao nhất trong tổng số thuốc trừ sâu (53,84%), thuốc diệt cỏ (25,10%), và tiếp theo

là thuốc diệt nấm & diệt khuẩn (12,06%), thuốc trừ sâu (7,50%), chất điều hòa

sinh trưởng thực vật (1,24%). Việc sử dụng thuốc trừ sâu trong năm 2014: Ngoài

các loại thuốc trừ sâu khác, photpho hữu cơ được sử dụng nhiều nhất, tiếp theo là

pyrethroids, thuốc trừ sâu carbamate, thực vật. Sản phẩm & sinh học, carbamates-

côn trùng [3].

1.1.4.2 Tình hình trong nước

Theo Cục BVTV (Bộ NN-PTNT), ở Việt Nam hiện có khoảng 1.700 hoạt

chất thuốc BVTV với trên 4.000 sản phẩm thương mại có các tên gọi khác nhau.

Đáng lưu ý, mỗi năm, nước ta chi ra khoảng 500 triệu USD để nhập khẩu thuốc

trừ sâu, trừ cỏ và nguyên liệu sản xuất thuốc BVTV từ Trung Quốc. Trong số này,

chiếm gần 50% là thuốc trừ cỏ, tương đương khoảng 19.000 tấn; tiếp đó là các loại

thuốc trừ sâu và trừ bệnh chiếm khoảng 32%, tương đương 16.400 tấn. Với một

Page 18: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

13

lượng rất lớn thuốc BVTV được sử dụng tràn lan như hiện nay, trong đó có nhiều

loại không rõ nguồn gốc, đang ảnh hưởng không nhỏ tới sức khỏe cộng đồng [4].

Theo tính toán sơ bộ của ngành Nông nghiệp, ở đồng bằng Sông Cửu Long

(ĐBSCL)mỗi năm, nông dân ĐBSCL sử dụng hàng ngàn tấn thuốc BVTV. Ngoài

việc góp phần bảo vệ mùa màng, tăng năng suất lúa, những loại thuốc này cũng

ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường, sức khỏe của chính bà con nông dân nơi

đây.Trong đó riêng phân bón, theo các chuyên gia nông nghiệp, ước tính lượng

phân bón dư thừa trong sản xuất lúa tại ĐBSCL đã phát thải gần 140.000 tấn/năm.

Trung bình, bà con nông dân phun thuốc từ 5 đến 8 lần/vụ, tương ứng với lượng

bao bì, vỏ thuốc sử dụng khoảng 4 đến 5kg/ha [5].

1.1.5 Tình hình ngộ độc hóa chất bảo vệ thực vật

Theo điều tra của Cục Y tế dự phòng và môi trường Việt Nam, hàng năm

có trên 5.000 trường hợp nhiễm độc hóa chất bảo vệ thực vật phải cấp cứu tại bệnh

viện và có trên 300 trường hợp tử vong [5].

Theo báo cáo của liên hợp quốc, hàng năm trên thế giới có khoảng 3 triệu

vụ ngộ độc do thuốc BVTV, trong đó có khoảng 220.000 vụ tử vong. Việc sử dụng

rộng rãi thuốc BVTV đã và đang làm chết cá, chim nước, những kẻ thù tự nhiên

của sâu bọ có hại, những côn trùng thụ phấn cho cây trồng, làm cho hiện tượng

kháng thuốc của sâu bệnh ngày càng gia tăng và gây ra nhiều vân đề nghiêm trọng

cho môi trường sinh thái [6].

Thống kê của Cục An toàn và vệ sinh thực phẩm thuộc Bộ Y tế, từ năm

2000 - 2007 đã có tới 205 vụ ngộ độc, với 3.637 người mắc, 23 người chết do thực

phẩm gây ngộ độc là rau, củ, quả. Tính riêng năm 2007 cũng có 37 vụ ngộ độc,

555 người mắc và 7 người tử vong. Mặc dù đây là số liệu tổng hợp từ báo cáo

chưa đầy đủ của các tỉnh gửi về nhưng cũng cảnh báo thực trạng rất đáng lo ngại.

1.2 GIỚI THIỆU VỀ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT LOẠI THUỐC

TRỪ SÂU

Thuốc trừ sâu được chia ra làm nhiều loại bao gồm: Cơ clo, Cơ phospho,

carbamates, pyrethroid.. [7].

Page 19: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

14

Nhóm Cơ Clo: Nhóm này bao gồm, các dẫn xuất polychlorin hóa của

cyclohexane (Lindane), polychlorination biphenyls (DDT, dicofol) và

cycMDLiene polychlorin hóa (Endosulfan). Có độc tính cấp tính cao cũng như

mãn tính. Một số loại thuốc trừ sâu organochlorine đã bị cấm sử dụng trên toàn

thế giới và trên toàn cầu, chúng được kiểm soát thông qua công ước Stockholm về

các chất ô nhiễm hữu cơ dai dẳng. Các chất bao gồm: aldrin, chlordane, DDT,

dieldrin, endrin, heptachlor, mirex và toxaphene.

Nhóm cơ phospho: Đây là các este của dẫn xuất axit photphoric, axit

thiophosphoric và axit dithio phosphoric được gọi là phosphates, thiophosphates

và dithiophosphates tương ứng. Các hợp chất này có sẵn dưới dạng chất lỏng hoặc

bán rắn và có áp suất hơi đáng kể và tương đối dễ bay hơi. Một số hợp chất có độ

hòa tan nhẹ trong nước. Ánh sáng mặt trời ảnh hưởng độc tính của các phân tử

này. Giá trị LD50 có thể thay đổi theo độ tinh khiết của hợp chất và chúng có độc

tính mãn tính thấp. Việc chuyển đổi nhanh chóng thành chất chuyển hóa hòa tan

chất béo thấp được bài tiết.

Nhóm carbamates: Các carbamate là este của acid carbamic hoặc acid

thiocarbamic. Các carbamat có sẵn dưới dạng chất rắn không bay hơi. Carbaryl,

carbofuran ít tan trong nước. Các hợp chất OC thể hiện độc tính trung bình đến

cực đoan. Không hiện thị độc tính mãn tính.

1.3 GIỚI THIỆU VỀ HÓA CHẤT THỰC VẬT NHÓM PYRETHROID

1.3.1 Giới thiệu chung

Pyrethroid là những hợp chất ưa mỡ, xâm nhập nhanh qua da côn trùng, hầu

như không tan trong nước, có nhiệt độ sôi cao, áp suất hơi thấp, ít phân cực. Chúng

là các thuốc trừ sâu chủ yếu có tác dụng tiếp xúc mạnh, vị độc và xông hơi, không

có tác dụng thấm sâu và nội hấp; có phổ tác động rộng; diệt được côn trùng thuộc

bộ cánh vảy, hai cánh và cánh cứng. Ngoài ra thuốc có tác dụng xua đuổi côn

trùng, nên khả năng hồi phục quần thể thấp. Tác dụng diệt sâu nhanh.

Page 20: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

15

Độ độc của thuốc pyrethroid đối với côn trùng còn phụ thuộc vào tính phân

cực (quyết định sự vận chuyền chất độc trong tế bào thần kinh) và cấu tạo đồng

phần quang học và hình học, mà cấu tạo này quyết định hiệu lực trừ sâu mạnh hơn

là sự thay đổi thành phần hóa học có trong chúng.

Độ độc cấp tính đối với động vật máu nóng rất khác nhau; có thể gây mẩn

ngứa. Liều sử dụng của hợp chất này thấp nên rất an toàn cho người, ít độc đốivới

cá. Độ độc cùa thuốc tăng cao nếu cho thêm chất phụ trợ phù hợp. Dùng thuốc

pyrethroid lâu, côn trùng có thể chống thuốc. Hợp chất pyrethroid thường không

dùng để xử lý đẩt vì chúng có khả năng thẩm thấu mạnh vào tế bào đất và dễ bị vi

sinh vật trong đất phân huỷ.

Pyrethroid tác động mạnh đến màng tế bào thần kinh côn trùng (kể cả thần

kinh trung ương và ngoại vi). Chúng đầu độc các trục sợi thần kinh (axon), phá vì

sự vận chuyển các xunii dộng thần kinh của động vật, tàm cho sinh vật bị co thắt,

giãy dụa và chết. Khi mới trúng độc, các hợp chất pyrethroid tác động vào trong

tể bào thần kinh, kích thích hoạt động cùa các cơ. Pyrethroid còn tác động đến

hạch thần kinh ngực côn trùng làm côn trùng mất khả năng giữ cân bằng. Ngoài

ra các hợp chất pyrethroid còn gây sự thiếu oxy cho các tế bào thần kinh.

Các chất chủ yếu của nhóm bao gồm: allethrin, pyrethrin, permethrin,

cypermethrin, cyfluthrin, cyhalothirn , bifenthirn, deltamethrin, fenpropathrin,

ethofenprox...

1.3.2 Cấu tạo và tính chất bifenthrin

1.3.2.1 Cấu tạo

Tên tương ứng là 2-Methyl-3-phenylphenyl)methyl (1S,3S)-3-[(Z)-2-

chloro-3,3,3-trifluoroprop-1-enyl]-2,2-dimethylcyclopropane-1-carboxylate.

Bifenthrin là một loại thuốc trừ sâu trong họ pyrethroid. Pyrethroid là phiên bản

nhân tạo của pyrethrins, nguồn gốc từ hoa cúc. Bifenthrin là chất rắn màu trắng,

hòa tan hầu hết trong các dung môi hữu cơ.

Page 21: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

16

Công thức phân tử:

C23H22ClF3O2

M=422,872 g/mol

Tnc= 49,2oC

Ts=275oC

Hình 1. Công thức cấu tạo của bifenthrin.

1.3.2.2 Tính chất của bifenthrin

Bifenthrin can thiệp vào hệ thống thần kinh của côn trùng khi chúng ăn hoặc

chạm vào nó. Nó độc hại hơn đối với côn trùng so với con người vì côn trùng có

nhiệt độ cơ thể thấp hơn và kích thước cơ thể nhỏ hơn. Bifenthrin được cơ thể hấp

thụ dần sau khi ăn, và hầu hết được bài tiết trong vòng 3-7 ngày. Các nghiên cứu

chỉ ra rằng bifenthrin không hấp thụ qua da. Bifenthrin có độc tính thấp đối với

chim. Có những rủi ro tiềm tàng đối với chim và động vật có vú ăn sinh vật dưới

nước vì bifenthrin có thể tồn tại trong một thời gian dài trong môi trường và nó có

thể tích lũy trong cá. Bifenthrin rất độc đối với cá và các sinh vật thủy sinh nhỏ. Nó

cũng rất độc đối với ong [8].

1.3.2.3 Giới hạn cho phép

Bảng 1. Dư lượng tối đa cho phép của bifenthrin trong một số nền

Tên gọi ADI

(mg/kg)

Nền mẫu MRL

(mg/kg)

Bifenthrin

2-

methylbiphenyl-

3- ylmethyl

(1RS,

3RS)-3-[(Z)-2-

chloro-3,3,3-

trifluoroprop-1-

enyl]-2,2-

0,02

Cam chanh, nho,

khoai

tây, ngô và thân ngô,

lúa mạch, thịt, mỡ và

phủ tạng của gà, sữa,

thận và gan gia súc

0,05

Thân và vỏ lúa mì,

cây

ngô khô

0,2

Page 22: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

17

dimethylcyclopro

pa necarboxylate

Đậu Hà Lan, thịt và

mỡ

gia súc, lúa mạch,

lúa

0,5

Trứng gà 0,02

Theo QĐ số 46/2007 của BYT, lượng ăn vào hàng ngày của bifenthrin có

thể chấp nhận được (ADI) là 0,02 mg/kg.

Bifenthrin có ứng dụng là các chất diệt các loại côn trùng như : muỗi, ong,

bọ chét…sử dụng chủ yếu trong các vườn cây ăn quả, vườn ươm.

1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG

THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT

1.4.1 Phương pháp chiết lỏng-lỏng

Chiết lỏng lỏng (LLE) là một trong những kỹ thuật chiết được phát hiện

sớm nhất và thường được sử dụng nhất để phân tích dư lượng thuốc trừ sâu trong

môi trường phức tạp. Các dung môi chiết được sử dụng phổ biến nhất là

acetonitrile, dichlomethan, aceton, ethyl acetat, eter dầu hoả và metanol. Bên cạnh

đó người ta thường có khuynh hướng dùng nhiều dung môi tạo thành một hỗn hợp

dung môi chiết mẫu đặc biệt là trong phân tích đa dư lượng thuốc BVTV vì như

vậy sẽ hoà tan tốt các hoạt chất phân cực cũng như kém phân cực. Một số mẫu có

hàm lượng nước rất lớn nên cần một dung môi có khả năng hoà tan với nước như

acetonitrile và aceton, có thể dễ dàng thâm nhập sâu vào nền mẫu. Sau khi chiết,

nước sẽ đươc loại ra khỏi dung dịch chiết bằng cách sử dụng một lượng lớn muối

khan như NaCl, MgSO4 hay Na2SO4.

Mekebri A và các cộng sự [9] đã sử dụng phương pháp chiết lỏng lỏng để

xác định bifenthrin, cyfluthrin, cypermethrin, esfenvalates / fenvalates, lambda

Page 23: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

18

cyhalothrin, permethrin trong nước mặt. Dịch chiết được làm sạch trên cột flosil

sau đó được phân tích bằng GC-MS-MS. Giới hạn phát hiện của phương

pháp(MDL) là 1-3 ng/l. Hiệu suất thu hồi trong khoảng từ 75-115%. Với độ lệch

chuẩn tương đối (%RSD) <20%.

1.4.2 Phương pháp chiết pha rắn SPE

Chiết pha rắn (SPE) [10] là một trong những kỹ thuật phổ biến nhất được

sử dụng để chiết dư lượng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ. Đây là một phương pháp

chuẩn bị mẫu để làm giàu và làm sạch mẫu phân tích từ dung dịch bằng cách cho

chất cần phân tích hấp phụ lên một cột pha rắn sau đó chất phân tích sẽ được rửa

giải bằng dung môi thích hợp. Cơ chế của quá trình lưu giữ bao gồm phân bố pha

đảo, pha thường và trao đổi ion. Ưu điểm của phương pháp SPE là khả năng làm

giàu mẫu cao, giúp loại bỏ ảnh hưởng của các chất gây nhiễu, qui trình thực hiện

tự động hoá, phù hợp với phân tích sắc ký và giảm lượng dung môi sử dụng so với

phương pháp chiết lỏng - lỏng.

Agustín Pastor và các cộng sự [11]đã sử dụng phương pháp chiết pha rắn

với cột chứa alumina và C18 để xác định các hợp chất nhóm pyrethroid

(Tetramethrin, Bifenthrin, Phenothrin, λ-Cyhalothrin, Permethrin, Cyfluthrin,

Cypermethrin, Flucythrinate, Esfenvalates, Fluvaline và Deltamethrin) trong dầu

thực vật. Các mẫu dầu được phân tách bằng dung môi ACN:hexan=1:1, sau đó

cho qua cột và được rửa giải bằng ACN, phân tích trên thiết bị GC-MS. Giới hạn

phát hiện trong khoảng từ 0,4-1,3 ng/g.

1.4.3 Phương pháp chiết siêu âm

Phương pháp chiết siêu âm là một phương pháp chiết hiện đại, sử dụng sóng

siêu âm làm dung môi (tại các hốc ở bề mặt tiếp xúc) bị sủi bọt, đẩy tạp chất ra

khỏi bề mặt mẫu. Bản chất của sóng siêu âm khác với sóng điện từ. Phần lớn năng

lượng của sóng siêu âm chuyển thành cơ năng (làm rung). Phương pháp chiết cho

phép chiết mẫu với hàm lượng lớn đến hàng trăm gam. Giảm tác động của nhiệt

Page 24: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

19

độ và áp suất đến dung môi chiết, cũng như các hợp chất không bền với nhiệt. Nhờ

có tác dụng của sóng siêu âm, thời gian chiết mẫu cũng được giảm đi đáng kể.

Vì phương pháp chiết siêu âm đơn giản và tiết kiệm nên trong luận văn

này tôi chọn phương pháp chiết siêu âm.

1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DƯ LƯỢNG THUỐC BẢO VỆ

THỰC VẬT

1.5.1. Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao

Tác giả Loper và cộng sự đã xác định thuốc bảo vệ thực vật nhóm pyrethrin

và pyrethroid trong nước mẫu nước đầu vào và nước tiểu bằng phương pháp sắc

ký lỏng sử dụng detector Diode array (LC-DAD). Pha động gồm: nuớc và

acetonitril, chế độ chạy gradient. Tốc độ dòng 0,5ml/phút. Các mẫu được chiết

đơn giản, không độc và nhanh, chỉ sử dụng natri clorua và acetonitril. Dịch chiết

được lọc và phân tích trên hệ thống sắc ký lỏng. Hiệu suất thu hồi mẫu nuớc đầu

vào trong khoảng từ 77 đến 103% với độ lệch chuẩn tương đối đạt 3-12%. Hiệu

suất thu hồi mẫu nước tiểu đạt 80 – 117% với độ lệch chuẩn tương đối từ 2-27%.

Tất cả các hoạt chất thuđuợc ở bước sóng 235nm. Giới hạn phát hiện của phương

pháp trong 5mL mẫu nước tiểu là 0,005µg/mL đối với tetramethrin, allethrin,

resmethrin, permethrin;0,004µg/mL đối với pyrethrum I; 0,04µg/mL đối với

pyrethrum II; 0,002µg/mL đối với fenvalerate [12].

Xác định nồng độ dư lượng của thuốc trừ sâu pyrethroid tổng hợp

(flumethrin, deltamethrin, cypermethrin và cyhalothrin) trong sữa và máu của bò

sữa cho con bú bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao sử dụng detector

UV ở bước sóng 266 nm. Mẫu được chiết với acetonitril, n-hexane sau đó được

làm sạch bằng cột silicagel với dung môi n-hexane và di ethyl ether. Hiệu suất thu

hồi của bốn pyrethroid trung bình từ 78 đến 91% . Giới hạn phát hiện là

0,001mg/kg [13].

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao là một phương pháp thông dụng để

xác định các hợp chất hữu cơ. Phương pháp này đã được ứng dụng để xác định

Page 25: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

20

đồng thời các hoạt chất pyrethroid. Tuy nhiên, phương pháp có độ nhạy kém khi

sử dụng detector UV, DAD. Đối với các nền mẫu phức tạp, các chất phân tích dễ

bị ảnh hưởng bởi nền mẫu, nếu chỉ dựa vào thời gian lâu sẽ rất khó để có thể khẳng

định chất cần phân tích.

1.5.2. Phương pháp sắc ký khí

Alicja Niewiadowska và các cộng sự [14] đã xác định đồng thời dư lượng

của bảy pyrethroid (bifenthrin, cyfluthrin, lambda-cyhalothrin, cypermethrin,

deltamethrin, fenvalates và permethrin) trong các mẫu thịt động vật đã được phát

triển và xác nhận. Phương pháp này dựa trên việc chiết xuất dư lượng pyrethroid

bằng hỗn hợp ete dầu hỏa, bước đóng băng, làm sạch trên cột Florisil và cuối cùng

được xác định bằng sắc ký khí với detector ECD (GC-ECD). Quá trình phân tích

được xác định bằng cách phân tích các mẫu trắng thịt thêm chuẩn ở các mức 10,

20 và 50 µg / kg. Các đặc tính hiệu suất thu hồi, độ tuyến tính, giới hạn phát hiện

(MDL), giới hạn định lượng (MQL), độ chính xác và thu hồi đã được xác định.

Phương pháp này hiệu quả với độ thu hồi cho tất cả các pyrethroid (trừ

deltamethrin)> 80%, CV lặp lại <6%, CV tái lặp <16%, MQL 10 µg/kg và độ

không đảm bảo <21%. Trong năm 2006 - 2009, phương pháp được đề xuất đã

được áp dụng để phân tích dư lượng pyrethroid trong 687 mẫu thịt, chủ yếu là từ

gia cầm, lợn và động vật nhai lại. Không có dư lượng pyrethroid được phát hiện

trong bất kỳ mẫu nào.

Dong Zhenlin và các cộng sự [15] đã xác định dư lượng bifenthrin trong 8

loại thực phẩm có nguồn gốc thực vật sử dụng phương pháp sắc ký khí khối phổ

(GC-MS). Hạt được chiết xuất bằng acetonitril và được làm sạch bằng sắc ký thẩm

thấu gel (GPC) kết hợp với Florisil- chiết pha rắn (SPE), trong khi rau và trái cây

được chiết xuất bằng ethyl acetate và chỉ được làm sạch bằng Florisil-SPE. Hầu

hết các lipit trong dịch chiết cho hạt đã được GPC loại bỏ, trước khi làm sạch SPE,

được phân tích bởi GC-MS với nguồn tác động điện tử (EI) trong chế độ ion chọn

lọc (SIM). Giới hạn phát hiện là 5 μg / kg (S / N = 10). Độ tuyến tính tốt trong

Page 26: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

21

phạm vi 0,005-0,5 mg / L với hệ số tương quan là 0,9999. Độ thu hồi nằm trong

khoảng 74% -99% .

Phương pháp sắc ký khí với detector bắt điện tử và sắc ký khí ghép nối khối

phổ đã được phát triển để xác định đồng thời 12 pyrethroids (tefluthrin, bifenthrin,

fenpropathrin, cyhalothrin, permethrin, cyfluthrin, cypermethrin, α-cypermethrin,

flucythrinate, fenvalerate, fluvalinate, and deltamethrin) trong trong mẫu cà chua

xay, rượu đào tiên, nước cam, đậu đóng gói. Mẫu được chiết với acetone, hỗn hợp

ethyl acetate – cyclohexane (50 ÷ 50, v/v). Dịch chiết đem cô và tiến hành bước

làm sạch trên cột florisil với hỗn hợp dung môi rửa giải là etyl acetate và hexan.

Thu toàn bộ dịch rửa giải có chứa chất phân tích đem cô khô và định mức bằng

1ml hexan, đem đo trên thiết bị sắc ký khí với detector bắt điện tử và detector khối

phổ. Hiệu suất thu hồi đạt 70,2- 96,0%. Hệ số biến thiên nằm trong khoảng 4,0

đến 13,9% cho tất cả các hợp chất. Giới hạn phát hiện < 0,01mg/kg khi phân tích

trên detector ECD [16].

Một phương pháp sắc ký khí sử dụng detector bắt điện tử (GC-ECD) để

xác định một số pyrethroid trong các mẫu sữa. Việc chiết xuất pyrethroid được

thực hiện bằng phương pháp chiết lỏng – lỏng bằng cách làm sạch kết tủa ở nhiệt

độ thấp, không có các giai đoạn bổ sung để loại bỏ các chất béo. Phương pháp này

có hiệu quả thu hồi 93,0 ± 0,1% đối với cipermethrin và 84,0 ± 0,3% đối với

deltamethrin. Giới hạn định lượng là 0,75 μg/L cho cả hai pyrethroid. Phương

pháp này đơn giản, thực hiện dễ dàng và chỉ sử dụng một lượng nhỏ dung môi hữu

cơ. Sau khi tối ưu hóa và xác nhận, phương pháp này đã được sử dụng để xác định

dư lượng của cipermethrin và deltamethrin trong sữa và trong thức uống sữa được

thương mại hóa ở Viçosa (MG, Brazil). Một số mẫu trình bày ô nhiễm với

deltamethrin ở mức dưới giới hạn ô nhiễm tối đa do FAO thiết lập [17].

Jeong-Heui Choi và các cộng sự [18] đã có một nghiên cứu xác định dư

lượng bifenthrin trong quả lê được phun bằng thuốc trừ sâu có chứa 2% bifenthrin,

tại bốn thời điểm khác nhau trước khi thu hoạch. Chất phân tích được chiết bằng

Page 27: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

22

acetone. Việc xác định dư lượng được thực hiện trên DB-5cột mao quản sử dụng

sắc ký khí với detector bắt điện tử (ECD). Độ tuyến tính của phương pháp này khá

tốt (R2 = 0,9951) ở nồng độ dao động từ 0,2 mg/kg đến 10 mg/kg. Thử nghiệm

phục hồi được thực hiện ở hai mức nồng độ, 0,2 mg/kg và 1,0 mg/kg, trong ba lần

lặp lại, và tỷ lệ của chúng là từ 82,9% đến 107,2%. Không phát hiện thấy hàm

lượng bifenthrin trong lê của tất cả các loại phương pháp xử lý bao gồm cả xử lý

phun 4 lần cho đến 7 ngày trước khi thu hoạch. Phương pháp chọn lọc và độ nhạy

này có thể được sử dụng để theo dõi lượng bifenthrin còn sót lại trong quả lê ở

nồng độ thấp mức độ tập trung.

Tác giả Nguyễn Thị Thơm [19]đã phân tích được một số thuốc bảo vệ thực

vật thuộc nhóm pyrethroid bao gồm λ-cyhalothrin, cypermethrin, deltamethrin và

permethrin bằng phương pháp sắc ký khí kết hợp với detector bắt điện tử, ưu điểm

của phương pháp là có độ chọn lọc cao, giới hạn phát hiện MDL từ 15-30µg/l, giới

hạn định lượng từ 50-100µg/l. Hiệu suất thu hồi của quy trình đạt từ 79,1- 98,7%.

Phương pháp sắc ký khí là phương pháp thường được sử dụng để phân tích

thuốc trừ sâu gốc clo hữu cơ, cơ photpho, cacbamat, pyrethroid, ưu điểm của thiết

bị này là ngoài yếu tố thời gian lưu như trong phương pháp sắc ký dùng detetor

ECD, việc sử dụng detector MS, còn cung cấp thêm thông tin quan trọng khác cho

việc định danh là khối phổ của hợp chất phân tích. Một lợi điểm quan trọng khác

là trong trường hợp có sự trùng lặp một phần hoặc toàn phần, hai hay nhiều peak

được rửa giải ra cột thì việc chọn lại mảnh ion có thể giúp ta xác nhận lại hợp chất

cần xác định và đồng thời cho phép định lượng được chúng. Chính vì vậy chúng

tôi chọn phương pháp này cho đề tài khóa luận của mình.

Quá trình phân tích trên thiết bị GC/MS được chia thành hai giai đoạn:

- Giai đoạn tách các chất xảy ra trên cột sắc ký khí: Mẫu được bơm vào trong và

theo dòng khí mang (He) đưa đến cột sắc ký (pha tĩnh). Mẫu khi qua cột này sẽ

được hấp phụ lên trên pha tĩnh đó. Sau đó, các chất lần lượt tách khỏi cột theo

dòng khí ra ngoài được ghi nhận bởi đầu dò (detector).

Page 28: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

23

- Giai đoạn nhận biết, đo lường xảy ra trên đầu dò khối phổ và bộ phận xử lý số

liệu. Các cấu tử được tách khỏi cột sắc ký sẽ lần lượt được đưa vào các nguồn ion

của máy khối phổ. Tại đây, tùy thuộc vào bản chất của chất cần phân tích, sẽ diễn

ra quá trình ion hóa với các kiểu ion hóa khác nhau (API, ESI hay APPI), sau đó

các ion được ghi nhận bởi bộ nhân quang để chuyển hóa thành tín hiệu điện. Ứng

với mỗi peak trên sắc ký đồ sẽ nhận được một khối phổ đồ riêng biệt và hoàn

chỉnh.

Page 29: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

24

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Bifenthrin là một loại thuốc bảo vệ thực vật thuộc nhóm pyrethroid có tác

dụng diệt côn trùng ( ruồi, muỗi..) vì vậy nó được dùng để phun, xịt vào các loại

hải sản khô với tác dụng chống các loại côn trùng. Theo cơ quan bảo vệ môi

trường( EPA), Bifenthrin thuộc nhóm C trong phân loại các chất gây ung thư ngoài

ra bifenthrin có thể làm viêm và gây các bệnh tự miễn như hen suyễn, viêm khớp.

Việt Nam là nước có diện tích biển lớn dọc từ Bắc vào Nam, do đó nguồn

hải sản khá đa dạng và phong phú đặc biệt là mực. Bên cạnh mực tươi sống, mực

khô luôn là lựa chọn hàng đầu của người tiêu dùng. Vấn đề đáng quan tâm là mực

khô hiện nay có đảm bảo an toàn thực phẩm hay không. Có phải mực khô chỉ đơn

giản là mực tươi ướp muối rồi phơi nắng hay không?

Mục tiêu nghiên cứu của đê tài là áp dụng phương pháp sắc ký khí để định

lượng hàm lượng bifenthrin trong một số mẫu mực khô.

2.2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÝ KHÍ – KHỐI PHỔ

Sắc ký khí là một phương pháp tách chất trong đó pha động là chất khí

(được gọi là khí mang) và pha tĩnh chứa trong cột là một chất rắn hoặc chất lỏng

phủ trên bề mặt chất mang trơ dạng rắn hay phủ đều lên thành phía trong cột. Tùy

thuộc vào bản chất pha tĩnh, người ta chia thành 2 loại sắc ký khí: [20]

+ Nếu pha tĩnh là một chất hấp phụ rắn thì kĩ thuật phân tích được gọi là sắc ký

khí – rắn.

+ Nếu pha tĩnh là chất lỏng được gắn lên bề mặt của chất mang trơ hoặc được

phủ dưới dạng một lớp phim mỏng lên thành trong của cột mao quản thì kĩ thuật

này được gọi là sắc ký khí – lỏng .

Phương pháp có hiệu quả tách rất cao và thời gian phân tích nhanh, với detector

phù hợp, giới hạn phát hiện của phương pháp có thể đạt 0,1ppb

Cột tách: có 2 loại cột tách là cột nhồi và cột mao quản.

Page 30: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

25

Ở cột nhồi, cột được nhồi đầy pha tĩnh xốp hay bằng các viên chất mang có

phủ trên bề mặt một lớp mỏng pha lỏng tương ứng có khối lượng từ 0,1% - 0,25%

khối lượng so với chất mang. Khi dòng khí mang len lỏi qua các khe hở trong cột

tách, các cấu tử cần phân tích trong dòng khí mang sẽ được lưu giữ ở pha tĩnh với

mức độ khác nhau. Nhưng với cột nhồi, chiều dài cột không thể kéo dài một cách

tùy ý vì độ chênh lệch áp suất giữa đầu và cuối cột tăng tỉ lệ với chiều dài cột. Do

đó để khắc phục điều này, người ta đã chế tạo ra cột mao quản.

Cột mao quản là loại cột tách với đường kính nhỏ hơn 1mm, thành trong

của cột được tẩm pha tĩnh. Nhờ cấu trúc đặc biệt này của cột mao quản, khí mang

sẽ đưa mẫu đi qua cột tách rất dài (làm cho năng suất tách cao) mà không gặp trở

kháng lớn (về độ chênh lệch áp suất). Các cấu tử sẽ tương tác với pha tĩnh bám

trên thành cột và được lưu giữ lại mức độ khác nhau. Hiện nay, người ta hay sử

dụng loại cột mao quản là cột mao quản phim mỏng và cột mao quản lớp mỏng

Detector :

Detector là bộ phận có nhiệm vụ chuyển hóa một đại lượng không điện

(nồng độ khối lượng các chất được tách ra khỏi cột sắc ký) thành đại lượng điện.

Hiện nay, tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà người ta có nhiều loại detector khác

nhau.

Trong luận văn này hợp chất bifethrin được phân tích bằng phương pháp

sắc ký khí- khối phổ (GC-MS). Phương pháp sắc ký khí-khối phổ dựa vào lực

tương tác khác nhau của các chất phân tích với pha tĩnh khi thay đổi nhiệt độ cột,

các chất có thời gian di chuyển trong cột khác nhau giúp cho các chất tách khỏi

nhau. Pha tĩnh của sắc ký khí thường sử dụng cột mao quản; pha động là khí Heli.

Sau khi tách khỏi nhau các chất di chuyển qua detector khối phổ, tại đây nguồn

ion hóa sẽ ion hóa các chất phân tích thành các mảnh mang điện tích đặc chưng

bởi m/z và được thu nhận tín hiệu.

Page 31: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

26

Hình 2. 1 Thiết bị GC 7890B/MSD 5977A

Bảng 2. 1. Một số thông số cài đặt trên thiết bị GC/MS

TT Điều kiện Thông số

Sắc kí khí

1 Cột tách DB-5 MS (Agilent)

5% Phenyl Methyl Siloxan

30 m x 250 μm x 0,25 μm

2 Chế độ bơm Không chia dòng

3 Nhiệt độ buồng bơm

mẫu

250 0C

4 Khí mang Heli, độ tinh khiết 99,999%

5 Chương trình nhiệt độ

của lò cột

100ºC (giữ 1 phút), tăng đến 2800C (tốc

độ tăng 150C/phút) giữ 5 phút. Thời gian

phân tích 18 phút

Khối phổ

6 Nhiệt độ nguồn ion 230ºC

8 Nhiệt độ tứ cực 150ºC

9 Nhiệt độ tranfer line 280oC

10 Thời gian cắt dung môi 5 phút

11 Chế độ SIM

Page 32: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

27

2.3. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT

2.3.1 Thiết bị

+ Hệ thống sắc kí khí ghép nối khối phổ GC 7890B/MSD 5977A (Agilent

Technologies).

+ Bể rửa siêu âm có gia nhiệt, S 100H, Elma (Đức).

+ Máy lắc Vortex ZX3, Velp, Ý.

+ Cân phân tích 2 số Practum 612-1S, Sartorius (Đức).

+ Cân phân tích 4 số Practum 224-1S, Sartorius (Đức).

+ Thiết bị thổi khí Nito

2.3.2 Dụng cụ

+ Bình định mức 1 mL, 2 mL, Duran.

+ Syringe 10, 50, 100 µL Hamilton.

+ Micropipet 200 µL, 500 µL, 5 mL và đầu hút đi kèm.

+ Ống đong 25 mL.

+ Pipet Pasteur và đầu bóp

+ Bình cầu đáy tròn cổ nhám Duran

+ Vial GC 2 mL, Agilent.

+ Cột làm sạch chứa silicagel và Na2SO4

+ Máy cô quay chân không BuChi

2.3.3 Hóa chất

2.3.3.1. Hóa chất sử dụng

Các hóa chất phải đảm bảo độ tinh khiết cao, không làm giảm độ chính

xác của phép phân tích và phải lưu trữ trong lọ thủy tinh để tránh nhiễm bẩn từ

chai nhựa.

- Natri sunfat, Na2SO4( Merk) khan, dạng bột, độ tinh khiết >98%; nung

450oC trong thời gian >5h để loại bỏ phtalate và nước.

Page 33: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

28

- Dung môi hữu cơ n-Hexan (Merk), Acetonitrile (Merk), Acetone ( Merk),

Dichlomethane (Merk).

- Khí He: độ tinh khiết từ 99,99% trở lên.

2.3.3.2 Chất chuẩn

Dung dịch chuẩn gốc: Chuần gốc có nồng độ 1000 ppm pha trong dung môi

acetonitrile, thể tích 1 mL. Dung dịch chuẩn gốc được bảo quản trong vail tối màu

ở điều kiện nhiệt độ -20 oC

2.4 QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM

2.4.1 Khảo sát các điều kiện tối ưu phân tích trên thiết bị GC/MS

2.4.1.1 Khảo sát, tối ưu hóa tốc độ khí mang phân tích bifenthrin trên

GC/MS

Tốc độ dòng và áp suất trên cột là những đại lượng ảnh hưởng đến độ phân

giải của chất phân tích theo phương trình Van-Deemter. Sự thay đổi tốc độ dòng

sẽ làm thay đổi áp suất, thời gian lưu và bề rộng đáy của mũi sắc ký. Tốc độ dòng

nhỏ sẽ làm tăng thời gian lưu đồng thời làm rộng đáy của peak sắc ký. Tốc độ

dòng lớn sẽ làm tăng áp suất và do đó làm giảm tuổi thọ cột. Do đó việc khảo sát

tốc độ dòng khí mang và áp suất vào cột là rất quan trọng, việc khảo sát tốc độ

dòng khí mang được tiến hành với từng nhóm chất khác nhau.

2.4.1.2 Khảo sát thể tích bơm mẫu

Cột tách sử dụng trong sắc ký khí là cột mao quản có đường kính nhỏ vì vậy

dung tải của cột có giới hạn nhất định, việc bơm mẫu với nồng độ lớn có thể gây

quá tải cột, gây nhiễm chéo các mẫu phân tích. Vì vậy cần phải khảo sát thể tích

bơm mẫu để xác định giới hạn tuyến tính của thiết bị cũng như đảm bảo giới hạn

phát hiện để phân tích hợp chất bifethrin

2.4.2 Xây dựng đường chuẩn

Pha dung dịch chuẩn trung gian: Dung dịch chuẩn gốc 1000 ppm được pha

loãng tới nồng độ 10 ppm để sử dụng trong quá trình phân tích. Chuyển 20 µL

Page 34: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

29

chuẩn gốc 1000 ppm sang bình định mức 2 mL và định mức tới vạch bằng dung

môi acetonitrile thu được chuẩn trung gian nồng độ 10 ppm

Tiến hành xây dựng đường chuẩn: Đường chuẩn hợp chất bifenthrin

được xây dựng gồm 5 điểm chuẩn ở các mức nồng độ tăng dần trong khoảng 10

đến 200 ppb. Cách pha được nêu trong bảng 2.2

Bảng 2. 2. Cách pha điểm chuẩn xây dựng đường chuẩn

Nồng độ (ppb) 10 20 50 100 200

Thể tích hút (µL)

Chuẩn Bifenthrin

1ppm 10 20 50 100 -

Chuẩn Bifenthrin

10ppm - - - - 20

Định mức (mL) 1 1 1 1 1

2.4.3 Khảo sát các điều kiện xử lý mẫu

2.4.3.1 Khảo sát dung môi chiết siêu âm

Dung môi chiết là một yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến kết quả phân

tích. Loại dung môi phù hợp phải đảm bảo chiết được hợp chất nghiên cứu ra khỏi

nền mẫu với hiệu suất cao nhất và phân tách được hợp chất phân tích khỏi tạp chất

của nền mẫu. Hơn nữa với xu hướng hóa học xanh, dung môi lựa chọn phải ít độc

và dễ xử lý. Trong luận văn tiến hành khảo sát lựa chọn dung môi chiết với 5 loại

dung môi Diclomethane; hexane; acetone; acetonitrile, toluen. Kết quả khảo sát

được đánh giá thông qua hiệu suất thu hồi của mẫu thêm chuẩn

2.4.3.2 Khảo sát thời gian chiết siêu âm

Thời gian chiết siêu âm ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi của mẫu, thời gian

siêu âm quá ít khiến cấu trúc nền mẫu chưa thể bị phá vỡ, cản trở việc chuyển pha

của chất phân tích. Ngược lại thời gian rung siêu âm quá nhiều có thể dẫn đến sự

Page 35: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

30

tăng nhiệt của dung môi hay phân hủy chất phân tích bởi sóng năng lượng. Vì vậy

tiến hành khảo sát thời gian chiết siêu âm trong khoảng từ 10 đến 80 phút.

2.4.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện bay hơi dung môi bằng khí nitơ

Hàm lượng hợp chất Bifenthrin có trong mẫu là rất nhỏ, lượng dung môi sử

dụng để chiết tách thu được khoảng 30 mL, vì vậy cần phải có quá trình làm giàu

mẫu. Phương pháp làm giàu mẫu dưới dòng khí Nito đã được lựa chọn. Việc làm

giàu mẫu cần có các khảo sát để hạn chế thấp nhất việc làm mất chất phân tích.

Sau khi rung siêu âm ,chuyển một lượng dịch chiết sang thổi khí nitơ và thổi đến

dưới 1 mL và chuyển sang bình định mức, định mức tới 1 mL bằng acetonitrile.

Nhiệt độ khảo sát là 25oC và 5oC.

2.4.4 Đánh giá phương pháp

- Thí nghiệm xác định MDL và MQL: Thêm chuẩn nồng độ Bifenthrin

10ppb vào mẫu mực khô tiến hành xử lý mẫu theo quy trình; đo lặp 10 lần để xác

định MDL và MQL .

- Thí nghiệm xác định độ thu hồi: Tiến hành trên nền mẫu thực thêm chuẩn

Bifenthrin với nồng độ 100 ppb. Dựa vào đường chuẩn để tính toán nồng độ thu

được từ đó xác định độ thu hồi của phương pháp nghiên cứu.

- Thí nghiệm xác định độ lặp lại: Tiến hành thêm chuẩn 10 ppb Bifethrin

đo lặp lại 10 lần mẫu vừa xử lý, kết quả thu được xác định độ lặp lại.

- Thí nghiệm xác định độ tái lặp: Tiến hành thí nghiệm lặp lại giữ nguyên

các yếu tố phân tích, tiến hành thay đổi ngày phân tích trên cùng một nền mẫu.

Kết quả của 2 lần phân tích dùng để xác định độ tái lặp.

2.5 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU

2.5.1 Giới hạn phát hiện (MDL), giới hạn định lượng (MQL)

MDL được xem là lượng chất phân tích nhỏ nhất mà hệ thống phân tích còn

cho tín hiệu phân tích khác có nghĩa với tín hiệu của mẫu trắng hay tín hiệu nền,

Page 36: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

31

đây là thông số đặc trưng cho độ nhạy của phương pháp phân tích, Nêu chất nào

nhạy thì giới hạn phát hiện nhỏ và ngược lại

Giới hạn định lượng (MQL) được xem là lượng chất phân tích thấp nhất mà

hệ thống phân tích định lượng được tín hiệu phân tích khác có ý nghĩa định lượng

với tín hiệu mẫu trắng hay tín hiệu nền.

MDL được tính theo công thức: MDL = 2,812. Sd

MQL được tính theo công thức: MQL = 10.Sd

Trong đó Sd là độ lệch chuẩn của các lần thí nghiệm lặp lại.

2.5.2 Hiệu suất thu hồi

Đây là một thông số không thể thiếu được trong khi đánh giá một phương

pháp phân tích. Dựa vào việc thêm chuẩn vào mẫu thử, cùng với việc tiến hành

làm mẫu thực không có thêm chuẩn, hiệu suất thu hồi được tính theo công thức

sau:

%𝐻 = 𝐶𝑆+𝑚ẫ𝑢 −𝐶𝑚ẫ𝑢

𝐶𝑆0

×100%

Trong đó:

%H: hiệu suất thu hồi

CS+mẫu : nồng độ tổng chuẩn thêm vào và mẫu thực có đo được.

Cmẫu: nồng độ thực đo được.

CSo: nồng độ chuẩn biết trước

2.5.3 Độ lặp lại

Độ lặp lại của phương pháp thể hiện cho độ chụm của các các phép đo lặp

lại. Thông thường khi thực hiện các phép thử nghiệm trên những mẫu vật liệu và

trong những tình huống được xem là giống hệt nhau thường không cho các kết quả

giống nhau. Điều này do các sai số ngẫu nhiên không thể tránh được vốn có trong

Page 37: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

32

mỗi quy trình phân tích gây ra và không thể kiểm soát được hoàn toàn tất cả các

yếu tố ảnh hưởng đến đầu ra của một phép đo như sự bay hơi của dung môi, sai số

từ dụng cụ thiết bị. Độ lặp lại của phương pháp được xác định qua độ lệch chuẩn

(SD) và độ lệch chuẩn tương đối (RSD%),

𝑆𝐷 = √∑(𝑆𝑖−𝑆𝑡𝑏)2

𝑛−1 RSD (%)=

𝑆𝐷

𝑆𝑡𝑏 × 100 %

2.5.4 Độ tái lặp

Độ tái lặp thể hiện cho mức độ chính xác của phương pháp nghiên cứu khi

thay đổi một số yếu tố khách quan của phép phân tích. Độ tái lặp được xác định

qua phương pháp thống kê so sánh 2 tập số liệu trung bình sử dụng chuẩn t 2 phía

với P=0,95; bậc tự do f=8

2.5.5 Độ không đảm bảo đo của mẫu phân tích

Độ không đảm bảo đo thể hiện khoảng giá trị chấp nhận sai số của kết quả

phân tích. Độ không đảm bảo đo được tính dựa trên việc tổng hợp độ không đảm

bảo đo thành phần của các thí nghiệm lặp lại, tái lặp và xác định hiệu suất thu

hồi. Công thức tính như sau:

𝑈𝑐 = √𝑈𝑟2 + 𝑈𝑅

2 + (𝑈𝑅𝑒𝑐)2

Kết quả mẫu Cmẫu ± 3.Uc ( n=10)

2.5.6. Tính toán kết quả

𝐶𝑚ẫ𝑢 =𝐶đ𝑜 𝑚á𝑦 × 1 × 𝑉𝑏𝑎𝑛 đầ𝑢

𝑚𝑚ẫ𝑢 × 𝑉𝑡ℎổ𝑖 𝑁2

× 𝐻%

Trong đó:

Cđo máy : Là nồng độ mẫu đo được trên thiết bị GC/MS (ng/mL)

1 : là thể tích định mức cuối (mL)

Vban đầu : Là thể tích dung môi dùng để chiết siêu âm (mL)

Page 38: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

33

mmẫu : Khối lượng mẫu phân tích (gam)

Vthổi N2 : Là thể tích dung môi chuyển qua ống thổi N2

H%: Hiệu suất thu hồi

2.6 THÔNG SỐ THU THẬP MẪU

Các mẫu phân tích được lấy tại chợ buôn và nhà dân tại các tỉnh Quảng

Ninh, Hải Phòng, Thanh Hóa, Đà Nẵng. Thông tin mẫu được đưa ra trong bảng

2.3

Bảng 2. 3 Một số địa điểm thu thập mẫu

STT Ký hiệu mẫu Địa chỉ

1 QN1 Chợ Đông Xá, tp. Cẩm Phả, Quảng Ninh, Việt

Nam

2 QN2 Chợ Cái Dăm,Tiên ông, Bãi Cháy, Quảng Ninh

3 QN3 Chợ Rừng, Quảng Yên, Quảng Ninh.

4 QN4 Chợ Thanh Sơn, Uông Bí, Quảng Ninh

5 QN5 Chợ Cầu Ngầm, Cẩm Phả, Quảng Ninh

6 ĐN1 Chợ Đống Đa, Hải Châu, Đà Nẵng

7 ĐN2 Chợ Tân Chính, Hải Châu, Đà Nẵng

8 ĐN3 Chợ Hàn, Hải Châu, Đà Nẵng

9 ĐN4 Chợ Tự Phát Hòa Minh, Liên Chiểu, Đà Nẵng

10 ĐN5 Chợ Hải Sản Thanh Kê Đông, Thanh Kê, Đà Nẵng

11 TH1 Chợ Đình, Quảng Lợi, Quảng Xương, Thanh Hóa

12 TH2 Chợ Ghép, Lộc Tiến, Quảng Xương, Thanh Hóa

13 TH3 Chợ Đòn, Tĩnh Hải, Thanh Hóa

14 TH4 Chợ Hải Thượng, Tx. Hoàng Mai, Thanh Hóa

Page 39: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

34

15 TH5 Chợ Hải Bình, Tĩnh Gia, Thanh Hóa

16 HP1 Cửa Hàng Minh Phương, 136 Lương Khánh Thiện,

Cầu Đất, Ngô Quyền, Hải Phòng

17 HP2 Chợ Sắt, Hồng Bàng, Hải Phòng

18 HP3 Chợ Trại Chuối, Hồng Bàng, Hải Phòng

19 HP4 Chợ Hàng Mới, Dư Hàng Kênh, Lê Chân

20 HP5 Chợ Đầu Mối, Sở Dầu, Hồng Bàng, Hải Phòng

Hình 2. 2 Một số hình ảnh mẫu thu thập

Page 40: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

35

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU VÀ ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP

PHÂN TÍCH

3.1.1 Scan lựa chọn mảnh khối chính cho hợp chất bifenthrin và đánh giá độ

ổn định về thời gian lưu

Trong các phương pháp sắc ký, độ ổn định về thời gian lưu là thông số quan

trọng ảnh hưởng đến khả năng định tính của phương pháp. Ngoài ra thời gian lưu

cũng phản ảnh độ nhọn của peak sắc ký, độ đáp ứng của cột tách với hợp chất

bifethrin. Qua quá trình thử nghiệm chúng tôi nhận thấy dù có tối ưu hóa toàn bộ

các điều kiện thì thời gian lưu của hợp chất vẫn bị thay đổi. Vì vậy cần phải tiến

hành xác định độ ổn định thời gian để mở rộng khoảng nhận kết quả của thời gian

lưu tối đa cho hợp chất để tránh lẫn với peak nhiễu trong nền mẫu. Kết quả phân

tích lặp lại 10 lần điểm chuẩn nồng độ 200 ppb được đưa ra trong bảng 3.1 và sắc

đồ ion ở hình 3.1

Hình 3. 1. Sắc đồ ion

(mainlib) Bifenthrin

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 4200

50

100

27 41 51 63 77 91 101 115 127141

165

181

197 225 322 422

Cl

FFF

O

O

Page 41: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

36

Bảng 3. 1. Bảng đánh giá thời gian lưu bifenthrin

Lần Thời gian lưu Mảnh m/z

1 13,386

181,165,166

2 13,405

3 13,381

4 13,395

5 13,403

6 13,378

7 13,382

8 13,391

9 13,402

10 13,387

TB 13,391

Độ lệch thời gian

lưu

0,073%

Kết quả cho thấy độ lệch chuẩn tương đối thời gian lưu hợp chất bifethrin

là 0,073%, cho thấy khả năng đáp ứng của cột DB-5MS khá tốt, độ tái lặp về thời

gian lưu cao, các chất có khả năng lưu giữ tốt trên cột, phân tách được với các tạp

chất của nền mẫu trong quá trình phân tách sắc ký.

3.1.2 Khảo sát, tối ưu hóa tốc độ khí mang phân tích bifenthrin trên

GC/MS

Để tiếp tục đánh giá ảnh hưởng của tốc độ khí mang đến kết quả phân tích,

tiến hành thực nghiệm với chất chuẩn Bifenthrin 200 ppb và thay đổi tốc độ khí

mang là 0,8 đến 1,2 mL/phút. Tốc độ dòng tối ưu được lựa chọn dựa trên độ cân

đối peak.

Page 42: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

37

Hình 3. 2. Khảo sát tốc độ khí mang

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khí mang trong khoảng từ 0,8 đến

1,2 ml/phút cho thấy trong khoảng này chiều cao peak tăng dần khi tốc độ khí

mang đạt 1,1 ml/phút chiều cao peak thu được là tốt nhất. Trong khi đó tiếp tục

tăng tốc độ này thì diện tích peak lại giảm dần. Điều này là do khi tốc độ khí mang

thấp, khả năng giải hấp trong cột chưa tốt do tốc độ khí mang quá chậm không đẩy

được các hợp chất vào detector ngay lập tức. Ngược lại khi tốc độ khí mang Heli

cao 1,2 ml/phút độ phân giải giảm đi rất nhiều do khả năng hấp phụ vào cột lúc

này không cân bằng với thời gian giải hấp, dòng khí mang lập tức đẩy các hợp

chất vào detector.

Page 43: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

38

3.1.3 Khảo sát thể tích bơm mẫu

Thể tích bơm mẫu ảnh hưởng đến hình dạng peak sắc ký, đồng thời có thể

làm tăng tín hiệu tại các điểm nồng độ thấp với mong muốn tăng khả năng phát

hiện của thiết bị. Tuy nhiên khi bơm quá nhiều mẫu có thể gây quá tải liner trong

hệ thiết bị gây mất mẫu, giảm hiệu suất phân tích. Liner được sử dụng là loại

slipless có thể bơm từ 1 đến 100 µL. Các thể tích chúng tôi khảo sát là 1,2,5 µL

với chất chuẩn 200 ppb; 100ppb và chất chuẩn 10 ppb.

Kết quả cho thấy với điểm 10 ppb khi tăng thể tích tiêm mẫu peak thu được

có tín hiệu cao hơn đáng kể. Với thể tích tiêm 1 µL với điểm chuẩn cao nhất của

đường chuẩn 200ppb peak thể hiện ở dạng cân đối, không gây quá tải cột; tuy

nhiên khi tăng thể tích bơm mẫu lên 2; 5 µL hình dạng mũi sắc ký của hợp chất bị

kéo đuôi nghiêm trọng . Vì vậy để đảm bảo peak cân đối và không bị kéo chân thể

tích tiêm 1 µL được lựa chọn là tối ưu nhất

3.1.4 Xây dựng đường chuẩn xác định Bifethrin trên thiết bị GC/MS

Hàm lượng Bifenthrin trong mẫu được xác định thông qua diện tích peak

thu được của mỗi chất trong mẫu sử dụng đường chuẩn. Việc xây dựng đường

chuẩn để xác định mối quan hệ tuyến tính giữa nồng độ và diện tích peak là rất

cần thiết. Tiến hành xây dựng đường chuẩn với 5 điểm chuẩn là 10, 20, 50, 100,

200(ppb). Kết quả đường chuẩn được đưa ra trong hình 3.3

Page 44: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

39

Hình 3. 3. Đường chuẩn Bifenthrin

Đường chuẩn được xây dựng trong khoảng nồng độ từ 10 ppb đến 200ppb

cho phương trình hồi qui có hệ số tương quan = 0,9995. Điều này chứng tỏ có sự

phụ thuộc tuyến tính của diện tích peak vào nồng độ các chất phân tích trong

khoảng nồng độ này.

3.1.5 Đánh giá phương pháp phân tích trên thiết bị GC/MS

Giới hạn phát hiện (IDL), Giới hạn định lượng (IQL) của thiết bị

Giá trị giới hạn phát hiện (IDL) và giới hạn định lượng (IQL) của thiết bị

đối với các chất phân tích là một thông số rất quan trọng đối với phương pháp

phân tích. Việc định lượng chỉ chính xác khi nồng độ chất phân tích nằm trong

khoảng tuyến tính, tức là từ giá trị IQL đến giới hạn tuyến tính (limit of linearity -

LOL). Trước hết, chúng tôi tính toán giới hạn định tính và giới hạn định lượng của

thiết bị dựa trên độ lệch chuẩn của 10 lần đo lặp lại điểm chuẩn 10 ppb. Chất chuẩn

cũng được phân tích lặp lại 10 lần điểm chuẩn trên thiết bị GC/MS/MS

( Thermo scientific) để khẳng định lại khả năng đáp ứng của thiết bị với hợp chất

bifenthrin

y = 13.994x - 52.009R² = 0.9995

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 50 100 150 200 250

Diệ

n t

ích

pea

k

Nồng độ ppb

Đường chuẩn của Bifenthrin

Page 45: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

40

Bảng 3. 2. Kết quả chạy lặp lại trên thiết bị GC/MS và GC/MS/MS

Lần GC/MS GC/MS/MS

Nồng độ (ppb)

1 9,46 9,16

2 10,34 9,34

3 9,06 10,58

4 11,00 9,73

5 10,12 9,95

6 10,50 10,84

7 9,06 10,54

8 10,64 10,93

9 9,16 9,04

10 9,08 10,70

TB 9,84 10,08

SD 0,757 0,727

IDL (ppb) 2,13 2,05

IQL (ppb) 7,57 7,27

Kết quả cho thấy IDL= 2,13 ppb và IQL=7,57 ppb của hệ thiết bị GC/MS

tương đối tốt, phù hợp để phân tích hàm lượng nhỏ hợp chất bifethrin trong các

mẫu thực phẩm. So sánh với kết quả trên thiết bị GC/MS/MS tuy rằng giới hạn

phát hiện được hạ thấp hơn nhưng chi phí phân tích khi sử dụng thiết bị sắc ký 2

lần khối phổ là cao hơn nhiều. Điều này giúp chứng mình sự đáp ứng của thiết bị

nghiên cứu là phù hợp với hợp chất phân tích bifenthrin

3.2 KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN XỬ LÝ MẪU VÀ ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG

PHÁP

3.2.1. Khảo sát lựa chọn dung môi chiết siêu âm

Tiến hành khảo sát chiết siêu âm với 4 loại dung môi là Diclomethane;

hexane; Acetonitrile; Acetone; Toluen. Quy trình chiết siêu âm được tham khảo

theo method EPA 3550C . Thời gian chiết siêu âm là 40 phút; mẫu và chất chuẩn

được đưa vào vail thủy tinh kín 20 mL, đảm bảo hệ chiết siêu âm là kín. Kết quả

khảo sát lựa chọn dung môi chiết được đưa ra trong hình 3.4

Page 46: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

41

Hình 3. 4. Kết quả khảo sát dung môi chiết

Biểu đồ hình 3.4 cho thấy các dung môi không phân cực như hexane, toluen

không phù hợp để chiết tách hợp chất bifethrin trong nền mẫu mực khô. Bản chất

của bifethrin là một hợp chất phân cực vì vậy các dung môi phân cực mới có khả

năng chiết tách được hợp chất này. Dựa vào hình 3.4 nhận thấy dung môi

acetonitrile cho hiệu suất thu hồi cao nhất = 83,12%; acetone và diclomethane lần

lượt là 65,46 và 60,32%. Hai loại dung môi này cũng là dung môi phân cực, tuy

nhiên hai dung môi có nhiệt độ bay hơi thấp vì vậy qua các bước chuyển đổi, dung

môi bay hơi quá nhanh có thể cuốn theo chất phân tích. Vì vậy để đảm bảo toàn

bộ quá trình xử lý mẫu bảo toàn được tối đa chất phân tích dung môi acetonitrile

được lựa chọn để chiết tách hợp chất bifethrin trong mẫu mực khô.

3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết siêu âm

Kết quả đánh giá ảnh hưởng của thời gian chiết siêu âm khi thay đổi từ 10

đến 70 phút đến hiệu suất thu hồi của mẫu thêm chuẩn ở nồng độ 100 ppb được

trình bày trong biểu đồ hình 3.5

20.1225.42

65.46

83.12

60.32

0

20

40

60

80

100

Hexane Toluen Acetone Acetonitrle Diclomethane

Hiệ

u s

uất

thu

hồi

Loại dung môi

Kết quả khảo sát dung môi chiết

Page 47: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

42

Hình 3. 5. Ảnh hưởng của thời gian chiết siêu âm đến hiệu suất thu hồi

Kết quả cho thấy với 40 phút siêu âm, hiệu suất thu hồi của các chất đã ổn

định, khi tiếp tục tăng thời gian, hiệu suất thu hồi của các chất không tăng. Như

có thể thấy trên biểu đồ, hiệu suất thu hồi tối đa của phương pháp chỉ có thể đạt

tới 84,72%. Nguyên nhân thất thoát ra bên ngoài đã được loại bỏ do sử dụng vial

kín, vì vậy việc giảm hiệu suất có thể do sóng siêu âm đã làm phân hủy một phần

chất phân tích. Từ đây có thể thấy vai trò của thời gian chiết siêu âm là cực kỳ

quan trọng. Thời gian chiết siêu âm được lựa chọn là 50 phút cho phương pháp

chiết siêu âm mẫu mực khô phân tích bifenthrin.

3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện bay hơi dung môi bằng khí

nitơrogen

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của điều kiện thổi khí nitơ được đánh giá qua hiệu

suất thu hồi của mẫu thêm chuẩn và được thể hiện trong bảng 3.3

41.62

58.49

65.46

82.97 84.72 82.84 83.09

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80

Hiệ

u s

uất

th

u h

ồi (

%)

Thời gian rung siêu âm (phút)

Bifethrin

Page 48: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

43

Bảng 3. 3. Kết quả khảo sát thổi khí N2

Nhiệt độ khảo sát

(oC)

Hiệu suất thu hồi

(%)

Thời gian dung môi

bay hơi (min)

5 97,23 31,32

10 82,12 28,97

15 75,45 24,23

20 70,87 21,36

25 62,12 18,23

30 38,47 10,65

Kết quả cho thấy ở nhiệt độ 30oC tốc độ bay hơi của dung môi là 10,65 phút,

nhanh hơn ở nhiệt độ 5oC là 31,32 phút, tuy nhiên theo bảng 3.3 ta thấy hiệu suất

thu hồi với điều kiện 30oC bị giảm đi = 38,47%, càng giảm nhiệt độ thổi khí Nitơ

hiệu suất thu hồi của chất phân tích càng cao, có thể do các hợp chất này dễ bị

phân hủy khi ở điều kiện môi trường. Ngược lại ở 5oC tuy thời gian thổi lâu hơp

gấp 3 lần nhưng hiệu suất thu hồi =98%. Do đó nhận thấy , yếu tố nhiệt độ ảnh

hưởng rất nhiều đến khả năng thất thoát chất. Mỗi chất khi hòa tan vào dung môi

đều có một áp suất hơi bão hòa, từ đó diễn ra qua trình cân bằng lỏng – hơi. Khi

làm bay hơi dung môi bằng nitrogen sẽ thay đổi cân bằng lỏng hơi, làm tăng tốc

độ hóa hơi của dung môi được sử dụng, đồng thời cũng thay đổi cân bằng của hợp

chất phân tích. Quá trình chuyển pha bay hơi dung môi là thu nhiệt, vì vậy khi

thực hiện ở nhiệt độ thấp, cân bằng sẽ dịch chuyển sang pha lỏng làm giảm quá

trình chuyển hóa chất. Vì vậy chúng tôi lựa chọn điều kiện thổi bay hơi dung môi

bằng khí Nitơ ở 5oC mặc dù thời gian xử lý mẫu sẽ kéo dài hơn.

Page 49: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

44

3.2.4 Đánh giá hiệu suất thu hồi của hợp chất sau khi đi qua cột làm sạch

Cột làm sạch được nhồi Silicagel đã hoạt hóa bằng cách sấy ở 130oC trong

vòng 16 tiếng, và Na2SO4 [21] Silicagel có tác dụng loại màu và các tạp chất trong

mẫu, Na2SO4 có tác dụng loại nước dư sau quá trình rung siêu âm. Tiến hành thí

nghiệm thêm chuẩn vào dịch chiết nền mẫu trắng sau khi chiết siêu âm với các

khoảng nồng độ khác nhau. Kết quả được đưa ra trong bảng 3.4

Bảng 3. 4. Hiệu suất thu hồi của Bifenthrin qua cột làm sạch

STT Nồng độ thêm chuẩn

(ppb)

Hiệu suất thu hồi

(%)

1 10 83,56

2 20 93,24

3 50 90,54

4 100 95,56

Kết quả nhận thấy cột làm sạch bằng silicagel phù hợp để loại bỏ các tạp

chất có trong mẫu sau khi chiết khi hiệu suất thu hồi ở cả 4 khoảng thêm chuẩn

nằm trong khoảng 83,56 – 95,56% phù hợp với tiêu chuẩn AOAC đưa ra

Page 50: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

45

Hình 3. 6. Quy trình phân tích bifenthrin trong mẫu mực

3.2.5 Kết quả thẩm định phương pháp

Dựa trên giá trị IDL của thiết bị là 2,13 ppb Tiến hành thí nghiệm lặp lại 10

lần mẫu mực khô thêm chuẩn 10 ng/g , nồng độ đo được trên thiết bị là 10 ppb (

Chuyển vào vial 50 mL

Thổi N2 ở 5oC đến gần cạn

Định mức đến VmL

Phân tích trên GC/MS

Cô quay sau đó chuyển qua ống thổi Nitơ

Chuyển 15 mL dịch chiết sang Cột làm

sạch

Rung siêu âm 50 phút

Thêm 30 mL dung môi Acetonitrile

Rửa bằng Acetonitrile

Cân khoảng 3 gam mẫu đã đồng nhất

Page 51: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

46

trong khoảng từ 3-5 lần giá trị IDL ) để xác định giới hạn phát hiện và định lượng

của phương pháp. Tiến hành thí nghiệm tái lặp như thí nghiệm xác định giới hạn

phát hiện vào ngày khác và tiến hành so sánh hai giá trị trung bình để xác định

tính ổn định của phương pháp phân tích. Thêm chuẩn 100 ppb vào mẫu tiến hành

phân tích lặp lại 10 lần xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp. Kết quả thẩm

định phương pháp được đưa ra trong bảng 3.5

Bảng 3. 5. Kết quả thẩm định phương pháp

Lặp lại Tái lặp Mẫu thêm

chuẩn

Hiệu suất

thu hồi

(%)

1 9,21 8,33 96,76 96,76

2 10,01 8,34 81,12 81,12

3 9,14 8,21 98,70 98,70

4 10,59 10,27 102,68 102,68

5 10,26 9,57 82,48 82,48

6 9,38 8,46 83,88 83,88

7 9,96 9,89 97,62 97,62

8 10,43 8,17 86,03 86,03

9 10,62 8,13 94,60 94,60

10 9,46 8,21 90,01 90,01

TB (ng/g) 9,91 8,76

Page 52: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

47

SD (ng/g) 0,57 0,82

%RSD 5,77 9,33

MDL (ng/g) 1,61

MQL (ng/g) 5,71

Kết quả giới hạn phát hiện của phương pháp MDL = 1,61 ng/g ; MQL= 5,71

ng/g, nồng độ này phù hợp để phân tích lượng vết hợp chất bifethrin trong các mẫu

mực khô. Hiệu suất thu hồi nằm trong khoảng ( 80-100%) phù hợp với tiêu chuẩn

AOAC cho phép ở mức hàm lượng 100 ppb. Độ lệch chuẩn tương đối RSD% của

thí nghiệm lặp lại và thí nghiệm tái lặp lần lượt là 5,77 % và 9,33 % < 15% phù

hợp với yêu cầu cho phép của AOAC.

3.3 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MẪU

Các mẫu mực khô được lấy tại chợ buôn tại khu vực tỉnh Quảng Ninh, Hải

Phòng,Thanh Hóa, Đà Nẵng. Để đảm bảo tính chính xác chúng tôi tiến hành lấy

song song mẫu mực tươi ở các khu vực để phân tích. Từ đó kết luận được hàm

lượng bifethrin có trong mực khô có nguồn gốc tự nhiên hay qua quá trình chế

biến được tẩm thêm vào để làm chất bảo quản. Theo thực tế khi thu thập mẫu, các

mẫu mực khô ngoài lớp “phấn trắng” tự nhiên có một số mẫu xuất hiện lớp bột

trắng dễ bong và dính vào tay khi cầm phải.

Kí hiệu

mẫu

Hàm lượng (ng/g)

QN 1 QN 2 QN 3 QN 4 QN 5

Khô - - - - -

QN 6 QN 7 QN 8 QN9 QN 10

Tươi - - - - -

Page 53: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

48

Kí hiệu

mẫu

Hàm lượng (ng/g)

ĐN 1 ĐN 2 ĐN 3 ĐN 4 ĐN 5

Khô - - - - -

ĐN 6 ĐN 7 ĐN 8 ĐN 9 ĐN 10

Tươi - - - - -

Kí hiệu

mẫu

Hàm lượng (ng/g)

HP 1 HP 2 HP 3 HP 4 HP 5

Khô - - - - -

HP 6 HP 7 HP 8 HP 9 HP 10

Tươi - - - - -

Kí hiệu

mẫu

Hàm lượng (ng/g)

TH 1 TH 2 TH 3 TH 4 TH 5

Khô - - - - 25,67

TH 6 TH 7 TH 8 TH 9 TH 10

Tươi - - - - -

Chú giải : “-” Không phát hiện (<MDL)

Kết quả cho thấy hàm lượng bifenthrin không có mặt trong các mẫu tươi,

điều này chứng tỏ việc bifethrin đã có sẵn trong mẫu là không thể xảy ra. Việc xác

phát hiện hợp chất này trong các mẫu là qua quá trình chế biến được tẩm thêm

vào. Có 1/20 mẫu mực khô phân tích phát hiện hàm lượng của hợp chất này thuộc

khu vực Thanh Hóa với nồng độ hợp chất bifenthrin được tìm thấy là 25,67ng/g .

Được biết khu vực này đã từng phát hiện sử dụng các hóa chất cấm để tẩm vào hải

sản khô khi phơi để diệt nấm mốc và đuổi ruồi muỗi trong đó có bifenthrin.

Việc phát hiện hàm lượng bifenthrin trong các mẫu mực khô là một điều

đáng báo động khi mà hợp chất này nằm trong nhóm độc 2 theo tổ chức y tế thể

giới – WHO xếp hạng. Hơn nữa bifenthrin có khả năng tích lũy trong cơ thể, lâu

ngày có thể gây biến đổi gen và có thể gây ung thư. Tuy nhiên phần lớn các mẫu

Page 54: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

49

phân tích đều không phát hiện hợp chất này chứng tỏ việc quản lý sản xuất, cũng

như ý thức của người dân trong hoạt động chế biến cũng đã được nâng cao. Mẫu

phát hiện là mẫu đóng gói không có nguồn gốc xuất xứ được giới thiệu là tự sơ

chế và chưa được cung cấp rộng rãi ra thị trường.

Page 55: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

50

KẾT LUẬN

Trong luận văn này chúng tôi đã thu được các kết quả như sau:

❖ Xây dựng quy trình phân tích bifenthrin trên thiết bị sắc ký khí GC-MS

trong các mẫu mực khô:

+ Chương trình trên GC/MS:

Nhiệt độ buồng bơm mẫu :250oC, nhiệt độ ống chuyển (từ GC sang MS) :

280oC, nhiệt độ nguồn ion : 230oC

Chương trình lò cột : Từ 100oC ( giữ 1 phút) lên 280oC tăng 10oC/min (giữ

5 phút) tổng thời gian phân tích 18 phút.

+ Quy trình xử lý mẫu: Cân 3g mẫu chuyển vào ống li tâm 50 mL, thêm

30mL ACN, rung siêu âm 50 phút. Chuyển 15ml dịch chiết sang cột làm sạch,

rửa bằng ACN. Cô quay sau đó chuyển qua ống thổi Nito, thổi N2 ở 5oC đến gần

cạn, định mức rồi phân tích trên GC/MS.

❖ Đánh giá phương pháp: Giới hạn phát hiện của phương pháp là MDL =

1,61 ng/g ; MQL= 5,71 ng/g

Thu thập được 20 mẫu trên 4 tỉnh Hải Phòng, Đà Nẵng, Thanh Hóa, Quảng

Ninh. Kết quả cho thấy hàm lượng bifenthrin không có mặt trong các mẫu tươi,

điều này chứng tỏ việc bifethrin đã có sẵn trong mẫu là không thể xảy ra. Việc xác

phát hiện hợp chất này trong các mẫu là qua quá trình chế biến được tẩm thêm

vào. Hầu hết các mẫu là không phát hiện được, có 1/20 mẫu mực khô phân tích

phát hiện hàm lượng của hợp chất này thuộc khu vực Thanh Hóa với nồng độ hợp

chất bifenthrin được tìm thấy là 25,67ng/g .

Page 56: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

51

PHỤ LỤC

Sắc ký đồ mẫu TH5 Sắc ký đồ của mẫu QN1

Sắc ký đồ của mẫu ĐN1 Sắc ký đồ của mẫu HP1

Page 57: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

52

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] H. X. Tiến, Hoá học Bảo vệ thực vật, Nxb. Khoa họcvà Kỹ thuật., 2013.

[2] Thực trạng sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trong nông nghiệp ở Việt Nam,

Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật ViệtNam, 2013.

[3] W. Zhang, Global pesticide use: Profile, trend, cost / benefit and more,

Proceedings of the International Academy of Ecology and Environmental

Sciences, p. 7.

[4] Hiểm họa từ phơi nhiễm thuốc bảo vệ thực vật., Báo Sài Gòn Giải Phóng,

2018.

[5] Những điều cần biết về rau quả, Viện Dinh Dưỡng Quốc Gia, 2017.

[6] Thuốc bảo vệ thực vật và những hệlụy của nó đến con người., Cổng thông

tin điện tử tổng cục Môi trường, 2015.

[7] Pesticide ManagementDivision, National Institute of Plant

HealthManagement, 2017, pp. 4-6.

[8] NationalPesticide Information Center , Bifenthrin:General fact sheet, 2011.

[9] A Mekebri, DB Crane, GJ Blondina, DR Oros, Extraction and analysis

methods for thedetermination of pyrethroid insecticides in surface water,

sediments andbiological tissues at environmentally relevant concentrations,

vol. 80(5), 2008, pp. 455-460.

[10] P. N. M. Tâm, Nghiên cứu quy trình xác định đồng thời dư lượng thuốc trừ

sâu họ Pyrethroid và họ lân hữu cơ trong nước bằng phương pháp sắc ký khí

kết hợp với chiết pha rắn, Luận Văn Thạc Sĩ, Trường Đại Học Khoahọc Tự

Nhiên, Thành Phố HCM., 2009.

[11] Francesc A Esteve-Turrillas, AgustínPastor, Miguel, Determinationof

pyrethroid insecticide residues in vegetable oils by using combinedsolid-

phases extraction and tandem mass spectrometry detection, Vols. 553(1-2),

2005, pp. 50-57.

Page 58: BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO ...gust.edu.vn/media/27/uftai-ve-tai-day27329.pdfBIFENTHRIN TRONG MỰC KHÔ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số:

53

[12] Bobby L Loper, Kim A, Determination ofpyrethrin and pyrethroid pesticides

in urine and water matrixes by liquidchromatography with diode array

detection, vol. 86(6), Journal ofAOAC International, 2003, pp. 1236-1240.

[13] Denise Zuccari, Bissacot, Igor, HPLC determination of flumethrin,

deltamethrin, cypermethrin, and cyhalothrinresidues in the milk and blood

of lactating dairy cows, vol. 21(5), Journal ofanalytical toxicology Vassilieff,

1997, pp. 397-402.

[14] Niewiadowska, Tomasz Kiljanek, Semeniuk, Jan Bull, Determinationof

pyrethroid residues in meat by gas chromatography with electron

capturedetection, vol. 54(4), 2010, p. 595.

[15] Zhenlin Dong, Chunguang Yang, Dafang Xue,Huayi Zhang, Yanhua Pang,

Determination of bifenthrin residue inplant-based foods using gas

chromatography-mass spectrometry, vol. 27, 2009, pp. 82-85.

[16] Anna Sannino, Mirella Bandini, Luciana, Determinationof pyrethroid

pesticide residues in processed fruits and vegetables by gaschromatography

with electron capture and mass spectrometric detection, vol. 86(1), Journal

of AOAC International, 2003, pp. 101-108.

[17] Goulart Simone Machado, Maria Eliana LR,Neves Antônio Augusto, José

Humberto Talanta, Low-temperature clean-up method for the determination

of pyrethroids inmilk using gas chromatography with electron capture

detection, vol. 75(5), 2008, pp. 1320-1323.

[18] ChoiJeong-Heui, LiuXue, Kim Hee-Kwon, Jae-Han, Gas Chromatography

ResidueAnalysis of Bifenthrin in Pears Treated with 2% Wettable Powders,

vol. 25(1), Toxicological Research Shim, 2009, pp. 41-45.

[19] N. T. Thơm, Phân tích một số thuốc bảo vệ thực vật nhómpyrethroid trong

rau bằng phương pháp sắc ký khí, Luận văn thạc sĩ, Đại họcquốc gia Hà Nội.,

2014.

[20] N. H. Việt, Cơ sở lý thuyết của phương pháp sắc ký khí, 2003.

[21] EPA, Method 3660C: silica gel cleanup, 1996, p. 3.