tìm hiểu quy trình xác định dư lượng thuốc trừ sâu họ carbamate bằng phương pháp sắc ký

B 
I HC CÔNG NGHIP
THC PHM TP. H CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGH HÓA HC

 ÁN:

GVHD: GVC Th.S N
SVTH: NGUYN TH KIM THUY
MSSV: 2004110183
LP: 02DHHH1


TP.HCM – THÁNG 12 NĂM 2014
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang i

LI M U

Sau thời gian làm đồ án chuyên ngành công nghệ hóa học đã giúp chúng em
tiếp thu nhiều kiến thức bổ ích, học thêm những kinh nghiệm. Qua đó, chúng em có
thể vận dụng tốt những kiến thức đã học trong trường vào thực tế một cách hiệu quả.
Bằng sự cố gắng nỗ lực của bản thân và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình, chu đáo
của thấy giáo Th.S GVC Trương Bách Chiến, em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn.
Do thời gian làm đồ án có hạn và trình độ còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi
những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô để bài đồ
án này hoàn thiện hơn nữa
Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà trường cùng quý Thầy cô đã

dạy dỗ chúng em trong suốt quá trình học tập. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy
Trương Bách Chiến đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ quan tâm và theo dõi chúng em trong
suốt quá trình làm đồ án.

.

Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang ii
NHN XÉT 
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

Tp.HCM, ngày…tháng…năm…
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN


Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang iii
MC LC
LI M U i
NH  ii
NG QUAN 1
1.1. Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật 1
1.1.1. Định nghĩa 1
1.1.2. Phân loại 1
1.1.3. Tác hại của hóa chất bảo vệ thực vật 2
1.2. Hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat 2
1.2.1. Giới thiệu chung 2
1.2.2. Một số thuốc trừ sâu Carbamate hay dùng tại Việt Nam 3
1.2.2.1. Carbofuran 3
1.2.2.2. Carbaryl 3
1.2.2.3. Fenobucarb 4
1.2.2.4. Propoxur 4
1.2.2.5.Carbosulfan 9
1.2.2.6. Oxamyl 10
1.2.2.5. Giới hạn cho phép 10
C LÝ THUYT V  12
2.1. Giới thiệu về phương pháp sắc ký 12
2.1.1. Khái niệm 12
2.1.2. Các đại lượng cơ bản trong sắc kí 13
2.1.2.1. Hệ số phân bố 13

2.1.2.2. Thời gian lưu 13
2.1.2.3. Hệ số dung lượng k’ 13
2.1.2.4. Hiệu năng 14
2.1.2.5. Độ chọn lọc 14
2.1.2.6. Độ phân giải: 14
2.2. Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao HPLC 15
2.2.1. Sắc kí pha đảo 15
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang iv
2.2.1.1 Khái niệm 15
2.2.1.2. Pha tĩnh trong sắc kí pha đảo 15
2.2.1.3. Pha động trong sắc kí đảo 18
2.2.2. Sắc kí pha thuận 20
2.2.2.1. Khái niệm 20
2.2.2.2. Pha tĩnh trong sắc kí pha thuận 20
2.2.2.3. Pha động trong sắc kí thuận 21
2.3. Sắc kí khí 21
2.3.1. Khái niệm 21
2.3.2. Các bộ phận của thiết bị sắc ký khí 22
2.3.2.1. Khí mang 22
2.3.2.2. Buồng tiêm: 22
2.3.2.3. Cột tách sắc ký khí 23
2.3.2.4. Pha tĩnh trong sắc ký khí 24
2.3.2.5. Đầu dò (detector) 25
2.3.2. Định tính và định lượng trong sắc ký khí: 26
2.3.4.1. Định tính 26
       NG THUC TR  
CARBAMATE 28
3.1. Xác định đồng thời carbofuran, carbosulfan trong chè, cà phê 28
3.1.1.Nguyên tắc 28

3.1.2.Hóa chất 28
3.1.3. Thiết bị, dụng cụ 29
3.1.4. Chuẩn bị mẫu 29
3.1.5. Điều kiện phân tích 30
3.1.6. Xác định 30
3.1.7. Tính kết quả 31
3.2. Xác định dư lượng Methomyl trong thuốc trừ sâu 31
3.2.1. Nguyên tắc 31
3.2.2. Hóa chất 31
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang v
3.2.3. Dụng cụ, thiết bị 31
3.2.4. Cách tiến hành 32
3.2.5. Điều kiện phân tích 32
3.2.6. Xác định 32
3.2.7. Tính kết quả 33
3.3. Xác định dư lượng Fenobucarb trong thuốc trừ sâu 33
3.3.1. Phương pháp sắc ký khí. 33
3.3.1.1 Nguyên tắc 33
3.3.1.2. Hóa chất 33
3.3.1.3. Dụng cụ, thiết bị 33
3.3.1.4. Cách tiến hành 34
3.3.1.5. Điều kiện phân tích 34
3.3.1.6. Xác định 35
3.3.1.7. Tính kết quả 35
3.3.2. Phương pháp sắc ký lỏng hiện năng cao 35
3.3.2.1. Nguyên tắc 35
3.3.2.2. Hóa chất 35
3.3.2.3. Dụng cụ, thiết bị 35
3.3.2.4. Cách tiến hành 36

3.3.2.5. Điều kiện phân tích 36
3.3.2.6. Xác định 36
3.3.2.7. Tính kết quả 36
3.4. Xác định dư lượng Carbaryl trong thuốc trừ sâu 37
3.4.1. Nguyên tắc 37
3.4.2. Hóa chất 37
3.4.2. Dụng cụ, thiết bị 37
3.4.3. Chuẩn bị mẫu 37
3.4.4. Điều kiện phân tích 37
3.4.5. Xác định 38
3.4.6. Tính toán kết quả 38
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang vi
3.5.1. Nguyên tắc 38
3.5.2. Hóa chất 38
3.5.3. Dụng cụ, thiết bị 39
3.5.4. Cách tiến hành 39
3.5.5. Điều kiện phân tích 39
3.5.6. Xác định 40
3.5.7. Tính kết quả 40
3.6. Xác định dư lượng Isoprocarb trong thuốc trừ sâu bằng phương pháp sắc ký
lỏng 40
3.6.1.Nguyên tắc 40
3.6.2. Hóa chất 41
3.6.3. Dụng cụ, thiết bị 41
3.6.4. Điều kiện phân tích 41
3.6.5.Tính kết quả 41
3.7. Xác định dư lượng N-Methylcarbamate trong thuốc trừ sâu bằng phương pháp
sắc kí lỏng 42
3.7.1. Nguyên tắc 42

3.7.2. Hóa chất 42
3.7.3. Thiết bị và dụng cụ 43
3.7.4. Chuẩn bị mẫu 44
3.7.4.1. Chuẩn bị mẫu 44
3.7.4.2. Xác định 44
3.7.4.3. Tính kết quả 45
3.8. Kết quả phân tích một số mẫu thực tế 46
T LUN 48
TÀI LIU THAM KHO 49


Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang vii

Bảng 1: Mức dư lượng tối đa cho phép sử dụng thuốc trừ sâu carbamate ở một số
quốc gia. 11
Bảng 2: Tính chất của một số pha động trong sắc ký lỏng 19
Bảng 3: Chương trình dung môi 30
Bảng 4: Kết quả phân tích mâu rau 46
Bảng 5: Kết quả phân tích mâu gừng 46
Bảng 6: Kết quả phân tích mâu nước 46
Bảng 7: Kết quả phân tích mâu đất 47



Hình 1. Bề mặt silica đã thủy phân 16
Hình 2: Tạo nhánh trên bề mặt silica 16
Hình 3: Cấu trúc của cột ODS 16
Hình 4. Cấu trúc cột LC-DB 17
Hình 5: Cấu trúc cột có gốc isopropyl 17

Hình 6: Độ nhớt của hỗn hợp nước và dung môi hữu cơ ở 25
o
C 20
Hình 7. Bề mặt silica đã thủy phân 20
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 1
. TNG QUAN
1.1. Gii thiu v hóa cht bo v thc vt
1.1.1. 
Hóa chất bảo vệ thực vật là những hợp chất có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng
hợp hóa học được dùng để phòng và trừ sinh vật gây hại cây trồng và nông sản. Hóa
chất bảo vệ thực vật gồm nhiều nhóm khác nhau, gọi theo tên nhóm sinh vật gây hại,
như thuốc trừ sâu dùng để trừ sâu hại, thuốc trừ bệnh dùng để trừ bệnh cây…
1.1.2. Phân loi
Các loại hóa chất bảo vệ thực vật gồm nhiều loại, chủ yếu gồm 4 nhóm chính:
- Nhóm Clo hữu cơ (Organnochlorine) là dẫn xuất clo của một số hợp chất hữu
cơ như diphenyletan, cyclodien, benzen, hexan. Nhóm này bao gồm những hợp
chất hữu cơ rất bền vững trong môi trường tự nhiên và thời gian bán phân hủy
dài ( ví dụ như DDT có thời gian bán phân hủy là 20 năm, chúng ít bị đào thải
và tích lũy vào cơ thể sinh vật qua chuỗi thức ăn). Đại diện của nhóm này là
Aldrin, Dieldrin, DDT, Heptachlo, Lidan, Methoxychlor.
- Nhóm lân hữu cơ (Organophosphorus) đều là các este, là các dẫn xuất hữu cơ
của acid photphoric. Nhóm này có thời gian bán phân hủy ngắn hơn so với
nhóm Clo hữu cơ và được sử dụng rộng rãi hơn. Nhóm này tác động vào thần
kinh côn trùng bằng cách ngăn cản sự tạo thành men Cholinestaza làm cho thần
kinh hoạt động kém, làm yếu cơ, gây choáng váng và chết. Nhóm này bao gồm
một số hợp chất như parathion, malathiion, diclovos, clopyrifos…
- Nhóm Carbamate là dẫn xuất hữu cơ của acid cacbamic, gồm những hóa chất ít
bền vững hơn trong môi trường tự nhiên, song cũng có độc tính cao đối với
người và động vật. Khi sử dụng, chúng tác động trực tiếp vào men

Cholinestraza của hệ thần kinh và có cơ chế gây độc giống như nhóm lân hữu
cơ. Đại diện cho nhóm này như: carbofuran, carbaryl, carbosulfan, isoprocarb,
methomyl…
- Nhóm Pyrethroid là những thuốc trừ sâu có nguồn gốc tự nhiên, là hỗn hợp của
các este khác nhau với cấu trúc phức tạp được tách ra từ hoa của những giống
cúc nào đó. Đại diện của nhóm này gồm: cypermethrin, permethrin, fenvalarate,
deltamethrin,…
Ngoài ra, còn có một số nhóm khác như: các chất trừ sâu vô cơ (nhóm asen),
nhóm thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc từ vi khuẩn, nấm, virus (thuốc trừ nấm, trừ
vi khuẩn…), nhóm các hợp chất vô cơ (hợp chất của đồng, thủy ngân,…)
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 2
1.1.3. Tác hi ca hóa cht bo v thc vt
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 thành 2 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 Photpho hữu
cơ, Carbamate, thuốc có nguồn gốc sinh vật.
Chất độc mãn tính: Có khả năng tích lũy lâu dài trong cơ thể vì chúng rất bền, khó 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 3 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 và 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 tới tử vong. Biểu hiện bệnh lý của

nhiễm độc cấp tính: mệt mỏi, ngứa da, đau đầu, lợm giọng, buồn nôn, hoa mắt chóng
mặt, khô họng, mất ngủ, tăng tiết nước bọt, yếu cơ, chảy nước mắt, sảy thai, nếu nặng
có thể gây tử vong.
Nhiễm độc mãn tính: Là nhiễm độc gây ra do tích lũy dần 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
triểu, gây đẻ quái thai, dị dạng, 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.
1.2. Hóa cht bo v thc vt nhóm carbamat
1.2.1. Gii thiu chung [1]
Thuốc trừ sâu carbamat là các dẫn xuất của acid cacbamic có tính độc trừ sâu.
Các thuốc carbamat thường không có tính độc vạn năng như thuốc lân hữu cơ. Nhiều
hợp chất trong nhóm tuy có hiệu lực cao với sâu hại nhưng không có tác dụng trừ nhện
hoặc chỉ có tác dụng trừ một số thuộc nhóm này mà không trừ được nhóm sâu khác.
Một số thuốc trong nhóm còn có cả tác dụng trừ tuyến trùng.
Về cơ chế tác động của thuốc trừ sâu carbamate tương tự như các thuốc trừ sâu
lân hữu cơ. Các thuốc carbamate kìm hãm men cholinesteraza bằng cách cacbaryl hóa
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 3
các vị trí hoạt đông của toàn men. Quá trình cacbaryl hóa cũng là quá trình thuận
nghịch. Nhưng sự liên kết giữa các thuốc carbamate với cholinesteraza thường không
bền, nên có trường hợp sâu hại phục hồi được. Các thuốc lân hữu cơ chỉ kết hợp với
các gốc hoạt động của men, nên các thuốc lân hữu cơ có độ thủy phân càng mạnh,
càng dễ gây độc cho côn trùng; ngược lại các thuốc carbamate chỉ ức chế được men
cholinesteraza khi toàn bộ phân tử của chúng gắn được lên bề mặt của men. Các chất
carbamate càng bền, cách ức chế men cholinestaraza mạnh. Cả lân hữu cơ và
carbamate đề kìm hãm vị trí men tác động, dẫn đễn hệ thần kinh không kiểm soát được,
làm mất khả năng phối hợp giữa các cơ quan, giải phóng quá mức hormon, sinh vật
mất nước và chết.

Các thuốc carbamate an toàn với cây, ít độc đối với cá hơn các thuốc lân hữu cơ;
không tồn lưu quá lâu trên nông sản và môi trường sống. Độ độc của thuốc đối với
động vật máu nóng rất khác nhau, tùy thuộc vào loại thuốc.
Các chất chủ yếu thuộc nhóm bao gồm: carbaryl, methiocarb, pirimicarb,
oxamyl, carbendazim, propoxur, aminocarb, aldicarb…
1.2.2. Mt s thuc tr sâu Carbamate hay dùng ti Vit Nam [2]
1.2.2.1. Carbofuran
Carbofuran là một trong những thuốc trừ sâu nhóm carbamat độc nhất, có tên là
2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl methyl carbamate, tên thương mại là
Furadan, Curater.
Công thức phân tử: C
12
H
15
NO
3

M = 221,25 g/mol.
t
nc
= 151
o
C.
d = 1,18 g/cm
3
.
Carbofuran là một trong những thuốc trừ sâu có độc tính cao đối với con người.
Nó có thể xâm nhập vào cơ thể qua hô hấp, qua miệng và qua da. Triệu chứng khi bị
ngộ độc carbofuran: buồn nôn, đau bụng, tiêu chảy, giảm tầm nhìn … Ở liều cao có
thể gây tử vong. Chỉ cần uống 1ml carbofuran cũng có thể dẫn tới tử vong.

Theo WHO, mức hấp thụ cho phép (ADI) của carbofuran là 0,01mg/kg trọng
lượng cơ thể. Liều gây chết trung bình đối với chuột qua miệng là LD
50
=5mg/kg
1.2.2.2. Carbaryl
Carbaryl có tên là 1-naphthyl methylcarbamate, tên thương mại là Sevin, là một
loại thuốc trừ sâu nhóm carbamat. Carbaryl là tinh thể màu trắng, tan kém trong nước
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 4
nhưng tan nhiều trong dung môi phân cực như dimethyl sulfoxide và dimethyl
formaldehyde.
Công thức phân tử C
12
H
11
NO
2
.
M = 201,2g/mol.
t
s
= 145
o
C.
d=1,232g/cm
3
Cacbaryl là một chất ức chế men cholinesteraza và độc với con người. Nó được
xếp vào loại chất gây ung thư đối với con người. Carbaryl là một chất rắn, có màu
trắng hoặc xám tùy thuộc vào độ tinh khiết của nó, tinh thể không mùi. Carbaryl một
thuốc trừ sâu có độc tính trung bình. Khi tiếp xúc với carbaryl có thể gây ra ngộ độc

cấp và mãn tính với các triệu chứng như: buồn nôn, chuột rút dạ dày, tiêu chảy. Các
triệu chứng khác ở liều lượng cao bao gồm đổ mồ hôi, làm mờ tầm nhìn, co giật, ảnh
hưởng đến phổi, thận và gan,
Mức hấp thụ hàng ngày tối đa cho phép ADI của carbaryl là 0,1mg/kg trọng
lượng cơ thể. Đối với chuột, liều gây chết trung bình qua miệng LD
50
=250-850mg/kg,
liều gây chết trung bình qua hô hấp LC
50
=0,005-0,023mg/kg.
1.2.2.3. Fenobucarb
Fenobucarb có tên là 2-(1-Methylpropyl)phenol methylcarbamate, là một loại
thuốc trừ sâu nhóm carbamat.
Công thức phân tử: C
12
H
17
NO
2
.
M = 207,3g/mol.
t
s
= 32
o
C.
d = 1,035g/cm
3
.

Fenobucarb tan kém trong nước, tan tốt trong các dung môi Acetone, Benzene,
Toluene, Xylene. Fenobucarb được sử dụng làm thuốc trừ sâu trên lúa và bông, rất độc
hại đối với con người, nó ảnh hưởng đến hệ thần kinh, bộ phận sinh sản, gây ung thư
và ngộ độc cấp tính. Liều gây chết trung bình qua miêng đối với chuột là 410mg/kg.
1.2.2.4. Propoxur
Propoxur có tên theo IUPAC là 2-isopropoxyphenyl methylcarbamate, là một
dẫn xuất của carbamat và được sử dụng là thuốc trừ sâu.
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 9
Công thức phân tử: C
11
H
15
NO
3
.
M = 209,2g/mol.
t
s
= 91
o
C.
Propoxur có độc tính cao đối với ruồi, muỗi, gián và bọ chét. Nó là chất có độc
tính cao với con người, nó có thể xâm nhập và cơ thể qua hô hấp, qua đường miệng và
qua da. Triệu chứng ngộ độc propoxur: buồn nôn, đau bụng, ra mồ hôi, tăng huyết áp,
mắt mờ, mệt mỏi, khó thở. Propoxur nhiễm độc mãn tính đối với con người gây ung
thư, ảnh hưởng đến cơ quan sinh sản và hệ thần kinh trung ương.
Đối với chuột liều gây chết qua miệng là 90-128mg/kg, qua da là 800-
1000mg/kg. Theo WHO, mức hấp thụ hàng ngày tối đa cho phép ADI của propoxur là
0,02mg/kg trọng lượng cơ thể

1.2.2.5.Carbosulfan
Tên hóa học: 2.3-dihydro-2.2-dimethyl-7-benzofuran-7yl(dibutylaminothio) methyl
carbamate.
Công thức phân tử: C
20
H
32
N
2
O
3
S.
M =380,5.
t
s
= 106
o
C ở 0,7mmHg.
Tan tốt trong hầu hết các dung
môi hữu cơ.
Dạng bên ngoài là chất lỏng màu
nâu.

Carbosulfan là một hợp chất hữu cơ thuộc họ Carbamate . Ở điều kiện bình
thường , nó là chất lỏng màu nâu. Tự phân hủy từ từ ở nhiệt độ phòng . Độ hòa tan
trong nước thấp nhưng là có thể tan trong xylene , hexane , chloroform ,
dichloromethane , methanol và acetone .
Liều gây chết trung bình đối với chuột qua miệng LD
50
=90-250mg / kg, liều

gây chết qua đường hô hấp LD
50
=0,61mg/L.
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 10
1.2.2.6. Oxamyl


Tên theo IUPAC là Methyl 2-(dimethylamino)-N-[(methylcarbamoyl)oxy]-2-
oxoethanimidothioate.
Oxamyl là thuốc trừ sâu họ carbamate . Theo Tổ chức Lương thực và Nông
nghiệp của WHO, Oxamyl là một tinh thể không màu với điểm nóng chảy 100-102
o
C.
Nó mùi hơi giống lưu huỳnh . Oxamyl không ăn mòn . Nó có trọng lượng riêng 0,97 ở
25
o
C.
Oxamyl là vô cùng độc hại cho con người khi ăn phải, hít phải, hoặc tiếp xúc
với da. Các dấu hiệu của ngộ độc Oxamyl bao gồm : Mệt mỏi , yếu cơ , chóng mặt , ra
mồ hôi, đau đầu, tiết nước bọt, buồn nôn, nôn, đau bụng, co đồng tử với tầm nhìn mờ,
mất phối hợp, co giật cơ và kiên trì luyện tập, mặc dù các triệu chứng có thể trầm
trọng hơn với nhiễm độc nặng
Vì độc tính của nó , sử dụng nó được giới hạn trong EU / UK với mức dư lượng tối đa
cho táo và cam là 0,01mg / kg .
1.2.2.5. Gii hn cho phép
Dư lượng là phần còn lại của hoạt chất, các sản phẩm chuyển hóa và các thành
phần khác có trong thuốc, tồn tại trên cây trồng, nông sản, đất, nước sau một thời gian
dưới tác động của hệ sống và điều kiện ngoại cảnh. Dư lượng của thuốc được tính
bằngmg thuốc có trong 1kg nông sản, đất hay nước.

Mức dư lượng tối đa cho phép (MRL) là giới hạn dư lượng của một loại thuốc,
được phép tồn tại về mặt pháp lý hoặc xem như có thể chấp nhận được ở trong hay
trên nông sản, thức ăn gia súc mà không gây hại cho người sử dụng và vật nuôi khi ăn
các nông sản đó.

Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 11
Bảng 1. Mức dư lượng tối đa cho phép sử dụng thuốc trừ sâu carbamate
ở một số quốc gia.
Quc gia
ng
Carbofuran
(mg/kg)
Carbaryl
(mg/kg)
Propoxur
(mg/kg)
Fenobucarb
(mg/kg)
Nhật Bản
Xoài
0,3
3,0
1,0
0,3
Việt Nam
(Quyết định
46/2007/QĐ
-BYT)
Táo, nho, lê

5,0
3,0
-
Chà chua, cà
rốt
0,1
-
0,05
-
EU
Trái cây
0,1
1
0,05
-



Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 12
2. C LÝ THUYT V C K
2.1. Gii thiu v 
2.1.1. Khái nim
Phương pháp sắc ký là một trong những phương pháp phân tích được ứng dụng
rộng rãi nhất hiện nay vì là phương pháp có độ nhạy và khả năng định lượng tốt, phù
hợp để xác định nhiều đối tượng khác nhau như các chất khó hoặc dễ bay hơi, chất
phân cực hoặc kém phân cực, Phương pháp này do nhà bác học Nga M.X.Txvet phát
minh ra vào năm 1930.
Nguyên tắc cơ bản của sắc ký là dựa vào sự khác biệt của ái lực của các cấu tử

trong hỗn hợp chất cần phân tích với pha động và pha tĩnh. Pha động có thể là chất
lỏng hoặc khí có tác dụng lôi kéo các chất cần tách di chuyển trong cột sắc ký có chứa
pha tĩnh. Pha tĩnh là chất lỏng nhớt được phủ trên bề mặt bên trong của cột mao quản
hoặc là những hạt chất rắn nhỏ được nhồi vào cột có tác dụng giữ chất ở lại. Để tách
được các chất từ một hỗn hợp cần có sự tác động của cả pha tĩnh và pha động. Sự tác
động này đối với từng cấu tử khác nhau là khác nhau. Vì vậy khi cho hỗn hợp chất cần
phân tích đi qua bề mặt pha tĩnh thì các cấu tử sẽ bị tách khỏi nhau và từ đó có thể
định tính cũng như định lượng chúng.
Tùy theo bản chất pha động mà ta chia thành hai loại sắc ký sau:
Sắc ký lỏng: pha động là chất lỏng, có thể sử dụng một loại dung môi hay hỗn
hợp nhiều loại dung môi. Bao gồm:
+ Sắc ký hấp phụ hay sắc ký lỏng rắn (adsorption/liquid chromatography).
+Sắc ký phân bố (partition chromatography).
+Sắc ký ion (ion chromatography).
+ Sắc ký rây phân tử (size exclusion/gel permeation chromatography).

Sắc ký khí: pha động là khí trơ không có lực tương tác hóa học hay vật lý với
chất cần phân tích.
Trong phương pháp sắc ký khí dựa vào đầu dò (detector) có thể phân loại thành
các kỹ thuật sau:
- Sắc ký khí đầu dò dẫn nhiệt (GC-TCD).
- Sắc ký khí đầu dò ion hoá ngọn lửa (GC-FID).
- Sắc ký khí đầu dò bắt điện tử (GC- ECD)
- Sắc ký khí đầu dò quang hoá ngọn lửa (GC- FPD)
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 13
- Sắc ký khí đầu dò ion hoá phát xạ (GC- TID hoặc GC- NPD)
n trong sc kí [3] [4]
2.1.2.1. H s phân b
Cân bằng của một cấu tử X trong hệ sắc ký có thể được mô tả bằng phương

trình như sau:
Xpha động ↔ Xpha tĩnh
Hằng số cân bằng K cho cân bằng này được gọi là tỉ lệ phân bố hay hằng số
phân bố (partition coefficient) và được tính như sau:
S
M
C
K
C


Với C
s
: nồng độ cấu tử trong pha tĩnh.
C
M
: nồng độ cấu tử trong pha động.
Hệ số K tùy thuộc vào bản chất pha tĩnh, pha động và chất phân tích.
2.1.2.2. Th
t
R
: thời gian lưu của một cấu tử từ khi vào cột đến khi tách ra khỏi cột.
t
0
: thời gian để cho chất nào đó không có ái lực với pha tĩnh đi qua cột; đó cũng
là thời gian pha động đi từ đầu cột đến cuối cột và còn gọi là thời gian lưu chết.
t
R’
: thời gian lưu thật của một cấu tử.
t

R’
= t
R
- t
0

2.1.2.3. H s 
k’ được định nghĩa theo công thức sau:
SS
MM
CV
k'
CV


Với V
S
: thể tích pha tĩnh
V
M
: thể tích pha động
Nếu k’~ 0, t
R
~ t
0
: chất ra rất nhanh, cột không có khả năng giữ chất lại.
Nếu k’ càng lớn (t
R
càng lớn): chất ở trong cột càng lâu, thời gian phân tích
càng lâu, mũi có khả năng bị tù.

Khoảng k’ lý tưởng là 2-5 nhưng khi phân tích một hỗn hợp phức tạp, k’ có thể
chấp nhận trong khoảng rộng 1-20.
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 14
2.1.2.4. Hi
Hiệu năng hay số đĩa lý thuyết N của cột đặc trưng cho khả năng tách mũi sắc
ký của các cấu tử trên cột. N càng lớn, hiệu năng tách càng cao.
Số đĩa lý thuyết có thể đo trên sắc ký đồ. Người ta chứng minh được:
2
R
1
2
t
N 5,54
W






Hay
2
R
t
N 16
W






Với : W
1/2
là chiều rộng mũi sắc ký ở vị trí ½ chiều cao mũi (phút).
W là chiều rộng mũi sắc ký ở vị trí đáy mũi (phút).
2.1.2.5 chn lc
Đặc trưng cho khả năng tách hai chất của cột. Hai chất càng dễ tách khi hệ số
phân bố của chúng khác nhau nhiều.
2
1
k'
k'


Để tách riêng hai cấu tử 1 và 2 thì cần >1. Nếu quá lớn thì thời gian phân
tích càng dài.
2.1.2.6 phân gii:
a. Khái niệm
Đây là đại lượng đặc trưng cho khả năng tách hai câu tử ra khỏi nhau trong
cùng điều kiện sắc kí.
 
 
21
RR
21
tt
R2
WW





Với: t
R2
là thời gian lưu của cấu tử 2 được lưu giữ mạnh hơn
t
R1
: Thời gian lưu của cấu tử 1 được lưu giữ kém hơn
W
2
: Bề rộng mũi của cấu tử 2 tại đường nền
W
1
: Bề rộng mũi của cấu tử 1 tại đường nền
 
1
1 k'
RN
4 1 k'

  


b. Các biện pháp tăng độ phân giải
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 15
- Tăng số đĩa N
+ Dùng cột dài hơn sẽ tăng N, nhưng thời gian phân tích dài hơn.
+ Giảm chiều cao H bằng cách giảm tốc độ pha động, giảm kích thước hạt (

thay cột khác).
- Tăng hệ số dung lượng k
’
.
- Tăng hệ số dung lượng của chất ra chậm hơn. Tuy nhiên khi tăng k
’
sẽ tăng thời
gian phân tích. Thông thường chỉ số k
’
dao động từ 1-1,5.
- Tăng hệ số chọn lọc:
+ Thay đổi thành phần pha động ( pH, tăng hoặc giàm thành phần dung môi
hữu cơ, hoặc thay đổi dung môi pha động có độ phân cực cao hơn hoặc thấp
hơn).
+ Thay đổi thành phần pha tĩnh
+ Thay đổi nhiệt độ cột: nhiệt độ tăng, vận tốc trao đổi chất tăng lên nên số đãi
lý thuyết tăng lên.
c kí lng hiHPLC [4]
2.2.1. So
2.2.1.1 Khái nim
Sắc kí pha đảo có pha tĩnh không phân cực và pha động phân cực. Áp dụng cho
các chất ít phân cực.
o
Trong sắc ký phân bố nói chung, pha tĩnh là những hợp chất hữu cơ được gắn
lên chất mang rắn silica hoặc cấu thành từ silica theo hai kiểu:
Pha tĩnh được giữ lại trên chất mang rắn bằng cơ chế hấp phụ vật lý → sắc ký
lỏng-lỏng (liquid-liquid chromatography).
Pha tĩnh liên kết hóa học với chất nền → sắc ký pha liên kết (bonded phase
chromatography)
Trong quá trình sử dụng, người ta nhận thấy sắc ký pha liên kết có nhiều ưu

điểm hơn sắc ký pha lỏng-lỏng vì một số nguyên nhân sau:
Pha tĩnh trong hệ sắc ký lỏng-lỏng dễ bị hòa tan bởi pha động nên dễ bị mất mát
pha tĩnh trong thời gian sử dụng và gây nhiễm đối với hợp chất phân tích.
Do pha tĩnh của sắc ký lỏng-lỏng dễ tan trong pha động nên người ta không thể
ứng dụng phương pháp rửa giải gradient dung môi.
Vì vậy, người ta thường chỉ quan tâm đến loại sắc ký phân bố pha liên kết và
phần lớn các loại cột sử dụng hiện nay trong sắc ký phân bố đều có cấu trúc dạng này.
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 16
Bề mặt các hạt silica – SiO
2
(các hạt này có đường kính 3,5 hoặc 10 µm) được
xử lý (thủy phân) bằng cách đun nóng với HCl 0,1M trong một hoặc hai ngày để tạo ra
những nhóm SiOH như sau (thông thường chỉ có khoảng 8 µmol SiOH/m2 bề mặt):

Hình 1. Bề mặt silica đã thủy phân
Sau đó bề mặt silica đã thủy phân này sẽ được cho phản ứng với các
organochlorosilan để tạo ra các pha tĩnh không phân cực, phân cực trung bình hoặc rất
phân cực tùy theo nhóm R gắn vào.

Hình 2: Tạo nhánh trên bề mặt silica
Thường chỉ khoảng 50% nhóm OH
-
mất H
+
để tạo ra HCl (tức < 4µmol/m2 bề
mặt bị silan hóa) vì sự kết hợp sẽ dần dần bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng lập thể. Ngoài
nhóm Cl người ta còn sử dụng OCH
3
-

Hợp chất cần phân tích khi đi qua pha tĩnh sẽ bị
giữ lại bởi những lực lượng tương tác khác nhau tùy thuộc tính chất, đặc điểm của chất
tan và pha tĩnh.
Trong sắc kí pha đảo, nhóm thế R trong hợp chất siloxan hầu như không phân
cực hoặc ít phân cực. Đó là các ankyl dây dài như C8 (n-octyl), C18 (n-octadecyl) còn
gọi là ODS (octadecylsilan) hoặc các nhóm alkyl ngắn hơn như C2; ngoài ra còn có
cyclohexyl, phenyl trong đó nhóm phenyl có độ phân cực cao hơn nhóm alkyl. Người
ta nhận thấy các alkyl dây dài cho kết quả tách ổn định hơn các loại khác nên đây là
loại được sử dụng nhiều nhất.

Hình 3: Cấu trúc của cột ODS

Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 17
Tuy nhiên do hiệu ứng lập thể nên trong cấu trúc của pha tĩnh còn nhóm OH
-

chưa phản ứng, gây ảnh hưởng xấu đến quá trình tách sắc ký tùy môi trường pH phân
tích.
Trong môi trường quá acid (pH < 2) thì có sự phân ly các nhóm ether (-O-Si-
C18) ra khỏi nền. Lúc này cột sẽ mất hoạt tính dẫn đến chất cần phân tích không còn
tương tác tốt với pha tĩnh nữa.
Trong môi trường bazơ (pH > 7), chính nền silic mang pha tĩnh có thể bị hòa
tan (SiO
2
thành silicat), hệ quả là N giảm và số nhánh ghép cũng giảm, mũi rộng ra và
thời gian lưu cũng có thể giảm. Kết quả phân tích như vậy sẽ mất đi độ chính xác.
Một trong những cách khắc phục hiện tượng này là dùng các chất như
trimethylchlorosilan ClSi(CH
3

)
3
hoặc hexamethyldisilazan (ít sử dụng hơn) để tương
tác với nhóm OH
-
này (gọi là hiện tượng end-capping). Lúc này ta sẽ có loại cột ít
tương tác với chất phân tích có tính bazơ (cột LC-DB của hãng SUPELCO).

Hình 4. Cấu trúc cột LC-DB
Có một cách khác để loại trừ bớt ảnh hưởng của nhóm OH
-
mà không cần
tương tác với nó là thay những nhóm methyl của –Si(CH3)
2
-C
18
bằng những nhóm thế
lớn hơn như isopropyl để những nhóm này sẽ che đi những nhóm OH
-
, cản trở tương
tác của nhóm OH
-
với chất cần phân tích.

Hình 5: Cấu trúc cột có gốc isopropyl
Người ta còn ghép lên dây C18 một số nhóm phân cực để tăng thêm độ phân
cực của dây C18, làm cột có khả năng tách chọn lọc hơn đối với những hợp chất phân
cực mạnh (cột EPS – Expended Polar Selectivity).
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 18

Ngoài sườn silica, thời gian gần đây người ta có sử dụng đến nền nhựa
polystyren (Polystyren Reversed Phase – PRP) cho phép phân tích trong môi trường
pH từ 1 – 13. Cột này dễ sử dụng trong môi trường acid và bazơ mạnh.
ng trong so
Pha động trong sắc ký lỏng nói chung phải đạt những yêu cầu sau:
- Hòa tan mẫu phân tích.
- Phù hợp với đầu dò.
- Không hòa tan hay làm mòn pha tĩnh.
- Có độ nhớt thấp để tránh áp suất dội lại cao.
- Tinh khiết dùng cho sắc ký (HPLC grade).
Trong sắc ký pha đảo, dung môi pha động có độ phân cực cao. Trên lý thuyết
chúng ta có thể sử dụng khá nhiều dung môi nhưng kinh nghiệm thực tế cho thấy
methanol (MeOH),acetonitrile (ACN) và tetrahydrofuran (THF) là đạt yêu cầu nhất.
Nước là một dung môi được cho vào các dung môi hữu cơ để giảm khả năng
rửa giải.Mỗi dung môi đều đặc trưng bởi các hằng số vật lý như chỉ số khúc xạ
(refractive index), độ nhớt (viscocity), nhiệt độ sôi (boiling point), độ phân cực
(polarity index), độ rửa giải (eluent strength)…
Trong đó độ phân cực và độ rửa giải có tác động lớn lên khả năng phân tách của
các mũi sắc ký.

Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 19
Bảng 2: Tính chất của một số pha động trong sắc ký lỏng
Dung môi
 phân
cc

 ra
giài


 nht
cP
Ch s
khúc x
Nhi
sôi
o
C
Tetrahydrofuran
4,0
0,57
0,46
1,405
66
Methanol
5,1
0,95
0,54
1,326
65
Acetonitrile
5,8
0,65
0,34
1,341
82
Ethylenglycol
6,9
1,11
16,5

1,431
182
Nước
10,2
Lớn
0,89
1,333
100

Có ba thông số gây ảnh hưởng lớn đến tách các mũi sắc ký: số đĩa lý thuyết N,
hệ số dung lượng K’, độ chọn lọc α . Khi sự thay đổi thành phần pha động không đem
lại kết quả tách mũi theo yêu cầu thì chúng ta phải thay đổi bản chất pha động (sử
dụng dung môi khác), tức thay đổi α. Đôi khi có thể phải thay đổi cả pha tĩnh.
Trong quá trình tách của sắc ký pha đảo, sự tương tác giữa hợp chất cần phân
tích và pha động phụ thuộc rất nhiều vào moment lưỡng cực, tính acid (cho proton)
hoặc tính baz (nhận proton) của dung môi.
Thông thường pha động trong sắc ký pha đảo bao gồm một hỗn hợp nước hoặc
dung dịch đệm với một hoặc nhiều dung môi hữu cơ phân cực tan được trong nước.
Nước là một dung môi rất phân cực nên nó không tương tác với những nhóm alkyl
không phân cực trong pha tĩnh, do đó nó được coi như pha động yếu nhất và có tốc độ
rửa giải chậm nhất trong tất cả các dung môi động của sắc ký pha đảo.
Hỗn hợp nước và dung môi hữu cơ thường làm gia tăng độ nhớt dẫn đến việc
tăng áp suất cột.
Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 20

Hình 6: Độ nhớt của hỗn hợp nước và dung môi hữu cơ ở 25
o
C
Việc lựa chọn dung môi và thành phần dung môi trong pha động được tối ưu

hóa cho những hợp chất cần phân tích. Thông thường, người ta sử dụng hỗn hợp dung
môi MeOH/nước trước, rồi ACN/nước hay THF/nước. Với một hỗn hợp chất phân tích
phức tạp thì sẽ có sự trộn lẫn của các dung môi hữu cơ với nước. Khi lựa chọn thì phải
chọn các hỗn hợp MeOH, ACN và THF với nước có độ rửa giải tương đồng.
Thành phần pha động có thể cố định trong suốt quá trình chạy sắc ký (chế độ
isocratic) hoặc được thay đổi theo một chương trình đã định sẵn (chương trình gradien
dung môi) để có hiệu quả tách tốt hơn.
2.2.2. Sc kí pha thun
2.2.2.1. Khái nim
M.Tswett là người đầu tiên phát triển phương pháp sắc kí này, sử dụng để tách
clorophylls. Ông sử dụng CaCO
3
làm chất nhồi cột và Petroleum làm dung môi pha
động. Ông nhận thấy Chlorophylls được tách thành những dãy màu khác nhau.
Sắc kí pha thuận được định nghĩa là sắc kí có pha tĩnh phân cực và pha động
mang tính không phân cực.
c kí pha thun
Được chế tạo từ silica. Bề mặt có nhóm phân cực ưa nước.

Hình 7. Bề mặt silica đã thủy phân

Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Khoa Công nghệ Hóa học
GVHD: GVC Th.s Trương Bách Chiến Trang 21
Cột silica trên nền mạch Carbon: phổ biến nhất được chế tạo từ silic dioxyd.
Nhóm OH trên bề mặt silica phản ứng với chất dẫn clorosilan tạo ra dẫn xuất siloxan.
2.2.2.3ng trong sc kí thun
Có hai loại dung môi chủ yếu và dung môi phụ. Dung môi chủ yếu được sử
dụng làm pha động, dung môi phụ thường được thêm vào với tỉ lệ nhất định để thay
đổi thời gian lưu. Các dung môi thường không hấp thu trong vùng UV để dễ dáng cho
việc xác định.

Các dung môi chủ yếu:
- Hydrocarbons( Pentan, Hexane, Heptane, Octane)
- Aromatic hydrocacbon ( Benzen, Toluene, Xylene)
- Methylene chloride
- Chloroform
- Carbon tetrachloride
Các dung môi phụ:Methyl-t-butyl ether, Diethyl ether, Tetrahydrofuran,
Dioxane, Pyridine, Ethyl acetate, Acetonitrile, Acetone, 2-propaol, ethanol, methanol.
2.3. Sc kí khí [5] [6]
2.3.1. Khái nim
Sắc ký khí là một phương pháp phân tích có nguyên lý dựa trên hai quá trình
hấp thụ (hoặc hấp phụ) và giải hấp liên tục giữa pha tĩnh là chất rắn hoặc lỏng và pha
động là chất khí.
Do pha động hoàn toàn không có tương tác với chất cần phân tích nên thời gian
lưu giữ của các chất trong cột phân tích chỉ phụ thuộc vào bản chất của tương tác giữa
chất phân tích với pha tĩnh. Dựa vào sự khác nhau về ái lực giữa các chất cần phân tích
với pha tĩnh và nhiệt độ sôi mà các chất cần phân tích trong mẫu được tách ra khỏi
nhau nhờ sự chuyển dịch liên tục của pha động dọc lớp pha tĩnh. Khi pha tĩnh là một
chất hấp phụ rắn thì kỹ thuật phân tích được gọi là sắc ký khí- rắn (GSC). Khi 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 cột mao quản thì kỹ thuật này được gọi là sắc ký khí-lỏng
(GLC).
Trong sắc ký khí, các đại lượng thời gian lưu, độ chọn lọc , số đĩa lý thuyết,
cũng được sử dụng để đánh giá khả năng tách các chất trong mẫu phân tích. Tuy nhiên
điều kiện tiến hành thí nghiệm như nhiệt độ, áp suất, tốc độ dòng, là những yếu tố
ảnh hưởng đến độ phân giải của các chất thể hiện qua phương trình Van- Deemter:
 
'2
2
2'

8
2
1
2
i
i
p
f
G
F
Kd
K
h
D
u
u
d
D



 
