“Xác định hóa chất bảo vệ thực vật carbamat trong một số loại rau quả bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.95 MB, 93 trang )
MỤC
LỤC
MỞ
ĐẦU
1
Chƣơng
1.
TỔNG
QUAN
3
1.1 Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật 3
1.1.1 Định nghĩa 3
1.1.2. Phân loại [9] 3
1.1.3. Tác hại của hóa chất bảo vệ thực vật [9] 4
1.1.4. Tình hình tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trong rau quả 5
1.1.5. Tình hình ngộ độc hóa chất bảo vệ thực vật 6
1.2. Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat 7
1.2.1. Giới thiệu chung 7
1.2.2. Carbofuran [13] 8
1.2.3. Carbaryl [20] 9
1.2.4. Fenobucarb [21] 9
1.2.5. Propoxur [22] 10
1.2.6. Giới hạn cho phép 11
1.3. Các phương pháp xác định 11
1.3.1. Phương pháp cực phổ 11
1.3.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử 12
1.3.3. Phương pháp phân tích dòng chảy (flow injection analysis – FIA) 13
1.3.4. Phương pháp điện di mao quản 15
1.3.5. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao 16
1.3.6. Phương pháp sắc ký khí 17
1.3.7. Phương pháp sắc ký lỏng khối phổ 18
Chƣơng
2.
ĐỐI
TƢỢNG
VÀ
PHƢƠNG
PHÁP
NGHIÊN
CỨU .
20
2.1. Đối tượng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu 20
2.1.1. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu 20
2.1.2. Nội dung nghiên cứu 20
2.1.2.1 Xây dựng phương pháp 20
2.1.2.2. Ứng dụng phương pháp 21
2.2. Phương pháp nghiên cứu 21
2.2.1. Phương pháp tách chiết mẫu 21
2.2.2. Phương pháp sắc ký lỏng khối phổ 21
2.2.2.1. Nguyên tắc chung về phương pháp HPLC 21
2.2.2.2. Pha tĩnh trong HPLC 22
2.2.2.3. Pha động trong HPLC 23
2.2.2.4. Detector trong HPLC 24
2.2.2.5 Detector khối phổ (Mass Spectrometry) 24
2.3. Phương tiện nghiên cứu 29
2.3.1. Thiết bị, dụng cụ 29
2.3.1.1. Thiết bị 29
2.3.1.2. Dụng cụ 29
2.3.3. Dung môi, hóa chất 30
Chƣơng
3.
KẾT
QUẢ
VÀ
THẢO
LUẬN
32
3.1. Tối ưu các điều kiện xác định carbamat bằng LC/MS/MS 32
3.1.1. Chọn các điều kiện chạy của detector khối phổ 32
3.1.1.1. Khảo sát điều kiện bắn phá đối với ion mẹ 32
3.1.1.2. Khảo sát điều kiện bắn phá ion con 34
3.1.2. Chọn pha tĩnh 36
3.1.3. Chọn pha động 36
3.2. Đánh giá phương pháp phân tích 39
3.2.1. Khảo sát lập đường chuẩn 39
3.2.2. Giới hạn phát hiện LOD [10] 43
3.2.3. Giới hạn định lượng LOQ [10] 44
3.2.4. Độ chính xác của phép đo 45
3.3. Khảo sát điều kiện xử lí mẫu 46
3.3.1. Khảo sát dung môi chiết 47
3.3.2. Khảo sát dung môi rửa giải 49
3.3.3. Khảo sát thể tích dung môi rửa giải 51
3.3.4. Độ lặp lại và độ thu hồi của phương pháp 52
3.4. Phân tích mẫu thực tế 54
Chƣơng
4.
KẾT
LUẬN
60
TÀI
LIỆU
THAM
KHẢO
61
PHỤ
LỤC
66
MỞ
ĐẦU
Theo dự báo của U ỷ ban Dân số và Phát triển của Liên hợp quốc, vào giữa
thế kỉ XXI dân số thế giới sẽ tăng thêm 03 tỉ người. Dân số ngày càng tăng nhanh
đã tạo ra gánh nặng cho nền sản xuất nông nghiệp lương thực, vì cùng với một diện
tích
canh
tác
nhất
định
và
đang
có
xu
hướng
bị
thu
hẹp
lại
phải
cung
cấp
đủ
số
lượng
lương
thực
cho
số
đầu
người
luôn
gia
tăng.
Để
tăng
năng
suất
lao
động,
người
ta
đã
sử
dụng
nhiều
biện
pháp
đan
xen
như:
thâm
canh
tăng
vụ,
cải
tiến
giống ; một trong những biện pháp không thể thiếu là sử dụng thuốc bảo vệ thực
vật. [9]
Thuốc
bảo
vệ
thực
vật
được
coi
là
một
vũ
khí
có
hiệu
quả
của
con
người
trong
việc
phòng
chống
dịch
hại,
bảo
vệ
cây
trồng.
Bên
cạnh
ưu
điểm
là
bảo
vệ
năng suất cây trồng, thuốc bảo vệ thực vật còn gây ra nhiều tác tác hại khác như làm
ô nhiễm môi trường, gây độc cho người và gia súc, tăng chi phi sản xuất, và nhất là
để lại tồn dư trong nông sản gây ảnh hưởng đến chất lượng nông sản và sức khỏe
người tiêu dùng. Tác động tiêu cực của thuốc bảo vệ thực vật càng trở nên nghiêm
trọng khi con người sử dụng không đúng cách và quá lạm dụng vào thuốc.
Hóa chất bảo vệ thực vật có nhiều nhóm hóa chất khác nhau, trong đó có bốn
nhóm chính là: lân hữu cơ, clo hữu cơ, carbamat và pyrethroid. Nhóm clo hữu cơ đã
bị cấm sử dụng, nhóm pyrethroid vẫn đang được sử dụng nhưng độc tính thấp, ít có
khả
năng
gây
nhiễm
độc
cho
người
sử
dụng.
Còn
lại
2
nhóm:
lân
hữu
cơ
và
carbamat đang được dùng rộng rãi trong nông nghiệp , có độc tính cao và là nguyên
nhân chính của phần lớn các vụ ngộ độc do ăn rau quả nhiễm hóa chất bảo vệ thực
vật ở nước ta hiện nay.
Với những lí do trên, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “Xác định hóa chất bảo
vệ thực vật carbamat trong một số loại rau quả bằng phương pháp sắc ký lỏng khối
phổ (LC-MS)”.
1
Mục tiêu thực hiện đề tài luận văn là:
1.
Xây dựng phương pháp xác định dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật
carbamat trong rau quả, bao gồm:
Khảo sát các điều kiện tách chiết mẫu và phân tích
Thẩm định phương pháp đã xây dựng
2.
Áp
dụng
phương
pháp
xác
định
dư
lượng
thuốc
bảo
vệ
thực
vật
carbamate để khảo sát một số mẫu rau quả trên địa bàn Hà Nội.
2
Chƣơng
1.
TỔNG
QUAN
1.1
Giới
thiệu
về
hóa
chất
bảo
vệ
thực
vật
1.1.1
Định
nghĩa
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.
Ph ân
loại
[9]
Các
loại
hóa
chất
bảo
vệ
thực
vật
gồm
nhiều
loại,
chủ
yếu
gồm
4
nhóm
chính:
-
Nhóm
Clo
hữu
cơ
(organnochlorine)
là
các
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 huỷ
dài (ví dụ như DDT có thời gian bán phân huỷ là 20 năm, chúng ít bị đào thải và
tích luỹ vào cơ thể sinh vật qua chuỗi thức ăn). Đại diện của nhóm này là Aldrin,
Dieldrin, DDT, Heptachlo, Lindan, 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 huỷ ngắn hơn so với nhóm
Clo hữu cơ và được sử dụng rộng rãi hơn. Nhóm này tác động vào thần kinh của
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, malathion, diclovos, clopyrifos…
- Nhóm Carbamat là các dẫn xuất hữu cơ của acid cacbamic, gồm những hoá
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…
3
- 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, …).
1.1.3.
Tác
hại
của
hóa
chất
bảo
vệ
thực
vật
[9]
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.
Chất độc mãn tính: Có khả năng tích luỹ 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,
Thuỷ
ngân;
đây
là
những loại rất nguy hiểm cho sức khoẻ.
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
hoá 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 hoá chất
bảo vệ thực vật thâm nhập vào cơ thể. Những triệu chứng nhiễm độc tăng tỉ lệ với
4
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 luỹ 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 triển, 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.
1.1.4.
Tình
hình
tồn
dƣ
hóa
chất
bảo
vệ
thực
vật
trong
rau
quả
Theo báo cáo của Cục Bảo vệ thực vật, có 23% số hộ nông dân vi ph ạm quy
định về sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, dẫn đến tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trên
nông sản. Một s ố loại thuốc trừ sâu độc hại đã bị cấm sử dụng nhưng hiện vẫn có
nhiều người tìm cách đưa về nông thôn. Số mẫu rau, quả tươi có dư lượng hóa chất
bảo vệ thực vật chiếm từ 30-60%, trong đó số mẫu rau, quả có dư lượng hóa chất
bảo vệ thực vật vượt quá giới hạn cho phép chiếm từ 4-16%, một số hóa chất bảo vệ
thực vật bị cấm sử dụng như Methamidophos vẫn còn dư lượng trong rau. [7]
Trong năm 2006, Chi cục bảo vệ thực vật TP Hồ Chí Minh đã kiểm tra 790
mẫu của 52 đơn vị kinh doanh rau an toàn trên địa bàn thành ph ố,
phát hiện 26 mẫu
có dư lượng thuốc trừ sâu, chiếm tỷ lệ 3,29%.
Nấm rơm Trà Vinh, cần tây, cải thìa,
xà lách xong, bồ ngót, bông c ải xanh (súp lơ), rau dền, cần là những loại rau ăn lá
có tỷ lệ dư lượng thuốc trừ sâu cao (3,94%). Đặc biệt là tình trạng vượt nhiễm thuốc
trừ sâu đối với các loại rau củ quả, trái cây nhập khẩu từ Trung Quốc. Kết quả kiểm
tra của Chi cục bảo vệ thực vật TP.HCM cho thấy, có 5 trong tổng số 26 mẫu hàng
Trung Quốc được kiểm tra có kết quả lượng thuốc trừ sâu tồn dư cao, chiếm tỷ lệ
đến 19,23%. [3]
5
Đầu năm 2009, Cục Bảo vệ thực vật đã lấy 25 mẫu rau và năm mẫu quả tại
các tỉnh phía Bắc (TP Hà Nội và tỉnh Vĩnh Phúc) để kiểm định. Kết quả có 11 mẫu
rau có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật ở mức độ khác nhau. Ở các tỉnh phía Nam,
trên 35 mẫu rau và 5 mẫu quả lấy ở TP Hồ Chí Minh, Bình Dương, Tiền Giang, kết
quả trên 50% mẫu có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật ở mức độ khác nhau. [11]
Tại TP Hồ Chí Minh, trong sáu tháng đầu năm 2009, qua kiểm nghiệm hơn
2.200 mẫu rau, quả tại ba chợ đầu mối (Bình Điền, Hóc Môn, Thủ Đức), phát hiện
50 mẫu dương tính (tỷ lệ 2,4%), cao hơn so với cùng kỳ năm 2008 là 1,3%. Còn tại
Bình Dương, phân tích gần 310 mẫu rau lấy ở các chợ, vùng sản xuất, bếp ăn tập
thể trong tám tháng đầu năm 2009 có gần 80 mẫu có dư lượng thuốc bảo vệ thực
vật. [11]
Trên
thế
giới,
tại
Ấn
Độ,
Cuộc
điều
tra
được
Bộ
Nông
nghiệp
Ấn
Độ
tiến
hành
trong
một
năm
từ
tháng
11
năm
2007
đến
tháng
10
năm
2008
trên
toàn
đất
nước Ấn Độ. Kết quả là 18% rau và 12% hoa quả nội địa và nhập khẩu của Ấn Độ
đều có dư lượng thuốc trừ sâu, kể cả những loại thuốc trừ sâu bị c ấm, trong đó 4%
lượng rau và 2% lượng hoa quả có dư lượng thuốc trừ sâu cao hơn mức cho phép.
Khoảng 18% (664 mẫu) trong tổng số 3.648 mẫu rau như mướp tây, cà chua, bắp
cải và súp lơ đều có dư lượng thuốc trừ sâu. Các loại rau như bắp cải, súp lơ và cà
chua có dư lượng thuốc trừ sâu lớn nhất. Các loại thuốc trừ sâu tìm thấy trong các
loại quả chủ yếu là chlorpyriphos, monocrotophos, profenophos và cypermethrin.[1]
1.1.5.
Tình
hình
ngộ
độc
hóa
chất
bảo
vệ
thực
vật
Theo thống kê của Tổ chức Lao động Quốc tế ILO, trên thế giới, hàng năm
có
trên
40.000
người
chết
vì
ngộ
độc
rau
trên
tổng
số
2
triệu
người
ngộ
độc.
Tại
Việt
Nam,
con
số
người
bị
ngộ
độc
cũng
không
nhỏ.
Từ
năm
1993
-
1998,
hàng
chục ngàn người bị nhiễm độc do ăn phải rau quả còn dư lượng thuốc trừ sâu. Nặng
nhất ở Đồng bằng sông Cửu Long, năm 1995 có 13.000 người nhiễm độc, trong đó
có 354 người chết. [8]
6
Năm 1990, một thống kê quý của Tổ chức y tế thế giới (WHO) cho thấy có
khoảng
25
triệu
lao
động
trong
ngành
nông
nghiệp
bị
nhiễm
độc hóa
chất
bảo
vệ
thực vật mỗi năm. Cho đến nay, chúng ta vẫn chưa có những con số ước tính trên
phạm vi toàn cầu, nhưng hiện có đến 1,3 tỷ lao động trong ngành nông nghiệp và có
thể hàng triệu ca nhiễm độc hóa chất bảo vệ thực vật vẫn đang xảy ra hàng năm. [2]
Năm 2000, Bộ y tế Braxin ước tính trong một năm nước này có 300.000 ca
nhiễm độc và 5.000 ca tử vong do hóa chất bảo vệ thực vật. Trong một nghiên cứu
ở Inđônêxia, 21% trong số các ca liên quan đến hóa chất bảo vệ thực vật có những
dấu hiệu hay triệu chứng về tâm thần, hô hấp và tiêu hoá. Trong một cuộc khảo sát
của Liên hợp quốc, 88% nông dân Campuchia sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật đã
từng có triệu chứng nhiễm độc. [2]
1.2.
Giới
thiệu
về
hóa
chất
bảo
vệ
thực
vật
nhó m
carbamat
1.2.1.
Giới
thiệu
chung
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 carbamat tương tự như các thuốc trừ
sâu
lân
hữu
cơ.
Các
thuốc
carbamat
kìm
hãm
men
cholinesteraza
bằng
cách
cacbaryl hóa các vị trí hoạt động của toàn men. Quá trình cacbaryl hóa cũng là quá
trình
thuận
nghịch.
Nhưng
sự liên
kết
giữa
các
thuốc
carbamat
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 carbamat chỉ
ức chế được men cholinesteraza khi toàn bộ phân tử c ủa chúng gắn được lên bề mặt
của
men.
Các
chất
carbamat
càng
bền,
càng
ức
chế
men
cholinesteraza
mạnh.
Cả
lân
hữu
cơ
và
carbamat
đều
kìm
hãm
vị
trí
men
tác
động,
dẫn
đến
hệ
thần
kinh
7
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 carbamat 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.
Carbofuran
[13]
Carbofuran là một trong những thuốc trừ sâu nhóm carbamat độc nhất, có tên
là
2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl
methylcarbamate,
tên
thương
mại
là
Furadan, Curater.
Công thức phân tử:
C12H15NO3.
M = 221,25g/mol.
t
nc
=
151
C.
d = 1,18g/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 th ể dẫn tới tử
vong.
Theo
WHO,
mức
hấp
thụ
hàng
ngày
cho
phép
(ADI)
của
carbofuran
là
0,01mg/kg trọng lượng cơ thể. Liều gây chết trung bình đối với chuột qua miệng là
LD50 = 5mg/kg.
8
1.2.3.
Carbaryl
[20]
Carbaryl có tên là 1-naphthyl methylcarbamate, tên thương mại là Sevin, là
một loại thuốc trừ sâu nhóm carbamat. Carbayl là tinh thể màu trắng, tan kém trong
nước nhưng tan nhiều trong dung môi phân cực như đimethyl sulfoxide và đimethyl
formaldehyde.
Công thức phân tử C12H11NO2.
M = 201,2g/mol.
t
s
=
145
C.
d = 1,232g/cm
3
.
Carbaryl là một chất ức chế men cholinesteraza và có 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 là một thuốc trừ sâu có độc tính trung bình. Khi tiếp xúc với carbaryl có
thể gây ra ngộ độc c ấp 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
của tầm nhìn, và 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
LD50
=
250
–
850mg/kg, liều gây chết trung bình qua hô hấp LC50 = 0,005 – 0,023mg/kg.
1.2.4.
Fenobucarb
[21]
Fenobucarb
có
tên
là
2-(1-Methylpropyl)phenol
methylcarbamate,
là
một
loại thuốc trừ sâu nhóm carbamat.
9
Công thức phân tử: C12H
17NO2
M = 207,3g/mol
t
s
=
32
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 miệng đối với
chuột là 410mg/kg.
1.2.5.
Propoxur
[22]
Propoxur
có
tên
theo
IUPAC
là
2-isopropoxyphenyl
methylcarbamate,
là
một dẫn xuất của carbamat và được sử dụng làm thuốc trừ sâu.
Công thức phân tử: C11H15NO3
M = 209,2g/mol
t
s
=
91
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 vào 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 th ở. 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.
10
số
quốc
gia.
[6]
Đối với chuột, liều gây chết trung bình 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
1.2.6.
Giới
hạn
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 bằng mg 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
lí
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.
Bảng 1.
Mức
dƣ
lƣợng
tối
đa
cho
phép
sử
dụng
thuốc
trừ
sâu
carbamat
ở
một
1.3.
Các
phƣơng
pháp
xác
định
1.3.1.
Phƣơng
phá p
cực
phổ
11
Quốc gia
Đối tượng
Carbofuran
(mg/kg)
Carbayl
(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
Cà chua, cà rôt
0,1
0,05
EU
Trái cây
0,1
1
0,05
Trong
phương
pháp
này,
người
ta
phân
cực
điện
cực
giọt
thủy
ngân
bằng
một
điện
áp
một
chiều
biến
thiên
tuyến
tính
với
thời
gian
để
nghiên
cứu
các
quá
trình khử cực của chất phân tích trên điện cực đó. Vì vậy, thiết bị cực phổ gồm hai
phần chính là máy cực phổ và hệ điện cực bao gồm điện cực giọt thuỷ ngân và điện
cực so sánh. Đường cực phổ biểu diễn sự phụ thuộc của chiều cao cường độ dòng
với nồng độ chất phân tích. Để xác định các lượng nhỏ chất thường dùng cực phổ
cổ điển (10
-3
– n.10
-5
). Để xác định các lượng chất cực nhỏ thường dùng các phương
pháp cực phổ hiện đại như cực phổ sóng vuông, cực phổ xung vi phân. [5]
A. Guiberteau , T. Galeano Diáz, F. Salinas và J.M. Ortiz [12] đã xác định
carbaryl và carbof uran bằng phương pháp cực phổ xung vi phân. Phương pháp được
ứng
dụng
xác
định
các
mẫu
nước
sông.
Các
mẫu
nước
sau
khi
xử
lí
sẽ
được
xác
định
bằng
phương
pháp
cực
phổ
xung
vi
phân
với
các
điều
kiện
sau:
tốc
độ
quét
20mV/s (bước nhảy thế: 5mV, khoảng thời gian 0,25s), biên độ xung 50mV trong
khoảng từ + 0,4V đến + 0,8V. Khoảng tuyến tính của carbaryl từ 5.10
-7
10
-4
M và
của carbofuran từ 5.10
-7
– 5.10
-5
M với độ lệch chuẩn tương đối tương ứng là 1,62 và
1,86%.
1.3.2.
Phƣơng
phá p
qua ng
phổ
hấp
thụ
phâ n
tử
Các tác giả Urmila Tamrakar, Vinay K. Gupta và Ajai K. Pillai [32] đã xác
định đồng thời 3 loại thuốc trừ sâu nhóm carbamat bằng phương
pháp quang phổ
hấp thụ phân tử. Phương pháp dựa trên sự tạo mầu của carbamat với thuốc thử p-
aminoacetanlide. Khoảng nồng độ tuân theo định luật Lambert - Beer của carbaryl,
propoxur và carbosulfan tương ứng là 0,04 – 0,36µg/ml, 0,032 – 0,32µg/ml và 0,08
–
0,64µg/ml.
Phương
pháp
đã
được
áp
dụng
để
phân
tích
thuốc
trừ
sâu
nhóm
carbamat trên các mẫu rau, đất, thức ăn, nước … với hiệu suất thu hồi khoảng 95%.
Tác giả L. Alvarez-Rodriguez [26] đã xác định thuốc trừ sâu carbamat như
carbaryl, bendiocarb, carbofuran, methiocarb, promecarb và propoxur bằng phương
pháp quang phổ hấp thụ phân tử tại bước sóng 510nm. Các thuốc trừ sâu được thủy
phân trong môi trường kiềm nhẹ tạo thành 1-naphtol hoặc phenolate, sau đó nó sẽ
12
tạo mầu với diazo trimethylanilin có chứa mixen natri dodecyl sunfat. Giới hạn phát
hiện của phương pháp trong khoảng 0,2 – 2mg/ml.
Phương
pháp
xác
định
carbosulfan
bằng
phương
pháp
quang
phổ
hấp
thụ
phân
tử
đã
được
các
tác
giả
Y.Koteswara
Rao,
K.
Lokanath
Swaroop,
P.Chiranjeevi,
B.
Rangamannar
[35]
đề
cập.
Carbosulfan
được
thủy
phân
trong
môi trường kiềm tạo thành hợp chất phenolic và tạo cặp với 2, 4-dimethoxy aniline
trong
môi
trường
có
chứa
chất
oxi
hóa
K2Cr2O7
để
tạo
thành
một
hợp
chất
mang
màu cyanogen. Chất cyanogen này được chiết vào chloroform tại pH=3,5 và đo phổ
tại
bước
sóng
430nm.
Khoảng
nồng
độ
tuân
theo
định
luật
Lambert
-
Beer
của
carbosulfan là 0,1 – 1,0ppm. Độ thu hồi của phương pháp trên các mẫu nước uống,
gạo và lúa mì đều trên 93%.
Tác
giả
O.
Bhargavi
và
cộng
sự [31]
đã
phát
triển
một
kĩ
thuật
quang
phổ
hấp thụ phân tử đơn giản và nhạy xác định carbofuran trong các mẫu nước và mẫu
hạt. Carbofuran được thủy ph ân trong môi trường kiềm và tương tác với mu ối diazo
4,
4-azo-bis-3,
3’,
5,
5’-tetrabromo
aniline
tạo
thành
chất
mầu
đỏ
và
xác
định
tại
bước sóng 470nm. Khoảng tuân theo định luật Lambert - Beer của carbofuran là 0,1
– 16,0µg/ml .
Các
phương
pháp
quang
phổ
hấp
thụ
phân
tử
chỉ
phân
tích
được
một
loại
carbamat nào đó hoặc phân tích đồng thời một số carbamat. Hơn nữa, phương pháp
có độ nhạy kém. Do đó, hiện nay phương pháp này rất ít được ứng dụng để phân
tích carbamat.
1.3.3.
Phƣơng
phá p
phâ n
tích
dòn g
chảy
(flow
injectio n
analysis
–
FIA)
Phân tích dòng chảy là một kĩ thuật phân tích động, trong đó mẫu phân tích ở
dạng lỏng được bơm vào dòng chất mang chuyển động liên tục. Sau đó trong vòng
phản ứng chất phân tích sẽ ph ản ứng với thuốc thử có trong dòng chất mang, hay
được bơm trực tiếp vào đầu vòng phản ứng, để tạo ra một sản phẩm có thể phát hiện
được theo một tính chất hóa lí nào đó nhờ một loại detector phù hợp. Các tính chất
hóa lí đó thường là: sự hấp thụ quang phân tử UV-VIS và nguyên tử, tính chất phát
13
xạ của nguyên tử, tính chất huỳnh quang, sự thay đổi chiết suất, tính chất điện hóa.
Ứng với mỗi tính chất người ta có một loại detector. [4]
Tác giả Ana M. García-Campana và cộng sự [23] đã phát triển phương pháp
mới để xác định carbaryl trong thực phẩm thực vật và nước tự nhiên bằng kĩ thuật
phân
tích
dòng
chảy.
Đối
với
mẫu
nước,
lọc
qua
màng
lọc
0,45µm
rồi
tiến
hành
phân
tích.
Đối
với
mẫu
quả,
tiến
hành
chiết
mẫu
bằng
etylacetat
và
làm
sạch
qua
các loại cột chiết pha rắn như nhôm oxit, SAX, C18, silica. Hiệu suất chiết tốt nhất
khi sử dụng cột nhôm oxit. Carbayl chỉ phát huỳnh quang khi có của chất oxi hóa
KMnO4 trong
môi
trường
kiềm
nhẹ.
Hệ
thống
phân
tích
dòng
chảy
để
xác
định
carbaryl gồm 3 kênh chứa 3 dung dịch khác nhau: NaOH, luminol và KMnO4. Tại
các điều kiện tối ưu, khoảng tuyến tính carbaryl từ 5 – 100ng/ml và giới hạn phát
hiện là 4,9ng/ml. Đây là một phương pháp đơn giản, nhanh và dễ dàng kết hợp với
phương pháp sắc ký lỏng để xác định đồng thời một số carbamat.
Một
phương
pháp
xác
định
carbaryl
bằng
kĩ
thuật
phân
tích
dòng
chảy
sử
dụng detector UV – Vis đã được các tác giả Karim D. Khalaf, A. Morales-Rubio và
M. de la Guardia [25] nghiên cứu. Mẫu được chiết với xylen và bơm vào hệ thống
phân tích dòng chảy. Tại đây, carbaryl sẽ phản ứng với naphtholate và dung dịch p-
aminophenol 50pg/ml trong sự có mặt c ủa dung dịch KIO4 0,004M để tạo thành hợp
chất
mang
màu
iodophenol.
Chất
này
được
xác
định
bằng
detector
UV
–
Vis
tại
bước sóng 596nm. Hệ thống phân tích dòng chảy gồm 4 kênh: p-aminophenol, IO4-,
H2O và NaOH. Phương pháp có giới hạn phát hiện 26,5ng/ml với tần suất bơm mẫu
110 lần/giờ. Độ thu hồi carbaryl trên các nền mẫu khác nhau khá cao từ 95 – 102%.
Một phương pháp phân tích dòng chảy sử dụng detector huỳnh quang để xác
định
carbofuran
đã
được
đề
cập.
Phương
pháp
dựa
trên
phản
ứng
của
carbofuran
với
KMnO4
và
luminol
trong
môi
trường
kiềm
nhẹ
sẽ
tạ
thành
hợp
chất
màu.
Carbofuran
bị oxi hóa tạo thành anion 3-aminophthalate – dạng kích thích bền và
được
xác
định
bằng
detector
huỳnh
quang.
Khoảng
tuyến
tính
của
carbofuran
từ
14
0,06
–
0,5µg/ml,
giới
hạn
phát
hiện
0,02µg/ml.
Phương
pháp
đã
ứng
dụng
thành
công
xác định dư lượng carbofuran trong mẫu rau diếp.[24]
Phương pháp phân tích dòng chảy có ưu điểm là nhanh, thiết bị phân tích dễ
kiếm
và
rẻ
tiền.
Tuy
nhiên,
phương
pháp
không
thể
xác
định
đồng
thời
các
chất
carbamat. Do vậy, phương pháp cũng ít được ứng dụng để phân tích carbamat.
1.3.4.
Phƣơng
phá p
điện
di
mao
quản
Ling
Wang
và
cộng
sự
[34]
đã
tách
và
xác
định
dư
lượng
thuốc
trừ
sâu
carbamat
bằng
phương
pháp
điện
di
mao
quản
đẳng
áp.
Cột
mao
quản
có
đường
kính
75µm
được
nhồi
hạt
ODS
3µm.
Pha
động
bao
gồm
30%
acetonitril
và
70%
dung
dịch
đệm CH3COONH4
5mM
(pH=6,5)
chứa
1mM
SDS
và
0,01%
trietylamine (TEA). Tại các điều kiện tối ưu, 10 carbamat đã được tách nhanh trong
vòng 20 phút. Các mẫu rau được làm sạch qua SPE. Phương pháp có giới hạn phát
hiện từ 0,05 – 1,6mg/kg
và hiệu suất thu hồi từ 51,3 – 109,2% với độ lệch chuẩn
RSD < 11,4%. Phương pháp đã được áp dụng để xác định 10 loại carbamat trong
một số loại rau.
Xác định dư lượng fenoxycarb trong lúa mì bằng phương pháp điện di mao
quản khô và phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao. Các mẫu bột mì được chiết
với
aceton
rồi
được
làm
sạch
bằng
cách
chiết
lỏng-lỏng
với
diclometan.
Phương
pháp
HPLC
sử
dụng
detector
UV
tại
bước
sóng
=
199nm,
cột
C18
và
pha
động
là
MeOH
:
H2O
=
6
:
4
(theo
thể
tích).
Phương
pháp
điện
di
sử
dụng
mao
quản
đường kính 50µm x 48,5cm x 48cm chiều dài hiệu dụng, thế giữa hai đầu là 30kV,
dung
dịch
đêm
CH3COONH4
20mM
(pH=9)
trong
95%
MeOH.
Cả
hai
phương
pháp đều có giới han phát hiện thấp 0,008mg/kg đối với HPLC và 0,024mg/kg đối
với điện di mao quản khô và hiệu suất thu hồi cao trên 85%. Hai phương pháp đã
được ứng dụng để xác định fenoxycarb trong các mẫu lúa mì.[28]
Phương pháp sắc ký mao quản điện động học mixen đã xác định đồng thời
aldicarb, carbofuran và một số dạng chuyển hóa của nó trong nước bề mặt. Các mẫu
được được làm sạch qua cột chiết pha rắn có chứa 500mg than hoạt tính. Các chất
15
được tách bằng hệ thống sắc ký mao quản điện động học mixen sử dụng cột mao
quản có đường kính 75µm, chiều dài hiệu d ụng của cột 50cm. Các chất được tách
trong
môi
trường
đệm
natri
borat/acid
clohidric
(20mM,
pH=8)
và
sử
dụng
natri
dodecyl
sunfat
140mM
làm
chất
hoạt
động
bề
mặt
để
tạo
ra
các
mixen.
Các
điều
kiện
chạy
máy:
điện
thế
tách
23kV,
thời
gian
bơm
mẫu
12s,
nhiệt
độ
cột
tách
25
C
và
detector
UV
tại
bước
sóng
210nm.
Phương
pháp
có
giới
hạn
phát
hiện
từ
2
–
7,4µg/l, độ thu hồi cao từ 77 – 97% với độ lệch chuẩn tương đối 2 – 7%.[15]
Kĩ thuật điện di mao quản là một kĩ thuật mới được phát triển khoảng hơn 10
năm trở lại đây. Đây là một kĩ thuật có thời gian phân tích nhanh, tốn ít dung môi và
hóa
chất.
Việc
xác
định
các
hóa
chất
bảo
vệ
thực
vật
bằng
thiết
bị
này
vẫn
đang
được nghiên cứu và chưa có nhiều loại thuốc trừ sâu được xác định bằng phương
pháp này.
1.3.5.
Phƣơng
phá p
sắc
ký
lỏng
hiệu
năng
cao
Tác
giả
Elvira
Grou
và
cộng
sự
[16]
đã
xác
định
thuốc
bảo
vệ
thực
vật
carbamat trong đất và nước bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao sử dụng
detector
UV
ở
bước
sóng
254nm.
Các
mẫu
nước
được
chiết
lỏng
lỏng
với
diclometan, các mẫu đất được làm sạch bằng cột florisil. Dịch chiết được đem cô
quay đến cạn, hòa cặn bằng 1ml metanol và đem đo. Giới hạn phát hiện của phương
pháp đối với mẫu nước từ 0,005 – 0,01µg/g, đối với mẫu đất từ 0,05 – 0,1µg/g.
Tác giả Feng Tang và cộng sự [17] đã xác định dư lượng thuốc trừ sâu nhóm
carbamat trong sau bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng hiệu năng cao HPTLC tại 2
bước
sóng
=
243nm
và
=
207nm.
Phương
pháp
có
hiệu
suất
thu
hồi
từ
70,13
–
103,7% tại nồng độ 1 – 5mg/kg
Phương
pháp
sắc
ký
lỏng
hiệu
năng
cao
sử
dụng
detetor
huỳnh
quang
xác
định
đồng
thời
các
chất
carbamat
như
aldicarb,
propoxur,
carbofuran,
carbaryl
và
methiocarb trong mật. Mẫu được chiết bằng methanol và cho qua cột florisil để làm
sạch. Sử dụng dung môi diclometan:hexan = 1:1 rửa giải các chất carbamat ra kh ỏi
cột.
Dịch
rửa
giải
đem
cô
quay
ở
40
C
đến
cạn
và
hòa
cặn
bằng
1ml
acetonitril.
Các
16
chất
carbamat
được
tách
và
xác
định
đồng
thời
bằng
hệ
thống
sắc
ký
lỏng
với
detector huỳnh quang ghép nối với tiền cột. Phương pháp có giới hạn phát hiện thấp
từ 4 – 5ng/g và độ thu hồi tương đối cao từ 72,02 – 92,02% ứng với nồng độ từ 50 –
200ng/g.[18]
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
đồng thời các chất carbamat. Tuy nhiên, phương pháp có độ nhạy kém khi sử dụng
detector UV, còn khi sử dụng detector huỳnh quang, phương pháp có độ nhạy tốt
hơn
nhưng
chỉ
có
thể
nhận
biết
chất
phân
tích
thông
qua
thời
gian
lưu.
Đối
với
những nền mẫu phức tạp, các chất phân tích rất dễ bị ảnh hưởng bởi nền mẫu, nếu
chỉ dựa vào thời gian lưu sẽ rất khó để có thể khẳng định chất cần phân tích.
1.3.6.
Phƣơng
phá p
sắc
ký
khí
Xác
định
ethylcarbamat
trong
đồ
uống
bằng
phương
pháp
sắc
ký
khí
với
detector bắt điện tử và sắc ký khí khối phổ. Các mẫu được pha loãng bằng ethanol
10% rồi được chiết bằng diclometan. Dịch chiết được đem cô đến gần cạn và đem
đo. Phương pháp này đã được đánh giá ở 5 phòng thí nghiệm với 4 phòng sử dụng
detector
ECD
và
1
phòng
sử
dụng
detector
MS.
Giới
hạn
phát
hiện
của
phương
pháp thấp, khoảng 5µg/kg đối với detector ECD và 0,5µg/kg đối với detector MS.
[14]
Xác định thuốc trừ sâu carbamat và nhóm nito hữu cơ trong thực phẩm bằng
phương pháp sắc ký khí khối phổ. Phương pháp đã xác định đồng thời 29 loại thuốc
trừ
sâu
trong
một
số
thực
phẩm
như
táo,
khoai
tây,
gạo,
chuối…
Mẫu
được
chiết
bằng
aceton
và
được
làm
sạch
bằng
3
loại
cột
chiết
pha
rắn
khác
nhau:
cột
diatomaceous, c ột diatomit kết hợp với cột C18, cột florisil. Hiệu suất chiết các mẫu
thực phẩm bằng 3 loại cột đều trên 80%. Sau đó, mẫu được xác định bằng phương
pháp sắc ký khí khối phổ. Chương trình chạy khối phổ được chia làm 7 cửa sổ thời
gian lưu và mỗi cửa sổ có từ 10 – 15 mảnh ion con. Giới hạn phát hiện của phương
pháp thấp từ 0,01 – 0,1µg/ml. [27]
17
Xác định đa dư lượng thuốc trừ sâu trong nước táo bằng phương pháp sắc ký
khí khối phổ. Mẫu nước táo được chiết bằng phương pháp khuếch tán trên nền pha
rắn diatomaceous (tảo cát) và rửa giải bằng dung môi hexan:diclometan = 1:1 tốc độ
5ml/phút.
Phương
pháp
có
độ
thu
hồi
70
–
110%
và
hệ
số
biến
thiên
từ
1,62
–
18,3% với khoảng nồng độ 0,01 – 0,2mg/kg. [33]
Phương pháp sắc ký khí đã được ứng dụng rộng rãi để xác định các hóa chất
bảo vệ thực vật như các chất clo hữu cơ, lân hữu cơ, pyrethroid và carbamat. Tuy
nhiên phương pháp chỉ phân tích được những chất dễ bay hơi, còn các chất khó bay
hơi thì phải tạo dẫn xu ất nên tốn thời gian và hóa chất. Hơn nữa, để phân tích được
đồng thời các chất thì cần thời gian phân tích dài. Do vậy, phương pháp ít được ứng
dụng để phân tích carbamat.
1.3.7.
Phƣơng
phá p
sắc
ký
lỏng
khối
phổ
Gianni
Sagratini
và
cộng
sự
[19]
đã
xác
định
dư
lượng
thuốc
trừ
sâu
carbamat và phenylure trong một số loại quả bằng phương pháp vi chiết pha rắn và
sắc
ký
lỏng
khối
phổ.
Điều
kiện
chiết
mẫu
tối
ưu
ở
nhiệt
độ
20
C,
thời
gian
hấp
phụ
mẫu là 90 phút và thể tích mẫu 1ml. Các sợi silica được phủ 3 loại chất hấp phụ:
cacbowax
50µm,
polydimetylsiloxan/divinylbenzen
(PDMS/DVB)
60µm
và
polyacrylat 85µm. Giới hạn định lượng của phương pháp từ 0,005 – 0,05µg/ml, tùy
thuộc
từng
chất.
Phương
pháp
đã
được
ứng
dụng
để
xác
định
thuốc
trừ
sâu
trong
các mẫu quả.
Xác định đồng thời hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat và lân hữu cơ
trong
rau
quả
bằng
phương
pháp
sắc
ký
lỏng
khối
phổ.
Mẫu
được
chiết
bằng
acetonitril, sau đó được tách bằng cách chiết pha rắn khuếch tán (dispersive – SPE)
với chất hấp phụ là primary secondary amine (amin bậc một hai). Hiệu suất thu hồi
cao,
từ
70
–
110%
với
RSD
<
8%.
Giới
hạn
phát
hiện
thấp
0,5
–
10ng/ml,
túy
thuộc từng chất. Phương pháp đã được ứng dụng để xác định thuốc trừ sâu trong rau
quả. Trong 25 mẫu rau quả được lấy từ các chợ, gần 70% mẫu chứa một hoặc vài
18
loại thuốc trừ sâu, trên 30% mẫu còn lại chứa nhiều loại thuốc trừ sâu. Tuy nhiên,
tất cả các nồng độ thuốc trừ sâu tìm thấy đếu thấp hơn giới hạn cho phép.[29]
Xác
định
dư
lượng
carbamat
trong
rau
quả
bằng
phương
pháp
khuếch
tán
trên nền pha rắn và sắc ký lỏng khối phổ. Mẫu được chiết trên nền các pha rắn khác
nhau: C8, C18, NH2, CN và phenyl. Hiệu suất chiết tốt nhất trên nền pha rắn C8 đạt từ
64
–
106%
với
RSD
5
–
15%.
Giới
hạn
phát
hiện
của
phương
pháp
từ
0,001
–
0,01mg/kg, thấp hơn giới hạn cho phép của châu Âu từ 10 – 100 lần. Phương pháp
được
ứng
dụng
để
xác
định
carbamat
trong
các
mẫu
rau
quả
tại
các
chợ
ở
Valencian.[30]
Phương pháp sắc ký lỏng khối phổ là một kĩ thuật mới được phát triển trong
những năm gần đây. Về cơ bản, nó là phương pháp sắc ký lỏng sử dụng bộ phận
phát hiện là detector khối phổ. Phương pháp này tuy mới ra đời nhưng nó được ứng
dụng rộng rãi để phân tích đồng thời các thuốc trừ sâu đặc biệt là nhóm carbamat.
Phương pháp có thể phân tích đồng thời từ hàng chục đến hàng trăm các loại thuốc
trừ sâu khác nhau. Phương
pháp có nhiều ưu
điểm như độ chọn lọc cao, giới hạn
phát hiện thấp, thời gian phân tích nhanh, có thể định lượng đồng thời các chất có
thời gian lưu giống nhau mà phương pháp sắc kí lỏng thường không làm được.
Với
những
ưu
điểm
trên,
chúng
tôi
đã
chọn
phương
pháp
sắc
kí
lỏng
khối
phổ để nghiên cứu xác định đồng thời các chất carbamat.
19
Chƣơng
2.
ĐỐI
TƢỢNG
VÀ
PHƢƠNG
PHÁP
NGHIÊN
CỨU
2.1.
Đối
tƣợng,
mục
tiêu
và
nội
dung
nghiên
cứu
2.1.1.
Đối
tƣợng
và
mục
tiêu
nghiên
cứu
Hiện nay, nhiều người nông dân đã lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật làm cho
dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong nhiều mẫu rau vượt giới hạn cho phép hàng
chục lần; nhất là các loại rau ăn lá như cải ngọt, mồng tơi, cải bẹ xanh, cải bắp, cải
thảo, rau muống, dưa leo…Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong các loại rau quả
quá cao đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe con người, là
nguyên nhân chính gây ra các vụ ngộ độc thực phẩm. Do đó, đối tượng nghiên c ứu
là một số loại rau như rau cải, rau thơm, rau rền, bắp cải, và một số loại quả như
cam, lê, táo, quýt… Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu phương pháp xác định đồng
thời các chất carbamat trong rau quả bằng phương pháp sắc ký lỏng khối-phổ khối
phổ LC/MS/MS.
2.1.2.
Nội
dung
nghiên
cứu
Để đạt được mục tiêu đề ra, cần nghiên cứu một cách có hệ thống các vấn đề
sau:
2.1.2.1
Xây
dựng
phƣơng
phá p
Khảo sát phương pháp bao gồm:
Điều kiện tách chiết mẫu
Điều kiện chạy máy
Thẩm định phương pháp:
Giới hạn phát hiện LOD, giới hạn định lượng LOQ
Khoảng tuyến tính
Độ chụm (độ lặp lại)
Độ đúng (độ chệch, độ thu hồi)
20
2.1.2.2.
Ứng
dụng
phƣơng
phá p
Áp dụng phương pháp mới xây dựng để xác định tồn dư thuốc bảo vệ thực
vật họ carbamat trong một số loại rau và quả trên địa bàn Hà Nội.
2.2.
Phƣơng
pháp
nghiên
cứu
2.2.1.
Phƣơng
phá p
tách
chiết
mẫu
Đối tượng mẫu phân tích trong luận văn này là các loại rau củ, có nền mẫu
phức tạp. Do đó cần có phương pháp tách chiết mẫu thích hợp để giảm ảnh hưởng
của nền mẫu, tránh làm bẩn detector, tăng khả năng phát hiện.
Trong bản luận văn này, chúng tôi đã sử dụng phương pháp chiết lỏng lỏng
để
tách
chiết
và
làm
giàu
mẫu.
Thông
thường,
phương
pháp
này
sử dụng
hai
pha
lỏng không trộn lẫn. Tuy nhiên, chúng tôi sử dụng một loại hạt nhồi là kieselguhr
như chất mang trong sắc ký phân bố lỏng – lỏng.
Kieselguhr
hay
còn
gọi
là
diatomaecous
earth
(đất
diatomit)
hay
Celite,
có
màu trắng ngà, có khoảng pH làm việc rộng từ 1 – 13. Nó được sử dụng để chiết
lỏng – lỏng các mẫu thực phẩm mà không cần dùng đến phễu chiết. Mẫu sau khi
chiết bằng dung môi phân cực ở dạng lỏng được đưa qua cột đã nhồi hạt kieselguhr
và
được
giữ
lại
ở
trên
cột.
Sau
đó
chất
phân
tích
được
rửa
giải
bằng
dung
môi
không phân cực.
Sử
dụng
cột
nhồi
hạt
kieselguhr
có
ưu
điểm
hơn
so
với
chiết
lỏng
–
lỏng
thông thường như thời gian chiết nhanh hơn, không cần phải mất thời gian để tách
lớp, lượng dung môi sử dụng rửa giải ít hơn nhiều, có độ thu hồi và độ lặp lại cao.
2.2.2.
Phƣơng
phá p
sắc
ký
lỏng
khối
phổ
2.2.2.1.
Nguyên
tắc
chung
về
phƣơng
pháp
HPLC
Sắc ký lỏng là quá trình tách xảy ra trên cột tách với pha tĩnh là chất rắn và
pha động là chất lỏng (sắc ký lỏng - rắn). Mẫu phân tích được chuyển lên cột tách
dưới dạng dung dịch. Khi tiến hành chạy sắc ký, các chất phân tích được phân bố
liên tục giữa pha động và pha tĩnh. Trong hỗn hợp các chất phân tích, do cấu trúc
21
phân
tử
và
tính
chất
lí
hoá
của
các
chất
khác
nhau,
nên
khả
năng
tương
tác
của
chúng
với
pha
tĩnh
và
pha
động
khác
nhau.
Do
vậy,
chúng
di
chuyển
với
tốc
độ
khác nhau và tách ra khỏi nhau. Sơ đồ cấu tạo thiết bị HPLC được chỉ ra ở hình 2.1.
Hình 2.1.
Sơ
đồ
cấu
tạo
hệ
thống
HPLC
Sắc ký lỏng hiệu năng cao bao g ồm nhiều phương pháp có tính đặc thù riêng,
đó là sắc ký lỏng pha liên kết, sắc ký phân bố lỏng – lỏng và sắc ký trao đổi lỏng –
rắn, sắc ký hấp phụ lỏng – rắn…
2.2.2.2.
Ph a
tĩnh
trong
HPLC
Trong HPLC, pha tĩnh chính là chất nhồi cột làm nhiệm vụ tách hỗn hợp chất
phân tích. Đó là những chất rắn, xốp và kích thước hạt rất nhỏ, từ 3
– 7mm. Tuỳ
theo bản chất của pha tĩnh, trong phương pháp sắc ký lỏng pha liên kết thường chia
làm 2 loại: sắc ký pha thường (NP-HPLC) và sắc ký pha ngược (RP-HPLC)
Sắc ký pha thường: pha tĩnh có bề mặt là các chất phân cực (đó là các
silica trần hoặc các silica được gắn các nhóm ankyl có ít cacbon mang
các nhóm chức phân cực: -NH2, -CN ), pha động là các dung môi hữu
22
cơ không phân cực như: n-hexan, toluene Hệ này có thể tách đa dạng
các chất không phân cực hay ít phân cực.
Sắc
ký
pha
ngược:
pha
tĩnh
thường
là
các
silica
đã
được
ankyl
hoá,
không
phân
cực,
loại
thông
dụng
nhất
là
–C18H37,
còn
pha
động
phân
cực: nước, methanol, axetonitril Trong rất nhiều trường hợp thì thành
phần
chính
của
pha
động
lại
là
nước
nên
rất
kinh
tế.
Hệ
này
được
sử
dụng
để
tách
các
chất
có
độ
phân
cực
rất
đa
dạng:
từ
rất
phân
cực,
ít
phân cực tới không phân cực .
2.2.2.3.
Ph a
động
trong
HPLC
Pha động trong HPLC đóng góp một phần rất quan trọng trong vi ệc tách các
chất phân tích trong quá trình sắc ký nhất định. Mỗi loại sắc ký đều có pha động rửa
giải riêng cho nó để có được hiệu quả tách tốt nhưng nhìn chung phải đáp ứng được
các điều kiện sau:
Pha
động
phải
trơ
với
pha
tĩnh.
Pha
động
phải
hòa
tan
tốt
mẫu
phân
tích,
phải
bền
vững
và
không
bị
phân hủy trong quá trình chạy sắc ký.
Pha
động
phải
có
độ
tinh
khiết
cao.
Pha
động
phải
nhanh
đạt
được
các
cân
bằng
trong
quá
trình
sắc
ký,
như
cân bằng hấp phụ, phân bố, trao đổi ion tuỳ theo bản chất của từng loại
sắc ký.
Phải phù hợp với loại detector dùng để phát hiện các chất phân tích.
Pha
động
phải
không
quá
đắt.
Có thể chia pha động làm hai loại:
Pha
động
có
độ
phân
cực
cao:
có
thành
phần
chủ
yếu
là
nước,
tuy
nhiên để phân tích các chất hữu cơ, cần thêm các dung môi khác để
giảm
độ
phân
cực
như
MeOH,
ACN.
Pha
động
loại
này
được
dùng
trong sắc ký pha liên kết ngược.
23
