Nghiên cứu xác định một số phtalat trong bao bì dược phẩm làm từ chất dẻo bằng sắc ký khí khối phổ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

MAI THỊ LAN NGỌC

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ PHTALAT
TRONG BAO BÌ DƢỢC PHẨM LÀM TỪ
CHẤT DẺO BẰNG SẮC KÝ KHÍ KHỐI PHỔ

LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC

HÀ NỘI 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

MAI THỊ LAN NGỌC

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ PHTALAT
TRONG BAO BÌ DƢỢC PHẨM LÀM TỪ
CHẤT DẺO BẰNG SẮC KÝ KHÍ KHỐI PHỔ

LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC
CHUYÊN NGÀNH KIỂM NGHIỆM THUỐC – ĐỘC CHẤT

MÃ SỐ 60720410
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Vũ Công Sáu
2. PGS.TS Nguyễn Thị Kiều Anh

HÀ NỘI 2015


LỜI CẢM ƠN
Em xin được bày tỏ lòng kính trọng và sự biết ơn sâu sắc tới:
PGS.TS Nguyễn Thị Kiều Anh – Phòng Quản lý khoa học – Đại học Dược
Hà Nội và TS. Vũ Công Sáu – Viện Khoa học hình sự - Bộ Công an đã tận
tình hướng dẫn, quan tâm và động viên em trong suốt quá trình thực nghiệm
và hoàn thiện luận văn này.
Tôi xin cảm ơn Ban lãnh đạo và các cán bộ Phòng Hóa lý – Viện Khoa
học hình sự - Bộ Công an đã cộng tác và giúp đỡ tôi trong quá trình thực
nghiệm.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo và khoa Dược - Trường Cao
đẳng Y tế Phú Thọ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất, cổ vũ tinh thần tôi
trong suốt quá trình học tập, thực hiện đề tài.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Sau đại học, các thầy
cô giáo Trường Đại học Dược Hà Nội đã truyền đạt những kiến thức, kinh
nghiệm quý báu cho tôi trong quá trình học tập tại trường.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời thương yêu nhất tới gia đình, bạn bè đã luôn
sát cánh, khích lệ tôi có thêm động lực học tập và hoàn thiện luận văn này.
Hà Nội, ngày 06 tháng 9 năm 2015
Học viên

Mai Thị Lan Ngọc

MỤC LỤC
Trang

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
ĐẶT VẤN ĐỀ

1

1.1. Tổng quan về phtalat ........................................................................................... 3
1.1.1. Công thức cấu tạo và tên gọi một số phtalat .............................................. 3
1.1.2. Tính chất ..................................................................................................... 4
1.1.3. Ứng dụng của các phtalat ........................................................................... 4
1.1.4. Độc tính của phtalat.................................................................................... 5
1.2. Một số nghiên cứu định lƣợng phtalat ............................................................... 5
1.3. Tổng quan về sắc ký khí khối phổ .................................................................... 12
1.3.1. Sắc ký khí ................................................................................................. 12
1.3.2. Dectector khối phổ trong sắc ký khí ........................................................ 15
1.3.3. Ứng dụng của sắc ký khí khối phổ ........................................................... 18
Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

20

2.1. Đối tƣợng nghiên cứu......................................................................................... 20
2.2. Dụng cụ, thiết bị, hóa chất, dung môi............................................................... 20
2.2.1. Thiết bị ..................................................................................................... 20
2.2.2. Dụng cụ .................................................................................................... 20

2.2.3. Chất chuẩn, hóa chất, dung môi ............................................................... 21
2.3. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 21
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu................................................................................... 22
2.4.1. Lấy mẫu và xử lý mẫu sơ bộ .................................................................... 22
2.4.2. Xây dựng phương pháp phân tích ............................................................ 22
2.4.3. Thẩm định phương pháp phân tích........................................................... 23


2.4.4. Ứng dụng phương pháp khảo sát một số mẫu bao bì dược phẩm làm từ
chất dẻo ................................................................................................... 25
2.4.5. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................ 25
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

27

3.1. Xây dựng phƣơng pháp phân tích .................................................................... 27
3.1.1. Chuẩn bị dung dịch chuẩn ........................................................................ 27
3.1.2. Khảo sát điều kiện làm việc của hệ GC – MS.......................................... 27
3.1.3. Khảo sát và lựa chọn điều kiện xử lý mẫu ............................................... 33
3.1.4. Quy trình phân tích ................................................................................... 41
3.2. Thẩm định phƣơng pháp ................................................................................... 42
3.2.1. Tính phù hợp của hệ thống ....................................................................... 42
3.2.2. Tính đặc hiệu ............................................................................................ 44
3.2.3. Khoảng tuyến tính .................................................................................... 48
3.2.4. Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ)........................... 51
3.2.5. Độ đúng và độ chính xác .......................................................................... 53
3.3. Bƣớc đầu ứng dụng phƣơng pháp khảo sát một số mẫu bao bì dƣợc phẩm
làm từ chất dẻo................................................................................................... 57
Chƣơng 4. BÀN LUẬN ............................................................................................. 61
4.1. Về phƣơng pháp GC-MS ................................................................................... 61

4.2. Về quy trình phân tích ....................................................................................... 62
4.3. Kết quả thẩm định phƣơng pháp ..................................................................... 63
4.4. Ứng dụng của phƣơng pháp phân tích............................................................. 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
AOAC
CI
DBP
DEHP
DEP
DCM
EI
FID
GC
GCL
HPLC
IS
LC
LOD
LOQ
MS
ppm
SIM
THF

Hiệp hội các nhà Hóa phân tích (Association of Official Analytical
Chemists)
Ion hóa hóa học (Chemical Ionization)
Dibutyl phthalate
Di(2-ethylhexyl) phthalate
Diethyl phthalate
Dicloromethan
Ion hóa va chạm điện tử (Electron Impact)
Detector ion hóa ngọn lửa (Flame Ionisation Detector)
Sắc ký khí (Gas Chromatography)
Sắc ký khí lỏng (Gas Chromatography Liquid)
Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid
Chromatography)
Chất chuẩn nội (Internal standard)
Sắc ký lỏng (Liquid Chromatography)
Giới hạn phát hiện (Limit of Detection)
Giới hạn định lượng (Limit of Quantitation)
Khối phổ (Mass spectrometry)
Phần triệu (Parts per million)
Kỹ thuật phân tích chọn lọc ion (Selected ion monitoring)
Tetrahydrofuran


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Tên gọi, cấu tạo, khối lượng phân tử một số phtalat điển hình [21]. .........3
Bảng 1.2: Một số nghiên cứu định lượng phtalat bằng phương pháp GC ..................5
Bảng 1.3: Một số nghiên cứu định lượng phtalat bằng sắc ký lỏng..........................10
Bảng 1.4: Đặc điểm 2 loại cột sắc ký khí - lỏng .......................................................14
Bảng 2.1: Thông tin các chất chuẩn ..........................................................................21
Bảng 2.2: Các hóa chất, dung môi sử dụng trong quá trình thực nghiệm.................21

Bảng 3.1: Kết quả thời gian lưu (phút) của các phtalat khi phân tích theo các
chương trình nhiệt độ khảo sát. .................................................................................30
Bảng 3.2: SIM group với các mảnh ion cho từng chất .............................................33
Bảng 3.3: Kết quả khảo sát dung môi chiết DEP và DBP ........................................38
Bảng 3.4: Kết quả khảo sát dung môi chiết DEHP ...................................................39
Bảng 3.5: Kết quả thẩm định tính phù hợp của hệ thống ..........................................43
Bảng 3.6: Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính của DEP, DBP, DEHP……........... 48
Bảng 3.7: Kết quả S/N của các mẫu thêm chuẩn ......................................................52
Bảng 3.8: Kết quả thẩm định độ đúng và độ chính xác với mẫu trắng thêm chuẩn
DEP tại các nồng độ khác nhau.................................................................................54
Bảng 3.9: Kết quả thẩm định độ đúng và độ chính xác với mẫu trắng thêm chuẩn
DBP tại các nồng độ khác nhau ................................................................................55
Bảng 3.10: Kết quả thẩm định độ đúng và độ chính xác với mẫu trắng thêm chuẩn
DEHP tại các nồng độ khác nhau ..............................................................................56
Bảng 3.11: Kết quả phân tích các mẫu thực..............................................................58


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Công thức cấu tạo chung của phtalat [17].................................................3
Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo máy sắc ký khí ....................................................................12
Hình 1.3: Sơ đồ cấu tạo máy khối phổ ......................................................................16
Hình 3.1: Sắc ký đồ phân tích DEP, DBP, DEHP theo chương trình 1…………….29
Hình 3.2: Sắc ký đồ phân tích DEP, DBP, DEHP theo chương trình 2…………….29
Hình 3.3: Sắc ký đồ phân tích DEP, DBP, DEHP theo chương trình 3…………….30
Hình 3.4: Sắc ký đồ phân tích DEP, DBP, DEHP theo chương trình 4…………….30
Hình 3.5: Phổ khối DEP so với thư viện phổ chuẩn. ................................................32
Hình 3.6: Sắc ký đồ mẫu chiết DEP, DBP bằng dung môi DCM .............................35
Hình 3.7: Sắc ký đồ mẫu chiết DEP, DBP bằng dung môi toluen ............................35
Hình 3.8: Sắc ký đồ mẫu chiết DEP, DBP bằng dung môi n-hexan .........................36
Hình 3.9: Sắc ký đồ mẫu chiết DEP, DBP bằng dung môi THF ..............................36

Hình 3.10: Sắc ký đồ mẫu chiết DEP, DBP bằng dung môi cloroform. ...................37
Hình 3.11: Sắc ký đồ khảo sát chiết DEHP bằng dung môi cloroform. ...................37
Hình 3.12: Sắc ký đồ khảo sát chiết DEHP bằng dung môi THF. ...........................38
Hình 3.13: Đồ thị so sánh khả năng chiết phtalat của 5 loại dung môi ..................40
Hình 3.14: Quy trình phân tích DEP, DBP và quy trình phân tích DEHP ..............41
Hình 3.15: Sắc ký đồ phân tích hỗn hợp chất chuẩn DEP, IS, DBP ........................44
Hình 3.16: Sắc ký đồ phân tích mẫu trắng BP1 theo quy trình phân tích DEP và
DBP ...........................................................................................................................45
Hình 3.17: Sắc ký đồ phân tích mẫu trắng BP1 thêm hỗn hợp chuẩn DEP, DBP và
IS theo quy trình phân tích DEP và DBP ..................................................................45
Hình 3.18: Sắc ký đồ phân tích hỗn hợp chuẩn DEHP và IS theo quy trình phân tích
DEHP ........................................................................................................................46
Hình 3.19: Sắc ký đồ phân tích mẫu trắng RG1 theo quy trình phân tích DEHP ....46
Hình 3.20: Sắc ký đồ phân tích mẫu trắng RG1 thêm hỗn hợp DEHP và IS ...........47
Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa nồng độ và tỷ lệ SDEP/SIS ................49
Hình 3.22: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa nồng độ và tỷ lệ SDBP/SIS ................50
Hình 3.23: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa nồng độ và tỷ lệ SDEHP/SIS...............50
Hình 3.24: Sắc ký đồ mẫu trắng thêm chuẩn (nồng độ DEP, DBP 0,05 µg/ml) ......52


ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong xã hội hiện đại ngày nay, dễ dàng nhận thấy chất dẻo giữ một vị
trí quan trọng, được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Lượng chất
dẻo sử dụng trên toàn thế giới theo từng năm có sự tăng trưởng mạnh mẽ, từ
1,7 triệu tấn vào năm 1950 lên đến 288 triệu tấn vào năm 2012 [6]. Do những
đặc tính mềm dẻo, bền, nhẹ, không dẫn điện và đặc biệt là giá thành rẻ, chất
dẻo được chọn lựa làm nguyên liệu cho các sản phẩm khác nhau: Bao bì, đồ
gia dụng, dụng cụ chăm sóc sức khỏe, … [5]. Để có được đặc tính mềm dẻo
đó, trong quá trình sản xuất người ta sử dụng nhóm chất hóa dẻo (plasticizers)
mà phổ biến là nhóm phtalat – các ester của acid ortho-phthalic [29]. Một số

phtalat điển hình sử dụng nhiều nhất xuất hiện trong chất dẻo là Di(2ethylhexyl) phthalat (DEHP), Dibutyl phthalat (DBP), Diethyl phthalat (DEP)
và một số phtalat khác [21].
Tuy nhiên, do phtalat không tạo liên kết hóa học bền vững với chất dẻo,
nên trong các điều kiện ánh sáng và nhiệt độ thường, theo thời gian phtalat có
thể bị giải phóng thoát ra khỏi nền polymer chất dẻo, đặc biệt là các phtalat
phân tử lượng thấp như DEP và DBP, và có thể gây hại cho môi trường cũng
như sức khỏe con người [13]. Thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu và báo cáo
về tính chất nguy hiểm của phtalat gây độc với hệ thần kinh, gan, thận, rối
loạn hormon, trẻ em dậy thì sớm, vô sinh, ung thư [8], [10], [11], [23]. Do
những nguy cơ đó, Mỹ đã ban hành luật quy định cấm các sản phẩm đồ chơi
trẻ em và đồ chăm sóc trẻ em làm từ chất dẻo có hàm lượng một số phtalat
(DEHP, DBP, BBP, DINP, DIDP, DnOP) không được vượt quá 0,1% [16].
Tại Việt Nam, phtalat là vấn đề mới mẻ hiện đang thu hút sự quan tâm của
công chúng, đặc biệt là các nhà nghiên cứu tìm cách định tính, định lượng
phtalat trong nhiều đối tượng khác nhau như đồ chơi, thực phẩm, bao bì thực
phẩm, …. Trong ngành Dược, bao bì chủ yếu được làm từ chất dẻo, nên nếu

1


phtalat trong bao bì có hàm lượng cao sẽ có thể gây ảnh hưởng tới sức khỏe
người sử dụng thuốc. Trên thế giới, năm 2009 Dược điển Châu Âu đưa vào
phương pháp định tính, định lượng DEHP trong bao bì chất dẻo với yêu cầu
hàm lượng DEHP trong bao bì chất dẻo (bao bì dùng đựng máu và các chế
phẩm từ máu; đựng thuốc tiêm truyền) không quá 40% [20]. Tuy nhiên, trong
bao bì chất dẻo không phải chỉ có riêng DEHP mà còn có thể có nhiều loại
phtalat khác nhau như DBP, DEP, … Việt Nam tuy chưa có những quy định
pháp lý yêu cầu định tính, định lượng nhiều loại phtalat khác nhau trong bao
bì dược phẩm làm từ chất dẻo, nhưng trước những mối nguy hại của các
phtalat trong đồ nhựa, đồ chơi, bao bì,… đã được thế giới cảnh báo, giới hạn

hàm lượng và vẫn đang tiếp tục theo dõi, thì tại Việt Nam việc nghiên cứu
định tính và định lượng các phtalat trong bao bì dược phẩm làm từ chất dẻo là
cần thiết.
Xuất phát từ thực tiễn và tầm quan trọng đó, chúng tôi tiến hành thực hiện
đề tài “Nghiên cứu xác định một số phtalat trong bao bì dược phẩm làm từ
chất dẻo bằng sắc ký khí khối phổ” với các mục tiêu:
1. Xây dựng và thẩm định phương pháp định lượng 3 phtalat DEHP, DBP,
DEP trong bao bì dược phẩm làm từ chất dẻo bằng sắc ký khí khối phổ.
2. Ứng dụng phương pháp đã xây dựng xác định hàm lượng các phtalat đó
trong một số loại bao bì chất dẻo đựng thuốc (túi đựng máu, lọ đựng
dịch truyền; lọ đựng siro).

2


Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về phtalat
1.1.1. Công thức cấu tạo và tên gọi một số phtalat
Phtalat là tên gọi chung một nhóm ester của acid ortho-phtalic.

Hình 1.1: Công thức cấu tạo chung của phtalat [17].
Gốc R và R’ là 2 gốc của 2 rượu đã tác dụng với acid ortho-phtalic để
thu được ester phtalat. Hai nhóm R, R’ có thể giống nhau hoặc khác nhau.
Cấu trúc khác nhau của 2 nhánh này sẽ tạo ra những tính chất hóa học và vật
lý riêng của phân tử phtalat, làm thay đổi hoạt tính sinh học của chúng [17].
Một số phtalat thông dụng có tên gọi, cấu tạo được đưa ra trong bảng
1.1 dưới đây.
Bảng 1.1: Tên gọi, cấu tạo, khối lượng phân tử một số phtalat điển hình [21].
S

Tên gọi

Kí

Công thức phân tử

hiệu

T

M
(g/mol)

T
1

Dimethyl phtalat

DMP

C6H4(COOCH3)2

194,19

2

Diethyl phtalat

DEP

C6H4(COOC2H5)2

222,24

3

Di-n-butyl

DBP

C6H4[COO(CH2)3CH3]2

278,35

BBP

CH3(CH2)3OOCC6H4COOCH2C6H5

312,26

phtalat
4

Butyl benzyl

3


phtalat
5

Di(2-ethylhexyl)

DEHP

phtalat
6

Diisononyl

C6H4[COOCH2CH(C2H5)(CH2)3CH3] 390,56
2

DINP

C6H4[COO(CH2)6CH(CH3)2]2

418,62

DUP

C6H4[COO(CH2)10CH3]2

474,72

C6H4[COO(CH2)12CH3]2

530,83

phtalat

7

Diundecyl
phtalat

8

Ditridecyl phtalat DTDP

1.1.2. Tính chất
- Nhóm các phtalat hầu hết là những chất lỏng dạng dầu, dễ bay hơi, có mùi
nhẹ, khó tan trong nước; tan tốt trong các dung môi hữu cơ như acetonitril,
hexan, methanol, dung dịch dầu ăn, chất béo… Chúng có thể tan được trong
máu và những chất dịch cơ thể có chứa lipoprotein.
- Khi phân hủy bởi nhiệt độ cao, các phtalat tạo khí có mùi khét.
- Các phtalat có nhiệt độ nóng chảy từ 5,5°C - 58°C.
- Nhiệt độ hóa hơi: Khoảng từ 230°C - 486°C [12].
1.1.3. Ứng dụng của các phtalat
Phtalat được sử dụng trong nhiều ngành khác nhau, có thể kể ra một số
ứng dụng chính:
- Sử dụng rộng rãi trong sản xuất bao bì chất dẻo, đồ nhựa, làm cho nhựa dẻo,
linh hoạt, đàn hồi tốt hơn.
- Mỹ phẩm sử dụng nhiều phtalat với các mục đích khác nhau: Tăng độ mịn,
hấp dẫn cho các loại kem dưỡng da; làm chất định hương cho nước hoa, dầu
gội, sữa tắm; thêm vào trong sơn móng tay để sơn bền màu, bám móng tốt.
- Ngành công nghiệp sơn sử dụng phtalat làm dung môi.

4

- Ngành công nghiệp thực phẩm sử dụng phtalat làm chất tạo độ đục hoặc tạo
vẻ hấp dẫn cho thực phẩm [5], [6], [26].
1.1.4. Độc tính của phtalat
Đã có rất nhiều nghiên cứu trên động vật thử nghiệm và báo cáo về độc
tính của phtalat trên các hệ cơ quan khác nhau. Các phtalat (như DEP, DBP,
DEHP,…) làm chậm tốc độ phát triển của trẻ em, gây độc với gan, thận, ảnh
hưởng tới hệ thần kinh, rối loạn hormon, làm trẻ em dậy thì sớm, vô sinh, ung
thư [8], [10], [11], [23].
Chen F.P và Chien M.H (2014) đã nghiên cứu trên động vật thử
nghiệm, thấy tại nồng độ rất thấp 10-10 – 10-4 mol/l, các phtalat đã có khả năng
làm tăng nhanh sự phát triển các tế bào ung thư vú [14].
1.2. Một số nghiên cứu định lƣợng phtalat
Trong khoảng 10 năm trở lại đây, trên thế giới đã có một số nghiên cứu
định lượng phtalat trong các mẫu đối tượng khác nhau, sử dụng các phương
pháp khác nhau. Có thể tóm tắt một số nghiên cứu trong các bảng 1.2 và bảng
1.3:
Bảng 1.2: Một số nghiên cứu định lượng phtalat bằng phương pháp GC
Tài

Mẫu thử

Điều kiện sắc ký

Chuẩn nội -

liệu

- Chất

Dung môi hoặc

phân tích

phƣơng pháp
chiết

[9]

- Mẫu

- Pha tĩnh: Cột mao quản HP-

thử: Đồ

5MS(30m x 0,25mm, 0,25µm) với pha 4,4´-

dùng

tĩnh 5% polydiphenyl/95%

trong y tế dimethylpolysiloxan.
làm từ

- Chuẩn nội:

dibromobiphenyl
- Dung môi chiết:

- Pha động: Khí mang heli, tốc độ khí tetrahydrofuran

5


PVC.

1ml/phút.

(THF) : ethanol

- Chất

- Chương trình nhiệt độ:

(1:3, tt/tt).

phân tích: Từ 100°C, tăng với tốc độ gia nhiệt
19

30°C/phút đến 200°C. Từ 200°C tăng

phtalat,

3°C/phút lên 250°C, duy trì trong 2,5

trong đó

phút. Sau đó tăng 40°C/phút lên tới

có DEP,

270°C, duy trì trong 2 phút. Tăng

DBP,

80°C/phút lên 320°C, duy trì trong 5

DEHP;

phút. Nhiệt độ chuyển giữa GC và

và 5 chất

MS: 300°C.

hóa dẻo

- Thể tích tiêm: 1 µl; chế độ tiêm: chia

khác.

dòng 1:20.
- Phát hiện: Detector MS; điều kiện
khối phổ MS: Nguồn ion hóa EI, năng
lượng bắn phá 70eV, nhiệt độ buồng
ion 230°C. Chế độ full scan với m/z =
40 – 350; Chế độ chọn lọc ion (SIM)
với mảnh ion m/z = 149.

[30] - Mẫu

- Pha tĩnh: Cột mao quản HP-5MS

Dung môi chiết:

thử: Túi

(30m x 0,25mm, 0,25µm) với pha

n-hexan.

bao bì

tĩnh 5% polydiphenyl/95%

đựng

dimethylpolysiloxan.

thực

- Pha động: Khí mang heli, tốc độ khí

phẩm làm 1ml/phút.
từ nhựa

- Chương trình nhiệt độ: Nhiệt độ ban

Polyethyl đầu 150°C, giữ trong 0,5 phút, sau đó
en.

tăng tốc độ 5°C/phút lên đến 220°C;

6


- Chất

tiếp tục tăng nhiệt với tốc độ 3°C/phút

phân tích: lên 275°C, duy trì nhiệt độ này trong
8 phtalat,

13 phút. Nhiệt độ buồng tiêm: 250°C.

trong đó

- Thể tích tiêm: 1µl; chế độ tiêm:

có DEP,

không chia dòng.

DBP và

- Phát hiện: Detector MS; điều kiện

DEHP.

khối phổ: Nguồn ion hóa EI, năng
lượng bắn phá 70eV, nhiệt độ buồng

ion 230°C. Chế độ full scan với m/z =
35 – 550; Chế độ chọn lọc ion (SIM)
với mảnh ion m/z = 149.

[7]

- Mẫu

- Pha tĩnh: Cột mao quản KB-1 (30 m Dung môi chiết:

thử: sữa

× 0,25 mm, 0,25µm) với pha tĩnh

methanol :

hộp.

100% dimethylpolysiloxan.

carbontetraclorid

- Chất

- Pha động: Khí mang nitơ, tốc độ khí (20:1, tt/tt).

phân tích: 1,7ml/phút.
6 phtalat,

- Chương trình nhiệt độ:

trong đó

Nhiệt độ ban đầu 150°C, duy trì 2

có DEP,

phút; tăng nhiệt với tốc độ 25°C/phút

DBP và

lên đến 285°C, duy trì trong 10 phút.

DEHP.

Nhiệt độ buồng tiêm: 290°C.
- Thể tích tiêm: 1 µl; chế độ tiêm: chia
dòng 1:10.
- Phát hiện: Detector FID.

[24] - Mẫu

- Pha tĩnh: Cột mao quản Intercap-

Dung môi chiết:

thử: mật

5MS (30 m × 0,25 mm, 0,25µm)

- Với mật ong,

ong,

với pha tĩnh 5 % Diphenyl - 95%

dùng nước:hexan

7


thạch.

dimethylpolysilphenylen siloxan.

- Chất

- Pha động: Khí mang heli, tốc độ khí - Với thạch, dùng

phân tích: 37cm/s.

(1:1, tt/tt).

hexan:aceton

22

- Chương trình nhiệt độ: Nhiệt độ đầu

phtalat,

90°C, giữ trong 1 phút; tăng nhiệt với

trong đó

tốc độ 15°C/phút lên 210°C, duy trì

có DEP,

trong 2 phút; tăng nhiệt 5°C/phút lên

DBP và

240°C, duy trì trong 5 phút; tăng

DEHP.

5°C/phút lên 250°C; tiếp tục tăng với

(1:1, tt/tt).

tốc độ 25°C/phút lên 300°C, duy trì
trong 4 phút. Nhiệt độ buồng tiêm:
250°C.
- Thể tích tiêm: 1 µl; chế độ tiêm:
không chia dòng.
- Phát hiện: Detector MS; điều kiện
khối phổ: Nguồn ion hóa EI, năng
lượng bắn phá 70eV, nhiệt độ buồng
ion 230°C. Chế độ chọn lọc ion (SIM)

với mảnh ion m/z = 149.
[18] - Mẫu

- Pha tĩnh: Cột mao quản DB-5MS (30 -Chuẩn nội:

thử: dầu

m × 0,25 mm × 0,25 µm) với pha

DEHP-d4

ăn thực

tĩnh silica nung chảy.

- Dung môi,

vật.

- Pha động: Khí mang heli tinh khiết,

phương pháp

- Chất

tốc độ khí mang 1ml/phút.

chiết: acetonitrile,

phân tích: - Chương trình nhiệt độ:

cột chiết pha rắn

17

Nhiệt độ ban đầu 60°C, giữ trong 1 SPE.

phtalat,

phút; tăng nhiệt với tốc độ 20°C/phút

8


trong đó

lên đến 220°C; tăng tiếp 5°C/phút lên

có DEP,

290°C, duy trì trong 2 phút. Nhiệt độ

DBP và

buồng tiêm: 260°C.

DEHP.

- Thể tích tiêm: 1µl; chế độ tiêm:
không chia dòng.

- Phát hiện: Detector MS; điều kiện
khối phổ: Nguồn ion hóa EI, năng
lượng bắn phá 70eV, nhiệt độ buồng
ion 230°C. Chế độ chọn lọc ion (SIM)
với mảnh ion m/z = 149.

[19] - Mẫu

- Pha tĩnh: Cột mao quản DB-5MS (30 - Chuẩn nội:

thử: xúc

m × 0,25 mm × 0,25 µm) với silica dibutyl adipate.

xích.

nung chảy

- Dung môi chiết,

- Chất

- Pha động: Khí mang heli, tốc độ khí

phương pháp
chiết: n-hexan,

phân tích: 1,2ml/phút.
6 phtalat,

- Chương trình nhiệt độ: Nhiệt độ đầu

trong đó

70°C, duy trì 3 phút; tăng nhiệt với tốc SPE.

có DEP,

độ 20°C/phút lên 280°C, duy trì trong

DBP và

5 phút. Nhiệt độ buồng tiêm: 250°C.

DEHP.

- thể tích tiêm 1 µl; chế độ tiêm:
không chia dòng.
- Phát hiện: Detector MS: điều kiện
khối phổ: Nguồn ion hóa EI, năng
lượng bắn phá 70eV, nhiệt độ buồng
ion 250°C. Chế độ full scan với m/z =
50 – 400; chế độ chọn lọc ion (SIM)
với mảnh ion m/z = 149.

9

chiết pha rắn

Bảng 1.3: Một số nghiên cứu định lượng phtalat bằng sắc ký lỏng

Tài

Mẫu thử -

Điều kiện sắc ký

Chuẩn nội -

liệu

Chất phân

Dung

tích

môi/phƣơng
pháp chiết

[22] - Mẫu thử:

- Pha tĩnh: Cột C8 (100 mm ×

- Chuẩn nội:

Dụng cụ y tế 4,6 mm x 2,6µm).

benzyl butyl

làm từ PVC.

- Pha động: hỗn hợp acetonitril :

phtalat.

- Chất phân

nước (65:35, tt/tt); tốc độ dòng:

- Dung môi chiết:

tích: 5

2ml/phút; thể tích tiêm mẫu: 20 µl.

THF:methanol

phtalat, trong - Phương pháp, detector phát hiện:

(9:5, tt/tt).

đó có DEHP. HPLC – UV. Bước sóng phát hiện
221 nm.
[15] - Mẫu thử:

- Pha tĩnh: Cột nhồi Betasil (50

- Chuẩn nội :

nước tiểu

mm × 2.1 mm,3µm).

đồng vị 13C12

người.

- Pha động: hỗn hợp acid acetic :

- Dung môi chiết:

- Chất phân

acetonitril; tốc độ dòng: 220

amoni acetat pH

tích:

µl/phút; thể tích tiêm mẫu: 10 µl

5.0 : enzym β –

Bisphenol A

- Phương pháp, detector phát hiện:

glucuronidase

và một số

LC-MS/MS; điều kiện khối phổ:

(15:2, tt/tt)

phtalat.

Nguồn ion hóa EI, năng lượng bắn
phá 70eV.

[27] - Mẫu thử:

- Pha tĩnh: Cột XR-ODS ( 75mm x Phương pháp

dung dịch

2,0 mm x 2,2µm)

chiết: chiết pha

nướcmuối

- Pha động: hỗn hợp methanol :

rắn SPE.

10

sinh lý.

nước; tốc độ dòng: 0,4 ml/phút; thể

- Chất phân

tích tiêm mẫu: 2 µl.

tích: 6

- Phương pháp, detector phát hiện:

phtalat, trong LC-MS; điều kiện khối phổ: Nguồn
đó có DEP.

ion hóa EI, năng lượng bắn phá
70eV.

Phương pháp HPLC-UV ít được sử dụng trong định lượng phtalat, do
phổ hấp thụ của phtalat không đặc trưng, giống với nhiều chất khác cũng có
một vòng benzen, bước sóng hấp thụ cũng không đặc trưng nên khả năng xác
định kém.
Các phtalat là ester của acid phtalic với 1 hoặc 2 rượu khác nhau, nên
tính chất và cấu tạo của chúng có tính tương đồng. Mặt khác, hàm lượng của
chúng trong mẫu lại thấp. Từ đó dẫn đến yêu cầu phương pháp phân tích
phtalat phải có độ nhạy cao, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng thấp,
phương pháp không bị ảnh hưởng khi phân tích đồng thời các phtalat. Phương
pháp GC và LC đều đáp ứng được yêu cầu đó. Để tăng thêm hiệu quả, sắc ký
khí thường được kết nối với MS, còn các detector khác như FID kém nhạy

hơn so với MS.
Nhìn chung, trên thế giới với sự phát triển của kỹ thuật MS thì GC-MS
đang được áp dụng nhiều nhất để phân tích các phtalat trong các mẫu đối
tượng khác nhau. GC-MS có ưu điểm cho độ chính xác cao và độ nhạy tốt,
hơn nữa với thư viện phổ có thể xác định được các chất dễ dàng.
Tại Việt Nam, phtalat là một vấn đề còn mới, chưa có nhiều nghiên cứu
định lượng được công bố. Các phòng thí nghiệm tuy có thực hiện nghiên cứu,
nhưng mang tính chất áp dụng nội bộ tại phòng thí nghiệm, chưa thẩm định
chặt chẽ phương pháp nên khó xác định được mức độ tin cậy, khó áp dụng

11


rộng rãi. Hiện nay, theo xu hướng của thế giới, hầu hết các phòng thí nghiệm
tại Việt Nam đều chọn sử dụng kỹ thuật GC-MS để phân tích phtalat.
1.3. Tổng quan về sắc ký khí khối phổ
1.3.1. Sắc ký khí
1.3.1.1. Khái niệm
Sắc ký khí là kỹ thuật tách các chất dựa vào sự phân bố của các chất
giữa hai pha, pha động là chất khí và pha tĩnh có thể là chất rắn (sắc ký khí
rắn - GCS) hoặc chất lỏng (sắc ký khí lỏng - GCL). Trong sắc ký khí, pha
động chỉ đóng vai trò làm chức năng vận chuyển chứ không tương tác với
chất phân tích. Hiện nay, GLC chủ yếu được sử dụng. GSC ít được dùng, trừ
trong phân tích một số chất khí [1].
1.3.1.2. Nguyên tắc
Trong GCL, chất tan di chuyển theo pha động qua cột khi nó ở thể khí.
Quá trình tách phụ thuộc vào tính bay hơi của các chất tan – tức là điểm sôi
của chúng. Do áp suất hơi phụ thuộc vào tính bay hơi của chất tan, nên quá
trình rửa giải theo thứ tự điểm sôi tăng dần, ngoại trừ trường hợp có tương tác
đặc biệt giữa chất tan và pha tĩnh. Pha động đưa chất tan ra khỏi cột đến

detector. Nhiệt độ cột dao động khoảng 50°C - 350°C đảm bảo chất tan bay
hơi và đẩy nhanh quá trình rửa giải [1].
1.3.1.3. Hệ thống máy sắc kí khí

Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo máy sắc ký khí
12


* Khí mang:
Các loại khí mang sử dụng trong GC-MS cần phải đảm bảo trơ và sạch.
Khí mang không được tương tác với các chất phân tích, do đó yêu cầu đầu
tiên là phải trơ về mặt hóa học. Thường thì heli, hydro, argon hoặc nitơ có thể
đáp ứng yêu cầu. Hiện nay, khí mang sử dụng phổ biến nhất là heli [1].
* Buồng tiêm mẫu:
Trước khi vào cột phân tích, thường mẫu ở dạng lỏng, cho vào buồng
bay hơi rồi được dòng khí mang đưa vào cột. Có 3 cách tiêm mẫu chính: [4]
- Tiêm mẫu chia dòng (split): Mẫu sau khi vào buồng bay hơi, được chia
nhanh sao cho chỉ có một phần nhỏ của lượng mẫu ban đầu đi vào cột. Các tỷ
lệ chia dòng phổ biến trong khoảng từ 1:50 đến 1:100. Cách tiêm mẫu này có
ưu điểm là giúp giảm lượng mẫu vào cột trong trường hợp mẫu bẩn hoặc có
nồng độ cao. Tuy nhiên, do lượng mẫu vào cột nhỏ nên có thể làm giảm độ
nhạy.
- Tiêm mẫu không chia dòng (splitless): Sau khi vào buồng bay hơi, mẫu
được đưa toàn bộ vào đầu cột và ngưng tụ lại ở đây, sau đó tăng nhiệt độ để
làm bay hơi dần các cấu tử. Phương pháp này có thể làm tăng độ nhạy và
phản ánh tương đối chính xác thành phần mẫu ban đầu, tuy nhiên có thể gây
ra pic bị rộng chân và làm hỏng cột phân tích.
- Tiêm mẫu trực tiếp (on-column): Trong một số trường hợp đặc biệt, khi
thành phần mẫu chứa các chất không bền với nhiệt, có nhiệt độ hóa hơi thấp
nên không thể bơm vào buồng bay hơi. Khi đó có thể tiêm thẳng vào đầu cột

và gia nhiệt từ từ để bay hơi mẫu. Phương pháp này có ưu điểm là toàn bộ
mẫu được đưa vào cột nên phản ánh trung thực thành phần ban đầu của mẫu.
Tuy nhiên, để thực hiện tiêm trực tiếp vào cột thì cần thiết kế đặc biệt của
buồng tiêm mẫu. Phương pháp này thường chỉ áp dụng cho các loại cột đường
13


kính trong lớn ( ≥ 0,53mm) và phải dùng kim tiêm loại nhỏ nên dễ gây ra hiện
tượng kim gãy trong đầu cột.
* Cột tách
Cột là bộ phận trung tâm của hệ thống sắc ký. Trong sắc ký khí, có hai
loại cột: cột nhồi và cột mao quản.Chương trình nhiệt độ của sắc ký khí là
thông số rất quan trọng cần kiểm soát chính xác. Lò cột làm nhiệm vụ điều
nhiệt cho cột sắc ký [1].
Đặc điểm của hai loại cột được tóm tắt trong bảng 1.4.
Bảng 1.4: Đặc điểm 2 loại cột sắc ký khí - lỏng
Đặc điểm

Cột mao quản

Cột nhồi

Silica nung chảy rất tinh
Nguyên liệu chế tạo cột

khiết (tạp kim loại <

Thủy tinh, thép không gỉ

1ppm)

Dài 10 – 100m (cuộn
Kích thước cột

tròn), đường kính trong
0,1 – 0,7mm, có áo bảo vệ
bằng polyimid hoặc nhôm

Dài 1 – 3m (cuộn tròn),
đường kính trong 2 –
3mm

Lớp chất lỏng dày 0,1 Pha tĩnh

5µm bao mặt trong của

Kích thước hạt 150 -

cột (WCOT) hoặc chất

250µm, được bao lớp

mang bao pha tĩnh

mỏng (dày 0,05 - 1µm)

(SCOT)
Chia dòng, không chia

Bay hơi nhanh, tiêm thẳng

dòng, bơm thẳng vào cột

vào cột

Khí mang

Heli hoặc hydro

Nitơ, heli

Hiệu lực cột

Loại WCOT: 1000 – 4000

500 – 1000

Hệ bơm mẫu

14


(số đĩa/m)

Loại SCOT: 600 - 1200
Phân tích nhiều thành
phần: 100 chất hoặc hơn,
nhất là với cột đường kính

Độ phân giải

trong ≤ 0,2 mm.
Chất tan được rửa giải ở

Thấp, tốt nhất chỉ có thể
tách được 20 thành phần

nhiệt độ thấp hơn so với
cột nhồi.
Ghi chú:
WCOT: Cột với lớp bao ở mặt trong thành cột (Wall – coated open tubular column)
SCOT: Cột với lớp chất mang pha tĩnh (Support – coated open tubular column)

* Các loại pha tĩnh trong sắc ký khí [4]
Trong sắc ký khí, pha tĩnh đóng vai trò chủ yếu trong việc tách các chất
khỏi nhau. Tùy thuộc vào bản chất của các chất phân tích mà lựa chọn loại
pha tĩnh phù hợp. Các loại pha tĩnh có thể được xếp vào 4 nhóm dựa vào tính
phân cực của nó, bao gồm: Nhóm không phân cực, nhóm phân cực yếu, nhóm
phân cực trung bình, nhóm phân cực cao.
Một số loại pha tĩnh ngày nay hay sử dụng: Polydimethylsiloxan, 5%
phenyl polydimethyl siloxan; 50% phenyl polydimethyl siloxan; Polyethylen
glycol.
1.3.2. Dectector khối phổ trong sắc ký khí
1.3.2.1. Khái niệm
Khối phổ là thiết bị phân tích dựa trên cơ sở xác định khối lượng phân
tử của các hợp chất hóa học bằng việc phân tách các ion phân tử hay các ion
mảnh của phân tử theo tỷ số giữa khối lượng và điện tích của chúng (m/z) [1].

15

Về bản chất, có thể coi khối phổ là một loại detector, nhưng là detector
đặc biệt, vì ngoài vai trò phát hiện thì khối phổ còn có khả năng tách cách
chất đồng rửa giải dựa trên sự khác nhau về khối lượng của chúng.
1.3.2.2. Nguyên tắc hoạt động
Mẫu từ máy sắc ký khí đưa vào khối phổ sẽ được ion hóa trong buồng
ion để tạo các phần tử mang điện, sau đó được chuyển đến bộ phận lọc và
phân tích khối để tách các ion khác nhau theo tỉ số m/z. Các ion được bộ phận
phát hiện thu nhận, tín hiệu thu được chuyển vào máy tính để xử lý và lưu trữ.
1.3.2.3. Cấu tạo
Cấu tạo của máy khối phổ gồm có 3 phần chính là nguồn ion hóa, bộ
phân tích khối và bộ phát hiện. Hình 1.3 mô tả cấu tạo của một thiết bị khối
phổ.

Hình 1.3: Sơ đồ cấu tạo máy khối phổ
* Bộ nạp mẫu (Inlet): Đầu ra cột mao quản GC nối với bộ nguồn ion của
MS.
* Nguồn ion hóa (Ion source): Có vai trò ion hóa các phân tử, nguyên tử của
mẫu ở trạng thái khí hoặc hơi.
Một số kỹ thuật ion hóa hay được sử dụng trong GC-MS:
16


- Ion hóa trên cơ sở va đập điện tử (EI): Mẫu sau khi qua cột GC ở dạng hơi,
đi vào buồng ion hóa. Ở đây xảy ra tương tác với chùm electron có năng
lượng thường là 70eV, tạo thành các electron thứ cấp và một số phân mảnh
của phân tử.
- Ion hóa hóa học (CI): Sử dụng chùm electron làm nguồn ion hóa, nhưng
chùm electron ion hóa các phân tử khí và ít ion hóa các phân tử mẫu (tỷ lệ
phân tử khí thường cao gấp 103, 104 lần so với phân tử mẫu). Một trong
những tác nhân khí được sử dụng phổ biến nhất là khí metan.

* Bộ phân tích khối (Mass analyzer):
Có vai trò tách các ion theo tỷ số m/z. Một số thiết bị phân tích khối
thường được dùng trong GC:
- Thiết bị phân tích tứ cực: Cấu tạo bởi 4 thanh điện cực đặt song song tạo
thành một khoảng trống, trong đó một trường điện từ được tạo ra bằng sự kết
hợp giữa dòng một chiều và điện thế tần số radio (RF). Trường tứ cực được
xác định sao cho các ion có thể đi tới detector. Các tứ cực đóng vai trò như bộ
lọc khối. Khi một trường điện từ được áp vào, các ion chuyển động trong đó
sẽ dao động phụ thuộc vào tỷ số m/z và RF. Chỉ những ion có tỷ số m/z phù
hợp mới có thể đi qua bộ lọc này.
- Bẫy ion: Gồm các điện cực hình trụ, điện cực hình mũ và điện cực vòng.
Mỗi điện cực này có các bề mặt hình hypebol ở bên trong. Các điện cực hình
mũ tạo ra một điện thế, còn điện cực vòng áp thế 1 MHz và điện thế 1 chiều.
Các ion được tạo ra bằng cách đưa vào các electron phát ra từ một dây dẫn
hoặc các ion có thể được đưa vào bẫy từ một nguồn bên ngoài. Trên cơ sở
tăng biên độ của thế RF, chuyển động của các ion tăng dần lên đến khi đường
đi của chúng không ổn định dọc theo hình trục của bẫy. Kết quả, các ion này
bị phóng ra khỏi các khe hở của điện cực hình mũ bên trái và được thu thập
lại ở bộ khuếch đại electron. Quá trình phóng các ion này theo trình tự tăng
giá trị m/z và tín hiệu thu được phản ánh phổ khối của các ion bị bẫy.
17