Đồ án Xác định dư lượng một số hóa chất bảo vệ thực vật nhóm Pyrethroid và Lân hữu cơ trong một vài loại rau bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

MỞ ĐẦU
Theo dự báo của Uỷ ban Dân số và Phát triển của Liên hợp quốc, vào giữa thế
kỉ XXI dân số thế giới sẽ tăng thêm khoảng 3 tỉ người. Dân số ngày càng tăng
nhanh đã tạo ra gánh nặng cho nền sản suất nông nhiệp 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. [10]
Hóa chất bảo vệ thực vật (HC BVTV) 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, HC BVTV còn gây ra nhiều tác hại khác như làm ô
nhiễm môi trường, gây độc cho người và gia súc, tăng chi phí 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 HC BVTV càng trở nên nghiêm trọng khi
con người sử dụng không đúng cách và quá lạm dụng vào thuốc.
Thiết bị sắc ký khí ghép khối phổ có khả năng phân tích cùng một lúc hàng
trăm chất cho độ chính xác cao, rất hiệu quả trong phân tích HC BVTV trong các
mẫu rau bởi 1 lần bơm mẫu sẽ có sàng lọc được nhiều chất. Phân tích định tính,
định lượng chính xác các thành phần của HC BVTV trong mẫu rau bằng phương
pháp sắc ký khí ghép khối phổ là việc rất cần thiết, giúp cho quá trình sàng lọc sản
phẩm sạch có giá trị kinh tế cao có được kết quả xét nghiệm chính xác hơn, nhanh
hơn. Lượng mẫu phân tích lấy ít hơn do độ nhạy của thiết bị cao.
Với những lí do trên, chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Xác định dư lượng một số
hóa chất bảo vệ thực vật nhóm Pyrethroid và Lân hữu cơ trong một vài loại rau
bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ”.

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 1


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

Với mục tiêu thực hiện đề tài là: Tiến hành phân tích định tính và xác định dư
lượng 5 loại hóa chất bảo vệ thực vật (Cypermethrin, Permethrin, Chlorpyriphos,
Metalaxyl, Malathion) trong mẫu rau.
Để hoàn thoành mục tiêu trên, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu các nội dung,
bao gồm:
 Đánh giá điều kiện phân tích và độ ổn định GC-MS trong phân tích

hóa chất bảo vệ thực vật.
 Đánh giá phương pháp phân tích.


Tiến hành phân tích thực nghiệm và xác định dư lượng một số hóa
chất bảo vệ thực vật nhóm Pyrethroid và Lân hữu cơ có trong 10 loại
rau trên địa bàn Hà Nội.

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 2


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về hóa chất bảo vệ thực vật
1.1.1. Khái niệm về hóa chất bảo vệ thực vật

Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực của Liên Hiệp Quốc (FAO) đã đưa ra
định nghĩa khá hoàn chỉnh về hóa chất bảo vệ thực vật (HC BVTV) như sau:
“ HC BVTV là bất kì hợp chất hay hỗn hợp được dùng với mục đích ngăn
ngừa, tiêu diệt hoặc kiểm soát các tác nhân gây hại bao gồm vật chủ trung gian
truyền bệnh của con người hoặc động vật, các bộ phận không mong muốn của
thực vật hoặc động vật gây hại hoặc ảnh hưởng đến các quá trình sản xuất, chế
biến, bảo quản, vận chuyển, mua bán thực phẩm, nông sản, gỗ và các sản phẩm từ
gỗ, thức ăn chăn nuôi hoặc hợp chất được phân tán lên động vật để kiểm soát côn
trùng, nhện hay các đối tượng khác trong cơ thể chúng. HC BVTV còn được dùng
làm tác nhân điều hòa sinh trưởng thực vật, chất làm rụng lá, chất làm khô cây, tác
nhân làm thưa quả hoặc ngăn chặn rụng quả sớm. Cũng có thể dùng HC BVTV
cho cây trồng trước cũng như sau khi thu hoạch để bảo vệ sản phẩm không bị
hỏng trong quá trình vận chuyển” [18].
1.1.2. Phân loại thuốc bảo vệ thực vật theo nguồn gốc hóa học

Có nhiều cách phân loại HC BVTV như: Phân loại theo công dụng, theo nhóm
độc, theo thời gian phân hủy… [25]. Tuy nhiên trong phạm vi nội dung Đồ án
chúng tôi xin phân loại HC BVTV theo nguồn gốc hóa học. Căn cứ vào bản chất
hóa học của các loại HC BVTV, chúng được phân chia thành các nhóm khác nhau.
+ Nhóm hợp chất clo hữu cơ (cơ clor):
HC BVTV Clo hữu cơ là hợp chất hữu cơ được hình thành khi thay thế các
nguyên tử hydro của phân tử hydrocarbon và dẫn xuất bằng các nguyên tử clo.
Trong phân tử các hợp chất này tồn tại vòng benzen hoặc dị vòng (O, N, S…),

thường là các dẫn xuất clo của một số hợp chất như Diphenylethane, Cyclodiene,
Benzene, Hexane… Đặc điểm quan trọng của các hợp chất này là độc tính cao,
Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 3


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

phổ tác động rộng nhưng kém chọn lọc và rất bền vững trong môi trường, thời
gian phân hủy dài, do đó chúng ít bị đào thải và tích lũy vào cơ thể sinh vật qua
chuỗi thức ăn. Chính vì dư lượng HC BVTV trong nông sản, sự tích lũy và đầu
độc cao với cơ thể con người, động vật mà ngày nay đa số các HC BVTV Clo hữu
cơ đã bị cấm sử dụng.
Điển hình cho các chất bị cấm sử dụng như: DDT, Chlordane, Toxaphene,
Dieldrin, Aldrin, Endrin...; một số chất còn dùng nhưng giới hạn như: Difocol,
Methoxychlor.

Hình 1.1: Công thức cấu tạo của DDT
+ Nhóm hợp chất Lân hữu cơ (phosphor hữu cơ)
HC BVTV nhóm lân hữu cơ chủ yếu là hợp chất của Photpho hóa trị V, chúng
là các este của acid phosphoric (H 3PO4) và dẫn xuất. Các hợp chất cơ phosphor có
độc tính rất cao nên hiệu lực diệt trừ sâu hại cao và nhanh chóng, phổ tác dụng
rộng, kém bền vững trong môi trường kiềm và axit. Cơ chế hoạt động của nhóm
này dực trên nguyên tắc: ức chế enzyme Cholinesterase (ChE) không phục hồi do
enzyme ChE bị phosphoryl hóa (WHO, 1996). Hậu quả là làm ứ động
Acetylcholine gây rối loạn dẫn truyền hệ Cholonergic. Nhiễm độc Lân hữu cơ là
nhiễm độc Acetylcholine nội sinh. Acetylcholine là một trong số các chất dẫn

truyền luồng thần kinh quan trọng chi phối sự truyền dọc các xung thần kinh qua
các chỗ nối synaptic và một số trường hợp qua các chỗ nối cơ thần kinh.
Điển hình của nhóm chất này bao gồm: Methyl Parathion, Ethyl Parathion,
Diethyl phosphorofluoridate, Dimefox, Tetraethyl pyrophosphat (TEPP),…Cho

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 4


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

đến nay đã có khoảng 100 chất khác nhau được đem vào thương mại hóa. Đây là
nhóm thuốc hữu cơ thông dụng nhất hiện dùng.

Hình 1.2: Công thức cấu tạo của Dimefox
+ Nhóm hợp chất Carbamat
Đây là nhóm thuốc được dùng rộng rãi bởi thuốc tương đối rẻ tiền, hiệu lực cao
mà ít tồn lưu trong môi trường. Thuốc là dẫn xuất của axit cacbamic. Có chứa các
nhóm phụ Dithiocacbamates, Thiocarbamates mang Lưu huỳnh. Ngoài dạng thuốc
trừ sâu còn có thuốc trừ nấm bệnh, trừ cỏ, trừ ốc sên… Đối với động vật, thuốc
Carbamat gây tổn thương cho hệ thần kinh và một số khác gây độc cho động vật
có vú bao gồm cả con người. Hợp chất nhóm này không tích lũy trong mô mỡ do
vậy tính độc của chúng thường ngắn và sinh vật có thể phục hồi. Các hóa chất
nhóm carbamat thông dụng như: Carbaryl (Sevin), Aldicarb (Temik) và Methomyl
Ester cacbamat là dẫn xuất của acid carbamic (H2N-COOH) không bền vững và dễ
phân hủy thành CO2 và NH3.

Hình 1.3: Công thức cấu tạo của Carbaryl
+ Nhóm hợp chất Pyrethroid
Là những thuốc trừ sâu có nguồn gốc từ tính sát trùng của hoa thủy cúc
Crysanthemum thường gặp nhất là C.cineraraefolium cùng với tính diệt côn trùng
Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 5


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

mạnh mẽ, Pyrethrin có ưu điểm là ít tồn lưu trong môi trường. Pyrethrin và các
chất Carbamat là những chất độc kênh muối (sodium channel) của màng thần
kinh. Các Pyrethroids thực chất là các chất gây độc chức năng, hậu quả xấu của
thuốc mang tính thứ cấp là hậu quả của sự kích thích quá độ hệ thần kinh. Một số
chất thuộc nhóm này như: Allethrin, Barthrin, Bioallethrin, Bioresmethrin,
Cismethrin, Fenfluthrin, Cyhalothrin, Cypermethrin…

Hình 1.4: Công thức cấu tạo của Allethrin
1.1.3. Tác hại của hóa chất bảo vệ thực vật [10]

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, HC BVTV 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. Chúng không đủ khả năng gây tử vong, dần dần bị phân giải và bài tiết ra

ngoài. Loại này bao gồm các chất: Pyrethroid, những hợp chất Photpho hữu cơ,

-

Carbamat, 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. Những chất này gồm nhiều hợp chất chứa Clo hữu
cơ, thạch tím (Asen), chì (Pb), thủy ngân (Hg). Đây là những loại rất nguy hiểm.
Hóa chất bảo vệ thực vật có thể xâm nhập vào cơ thể người và động vật bằng
nhiều con đường khác nhau. Ba con đường chính đó là: 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 tĩnh hay mãn tính, tùy thuộc vào phạm vi ảnh hưởng của thuốc.

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 6


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

+ Nhiễm độc cấp tính: Là nhiễm độc tức thời khi có một lượng đủ lớn hóa chất
xâm nhập vào cơ thể. Triệu chứng của bệnh tỉ lệ với việc tiếp xúc và trong một số
trường hợp nặng có thể dẫn tới tử vong. Biểu hiện bệnh lí của nhiễm độc cấp tính:
mệt mỏi, ngứa da, đau đầu, buồn nôn, hoa mắt chóng mặt, khô họng, mất ngủ, tăng
tiết nước bọt, yếu cơ, chảy nước mắt, sảy thai, đặc biệt 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 biểu hiện nào sau 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 lí của nhiễm độc mãn tính là: kích thích các tế bào ung thư phát
triển gây 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 dư các loại HC BVTV trong rau

Theo báo cáo của cục bảo vệ thực vật, có 23% số hộ dân vi phạm quy định về
sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, dẫn đến tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật trên nông
sản. Một số loại hóa chất đã bị cấm nhưng hiện vẫn có nhiều người tìm cách đưa
về nông thôn. Số mẫu rau tươi có lượng hóa chất chiếm 30-60%, trong đó số mẫu
có dư lượng vượt quá giới hạn cho phép chiếm từ 4-16%, một số HC BVTV bị
cấm sử dụng như Methamidophos vẫn còn dư lượng trong rau. [7]
Trong năm 2013, Cục Bảo vệ thực vật đã lấy 25 mẫu rau và 5 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 ở Tp Hồ Chí Minh, Bình Dương, Tiền Giang kết quả là
trên 50% mẫu có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật ở mức độ khác nhau.
Tại TP Hồ Chí Minh đầu năm 2013, kết quả kiểm nghiệm hơn 2.200 mẫu rau,
quả tại chợ đầu mối (Bình Điền, Hóc Môn, Thủ Đức) phát hiện 50 mẫu dương tính
(tỉ lệ 2,4%) cao hơn so với cùng kì năm 2012 là 1,3%. Còn tại Bình Dương, phân

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 7


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

tích 310 mẫu rau lấy ở các chợ, vùng sản xuất, bếp ăn tập thể trong tám tháng đầu
năm 2013 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
được tiến hành trong 1 năm từ tháng 11 năm 2013 đến tháng 10 năm 2014 trên
toàn đất nước Ấn Độ. Kết quả là 18% rau và 12% quả nội địa và nhập khẩu đều có
dư lượng thuốc trừ sâu, kể cả những loại thuốc trừ sâu bị cấm, trong đó 4% lượng
rau và 2% lượng 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, cà chua có dư
lượng thuốc trừ sâu lớn nhất. Các loại thuốc trừ sâu được tìm thấy chủ yếu là
Chlorpyriphos, Monocrotophos, Profenophos và Cypermethrin. [1]
1.2.

Tổng quan về các HC BVTV trong nghiên cứu

1.2.1. Nhóm hợp chất Pyrethroid
1.2.1.1.

Cypermethrin [4,10]
Theo

IUPAC,

Cypermethrin

còn

có

tên

gọi

khác

Cyano-(3-

phenoxyphenyl)methyl]3-(2,2-dichloroethenyl)-2,2-dimethylcyclopropane-1carboxylate, có công thức phân tử C22H19Cl2NO3, khối lượng phân tử: 416,3 g/mol.
Có công thức cấu tạo như sau:

Hình 1.5: Công thức cấu tạo của Cypermethrin
Đặc tính kỹ thuật: Ít tan trong nước, tan tốt trong dung môi hữu cơ như aceton
(620g/L), xylen (351 g/L) và cyclohexanone (515 g/L) ở 25 0C. Tương đối bền
trong môi trường trung tính và axit nhẹ, thủy phân trong môi trường kiềm, quang
giải kém; không ăn mòn kim loại; thuộc nhóm độc II.

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 8


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

Cypermethrin tác dụng gây độc nhanh với hệ thần kinh của côn trùng. Cơ chế
tác động của Cypermethrin gây ảnh hưởng đến sự vận chuyển của Na qua màng tế
bào thần kinh. Cypermethrin làm tăng độ thấm của của Na qua màng tế bào thần

kinh, kết quả gây nên sự lặp đi lặp lại và kéo dài xung động thần kinh trong cơ
quan cảm giác và làm đình trệ xung động trong sợi thần kinh. Ngoài ra,
cypermethrin còn gây nên các hiện tượng xung huyết (congestion), xuất huyết
(haemorrhage), hoại tử (necrosis), teo nhân (pyknosis) trên một số cơ quan như
não, gan, thận và mang của cá.
1.2.1.2.

Permethrin
Theo IUPAC, Permethrin còn có tên gọi khác là 3-Phenoxybenzyl (1RS)cis,trans-3-(2,2-dichlorovinyl)-2,2-dimethylcyclopropanecarboxylate,

có

công

thức phân tử C21H20Cl2O3, khối lượng phân tử là 391,29 g/mol. Có công thức cấu
tạo như sau:

Hình 1.6: Công thức cấu tạo của Permethrin
Permethrin ở dạng tinh thể không màu, nóng chảy ở 34oC, sôi ở 200oC hầu như
không tan trong nước, tan tốt trong các dung môi không phân cực như Hexane,
Xylene. Bền trong môi trường axit, thủy phân trong môi trường kiềm.
Permethrin là một hóa chất diệt côn trùng thông dụng, sinh vật ký sinh. Hóa
chất này như là một chất gây độc tố cho thần kinh, làm tăng độ thấm của Na qua
màng tế bào thần kinh, kết quả gây nên sự lặp đi lặp lại và kéo dài xung động thần
kinh trong cơ quan cảm giác và làm đình trệ xung động trong sợi thần kinh. Hóa
chất này không gây hại nhanh động vật có vú và chim, nhưng hóa chất rất độc đối
với mèo và cá. [23]

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 9


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

1.2.2. Nhóm hợp chất Lân hữu cơ
1.2.2.1.
Chlorpyriphos [4,10]

Theo IUPAC, Chlorpyriphos còn có tên gọi khác là: O,O-Diethyl O-3,5,6trichloropyridin-2-yl phosphorothioate, có công thức phân tử C 9H11Cl3NO3PS, khối
lượng phân tử là 350,59 g/mol. Có công thức cấu tạo như hình vẽ:

Hình 1.7: Công thức cấu tạo của Chlorpyriphos
Chlorpyriphos tồn tại ở dạng tinh thể, nóng chảy ở 42 oC, mật độ 1,4 g/cm3.
Chlopyriphos tác động lên hệ thần kinh côn trùng thông qua việc ức chế men ChE
(Cholinesterase), ngăn cản quá trình hình thành nên Acetylcholinesterase gây nhiễm
độc côn trùng chủ yếu bằng sự phosphoryl hóa Acetylcholinesterase (AChE) ở đầu
tận cùng thần kinh. Liều gây độc LC50 với cá vàng 0,18 mg/l.
1.2.2.2.

Metalaxyl
Theo IUPAC, Metalaxyl còn có tên gọi khác là: 2-[(2,6-dimethylphenyl)- (2methoxy-1-oxoethyl) amino]propanoic acid methyl ester, có công thức phân tử
C15H21NO4, khối lượng phân tử 279,33 g/mol. Công thức cấu tạo như hình vẽ:

Hình 1.8: Công thức cấu tạo của Metalaxyl
Metalaxyl có màu nâu nhạt, tồn tại nhiều dạng khác nhau như: bột mịn, đông
đặc, dạng tuyết hay dạng viên; nóng chảy ở 295,9oC, mật độ 1,20g/cm3.
Hoạt chất Metalaxyl có tác dụng nội hấp và lưu dẫn mạnh, thuốc được hấp thu

qua lá, thân, rễ cây trồng, sau đó vận chuyển, lưu dẫn trong cây, ức chế tổng hợp
Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 10


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

protein, can thiệp vào quá trình tổng hợp ARN Ribosome của tế bào nấm. Phòng
trừ hiệu quả các loại nấm phát sinh từ đất và các loại nấm phát tán bào tử trong
không khí. Thuốc không độc hại với các loài chim, cá và ong, LD50 qua miệng
669mg/kg, LD50 qua da 3100 mg/kg. [10]
1.2.2.3.

Malathion

Theo IUPAC, Malathion còn có tên khác là: 2-(dimethoxyphosphinothioylthio)
butanedioic acid diethyl ester, có công thức phân tử C10H19O6PS2, khối lượng phân
tử 330,36 g/mol và công thức cấu tạo như hình vẽ:

Hình 1.9: Công thức cấu tạo của Malathion
Malathion là một chất lỏng có màu hổ phách ở nhiệt độ phòng, có mùi khó
chịu giống mùi chồn hôi hoặc tỏi, độ tan trong nước 130 mg/l, tan hầu hết trong
các dung môi hữu cơ. Nhiệt độ sôi 156 – 157oC.
Malathion liên kết với enzyme Acetylcholinesterase (AChE) của côn trùng.
Trong những trường hợp bình thường, AchE liên kết với các chất dẫn truyền thần
kinh Acetylcholine (ACh) ở ngã ba thần kinh, chấm dứt sự kích thích của tế bào
thần kinh tiếp theo. Khi AchE liên kết với malaoxon, chất chuyển hóa của

Malathion, AChE tích lũy ở đầu dây thần kinh, kết quả kích thích hệ thần kinh.
Tác động sinh học của Malathion do enzyme trung gian cytochrome P450 trong
gan, tạo ra chất chuyển hóa hoạt động malaoxon. Malaoxon độc gấp 22 lần so với
malathion bằng con đường tiếp xúc và gấp 33 lần bằng con đường vị độc. Các
enzyme trong gan có thể chuyển hóa Malathion dẫn đến sự hình thành của
isomalathion, là chất ức chế men AChE mạnh.
Liều gây độc LD50 qua miệng ở chuột đực là 5400 mg/kg và chuột cái là 5700
mg/kg; qua da ở chuột là 4000mg/kg và thỏ là 4100-8800 mg/kg. [4]
1.3.

Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau ở Việt Nam [11]

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 11


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

Rau quả thuộc loại thực phẩm không thể thiếu được trong bữa ăn hàng ngày và
chúng có vai trò dinh dưỡng đặc biệt quan trọng. Về lượng protein và lipid rau quả
không so sánh được với những thực phẩm có nguồn gốc động vật nhưng giá trị
chính của rau quả là ở chỗ chúng cung cấp cho cơ thể nhiều chất có hoạt tính sinh
học. Một số chất sinh học quan trọng có trong rau quả như caroten, phức chất
polyphenol (chất màu, hương vị...) chứa các bionavanoit đang là đối tượng nghiên
cứu về vai trò chống ôxy hoá cũng như tác dụng làm giảm nguy cơ đối với bệnh
tim mạch và phòng ngừa ung thư. Vitamin C có nhiều trong các loại rau xanh và
quả họ cam quýt. Một số quả có màu vàng như bí đỏ, gấc hoặc các loại rau lá màu

xanh thẫm như rau ngót, rau khoai lang chứa nhiều beta-caroten. Lượng vitamin
nhóm B lớn, kích thích chức năng tiết dịch và nhu động ruột, bài xuất cholesterol
ra khỏi cơ thể. Các loại vitamin và chất khoáng có trong rau quả là các yếu tố vi
lượng rất cần cho sự phát triển của trẻ em, góp phần phòng chống các bệnh nhiễm
trùng, tim mạch và ức chế sự phát triển khối u ác tính. Một số loại rau quả có chứa
các cấu tử kháng đột biến, chống ôxy hoá, chức năng hoại tử tế bào ung thư, kích
thích và tăng cường việc sản xuất kháng thể. Rau quả là nguồn dinh dưỡng cần
thiết cho sức khoẻ, song nó cũng tiềm ẩn nguy cơ bị ô nhiễm hoá học.
Sản xuất rau ở Việt Nam, tạo nhiều việc làm và thu nhập cao cho người sản
xuất so với một số cây trồng hàng năm khác. Cùng với nhu cầu tiêu dùng về các
sản phẩm rau ngày càng cao đã kéo theo sản xuất rau trong những năm vừa qua
tăng lên cả vệ số lượng, chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm. Việt Nam có khả
năng sản xuất rau quanh năm với số lượng, chủng loại rau rất phong phú đa dạng
60-80 loại rau trong vụ đông xuân, 20-30 loại rau trong vụ hè thu đáp ứng nhu cầu
tiêu dùng nội địa và xuất khẩu.
Theo số liệu Tổng cục Thống kê bình quân sản lượng rau trên đầu người thu ở
đất nông nghiệp ở Việt Nam khá cao so với các nước trong khu vực, năm 2009
đạt 141,49 kg/người/năm. Tuy nhiên, phân bố không đều có những tỉnh như Lâm
Đồng bình quân sản lượng rau trên đầu người đạt từ (800-1.100) kg/người trên
Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 12


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

năm. Đây là vùng sản xuất rau hàng hoá lớn nhất cả nước. Hưng Yên là tỉnh có
bình quân cao hơn bình quân cả nước có khả năng cung cấp rau tiêu dùng nội địa

và một phần cung cấp rau cho chế biến xuất khẩu. Sơn La bình quân rau trên đầu
người thấp chỉ khoảng (40-55) kg/người/năm đáp ứng nhu cầu nội tỉnh và một
phần cung cấp rau trái vụ cho thị trường Hà Nội.
Theo số liệu điều tra năm 2010 cho thấy tất cả các hộ đều tiêu thụ rau và 93%
số hộ tiêu thụ quả, bình quân lượng rau tiêu thụ của các hộ điều tra dao động từ
(1,791-1,817) kg/hộ/ngày. Các loại rau quả được tiêu thụ rộng rãi nhất là rau
muống (95% số hộ tiêu thụ), cà chua (88%) và chuối (87%). Mức tiêu thụ rau quả
bình quân của Việt Nam là 71 kg/người/năm. Rau chiếm 3/4 (54 kg), trong khi quả
chỉ chiếm phần còn lại (17 kg). Giá trị tiêu thụ rau quả hàng tháng (bao gồm cả
tiêu thụ rau quả nhà tự trồng) là 126.000 đồng/người hoặc 529.000 đồng/hộ. Mặc
dù quả chỉ chiếm 1/4 khối lượng rau quả tiêu thụ, nhưng thường có giá cao hơn,
nên chiếm gần 40% tổng giá trị. Tiêu thụ rau quả chiếm khoảng 4% tổng giá trị chi
phí tiêu dùng. Rau được sử dụng với số lượng lớn trong bữa ăn hàng ngày. Do vậy,
vấn đề kiểm soát chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm để đảm bảo dinh dưỡng
và sức khỏe người dân đang được quan tâm, trong đó nhu cầu về rau xanh đạt tiêu
chuẩn an toàn ngày càng tăng, đặc biệt là các thành phố lớn như Hà Nội, TP. Hồ
Chí Minh. Thực tế các thành phố lớn trong cả nước mới chỉ tự cung cấp khoảng 50
– 60% nguồn rau sạch cho thị trường, phần còn lại phụ thuộc vào các tỉnh lân cận
và rau từ Trung Quốc. Song do lượng rau đó gần như không kiểm soát được nguồn
gốc,chất lượng… nên rau còn dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật từ lâu đã trở
thành vấn đề bức xúc của hầu hết người tiêu dùng tại các thành phố lớn nói riêng
và cả nước nói chung.
1.4.

Tổng quan về phương pháp chiết tách HC BVTV trong mẫu rau
Xử lý mẫu là định nghĩa thường được dùng để chỉ các bước tách chiết, làm
sạch chất phân tích ra khỏi nền mẫu. [4-6]

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 13


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

 Tách chiết:

Tách chiết là bước quan trọng trong quá trình phân tích, trong bước này cần
phải lựa chọn dung môi để chuyển chất cần xác định từ mẫu phân tích ra dung môi
chiết. Có nhiều loại dung môi khác nhau được lựa chọn để chiết mẫu. Dung môi
được lựa chọn cần phải hòa tan tốt các chất cần thiết nhằm đạt được hiệu suất thu
hồi cao nhất. Với những mẫu có hàm lượng nước cao, dung môi chiết có thể là
acetone, ethyl acetate, acetonitrile, hoặc hỗn hợp các dung môi như hỗn hợp
acetone : n-hexane, hỗn hợp acetone : dichloromethane. Đối với những mẫu có
hàm lượng nước thấp, dung môi chiết có thể dùng hỗn hợp acetone : nước, thể tích
dung môi có thể thừ 100 – 200ml tùy phương pháp.
 Làm sạch:

Yêu cầu của bước tách chiết mẫu trong phương pháp phân tích đa dư lượng các
HC BVTV phải tách chiết được nhiều loại HC BVTV cùng một lúc. Tuy nhiên,
trong quá trình chiết xuất có rất nhiều tạp chất đi kèm theo vào dịch chiết, bước
làm sạch được thực hiện với mục đích loại bỏ các tạp chất đi kèm mà vẫn giữ
được chất cần phân tích. Có 2 phương pháp làm sạch thường được sử dụng đó là:
1.4.1. Kỹ thuật chiết lỏng- lỏng

Chiết lỏng – lỏng là kỹ thuật đã được sử dụng rất lâu trong phòng thí nghiệm.
Là kỹ thuật được dùng rất phổ biến để chuyển chất phân tích hòa tan trong một
dung môi hoặc mẫu dạng lỏng sang dung môi hoặc hỗn hợp dung môi khác. Dung

môi dùng để chiết không hòa tan với mẫu hoặc dung môi chứa chất cần thiết. Lựa
chọn dung môi chiết phụ thuộc vào tính tan của chất phân tích ở trong dung môi
đó và vào sự dễ dàng tách được chất cần tách ra khỏi mẫu.
Các dung môi thường được sử dụng để chiết các HC BVTV là ethylacetate,
chloroform, diclomethane, acetone…hoặc có thể kết hợp nhiều dung môi theo tỉ lệ
thích hợp làm tăng hiệu suất chiết. Hiệu quả của phương pháp chiết phụ thuộc vào

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 14


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

hệ số phân bố và tỉ số thể tích của mẫu với dung môi chiết. Hệ số có thể cải thiện
nhờ thay đổi pH mẫu, khử muối hoặc sử dụng ion đối… [2,14-16]
Chiết lỏng – lỏng không nhất thiết phải thực hiện bằng phễu chiết, có thể tiên
hành chiết lỏng – lỏng bằng cách thêm dung môi chiết vào ống nghiệm chứa mẫu.
1.4.2. Kỹ thuật chiết pha rắn

Chiết pha rắn là quá trình chiết bao gồm một pha rắn và một pha lỏng. Các cấu
tử cần thiết và các chất cản trở (tạp chất) nằm trong pha lỏng [19]. Trong trường
hợp lý tưởng, khi cho chảy qua cột nhồi chứa chất hấp phụ chuyên dụng, các cấu
tử cần chiết được lưu giữ lại trên chất hấp phụ, còn các tạp chất không bị lưu giữ,
được thải ra khỏi cột theo dòng chảy hoặc ngược lại các chất cản trở được lưu giữ
trên chất hấp phụ, còn các cấu tử cần thiết không bị lưu giữ chảy ra khỏi cột.
Trong đa số các trường hợp, các cấu tử cần thiết và tạp chất cùng bị lưu giữ trên
chất hấp phụ. Khi đó cần rửa chọn lọc bằng những dung môi (dung dịch) đủ mạnh

để loại các tạp chất, nhưng lại đủ yếu để các cấu tử cần thiết nằm lại sau, hoặc rửa
giải chọn lọc chất cần chiết trong dung môi và để các tạp chất bị lưu giữ mạnh trên
chất hấp phụ.
Chiết pha rắn làm việc dựa trên nguyên tắc của sắc ký lỏng. Nhờ những tương
tác mạnh nhưng bất thuận nghịch giữa chất phân tích (chất cần thiết) và bề mặt
của pha tĩnh (chất hấp phụ), còn sự tương tác của pha tĩnh và các tạp chất trong
mẫu có thể không xảy ra hoặc xảy ra ở mức độ khác với chất cần phân tích. Do sự
khác nhau trong tính chất hóa học và vật lý giữa chất cần phân tích với tạp chất mà
chúng được lưu giữ lại ở những phạm vi khác nhau. Điều này cũng có thể đạt
được nhờ thay đổi pH hoặc lực ion của dung dịch mẫu.
Kỹ thuật này dùng để chiết trực tiếp mẫu lỏng hoặc làm sạch chất phân tích đã
được chiết bằng dung môi theo kỹ thuật khác. Kỹ thuật SPE cũng được dùng để
làm giàu mẫu. Thông thường nếu nồng độ chất phân tích trong mẫu quá thấp làm
thiết bị phân tích khó phát hiện, cần sử dụng kỹ thuật SPE để làm giàu chất phân

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 15


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

tích để thiết bị có thể phát hiện đồng thời các chất cần phân tích cũng như loại bỏ
các tạp chất ra khỏi chất phân tích. [19,22-24].
Chất hấp phụ [26]
Chất hấp phụ được chia thành pha tĩnh đảo, pha tĩnh thuận và nhựa trao đổi
ion:
-

Các chất hấp phụ pha đảo là pha tĩnh không phân cực, khi cho mẫu phân tích chảy
qua sẽ giữ lại các chất phân tích không phân cực và cho các chất phân cực chảy
qua cột. Nhờ vậy, các chất hấp phụ pha đảo được dùng để chiết các chất phân tích

-

không phân cực và phân cực vừa từ các mẫu nước.
Các chất hấp phụ pha thuận là pha tĩnh phân cực, khi cho mẫu phân tích chảy qua
sẽ giữ lại các chất phân tích phân cực và cho các chất không phân cực chảy qua
cột. Nhờ vậy, các chất hấp phụ pha thuận được dùng để chiết các chất phân tích

-

phân cực từ mẫu không phân cực.
Chất hấp phụ là nhựa trao đổi ion được sử dụng hoặc là hệ pha thường hoặc là hệ
pha ngược, các chất phân tích là ion điện tích ngược dấu với ion trên nhựa trao đổi
ion được giữ lại trong cột. Các dung môi hữu cơ hoặc dung môi chứa ion đối có ái
lực ion mạnh hơn được sử dụng để rửa giải chất cần phân tích ra khỏi cột. Các chất
hấp phụ nhựa trao đổi ion cho phép tách các chất phân tích ion từ các mẫu phân
cực và không phân cực.
Để làm sạch mẫu bằng SPE thường sử dụng các bước sau:
Bước 1 – Điều kiện hoạt hóa cột (luyện cột): Luyện cột chiết pha rắn nhằm hoạt
hóa cột chuẩn bị nhận mẫu.
Bước 2 – Chuyển mẫu vào cột chiết: Chuyển mẫu chiết lên cột, sau đó sử dụng áp
suất hoặc để mẫu tự chảy với tốc độ khoảng 1-3 m/phút tùy thể tích cột.
Bước 3 – Loại tạp chất: Sử dụng dung môi hoặc hỗn hợp dung môi thích hợp để
rửa giải tạp chất bẩn ra trước.

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 16


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

Bước 4 – Rửa giải hợp chất cần phân tích: Sử dụng lượng nhỏ dung môi hữu cơ
mà nó chỉ rửa giải hay chiết các hợp chất quan tâm và để lại tạp chất không loại
được trong quá trình rửa.
1.5.

Tổng quan về phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ
Phương pháp phân tích sắc ký khí ghép khối phổ là một phương pháp phân
tích hóa lý được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học hiện nay như y dược
học, hóa học, môi trường… Đây là phương pháp phân tích hiện đại, có độ chính
xác cao thường dùng để khẳng định các kết quả cuối cùng của phép phân tích
lượng vết.
Thiết bị phân tích sắc ký khí khối phổ gồm có thiết bị sắc ký khí ghép nối
với detector khối phổ. Mẫu sau khi được tách trên cột phân tích của thiết bị sắc ký
khí sẽ được detector khối phổ (MSD) nhận biết và cho ra kết quả dưới dạng sắc ký
đồ và khối phổ. Kết quả nhận biết của detector khối phổ có ưu điểm hơn so với các
detector khác là ngoài việc cho thông tin về thời gian lưu, diện tích peak của chất
thì còn cho thông tin về khối lượng chất, từ đó sẽ giúp cho định tính các chất chính
xác hơn hay so sánh với thư viện phổ để phát hiện ra các chất cần thiết khác. [3]
Như vậy đề tài sử dụng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ sẽ giúp cho việc
định tính, định lượng các HC BVTV một cách chính xác dựa vào kỹ thuật phân
tích lựa chọn các mảnh khối phổ của từng chất (SIM), mảnh phổ lựa chọn để phân
tích phải có tính chất đặc trưng và là mảnh có tín hiệu cao nhất. Kỹ thuật phân tích

Scan của khối phổ cho phép thu nhận toàn bộ các mảnh khối phổ của chất phân
tích thể hiện trên từng peak, dựa vào so sánh thư viện phổ sẽ cho chúng ta biết
được peak đó là chất gì.

1.5.1. Cấu tạo của hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ

Cấu tạo của hệ thống sắc ký khí (GC) ghép khối phổ (MS) gồm các bộ phận
như sau: [3,20]

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 17


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

1. Nguồn khí mang
2. Bơm chân không
3. Buồng bơm mẫu
4. Lò điều nhiệt
5. Cột tách sắc ký
6. Detector MS
7. Thiết bị thu nhận và xử lý tín hiệu

Hình 1.10: Cấu tạo thiết bị GC-MS
Nguồn khí mang: Thiết bị sắc ký khí kết nối detector khối phổ sử dụng khí trơ
là heli hoặc hydro. Các khí này có độ tinh khiết cao (99,999%), nguồn khí phải có
van điều chỉnh áp suất và phải được nối với hệ thống lọc khí trước khi nào thiết bị

sắc ký. Với khí hydro hiện nay thường có máy sinh khí, còn khí heli vẫn được nạp
trong chai. Nguồn khí mang này dùng để tách các cấu tử trong cột sắc ký và tốc độ
dòng khí được điều khiển bằng điện.
Bơm chân không: Có nhiệm vụ tạo môi trường chân không trong buồng ion
hóa mẫu đạt khoảng 10-5 torr trong MSD. Thiết bị sắc ký trước đây sử dụng 2 bơm
gồm sơ cấp và thứ cấp do đó thời gian đạt được áp suất làm việc mất dài hơn 2
giờ. Hiện nay các nhà sản xuất sử dụng bơm turbo do đó thời gian đạt được áp suất
làm việc nhanh hơn rất nhiều.
Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 18


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

Cột tách sắc ký: Là bộ phận rất quan trọng của thiết bị sắc ký, được thể hiện
thông qua khả năng lưu giữ và tách các chất trong mẫu phân tích. Cột phân tích
hay được ví như trái tim của hệ thống sắc ký khí. Có 2 loại cột phổ biến là cột nhồi
và cột mao quản. Cột nhồi thường có kích thước và đường kính lớn hơn nhưng độ
dài lại ngắn hơn cột mao quản, do đó khả năng tách chất cũng như hiệu quả phân
tích của cột nhồi thấp hơn cột mao quản rất nhiều. Do vậy, ngày nay phần lớn các
cột GC được sử dụng là cột mao quản.
Các thông số quan trọng của cột phân tích mao quản gồm có: thành phần và độ
dày pha tĩnh, đường kính trong của cột, chiều dài cột.Tùy theo tính chất của các
chất phân tích mà sẽ lựa chọn cột sai cho phù hợp. Cột phân tích có độ phân cực
cao như HP-inomax, DB-wax… thường là các loại cột chứa pha tĩnh là
polyethylene gycol, hoặc có thêm các thành phần khác như nitroterephthalic…Các
loại cột có độ phân cực thấp như HP-1, HP-5… thường là chứa pha tĩnh

demethylpolysiloxane hoặc có thêm các thành phần là phenyl,…
Lò điều nhiệt: là bộ phận gia nhiệt cho cột tách sắc ký, có thể thay đổi chương
trình nhiệt độ làm tăng khả năng phân tách và độ nhạy của quá trình sắc ký khí.
Detector khối phổ (MSD): Hoạt động của detector khối phổ hoạt động trên
nguyên tắc bẻ gãy phân tử chất phân tích thành các mảnh ion có tỷ số m/z xác định
và đặc trưng cho chất phân tích. Có 2 loại kỹ thuật ion hóa mẫu là ion hóa điện tử
(EI) và ion hóa hóa học. Kỹ thuật EI được sử dụng phổ biến, đơn giản hiện nay.
Khi mẫu ở dạng khí đi vào vùng ion hóa, tại đây mẫu tương tác với chùm
electron có nguồn năng lượng cao cỡ 70eV để tạo ra electron thứ cấp mang điện
tích dương và một số phân mảnh nhỏ hơn của phân tử. Sau quá trình ion hóa, các
ion sẽ được thu nhận bởi một lăng kính mang điện dẫn vào trong bộ phân tích
khối. Các ion khác nhau sẽ được phân tách do sự khác nhau về tỷ số khối lượng
hạt trên điện tích (m/z). Sau khi các ion tạo thành đã được tách, detector được sử
dụng để “đếm” các ion, hình thành nên khối phổ. Ion từ bộ phân tích khối va chạm

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 19


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

vào bề mặt bán dẫn của detector giải phóng các điện tử, cứ như thế sẽ nhân lên
thành dòng thác điện tử, dẫn tới hệ số khuếch đại có thể tới 1 triệu lần.
1.5.2. Kỹ thuật phân tích và ưu nhược điểm của sắc ký khí ghép khối phổ

Có hai chế độ trong phân tích GC – MS là quét toàn bộ các ion như SCAN
hoặc chỉ lựa chọn một số ion giàu hay đặc trưng để quét (SIM). Chế độ SCAN

thường dùng để định tính các chất chưa biết nhờ việc so sánh với thư viện phổ
hoặc chất chuẩn hoặc dùng để xác định thời gian lưu của chất. Hiện tại, các thiết bị
GC - MS sử dụng máy tính có thể cập nhật trong thư viện phổ 350.000 chất. Do
mất một khoảng thời gian nhất định để quét toàn bộ các ion, độ nhạy trong chế độ
SCAN thường thấp hơn chế độ SIM. Ở chế độ SIM, chỉ vài ion được lựa chọn để
quét, tốc độ thu thập số liệu sẽ nhanh hơn, tương ứng với khoảng thời gian của
một peak sắc ký (1 giây), như vậy kết quả định lượng sẽ tốt hơn và độ nhạy được
cải thiện nhiều. [3,21]
Ứng dụng: GC – MS thường được sử dụng để phân tích các chất hữu cơ có khả
năng bay hơi dưới 350oC, có khối lượng phân tử nhỏ hơn 600 đvC. [1,21]
Ưu điểm: Kết hợp ưu điểm của cả GC và MS, tính năng phân tích nhanh và độ
phân giải cao của sắc ký khí được bảo toàn. MS cung cấp độ nhạy cả phân tích
định tính và định lượng ở mức ppb đến ppt. Dữ liệu phân tích được lưu giữ đầy đủ
ở dạng khối phổ.
Nhược điểm: GC – MS là thiết bị phân tích đắt, vận hành phức tạp hơn sắc ký khí
thông thường.
1.5.3. Định tính trong phân tích sắc ký khí khối phổ

Định tính:
Định tính có ý nghĩa đặc biệt trong phân tích, có tính chất khẳng định kết quả
phân tích có chất cần tìm hay không. Mỗi phương pháp phân tích có những dấu

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 20


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

hiệu để định tính khác nhau và kết quả phân tích dựa vào những dấu hiệu này.
Trong phân tích sắc ký khí (sử dụng một số detetor thông thường như ECD, FID,
NPD, TCD…) thì dấu hiệu định tính thông thường dựa vào việc so sánh thời gian
lưu (tR) của chất chuẩn với chất trong mẫu phân tích (hoặc thời gian lưu tương đối
so với một chất nội chuẩn). Tuy nhiên, cũng phân tích sắc ký khí nếu sử dụng
detector khối phổ (MSD) thì ngoài dấu hiệu định tính được sử dụng là thời gian
lưu, còn sử dụng thêm dấu hiệu thứ hai là so sánh sự có mặt và tỷ lệ mảnh phổ của
chất chuẩn với chất cần tìm trong mẫu. Như vậy, khi sử dụng phương pháp phân
tích GC – MS thì độ chính xác của kết quả phân tích là cao hơn và phương pháp
này thường được sử dụng để khẳng định kết quả phân tích cuối cùng. [1,3]
Đề tài nghiên cứu sử dụng phương pháp phân tích là GC – MS. Do đó việc
định tính sự có mặt của HC BVTV trong mẫu phân tích dựa vào 2 dấu hiệu là so
sánh thời gian lưu của HC BVTV trong mẫu chuẩn với mẫu phân tích và tỷ lệ
mảnh phổ chất chuẩn HC BVTV được xác định sau khi phân tích mẫu trên GCMS ở chế độ SIM. Hiện nay việc định tính thông thường sử dụng khoảng 3 mảnh
phổ cho mỗi chất phân tích.
Định lượng:
Một số kỹ thuật dùng để định lượng trong phân tích sắc ký khí là chuẩn hóa
diện tích peak, ngoại chuẩn, thêm chuẩn và chuẩn nội. [1,3]
Chuẩn hóa diện tích peak: Kỹ thuật tính toán này coi tỷ lệ phần trăm diện tích
peak trong sắc ký đồ tương ứng với tỉ lệ phần trăm lượng chất. Kỹ thuật này được
dùng chủ yếu phân tích các mẫu tinh dầu, không được sử dụng trong phân tích
lượng vết.
Ngoại chuẩn: Kỹ thuật này tính toán dựa trên đường ngoại chuẩn được xây
dựng biểu diễn tương quan tuyến tính giữa nồng độ chất chuẩn trong dung dịch
với diện tích peak. Đường ngoại chuẩn được xây dựng thường dựa vào từ 3 điểm
nồng độ trở lên.
Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 21

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

Trong nghiên cứu của đề tài thì định lượng HC BVTV dựa vào phương trình
hồi quy tuyến tính được đưa ra sau khi xây dựng đường chuẩn trên 6 điểm nồng
độ. Đường chuẩn được xây dựng dựa trên mối tương quan giữa tỷ lệ diện tích peak
với nồng độ của từng HC BVTV.
Nồng độ của từng HC BVTV trong mẫu rau phân tích thực tế giám định được
tính theo công thức:
HL( µ g / g ) =

N .v.R
m

Trong đó: N: Nồng độ HC BVTV từ kết quả GC – MS
V (ml): Thể tích dung dịch trước khi bơm mẫu
m (g): Khối lượng rau
1.6.

Tổng quan về đánh giá phương pháp
+ Xác định khoảng tuyến tính và đường chuẩn
Để xác định khoảng tuyến tính cần khảo sát khoảng 6 điểm nồng độ khác nhau,
thực hiện, thực hiện đo các dung dịch chuẩn có nồng độ thay đổi và khảo sát sự
phụ thuộc của tín hiệu vào nồng độ. Vẽ đồ thị phụ thuộc giữa tín hiệu đo vào nồng
độ và quan sát sự phụ thuộc cho đến khi không còn tuyến tính. Khoảng tuyến tính
dài hay ngắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó quan trọng nhất là bản chất của
chất phân tích và kỹ thuật sử dụng. Các chất khác nhau có khoảng tuyến tính khác

nhau do sự khác nhau về tính chất hóa lý.
Sau khi xác định khoảng tuyến tính cần xây dựng đường chuẩn và xác định hệ
số hồi quy tương quan. Trong phân tích thực tế, có thể xây dựng các đường chuẩn
ngắn, trùm lên vùng nồng độ trong mẫu, không nhất thiết phải lập đường chuẩn
toàn bộ khoảng tuyến tính. Nồng độ trong mẫu không được vượt ra ngoài giới hạn
cao nhất và thấp nhất của đường chuẩn và tốt nhất phải nằm ở đường giữa đường

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 22


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

chuẩn. có nhiều loại đường chuẩn khác nhau tùy thuộc vào các phương pháp và kỹ
thuật khác nhau như: Đường chuẩn với chất chuẩn tinh khiết, đường chuẩn trên
nền mẫu trắng, đường chuẩn trên nền mẫu thực…
Giới hạn phát hiện LOD
Giới hạn phát hiện (LOD) là nồng độ nhỏ nhất của chất phân tích có thể xác định
+

được trong điều kiện thí nghiệm cụ thể. Đây là nồng độ thấp nhất của chất phân tích
trong mẫu mà hệ thống có thể phát hiện được nhưng chưa thể định lượng được. Tùy
thuộc vào phương pháp phân tích và điều kiện thí nghiệm có thể tính LOD theo
nhiều cách khác nhau. Trong sắc ký LOD thường được xác định là nồng nồng độ
của chất phân tích mà tại đó tỉ lệ giữa tín hiệu của chất phân tích và tín hiệu nền
bằng 3 (S/N=3).
+ Giới hạn định lượng LOQ

Giới hạn định lượng (LOQ) là nồng độ tối thiểu của chất phân tích trong dung môi
mà tại đó ta có thể định lượng được bằng phương pháp phân tích và cho hết quả có
độ chính xác mong muốn. Giống như LOD, có nhiều cách khác nhau xác định LOQ
phụ thuộc vào từng phương pháp, kỹ thuật và điều kiện trang thiết bị cụ thể. Ta có
thể xác định dựa vào tỷ lệ tín hiệu chất phân tích so với nhiễu đường nền (S/N).
LOQ có thể xác định bằng nồng độ của chất phân tích mà tại đó chiều cao peak của
nó bằng khoảng 10 lần chiều cao của nhiễu đường nền (S/N=10).
+ Khảo sát độ chính xác của phép đo
Theo ISO, độ chính xác của phép đo được đánh giá qua độ đúng và độ chụm.
Độ chụm là mức độ gần nhau của các giá trị riêng lẻ của các phép đo lặp lại. Độ
đúng là mức độ gần nhau của giá trị phân tích với giá trị thực. Độ đúng được biễu
diễn dưới dạng sai số tuyệt đối hoặc sai số tương đối.
Sai số được tính theo công thức:
n

S −S
% X = i t ×100%
St

% X tb =

∑%X
i =1

i

n

Trong đó: %X: Sai số phần trăm tương đối

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 23


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh

Si: Gía trị diện tích peak đo được
St: Gía trị diện tích peak thực
n: Số lần đo
Độ lặp lại của phép đo được xác định theo các đại lượng SD và RSD
S

2

∑( S − S )
=
i

2

RSD =

tb

n −1

S

×100%
Stb
$$$chữa S thành SD

Trong đó: S: Độ lệch chuẩn
Stb : Diện tích peak trung bình
RSD: Hệ số biến động của phép đo
Người ta thường so sánh RSD (%) tính được so với RSD (%) cho phép ở nồng độ
chất tương ứng theo AOAC. RSD (%) tính được không được lớn hơn giá trị trong
bảng ở hàm lượng chất tương ứng, độ chụm thay đổi theo nồng độ chất phân tích.
Nồng độ càng thấp thì kết quả càng dao động nhiều (không chụm) nghĩa là RSD
càng lớn.

Bảng 1.1: Độ lặp lại tối đa chấp nhận tại các nồng độ khác nhau (theo AOAC)
T
T
1
2
3
4
5
6
7

Hàm lượng %

Tỷ lệ chất

Đơn vị

RSD (%)

100
10
1
0,1
0,01
0,001
0,0001

1
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6

100%
10%
1%
0,1%
100ppm
10ppm
1ppm

1,3
1,8
2,7
3,7

5,3
7,3
11

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 24


Đồ án tốt nghiệp
8
9
10

0,00001
0,000001
0,0000001

GVHD: PGS.TS. Cung Thị Tố Quỳnh
10-7
10-8
10-9

100ppb
10ppb
1ppb

15
21
30

Khảo sát độ lặp lại của quy trình phân tích
Độ lặp lại của quy trình phân tích được đánh giá thông qua độ lệch chuẩn tương
+

đối của 5 phép thử riêng biệt trên cùng 1 mẫu. Quá trình thực hiện theo đúng quy
trình, điều kiện sắc ký đã trình bày. Giá trị RSD cho phép 15%.
1.7.


Các nghiên cứu liên quan
Đặng Văn Khánh (2010) [12], Xác định dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật nhóm
Carbamat trong một số loại rau quả bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép khối phổ
Đề tài đã tiến hành:
-

Nghiên cứu và tối ưu hóa được các điều kiện chạy sắc ký lỏng ghép khối phổ

-

như: pha động, cột sắc ký, detector…
+ Pha động là methanol và dung dịch acid focmic 0,1%
+ Cột sắc ký là cột C18
+ Điều kiện của detector khối phổ chạy nguồn ion hóa ESI
Nghiên cứu đánh giá được khoảng tuyến tính, đường chuẩn, giới hạn phát hiện
và giới hạn định lượng của các chất nhóm Carbamat, độ lặp lại và độ thu hồi
của phương pháp.
+ Xây dựng đường chuẩn bằng cách pha một dãy dung dịch chuẩn có nồng
độ từ 20ppb đến 1500ppb, sau đó đem đo ở các điều kiện đã tối ưu. Và xác
định được đường chuẩn của Carbofuran, Propoxur, Carbaryl và Fenobucarb.

+ Xác định giới hạn phát hiện LOD và giới hạn định lượng LOQ bằng cách
dùng dung dịch chuẩn hỗn hợp 50ppb rồi tiến hành pha loãng cho tới khi thu
được chiều cao tín hiệu chất phân tích bằng 3 lần tín hiệu đường nền thì ta thu

-

được LOD và LOQ=1/3*LOD.
Nghiên cứu và đưa ra các điều kiện tách chiết các chất Carbamat trong một số
loại rau quả.

Nhóm sinh viên: Đặng Thị Lành - Nguyễn Thị Thùy Trang

Page 25