Xác định nicotine trong không khí môi trường lao động bằng phương pháp gc npd sử dụng phương pháp lấy mẫu hấp thu thụ động​

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------

TRẦN PHƯƠNG THẢO

XÁC ĐỊNH NICOTINE TRONG KHƠNG KHÍ MƠI TRƯỜNG
LAO ĐỘNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GC-NPD SỬ DỤNG
PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU HẤP THU THỤ ĐỘNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2020


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------

TRẦN PHƯƠNG THẢO

XÁC ĐỊNH NICOTINE TRONG KHƠNG KHÍ MƠI TRƯỜNG
LAO ĐỘNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GC-NPD SỬ DỤNG
PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU HẤP THU THỤ ĐỘNG
Chun ngành: Hóa phân tích
Mã số: 8440112.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. PHẠM THỊ NGỌC MAI

Hà Nội – 2020


LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin trân trọng cảm ơn PGS.TS. Phạm Thị Ngọc Mai
đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn, chỉ bảo để em hoàn thành luận văn này.
Em xin cảm ơn Ban lãnh đạo, đặc biệt là Th.S Thái Hà Vinh cùng các anh chị em
trong Trạm quan trắc và phân tích mơi trường lao động, Viện Khoa học An tồn và Vệ sinh
lao động đã tạo điều kiện, khích lệ em trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu vừa qua.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ mơn Hóa phân tích, các anh, chị,
em và các bạn trong bộ mơn Hóa phân tích đã ln nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt quá
trình thực hiện luận văn.
Em cũng gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp và những người thân yêu
đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn.
.

Hà Nội, ngày tháng

năm 2020

Học viên

Trần Phương Thảo


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................................... 2
1.1. Tổng quan về Nicotine ......................................................................................................... 2

1.1.1. Giới thiệu về Nicotine ..................................................................................................... 2
1.1.2. Tính chất dược học, tác dụng và tác hại của nicotine ................................................... 2
1.1.3. Cơ chế xâm nhập của nicotine vào cơ thể. .................................................................... 6
1.1.4. Khái quát về ngành công nghiệp thuốc lá ở Việt Nam .................................................. 7
1.1.5. Tác hại của hút thuốc lá thụ động ................................................................................. 8
1.2. Các phương pháp lấy mẫu .................................................................................................. 10
1.2.1. Lấy mẫu chủ động........................................................................................................ 10
1.2.2. Lấy mẫu thụ động ........................................................................................................ 12
1.3. Các phương pháp xác định nicotine ................................................................................... 14
1.3.1. Các phương pháp quang phổ ...................................................................................... 14
1.3.2. Các phương pháp phân tích điện hóa.......................................................................... 16
1.3.3. Các phương pháp sắc kí .............................................................................................. 17
1.3.4. Cảm biến sinh học ....................................................................................................... 21
1.4. Phương pháp GC-NPD ....................................................................................................... 21
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM .................................................................................................... 25
2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 25
2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................... 25
2.1.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................... 25
2.2. Hóa chất và thiết bị............................................................................................................. 26
2.2.1. Hóa chất ...................................................................................................................... 26
2.2.2. Thiết bị dụng cụ ........................................................................................................... 27
2.3. Phương pháp lấy mẫu, xử lí và phân tích mẫu ................................................................... 27
2.3.1. Chuẩn bị vật liệu lấy mẫu ............................................................................................ 27
2.3.2. Lấy mẫu và bảo quản mẫu ........................................................................................... 28
2.3.3. Xử lí mẫu phân tích. .................................................................................................... 28
2.3.4. Xây dựng đường chuẩn. ............................................................................................... 28
2.3.5. Điều kiện phân tích nicotine trên thiết bị GC-NPD .................................................... 29
2.4. Các thông số đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích ........................................... 30

2.4.1. Đánh giá độ ổn định của tín hiệu ................................................................................ 30
2.4.2. Xác định giá trị sử dụng của đường chuẩn ................................................................. 30
2.4.3. Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng ................................................... 30
2.4.4. Độ chụm của phương pháp.......................................................................................... 31
2.4.5. Độ đúng của phương pháp .......................................................................................... 32
2.5. Tính kết quả........................................................................................................................ 32
2.5.1. Nồng độ Nicotine (ug/mẫu) ......................................................................................... 32
2.5.2. Nồng độ nicotine theo mg/m3....................................................................................... 33
2.5.3. Hàm lượng nicotine theo ppm ..................................................................................... 33
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................................ 33
3.1. Đánh giá phương pháp trên thiết bị GC-NPD .................................................................... 34
3.1.1. Sắc kí đồ của Nicotine ................................................................................................. 34
3.1.2. Đường chuẩn xác định Nicotine .................................................................................. 34
3.1.3. Giới hạn phát hiện (IDL) và giới hạn định lượng (IQL) của thiết bị .......................... 36
3.1.4. Độ lặp và độ tái lặp của tín hiệu phân tích ................................................................. 37
3.2. Khảo sát vật liệu hấp phụ ................................................................................................... 38
3.2.1. Khảo sát vật liệu mang ................................................................................................ 38
3.2.2. Khảo sát nồng độ chất tẩm NaHSO4 ........................................................................... 40
3.2.3. Bề mặt các màng GF/A qua ảnh chụp SEM ................................................................ 42
3.3.

Khảo sát quy trình xử lí mẫu .......................................................................................... 45

3.3.1. Khảo sát dung mơi chiết .............................................................................................. 45
3.3.2. Khảo sát thời gian lắc.................................................................................................. 46
3.3.3. Khảo sát thời gian quay chiết ...................................................................................... 47
3.4.

Đánh giá phương pháp trên nền mẫu khí ....................................................................... 49

3.4.1. Kết quả các thí nghiệm với mẫu trắng......................................................................... 49
3.4.2. Xây dựng đường chuẩn ................................................................................................ 50
3.4.4. Độ lặp và độ thu hồi của phương pháp ....................................................................... 53
3.5.

Phân tích mẫu thực tế ..................................................................................................... 54

KẾT LUẬN ................................................................................................................................... 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................ 59
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Tên viết tắt

Tên tiếng Anh

Tên tiếng Việt

WHO

World Health Organization

Tổ chức y tế thế giới

AOAC

Association of Official
Analytical Chemists

Hiệp hội các nhà hoá phân tích
chính thống

ASTM

American Society for
Testing and Materials

Hiệp hội vật liệu và thử nghiệm
Hoa Kỳ

NIOSH

National Institute for
Occupational Safety and
Health

Viện quốc gia về an toàn lao
động và sức khỏe

GC-FID

Gas Chromatography Flame
Ionization Detector

Sắc ký khí sử dụng detector ion
hóa ngọn lửa

GC-NPD

Gas Chromatography Nitrogen Sắc kí khí sử dụng detector nitơ,
Phophorus Detector
photpho

GC-MS

Gas Chromatography Mass
Spectometry

Sắc ký khí khối phổ

DART-MS

Direct analysis in real time
mass spectrometry

Phân tích trực tiếp trong phổ
khối thời gian thực

FT-NIR

Fourier transform-Near
Infrared Reflectance

Phổ hồng ngoại phản xạ gần biến
đổi Fourier

UV-Vis

Ultraviolet Visible

Tử ngoại- Khả kiến

DAD

Diode Array Detector

Detector diode mảng

HPLC

High performance liquid
chromatography

Sắc ký lỏng hiệu năng cao

IDL

Instrument detection limit

Giới hạn phát hiện của thiết bị

IQL

Instrument quantitation limit

Giới hạn định lượng của thiết bị

IS

Internal standard

Chất nội chuẩn

LOD

Limit of Detection

Giới hạn phát hiện

LOQ

Limit of Quantitation

Giới hạn định lượng

RSD

Relative standard deviation

Độ lệch chuẩn tương đối


Giới hạn phát hiện của phương
pháp

MDL

Method detection limit

SEM

Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét

STEL

Short Term Exposure Limit

Giới hạn tiếp xúc ngắn hạn

DFG

Deutsche
Forschungsgemeinschaft
(German Research
Foundation)

Quỹ nghiên cứu Đức

ppm

Part per million

Nồng độ/hàm lượng phần triệu

ppb

Part per billion

Nồng độ/hàm lượng phần tỉ

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1.Cơng thức cấu tạo của Nicotine ....................................................................................... 2
Hình 1.2. Ảnh hưởng của Nicotine tới các cơ quan trong cơ thể. .................................................. 4
Hình 1.3. Con đường chuyển hóa nicotine ở người ........................................................................ 5
Hình 1.4. Cấu tạo detector NPD ................................................................................................... 22
Hình 1.5. Cấu tạo bên trong của detector NPD............................................................................. 23
Hình 3.1. Sắc đồ tách nicotine và quinoline trên cột HP-FFAP ................................................... 34
Hình 3.2. Đồ thị sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ nicotine ......................................... 35
Hình 3.3. Kết quả khảo sát màng GF-A........................................................................................ 39
Hình 3.4. Kết quả khảo sát màng Quartz ...................................................................................... 40
Hình 3.5. Đồ thị phụ thuộc của hiệu suất thu hồi vào nồng độ chất tẩm ...................................... 41
Hình 3.6. Ảnh chụp SEM của vật liệu GF-A chưa tẩm và tẩm NaHSO4 ở các nồng độ khác nhau
..................................................................................................................................... 43
Hình 3.7. Đồ thị phụ thuộc của hiệu suất thu hồi vào thời gian lưu mẫu. .................................... 44
Hình 3.8. Hiệu suất thu hồi nicotine khi thay đổi nồng độ NaOH ............................................... 46
Hình 3.9. Kết quả khảo sát thời gian lắc ....................................................................................... 47
Hình 3.10. Kết quả khảo sát thời gian quay chiết ......................................................................... 48
Hình 3.11. Sơ đồ khối quy trình xử lí mẫu nicotine ..................................................................... 49
Hình 3.12. Đồ thị sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ nicotine ....................................... 51
Hình 3.13. Kết quả hàm lượng nicotine trong môi trường lao động của một số nhà máy sản xuất
thuốc lá. ....................................................................................................................... 56
Hình 3.14. Kết quả phân tích 43 mẫu nicotine ở một số nhà máy sản xuất thuốc lá .................... 56


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1.Giá trị giới hạn quy định trong môi trường khu vực làm việc ở một số quốc gia trên thế
giới ................................................................................................................................. 9
Bảng 2.1. Xây dựng đường chuẩn nicotine................................................................................... 29

Bảng 2.2.Điều kiện phân tích nicotine trên thiết bị GC-NPD ...................................................... 29
Bảng 3.1. Sự phụ thuộc tỉ lệ diện tích pic vào nồng độ Nicotine ................................................. 35
Bảng 3.2. Kết quả xác định IDL, IQL của thiết bị ........................................................................ 37
Bảng 3.3. Độ lệch chuẩn tương đối của tín hiệu đo trong ngày và giữa các ngày. ....................... 38
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát màng GF-A ....................................................................................... 38
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát màng Quartz...................................................................................... 38
Bảng 3.6. Kết quả khảo sát nồng độ chất tẩm trên màng GF-A ................................................... 41
Bảng 3.7. Sự phụ thuộc của hiệu suất thu hồi vào thời gian lưu mẫu ở ba hàm lượng 0,5; 1,0 và
2,0 µg/mẫu………………………………………………….........................................45
Bảng 3.8. Hiệu suất thu hồi của nicotine khi thay đổi nồng độ NaOH ......................................... 45
Bảng 3.9. Sự phụ thuộc diện tích pic vào nồng độ Nicotine. ....................................................... 50
Bảng 3.10. Kết quả xác định LOD và LOQ của phương pháp ..................................................... 52
Bảng 3.11. Kết quả xác định độ lặp và độ thu hồi của phương pháp ........................................... 53
Bảng 3.12. Kết quả phân tích nicotine trong mẫu thực tế............................................................. 54


MỞ ĐẦU
Thuốc lá là một trong những sản phẩm có số người sử dụng nhiều trên thế giới. Việc
sản xuất thuốc lá tuy khơng được khuyến khích nhưng ngày càng phát triển và mở rộng
cùng với sự gia tăng mạnh về thị trường tiêu thụ. Ngành công nghiệp thuốc lá đã mang lại
lợi ích khơng nhỏ về kinh tế cũng như xã hội cho nhiều quốc gia. Thuốc lá là sản phẩm tiêu
dùng hợp pháp duy nhất có khả năng gây bệnh dẫn tới tử vong cho một nửa số người sử
dụng nó cùng hàng trăm nghìn người khơng hút thuốc lá khác. Theo số liệu của WHO cuối
tháng 5/2017, mỗi năm thế giới có khoảng 7 triệu người tử vong do các bệnh liên quan
đến hút thuốc lá và 600.000 người chết do phơi nhiễm với khói thuốc lá thụ động. Cũng
theo dự báo của Tổ chức Y tế thế giới, nếu các biện pháp phòng, chống tác hại của thuốc
lá khơng được thực hiện thì đến năm 2030, con số này sẽ tăng lên thành 8 triệu người một
năm, trong đó 80% các ca tử vong là ở các nước đang phát triển.
Theo báo cáo năm 2010 của Tổng hội Y khoa Hoa Kỳ, khói thuốc lá chứa 7.000 hóa
chất, trong đó có 69 chất gây ung thư. Một số chất độc hại điển hình trong khói thuốc lá

gồm: Nicotine, Tar, CO, benzene, nitrosamines, ammonia, formaldehyde…Nicotine là
thành phần chính có trong thuốc lá và là ngun nhân gây nghiện cho những người hút
thuốc, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của những người hút thuốc lá thụ động; những
người lao động trong các cơ sở sản xuất thuốc lá cũng chịu ảnh hưởng tương tự. Tại Việt
Nam, nhiễm độc Nicotine đã được quy định là bệnh nghề nghiệp theo quyết định
167/BYT/QĐ- 1997. Vì vậy, việc xác định nicotine trong môi trường lao động là quan
trọng và cần thiết.
Hiện nay sử dụng các phương pháp phân tích nicotine như: phương pháp UV-Vis,
quang phổ hồng ngoại, phương pháp điện hóa và được sử dụng phổ biến nhất là phương
pháp sắc kí bao gồm sắc kí lỏng (HPLC-UV) và sắc kí khí (GC-FID, GC-NPD, GC-MS).
Trong luận văn sử dụng phương pháp GC-NPD để xác định nicotine trong môi trường lao
động bằng phương pháp lấy mẫu hấp thu thụ động. Phương pháp sắc kí khí cho hiệu quả
tách tốt, thời gian phân tích nhanh, detector NPD xác định các chất có thành phần N và P
cho độ nhạy, độ chọn lọc cao phù hợp với việc xác định hàm lượng nicotine trong khơng
khí.

1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Tổng quan về Nicotine

1.1.1. Giới thiệu về Nicotine
Nicotine là một ancaloit tìm thấy trong các cây họ Cà (Solanaceae), chủ yếu trong cây
thuốc lá có tên hóa học là 3-(1-methyl-2-pyrrolidinyl) được các nhà khoa học người Đức tìm
thấy đầu tiên vào năm 1828. Nicotine có trong thành phần cây thuốc lá với hàm lượng thay
đổi từ 0,05% đến 8%, thơng thường hàm lượng này là 2-3% [4,6,9].

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của Nicotine

Nicotine là chất lỏng như dầu khơng màu, hút ẩm và có thể trộn lẫn với nước khi
tồn tại ở dạng bazơ. Nicotine là một bazơ gốc nitơ nên có thể phản ứng với các axít tạo ra
muối, thơng thường có dạng rắn và hòa tan được trong nước, chuyển thành màu nâu khi
cháy và có mùi thuốc khi tiếp xúc với khơng khí. Nicotine dạng bazơ tự do sẽ cháy ở nhiệt
độ thấp hơn điểm sơi của nó, và hơi của nó bắt cháy ở nhiệt độ 95°C trong khơng khí cho
dù có áp suất hơi thấp. Vì vậy, phần lớn nicotine bị cháy khi đốt thuốc lá [13].
1.1.2. Tính chất dược học, tác dụng và tác hại của nicotine
Nicotine nếu dùng ở liều lượng cho phép sẽ đem lại lợi ích nhất định. Lợi ích đầu
tiên là nicotine giúp con người thư giãn và sảng khoái hơn trong giây lát. Khi hút một điếu
thuốc, sẽ phải mất từ 10-12 giây để nicotine tới được não bộ. Trên thực tế, lợi ích này đã
được các chuyên gia y tế ứng dụng trong việc điều trị cho các bệnh nhân Alzheimer. Nghiên
cứu khoa học chứng minh rằng, người bị Alzheimer sử dụng miếng dán cao nicotine có thể
duy trì khả năng nhận thức lâu hơn, thậm chí có cơ hội phục hồi phần nào khả năng ghi
nhớ. Nicotine trong thuốc lá giúp an thần, tỉnh táo và trầm tĩnh hơn. Ở liều cao vừa phải,
2


nicotine đóng vai trị như một chất gây nghiện, được ứng dụng nhiều trong điều trị các bệnh
nhân bị trầm cảm nhẹ. Đối với tủy thượng thận, nicotine làm tăng dịng chảy của nội tiết
tố adrenaline và kích thích sự dẫn truyền xung thần kinh. Hệ quả là làm tăng nhịp tim,
huyết áp, hơ hấp và lượng đường trong máu.
Đó là những lợi ích hữu hạn của nicotine mang lại. Thực tế hợp chất này chỉ nên
dùng với liều lượng nhỏ và dưới sự hướng dẫn của bác sĩ. Chủ yếu nicotine gây hại sức
khỏe con người.
Cơ quan Kiểm soát Dược và Thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) xếp nicotine vào nhóm các
chất có tính chất dược lý gây nghiện chủ yếu, tương tự như các heroin và cocain. Nicotine
rất độc, trước hết nó là một chất độc thần kinh, ảnh hưởng lên các hệ thần kinh thực vật và
hệ thần kinh trung ương với sự có mặt của các thụ thể nicotine trên các cấu trúc não gây

kích thích và làm tê liệt hệ thần kinh [1].
Ngồi ra, nicotine cịn ảnh hưởng đến hệ tuần hoàn như: thay đổi huyết áp, tăng thể
tích tim, gây tổn thương hệ tim mạch, tác động trực tiếp lên cơ tim, thành mạch. Ảnh hưởng
tới quá trình cấu tạo tế bào máu. Gây đột biến gen, biến đổi chromosomal, mạng lưới
chromatit và các axit nucleic trong tế bào lympho của máu ngoại vi [32]. Nicotine tác động
lên màng não làm thay đổi hoocmon adrenal gây tác hại khôn lường, một tác hại nghiêm
trọng không thể không kể đến là nguy cơ gây tử vong vì ung thư phổi.
Nicotine tác động lên các thụ thể ở hệ thống thần kinh với chất dẫn truyền thần kinh
dopamine. Dopamine là chất dẫn truyền thần kinh có chức năng tạo cảm hứng trong não,
điều chỉnh mong muốn sử dụng các chất gây nghiện, gây bài tiết adrenaline (nhịp tim
nhanh, co mạch ngoại vi, ức chế co bóp và chế tiết dịch vị dạ dày). Tuy nhiên trong cơ thể
nicotine sẽ nhanh chóng được chuyển hóa thành cotinin và thải ra nước tiểu [1].
Nicotine được hấp thụ qua da, miệng và niêm mạc mũi hoặc hít vào phổi. Người hút
thuốc trung bình đưa vào cơ thể 1 đến 2 mg nicotine mỗi điếu thuốc hút. Khi nicotine được
đưa vào cơ thể, nó được vận chuyển nhanh thơng qua đường máu và có thể vượt qua hàng
rào máu-não. Kể từ khi hít vào nicotine mất 10-20 giây để chạy tới não. Thời gian bán
thải của nicotine trong cơ thể vào khoảng 2 giờ [13].
3


Hình 1.2. Ảnh hưởng của Nicotine tới các cơ quan trong cơ thể
0

Nicotine bị chuyển hóa ở gan bởi enzym cytochrome P450 (chủ yếu là CYP2A6, và
cũng có CYP2B6). Cotinin là một trong các chất chuyển hóa chính từ nicotine. Các chất
chuyển hóa chính khác gồm nicotine N'-oxit, nornicotine, nicotine isomethonium ion, 2hydroxynicotin và nicotine glucuronid. Trong một số điều kiện các chất khác có thể được
tạo thành như myosmine (hình 1.3 trang 6) [13].

4

Hình 1.3. Con đường chuyển hóa nicotine ở người
0-

Nicotine làm tăng huyết áp và nhịp tim ở người. Nicotine cũng có thể gây tăng khả
năng xơ vữa (atherogenic genes) tế bào nội mô động mạch vành ở người. Tổn thương vi
mạch có thể xảy ra do tác động của nó lên các thụ thể nicotinic acetylcholin (nAChRs)
[13].
Nicotine còn gây ra các tác dụng trái ngược nhau trên hệ thần kinh giao cảm: Lúc
đầu kích thích hạch phó giao cảm gây giãn mạch, hạ huyết áp, làm chậm nhịp tim nhưng
chỉ trong một thời gian ngắn. Ngay sau đó lại kích thích hạch phó giao cảm và tuyến thượng
thận làm tăng adrealine, gây co mạch, tăng huyết áp, tăng nhịp tim, tăng tiết dịch vị, đồng
thời làm giãn đồng tử, tăng nhu động ruột. Cuối cùng, với liều cao sẽ làm khó thở, suy và
liệt hơ hấp [13].
Nicotine xâm nhập vào cơ thể qua da, đường tiêu hóa và đường hơ hấp. Thời gian hấp
thụ nicotine từ phổi đến não chỉ mất trung bình 7 giây. Độc tính của nicotine rất cao nên dễ
gây nhiễm độc nghiêm trọng hoặc tử vong. Nicotine được hấp thụ nhanh qua niêm mạc, qua
hô hấp, một phần bị phá hủy ở gan. Nó được đào thải qua nước tiểu, nước bọt, phổi, mồ hôi
nhưng không qua mật [6, 9].

5


Trong các tế bào bình thường, nicotine có thể kích thích các tính chất phù hợp với
sự chuyển đổi tế bào và giai đoạn sớm của sự hình thành ung thư, như gia tăng sự tăng lên
của tế bào, giảm sự phụ thuộc tế bào vào ma trận ngoại bào để sống sót, và sự ức chế tiếp
xúc giảm. Do đó, việc kích hoạt nAChRs trong phổi và các mơ khác bởi nicotine có thể
thúc đẩy sự hình thành ung thư bằng cách gây ra sự đột biến DNA. Thông qua các tác động
của promoter khối u, nó hoạt động cùng với các chất gây ung thư khác từ khí thải ơtơ hoặc
đốt gỗ, có thể rút ngắn thời kỳ khởi phát của bệnh ung thư [35].

Nicotine được tìm thấy có liên quan và tác động đến các bệnh và bộ phận: Ung thư
đường ruột-dạ dày, bệnh ung thư tuyến tuy, bệnh ung thư vú, ảnh hưởng hệ thống tim mạch,
hệ thống hơ hấp, hệ tiêu hóa, hệ thống miễn dịch, hệ thống thị giác, hệ thống thận, hệ thống
sinh sản-giống đực, chu kỳ kinh nguyệt, tế bào trứng, phụ nữ mang thai [13].
1.1.3. Cơ chế xâm nhập của nicotine vào cơ thể.
Thông thường công nhân tiếp xúc nghề nghiệp với nicotine trong các nhà máy sản
xuất thuốc lá, trong q trình cơng nghệ: chế biến, sấy khơ, lên men, cuốn điếu, đóng
bao….
Nicotine xâm nhập vào cơ thể thơng qua các con đường sau:
Đường tiêu hóa: qua q trình ăn uống sau ca hoặc trong ca làm việc khi điều kiện vệ
sinh cá nhân của cơng nhân cịn hạn chế. Người ta đã tiến hành thí nghiệm cho chuột uống
cotinin và thấy LD50 sau 48 giờ là 1.604 mg/kg thể trọng, trong khi đó tiêm vào mang bụng
thì LD50 là 930 mg/kg thể trọng [2].
Đường hô hấp: Trong một số nghiên cứu cho thấy nồng độ bụi thuốc lá ở một số vị
trí sản xuất (chọn lá, máy thái, máy sấy, cuốn điếu) của 2 nhà máy thuốc lá Thăng Long và
Bắc Sơn cao hơn giới hạn tối đa cho phép 4 - 5 lần (ở Việt Nam giới hạn tối đa cho phép
là 3 mg/m3). Lượng bụi hạt dưới 5µm ở nguyên liệu thuốc lá chiếm 40%. Như vậy, người
cơng nhân đã hít phải một số bụi thuốc lá vào phổi. Theo Parkes và cộng sự thì 25% lượng
bụi này bị giữ lại ở phổi và đọng lại ở đây đến 300 ngày. Ngoài việc tiếp xúc nghề nghiệp
với bụi thuốc lá người lao động cịn phải hít thở nicotine ô nhiễm trong môi trường lao
động. Nồng độ nicotine trong khơng khí tại một số địa điểm: sấy sợi, đóng bao, sấy lại,
6


cuốn điếu khá cao (tương đương 3,3 - 4 µg/l; 4,4 µg/l; 1,3 - 4,0 µg/l; 2,8 - 8,0 µg/l; 1,3
µg/l) [2]. Vậy qua đường hơ hấp, nicotine xâm nhập vào cơ thể trực tiếp hoặc qua lượng
nicotine chứa trong bụi.
Qua da: Cơng nhân làm việc trong điều kiện nóng, ra nhiều mồ hơi, bụi thuốc bám
vào da, nicotine có thể ngấm vào cơ thể, đặc biệt ở những công nhân thu hái thuốc lá [6].
Qua da, nhiễm độc nicotine xảy ra rất nhanh (sau 20 phút). Nhiều trường hợp tử vong được

ghi lại khi tiếp xúc qua da với các dung dịch nicotine 45%, 95% với diện tích tiếp xúc lớn.
Nicotine được hấp thụ qua da, miệng và niêm mạc mũi hoặc hít vào phổi. Ngồi ra
cịn xâm nhập qua mắt. Khi hút một điếu thuốc lá, người hút thuốc đưa vào cơ thể 1 đến 3
mg nicotine. Hút thuốc lá là cách đưa nicotine đến não một cách nhanh chóng trong vịng
10 giây sau khi hít vào. Khi nicotine được đưa vào cơ thể, nó được vận chuyển nhanh thơng
qua đường máu và có thể vượt qua rào cản giữa máu và não. Kể từ khi hít vào nicotine mất
trung bình 7 giây để chạy tới não. Thời gian bán phân rã của nicotine trong cơ thể vào
khoảng 2 giờ.
Nicotine nuốt vào dạ dày bị dịch vị axit ngăn cản sự hấp thụ, xuống ruột vào hệ thống
gan, nicotine bị phân rã trong gan bằng enzym cytochrome P450 (chủ yếu là CYP2A6, và
cũng có CYP2B6). Tại đây, 70% nó bị phá hủy ngay từ lần đầu đi qua. Cơ thể người có
thể đào thải nicotine ra nước tiểu dưới dạng cotinin với thời gian bán hủy kéo dài (20 giờ).
Có thể định lượng cotinin trong nước tiểu và trong nước bọt.
1.1.4. Khái quát về ngành công nghiệp thuốc lá ở Việt Nam
Hầu hết thuốc lá sản xuất tại Việt Nam được sản xuất bởi Tổng công ty Thuốc lá Việt
Nam (Vinataba) và các thành viên của Tổng công ty hiện đang sở hữu 11 trong số 17 nhà
máy của cả nước và sản xuất hơn 200 nhãn hiệu trên toàn quốc. Thành viên lớn nhất của
tập đoàn Vinataba là Cơng ty Thuốc lá Sài Gịn sản xuất 25 nhãn hiệu tại các nhà máy ở
Sài Gòn và Vĩnh Hội, khoảng 26 tỷ điếu mỗi năm hay 1,3 tỷ bao hai mươi điếu. Với sự
tăng trưởng mạnh mẽ thị phần nội tiêu trong những năm gần đây của Vinataba, đặc biệt là
từ năm 2015 đến nay với thị phần hơn 55% năm 2015, 60% năm 2016.
7


Cây thuốc lá được canh tác ở 27 trong số 64 tỉnh ở Việt Nam. Nông dân trồng thuốc
lá được nhận hỗ trợ của Vinataba bằng hạt giống, vốn và cơ sở hạ tầng nơng thơn. Tính
đến 2006, ngành sản xuất thuốc lá sử dụng khoảng 18.000 công nhân, hay 0,05% lực lượng
lao động ở Việt Nam - một tỷ trọng khá ổn định theo thời gian [3].
Trong quá trình sản xuất thuốc lá đã làm thải ra một lượng khói và bụi thuốc lá đáng
kể gây ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động tại nơi sản xuất. Ở nước ta vấn đề về sức

khỏe của công nhân làm việc trong môi trường thuốc lá đã được nghiên cứu từ những năm
1960. Năm 1996, bệnh nhiễm độc nicotin được cơng nhận là bệnh nghề nghiệp. Tuy nhiên,
vẫn chưa có những nghiên cứu chuyên sâu về vấn đề này để đưa ra lời cảnh báo và biện
pháp giảm thiểu tác hại của khói thuốc lá trong khu vực sản xuất đến sức khỏe người lao
động.
1.1.5. Tác hại của hút thuốc lá thụ động
Hút thuốc lá sẽ gây ra nhiều bệnh và làm tăng tỷ lệ tử vong. Đáng báo động hơn là
hàng trăm ngàn người chưa bao giờ hút thuốc lá vẫn phải chết mỗi năm vì những bệnh do
hít phải khói thuốc lá của người khác (gọi là hút thuốc thụ động).
Trong 200 chất độc có trong khói thuốc lá, có đến 69 loại gây ung thư và tất cả chúng
đều xâm nhập cơ thể những người hút thuốc thụ động. Khói thuốc có thể tồn tại trong
khơng khí hơn 2 giờ, ngay cả khi khơng cịn nhìn hoặc ngửi thấy nữa. Do đó, những người
thường xuyên sống hoặc làm việc cạnh người dùng thuốc lá có thể tiếp nhận lượng khói
thuốc tương đương việc hút 5 điếu mỗi ngày.
Báo cáo của cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (thuộc WHO) năm 2002 đã kết
luận: khói thuốc thụ động gây ung thư phổi, bệnh tim và các bệnh khác. Từ năm 2008 2010, nhóm nghiên cứu của Đại học Y Hà Nội, Đại học Y tế Cộng đồng Hà Nội và Dự án
Heath Bridge đã khẳng định: trẻ em dưới 6 tuổi trong gia đình có người hút thuốc mắc các
bệnh về đường hô hấp nhiều hơn 40% so với trẻ em sống trong các gia đình khơng có người
hút thuốc. Theo Hiệp hội Ung thư Mỹ, cứ mỗi giờ ở cùng phòng với một người hút thuốc
lá, nguy cơ mắc ung thư phổi cao gấp 100 lần so với việc sống 20 năm trong tòa nhà chứa
chất độc asen. Chỉ cần nửa giờ phơi nhiễm khói thuốc, tiểu cầu đã kết dính lại dưới thành
8


mạch máu, hệ miễn dịch đã bị ảnh hưởng. Chính vì vậy mà WHO khuyến cáo: khơng có
ngưỡng an tồn cho việc hút thuốc thụ động.
Khói thuốc thụ động là mối nguy cơ sức khoẻ cho tất cả những người tiếp xúc, dù chỉ
trong một thời gian ngắn và thậm chí cho cả những người bước vào phịng mà trước đó vừa
có người hút thuốc. Khói thuốc cũng là nguyên nhân gây ra bệnh tim mạch, đột quỵ, các
bệnh đường hô hấp, ung thư phổi và nhiều bệnh khác ở người hút thuốc thụ động. Trong

đó, trẻ em, phụ nữ, người già là những đối tượng đặc biệt nhạy cảm với khói thuốc. Khói
thuốc có thể gây ra hội chứng đột tử ở trẻ sơ sinh, các bệnh đường hô hấp, bệnh viêm tai
giữa, hen, chậm phát triển các chức năng phổi ở trẻ em. Ngoài ra, phụ nữ mang thai thường
xun hít phải khói thuốc thụ động có thể bị sảy thai, làm thai nhi chậm phát triển hoặc
sinh non. Khơng những thế, phơi nhiễm khói thuốc thụ động còn đem lại những tổn thất
kinh tế đối với cá nhân, doanh nghiệp và tồn xã hội nói chung. Tổn thất kinh tế này bao
gồm những chi phí y tế chữa trị các bệnh do hút thuốc lá bị động gây ra; tổn thất năng suất
lao động do ốm và tử vong.
Từ năm 2005, Việt Nam đã có Nghị định 45 quy định xử phạt hành chính những hành
vi hút thuốc lá nơi cơng cộng có hiệu lực từ ngày 17 tháng 3 năm 2005. Tuy nhiên, việc áp
dụng chưa triệt để, trên thực tế chưa xây dựng được hệ thống văn bản pháp luật chặt chẽ
về thuốc lá. Từ 01/01/2010, Chính phủ quy định nghiêm cấm hút thuốc lá ở các cơ sở y tế,
thư viện, rạp chiếu phim, nhà hát, nhà văn hóa, các khu vực sản xuất và nơi làm việc trong
nhà, nơi có nguy cơ cháy nổ cao và trên các phương tiện giao thông công cộng (bảng 1.1).
Đây là một phần nội dung kế hoạch thực hiện Cơng ước khung về kiểm sốt thuốc lá mà
Việt Nam tham gia vào ngày 11/11/2004.

9


Bảng 1.1. Giá trị giới hạn quy định trong môi trường khu vực làm việc ở một số
quốc gia trên thế giới
Tên quốc gia
Australia (Úc)
Austria (Áo)
Belgium (Bỉ)
Canada
Denmark (Đan Mạch)
European Union (EU)
Finland (Phần Lan)

France (Pháp)
Germany (Đức)
Hungary
Ireland
Italy (Ý)
Latvia
New Zealand
Poland (Ba Lan)
Singapore
South Korea (Hàn Quốc)
Spain (Tây Ban Nha)
Sweden (Thụy Điển)
Switzerland (Thủy Sỹ)
The Netherlands (Hà Lan)
Viet Nam
Turkey (Thổ Nhĩ Kỳ)
USA (Mỹ)
United Kingdom (Vương Quốc
Anh)
1.2. Các phương pháp lấy mẫu

Giá trị giới hạn trung
bình 8h (TWA)
(mg/m3)
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5

0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,1
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5

Giá trị giới hạn từng
lần tối đa (STEL)
(mg/m3)

0,5

1,5

2

1

1,5
1

1

Hiện nay, phương pháp lấy mẫu nicotine trong khơng khí bao gồm phương pháp lấy
mẫu chủ động (XAD-2, XAD-4, Tenax, than hoạt tính) và thụ động (Ternax, ống giải hấp
phụ nhiệt, SPME, màng lọc tẩm).
1.2.1. Lấy mẫu chủ động
Thơng thường, mẫu khí được lấy bởi một máy bơm hút thông qua một ống hút nhỏ
vào trong một bình nhỏ (ống chứa vật liệu hấp phụ hoặc bình chứa dung dịch hấp thụ).
10


Điều này làm tăng tốc độ khơng khí về phía bề mặt của vùng thu và tốc độ dòng chảy được
xác định bởi đường kính của ống hút. Các chất phân tích sẽ được giữ lại trên vật liệu lấy
mẫu. Vì khối lượng mẫu có thể được tính thơng qua dòng lưu lượng và thời gian lấy mẫu,
nên kết quả sẽ mang tính định lượng.
Lấy mẫu chủ động có các ưu điểm sau:
-

Kết quả mang tính định lượng.

-

Chủ động trong thời gian, thể tích lấy mẫu.

-

Q trình vận hành có thể bán tự động

-

Khả năng tích hợp với phần mềm giám sát môi trường.

Nhược điểm:
-

Cần nguồn điện và các nguồn năng lượng vận hành thiết bị lấy mẫu.

-

Thiết bị lấy mẫu phức tạp, cần hiệu chỉnh trước khi lấy mẫu.

-

Chi phí lấy mẫu cao.

-

Gặp khó khăn khi lấy mẫu trong các điều kiện khắc nghiệt hoặc yêu cầu cao về
an toàn cháy nổ.

Phương pháp lấy mẫu chủ động đã được các tiêu chuẩn công bố và áp dụng trên thế
giới cụ thể như sau:
Năm 1994, tiêu chuẩn NIOSH 2544 xác định nicotine bằng phương pháp chủ động
sử dụng vật liệu lấy mẫu XAD-2 với tốc độ lấy mẫu 1,0 lít/phút. Mẫu sau khi lấy được rửa
giải bằng 1 mL dung môi Ethyl acetate trong 30 phút và tiến hành phân tích mẫu trên máy
GC-NPD. Khoảng đo là 0,3 tới 1,2 mg/m3 với thể tích lấy mẫu 100 lít. Độ chính xác phương
pháp là ±12%. Độ chụm bằng 0,015 [30].

Xác định nicotine bằng phương pháp lấy mẫu chủ động sử dụng vật liệu XAD-4 với
tốc độ lấy mẫu 0,1 đến 1,5 lít/phút. Mẫu sau đó được rửa giải bằng 1 mL dung môi Ethyl
acetate chứa 0,01% triethylamin và tiến hành phân tích mẫu trên máy GC-NPD theo quy
trình đã được ban hành trong các tiêu chuẩn NIOSH 2551:1998, ASTM D5075-1:2001,
ISO 18145:2003. Trong đó, tiêu chuẩn NIOSH 2551:1998 có khoảng đo là 0,050 tới 20
µg/mẫu, giới hạn phát hiện LOD là 0,050 µg/mẫu [37].
11


Tiêu chuẩn ASTM D5075-1: 2001: tại tốc độ lấy mẫu 1,5 lít/phút có giới hạn phát
hiện LOD là 0,11 µg/m3 và giới hạn định lượng LOQ là 0,37 µg/m3 trong 1 giờ lấy mẫu và
LOD là 0,01 µg/m3, LOQ là 0,05 µg/m3 trong 8 giờ lấy mẫu. Trong khoảng nồng độ 0,40
đến 2,01 µg/mẫu có độ chụm là 0,057 và độ tái lặp là 0,126. Trong khoảng 0,05 tới 0,5
µg/mẫu, hiệu suất thu hồi là 100,1% và độ lệch chuẩn trung bình 2,2%. Tại nồng độ 5,1
µg/mẫu, hiệu suất thu hồi là 98,8% và độ lệch chuẩn trung bình 1,2% [15].
Tiêu chuẩn ISO 18145: 2003: tại tốc độ lấy mẫu 1,0 lít/phút có giới hạn phát hiện
LOD là 0,17 µg/m3 và giới hạn định lượng LOQ là 0,56 µg/m3 trong 1 giờ lấy mẫu và LOD
bằng 0,02 µg/m3, LOQ bằng 0,07 µg/m3 trong 8 giờ lấy mẫu. Hiệu suất thu hồi trên 100%.
Trong khoảng nồng độ 0,40 đến 2,01 µg/mẫu có độ chụm là 0,057 và độ tái lặp là 0,126
[16].
1.2.2. Lấy mẫu thụ động
Phương pháp lấy mẫu thụ động được đề xuất đầu tiên vào năm 1973, phát triển và
được ứng dụng thành phương pháp tiêu chuẩn trong quan trắc và phân tích mơi trường tại
các nhiều nước phát triển như Hoa Kỳ, Nhật Bản và Châu Âu.
Lấy mẫu thụ động dựa trên nguyên lý khuếch tán theo định luật Fick I. Cấu tạo thiết
bị lấy mẫu thụ động gồm pha hấp thu là giấy tẩm chất hấp thu hoặc chất hấp phụ rắn. Tấm
cách ly cùng đầu giữ mẫu nhằm tạo khoảng cách khuếch tán giữa môi trường và pha hấp
thu. Chất cần lấy mẫu sẽ khuếch tán từ môi trường qua ngăn cách ly và bị bắt giữ ngay lập
tức trên pha hấp thụ nhờ phản ứng hóa học hay hấp phụ, do đó nồng độ chất cần phân tích
bằng khơng và tạo ra sự chênh lệch nồng độ trong ngăn cách ly dẫn đến hiện tượng khuếch

tán của chất từ môi trường đến pha hấp thụ.
Trên thế giới, phương pháp lấy mẫu thụ động đã được áp dụng rộng rãi với những
ưu điểm sau:
+ Đầu lấy mẫu nhỏ gọn, không phức tạp và không tốn kém
+ Không cần nguồn điện, không gây tiếng ồn
+ Không cần hiệu chỉnh, hiệu chuẩn thiết bị lấy mẫu
+ Thời gian lấy mẫu từ 8 giờ đến vài tuần
12


+ Có thể tiến hành thu mẫu trong các mơi trường nguy hiểm hoặc yêu cầu cao về an
toàn cháy nổ.
+ Chi phí lấy mẫu thấp và cho phép lấy mẫu đồng thời số lượng lớn và nhiều vị trí.
Ngồi ra việc lấy mẫu thụ động có thể làm rõ vùng ô nhiễm cao hoặc theo dõi diễn biến
dài hạn của cả một khu vực.
+ Có thể lấy mẫu tiếp xúc cá nhân (đầu thu mẫu đặt trong vùng thở), có thể tiến hành
lấy mẫu trong nhà và ngồi trời hoặc nơi công cộng tiện lợi.
Tuy nhiên lấy mẫu thụ động cũng có các nhược điểm sau:
+ Chưa xác định được giá trị nồng độ tức thời (STEL)
+ Việc tính toán kết quả phức tạp hơn lấy mẫu chủ động
Năm 1992, Michael W. Ogden và Katherine C.Malolo đã thực hiện nghiên cứu so
sánh hệ thống lấy mẫu thụ động và chủ động đối với xác định nicotine và 3-ethenylpyridine
trong không khí. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành so sánh phương pháp lấy mẫu chủ động
sử dụng hai loại vật liệu là XAD-4 và màng lọc tẩm NaHSO4, còn phương pháp lấy mẫu
thụ động cũng sử dụng màng lọc tẩm NaHSO4. Tốc độ lấy mẫu thụ động được xác định là
31,5 mL/phút đối với nicotine. Kết quả lấy mẫu thụ động nicotine có sự tương đương với
hai cách lấy mẫu chủ động. Kết quả thu được đối với phương pháp lấy mẫu chủ động độ
chụm từ 4-5% và lấy mẫu thụ động 10-12% với nicotine. Sự tương quan giữa lấy mẫu chủ
động bằng XAD-4 và lấy mẫu thụ động màng có tốc độ lấy mẫu 31,5 ml/phút là R2= 0,995
trong khoảng 0-1,5 µg/mẫu. Cịn đối với mẫu chủ động bằng màng và lấy mẫu thụ động

màng có tốc độ lấy mẫu 31,3 ml/phút là R2= 0,961 trong khoảng 0-1,5 µg/mẫu [27]. Kết
quả trên đã khẳng định sử dụng phương pháp lấy mẫu thụ động xác định được nicotine
trong khơng khí.
Năm 2006, Hyo Cher Kim và cộng sự đã tiến hành so sánh lấy mẫu nicotine bằng
phương pháp thụ động và XAD-4 trong khói thuốc lá. Những thử nghiệm được tiến hành
trong buồng thử và khu vực hút thuốc để so sánh. Tốc độ lấy mẫu là 40,5 ml/phút trong
buồng thử. Tốc độ hút mẫu thử nghiệm (40,5 ml/phút) được tiến hành nhiều hơn tốc độ lấy
mẫu lý thuyết (33,52 ml/phút). Độ giải hấp trung bình bằng 113,6 %. Độ chụm là 7,31%.
13


Độ chính xác bằng 18,96%, giá trị này nằm trong giới hạn tiêu chuẩn NIOSH. Trong phòng
hút thuốc và khu vực hút thuốc, nồng độ trung bình của nicotine đo bởi hai phương pháp
là 8,29 µg/m3 (lấy mẫu chủ động) và 7,54 µg/m3 (lấy mẫu thụ động). Khơng có sự hồi quy
giữa lấy mẫu chủ động và lấy mẫu thụ động (R2=0,2397). Nhưng độ dốc, hệ số tương quan
là 1,017 và R2= 0,9292 sau khi loại các giá trị bất thường. Giá trị độ dốc (1,017) gần bằng
giá trị theo lý thuyết (1,0). Qua nghiên cứu này, phương pháp lấy mẫu thụ động để đánh
giá nồng độ nicotine trong không khí có thể thay thế lấy mẫu chủ động [19].
Hiện nay, việc áp dụng phương pháp lấy mẫu thụ động nicotine trong khơng khí vào
đánh giá tiếp xúc được áp dụng trong nhiều nghiên cứu.
Năm 2008, Khanh Huynh Cong cùng cộng sự đã thực hiện phát triển và áp dụng lấy
mẫu thụ động nicotine (MoNIC). Nghiên cứu đã thực hiện hơn 1500 mẫu thụ động để đánh
giá ơ nhiễm khói thuốc lá ở Thụy Sỹ [22].
Năm 2013 và 2014, Sarah Rajkumar và cộng sự đã áp dụng phương pháp lấy mẫu
thụ động MoNIC để đánh giá tiếp xúc với khói thuốc thụ động trong nghiên cứu đánh giá
tác động của luật cấm thuốc lá [33, 34].
Năm 2015, Amagal và cộng sự đã tiến hành xác định tiếp xúc nicotine bằng phương
pháp lấy mẫu thụ động và phân tích trên thiết bị HPLC. Nhóm nghiên cứu đã lựa chọn
màng lọc Quartz (QR-100) được tẩm NaHSO4. Độ thu hồi thu được là 94 % với SD là
±11%. Tốc độ hút mẫu được tính là 9,03 ±0,63 mL/phút. Giới hạn phát hiện khi sử dụng

HPLC kết hợp detector DAD là 0,2 ng/mẫu và thời gian lưu của nicotine khoảng 4 phút.
Phương pháp đưa ra trong nghiên cứu đã đánh giá tiếp xúc nicotine với kết quả chính xác
và thời gian phân tích ngắn [12].
1.3. Các phương pháp xác định nicotine
1.3.1. Các phương pháp quang phổ
1.3.1.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử (UV-Vis)
Phổ hấp thụ phân tử UV- Vis là phổ của tổ hợp sự chuyển mức của các điện tử liên
kết, sự quay và dao động phân tử, do sự tương tác của các điện tử hóa trị ở trong phân tử
hay nhóm phân tử khi bị chiếu chùm sáng kích thích. Vì thế nó là phổ đám, có các cực đại
14


và cực tiểu của phổ thường nằm trong những vùng sóng nhất định tùy theo cấu trúc và loại
liên kết của phân tử hay nhóm nguyên tử có trong hợp chất.
X N Wei, Y Liu và Y L Tang đã phân tích dữ liệu phổ của các loại thuốc lá được
sấy khô và xác định bằng máy quang phổ UV. Trước khi đo mẫu thuốc lá được sấy đến
khổi lượng khơng đổi ở 80oC. Sau đó mẫu được nghiền và sàng qua lưới 200µm. Mẫu 4mg
được đặt trong bình thủy tinh 10ml được hòa tan bằng ethanol 80% và rung khoảng 1 phút
để hịa tan hồn tồn. Dung dịch được rửa và lọc vào bình định mức 25 ml với 80% ethanol.
Sau đó dung dịch được đưa vào cuvet thạch anh và đo phổ UV từ 190nm đến 1100 nm với
máy quang phổ UV Agilent 8543E. Mẫu trắng là ethanol 80%. Đỉnh hấp thụ đặc trưng từ
210-360 nm. Các mô hình dự đốn phổ của hàm lượng nicotine được thiết lập thơng qua
phân tích tương quan giữa dữ liệu phổ và hàm lượng nicotine của thuốc lá sấy khô bằng
phương pháp hồi quy đa biến từng phần. Kết quả thống kê cho thấy hàm lượng nicotine
trong thuốc lá sấy khô tương quan đáng kể với phổ UV của chúng. Cũng có mối tương
quan đáng kể giữa giá trị dự đốn và thử nghiệm. Điều này cho thấy rằng có thể ước tính
hàm lượng nicotine trong mẫu thuốc lá đơn giản, thuận tiện, nhanh chóng bằng mơ hình
quang phổ đề xuất nhưng địi hỏi nhiều mẫu hơn để tăng độ chính xác [40].
1.3.1.2.

Phương pháp quang phổ hồng ngoại

Jiang Jinfeng và các cộng sự đã sử dụng phương pháp quang phổ hồng ngoại gần
biến đổi Fourier FT-NIR để phân tích nhanh chóng 16 thành phần có trong thuốc lá như
nicotine, tổng lượng đường, tổng nitơ, kali, sunfat, tinh bột, xemlulo, polyphenol,…Đối
với mỗi thành phần, phổ của 578 đến 785 mẫu được sử dụng tương ứng như mẫu hiệu
chuẩn để xây dựng mô hình hình hiệu chuẩn. Các mẫu thuốc lá được sấy khơ và nghiền
thành bột để đảm bảo tính đồng nhất. Phổ được quét từ 10.000 đến 3.800 cm-1 ở độ phân
giải 8 cm-1. Dữ liệu phổ của các mẫu được xứ lí sau đó kết hợp với phương pháp bình
phương tối thiểu từng phần (PLS) để hiệu chuẩn. Lỗi bình phương trung bình gốc của dự
đốn (RMSEP) cho nicotine là 0,170. Hàm lượng nicotine trong các mẫu thuốc lá được thử
nghiệm từ 0,65 -7,40%. Phương pháp FT-NIR là một thay thế khả thi cho các phương pháp
hóa học ướt truyền thống để phân tích nhanh chóng nhiều thành phần trong thuốc lá với
thời gian phân tích nhanh (khoảng 1 phút) và việc chuẩn bị, xử lí mẫu đơn giản [20].
15


1.3.1.3.

Phân tích trực tiếp trong khối phổ thời gian thực (DART)

Các tác giả Ákos Kuki, Lajos Nagy và cộng sự đã phát hiện nicotine như một chỉ số
của khói thuốc lá bằng cách phân tích trực tiếp trong phổ khối thời gian thực (DART) song
song. Sự ơ nhiễm khói thuốc lá cịn sót lại (khói thuốc lá, THS) trên quần áo của người hút
thuốc đã được kiểm tra bằng cách phân tích trực tiếp trong phép đo khối phổ thời gian thực
(DART). DART-MS kích hoạt độ nhạy và phân tích chọn lọc nicotine là chỉ số ơ nhiễm
khói thuốc lá. Các thí nghiệm đo khối phổ Tandem (MS/MS) cũng đã được thực hiện để
xác nhận việc xác định nicotine. Khói thuốc có nguồn gốc từ ngón tay của người hút thuốc
chuyển sang các vật thể khác cũng được phát hiện bởi DART. DART-MS/MS được sử
dụng để theo dõi khói thuốc lá thụ động (SHS) trong khơng khí của phịng thí nghiệm sử

dụng nicotine làm chỉ thị. Đây là báo cáo đầu tiên về ứng dụng của DART-MS và DARTMS/MS để phát hiện khói thuốc lá và giám sát khói thuốc lá. Phân tích bán định lượng
được thực hiện để ước tính nồng độ bề mặt của nicotine lắng đọng trên bề mặt giấy bị ơ
nhiễm bởi ngón tay của người hút thuốc. Giới hạn phát hiện ô nhiễm nicotine của DARTMS được ước tính là 0,1 ng/cm2. Nồng độ nicotine bề mặt là 23 ng/cm2, cao hơn nhiều so
với giới hạn phát hiện của phương pháp [11].
Michelle R. Peace, Tyson R.Baird và cộng sự đã xác định nồng độ Nicotine và
Glycols trong 27 loại thuốc lá điện tử bằng phương pháp DART-MS. Phương pháp DARTMS có thể xác định chính xác phân tử nicotine được proton hóa. Kết quả cho thấy 27 công
thức thuốc lá điện tử khác nhau được mua ở Hoa Kỳ có hàm lượng nicotine từ 6 đến 12
mg/L. Nồng độ Nicotine được xác định dao động từ 45-131% nồng độ ghi trên nhãn, với
18 trong số 27 loại có phương sai lớn hơn 10% [26].
1.3.2. Các phương pháp phân tích điện hóa
Các tác giả H. B. Suffredini, M.C. Santos và cộng sự đã nghiên cứu khả năng điện
hóa của nicotine trong mơi trường kiềm sử dụng bề mặt kim cương pha boron (BDD) làm
điện cực làm việc. Để thiết lập sự phụ thuộc pH và để có được thơng tin về sự chuyển khối,
các phép đo Von-ampe vòng đã được thực hiện trong dung dịch đệm 0,1 mol/L BR (Britton
‐ Robinson) với nồng độ nicotine là 1,0.10-3 mol/L. Giá trị pH tối ưu là 8 và sự chuyển khối
được kiểm soát bằng khuếch tán. Kỹ thuật đo điện áp sóng vng được sử dụng để xác
16