xây dựng quy trình xác định dư lượng 9 hóa chất bảo vệ thực vật nhóm lân hữu cơ và nhóm cúc tổng hợp bằng kỹ thuật gc ms

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

ĐẠI HỌC Y DƯỢC TP HỒ CHÍ MINH
-----------------

NGUYỄN THỊ THÙY LINH

XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG
9 HĨA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT NHÓM LÂN HỮU CƠ
VÀ NHÓM CÚC TỔNG HỢP BẰNG KỸ THUẬT GC-MS

LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

ĐẠI HỌC Y DƯỢC TP HỒ CHÍ MINH
KHOA DƯỢC

NGUYỄN THỊ THÙY LINH

XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG
9 HĨA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT NHÓM LÂN HỮU CƠ
VÀ NHÓM CÚC TỔNG HỢP BẰNG KỸ THUẬT GC-MS
Ngành: Kiểm nghiệm Thuốc – Độc chất

Mã số: 8720210

LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. PHAN VĂN HỒ NAM
PGS.TS. VÕ THỊ BẠCH HUỆ

Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2019


LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và nghiên cứu thực hiện luận văn dưới sự hướng dẫn của PGS.
TS. Võ Thị Bạch Huệ và TS. Phan Văn Hồ Nam,
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:
PGS. TS. Võ Thị Bạch Huệ và TS. Phan Văn Hồ Nam là hai người thầy, cơ đã tận
tình hướng dẫn, giúp đỡ và cho tôi những kiến thức quý báu để tơi hồn thành luận
văn.
Ban Lãnh đạo Trung tâm Kiểm nghiệm Thuốc, Mỹ Phẩm, Thực Phẩm Thành phố Hồ
Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi tham gia học tập và hoàn thành luận văn
đúng thời gian quy định.
PGS.TS. Nguyễn Thị Ngọc Vân và các bạn tại Bộ phận sắc ký khí Cơng ty cổ phần
WARRANTEK đã giúp đỡ tơi trong q trình học tập và nghiên cứu tại cơng ty.
Các anh chị em tại Phịng Kiểm nghiệm Thuốc và các đồng nghiệp ở Trung tâm Kiểm
nghiệm Thuốc, Mỹ Phẩm, Thực Phẩm Thành phố Hồ Chí Minh đã động viên, giúp
đỡ và chia sẽ với những khó khăn trong công việc khi tôi thực hiện luận văn.
Và cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã quan tâm động viên tơi
trong q trình học tập và thực hiện luận văn.

Nguyễn Thị Thùy Linh

LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và
chưa từng được ai công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.

Nguyễn Thị Thùy Linh


Luận văn Thạc sĩ Dược học – Khóa: 2017 – 2019
Ngành: Kiểm nghiệm thuốc và độc chất – Mã số: 8720210
XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG 9 HĨA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT
NHÓM LÂN HỮU CƠ VÀ NHÓM CÚC TỔNG HỢP BẰNG KỸ THUẬT GC-MS
Nguyễn Thị Thùy Linh
Người hướng dẫn khoa học: TS. Phan Văn Hồ Nam, PGS.TS. Võ Thị Bạch Huệ
Từ khóa: chlorpyrifos- ethyl, chlorpyrifos- methyl, cypermethrin, deltamethrin, diazinon,
fenitrothion, fenpropathrin, fenvalerat, permethrin, HCBVTV, GC-MS, rau.
Mở đầu: Vấn đề nghiên cứu và áp dụng các phương pháp tiến bộ để xác định dư lượng
HCBVTV trên các sản phẩm trồng trọt được xem là cần thiết nhằm sàng lọc và loại bỏ các
sản phẩm không đáp ứng yêu cầu. Một trong những phương pháp tin cậy được chọn lựa
thường xun là phương pháp sắc ký khí ghép đầu dị khối phổ (GC/MS). Các nghiên cứu
tại Việt Nam về dư lượng HCBVTV trong rau quả bằng GC-MS chủ yếu phân tích trên một
nhóm, chưa có cơng bố về xác định dư lượng đồng thời 9 HCBVTV trên trong mẫu hỗn hợp
3 loại rau nên đề tài “Xây dựng quy trình xác định dư lượng 9 hóa chất bảo vệ thực vật nhóm
lân hữu cơ và nhóm cúc tổng hợp bằng kỹ thuật GC-MS” được thực hiện
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Qui trình định lượng đồng thời chlorpyrifos- ethyl, chlorpyrifos- methyl, cypermethrin,
deltamethrin, diazinon, fenitrothion, fenpropathrin, fenvalerat, permethrin trên nền mẫu hỗn
hợp 3 loại rau (muống, cải thảo, cải thìa) được thực hiện trên hệ thống sắc ký khí GC D7000

Triple Quad. Phương pháp xử lý mẫu bằng phương pháp QuEChERS đã tối ưu. Quy trình
định lượng được thẩm định theo hướng dẫn của AOAC và EC-657/2002.
Kết quả: 9 HCBVTV và nội chuẩn TPP và CPR d10 trong nền mẫu là hỗn hợp 3 loại rau
được ion hóa dương với kỹ thuật ghi phổ MRM cho ra các mảnh dùng định tính và định
lượng. Khoảng tuyến tính của các HCBVTV nằm trong khoảng 5-100 ng/ml, r2 > 0,99. Giới
hạn phát hiện từ 0,82 đến 2,51 ng/ml, giới hạn định lượng từ 2,48 đến 7,6 ng/ml, tất cả đều
thấp hơn giá trị MRL. Độ đúng, độ chính xác trong khoảng 70- 20% và RSD nhỏ hơn 15%
đạt yêu cầu của AOAC.
Kết luận: Đề tài đã xây dựng và thẩm định thành công quy trình xác định dư lượng 9
HCBVTV là chlorpyrifos- ethyl, chlorpyrifos- methyl, cypermethrin, deltamethrin,
diazinon, fenitrothion, fenpropathrin, fenvalerat, permethrin trên mẫu nền mẫu hỗn hợp 3
loại rau (muống, cải thảo, cải thìa) bằng phương pháp GC–MS với độ nhạy, độ đặc hiệu và
độ chính xác cao. Do đó phương pháp có thể ứng dụng để xác định các mẫu rau nhiễm dư
lượng HCBVTV trên thị trường.


Master’s Thesis – Academic course: 2017 - 2018
Specialty: Drug Quality Control & Toxicology – Code: 8720210
DETERMINATION OF 9 PESTICIDE RESIDUES BY GC-MS
Nguyen Thi Thuy Linh
Supervisor: Prof. Phan Van Ho Nam, Assoc. Prof. Vo Thi Bach Hue
Keywords: : chlorpyrifos- ethyl, chlorpyrifos- methyl, cypermethrin, deltamethrin,
diazinon, fenitrothion, fenpropathrin, fenvalerat, permethrin, pesticides, GC-MS, vegetables
Introduction: Research and application of advanced methods to determine pesticide
residues on agricultural products is necessary to reject products that do not meet the
requirements. One of the most frequently selected reliable methods is GC/MS method. In
Viet Nam, there are some studies analyzing pesticides residues by GC-MS method but
mainly on a group. There is no published quantitative information on these 9 pesticides,
especially in mixture of 3 types vegetables. That’s why the topic “Determination of 9
pesticide residues by GC-MS” was realized

Materials and methods: A method for quantification of chlorpyrifos- ethyl, chlorpyrifosmethyl, cypermethrin, deltamethrin, diazinon, fenitrothion, fenpropathrin, fenvalerat,
permethrin in vegetables was been developed using GC D7000 Triple Quad system. The
modified QuEChERS procedure was used for sample preparation. The assay was validated
in compliance with AOAC and EC guideline.
Results: The detection of target compounds was positively ionized with MRM
spectroscopy techniques that produce fragments using qualitative and quantitative
measurements. This method was validated base on AOAC and EC guideline, which met the
requirements of widely linearity range of 5-200 ng/ml and high correlation coefficient (r2 >
0.99), very good accuracy (recovery rate 74,47- 116,93%) and intra-day precision (RSD <
16%), typical LOD, LOQ values of 0.03-1 ng/ml and 0.1- 5 ng/ml for 10 pesticides.
Conclusion: A highly sensitive, specific, reproducible and rapid GC-MS method for
simultaneous determination of 9 pesticides (chlorpyrifos- ethyl, chlorpyrifos- methyl,
cypermethrin, deltamethrin, diazinon, fenitrothion, fenpropathrin, fenvalerat, permethrin) in
leafy vegetables was successfully developed and validated. This method can be useful for
monitoring level of these pesticides in vegetables.


MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC BẢNG ...........................................................................................v
ĐẶT VẤN ĐỀ ..............................................................................................................1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................2
1.1.TỔNG QUAN VỀ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT

2

1.1.1.

Một số khái niệm ..................................................................................2

1.1.2.

Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật .......................................................3

1.1.3.

Sơ lược về hóa chất bảo vệ thực vật nhóm phospho hữu cơ ...............5

1.1.4.

Sơ lược về HCBVTV nhóm pyrethroid ..............................................10

1.2.TÌNH HÌNH SỬ DỤNG HCBVTV

18

1.3.PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU QUECHERS

20

1.3.1.

Giới thiệu phương pháp QuEChERS .................................................20

1.3.2.

Quy trình chung của phương pháp QuEChERS ................................ 21

1.4.

MỘT SỐ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG HCBVTV BẰNG KỸ

THUẬT SẮC KÝ KHÍ KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP QuEChERS

22

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................25
2.1.ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

25

2.2.THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU

26

2.3.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

26

2.3.1.

Xây dựng phương pháp phân tích các HCBVTV .............................. 26

2.3.2.

Thẩm định quy trình phân tích ...........................................................31

2.3.3.

Phương pháp xử lý số liệu ..................................................................35

2.3.

ÁP DỤNG QUY TRÌNH ĐÃ THẨM ĐỊNH ĐỂ PHÂN TÍCH MỘT SỐ

MẪU RAU TRÊN THỊ TRƯỜNG

35

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................................37
3.1. XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÁC HCBVTV

37

3.1.1. Khảo sát và lựa chọn điều kiện sắc ký .....................................................37
3.1.2. Khảo sát và lựa chọn quy trình xử lý mẫu ...............................................39
3.2. THẨM ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP

40

3.2.1. Tính tương thích hệ thống ........................................................................40
3.2.2. Tính đặc hiệu, chọn lọc ............................................................................40
3.2.3. Tính tuyến tính .........................................................................................43
3.2.4. Độ đúng và độ chính xác..........................................................................46
3.2.5. Độ chính xác trung gian ...........................................................................47
3.2.6. Giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng ..............................................48
3.3. ÁP DỤNG QUY TRÌNH ĐỂ PHÂN TÍCH MỘT SỐ MẪU RAU TRÊN THỊ
TRƯỜNG

49

CHƯƠNG 4 BÀN LUẬN ..........................................................................................51
4.1. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DƯ LƯỢNG HCBVTV TRONG RAU

51

4.1.1. Lựa chọn đối tượng và nguyên liệu nghiên cứu ......................................51
4.1.2. Về phương pháp phân tích bằng sắc ký khí ghép đầu dò khối phổ ........52
4.1.3. Về phương pháp xử lý mẫu ......................................................................52
4.1.4. Về thẩm định phương pháp phân tích ......................................................54
4.2. ÁP DỤNG PHÂN TÍCH MẪU TRÊN THỊ TRƯỜNG

56

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................................57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................58


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
STT

Chữ viết tắt

Chữ nguyên

Ý nghĩa

1

aa

Acid acetic

Acid acetic

2

ACN

Acetonitril

Acetonitril

3

AOAC

Association of Official
Analytical Chemists

Hiệp hội các nhà hóa
học phân tích chính thức

4

BVTV

Bảo vệ thực vật

5

ChE

Cholinesterase

6

CPR- d10

Chlorpyrifos- d10

7

CV

Coefficient of variation

Hệ số biến thiên

8

d - SPE

Dispersive - Solid phase
extraction

Chiết phân bố pha rắn

9

ESI

Electrospray Ionization

Ion hóa kiểu phun điện
tử

10

FAO

Food and Agriculture
Organization

11

GC- MS/MS

Gas Chromatography Tandem
Mass Spectrometry

Tổ chức nơng lương thế
giới
Sắc ký khí ghép 2 lần
khối phổ
Than hoạt tính

12

GCB

Graphitized carbon black

13

HCBVTV

Hóa chất bảo vệ thực vật

14

IP

Identification Point

Điểm xác nhận

15

IS

Internal standard

Nội chuẩn

16

LD50

Lethal dose 50

Liều chết 50

17

LOD

Limit of detection

Giới hạn phát hiện

18

LOQ

Limit of Quantification

Giới hạn định lượng

19

MRL

Maximum residue limit

Giới hạn dư lượng tối đa

20

PHI

Pre-Harvest Interval

Thời gian cách ly

21

PSA

Primary secondary amine

Amin thứ cấp

22

QuEChERS

Quick, Easy, Cheap, Effective,
Rugged, Safe

Nhanh, dễ dàng, rẻ, hiệu
quả, ổn định, an toàn

23

RSD

Relative standard deviation

Độ lệch chuẩn tương đối


24

SD

Standard deviation

25

SKĐ

Sắc ký đồ

26

SSL

Split/splitless

Độ lệch chuẩn
Chia dịng/khơng chia
dịng

27

TPP

Triphenylphosphate

Triphenyl phosphat

28

WHO

World Health Organization

Tổ chức Y tế thế giới


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng phân loại HCBVTV theo nhóm độc ..................................................4
Bảng 1.2. Mức dư lượng tối đa cho phép (MRL) của các HCBVTV .......................16
Bảng 1.3. Các điều kiện GC-MS/MS để phân tích HCBVTV trong đề tài...............17
Bảng 1.4. Thống kê số lượng HCBVTV được phép sử dụng và cấm sử dụng .........19
Bảng 1.5. Một số cơng trình nghiên cứu xác định dư lượng HCBVTV ...................22
Bảng 2.1. Thông tin về các chất chuẩn sử dụng trong nghiên cứu............................ 25
Bảng 2.2. Thiết bị nghiên cứu ....................................................................................26
Bảng 2.3. Chương trình nhiệt 1 ..................................................................................28
Bảng 2.4. Chương trình nhiệt 2 ..................................................................................28
Bảng 2.5. Chương trình nhiệt 3 ..................................................................................28
Bảng 2.6. Tỷ lệ chênh lệch ion cho phép ...................................................................31
Bảng 2.7. Pha dung dịch khảo sát tính tuyến tính .....................................................32
Bảng 2.8. Pha dung dịch để khảo sát độ đúng và độ chính xác ................................ 33
Bảng 2.9. Mã hóa các mẫu rau ...................................................................................36
Bảng 3.1. Chu trình nhiệt tối ưu .................................................................................38
Bảng 3.2. Kết quả tính tương thích hệ thống (n = 6) .................................................40
Bảng 3.3. Tỷ lệ ion của các HCBVTV trong nghiên cứu ..........................................42

Bảng 3.4. Kết quả khoảng tuyến tính của từng chất ..................................................43
Bảng 3.5. Khoảng tuyến tính, đường chuẩn của các chất..........................................44
Bảng 3.6. Các giá trị thống kê của các phương trình hồi quy của các chất ..............44
Bảng 3.7. Phương trình hồi quy của các HCBVTV sau khi đánh giá .......................45
Bảng 3.8. Kết quả độ đúng và độ chính xác .............................................................. 46
Bảng 3.9. Kết quả độ chính xác trung gian ................................................................ 47
Bảng 3.10. Giá trị LOD và LOQ của phương pháp ...................................................48
Bảng 3.11. Kết quả phân tích một số mẫu rau trên thị trường ..................................49


DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ
Hình 1.1. Cơng thức cấu tạo chung của nhóm phospho hữu cơ .................................5
Hình 1.2. Cơng thức cấu tạo của chlorpyrifos- ethyl ..................................................6
Hình 1.3. Phổ MS (CE) của cholorpyrifos-ethyl ........................................................7
Hình 1.4. Cơng thức cấu tạo của chlorpyrifos- methyl ...............................................7
Hình 1.5. Phổ MS (CE) của cholorpyrifos- methyl ....................................................8
Hình 1.6. Cơng thức cấu tạo của Diazinon .................................................................8
Hình 1.7. Phổ MS (CE) của diazinon ..........................................................................9
Hình 1.8. Cơng thức cấu tạo của Fenitrothion ............................................................9
Hình 1.9. Phổ MS (CE) của fenitrothion...................................................................10
Hình 1.10. Cơng thức cấu tạo của cypermethrin.......................................................11
Hình 1.11. Phổ MS (CE) của cypermethrin .............................................................. 12
Hình 1.12. Cơng thức cấu tạo của Deltamethrin .......................................................12
Hình 1.13. Phổ MS (CE) của deltamethrin ............................................................... 13
Hình 1.14. Cơng thức cấu tạo fenpropathrin ............................................................. 13
Hình 1.15. Phổ MS (CE) của fenpropathrin .............................................................. 14
Hình 1.16. Cơng thức của Fevalerate ........................................................................14
Hình 1.17. Phổ MS (CE) của fenvalerat....................................................................15
Hình 1.18. Cơng thức của Permethrin .......................................................................15
Hình 1.19. Phổ MS (CE) của Permethrin ..................................................................16

Hình 1.20. Số lượng hoạt chất và tên thương phẩm của HCBVTV qua 02 giai đoạn
[18] .............................................................................................................................. 19
Hình 1.21. Tóm tắt quy trình chiết của ba phiên bản phương pháp QuEChERS [25],
[26], [32] .....................................................................................................................22
Hình 2.1. Quy trình xử lý mẫu dự kiến ......................................................................30
Hình 3.1. SKĐ hỗn hợp chuẩn khảo sát với chu trình nhiệt 1...................................37
Hình 3.2. SKĐ hỗn hợp chuẩn khảo sát với chu trình nhiệt 2...................................38
Hình 3.3. SKĐ hỗn hợp chuẩn khảo sát với chu trình nhiệt 3...................................39


i

Hình 3.4. Kết quả khảo sát quy trình chiết ................................................................ 39
Hình 3.5. SKĐ các dung dịch dung mơi (A), mẫu trắng (B), mẫu trắng thêm chuẩn
(C) và hỗn hợp chuẩn (D)...........................................................................................41
Hình 3.6. SKĐ hoạt chất Chlopyrifos trong dung mơi (A), mẫu trắng (B), mẫu trắng
thêm chuẩn (C) và mẫu chuẩn (D). ............................................................................42


ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) trong ngành trồng trọt
và chăn nuôi được sử dụng rộng rãi nhằm đem lại năng suất cao và hiệu quả kinh tế
cho người nông dân. Khi được sử dụng khơng đúng cách HCBVTV có thể tồn dư
trong các sản phẩm nơng nghiệp. Vì vậy theo quy định thì HCBVTV phải có mức
giới hạn dư lượng tối đa cho phép (MRL). [3]
Vấn đề nghiên cứu và áp dụng các phương pháp tiến bộ để xác định dư lượng
HCBVTV trên các sản phẩm trồng trọt được xem là cần thiết nhằm sàng lọc và loại
bỏ các sản phẩm khơng đáp ứng u cầu. Hiện nay có rất nhiều loại HCBVTV được
sử dụng. Việc phân tích xác định có rất nhiều phương pháp được nghiên cứu và sử
dụng. Một trong những phương pháp tin cậy được chọn lựa thường xuyên trong việc

phân tích, xác định dư lượng HCBVTV là phương pháp sắc ký khí đầu dị khối phổ.
Với ưu điểm là đáng tin cậy, phân tích được đa dư lượng HCBVTV trong một quy
trình phân tích nhằm tiết kiệm dung mơi, thời gian cũng như chi phí.
Vì vậy để góp phần vào việc giám sát và kiểm tra dư lượng HCBVTV trong thực
phẩm nói chung và rau nói riêng đề tài “Xây dựng quy trình xác định dư lượng 09
hóa chất bảo vệ thực vật nhóm lân hữu cơ và cúc tổng hợp bằng kỹ thuật GCMS/MS” được thực hiện với các mục tiêu như sau:
1. Xây dựng quy trình chiết tách mẫu và phân tích 09 HCBVTV nhóm lân hữu cơ và
cúc tổng hợp trong rau.
2. Thẩm định quy trình xác định dư lượng 09 HCBVTV trong rau bằng kỹ thuật GCMS/MS.
3. Áp dụng phương pháp đã thẩm định xác định dư lượng HCBVTV một số mẫu rau
trên thị trường.


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

TỔNG QUAN VỀ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT

1.1.1. Một số khái niệm
Thuốc bảo vệ thực vật (TBVTV) hay cịn gọi sản phẩm nơng dược [3]: là những chế
phẩm có nguồn gốc hố chất, thực vật, động vật, vi sinh vật và các chế phẩm khác
dùng để phòng trừ sinh vật gây hại tài nguyên thực vật. Gồm: các chế phẩm dùng để
phòng trừ sinh vật gây hại tài nguyên thực vật; các chế phẩm điều hồ sinh trưởng
thực vật, chất làm rụng hay khơ lá; các chế phẩm có tác dụng xua đuổi hoặc thu hút
các loài sinh vật gây hại tài nguyên thực vật đến để tiêu diệt. [10]
Hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) hay thuốc trừ dịch hại (pesticide): Là những
chất hay hỗn hợp các chất dùng để ngăn ngừa, tiêu diệt hay phịng trừ các lồi dịch
hại gây hại cho cây trồng, nông lâm sản, thức ăn gia súc, hoặc những lồi dịch hại
gây hại cản trở q trình chế biến, bảo quản, vận chuyển nông lâm sản; những loại
côn trùng, ve bét gây hại cho người và gia súc. Thuật ngữ này cịn bao gồm cả các

chất điều hồ sinh trưởng cây trồng, chất làm rụng hay khô lá hoặc các chất làm cho
quả sáng đẹp hay ngăn ngừa rụng quả sớm và các chất dùng trước hay sau thu hoạch
để bảo vệ sản phẩm không bị hư thối trong bảo quản và chuyên chở. Một số nước
trên thế giới cũng quy định thuốc trừ dịch hại còn bao gồm thuốc trừ ruồi muỗi trong
y tế và thú y. [10], [26]
Như vậy, giữa HCBVTV và TBVTV có sự giống nhau: chúng đều là các loại chất
độc, có hoạt tính trừ dịch hại. Nhưng HCBVTV rộng hơn, trừ được tất cả các loài
dịch hại ; TBVTV chỉ tiêu diệt các loài dịch hại gây hại cho tài nguyên thực vật. Nói
cách khác, thuốc BVTV là một bộ phận của HCBVTV. [10]
Tồn dư thuốc bảo vệ thực vật (Pesticide Residue) [3] là các chất tồn dư trong thực
phẩm do sử dụng một loại thuốc bảo vệ thực vật. Tồn dư thuốc bảo vệ thực vật có thể
từ các nguồn chưa biết, không thể tránh khỏi (như từ môi trường) hoặc từ việc sử
dụng hóa chất. Tồn dư thuốc bảo vệ thực vật bao gồm các dẫn xuất của thuốc bảo vệ
thực vật như các sản phẩm chuyển đổi, chuyển hóa, sản phẩm phản ứng và các tạp
chất được coi là có ý nghĩa về độc tính.


Giới hạn tối đa dư lượng thuốc bảo vệ thực vật (Maximum Residue Level - viết tắt
là MRL) là hàm lượng tối đa của một tồn dư thuốc bảo vệ thực vật trong thực phẩm
(đơn vị tính: mg/kg thực phẩm). [3]
1.1.2. Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật
Có nhiều cách phân loại HCBVTV tùy theo mục đích nghiên cứu và sử dụng [10]
Phân loại theo đối tượng phòng trừ
Thuốc trừ sâu (insecticides) là thuốc để kiểm sốt cơn trùng gây hại (như rầy nâu, sâu
phao)
Thuốc trừ nấm (fungicides) là loại thuốc phòng trị bệnh do nấm gây ra (như bệnh đạo
ôn) bằng cách ngăn cản hoặc diệt bào tử nấm gây bệnh
Thuốc trừ cỏ (herbicides) là các loại HCBVTV được sử dụng để diệt những cây không
mong muốn (như các loại cỏ mọc ở đầm lầy)
Thuốc trừ chuột (rodenticides) thường dùng để trừ chuột

Thuốc trừ ốc sên (molluscicides) là thuốc BVTV có tác động lên động vật thân mềm
(như thuốc trừ ốc bươu vàng)
Thuốc trừ nhện (acaricides) là những chất diệt trừ các loại dịch hại thuộc bộ nhện hại
cây trồng (như nhện gié)
Thuốc trừ vi khuẩn (bactericides) là loại thuốc để trừ vi khuẩn gây bệnh (như bệnh
cháy bìa lá), chúng bao gồm một số thuốc kháng sinh
Và một số loại khác
Phân loại theo độ độc [44]
Muốn là HCBVTV phải đạt có tính độc với sinh vật gây hại và có khả năng tiêu diệt
nhiều lồi dịch hại. Vì vậy tất cả HCBVTV đều có tính độc. Tổ chức Y tế thế giới
(WHO) phân loại HCBVTV dựa vào độ độc cấp tính đường uống và đường ngồi da
khi thử nghiệm trên chuột bằng giá trị LD50. LD50 (hay liều chết trung bình) là liều
lượng chất độc gây chết cho 50% số cá thể dùng trong thử nghiệm. Theo cách phân
loại này, HCBVTV được chia thành 5 nhóm: Ia (cực độc), Ib (độc tính cao), II (độc
trung bình), III (độc nhẹ), IV (khơng có mối nguy độc cấp hay rất ít độc)


Bảng 1.1. Bảng phân loại HCBVTV theo nhóm độc
Nhóm

Mức độ độc

LD50 trên chuột (mg/kg cân nặng)
Đường uống

Đường ngoài da

Ia

Cực độc

<5

<50

Ib

Độc tính cao

5-50

50-200

II

Độc trung bình

50-2000

200-2000

III

Độc nhẹ

>2000

IV

Khơng có mối nguy độc cấp

>5000

Cơ chế tác động của HCBVTV dựa trên hai tác động chính là:
Nội hấp hay lưu dẫn: HCBVTV thấm vào trong tế bào và xâm nhập vào hệ thống
mạch dẫn trong cây. Sâu chích hút hoặc ăn phần vỏ cây có phun thuốc rồi chết.
Thấm sâu: HCBVTV thấm vào mô cây và diệt những côn trùng sống ẩn dưới những
phần phun thuốc. [10]
Theo nghiên cứu nhiều HCBVTV có khả năng tích lũy trong cơ thể người và động
vật máu nóng, gây đột biến tế bào, kích thích tế bào khối u ác tính phát triển, ảnh
hưởng đến bào thai và gây dị dạng đối với các thế hệ sau. Các biểu hiện tác hại này
phát sinh chậm, do thuốc tích lũy dần trong cơ thể, gọi là nhiễm độc mãn tính.
HCBVTV sau khi phun lên cây trồng sẽ lưu lại trên cây một thời gian. Tùy từng loại
HCBVTV hay từng loại cây sẽ có thời gian lưu lại khác nhau. Do đó, cây trồng sau
khi phun thuốc phải có thời gian cách ly thích hợp để đảm bảo lượng HBVTV tồn dư
trong nông sản không ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng. Thời gian cách ly
(PHI) là khoảng thời gian ngắn nhất từ khi phun HCBVTV lên cây cho đến khi
HCBVTV phân hủy đạt mức dư lượng tối đa cho phép.
Phân loại HCBVTV theo thành phần hóa học [10]
Căn cứ vào bản chất hóa học các loại HCBVTV được phân chia thành các nhóm khác
nhau.


Nhóm thuốc có nguồn gốc thảo mộc: bao gồm các thuốc BVTV làm từ cây cỏ hay
các sản phẩm chiết xuất từ cây cỏ có khả năng tiêu diệt dịch hại
Nhóm thuốc sinh học: gồm các lồi sinh vật (các lồi ký sinh thiên địch), các sản
phẩm có nguồn gốc sinh vật (như các lồi kháng sinh...) có khả năng tiêu diệt dịch
hại.
Nhóm thuốc vơ cơ: bao gồm các hợp chất vô cơ (như dung dịch boocđô, lưu huỳnh
và lưu huỳnh vơi....) có khả năng tiêu diệt dịch hại.

Nhóm thuốc có nguồn gốc hữu cơ: Gồm các hợp chất hữu cơ tổng hợp có khả năng
tiêu diệt dịch hại (như các hợp chất clo hữu cơ, phospho hữu cơ, pyrethroid (cúc tổng
hợp), carbamat, neonicotinoid ...). Hiện nay nhóm clo hữu cơ do độc tính cao đã bị
cấm sử dụng.
1.1.3. Sơ lược về hóa chất bảo vệ thực vật nhóm phospho hữu cơ
Đặc điểm HCBVTV nhóm phospho hữu cơ [4], [9], [10], [11]
Nhóm phospho hữu cơ là một nhóm lớn trong HCBVTV, do có nhiều ưu điểm: phổ
rất rộng, hiệu quả nhanh, ít tồn tại lâu trong mơi trường nên nhóm thuốc này được sử
dụng rất phổ biến. HCBVTV nhóm lân hữu cơ là nhóm HCBVTV tổng hợp hóa học,
có nguồn gốc là những ester, amid hoặc dẫn xuất thiol của acid phosphoric. Tùy theo
sự thay thế các O bởi S, N và gốc ester hay amid mà có thể chia thành một số nhóm
nhỏ

như:

phosphat,

phosphorothionat,

phosphorothiolat,

phosphoroamidat,

phosphorothionothiolat, phosphorodithiolat, phosphoroamido- thionat, …
Đa số các chất trong nhóm phospho hữu cơ ít tan trong nước, tan nhiều trong dung
môi hữu cơ, dễ bị thủy phân trong mơi trường acid hoặc kiềm
R1

X
P

R2

O

hay S

Hình 1.1. Cơng thức cấu tạo chung của nhóm phospho hữu cơ
Trong đó:

-

R1, R2 : là các nhóm thế alkyl, aryl, amino hoặc các amino có nhóm thế; cả

hai có thể được gắn trực tiếp vào nguyên tử P, hoặc liên kết qua -O- , -S-.


-

X: là các hợp chất hữu cơ như: chất béo, thơm, dị vòng đuợc liên kết với

nguyên tử P qua một nhóm khơng bền (thường là -O- hoặc -S-).
Cơ chế tác động của nhóm phospho hữu cơ: là các chất này kết hợp với men
chlolinesterase (ChE) tạo thành phức dẫn tới bất hoạt men ChE. Do đó khơng thể
phân giải acetylcholine gây ứ động acetylcholine và rối loạn dẫn truyền cholinergic.
Cuối cùng làm ức chế dẫn truyền các xung thần kinh tới các tế bào cơ, tuyến, não và
hạch. Ngộ độc nhóm phospho hữu cơ có các triệu chứng như: nhức đầu, choáng váng,
cảm giác nặng đầu, nhức thái dương, giảm trí nhớ, dễ mệt mỏi, ngủ khơng ngon giấc,
ăn kém ngon. Ở một số trường hợp, có rối loạn tinh thần và trí tuệ, giật nhãn cầu, run
tay và một số triệu chứng rối loạn thần kinh khác.

Do có độ độc cao với sinh vật không phải đối tượng phịng trừ, đặc biệt với động vật
có vú, nên phạm vi sử dụng của thuốc này cũng dần bị thu hẹp. Trong danh mục các
thuốc BVTV được phép sử dụng tại Việt Nam, nhóm thuốc lân hữu cơ chiếm 37,5%.
Theo Quyết định số 19/2005/QĐ – BNN ngày 24/03/2005, danh mục thuốc trừ sâu
được phép sử dụng cho rau chỉ có một chất thuộc nhóm lân hữu cơ là fenitrothion, do
đó việc xây dựng một phương pháp có khả năng tầm sốt các thuốc trừ sâu nhóm lân
hữu cơ trên rau là cần thiết và có ý nghĩa thiết thực khi việc sử dụng HCBVTV ở Việt
Nam chưa hợp lý.
Một số HCBVTV thuộc nhóm phospho hữu cơ trong nghiên cứu
Chlorpyrifos- ethyl [4], [9], [10], [11]
Tên IUPAC: O, O-diethyl O-(3, 5, 6-trichloropyridin-2-yl) phosphorothioat
Công thức phân tử: C9H11Cl3NO3PS
Khối lượng phân tử: 350,57 g/mol
Công thức cấu tạo:
Cl

Cl
S

Cl

N

O

P

C2H5
O

O
C2H5

Hình 1.2. Cơng thức cấu tạo của chlorpyrifos- ethyl


Tính chất: dạng tinh thể màu trắng, rất ít tan trong nước, tan trong nhiều dung môi
hữu cơ: aceton, benzen, chloroform, ethanol, methanol... Điểm nóng chảy 41 oC, dễ
phân hủy trong môi trường kiềm và nhiệt độ cao.
Độ độc: thuộc nhóm độc II, LD50 qua miệng 96 - 270 mg/kg. LD50 qua da 2.000
mg/kg. MRL của Chlorpyrifos- ethyl với rau ăn lá 0,05 mg/kg, đậu bắp 0,5 mg/kg, cà
rốt 0,1 mg/kg, khoai tây 2 mg/kg. PHI: 14 ngày.
Theo Quyết định số 501/QĐ-BNN-BVTV về loại bỏ thuốc bảo vệ thực vật chứa hoạt
chất chlorpyrifos- ethyl và fipronil ra khỏi danh mục thuốc bảo vệ thực vật được phép
sử dụng tại Việt Nam, thì hoạt chất chlorpyrifos-ethyl thuộc danh mục cấm sử dụng
tại Việt Nam và sử dụng dụng tối đa hai năm từ ngày 12/02/2019.

Hình 1.3. Phổ MS (CE) của cholorpyrifos-ethyl
Chlorpyrifos- methyl [4], [9], [10], [11]
Tên IUPAC: O, O-dimethyl O-(3, 5, 6-trichloropyridin-2-yl) phosphorothioat
Công thức phân tử: C7H7Cl3NO3PS
Khối lượng phân tử: 322,52 g/mol
Cơng thức cấu tạo:
Cl

Cl
S

Cl

N

O

P

CH3
O

O
CH3

Hình 1.4. Cơng thức cấu tạo của chlorpyrifos- methyl


Tính chất: dạng tinh thể màu trắng, rất ít tan trong nước, tan trong aceton, benzen,
chloroform, ethanol, methanol và nhiều dung môi hữu cơ khác. Dễ phân hủy trong
môi trường kiềm và nhiệt độ cao.
Độ độc: độc nhóm II, LD50 qua miệng 1100 – 2250 mg/kg, LD50 qua da > 2000 mg/kg.
MRL hoạt chất chlorpyrifos- methyl trên rau ăn lá, rau củ 0,05 mg/kg, đậu bắp 0,5
mg/kg, cà chua 1 mg/kg, khoai tây 0,01 mg/kg, PHI 7 -10 ngày.

Hình 1.5. Phổ MS (CE) của cholorpyrifos- methyl
Diazinon [4], [9], [10], [11]
Công thức hóa học: C12H21N2O3PS
Khối lượng phân tử: 304,3 g/mol
Tên

theo

IUPAC:

O,O-diethyl

O-2-isopropyl-6-methylpyrimidin-4-yl

phosphoothioate
Cơng thức cấu tạo:

Hình 1.6. Cơng thức cấu tạo của Diazinon
Diazinon tồn tại ở dạng lỏng, màu vàng nhạt, trong suốt. Nhiệt độ hóa hơi: 83 – 84
oC.

Ở 25 oC, diazinon tan trong nước (63 mg/l), tan hoàn toàn trong các dung môi hữu

cơ như: hexan, dicloromethan, aceton.


Độ độc: thuộc nhóm độc II. Độc tính cấp đường uống: LD50 chuột 80-135 mg/kg.
Theo Quyết định số 3435/QĐ-BNN-BVTV về loại bỏ thuốc bảo vệ thực vật chứa
hoạt chất acephate, diazinon, malathion, zinc phosphide ra khỏi danh mục thuốc bảo
vệ thực vật được phép sử dụng tại Việt Nam, thì hoạt chất diazinon thuộc danh mục
cấm sử dụng tại Việt Nam và sử dụng dụng tối đa một năm từ ngày 28/10/2018.

Hình 1.7. Phổ MS (CE) của diazinon
Fenitrothion [4], [9], [10], [11]
Cơng thức hóa học: C9H12NO5PS
Khối lượng phân tử: 277,2 g/mol
Tên theo IUPAC: O,O-dimethyl O-4-nitro-m-tolyl phosphoothioate
Cơng thức cấu tạo:

Hình 1.8. Công thức cấu tạo của Fenitrothion
Fenitrothion tồn tại ở dạng lỏng màu vàng nâu, có mùi khó chịu. Nóng chảy ở 0,3oC,
hóa hơi ở nhiệt độ 140-145oC, tan trong nước (14 mg/l ở 30oC), trong isopropanol
(138 mg/l ở 20oC), tan tốt trong các dung môi hữu cơ như: cồn, hydrocarbon thơm,
dẫn xuất clo của hydrocarbon .
Độ độc: thuộc nhóm độc II. Độc tính cấp đường uống : LD50 chuột 1700 mg/kg.


Hình 1.9. Phổ MS (CE) của fenitrothion
Sơ lược về HCBVTV nhóm pyrethroid
Đặc điểm HCBVTV nhóm pyrethroid
Khi nghiên cứu nhận thấy rằng trong hoa Cúc (Chrysanthemum cinerariaefolium và
C. roseum) có chứa các este của acid cyclopropane carboxylic gọi chung pyrethrat rất
độc với cơn trùng và nhện. Do đó sau khi nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của pyrethrat
người ta đã tổng hợp và phát triển thành nhóm thuốc trừ sâu pyrethroid (cúc tổng
hợp).
Dựa vào cấu trúc phân tử người ta chia pyrethroid thành 2 dạng khác nhau:
Nhóm I (khơng có nhóm α- cyanopyrethroid) gồm: allethrin, bioallethrin, bifenthrin,
permethrin,

d-phenothrin,

prallethrin, resmethrin,

bioresmethrin,

tefluthrin,

tetramethrin …

Nhóm II: cyfluthrin, cyhalothrin, lambda-cyhalothrin, cypermethrin, alphacypermethrin, deltamethrin, fenpropathrin, fenvalerat, esfenvalerat, flucythrinat,
flumethrin, tau-fluvalinat. Hầu hết các thuốc nhóm pyrethroid được lưu hành ở Việt
Nam đều thuộc nhóm này.
Nhóm pyrethroid tổng hợp có đặc điểm không tồn tại lâu trong môi trường, dễ bị phân
hủy bởi nhiệt độ và ánh sáng, nên các hoạt chất nhóm pyrethroid ít độc với mơi trường
và và động vật máu nóng. Ít tan trong nước, dễ tan trong mỡ và dung môi hữu cơ.
Phổ tác dụng rộng, tác động nhanh, tác động lên hệ thần kinh, gây thiếu oxy côn trùng


Cơ chế tác động của nhóm pyrethroid là do các chất trong nhóm này có tác dụng ln
giữ kênh Na+ mở trong màng tế bào thần kinh gây ảnh hưởng đến sự dẫn truyền các
xung thần kinh làm mất cảm giác, tê liệt. Khi tiếp xúc trong thời gian dài có thể gây
ngộ độc gan, ở liều cao có thể gây tử vong. Các chất nhóm này thường ít độc qua
đường tiếp xúc và qua hô hấp. Liều độc của các chất nhóm pyrethroid cũng thấp hơn
nhiều loại HCBVTV khác.
Một số HCBVTV nhóm pyrethroid trong nghiên cứu
Cypermethrin [4], [9], [10], [11]
Cơng thức hóa học:

C22H19Cl2NO3

Khối lượng phân tử: 416,3 g/mol
Tên

hóa

học

theo

IUPAC:

[Cyano-(3-phenoxyphenyl)methyl]3-(2,2-

dichloroethenyl)-2,2- dimethylcyclopropane-1-carboxylate
Cơng thức cấu tạo:
Cl

H3C

CH3
O

Cl

O
O

CN

Hình 1.10. Cơng thức cấu tạo của cypermethrin
Cypermethrin là chất bán rắn (sệt), khơng mùi, có màu vàng nâu và ít tan trong nước
(khoảng 0,009 mg/L). Tuy nhiên, cypermethrin hịa tan tốt trong dung mơi hữu cơ
như aceton, cyclohexan, ethanol, hexan (103g/L), xylen (> 450 g/L). Nó ở dạng bột
tinh thể không màu, bền ở điều kiện thường. [38]


Hình 1.11. Phổ MS (CE) của cypermethrin
Mức độ hấp thụ hàng ngày tối đa cho phép ADI của cypermethrin là 0,05mg/kg trọng
lượng cơ thể. Liều gây chết trung bình qua đường miệng LD50 là 187- 326mg/kg đối

với chuột đực và 150- 500mg/kg đối với chuột cái. Xếp loại độc tính cấp II theo
WHO.
Deltamethrin [4], [9], [10], [11]
Cơng thức hóa học: C22H19Br2NO3
Khối lượng phân tử: 505,2 g/mol
Tên theo IUPAC: (S)- α-cyano-3-pehoxybenzyl(1R)-cis-3-(2,2- dibromovinyl)-2,2dimethylcyclopropane carboxylate

Hình 1.12. Cơng thức cấu tạo của Deltamethrin
Deltamethrin tồn tại ở dạng tinh thể không màu, không mùi, rất bền vững, không bị
phân hủy ở 400C trong 2 năm. Deltamethrin được coi là hoạt chất mạnh nhất và độc
nhất trong nhóm pyrethroid. Nóng chảy ở 98 - 101oC, nhiệt độ sôi là 300 oC. Tan
trong nước (2 μg/l ở 20oC), tan trong aceton, ethanol, dioxan.