Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Nghiên cứu xác định dư lượng hoá chất bảo vệthực vật trong dược liệu và sản phẩm...

Tài liệu Nghiên cứu xác định dư lượng hoá chất bảo vệthực vật trong dược liệu và sản phẩm từ dược liệu bằng sắc ký khối phổ.

.PDF
219
502
127

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI TRẦN CAO SƠN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ DƯỢC LIỆU BẰNG SẮC KÝ KHỐI PHỔ LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI, NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI TRẦN CAO SƠN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ DƯỢC LIỆU BẰNG SẮC KÝ KHỐI PHỔ LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: KIỂM NGHIỆM THUỐC VÀ ĐỘC CHẤT MÃ SỐ: 62 72 04 10 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Thái Nguyễn Hùng Thu TS. Lê Thị Hồng Hảo HÀ NỘI, NĂM 2015   LỜI CAM ĐOAN   Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Thái Nguyễn Hùng Thu và TS. Lê Thị Hồng Hảo. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Trần Cao Sơn i   LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập và nghiên cứu thực hiện luận án dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Thái Nguyễn Hùng Thu và TS. Lê Thị Hồng Hảo, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: PGS. TS. Thái Nguyễn Hùng Thu, Phó hiệu trưởng Trường Đại học Dược Hà Nội, Trưởng bộ môn Hóa Phân tích - Độc chất và TS. Lê Thị Hồng Hảo, Phó Viện trưởng Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia, là hai người thầy, cô đã tận tình hướng dẫn, định hướng, giúp đỡ và cho tôi những kiến thức quý báu để tôi hoàn thành luận án. Ban Lãnh đạo Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi tham gia học tập và hoàn thành luận án đúng thời gian quy định. Các thầy, cô Bộ môn Hoá phân tích – Độc chất và Phòng Sau đại học, Trường Đại học Dược Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu tại Trường. PGS. Phạm Gia Huệ nguyên Trưởng Bộ môn Hoá phân tích – Độc chất, Trường Đại học Dược Hà Nội là người thầy đã đóng góp ý kiến, chỉ dẫn tôi hoàn thành luận án. Các anh chị em tại Khoa Độc học dị nguyên và các đồng nghiệp ở Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia đã động viên, giúp đỡ và chia sẽ với những khó khăn trong công việc. Và cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã quan tâm động viên tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận án. Tác giả luận án Trần Cao Sơn ii   MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................. i  LỜI CẢM ƠN..................................................................................................................ii  MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii  DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ................................................................... vi  DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU............................................................................... viii  DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ......................................................................... x  ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................................. 1  Chương 1. TỔNG QUAN................................................................................................ 3  1.1. HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT ........................................................................ 3  1.1.1. Định nghĩa hóa chất bảo vệ thực vật ..................................................................... 3  1.1.2. Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật ........................................................................ 3  1.1.3. Một số nhóm hóa chất bảo vệ thực vật chính ........................................................ 5  1.2. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT .............................. 13  1.2.1. Tình hình sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trên thế giới ................................... 13  1.2.2. Tình hình sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật ở Việt Nam .................................... 14  1.2.3. Sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật an toàn và hiệu quả........................................ 15  1.3. DƯ LƯỢNG HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ DƯỢC LIỆU ..................................................................................... 16  1.3.1. Khái niệm về dư lượng và mức dư lượng tối đa ................................................. 16  1.3.2. Quy định về mức dư lượng tối đa ........................................................................ 17  1.3.3. Sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trong trồng cây thuốc và bảo quản dược liệu 19  1.3.4. Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong dược liệu và sản phẩm dược liệu ....... 22  1.4. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT ... 23  1.4.1. Các phương pháp xử lý mẫu................................................................................ 23  1.4.2. Một số kỹ thuật dùng trong phân tích hóa chất bảo vệ thực vật.......................... 39  Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .... 49  2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ................................................................................ 49  2.1.1. Hoá chất bảo vệ thực vật ..................................................................................... 49  2.1.2. Đối tượng phân tích ............................................................................................. 53  2.2. PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU ........................................................................... 54  2.2.1. Hoá chất, thuốc thử.............................................................................................. 54  2.2.2. Chất chuẩn ........................................................................................................... 54  iii   2.2.3. Thiết bị, dụng cụ .................................................................................................. 56  2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 57  2.3.1. Phương pháp khảo sát thực địa và lấy mẫu ......................................................... 57  2.3.2. Phương pháp xử lý mẫu ....................................................................................... 58  2.3.3. Phương pháp phân tích bằng sắc ký khối phổ ..................................................... 58  2.3.4. Phương pháp thẩm định ....................................................................................... 59  2.3.5. Phân tích mẫu thực .............................................................................................. 62  2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................... 62  Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .......................................................................... 63  3.1. KHẢO SÁT TÌNH HÌNH SỬ DỤNG HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG TRỒNG CÂY THUỐC .................................................................................. 63  3.1.1. Nguồn cung hóa chất bảo vệ thực vật ................................................................. 63  3.1.2. Sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trong trồng cây thuốc tại Hà Nội và một số vùng lân cận ................................................................................................................... 70  3.2. XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỒNG THỜI HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU ....................................................................... 75  3.2.1. Xây dựng các điều kiện sắc ký khối phổ ............................................................. 75  3.2.2. Xây dựng quy trình chiết hóa chất bảo vệ thực vật từ một số dược liệu và sản phẩm dược liệu .............................................................................................................. 85  3.2.3. Thẩm định các phương pháp phân tích hóa chất bảo vệ thực vật trong một số dược liệu và sản phẩm dược liệu ................................................................................. 100  3.3. DƯ LƯỢNG HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRÊN MỘT SỐ DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ DƯỢC LIỆU............................................................................. 115  3.3.1. Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong dược liệu tươi................................... 116  3.3.2. Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong dược liệu khô ................................... 117  3.3.3. Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong thực phẩm chức năng có thành phần thảo dược ..................................................................................................................... 118  3.3.3. Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong trà xanh ............................................ 120  Chương 4. BÀN LUẬN............................................................................................... 122  4.1. VỀ VIỆC SỬ DỤNG HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG TRỒNG CÂY THUỐC VÀ CHẾ BIẾN DƯỢC LIỆU....................................................................... 122  4.1.1. Về loại hoá chất bảo vệ thực vật được kinh doanh ........................................... 122  4.1.2. Về loại HCBVTV được sử dụng trong trồng cây thuốc .................................... 123  iv   4.2. VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DƯ LƯỢNG HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM DƯỢC LIỆU .................................... 124  4.2.1. Lựa chọn đối tượng và nguyên liệu nghiên cứu ................................................ 124  4.2.1.2. Lựa chọn nguyên liệu nghiên cứu .................................................................. 126  4.2.2. Về phương pháp xử lý mẫu ............................................................................... 127  4.2.3. Về phương pháp phân tích bằng sắc ký khối phổ ............................................. 132  4.2.4. Về kết quả thẩm định phương pháp................................................................... 138  4.3. VỀ DƯ LƯỢNG HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ DƯỢC LIỆU ................................................................................... 141  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 144  KẾT LUẬN ................................................................................................................. 144  KIẾN NGHỊ................................................................................................................. 145  DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ................................................... 146  TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................   v   DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT TT Chữ viết tắt Giải thích 1 AOAC Hiệp hội các cộng đồng phân tích (Association of analytical communities) 2 APCI Ion hóa hóa học ở áp suất khí quyển (Atmospheric pressure chemical ionization) 3 APPI Ion hóa quang học ở áp suất khí quyển (Atmospheric pressure photo ionization) 4 BVTV Bảo vệ thực vật 5 ChE Cholinestase 6 D-SPE Chiết phân tán pha rắn (Dispersive solid phase extraction) 7 ECD Detector bắt điện tử (Electron capture detector) 8 EI Va chạm điện tử (Electron impact) 9 EPA Cục Bảo vệ môi trường Mỹ (Environmental protection agency) 10 ESI Ion hóa phun điện tử (Electrospray ionization) 11 FAO Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực (Food and agriculture organization) 12 FDA Cục dược phẩm và thực phẩm Hoa Kỳ (Food and drug administration) 13 FL Huỳnh quang (Fluorescence) 14 GACP Thực hành tốt trồng và thu hái dược liệu (Good agriculture and collection practice) 15 GAP Thực hành tốt nông nghiệp (Good agriculture practice) 16 GC Sắc ký khí (Gas chromatography) 17 GCB Than đen hoạt tính (Graphite carbon black) 18 GC-MS Sắc ký khí khối phổ (Gas chromatography mass spectrometry) 19 GC-MS/MS Sắc ký khí khối phổ hai lần (Gas chromatography tandem mass spectrometry) 20 GPC Sắc ký lọc gel (Gel permeation chromatography) 21 HCBVTV Hóa chất bảo vệ thực vật 22 HLB Cân bằng thân nước, thân dầu (Hydrophilic lipophilic balance) 23 HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High performance liquid chromatography) vi   TT Chữ viết tắt Giải thích 24 IAC Sắc ký ái lực miễn dịch (Immunoaffinity chromatography) 25 IS Chất chuẩn nội (Internal standard) 26 LC Sắc ký lỏng (Liquid chromatography) 27 LC-MS Sắc ký lỏng khối phổ (Liquid chromatography mass spectrometry) 28 LC-MS/MS Sắc ký lỏng khối phổ hai lần (Liquid chromatography tandem mass spectrometry) 29 LOD Giới hạn phát hiện (Limit of detection) 30 LOQ Giới hạn định lượng (Limit of quantification) 31 LD50 Liều chết trung bình (Median lethal dose) 32 LPME Vi chiết pha lỏng (Liquid phase microextraction) 33 MAE Chiết với sự hỗ trợ của vi sóng (Microwave-assisted extraction) 34 MRL Giới hạn dư lượng tối đa (Maximum residue limit) 35 MMM Phương pháp đa dư lượng (Multiresidues multiclasses method) 36 MRM Kiểm soát đa phản ứng (Multi reaction mornitoring) 37 MS Khối phổ (Mass spectrometry) 38 MSPD Phân tán pha rắn mẫu thử (Matrix solid phase dispersion) 39 NCI Ion hóa hóa học âm (Negative chemical ionization) 40 NPD Detector nitơ phosphor (Nitrogen phosphorus detector) 41 PCI Ion hóa hóa học dương (Positive chemical ionization) 42 PDA Chuỗi diod quang (Photo-diod array) 43 PSA Các amin bậc 1 và bậc 2 (Primary secondary amines) 44 PS-DVB Polystyren divinylbenzen 45 SE Chiết dung môi (Solvent extraction) 46 SFE Chiết siêu tới hạn (Supercritical-fluid extraction) 47 SPE Chiết pha rắn (Solid phase extraction) 48 SPME Vi chiết pha rắn (Solid phase microextraction) 49 TPP Triphenyl phosphat 50 UV-VIS Tử ngoại khả kiến (Ultra violet – Visible) 51 WHO Tổ chức Y tế thế giới (World health organization) 52 WTO Tổ chức Thương mại thế giới (World trade organization) vii   DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Bảng 1.1. Phân loại HCBVTV theo mối nguy .................................................................. 4  Bảng 1.2. Số lượng hoạt chất HCBVTV được phép sử dụng, hạn chế sử dụng và cấm sử dụng ở Việt Nam ......................................................................................................... 14  Bảng 1.3. Quy định của Dược điển Việt Nam IV về giới hạn HCBVTV ....................... 17  Bảng 1.4. Giá trị MRL mặc định của một số nước ......................................................... 19  Bảng 1.5. Một số ứng dụng của phương pháp QuEChERS để phân tích HCBVTV trong dược liệu và sản phẩm từ dược liệu ....................................................................... 38  Bảng 1.6. Một số ứng dụng phân tích đồng thời HCBVTV bằng GC-MS ..................... 44  Bảng 1.7. Một số ứng dụng phân tích đồng thời HCBVTV bằng LC-MS ..................... 48  Bảng 2.1. Một số HCBVTV được nghiên cứu trong khóa luận [17][124] ..................... 49  Bảng 2.2. Thông tin về các chất chuẩn sử dụng trong nghiên cứu.................................. 54  Bảng 2.3. Giới hạn sai lệch cho phép tối đa của tỷ lệ ion ............................................... 60  Bảng 3.1. Các HCBVTV được tiêu thụ phổ biến tại các địa phương khảo sát ............... 65  Bảng 3.2. Sự phổ biến của các HCBVTV theo nhóm phân loại ..................................... 69  Bảng 3.3. Danh mục cây thuốc và dược liệu ở các địa phương khảo sát ........................ 71  Bảng 3.4. Danh mục HCBVTV sử dụng trong trồng cây thuốc ..................................... 73  Bảng 3.5. Các điều kiện MS trong LC-MS/MS để phân tích HCBVTV ........................ 76  Bảng 3.6: Các thông số hoạt động đã tối ưu của nguồn ion hoá ..................................... 77  Bảng 3.7. Khảo sát gradient pha động (A = acid acetic 0,1%; B = methanol) ............... 79  Bảng 3.8. Điều kiện gradient để tách hỗn hợp HCBVTV ............................................... 80  Bảng 3.9. Độ lặp lại của hệ thống LC-MS/MS ............................................................... 81  Bảng 3.10. Điều kiện MS trong GC-MS/MS được sử dụng trong nghiên cứu ............... 83  Bảng 3.11. Độ lặp lại của hệ thống GC-MS/MS ............................................................. 84  Bảng 3.12. So sánh các phương pháp chiết và pH dịch chiết đo được ........................... 90  Bảng 3.13. Tỷ lệ ion xác nhận và ion định lượng của các HCBVTV ........................... 103  Bảng 3.14. Các nồng độ HCBVTV được sử dụng để khảo sát khoảng tuyến tính và đường chuẩn .................................................................................................................. 104  Bảng 3.15. Khoảng tuyến tính, đường chuẩn của HCBVTV trên mẫu dây thìa canh .. 104  Bảng 3.16. LOD, LOQ của các HCBVTV trong các nền mẫu khác nhau phân tích bằng LC-MS/MS .................................................................................................................... 107  Bảng 3.17. LOD, LOQ của các HCBVTV trong các nền mẫu khác nhau phân tích bằng GC-MS/MS.................................................................................................................... 108  viii   Bảng 3.18. Độ lặp lại và độ thu hồi trên nền mẫu mã đề tươi (n=6) ............................. 110  Bảng 3.19. Độ lặp lại và độ thu hồi trên nền mẫu trà thảo dược (n=6) ......................... 111  Bảng 3.20. Độ lặp lại và độ thu hồi trên nền mẫu dây thìa canh (n=6)......................... 112  Bảng 3.21. Độ lặp lại và độ thu hồi trên nền mẫu trà xanh (n=6) ................................. 113  Bảng 3.22. Độ thu hồi của các HCBVTV trên một số nền mẫu thực ........................... 115  Bảng 3.23. Kết quả phân tích HCBVTV trong dược liệu tươi ...................................... 116  Bảng 3.24. Kết quả phân tích HCBVTV trong dược liệu khô ...................................... 117  Bảng 3.25. Tần suất phát hiện HCBVTV trong các nhóm sản phẩm khác nhau .......... 119  Bảng 3.26. Đánh giá hàm lượng HCBVTV trong TPCN theo nguồn gốc mẫu ............ 120  Bảng 3.27. Kết quả phân tích HCBVTV trong trà xanh ............................................... 120  Bảng 4.1. Danh mục HCBVTV được lựa chọn cho nghiên cứu phân tích ................... 125  Bảng 4.2. Tóm tắt các bước chiết HCBVTV trong các nền mẫu khác nhau bằng phương pháp QuEChERS .............................................................................................. 128  Bảng 4.3. So sánh ảnh hưởng nền của phương pháp nghiên cứu với ảnh hưởng nền theo phương pháp của Raski. ........................................................................................ 132  Bảng 4.4. Thời gian lưu và điều kiện MS của một số HCBVTV rửa giải gần nhau..... 134  Bảng 4.5. Đánh giá khả năng phân tích các HCBVTV bằng GC-MS/MS và LCMS/MS........................................................................................................................... 136  Bảng 4.6. So sánh độ lặp lại và độ thu hồi với các nghiên cứu khác ............................ 140  ix   DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Các trạng thái vật lý theo nhiệt độ vào áp suất................................................ 26  Hình 1.2. Bộ dụng cụ chiết siêu tới hạn .......................................................................... 26  Hình 1.3. Dụng cụ chiết pha rắn thông thường (a) và tự động (b) .................................. 28  Hình 1.4. Các loại nhóm silanol ...................................................................................... 29  Hình 1.5. Nguyên tắc của vi chiết sợi rỗng ..................................................................... 35  Hình 1.6. Tóm tắt các bước chiết của ba phiên bản phương pháp QuEChERS .............. 37  Hình 2.1. Thiết bị sắc ký lỏng khối phổ và sắc ký khí khối phổ sử dụng trong nghiên cứu ................................................................................................................................... 57  Hình 3.1. Hiểu biết về HCBVTV của cán bộ kinh doanh ............................................... 64  Hình 3.2. Hiểu biết của nhân viên kinh doanh về danh mục HCBVTV ......................... 64  Hình 3.3. Hình ảnh một số HCBVTV không có nguồn gốc ........................................... 68  Hình 3.4. Một số loại cây thuốc được trồng phổ biến ở các địa phương ........................ 73  Hình 3.5. Một số vỏ HCBVTV sau sử dụng tại ruộng .................................................... 73  Hình 3.6. Sắc đồ tổng ion của hỗn hợp chuẩn HCBVTV 0,1 mg/mL và sắc đồ của 2 mảnh ion sản phẩm của carboxin, 2 mảnh ion sản phẩm của carbaryl ........................... 78  Hình 3.7. Sắc ký đồ một số HCBVTV theo chế độ gradient 4. ...................................... 80  Hình 3.8. Khảo sát quy trình chiết HCBVTV từ mẫu dược liệu tươi ............................. 85  Hình 3.9. So sánh hiệu suất chiết HCBVTV trên mẫu mã đề tươi của 3 quy trình ........ 86  Hình 3.10. Dịch chiết bồ công anh xử lý theo quy trình có GCB (trái) và không có GCB ................................................................................................................................. 87  Hình 3.11. Ảnh hưởng của GCB đến độ thu hồi HCBVTV trên nền mẫu mã đề ........... 88  Hình 3.12. Ảnh hưởng của GCB đến độ thu hồi HCBVTV trên nền mẫu bồ công anh . 88  Hình 3.13. Quy trình chiết HCBVTV từ mẫu dược liệu tươi.......................................... 89  Hình 3.14. Ảnh hưởng thời gian ngâm mẫu đến hiệu suất chiết một số HCBVTV........ 90  Hình 3.15: So sánh số lượng HCBVTV ở các khoảng độ thu hồi khác nhau (>80%; 7080% và <70%) khi xử lý bằng 3 quy trình ...................................................................... 91  Hình 3.16. So sánh số lượng HCBVTV có độ thu hồi ở các khoảng khác nhau (>80%; 70-80% và <70%) khi sử dụng các lượng NaCl khác nhau. ........................................... 92  Hình 3.17. Quy trình QuEChERS chiết HCBVTV trong mẫu dược liệu khô ................ 92  Hình 3.18. So sánh hiệu suất chiết HCBVTV trên mẫu TPCN xử lý theo 3 quy trình ... 93  Hình 3.19. Ảnh hưởng của lượng PSA sử dụng đến độ thu hồi ...................................... 94  Hình 3.20. Ảnh hưởng của lượng GCB sử dụng đến độ thu hồi ..................................... 95  x   Hình 3.21. Quy trình chiết HCBVTV trên nền TPCN .................................................... 95  Hình 3.22. So sánh độ thu hồi của các HCBVTV khác nhau khi sử dụng các lượng muối chì acetat khác nhau ............................................................................................... 96  Hình 3.23. Ảnh hưởng nền với mẫu dược liệu tươi (bồ công anh) ................................. 97  Hình 3.24. Ảnh hưởng nền với mẫu TPCN (trà mướp đắng).......................................... 98  Hình 3.25. So sánh ảnh hưởng nền của hai kỹ thuật định lượng: không sử dụng nội chuẩn và có sử dụng nội chuẩn (TPP). ............................................................................ 98  Hình 3.26. Ảnh hưởng nền với mẫu chè (có sử dụng nội chuẩn).................................... 99  Hình 3.27. Sắc đồ mẫu trắng, mẫu chuẩn và mẫu trắng thêm chuẩn của atrazin và dimethoat theo LC-MS/MS ........................................................................................... 101  Hình 3.28. Sắc đồ mẫu trắng, mẫu chuẩn và mẫu thêm chuẩn của cypermethrin (4 đồng phân) và permethrin (2 đồng phân) theo GC-MS/MS .......................................... 102  Hình 3.29. Đường chuẩn phân tích HCBVTV trên một số nền mẫu ............................ 106  Hình 3.30. Một số sắc đồ xác định LOD, LOQ thông qua xác định S/N ...................... 109  Hình 4.1. Sự phân mảnh của carbendazim .................................................................... 133  Hình 4.2. Sắc ký đồ của hai chất có thời gian lưu gần nhau (trichlorfon và dimethoat)135  xi   ĐẶT VẤN ĐỀ Trong nông nghiệp, có nhiều mối nguy làm ảnh hưởng xấu đến năng suất và chất lượng nông sản như sâu bệnh, cỏ dại, chuột, mối mọt, nấm… Dược liệu là một loại sản phẩm nông nghiệp đặc biệt, do đó cũng có nguy cơ mắc phải các dịch bệnh nói trên. Hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) đóng vai trò quan trọng để phòng và loại trừ các loại dịch bệnh cho các sản phẩm nông nghiệp nói chung và dược liệu nói riêng. Hiện nay, khi trồng hầu hết các loại dược liệu cần phải sử dụng HCBVTV nhằm tăng năng suất và chất lượng dược liệu. Khi được sử dụng, HCBVTV có thể tồn dư trong sản phẩm. Nếu HCBVTV được dùng đúng theo quy định, mức tồn dư này là an toàn cho người sử dụng. Theo quy định, mỗi loại HCBVTV đều có giá trị giới hạn dư lượng tối đa (MRL). Tuy nhiên, việc lạm dụng hoặc sử dụng không đúng cách các loại HCBVTV dẫn đến tồn dư HCBVTV trong sản phẩm tăng lên vượt quá MRL. Khi đó, HCBVTV sẽ gây ra các tác dụng không mong muốn cho người sử dụng. Việc xác định mức dư lượng HCBVTV trong dược liệu và các sản phẩm từ dược liệu có ý nghĩa quan trọng để sàng lọc, loại bỏ các sản phẩm không đáp ứng được sự an toàn cho người sử dụng. Hiện nay, có hàng nghìn HCBVTV được cho phép sử dụng trong nông nghiệp. Để có thể phân tích hết các HCBVTV, cần phải áp dụng rất nhiều kỹ thuật chiết và phân tích khác nhau, dẫn đến rất mất thời gian và tốn kém kinh phí. Do đó, việc xây dựng được các phương pháp có thể xác định đồng thời nhiều HCBVTV thuộc nhiều nhóm khác nhau là nhu cầu cần thiết. Trên thế giới, các phương pháp xác định HCBVTV đã được phát triển từ rất lâu và đã trải qua nhiều thành tựu… Hầu hết các phương pháp cố gắng hướng đến một phương pháp phân tích đồng thời nhiều HCBVTV trong cùng một lần phân tích. Các phương pháp này được gọi là phương pháp đa dư lượng (MMM). Cục Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ đã ban hành và thay đổi khá nhiều phương pháp đa dư lượng. Trước đây, chiết lỏng lỏng kết hợp với làm sạch bằng sắc ký cột là phương pháp kinh điển trong phân tích dư lượng HCBVTV. Năm 2003, Anastassiades và cộng sự lần đầu tiên giới thiệu một phương pháp chiết và làm sạch nhanh, dễ dàng mà sau này được gọi là QuEChERS (viết tắt của Quick, Easy, Cheap, Efficient, Rugged, Safe) kết hợp với sắc ký khí khối phổ và sắc ký lỏng khối phổ để phân tích HCBVTV trên rau quả [32]. Phương pháp QuEChERS đã nhanh chóng được ứng dụng rộng rãi và được nhiều nước chấp nhận làm phương 1   pháp chuẩn để áp dụng phân tích HCBVTV trong rau quả. Sau đó, QuEChERS đã được nhiều tác giả nghiên cứu và mở rộng áp dụng trên nhiều chỉ tiêu của nhiều đối tượng khác nhau, trong đó phân tích HCBVTV trong dược liệu là một hướng rất mới và có triển vọng. Hiện nay, theo quy định của Dược điển các nước, phương pháp chiết truyền thống với kỹ thuật chiết bằng dung môi sau đó làm sạch bằng SPE hoặc GPC vẫn là phương pháp được sử dụng để chiết HCBVTV trong dược liệu. Phương pháp này có một số hạn chế như khả năng ứng dụng hạn chế trên một nhóm HCBVTV nhất định, sử dụng lượng dung môi hữu cơ rất lớn và trải qua rất nhiều bước nên chi phí rất tốn kém. Với những thực tế như vậy, đề tài “Nghiên cứu xác định dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong một số dược liệu và sản phẩm từ dược liệu bằng sắc ký khối phổ” được thực hiện với các mục tiêu như sau: 1. Xác định các HCBVTV thường được dùng tại một số vùng trồng dược liệu ở phía Bắc. 2. Xây dựng và thẩm định phương pháp phân tích đa dư lượng HCBVTV trong dược liệu và một số sản phẩm từ dược liệu. 3. Sơ bộ đánh giá dư lượng HCBVTV trong một số dược liệu và sản phẩm từ dược liệu. 2   Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT 1.1.1. Định nghĩa hóa chất bảo vệ thực vật Hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) được chuyển nghĩa từ thuật ngữ tiếng Anh “pesticide” có nghĩa là thuốc trừ côn trùng gây hại. Tuy nhiên, hiện nay khái niệm này được mở rộng cho nhiều loại hóa chất được sử dụng trong trồng trọt bao gồm cả thuốc điều hòa sinh trưởng, thuốc làm rụng lá, thuốc trừ cỏ… [7][108]. Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực của Liên Hiệp Quốc (FAO) đã đưa ra định nghĩa về HCBVTV như sau: “HCBVTV 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 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 hoặc trên cơ thể chúng. HCBVTV 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 HCBVTV cho cây trồng trước cũng như sau khi thu hoạch để bảo vệ sản phẩm không bị hỏng trong quá trình bảo quản và vận chuyển” [50]. 1.1.2. Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật Có nhiều cách phân loại HCBVTV khác nhau như phân loại theo mối nguy, theo công dụng hay theo cấu tạo hóa học. 1.1.2.1. Phân loại theo mối nguy Tổ chức Y tế thế giới (WHO) phân loại HCBVTV dựa vào các nghiên cứu về nguy cơ độc hại, chủ yếu là độ độc cấp tính đường uống và đường ngoài da khi thử nghiệm trên chuột. Giá trị LD50 trên chuột theo đường uống và đường dùng ngoài da được sử dụng để phân loại. LD50 (Median lethal dose – Liều chết trung bình) là liều lượng chất độc gây chết cho một nửa (50%) số cá thể dùng trong nghiên cứu. Theo cách phân loại này, HCBVTV được chia thành 5 nhóm [133] (bảng 1.1). 3   Bảng 1.1. Phân loại HCBVTV theo mối nguy Nhóm Mức độ độc Ia Ib II III U Cực độc Độc tính cao Độc trung bình Độc nhẹ Không có mối nguy độc cấp LD50 trên chuột (mg/kg cân nặng) Đường uống Đường ngoài da <5 < 50 5-50 50-200 50-2000 200-2000 > 2000 > 5000 1.1.2.2. Phân loại theo công dụng Dựa vào công dụng của HCBVTV, người ta có thể phân loại như sau [7]:  Hóa chất diệt trừ sinh vật gây hại: được gọi theo nhóm sinh vật gây hại như: - Hóa chất trừ sâu (insecticides) - Hóa chất trừ nấm (fungicides) - Hóa chất trừ cỏ (herbicides) - Hóa chất trừ chuột (rodenticides) - Hóa chất trừ ốc sên (molluscicides) - Hóa chất trừ nhện (acaricides) - Hóa chất trừ vi khuẩn (bactericides)…  Hóa chất điều hòa sinh trưởng thực vật (PGR – plant growth regulators) là các hóa chất sử dụng để kích thích, làm chậm hoặc ức chế sự phát triển của thực vật.  Hóa chất dùng trong bảo quản, xử lý hay chế biến sau thu hái. Trên cơ sở cách phân loại này, Alan Wood đã giới thiệu một trang điện tử trực tuyến giới thiệu bộ sưu tập đầy đủ các loại HCBVTV được sử dụng [134]. 1.1.2.3. Phân loại theo cấu tạo hóa học Đây là cách phân loại được sử dụng phổ biến trong việc triển khai xây dựng các phương pháp phân tích, vì các HCBVTV có cấu tạo tương tự thường có tính chất giống nhau do đó phương pháp chiết và phân tích cũng giống nhau. Hơn nữa, từng nhóm HCBVTV tác động đến sinh vật và con người theo các nguyên lý tương tự nhau. Theo cách phân loại này một số nhóm HCBVTV chính như sau [7][108][130]: - HCBVTV nhóm clor hữu cơ; - HCBVTV nhóm phosphor hữu cơ; - HCBVTV nhóm pyrethroid; 4   - HCBVTV nhóm carbamat; HCBVTV nhóm neonicotinoid; HCBVTV nhóm macrocyclic lacton; HCBVTV vô cơ; HCBVTV có nguồn gốc thực vật; Các HCBVTV khác. 1.1.3. Một số nhóm hóa chất bảo vệ thực vật chính 1.1.3.1. Nhóm clor hữu cơ (organochlorines) HCBVTV nhóm clor hữu cơ là các hợp chất hữu cơ được hình thành khi thay thế các nguyên tử hydro của phân tử hydrocarbon và các dẫn xuất hydrocarbon bằng các nguyên tử clor. Trong phân tử các hợp chất này có thể tồn tại vòng benzen hoặc dị vòng (chứa dị tố O, N, hay S). Các chất này thường là các dẫn xuất clor của một số hợp chất hữu cơ như diphenyl ethan, cyclodien, benzen, hexan… [7][13][108] Về mặt cấu tạo, HCBVTV nhóm clor hữu cơ được xếp vào 4 nhóm nhỏ [130]: - Nhóm diphenyl aliphatic: DDT, dicofon, methoxychlor… - Nhóm hợp chất benzen: lindan, hexaclorocyclohexan (HCH), pentaclorophenol… - Nhóm hợp chất cyclodien: endrin, dieldrin, heptachlor, aldrin, endosulfan sulfat… - Nhóm hợp chất polycloroterpen: toxaphen, polyclorocamphen… Dưới đây là công thức cấu tạo của một số HCBVTV nhóm clor hữu cơ: Aldrin Methoxychlor Lindan (-HCH) 4,4-DDT Endrin Endosulfan sulfat Các HCBVTV nhóm clor hữu cơ nói chung có phổ tác dụng rộng, rất an toàn với cây trồng ở liều thông dụng nhưng lại độc với các loài động vật máu nóng. Các chất này có thể tích lũy trong cơ thể sinh vật gây độc mạn tính, chúng cũng rất bền trong môi trường, hiệu lực tồn dư lâu dài [23][68]. 5   Cơ chế gây độc của HCBVTV nhóm clor hữu cơ phụ thuộc vào dạng cấu tạo của chúng. DDT và các HCBVTV có cấu trúc tương tự DDT là những chất rất độc trên hệ thần kinh. Chúng có tác dụng trên thần kinh ngoại biên thông qua ức chế các kênh vận chuyển Na+ qua màng tế bào thần kinh dẫn đến tê liệt và có thể dẫn đến tử vong. Còn một số loại HCBVTV có cấu trúc dị vòng hoặc vòng chứa nhiều clor như aldrin, dieldrin, heptachlor, endrin… tác động thông qua việc gắn với các vùng pícrotoxinin của acid γ-aminobutyric dẫn đến ức chế ion Cl- vào trong tế bào thần kinh. Hậu quả là gây nên trạng thái kích thích thần kinh [27][44][60][71]. Mặc dù các HCBVTV clor hữu cơ có tác dụng diệt trừ mạnh đối với nhiều loại sâu hại nhưng do vấn đề ô nhiễm môi trường và dư lượng HCBVTV trong nông sản, sự tích lũy và tính độc cao đối con người và các loài động vật, mà ngày nay đa số các HCBVTV clor hữu cơ đã bị cấm sử dụng. 1.1.3.2. Nhóm phosphor hữu cơ (organophosphorus) HCBVTV nhóm phosphor hữu cơ chủ yếu là các hợp chất của phospho hóa trị 5, chúng là các ester hoặc amid của acid phosphoric hoặc dẫn xuất của acid phosphoric. Công thức cấu tạo chung của các hợp chất phosphor hữu cơ như sau [23]: O P R1O OR3 OR2 Trong đó R1, R2, R3 có thể là nhóm alkyl, aryl, amin hay các hợp chất thơm, dị vòng. Các nguyên tử O có thể được thay thế bằng S hay N để tạo ra các dẫn xuất thiophosphat, amidat và cũng được xếp vào nhóm phosphor hữu cơ. 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, phosphorothionothiolat, phosphorodithiolat, phosphoroamidat, phosphoroamidothionat, phosphoroamidothiolat [23][130].  Một số HCBVTV thuộc nhóm Phosphat [130] Cl Cl O C HC O CH3 O CH3 P Cl OH Trichlorfon 6    Một số HCBVTV thuộc nhóm Phosphorothionat  Một số HCBVTV thuộc nhóm Phosphorothiolat Profenofos  Một số HCBVTV thuộc nhóm Phosphorothionothiolat  Một số HCBVTV thuộc nhóm Phosphorodithiolat Edifenphos  Một số HCBVTV thuộc nhóm Phosphoroamidat  Một số HCBVTV thuộc nhóm Phosphoroamidothionat 7  
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan