FF

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------

HỒNG THỊ BẢO NGỌC

TỐI ƯU HĨA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DƯ LƯỢNG MỘT SỐ
HĨA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT NHÓM CLO HỮU CƠ TRONG
CHÈ BẰNG KỸ THUẬT SẮC KÝ KHÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Chun ngành: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

HÀ NỘI - 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------

HỒNG THỊ BẢO NGỌC

TỐI ƯU HĨA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DƯ LƯỢNG MỘT SỐ
HĨA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT NHÓM CLO HỮU CƠ TRONG
CHÈ BẰNG KỸ THUẬT SẮC KÝ KHÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Chun ngành: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. Vũ Hồng Sơn

HÀ NỘI - 2019


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi được sự
hướng dẫn của thầy giáo TS. Vũ Hồng Sơn. Các số liệu, kết quả trong luận văn là
trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận văn

Hồng Thị Bảo Ngọc

iii


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

LỜI CẢM ƠN
Qua thời gian học tập và nghiên cứu thực hiện luận văn dưới sự chỉ dẫn
của TS. Vũ Hồng Sơn, tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới:
TS. Vũ Hồng Sơn - trưởng bộ môn Quản lý chất lượng Viện Công nghệ
sinh học-Công nghệ thực phẩm Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.

Ban giám đốc Trung tâm Kiểm soát bệnh tật thành phố Hà Nội đã chỉ dẫn
và tạo điều kiện thuận lợi nhất giúp đỡ tơi hồn thành nhiệm vụ nâng cao kiên
thức trong q trình đào tạo.
Các thầy, cơ Viện Công nghệ sinh học- Công nghệ thực phẩm, Trường
Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giảng dạy và giúp đỡ tơi trong q trình học tập
và nghiên cứu tại Trường.
Tất cả anh chị em đồng nghiệp Phịng Hóa Thực Phẩm khoa Xét nghiệmChuẩn đốn thăm dị chức năng thuộc Trung tâm Kiểm soát bệnh tật thành phố
Hà Nội đã động viên và chia sẽ với tơi về những khó khăn trong công việc.
Và cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã quan tâm cổ
động cho tơi trong q trình học tập và thực hiện luận văn.
Tác giả luận văn

Hoàng Thị Bảo Ngọc

iv


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................ iii
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................. iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................... v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ......................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ..................................................... vii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT ..... 3

1.1. Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật .......................................... 3
1.2. Tình hình sử dụng HCBVTV ......................................................... 5
1.3. Nhóm hóa chất bảo vệ thực vât Clo hữu cơ.................................. 5
1.3.1 Cấu tạo và tính chất một số HCBVTV thuộc nhóm Clo hữu cơ 7
1.3.1.1 DDT và DDE......................................................................... 7
1.3.1.2. Endosulfan II ........................................................................ 7
1.3.1.3 Dieldrin ................................................................................ 8
1.3.2 Dư lượng HCBVTV nhóm Clo .................................................... 9
1.3.2.1 Dư lượng HCBVTV .................................................................. 9
1.3.2.2. Dư lượng HCBVTV trong sản phẩm chè ............................. 10
1.4. Một số phương pháp phân tích dư lượng HCBVTV ................. 11
1.4.1 Các phương pháp chiết HCBVTV ............................................ 11
1.4.1.1 Chiết lỏng – lỏng ................................................................. 11
1.4.1.2 Chiết lỏng – rắn ................................................................... 11
1.4.1.3 Chiết pha rắn ....................................................................... 12
1.4.1.4 Phương pháp QuEchers....................................................... 12
1.4.2. Các phương pháp phân tích HCBVTV nhóm Clo .................... 14
CHƯƠNG 2 – ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........ 21
2.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu .................................................. 21
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu ............................................................... 21
2.1.2 Thiết bị, hóa chất ........................................................................ 22
2.2 Nội dung nghiên cứu ....................................................................... 24
2.3 Phương pháp nghiên cứu................................................................ 24
2.3.1. Phương pháp phân tích bằng sắc ký khí khối phổ .................... 24
i


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn


2.3.2. Phương pháp xử lý mẫu ............................................................ 25
2.3.3 Phương pháp thẩm định ............................................................. 26
2.3.3.1. Phương pháp xác định độ đặc hiệu, tính chọn lọc ............. 27
2.3.3.2. Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng ............................ 28
2.3.3.3. Khoảng tuyến tính và đường chuẩn ................................... 28
2.3.3.4. Độ lặp lại ............................................................................ 29
2.3.3.5. Phương pháp xác định độ đúng của phương pháp ............. 29
2.3.4 Phân tích mẫu thực ..................................................................... 30
CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .............................................. 31
3.1 Xây dựng phương pháp phân tích đồng thời 4 hóa chất bảo vệ
thực vật …………………………………………………………………….31
3.1.1 Điều kiện kỹ thuật sắc khí khí khối phổ .................................... 31
3.1.2 Điều kiện MS ............................................................................. 33
3.2 Khảo sát điều kiện chiết tách ......................................................... 37
3.2.1 Điều kiện xử lý mẫu ................................................................... 37
3.2.2. Ảnh hưởng của lượng nước và nhiệt độ trong quá trình ngâm
mẫu trướt khi chiết .............................................................................. 38
3.2.3. Ảnh hưởng của lượng muối chì khi chiết mẫu phân tích dư
lượng nhóm Clo hữu cơ ...................................................................... 39
3.2.4. Ảnh hưởng của các thành phần trong d-SPE của q trình làm
sạch ...................................................................................................... 40
3.3 Quy trình phân tích dư lượng HCBVTV trong chè..................... 41
3.4 Thẩm định phương pháp ................................................................ 42
3.4.1. Độ đặc hiệu của phương pháp ................................................... 42
3.4.2. Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn ............ 44
3.4.3. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) ....... 46
3.4.4. Độ đúng và độ chính xác của phương pháp .............................. 47
3.5 Ứng dụng quy trình phân tích mẫu chè khơ ................................ 49
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................... 52

KẾT LUẬN: ........................................................................................... 52
KIẾN NGHỊ ........................................................................................... 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................... 54
PHỤ LỤC
ii


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TT

Chữ viết tắt

Giải thích

1

HCBVTV

Hóa chất bảo vệ thực vật (Pesticide)

2

ECD

Detector cặp kết điện tử (Electron capture detector)


3

FPD

Detector quang hóa ngọn lửa (Flame Photometric
Detector)

4

FID

Detector ion hóa ngọn lửa (Flame ionization detector)

5

TCD

Detector dẫn nhiệt

6

NPD

Detector nitơ –phospho

7

GC

Sắc ký khí (Gas chromatography)


8

LOD

Giới hạn phát hiện (Limit of detection)

9

LOQ

Giới hạn định lượng (Limit of quantification)

10

FAO

Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực của Liên Hiệp Quốc
(Food and Agriculture Organization of the United
Nations)

11

WHO

Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization)

12

MRL


Giới hạn dư lượng tối đa (Maximum residue limit)

13

SPE

Chiết pha rắn (Solid Phase Extraction)

14

dSPE

Chiết pha rắn phân tán (Dispersive Solid Phase
Extraction)

15

DIN

Viện tiêu chuẩn Đức (Deutsches Institut für Normung
e.V.)

16

GC-MS

Sắc ký khí khối phổ (Gas chromatography mass
spectrometry)


17

CCD

Rối loạn sụt giảm bầy đàn (colony collapse disorder)

18

EI

Va chạm điện tử (Electron impact)

19

PCI

Ion hóa hóa học dương (Positive Chemical Ionization)

20

NCI

Ion hóa hóa học âm (Negative Chemical Ionization)

21

TOF

Phân tích thời gian bay (Time of flight)


v


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Bảng phân loại HCBVTV theo cấu tạo hóa học .......................... 4
Bảng 1.2: Bảng liệt kê các HCBVTV được phép sử dụng, hạn chế sử dụng,
cấm sử dụng theo thông tư 10/2019/TT-BNNPTNT. ................................... 5
Bảng 1.3: Quy định của Thông tư 50/2016/TT-BYT về giới hạn HCBVTV
..................................................................................................................... 10
Bảng 1.4: Thông tư 10/2018/TT-BNNPTNT Danh mục thuốc bảo vệ thực
vật được phép sử dụng, cấm sử dụng tại Việt Nam .................................... 10
Bảng 1.5. Một số ứng dụng phân tích đồng thời HCBVTV bằng GC-MS 19
Bảng 2.1: Danh sách HCBVTV nhóm Clo hữu cơ được sử dụng phân tích
..................................................................................................................... 21
Bảng 2.2: Danh sách thiết bị và dụng cụ..................................................... 23
Bảng 2.3: Danh sách hóa chất và thuốc thử ................................................ 24
Bảng 3.1: Kết quả so sánh phổ chuẩn của 4 HCBVTV .............................. 36
Bảng 3.2: Các Ion đặc chưng của từng HCBVTV ...................................... 36
Bảng 3.3: Nồng độ và diện tích píc dãy chuẩn 4 HCBVTV ....................... 45
Bảng 3.4: Khoảng tuyến tính, đường chuẩn, hệ số tương quan, độ chệch lớn
nhất của DDE, dieldrin, endosulfan II, DDT trên nền mẫu chè ................. 45
Bảng 3.5: Kết quả phân tích 10 lần độ lệch chuẩn của DDE, dieldrin,
Endosulfan II, DDT ..................................................................................... 47
Bảng 3.6: Giới hạn phát hiện, giời hạn định lượng của phương pháp ........ 47
Bảng 3.7: Đô lặp lại, độ tái lập, độ thu hồi của phương pháp .................... 48
Bảng 3.8: Kết quả phân tích mẫu chè M20 và M04 Hà Nội....................... 49

Bảng 3.9: Kết quả phân tích 30 mẫu chè .................................................... 50

vi


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 2.1: Hệ thống sắc ký khí Thermo DSQ II- Trace GC Ultra ............... 22
Hình 3.1: Chương trình nhiệt độ phân tích DDE, Diel, Endo, DDT trong
chè ............................................................................................................... 32
Hình 3.2: Phân tích Mẫu thêm chuẩn DDE, Dieldrin, Endosulfan II, DDT
nồng độ 10 mg/L ở hai chương trình nhiệt độ khác nhau điều kiện 1 và 2. 33
Hình 3.3: Sắc ký đồ chuẩn DDE chế độ Full scan ...................................... 34
Hình 3.4: Sắc ký đồ chuẩn DDT chế độ Full scan ...................................... 34
Hình 3.5: Phân tích chuẩn Dieldrin chế độ Full scan ................................. 35
Hình 3.6: Phân tích chuẩn Endosulfan II chế độ Full scan ......................... 35
Hình 3.7: Cài đặt chế độ SIM ..................................................................... 37
Hình 3.8: Ảnh hưởng của lượng nước ngâm đến hiệu suất chiết ............... 38
Hình 3.9: Ảnh hưởng của nhiệt độ ngâm đến hiệu suất chiết ..................... 38
Hình 3.10: Khi sử dụng và khơng sử dụng chì acetat khi chiết mẫu chè ... 39
Hình 3.11: Ảnh hưởng của lượng chì acetat và hiệu suất chiết .................. 39
Hình 3.12: Ảnh hưởng của lượng PSA đến hiệu suất chiết ........................ 40
Hình 3.13: Ảnh hưởng của lượng GCB đến hiệu suất chiết ....................... 40
Hình 3.14: Kết quả phân tích mẫu trắng ..................................................... 42
Hình 3.15: Kết quả phân tích mẫu chuẩn và mẫu trắng thêm chuẩn DDE . 42
Hình 3.16: Mẫu chuẩn, mẫu trắng thêm chuẩn dieldrin ............................. 43
Hình 3.17: Mẫu chuẩn, mẫu trắng thêm chuẩn Endosulfan II .................... 43

Hình 3.18: Mẫu chuẩn, mẫu trắng thêm chuẩn DDT .................................. 44
Hình 3.19: Đường chuẩn DDE, dieldrin, endosulfan II, DDT trên nền mẫu
chè ............................................................................................................... 46

vii


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

MỞ ĐẦU
Bảo đảm chất lượng vệ sinh an tồn thực phẩm ln giữ vị trí quan trọng
trong sự nghiệp bảo vệ sức khỏe nhân dân, góp phần giảm tỷ lệ mắc bệnh, duy trì
và phát triển thế hệ tương lai. Việc phân tích hàm lượng các độc chất, hóa chất
bảo vệ thực vật (HCBVTV) góp phần sàng lọc, kiểm tra, giám sát mẫu thực
phẩm cịn tồn dư hóa chất gây độc tích lũy lưu hành trên thị trường. (p-p’DDE
(DDE), Dieldrin, Endosulfan II , p-p’-DDT (DDT) là 4 hợp chất đặc trưng trong
nhóm HCBVTV Clo. Những hợp chất này gây nguy hiểm với con người, và thế
hệ tương lai, gây rối loạn nội tiết tố (hormone), sinh non, tác nhân gây đột biến
gen, gây ung thư [1]. Khi tồn dư HCBVTV trong thực phẩm sẽ rất nguy hiểm vì
những hợp chất này bền vững trong môi trường tự nhiên và thời gian bán phân
huỷ dài, biến đổi sinh hóa thành những chất độc hại hơn trong tế bào như DDE là
sản phẩm chuyển hóa của DDT độc gấp 2 lần DDT. Nhóm HCBVTV Clo hầu
hết đã bị cấm sử dụng trên thế giới và tại Việt Nam [1,2]. Tuy nhiên do
HCBVTV nhóm Clo có giá thành rẻ và hiệu quả diệt trừ sâu bệnh cao khiến cho
những hợp chất này vẫn được sử dụng hoặc phối trộn trong thành phần hóa chất
khác mà người sử dụng khơng được biết. Do vậy việc kiểm sốt bằng cách phân
tích sàng lọc mẫu là yêu cầu cấp thiết, nhằm phổ biến phương pháp thực hiện
nhanh, dễ dàng và tính ứng dụng cao ở nhiều phịng thí nghiệm ở tuyến huyện và

tỉnh thành khác trong cả nước.
Ngày nay, khoa học đã có nhiều thành tựu nghiên cứu phương pháp xác định
dư lượng HCBVTV trong thực phẩm. Phương pháp QuEChERS được sử dụng để
xử lý mẫu, kết hợp với phương pháp phân tích: Phương pháp phân tích sắc ký
bản mỏng [3], sắc ký lỏng hiệu năng cao [4], sắc ký lỏng hai lần khố phổ
(LC/MS/MS) [5], sắc ký khối phổ GC/MS, sắc ký khí hai lần khối phổ
(GC/MS/MS) [6]. Phương pháp GC/MS là một ứng dụng kỹ thuật phổ biến, đơn
giản, cho độ phân giải cao khi phân tích HCBVTV. Kỹ thuật GC/MS đã được
đưa vào tiêu chuẩn quốc tế [5], tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) [6,7], làm phương
pháp tiêu chuẩn để xác định dư lượng HCBVTV trong sản phẩm thực phẩm. Tuy
nhiên, những tiêu chuẩn này chỉ hướng dẫn thực hiện xác định dư lượng

1


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

HCBVTV với nền mẫu rau củ quả tươi, mà chưa có hướng cho sản phẩm dạng
khô như chè, cà phê và nhiều sản phẩm khác. Trong nghiên cứu này chúng tôi
lựa chọn xây dựng phương pháp phân tích HCBVTV trên nền mẫu chè, bởi sản
phẩm chè đang được sử dụng không chỉ là thức uống được sử dụng hàng ngày,
còn là nguyên liệu trong chế biến nhiều loại sản phẩm thực phẩm.Với cơ sở vật
chất thực tế phịng thí nghiệm, chúng tơi tiến hành khảo sát lại điều kiện phân
tích trên GC/MS và phương pháp xử lý mẫu theo QuEChERS: Chương trình
nhiệt độ, khảo sát điều kiện ngâm mẫu trước khi chiết, lượng muối chì loại tạp
trong mẫu, thành phần và tỉ lệ chất nhồi cột chiết pha rắn (d-SPE). Xác nhận giá
trị sử dụng phương pháp: Độ đặc hiệu, khoảng tuyến tính và đường chuẩn, giới
hạn phát hiện, giới hạn định lượng, độ thu hồi của phương pháp. Mục tiêu là xác

định nhanh, chính xác 4 HCBVTV nhóm Clo DDT, DDE, Dieldrin, Endosulfan
II trong chè bằng phương pháp QuEChERS đảm bảo chất lượng giám sát an tồn
thực phẩm.
Vì vậy, đề tài “Tối ưu hóa phương pháp phân tích dư lượng một số
HCBVTV nhóm Clo hữu cơ trong chè bằng kỹ thuật sắc ký khí” đã được
thực hiện với mục tiêu:
- Tối ưu hóa các điều kiện kỹ thuật của phương pháp định tính, định 4 HCBVTV
Clo hữu cơ (gồm DDT, DDE, Dieldrin, Endosulfan II) trong chè bằng phương
pháp sắc ký khí.
- Áp dụng phương pháp Phân tích dư lượng HCBVTV trong 30 sản phẩm chè
trên địa bàn thành phố Thái Nguyên năm 2018-2019.

2


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT
1.1. Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật
Hố chất bảo vệ thực vật là chất hay hỗn hợp các chất được sử dụng với mục
đích đẩy lùi, tiêu diệt, kiểm sốt loại sâu bệnh gây dịch hại, hoặc điều chỉnh sự
phát triển của thực vật [8]. HCBVTV là những hóa chất gây độc, có khả năng
phá hủy tế bào, tác động đến cơ chế sinh trưởng, phát triển của sâu bệnh, cỏ dại
và cả cây trồng, vì thế khi các hợp chất này đi vào mơi trường, chúng cũng có
những tác động nguy hiểm đến môi trường, đến những đối tượng tiếp xúc trực
tiếp hay gián tiếp. Vấn đề lạm dụng HCBVTV trong nơng nghiêp nói chung và
với canh tác cây chè nói riêng tại nước ta hiện nay đang ở mức báo động. Lượng
HCBVTV sử dụng đang mỗi ngày một tăng, trong đó có một số loại HCBVTV

cực độc, mặc dù đã bị cấm sử dụng ở Việt Nam, nhưng vẫn cịn lưu thơng trên thị
trường. Tình trạng ngộ độc thực phẩm do sử dụng sản phẩm nông sản (như chè,
cà phê, rau củ quả tươi) có dư lượng HCBVTV đang là một thực trạng nhức nhối
trong xã hội. Việc sử dụng bừa bãi và không đúng quy cách các loại HCBVTV
không những ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của người tiêu dùng mà còn ảnh
hưởng rất lớn đến thương hiệu nông sản của Việt Nam trên thị trường thế giới. Vì
vậy, việc xây dựng một phương pháp để phát hiện nhanh, chính xác dư lượng
HCBVTV trên nơng sản, thực phẩm là một vấn đề hết sức cần thiết.
Phân loại HCBVTV theo cấu tạo hóa học là cách phân loại được sử dụng phổ
biến. Các HCBVTV có cấu tạo tương đồng thường có tính chất giống nhau, do
đó các phương pháp chiết tách và phân tích cũng tương tự nhau. Các hợp chất
cùng một nhóm HCBVTV sẽ có tác động đến sinh vật và con người theo các
nguyên lý như nhau. Theo cách phân loại này, HCBVTV sẽ được phân loại thành
các nhóm chính trong (bảng 1) [9,10].

3


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

Bảng 1.1: Bảng phân loại HCBVTV theo cấu tạo hóa học
Cơng thức cấu tạo chung

Tên nhóm
Clo

hữu


cơ R-Cl

(organochlorines)

Các chất tiêu biểu
DDT, DDD, eldrin, aldrin,

R: Diphenyl ethan, cyclodien, dieldrin, methoxychoro aldrin,
chlordane,
endosunfan,
benzen, hexan, dị vòng
heptachlor, isodrin

Phosphor

hữu

cơ

(organophosphorus)

O

Dimefox,

Mipafox,

methyl

parathion, ronnel, enitrothion,


R1O-P-OR3

bidrin, phorate, fenthion
OR2
R1, R2, R3 có thể là nhóm
alkyl, aryl, amin hay các hợp
chất thơm, dị vòng
Pyrethroid

OH

Allethrin, bonthin, dimethrin,
Clx (x từ 1 đến 5)

tetramethrin,

ptrethrin,

cyclethrin furethrin
Carbamat

O

R2

Carbaryl,

carbanolate,


prupoxur, dimethan, isolan,

R3- O-C-N

carbofuran,

R1

pyrolan,

vernolate, pebulate, diallate,

R1;R2: Hydro, ankyl

monilate,

butylate,

trillate,

R3: Ankyl, vòng thơm hoặc, dị thiourea,

methan,

thiram,

ferban, amoban, naban

vòng
Neonicotinoid


imidachloprid,

acetamiprid,

thiamethoxam, dinotefuran...
Nhóm

HCBVTV

allicin,

khác

nicotin,

rotenone…),

pyrethrin,
diamid

(chlorantraniliprole,cyantranili
prole)

4


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn


1.2. Tình hình sử dụng HCBVTV:
Hàng năm, Bộ NN&PTNT ban hành Thông tư danh sách các HCBVTV được
phép sử dụng, hạn chế sử dụng, cấm sử dụng mới nhất hiện nay là Thông tư
10/2019/TT-BNNPTNT (bảng 1.2). Trong đó hầu hết các hố chất thuộc nhóm
Clo hữu cơ đã được liệt kê vào danh mục các chất cấm sử dụng trong thực phẩm.
Bảng 1.2: Bảng liệt kê các HCBVTV được phép sử dụng, hạn chế sử dụng,
cấm sử dụng theo thông tư 10/2019/TT-BNNPTNT.
HCBVTV

được HCBVTV hạn chế sử HCBVTV

Danh mục

phép sử dụng [3]

dụng [3]

sử dụng [3]

Trừ sâu

785 hoạt chất

2 hoạt chất

23 hoạt chất

Trừ bệnh


617 hoạt chất

-

6 hoạt chất

Trừ cỏ

234 hoạt chất

-

1 hoạt chất

Trừ chuột

9 hoạt chất

1 hoạt chất

1 hoạt chất

Trừ ốc sên

30 hoạt chất

-

-


Trừ mối

14 hoạt chất

2 hoạt chất

-

cấm

Hầu hết các HCBVTV sử dụng ở Việt Nam đều phải nhập khẩu từ nước
ngoài. Hàng năm, Việt Nam nhập khẩu trên 70.000 tấn thành phẩm với trị giá
210 - 500 triệu USD. Trên 90% HCBVTV được nhập khẩu từ Trung Quốc. Tuy
nhiên, ngoài những HCBVTV nằm trong danh mục của Bộ Nông nghiệp và phát
triển nông thôn cịn có nhiều loại HCBVTV được sử dụng trái phép trong nông
nghiệp thông qua việc mua bán trao tay. Các sản phẩm này chủ yếu có nguồn gốc
từ Trung Quốc và được nhập vào Việt Nam thông qua các con đường tiểu ngạch.
1.3. Nhóm hóa chất bảo vệ thực vât Clo hữu cơ
Đặc điểm và tính chất nhóm Clo hữu cơ: Hóa chất bảo vệ thực vật nhóm Clo
hữu cơ là những chất trong công thức phân tử chứa liên kết (C-Cl). Các hợp chất
này có sự ổn định về tính chất hóa học, các liên kết C-Cl bền vững với các phản
ứng thủy phân và quang phân. Đặc trưng nhóm Clo có phổ tác động rộng.
+ Hóa chất bảo vệ thực vật nhóm Clo hữu cơ là các chất ít tan trong nước, nhưng
tan nhiều trong các dung môi hữu cơ.

5


Luận văn tốt nghiệp


GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

Các HCBVTV Clo hữu cơ là những chất độc tế bào thần kinh. Chúng làm tê
liệt dẫn truyền xung động điện trên sợi trục thần kinh (axon) ngoại biên thông
qua phản ứng liên kết với màng sợi trục và hình thành phức chất với màng sợi
trục.
Các hợp chất trong nhóm có độ độc trung bình đến rất độc đối với động vật
máu nóng, rất độc đối với động vật thủy sinh. An toàn đối với cây, thậm chí cịn
kích thích cây sinh trưởng.
Hạn chế lớn nhất của các hợp chất trong nhóm này là có tính hố học bền
vững, nên tồn lâu trong mơi trường, gây ơ nhiễm mơi trường. Hợp chất trong
nhóm có khả năng tích luỹ trong cơ thể, gây trúng độc mãn tính cho người và
động vật máu nóng, gây hiện tượng chống thuốc của sâu hại, ảnh hưởng xấu đến
cân bằng sinh học, gây hại cho cơn trùng có ích. Với những đặc điểm này, các
hợp chất trong nhóm ngày càng thu hẹp phạm vi sử dụng.
Hóa chất BVTV nhóm Clo hữu cơ được chia thành các nhóm sau:
- Đồng phân hecxaclo xiclohexan như: Lindan, pentaclorophenol...
- Xiclodien gồm các chất: Andien, endrin, clodan, dicofol, endosunfan...
- DDT và các chất tương tự như: DDE, Metoxi-DDT, Pertan, Prolan, Bulan...
Cơ chế tác động của các hợp chất Clo hữu cơ đều là các chất làm tê liệt sự dẫn
truyền xung điện trên sợi trục tế bào thần kinh (axon). Chủ yếu là hệ thần kinh
ngoại biên bằng cách những chất này liên kết với các thành phần protein, lipit và
enzym có ở màng sợi trục tạo phức. Việc tạo phức này cản trở kênh vận chuyển
ion và ức chế hấp thụ ion Na+ và K+ của màng, gây nên hiện tượng mất phân
cực và khơng hình thành được điện thế hoạt động của màng sợi trục. Ngoài ra
các hợp chất Clo hưu cơ ức chế hệ men thủy phân ATP-ase và một số men khác,
ức chế sự phân chia nhân tế bào ở trung kỳ dẫn đến hiện tượng đa bội thể. Triệu
chứng côn trùng trúng độc Clo hữu cơ là run rẩy, co giật, các chi tê liệt và tử
vong. Nhiều hóa chất trong nhóm Clo hay các sản phẩm trung gian của chúng có
thể được tích lũy trong mơ mỡ. Việc tiêu mỡ sẽ làm giải phóng chất độc trong

mỡ vào cơ thể, gây tình trạng ngộ độc.

6


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

1.3.1 Cấu tạo và tính chất một số HCBVTV thuộc nhóm Clo hữu cơ
1.3.1.1 DDT và DDE
DDT - diclo diphenyl tricloothane là một chất hữu cơ cao phân tử có chứa clo
dạng bột màu trắng, có mùi đặc trưng, khơng tan trong nước. DDT là một loại
thuốc trừ sâu có độ bền vững, có độc tính cao. Trong cơ thể DDT dễ dàng bị
phân hủy sinh học thành DDE- dicloo diphenyl dicloethylene là một hoạt chất có
độc tính cao hơn DDT. DDT và DDE có tác động lên hệ thần kinh của động vật:
hệ thần kinh ngoại biên gây nên các sự rối loạn của hệ thống thần kinh dẫn đến tê
liệt.[3,4]

- HCl
DDT

DDE

Công thức phân tử DDT: C14H9Cll5

Công thức phân tử DDE: C14H8Cll4

Khối lượng phân tử: M= 354,49 g/mol


Khối lượng phân tử: M= 318.02 g/mol

Nhiệt độ hóa hơi: t = 108,5 °C

Nhiệt độ hóa hơi: t = 88 - 90°C

Khối lượng riêng: 0.99 g/cm³
1.3.1.2. Endosulfan II
Endosulfan là một loại thuốc trừ sâu thuộc nhóm HCBVTV Clo hữu cơ, còn
sử dụng làm thuốc diệt muỗi. Các đồng phân endosulfan gồm endosulfan I,
endosulfan II. Hiện nay, endosulfan đang được dần loại bỏ trên toàn cầu.
Endosulfan độc tính cấp tính cao, khả năng tích lũy sinh học và vai trò là chất
gây rối loạn nội tiết trên người và động vật. Do các mối đe dọa đối với sức khỏe
con người và mơi trường, lệnh cấm tồn cầu đối với sản xuất và sử dụng
endosulfan đã được đàm phán theo Công ước Stockholm vào tháng 4 năm 2011.
Lệnh cấm đã có hiệu lực vào giữa năm 2012, về việc sử dụng được gia hạn thêm
năm năm[5]. Hơn 80 quốc gia,bao gồm Liên minh Châu Âu, Úc, New Zealand,
một số quốc gia Tây Phi, Hoa Kỳ, Brazil,và Canada đã cấm chất này hoặc tuyên
bố ngừng hoạt động vào thời gian lệnh cấm Công ước Stockholm được thỏa
thuận. Endosulfan vẫn được sử dụng rộng rãi ở Ấn Độ, Trung Quốc và một số
nước khác bất chấp luật cấm. Hóa chất này được sản xuất bởi một số nhà sản

7


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

xuất ở Ấn Độ và Trung Quốc. Mặc dù, Tòa án tối cao Ấn Độ ra lệnh cấm sản

xuất, buôn bán endosulfan ban ngày 13 tháng 05 năm 2011[6].

Endosulfan II
Công thức phân tử Endosulfan II: C9H6Cl6O3S.
Khối lượng phân tử: M= 406.90 g/mol.
Khối lượng riêng: 1,74 g/cm³.
Nhiệt độ bay hơi: t = 213°C.
1.3.1.3 Dieldrin
Dieldrin là một HCBVTV nhóm Clo hữu cơ, ban đầu được sản xuất vào năm
1948 bởi J. Hyman & Co, Denver, dưới dạng thuốc trừ sâu. Aldrin và dieldrin có
liên quan chặt chẽ với nhau. Aldin không độc đối với côn trùng mà bị oxy hóa
trong cơ thể để tạo thành dieldrin là hợp chất hoạt động. Cả dieldrin và aldrin
đều được đặt tên theo phản ứng Diels-Alder, aldrin tạo thành từ norbornadiene
và hexacloo cyclopentadiene.
Dieldrin phát triển vào những năm 1940, dùng thay thế cho DDT. Dieldrin là
một loại thuốc trừ sâu hiệu quả cao và được sử dụng rất rộng rãi trong những
năm 1950 đến đầu những năm 1970. Tuy nhiên, chất này là một chất hữu cơ ô
nhiễm cực kỳ dai dẳng; do nó khơng dễ dàng bị phân hủy trong mơi trường.
Dieldrin có xu hướng sinh học khi nó được truyền dọc theo chuỗi thức ăn. Phơi
nhiễm lâu dài và độc hại đối với rất nhiều loài động vật bao gồm cả con người.
Vì lý do này, nó hiện bị cấm ở hầu hết thế giới.
Dieldrin có liên quan đến các vấn đề sức khỏe như Parkinson, ung thư vú và
tổn thương miễn dịch, sinh sản và hệ thần kinh. Nó cũng là một chất gây rối loạn
nội tiết, hoạt động như một estrogen và antiandrogen, có thể ảnh hưởng xấu đến

8


Luận văn tốt nghiệp


GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

tinh hoàn xuống ở thai nhi nếu một phụ nữ mang thai có tiếp xúc với Dieldrin
[7].

Công thức phân tử Dieldrin C12H8Cl6O.
Khối lượng phân tử: M= 380.91 g/mol.
Nhiệt độ hóa hơi: t= 175 - 177 °C.
Khối lượng riêng: 1,75 g/cm³.
1.3.2 Dư lượng HCBVTV nhóm Clo
1.3.2.1 Dư lượng HCBVTV
Dư lượng HCBVTV là những chất tồn lưu trong lương thực và thực phẩm,
trong sản phẩm nông nghiệp và trong thức ăn vật nuôi do sử dụng HCBVTV gây
nên.
Quy định giới hạn cho phép dư lượng HCBVTV ở Việt Nam có Thơng tư
50/2016/TT-BYT Quy định giới hạn tối đa dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong
thực phẩm. Thơng tư này quy định gồm có 205 hóa chất BVTV trên khoảng hơn
20 nhóm nền mẫu. Nền mẫu chủ yếu là các sản phẩm nông sản như: chè, cà phê,
rau, quả, thịt, cá, trứng, sữa. Trong đó DDT, DDE, Dieldrin không được phép tồn
dư trong sản phẩm thực phẩm, Endosulfan II giới hạn tồn dư tối đa cho phép có
trong sản phẩm chè đen, chè xanh là 10 mg/kg (bảng 1.3).

9


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

Bảng 1.3: Quy định của Thông tư 50/2016/TT-BYT về giới hạn HCBVTV

Chè đen, chè xanh

Tên HCBVTV

MRL (ppm)

DDT

Chè đen, chè xanh

-

DDE

-

-

Dieldrin

Chè đen, chè xanh

-

Endosulfan

Chè đen, chè xanh

10


Ngày 20 tháng 09 năm 2019 ban hành Thông tư 10/2019/TT-BNNPTNT
Danh mục thuốc bảo vệ thực vật được phép sử dụng, cấm sử dụng tại Việt Nam.
DDT, endosunfan, dieldrin đều là những chất trong danh mục thuốc bảo vệ thực
vật cấm sử dụng tại Việt Nam (bàng 1.4).
Bảng 1.4: Thông tư 10/2018/TT-BNNPTNT Danh mục thuốc bảo vệ thực vật
được phép sử dụng, cấm sử dụng tại Việt Nam
STT
1

Tên chung
DDT

Tên thương phẩm
Neocid, PentaCloin, Cloophenothane...

2

Dieldrin

Dieldrex, Dieldrite, Octalox...

3

Endosulfan

Cyclodan 35EC, Endosol 35EC, Tigiodan 35ND,
Thasodant 35EC, Thiodol 35ND

1.3.2.2. Dư lượng HCBVTV trong sản phẩm chè
Việt Nam là nước sản xuất chè lớn thứ 7 và xuất khẩu chè lớn thứ 5 toàn cầu,

với 130.000 ha diện tích trồng chè và hơn 500 cơ sở sản xuất, chế biến, công suất
đạt trên 500.000 tấn chè khô/năm. Tuy nhiên giá chè xuất khẩu lại thấp hơn mức
trung bình, chè Việt đang có giá xuất khẩu thấp nhất, chỉ bằng 60 - 70% giá chè
thế giới. Từ sau thương vụ lượng chè xuất khẩu bị hủy làm tồn kho 5000 tấn chè
năm 2015 tại tỉnh Lâm Đồng do hàm lượng dư lượng HCBVTV (fipronil,
hecxaconazole, carbendazim...) vượt quá hàng rào kỹ thuật của Đài Loan và
Châu Âu. Sự việc báo động về việc lạm dụng sử dụng HCBVTV trong canh tác
chè và dư lượng HCBVTV trong sản phẩm chè.
Như đã biết một số hóa chất như DDT, Endosulfan, Dieldrin đã được đưa vào
danh sách cấm sử dụng và sản xuất ở nhiều nước trên thế giới, nhưng các nước
như Trung Quốc, Ấn Độ vẫn sản xuất, sử dụng và lưu hành buôn bán bằng con
đường tiểu ngạch vào Việt Nam. Thêm vào đó việc doanh nghiệp, tiêu thương

10


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

nước ta nhập lượng sản phẩm chè từ Trung Quốc ngày một tăng. Sản phẩm chè
đen, chè xanh nhập khẩu không rõ nguồn gốc vẫn đang được sử dụng làm
nguyên liệu pha trà sữa, làm bánh, thức uống hàng ngày ở nước ta.
Phân tích dư lượng 4 chất DDT, DDE, endosulfan, dieldrin chính xác, nhanh
giúp sàng lọc những chè khơng an tồn thực phẩm. Nhằm hỗ trợ việc kiểm tra,
giám sát phục vụ công tác VSATTP và đảm bảo sức khỏe cho người tiêu sản
phẩm chè, cũng như giúp quản lý, phát hiện các trường hợp vượt mức dư lượng
cho phép các chất này theo Thông tư 50/2018/ BYT.
1.4 Một số phương pháp phân tích dư lượng HCBVTV
1.4.1 Các phương pháp chiết HCBVTV

Quy trình phân tích các HCBVTV bao gồm các bước như sau: Chiết mẫu và
làm giầu mẫu, làm sạch mẫu, phân tích mẫu trên thiết bị thích hợp. Các
HCBVTV trong thực phẩm đều ở hàm lượng rất nhỏ, dưới giới hạn phát hiện của
máy phân tích. Và các yếu tố khác trong mẫu thực phẩm làm ảnh hưởng đến
việc định tính, định lượng thành phần trong mẫu. Do đó việc chiết mẫu, làm sạch,
làm giầu mẫu là một vấn đề rất quan trọng trong xử lý mẫu. Sau đây là một số
phương pháp tách chiết và làm giầu mẫu.
1.4.1.1 Chiết lỏng – lỏng
Chiết lỏng –lỏng giúp làm sạch tách chiết và làm giàu chất cần phân tích, có
thể tiến hành theo hai phương pháp chiết liên tục và không liên tục.
Nhược điểm của phương pháp này là cần một lượng dung môi lớn, độc hại, đắt
tiền, dụng cụ cồng kềnh và hiệu suất thu hồi không cao.
1.4.1.2 Chiết lỏng – rắn
Phương pháp chiết lỏng – rắn được áp dụng để tách các chất phân tích ra khỏi
mẫu vật rắn (thực vật, đất, các mẫu sinh học…) bằng dung mơi thích hợp. Chất
phân tích trong mẫu vật rắn thường ở thành nang nhỏ hoặc phân tán trong chất
rắn, vì vậy cần nghiền nhỏ để tăng bề mặt tiếp xúc giữa dung môi và chất phân
tích. Tùy thuộc vào tính phân cực của chất cần phân tách ta lựa chọn dung môi
chiết, bắt đầu từ những dung môi hydrocacbon nhẹ đối với những chất ít phân
cực đến những dung môi phân cực hơn như dietyl ete, aceton, ethanol. Quá trình

11


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

chiết lỏng rắn có thế tiến hành theo phương pháp chiết phân đoạn hoặc chiết liên
tục tùy theo yêu cầu của việc chiết.

1.4.1.3 Chiết pha rắn
Chiết pha rắn là một quá trình chiết trong đó gồm một pha rắn và một pha
lỏng. Các cấu tử và các chất cần chiết nằm trong pha lỏng. Chiết pha rắn là một
phương pháp chuẩn bị mẫu để làm giàu và làm sạch các chất phân tích từ pha
lỏng bằng cách hấp thụ lên một cột hoặc đa pha rắn, sau đó chất phân tích được
giải hấp bằng hệ dung mơi thích hợp. Phương pháp chiết pha rắn thường được áp
dụng cho cấc chất khó bay hơi. Chiết pha rắn làm việc trên nguyên tắc của sắc ký
lỏng.
Ưu điểm của phương pháp chiết pha rắn là hiệu suất thu hồi cao, khả năng làm
sạch và làm giầu chất phân tích lớn dễ tự động hóa, có khả năng tương thích với
phân tích sắc ký, tiết kiệm dung mơi và là một phương pháp an toàn đơn giản dễ
sử dụng, có thể tiến hành đồng thời nhiều mẫu tiết kiệm thời gian.
1.4.1.4 Phương pháp QuEchers
Năm 2003, Anastassiades và Lehotay giới thiệu một phương pháp mới để
phân tích dư lượng HCBVTV. QuEChERS là từ ghép thành bởi tên các chữ cái
của các từ Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe (nhanh chóng, dễ dàng,
rẻ, hiệu quả, chắc chắn, an tồn). QuEChERS được phát triển bằng phương pháp
chiết xuất thuốc trừ sâu trong trái cây và rau quả, cùng với phương pháp làm sạch
loại bỏ đường, chất béo, axit hữu cơ, sterol, protein, chất màu và nước dư thừa.
Kỹ thuật này cung cấp một sự thay thế thân thiện với người dùng đối với việc
chiết tách chất lỏng lỏng và lỏng truyền thống. Quá trình này bao gồm hai bước
đơn giản. Đầu tiên, các mẫu đồng nhất được chiết xuất và phân đoạn bằng dung
môi hữu cơ và dung dịch muối. Sau đó, phần nổi phía trên được chiết xuất và làm
sạch bằng kỹ thuật chiết pha rắn (dSPE) phân tán.
Các bước tiến hành chung như sau:
Bước 1: Chuẩn bị mẫu và chiết mẫu:

12



Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

Mẫu được đồng nhất và lấy mẫu đại diện được cho lô hàng. Các muối, axit và
đệm khác nhau có thể được thêm vào để tăng cường hiệu quả khai thác và bảo vệ
các chất phân tích nhạy cảm.
Bước 2: Làm sạch dịch mẫu chiết
Dung dịch từ bước 1 được làm sạch bằng dSPE. Các ống li tâm polypropylene
nhỏ được làm đầy với trọng lượng chính xác và tỷ lệ muối khơ số lượng lớn và
bao bì SPE sorbent để loại bỏ nước dư thừa và chất gây nhiễu không mong muốn
từ các chất chiết mẫu. Sau khi kích thích và ly tâm ngắn, các chất chiết đã làm
sạch được chuẩn bị để phân tích.
Bước 3: Bơm mẫu phân tích vào hệ thống máy phân tích
 Một số phương pháp QuEChERS:
* Phương pháp Unbuffered gốc:
Phương pháp Multiresidue nhanh và dễ sử dụng. Áp dụng chiết xuất, phân
tách bằng acetonitrile và “Chiết pha rắn phân tán” để xác định dư lượng thuốc
bảo vệ thực vật
* Phương pháp Châu Âu EN 15662:
Xác định dư lượng HCBVTV trong thực phẩm nguồn gốc thực vật, sử dụng
thiết bị GC-MS hoặc LC-MS/MS. Chiết xuất, phân tách bằng axetonitrile phương
pháp phân tán SPE QuEChERS-2.
* Phương pháp Mini-Multiresidue:
QuEChERS-A Phương pháp Mini-Multiresidue để phân tích dư lượng thuốc
trừ sâu trong các sản phẩm có hàm lượng chất béo thấp.
* Phương pháp của AOAC 2007.01:
Dư lượng thuốc trừ sâu trong thực phẩm bằng cách chiết xuất và phân tách
acetonitrile với magnesium sulfate.
Sau khi đã chiết HCBVTV ra khỏi nền mẫu, cần phải sử dụng các kỹ thuật

phân tích phù hợp để có thể xác định và định lượng được chính xác hàm lượng

13


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

của chúng. Trong số các kỹ thuật phân tích HCBVTV hiện nay, sắc ký khí và sắc
ký lỏng kết nối với khối phổ là các kỹ thuật phân tích được sử dụng phổ biến.
1.4.2. Các phương pháp phân tích HCBVTV nhóm Clo
 Sắc ký lớp mỏng
Sắc ký lớp mỏng hay còn gọi là sắc kí bản mỏng phát triển từ những năm
1950 và được ứng dụng rộng rãi cho đến ngày nay do ưu điểm của phương pháp
là đơn giải, rẻ tiền, đòi hỏi ít thiết bị. Phương pháp này có thể thực hiện đối với
hầu hết các loại HCBVTV trong phịng thí nghiệm khi cần phân tích định tính và
bán định lượng. Ngày nay với sự cải tiến về bản phẳng tạo nên những phương
pháp sắc ký lớp mỏng hiện đại có khả năng tiến hành nhanh, độ phân giải của sự
tách và kết quả định lượng với độ chính xác cao.
 Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)
Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao là phương pháp sắc ký được cơ quan
bảo vệ môi trường Mỹ và châu Âu sử dụng như là phương pháp chuẩn để xác
định HCBVTV. Sử dụng phương pháp HPLC bổ sung cho sắc ký khí vì phương
pháp này cho phép phân tích các hợp chất khơng bền nhiệt, phân tủ lượng lớn,
không bay hơi và độ phân cực cao. HPLC phù hợp với việc phân tích đa lượng
HCBVTV có độ phân cực khác nhau lớn.
Nhược điểm: Phương pháp phụ thuộc nhiều vào pha động, nếu pha động thay
đổi thì kéo theo các yếu tố liên quan đến nhận diện một chất như thời gian lưu,
ion mảnh bị thay đổi theo. Chính vì vậy mà khơng thể có phương pháp HPLC với

thư viện phổ kèm theo. Muốn có thư viện phổ thì từng phịng thí nghiệm phải tự
làm và lập riêng thư viện cho mình. Cịn sắc ký khí với detecto khối phổ thì có
thể áp dụng thư viện phổ đối với bất cứ chất nào phân tích được.
Sapna Yadav và cộng sự đã thực hiện phân tích được 12 loại HCBVTV nhóm
Clo hữu cơ, 9 loại HCBVTV nhóm photpho hữu cơ, 11 loại nhóm pyrethroids, 4
loại thuốc diệt cỏ, 6 phthalate trong chè nguyên liệu. Hầu hết các HCBVTV có
giới hạn phát hiện với phương pháp HPCL trong nghiên cứu của Sapna Yadav
năm 2016 đều ở mức 0,030 mg/kg đến 0,257 mg/kg [4].

14


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

 Sắc ký khí
Phương pháp sắc ký khí là phương pháp phân tích được sử dụng nhiều nhất để
xác định HCBVTV do tính ưu việt của chúng về độ nhạy, khả năng phân giải
cao. Các hệ thống sắc ký khí với các cột mao quản có khả năng phân tách cao,
các loại detector có độ chính xác cao với khả năng kết nối với khối phổ (MS hoặc
MS-MS) cho phép xác định một lượng lớn nhóm HCBVTV với nồng độ ng/L.
- Cột là trái tim của quá trình sắc ký. Quá trình tách các chất xảy ra toàn bộ trên
cột sắc ký. Trong GC, có hai loại cột chủ yếu là cột nhồi và cột mao quản. Trong
đó, cột mao quản là loại cột được sử dụng phổ biến hiện nay. Hiện nay, hầu hết
các hệ thống sắc ký khí sử dụng thường ngày trong phịng phân tích đều dùng cột
mao quản WCOT (pha tĩnh là chất lỏng bao xung quanh thành phía trong của
cột). Cột phân tích được đặt trong lị, có vai trị điều khiển nhiệt độ theo chương
trình đẳng nhiệt hoặc gradient nhiệt độ [16].
- Detector là bộ phận thu nhận, xử lý các tín hiệu của chất phân tích, chuyển

thành các tín hiệu điện có thể đo lường được. Một số detector được sử dụng trong
GC để phân tích HCBVTV gồm detector quang hóa ngọn lửa (FPD), detector bắt
điện tử. Detector bắt điện tử (ECD) và ứng dụng phân tích HCBVTV là loại
Detector lần đầu tiên được đưa vào do J.lovelock và J.R. Lipsky năm 1960 Ở
Việt Nam, có nhiều nghiên cứu sử dụng GC-ECD để xác định HCBVTV
[41][42][43][44]. Nghiên cứu của Trần Việt Hùng đã xác định đồng thời 18 hoạt
chất thuốc trừ sâu nhóm clor hữu cơ, phospho hữu cơ và pyrethroid trong 66 mẫu
dược liệu bằng phương pháp sắc ký khí sử dụng chiết lạnh hoặc chiết Shoxlet kết
hợp phân tích bằng detector cộng kết điện tử (ECD), detector khối phổ MS và
detector nitơ –phospho (NPD). Phương pháp có giới hạn phát hiện thấp ở mức
nanogam hoặc dưới nanogam, độ thu hồi các chất đều ≥ 70% [37]. Nguyễn Thị
Phương Thảo và cộng sự đã sử dụng đồng thời GC-ECD và GC-MS để xác định
các HCBVTV nhóm clor hữu cơ; HPLC và GC-FPD để xác định các HCBVTV
nhóm phosphor hữu cơ trong rau tại một số địa phương ở Hà Nội [39].
Ngày nay, đã có nhiều loại detector của GC có thể ứng dụng để phân tích
HCBVTV nhưng trong đó MS là detector có ưu điểm vượt trội.

15


Luận văn tốt nghiệp

GVHD:TS. Vũ Hồng Sơn

- Sắc ký khối phổ (MS):
Khối phổ (MS) là một detector đặc biệt. Ngoài việc cung cấp thơng tin sắc ký
đồ, MS cịn có thể cung cấp các thông tin về phổ khối lượng của từng chất.
Detector MS có độ nhạy và độ chọn lọc cao, do đó rất phù hợp để ứng dụng trong
phân tích những hàm lượng vết [24].
Khối phổ gồm có 3 phần là nguồn ion hóa, bộ phân tích khối và bộ phát hiện.

Mẫu từ máy sắc ký khí đưa vào máy khối phổ sẽ được ion hóa trong buồng ion,
sau đó được chuyển đến bộ phận lọc và phân tích khối để tách các ion khác nhau
theo tỉ số m/z. Các ion được bộ phận phát hiện thu nhận, chuyển tín hiệu vào máy
tính để xử lý.
 Nguồn ion hóa:
Nguồn ion hóa đóng vai trị chuyển các phân tử chất phân tích thành dạng ion.
Các loại nguồn ion hóa phổ biến trong GC-MS bao gồm [17][34]:
- Va chạm điện tử (Electron impact, EI): Mẫu sau khi qua cột sắc ký ở dạng hơi
đi vào buồng ion hóa, ở đây xảy ra tương tác với chùm electron có năng lượng 70
eV tạo thành các các electron thứ cấp và một số phân mảnh của phân tử.
- Ion hóa hóa học dương (PCI): Cũng sử dụng chùm electron làm nguồn ion hóa,
nhưng chùm electron ion hóa các phân tử khí và ít ion hóa các phân tử mẫu (tỷ lệ
phân tử khí thường cao gấp 1.000 – 10.000 lần so với phân tử mẫu). Khí được sử
dụng phổ biến nhất là methan (CH4), với các ion chính tạo thành là CH5+, C2H5+,
C3H5+.
- Ion hóa hóa học âm (NCI): Trong kỹ thuật NCI, một loại khí thử bị bắn phá bởi
điện tử năng lượng cao, tạo thành các điện tử nhiệt có mức năng lượng thấp hơn
nên chính các điện tử nhiệt này sẽ phản ứng với phân tử mẫu tạo các ion âm.
 Bộ phân tích khối:
Sau khi đã được ion hố, các ion được đưa đến bộ phân tích khối nhằm lựa
chọn các ion cần thiết. Đặc trưng cho các ion là thông số m/z (tỷ số khối lượng
trên điện tích). Thơng thường, giá trị của z là 1 nên m/z cũng chính là khối lượng
của ion.

16