Luận văn Áp dụng phương pháp sắc ký khí để định lượng bifenthrin trong mực khô

LỜI CẢM ƠN.4

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .4

DANH MỤC BẢNG .5

DANH MỤC HÌNH.6

MỞ ĐẦU.7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .8

1.1 GIỚI THIỆU VỀ THUỐC BẢO VỆ THỰC.8

1.1.1 Khái niệm.8

1.1.2 Phân loại .8

1.1.3 Tác hại của thuốc bảo vệ thực vật .10

1.1.4 Tình hình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật.11

1.1.5 Tình hình ngộ độc hóa chất bảo vệ thực vật .13

1.2 GIỚI THIỆU VỀ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT LOẠI THUỐC TRỪ

SÂU .13

1.3 GIỚI THIỆU VỀ HÓA CHẤT THỰC VẬT NHÓM PYRETHROID.14

1.3.1 Giới thiệu chung .14

1.3.2 Cấu tạo và tính chất bifenthrin.15

1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC

BẢO VỆ THỰC VẬT.17

1.4.1 Phương pháp chiết lỏng-lỏng .17

1.4.2 Phương pháp chiết pha rắn SPE .18

pdf58 trang | Chia sẻ: honganh20 | Ngày: 05/03/2022 | Lượt xem: 288 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Áp dụng phương pháp sắc ký khí để định lượng bifenthrin trong mực khô, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ác dụng xua đuổi côn trùng, nên khả năng hồi phục quần thể thấp. Tác dụng diệt sâu nhanh. 15 Độ độc của thuốc pyrethroid đối với côn trùng còn phụ thuộc vào tính phân cực (quyết định sự vận chuyền chất độc trong tế bào thần kinh) và cấu tạo đồng phần quang học và hình học, mà cấu tạo này quyết định hiệu lực trừ sâu mạnh hơn là sự thay đổi thành phần hóa học có trong chúng. Độ độc cấp tính đối với động vật máu nóng rất khác nhau; có thể gây mẩn ngứa. Liều sử dụng của hợp chất này thấp nên rất an toàn cho người, ít độc đốivới cá. Độ độc cùa thuốc tăng cao nếu cho thêm chất phụ trợ phù hợp. Dùng thuốc pyrethroid lâu, côn trùng có thể chống thuốc. Hợp chất pyrethroid thường không dùng để xử lý đẩt vì chúng có khả năng thẩm thấu mạnh vào tế bào đất và dễ bị vi sinh vật trong đất phân huỷ. Pyrethroid tác động mạnh đến màng tế bào thần kinh côn trùng (kể cả thần kinh trung ương và ngoại vi). Chúng đầu độc các trục sợi thần kinh (axon), phá vì sự vận chuyển các xunii dộng thần kinh của động vật, tàm cho sinh vật bị co thắt, giãy dụa và chết. Khi mới trúng độc, các hợp chất pyrethroid tác động vào trong tể bào thần kinh, kích thích hoạt động cùa các cơ. Pyrethroid còn tác động đến hạch thần kinh ngực côn trùng làm côn trùng mất khả năng giữ cân bằng. Ngoài ra các hợp chất pyrethroid còn gây sự thiếu oxy cho các tế bào thần kinh. Các chất chủ yếu của nhóm bao gồm: allethrin, pyrethrin, permethrin, cypermethrin, cyfluthrin, cyhalothirn , bifenthirn, deltamethrin, fenpropathrin, ethofenprox... 1.3.2 Cấu tạo và tính chất bifenthrin 1.3.2.1 Cấu tạo Tên tương ứng là 2-Methyl-3-phenylphenyl)methyl (1S,3S)-3-[(Z)-2- chloro-3,3,3-trifluoroprop-1-enyl]-2,2-dimethylcyclopropane-1-carboxylate. Bifenthrin là một loại thuốc trừ sâu trong họ pyrethroid. Pyrethroid là phiên bản nhân tạo của pyrethrins, nguồn gốc từ hoa cúc. Bifenthrin là chất rắn màu trắng, hòa tan hầu hết trong các dung môi hữu cơ. 16 Công thức phân tử: C23H22ClF3O2 M=422,872 g/mol Tnc= 49,2 oC Ts=275 oC Hình 1. Công thức cấu tạo của bifenthrin. 1.3.2.2 Tính chất của bifenthrin Bifenthrin can thiệp vào hệ thống thần kinh của côn trùng khi chúng ăn hoặc chạm vào nó. Nó độc hại hơn đối với côn trùng so với con người vì côn trùng có nhiệt độ cơ thể thấp hơn và kích thước cơ thể nhỏ hơn. Bifenthrin được cơ thể hấp thụ dần sau khi ăn, và hầu hết được bài tiết trong vòng 3-7 ngày. Các nghiên cứu chỉ ra rằng bifenthrin không hấp thụ qua da. Bifenthrin có độc tính thấp đối với chim. Có những rủi ro tiềm tàng đối với chim và động vật có vú ăn sinh vật dưới nước vì bifenthrin có thể tồn tại trong một thời gian dài trong môi trường và nó có thể tích lũy trong cá. Bifenthrin rất độc đối với cá và các sinh vật thủy sinh nhỏ. Nó cũng rất độc đối với ong [8]. 1.3.2.3 Giới hạn cho phép Bảng 1. Dư lượng tối đa cho phép của bifenthrin trong một số nền Tên gọi ADI (mg/kg) Nền mẫu MRL (mg/kg) Bifenthrin 2- methylbiphenyl- 3- ylmethyl (1RS, 3RS)-3-[(Z)-2- chloro-3,3,3- trifluoroprop-1- enyl]-2,2- 0,02 Cam chanh, nho, khoai tây, ngô và thân ngô, lúa mạch, thịt, mỡ và phủ tạng của gà, sữa, thận và gan gia súc 0,05 Thân và vỏ lúa mì, cây ngô khô 0,2 17 dimethylcyclopro pa necarboxylate Đậu Hà Lan, thịt và mỡ gia súc, lúa mạch, lúa mì 0,5 Trứng gà 0,02 Theo QĐ số 46/2007 của BYT, lượng ăn vào hàng ngày của bifenthrin có thể chấp nhận được (ADI) là 0,02 mg/kg. Bifenthrin có ứng dụng là các chất diệt các loại côn trùng như : muỗi, ong, bọ chétsử dụng chủ yếu trong các vườn cây ăn quả, vườn ươm. 1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT 1.4.1 Phương pháp chiết lỏng-lỏng Chiết lỏng lỏng (LLE) là một trong những kỹ thuật chiết được phát hiện sớm nhất và thường được sử dụng nhất để phân tích dư lượng thuốc trừ sâu trong môi trường phức tạp. Các dung môi chiết được sử dụng phổ biến nhất là acetonitrile, dichlomethan, aceton, ethyl acetat, eter dầu hoả và metanol. Bên cạnh đó người ta thường có khuynh hướng dùng nhiều dung môi tạo thành một hỗn hợp dung môi chiết mẫu đặc biệt là trong phân tích đa dư lượng thuốc BVTV vì như vậy sẽ hoà tan tốt các hoạt chất phân cực cũng như kém phân cực. Một số mẫu có hàm lượng nước rất lớn nên cần một dung môi có khả năng hoà tan với nước như acetonitrile và aceton, có thể dễ dàng thâm nhập sâu vào nền mẫu. Sau khi chiết, nước sẽ đươc loại ra khỏi dung dịch chiết bằng cách sử dụng một lượng lớn muối khan như NaCl, MgSO4 hay Na2SO4. Mekebri A và các cộng sự [9] đã sử dụng phương pháp chiết lỏng lỏng để xác định bifenthrin, cyfluthrin, cypermethrin, esfenvalates / fenvalates, lambda 18 cyhalothrin, permethrin trong nước mặt. Dịch chiết được làm sạch trên cột flosil sau đó được phân tích bằng GC-MS-MS. Giới hạn phát hiện của phương pháp(MDL) là 1-3 ng/l. Hiệu suất thu hồi trong khoảng từ 75-115%. Với độ lệch chuẩn tương đối (%RSD) <20%. 1.4.2 Phương pháp chiết pha rắn SPE Chiết pha rắn (SPE) [10] là một trong những kỹ thuật phổ biến nhất được sử dụng để chiết dư lượng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ. Đây là một phương pháp chuẩn bị mẫu để làm giàu và làm sạch mẫu phân tích từ dung dịch bằng cách cho chất cần phân tích hấp phụ lên một cột pha rắn sau đó chất phân tích sẽ được rửa giải bằng dung môi thích hợp. Cơ chế của quá trình lưu giữ bao gồm phân bố pha đảo, pha thường và trao đổi ion. Ưu điểm của phương pháp SPE là khả năng làm giàu mẫu cao, giúp loại bỏ ảnh hưởng của các chất gây nhiễu, qui trình thực hiện tự động hoá, phù hợp với phân tích sắc ký và giảm lượng dung môi sử dụng so với phương pháp chiết lỏng - lỏng. Agustín Pastor và các cộng sự [11]đã sử dụng phương pháp chiết pha rắn với cột chứa alumina và C18 để xác định các hợp chất nhóm pyrethroid (Tetramethrin, Bifenthrin, Phenothrin, λ-Cyhalothrin, Permethrin, Cyfluthrin, Cypermethrin, Flucythrinate, Esfenvalates, Fluvaline và Deltamethrin) trong dầu thực vật. Các mẫu dầu được phân tách bằng dung môi ACN:hexan=1:1, sau đó cho qua cột và được rửa giải bằng ACN, phân tích trên thiết bị GC-MS. Giới hạn phát hiện trong khoảng từ 0,4-1,3 ng/g. 1.4.3 Phương pháp chiết siêu âm Phương pháp chiết siêu âm là một phương pháp chiết hiện đại, sử dụng sóng siêu âm làm dung môi (tại các hốc ở bề mặt tiếp xúc) bị sủi bọt, đẩy tạp chất ra khỏi bề mặt mẫu. Bản chất của sóng siêu âm khác với sóng điện từ. Phần lớn năng lượng của sóng siêu âm chuyển thành cơ năng (làm rung). Phương pháp chiết cho phép chiết mẫu với hàm lượng lớn đến hàng trăm gam. Giảm tác động của nhiệt 19 độ và áp suất đến dung môi chiết, cũng như các hợp chất không bền với nhiệt. Nhờ có tác dụng của sóng siêu âm, thời gian chiết mẫu cũng được giảm đi đáng kể. Vì phương pháp chiết siêu âm đơn giản và tiết kiệm nên trong luận văn này tôi chọn phương pháp chiết siêu âm. 1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DƯ LƯỢNG THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT 1.5.1. Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao Tác giả Loper và cộng sự đã xác định thuốc bảo vệ thực vật nhóm pyrethrin và pyrethroid trong nước mẫu nước đầu vào và nước tiểu bằng phương pháp sắc ký lỏng sử dụng detector Diode array (LC-DAD). Pha động gồm: nuớc và acetonitril, chế độ chạy gradient. Tốc độ dòng 0,5ml/phút. Các mẫu được chiết đơn giản, không độc và nhanh, chỉ sử dụng natri clorua và acetonitril. Dịch chiết được lọc và phân tích trên hệ thống sắc ký lỏng. Hiệu suất thu hồi mẫu nuớc đầu vào trong khoảng từ 77 đến 103% với độ lệch chuẩn tương đối đạt 3-12%. Hiệu suất thu hồi mẫu nước tiểu đạt 80 – 117% với độ lệch chuẩn tương đối từ 2-27%. Tất cả các hoạt chất thuđuợc ở bước sóng 235nm. Giới hạn phát hiện của phương pháp trong 5mL mẫu nước tiểu là 0,005µg/mL đối với tetramethrin, allethrin, resmethrin, permethrin;0,004µg/mL đối với pyrethrum I; 0,04µg/mL đối với pyrethrum II; 0,002µg/mL đối với fenvalerate [12]. Xác định nồng độ dư lượng của thuốc trừ sâu pyrethroid tổng hợp (flumethrin, deltamethrin, cypermethrin và cyhalothrin) trong sữa và máu của bò sữa cho con bú bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao sử dụng detector UV ở bước sóng 266 nm. Mẫu được chiết với acetonitril, n-hexane sau đó được làm sạch bằng cột silicagel với dung môi n-hexane và di ethyl ether. Hiệu suất thu hồi của bốn pyrethroid trung bình từ 78 đến 91% . Giới hạn phát hiện là 0,001mg/kg [13]. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao là một phương pháp thông dụng để xác định các hợp chất hữu cơ. Phương pháp này đã được ứng dụng để xác định 20 đồng thời các hoạt chất pyrethroid. Tuy nhiên, phương pháp có độ nhạy kém khi sử dụng detector UV, DAD. Đối với các nền mẫu phức tạp, các chất phân tích dễ bị ảnh hưởng bởi nền mẫu, nếu chỉ dựa vào thời gian lâu sẽ rất khó để có thể khẳng định chất cần phân tích. 1.5.2. Phương pháp sắc ký khí Alicja Niewiadowska và các cộng sự [14] đã xác định đồng thời dư lượng của bảy pyrethroid (bifenthrin, cyfluthrin, lambda-cyhalothrin, cypermethrin, deltamethrin, fenvalates và permethrin) trong các mẫu thịt động vật đã được phát triển và xác nhận. Phương pháp này dựa trên việc chiết xuất dư lượng pyrethroid bằng hỗn hợp ete dầu hỏa, bước đóng băng, làm sạch trên cột Florisil và cuối cùng được xác định bằng sắc ký khí với detector ECD (GC-ECD). Quá trình phân tích được xác định bằng cách phân tích các mẫu trắng thịt thêm chuẩn ở các mức 10, 20 và 50 µg / kg. Các đặc tính hiệu suất thu hồi, độ tuyến tính, giới hạn phát hiện (MDL), giới hạn định lượng (MQL), độ chính xác và thu hồi đã được xác định. Phương pháp này hiệu quả với độ thu hồi cho tất cả các pyrethroid (trừ deltamethrin)> 80%, CV lặp lại <6%, CV tái lặp <16%, MQL 10 µg/kg và độ không đảm bảo <21%. Trong năm 2006 - 2009, phương pháp được đề xuất đã được áp dụng để phân tích dư lượng pyrethroid trong 687 mẫu thịt, chủ yếu là từ gia cầm, lợn và động vật nhai lại. Không có dư lượng pyrethroid được phát hiện trong bất kỳ mẫu nào. Dong Zhenlin và các cộng sự [15] đã xác định dư lượng bifenthrin trong 8 loại thực phẩm có nguồn gốc thực vật sử dụng phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC-MS). Hạt được chiết xuất bằng acetonitril và được làm sạch bằng sắc ký thẩm thấu gel (GPC) kết hợp với Florisil- chiết pha rắn (SPE), trong khi rau và trái cây được chiết xuất bằng ethyl acetate và chỉ được làm sạch bằng Florisil-SPE. Hầu hết các lipit trong dịch chiết cho hạt đã được GPC loại bỏ, trước khi làm sạch SPE, được phân tích bởi GC-MS với nguồn tác động điện tử (EI) trong chế độ ion chọn lọc (SIM). Giới hạn phát hiện là 5 μg / kg (S / N = 10). Độ tuyến tính tốt trong 21 phạm vi 0,005-0,5 mg / L với hệ số tương quan là 0,9999. Độ thu hồi nằm trong khoảng 74% -99% . Phương pháp sắc ký khí với detector bắt điện tử và sắc ký khí ghép nối khối phổ đã được phát triển để xác định đồng thời 12 pyrethroids (tefluthrin, bifenthrin, fenpropathrin, cyhalothrin, permethrin, cyfluthrin, cypermethrin, α-cypermethrin, flucythrinate, fenvalerate, fluvalinate, and deltamethrin) trong trong mẫu cà chua xay, rượu đào tiên, nước cam, đậu đóng gói. Mẫu được chiết với acetone, hỗn hợp ethyl acetate – cyclohexane (50 ÷ 50, v/v). Dịch chiết đem cô và tiến hành bước làm sạch trên cột florisil với hỗn hợp dung môi rửa giải là etyl acetate và hexan. Thu toàn bộ dịch rửa giải có chứa chất phân tích đem cô khô và định mức bằng 1ml hexan, đem đo trên thiết bị sắc ký khí với detector bắt điện tử và detector khối phổ. Hiệu suất thu hồi đạt 70,2- 96,0%. Hệ số biến thiên nằm trong khoảng 4,0 đến 13,9% cho tất cả các hợp chất. Giới hạn phát hiện < 0,01mg/kg khi phân tích trên detector ECD [16]. Một phương pháp sắc ký khí sử dụng detector bắt điện tử (GC-ECD) để xác định một số pyrethroid trong các mẫu sữa. Việc chiết xuất pyrethroid được thực hiện bằng phương pháp chiết lỏng – lỏng bằng cách làm sạch kết tủa ở nhiệt độ thấp, không có các giai đoạn bổ sung để loại bỏ các chất béo. Phương pháp này có hiệu quả thu hồi 93,0 ± 0,1% đối với cipermethrin và 84,0 ± 0,3% đối với deltamethrin. Giới hạn định lượng là 0,75 μg/L cho cả hai pyrethroid. Phương pháp này đơn giản, thực hiện dễ dàng và chỉ sử dụng một lượng nhỏ dung môi hữu cơ. Sau khi tối ưu hóa và xác nhận, phương pháp này đã được sử dụng để xác định dư lượng của cipermethrin và deltamethrin trong sữa và trong thức uống sữa được thương mại hóa ở Viçosa (MG, Brazil). Một số mẫu trình bày ô nhiễm với deltamethrin ở mức dưới giới hạn ô nhiễm tối đa do FAO thiết lập [17]. Jeong-Heui Choi và các cộng sự [18] đã có một nghiên cứu xác định dư lượng bifenthrin trong quả lê được phun bằng thuốc trừ sâu có chứa 2% bifenthrin, tại bốn thời điểm khác nhau trước khi thu hoạch. Chất phân tích được chiết bằng 22 acetone. Việc xác định dư lượng được thực hiện trên DB-5cột mao quản sử dụng sắc ký khí với detector bắt điện tử (ECD). Độ tuyến tính của phương pháp này khá tốt (R2 = 0,9951) ở nồng độ dao động từ 0,2 mg/kg đến 10 mg/kg. Thử nghiệm phục hồi được thực hiện ở hai mức nồng độ, 0,2 mg/kg và 1,0 mg/kg, trong ba lần lặp lại, và tỷ lệ của chúng là từ 82,9% đến 107,2%. Không phát hiện thấy hàm lượng bifenthrin trong lê của tất cả các loại phương pháp xử lý bao gồm cả xử lý phun 4 lần cho đến 7 ngày trước khi thu hoạch. Phương pháp chọn lọc và độ nhạy này có thể được sử dụng để theo dõi lượng bifenthrin còn sót lại trong quả lê ở nồng độ thấp mức độ tập trung. Tác giả Nguyễn Thị Thơm [19]đã phân tích được một số thuốc bảo vệ thực vật thuộc nhóm pyrethroid bao gồm λ-cyhalothrin, cypermethrin, deltamethrin và permethrin bằng phương pháp sắc ký khí kết hợp với detector bắt điện tử, ưu điểm của phương pháp là có độ chọn lọc cao, giới hạn phát hiện MDL từ 15-30µg/l, giới hạn định lượng từ 50-100µg/l. Hiệu suất thu hồi của quy trình đạt từ 79,1- 98,7%. Phương pháp sắc ký khí là phương pháp thường được sử dụng để phân tích thuốc trừ sâu gốc clo hữu cơ, cơ photpho, cacbamat, pyrethroid, ưu điểm của thiết bị này là ngoài yếu tố thời gian lưu như trong phương pháp sắc ký dùng detetor ECD, việc sử dụng detector MS, còn cung cấp thêm thông tin quan trọng khác cho việc định danh là khối phổ của hợp chất phân tích. Một lợi điểm quan trọng khác là trong trường hợp có sự trùng lặp một phần hoặc toàn phần, hai hay nhiều peak được rửa giải ra cột thì việc chọn lại mảnh ion có thể giúp ta xác nhận lại hợp chất cần xác định và đồng thời cho phép định lượng được chúng. Chính vì vậy chúng tôi chọn phương pháp này cho đề tài khóa luận của mình. Quá trình phân tích trên thiết bị GC/MS được chia thành hai giai đoạn: - Giai đoạn tách các chất xảy ra trên cột sắc ký khí: Mẫu được bơm vào trong và theo dòng khí mang (He) đưa đến cột sắc ký (pha tĩnh). Mẫu khi qua cột này sẽ được hấp phụ lên trên pha tĩnh đó. Sau đó, các chất lần lượt tách khỏi cột theo dòng khí ra ngoài được ghi nhận bởi đầu dò (detector). 23 - Giai đoạn nhận biết, đo lường xảy ra trên đầu dò khối phổ và bộ phận xử lý số liệu. Các cấu tử được tách khỏi cột sắc ký sẽ lần lượt được đưa vào các nguồn ion của máy khối phổ. Tại đây, tùy thuộc vào bản chất của chất cần phân tích, sẽ diễn ra quá trình ion hóa với các kiểu ion hóa khác nhau (API, ESI hay APPI), sau đó các ion được ghi nhận bởi bộ nhân quang để chuyển hóa thành tín hiệu điện. Ứng với mỗi peak trên sắc ký đồ sẽ nhận được một khối phổ đồ riêng biệt và hoàn chỉnh. 24 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Bifenthrin là một loại thuốc bảo vệ thực vật thuộc nhóm pyrethroid có tác dụng diệt côn trùng ( ruồi, muỗi..) vì vậy nó được dùng để phun, xịt vào các loại hải sản khô với tác dụng chống các loại côn trùng. Theo cơ quan bảo vệ môi trường( EPA), Bifenthrin thuộc nhóm C trong phân loại các chất gây ung thư ngoài ra bifenthrin có thể làm viêm và gây các bệnh tự miễn như hen suyễn, viêm khớp. Việt Nam là nước có diện tích biển lớn dọc từ Bắc vào Nam, do đó nguồn hải sản khá đa dạng và phong phú đặc biệt là mực. Bên cạnh mực tươi sống, mực khô luôn là lựa chọn hàng đầu của người tiêu dùng. Vấn đề đáng quan tâm là mực khô hiện nay có đảm bảo an toàn thực phẩm hay không. Có phải mực khô chỉ đơn giản là mực tươi ướp muối rồi phơi nắng hay không? Mục tiêu nghiên cứu của đê tài là áp dụng phương pháp sắc ký khí để định lượng hàm lượng bifenthrin trong một số mẫu mực khô. 2.2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÝ KHÍ – KHỐI PHỔ Sắc ký khí là một phương pháp tách chất trong đó pha động là chất khí (được gọi là khí mang) và pha tĩnh chứa trong cột là một chất rắn hoặc chất lỏng phủ trên bề mặt chất mang trơ dạng rắn hay phủ đều lên thành phía trong cột. Tùy thuộc vào bản chất pha tĩnh, người ta chia thành 2 loại sắc ký khí: [20] + Nếu pha tĩnh là một chất hấp phụ rắn thì kĩ thuật phân tích được gọi là sắc ký khí – rắn. + Nếu pha tĩnh là chất lỏng được gắn lên bề mặt của chất mang trơ hoặc được phủ dưới dạng một lớp phim mỏng lên thành trong của cột mao quản thì kĩ thuật này được gọi là sắc ký khí – lỏng . Phương pháp có hiệu quả tách rất cao và thời gian phân tích nhanh, với detector phù hợp, giới hạn phát hiện của phương pháp có thể đạt 0,1ppb Cột tách: có 2 loại cột tách là cột nhồi và cột mao quản. 25 Ở cột nhồi, cột được nhồi đầy pha tĩnh xốp hay bằng các viên chất mang có phủ trên bề mặt một lớp mỏng pha lỏng tương ứng có khối lượng từ 0,1% - 0,25% khối lượng so với chất mang. Khi dòng khí mang len lỏi qua các khe hở trong cột tách, các cấu tử cần phân tích trong dòng khí mang sẽ được lưu giữ ở pha tĩnh với mức độ khác nhau. Nhưng với cột nhồi, chiều dài cột không thể kéo dài một cách tùy ý vì độ chênh lệch áp suất giữa đầu và cuối cột tăng tỉ lệ với chiều dài cột. Do đó để khắc phục điều này, người ta đã chế tạo ra cột mao quản. Cột mao quản là loại cột tách với đường kính nhỏ hơn 1mm, thành trong của cột được tẩm pha tĩnh. Nhờ cấu trúc đặc biệt này của cột mao quản, khí mang sẽ đưa mẫu đi qua cột tách rất dài (làm cho năng suất tách cao) mà không gặp trở kháng lớn (về độ chênh lệch áp suất). Các cấu tử sẽ tương tác với pha tĩnh bám trên thành cột và được lưu giữ lại mức độ khác nhau. Hiện nay, người ta hay sử dụng loại cột mao quản là cột mao quản phim mỏng và cột mao quản lớp mỏng Detector : Detector là bộ phận có nhiệm vụ chuyển hóa một đại lượng không điện (nồng độ khối lượng các chất được tách ra khỏi cột sắc ký) thành đại lượng điện. Hiện nay, tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà người ta có nhiều loại detector khác nhau. Trong luận văn này hợp chất bifethrin được phân tích bằng phương pháp sắc ký khí- khối phổ (GC-MS). Phương pháp sắc ký khí-khối phổ dựa vào lực tương tác khác nhau của các chất phân tích với pha tĩnh khi thay đổi nhiệt độ cột, các chất có thời gian di chuyển trong cột khác nhau giúp cho các chất tách khỏi nhau. Pha tĩnh của sắc ký khí thường sử dụng cột mao quản; pha động là khí Heli. Sau khi tách khỏi nhau các chất di chuyển qua detector khối phổ, tại đây nguồn ion hóa sẽ ion hóa các chất phân tích thành các mảnh mang điện tích đặc chưng bởi m/z và được thu nhận tín hiệu. 26 Hình 2. 1 Thiết bị GC 7890B/MSD 5977A Bảng 2. 1. Một số thông số cài đặt trên thiết bị GC/MS TT Điều kiện Thông số Sắc kí khí 1 Cột tách DB-5 MS (Agilent) 5% Phenyl Methyl Siloxan 30 m x 250 μm x 0,25 μm 2 Chế độ bơm Không chia dòng 3 Nhiệt độ buồng bơm mẫu 250 0C 4 Khí mang Heli, độ tinh khiết 99,999% 5 Chương trình nhiệt độ của lò cột 100ºC (giữ 1 phút), tăng đến 2800C (tốc độ tăng 150C/phút) giữ 5 phút. Thời gian phân tích 18 phút Khối phổ 6 Nhiệt độ nguồn ion 230ºC 8 Nhiệt độ tứ cực 150ºC 9 Nhiệt độ tranfer line 280oC 10 Thời gian cắt dung môi 5 phút 11 Chế độ SIM 27 2.3. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT 2.3.1 Thiết bị + Hệ thống sắc kí khí ghép nối khối phổ GC 7890B/MSD 5977A (Agilent Technologies). + Bể rửa siêu âm có gia nhiệt, S 100H, Elma (Đức). + Máy lắc Vortex ZX3, Velp, Ý. + Cân phân tích 2 số Practum 612-1S, Sartorius (Đức). + Cân phân tích 4 số Practum 224-1S, Sartorius (Đức). + Thiết bị thổi khí Nito 2.3.2 Dụng cụ + Bình định mức 1 mL, 2 mL, Duran. + Syringe 10, 50, 100 µL Hamilton. + Micropipet 200 µL, 500 µL, 5 mL và đầu hút đi kèm. + Ống đong 25 mL. + Pipet Pasteur và đầu bóp + Bình cầu đáy tròn cổ nhám Duran + Vial GC 2 mL, Agilent. + Cột làm sạch chứa silicagel và Na2SO4 + Máy cô quay chân không BuChi 2.3.3 Hóa chất 2.3.3.1. Hóa chất sử dụng Các hóa chất phải đảm bảo độ tinh khiết cao, không làm giảm độ chính xác của phép phân tích và phải lưu trữ trong lọ thủy tinh để tránh nhiễm bẩn từ chai nhựa. - Natri sunfat, Na2SO4( Merk) khan, dạng bột, độ tinh khiết >98%; nung 450oC trong thời gian >5h để loại bỏ phtalate và nước. 28 - Dung môi hữu cơ n-Hexan (Merk), Acetonitrile (Merk), Acetone ( Merk), Dichlomethane (Merk). - Khí He: độ tinh khiết từ 99,99% trở lên. 2.3.3.2 Chất chuẩn Dung dịch chuẩn gốc: Chuần gốc có nồng độ 1000 ppm pha trong dung môi acetonitrile, thể tích 1 mL. Dung dịch chuẩn gốc được bảo quản trong vail tối màu ở điều kiện nhiệt độ -20 oC 2.4 QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM 2.4.1 Khảo sát các điều kiện tối ưu phân tích trên thiết bị GC/MS 2.4.1.1 Khảo sát, tối ưu hóa tốc độ khí mang phân tích bifenthrin trên GC/MS Tốc độ dòng và áp suất trên cột là những đại lượng ảnh hưởng đến độ phân giải của chất phân tích theo phương trình Van-Deemter. Sự thay đổi tốc độ dòng sẽ làm thay đổi áp suất, thời gian lưu và bề rộng đáy của mũi sắc ký. Tốc độ dòng nhỏ sẽ làm tăng thời gian lưu đồng thời làm rộng đáy của peak sắc ký. Tốc độ dòng lớn sẽ làm tăng áp suất và do đó làm giảm tuổi thọ cột. Do đó việc khảo sát tốc độ dòng khí mang và áp suất vào cột là rất quan trọng, việc khảo sát tốc độ dòng khí mang được tiến hành với từng nhóm chất khác nhau. 2.4.1.2 Khảo sát thể tích bơm mẫu Cột tách sử dụng trong sắc ký khí là cột mao quản có đường kính nhỏ vì vậy dung tải của cột có giới hạn nhất định, việc bơm mẫu với nồng độ lớn có thể gây quá tải cột, gây nhiễm chéo các mẫu phân tích. Vì vậy cần phải khảo sát thể tích bơm mẫu để xác định giới hạn tuyến tính của thiết bị cũng như đảm bảo giới hạn phát hiện để phân tích hợp chất bifethrin 2.4.2 Xây dựng đường chuẩn Pha dung dịch chuẩn trung gian: Dung dịch chuẩn gốc 1000 ppm được pha loãng tới nồng độ 10 ppm để sử dụng trong quá trình phân tích. Chuyển 20 µL 29 chuẩn gốc 1000 ppm sang bình định mức 2 mL và định mức tới vạch bằng dung môi acetonitrile thu được chuẩn trung gian nồng độ 10 ppm Tiến hành xây dựng đường chuẩn: Đường chuẩn hợp chất bifenthrin được xây dựng gồm 5 điểm chuẩn ở các mức nồng độ tăng dần trong khoảng 10 đến 200 ppb. Cách pha được nêu trong bảng 2.2 Bảng 2. 2. Cách pha điểm chuẩn xây dựng đường chuẩn Nồng độ (ppb) 10 20 50 100 200 Thể tích hút (µL) Chuẩn Bifenthrin 1ppm 10 20 50 100 - Chuẩn Bifenthrin 10ppm - - - - 20 Định mức (mL) 1 1 1 1 1 2.4.3 Khảo sát các điều kiện xử lý mẫu 2.4.3.1 Khảo sát dung môi chiết siêu âm Dung môi chiết là một yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến kết quả phân tích. Loại dung môi phù hợp phải đảm bảo chiết được hợp chất nghiên cứu ra khỏi nền mẫu với hiệu suất cao nhất và phân tách được hợp chất phân tích khỏi tạp chất của nền mẫu. Hơn nữa với xu hướng hóa học xanh, dung môi lựa chọn phải ít độc và dễ xử lý. Trong luận văn tiến hành khảo sát lựa chọn dung môi chiết với 5 loại dung môi Diclomethane; hexane; acetone; acetonitrile, toluen. Kết quả khảo sát được đánh giá thông qua hiệu suất thu hồi của mẫu thêm chuẩn 2.4.3.2 Khảo sát thời gian chiết siêu âm Thời gian chiết siêu âm ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi của mẫu, thời gian siêu âm quá ít khiến cấu trúc nền mẫu chưa thể bị phá vỡ, cản trở việc chuyển pha của chất phân tích. Ngược lại thời gian rung siêu âm quá nhiều có thể dẫn đến sự 30 tăng nhiệt của dung môi hay phân hủy chất phân tích bởi sóng năng lượng. Vì vậy tiến hành khảo sát thời gian chiết siêu âm trong khoảng từ 10 đến 80 phút. 2.4.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện bay hơi dung môi bằng khí nitơ Hàm lượng hợp chất Bifenthrin có trong mẫu là rất nhỏ, lượng dung môi sử dụng để chiết tách thu được khoảng 30 mL, vì vậy cần phải có quá trình làm giàu mẫu. Phương pháp làm giàu mẫu dưới dòng khí Nito đã được lựa chọn. Việc làm giàu mẫu cần có các khảo sát để hạn chế thấp nhất việc làm mất chất phân tích. Sau khi rung siêu âm ,chuyển một lượng dịch chiết sang thổi khí nitơ và thổi đến dưới 1 mL và chuyển sang bình định mức, định mức tới 1 mL bằng acetonitrile. Nhiệt độ khảo sát là 25oC và 5oC. 2.4.4 Đánh giá phương pháp - Thí nghiệm xác định MDL và MQL: Thêm chuẩn nồng độ Bifenthrin 10ppb vào mẫu mực khô tiến hành xử lý mẫu theo quy trình; đo lặp 10 lần

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfluan_van_ap_dung_phuong_phap_sac_ky_khi_de_dinh_luong_bifent.pdf
Tài liệu liên quan