Đang tải... (xem toàn văn)
Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học Tập 24, Số 4B/2019 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH DIOXIN/FURANS TRONG MẪU SỮA BẰNG THIẾT BỊ SẮC KÍ KHÍ GHÉP NỐI KHỐI PHỔ PHÂN GIẢI CAO (HRGC HRMS) Đến tò[.]
Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học - Tập 24, Số 4B/2019 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH DIOXIN/FURANS TRONG MẪU SỮA BẰNG THIẾT BỊ SẮC KÍ KHÍ GHÉP NỐI KHỐI PHỔ PHÂN GIẢI CAO (HRGC-HRMS) Đến tòa soạn 10-4-2019 Nguyễn Thị Xuyên, Nguyễn Xuân Hưng, Lê Minh Thùy, Nguyễn Ngọc Tùng Nguyễn Quang Trung, Vũ Đức Nam Trung tâm Nghiên cứu Chuyển giao Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Phạm Thị Ngọc Mai, Đặng Minh Hương Giang Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, Đại Học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Văn Thường Viện Sức khỏe nghề nghiệp Môi trường SUMMARY DEVELOPMENT OF AN ANALYTICAL PROCEDURE FOR DETERMINATION OF DIOXIN/FURANS IN MILK BY USING HIGH-RESOLUTION GAS CHROMATOGRAPHY/ HIGH-RESOLUTION MASS SPECTROMETRY (HRGC/HRMS) Eight samples of fresh cow milk were collected at supermarkets in Hanoi city The freeze-dried samples were analyzed according to the US EPA Method 1613B After extraction, the extracts were cleaned up by using multi-layer silicagel column and activated carbon column The volume of eluted solvents was tested in order to optimize the clean-up procedure Seventeen toxic congeners of polychlorodibenzo-pdioxins (PCDDs) and polychlorodibenzofurans (PCDFs) were analyzed in eight samples in order to assess the tolerable daily intake (TDI) The concentration of PCCDs/PCDFs in samples based on lipid weight were lower than method detection limit (MDL) The average daily intake for Vietnamese peoples leaving in Hanoi in case consuming 300 mL milk per day was 0.08 pg/kg/day/person Through the level of daily intake was not regulated in Vietnam until now, however, comparison with the value of TDI regulated by the World Heald Organization (4pg TEQ/kg body weight/day), the estimated mean value of PCDDs/PCDFs daily intake for Vietnamese peoples leaving in Hanoi is much lower than that value mentioned by WHO Keywords: fresh cow milk, HRGC/HRMS, PCDDs, PCDFs, hình thành cách khơng chủ định trình đốt cháy trình sản xuất cơng nghiệp [7] Trong hợp chất 2,3,7,8Tetrachlorodibenzo-p-dioxin (2378-TCDD) 2,3,7,8-tetrachlorodibenzofunran (2378-TCDF) có hệ số độ độc tương đương (Toxic Equivalent Factor-TEF) lớn [11] Các nghiên cứu người tiếp xúc với dioxin/furans chủ yếu qua đường ăn uống ĐẶT VẤN ĐỀ Dioxin/Furan nhóm chất độc 21 nhóm chất bị cấm hạn chế sử dụng theo Công ước Stockholm chất gây ô nhiễm hữu khó phân hủy chúng gây nhiễm mơi trường thực phẩm [10] Mặt khác vào thể người, ảnh hưởng tới hệ miễn dịch, gây bệnh ung thư nhiều bệnh khác Dioxin/Furans chất 16 (90%) thông qua thịt, cá sản phẩm khác sữa [3] Giống hợp chất hữu chứa clo khác, dioxin/furans thường tích lũy mơ mỡ động vật, chúng thường xuất sản phẩm thịt, cá sữa Sữa sản phẩm từ sữa thành phần đóng vai trò quan trọng sống hàng ngày người Hàm lượng dioxin/furan sữa sản phẩm từ sữa nhỏ độc tính chúng lại cao, địi hỏi phương pháp phân tích có độ nhạy, độ chọn lọc đảm bảo tính xác cao Các phương pháp phân tích ứng dụng hầu hết phương pháp sắc kí khí ghép nối khối phổ phân giải cao [3,8,9] Trong báo này, nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích 17 đồng phân độc dioxin/furan mẫu sữa tươi thu thập Hà Nội nhằm bước đầu đánh giá sơ hàm lượng dioxin/furan mẫu sữa thu thập, qua ước lượng liều lượng hấp thụ dioxin/furan hàng ngày người Việt Nam ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Hóa chất, thiết bị Chất chuẩn Bộ chất chuẩn theo phương pháp 1613B – US EPA hãng Cerilliant Corporation, Cambridge Isotope Laboratories, Inc., Mỹ sản xuất: dung dịch đường chuẩn (1613_MCS1 ÷ 1613_MCS5); dung dịch chuẩn gồm 17 chất chuẩn (PAR); dung dịch chuẩn đồng hành (Labeled); dung dịch chuẩn làm (Clean-up) dung dịch nội chuẩn (IS) Từ dung dịch chuẩn gốc, tiến hành pha loãng thành dung dịch chuẩn làm việc tương ứng với loại chất chuẩn Các dung dịch chuẩn làm việc bảo quản lạnh - Dung môi: n-hexan, aceton, toluen, diclometan, độ tinh khiết sắc kí (GC grade) - Cột làm silica gel đa lớp, cột than hoạt tính (Supelco) - Khí He: độ tinh khiết từ 99,99% trở lên Thiết bị - Thiết bị sắc ký khí ghép nối khối phổ phân giải cao HRGC/HRMS (DFS Thermo scientific) - Thiết bị chiết nhanh E916, Buchi, Thụy Sĩ - Thiết bị đông khô mẫu Eyela, Nhật 2.2 Thu thập mẫu Tám mẫu sữa tươi đóng hộp thu thập xung quanh địa bàn thành phố Hà Nội, kí hiệu từ M1-M8 Các mẫu sữa sau thu thập phải bảo quản lạnh (0-4°C) trước tiến hành xử lý phân tích theo u cầu quy trình phân tích 2.3 Xử lý mẫu Xử lí sơ bộ: Đối với mẫu sữa tươi, tiến hành trình đơng khơ mẫu 1L mãu sữa tươi đóng hộp thiết bị Eyela nhờ nhiệt độ áp suất thấp giúp loại bỏ hết thành phần nước đến khối lượng khơng đổi sau xác định hàm ẩm mẫu sữa Mẫu khô nghiền mịn đồng trước tiến hành bước xử lý Quy trình phân tích mẫu dựa sở tham khảo tài liệu EPA 1613B tài liệu tham khảo khác [4,6] Mẫu sữa khô xử lý theo quy trình hình Hình Quy trình phân tích dioxin/furan sữa 17 2.4 Tối ưu hóa điều kiện làm Các mẫu sữa tiến hành khảo sát thêm chuẩn 50 µL dung dịch chất chuẩn PAR nồng độ 0,2-2 ng/mL 50 µL chuẩn Labeled 2-4 ng/mL Khối lượng mẫu sữa 3g Quy trình chiết xác định chất béo thiết bị chiết nhanh E916 theo quy trình đề cập tài liệu [6] 2.4.1 Khảo sát làm cột silica gel Dịch chiết làm cột silica gel hoạt hóa Dung mơi chọn rửa giải hỗn hợp hexan:diclometan (95:5,v/v) Quá trình rửa giải chia làm phân đoạn, phân đoạn gồm 25 mL hỗn hợp chứa ống nghiệm riêng biệt (S1-S5) Làm khơ ống nghiệm dịng khí nitơ, thêm 50 µL dung dịch nội chuẩn IS nồng độ ng/mL Tiếp tục thổi khơ, thêm 10 µL nonane chuyển vào ống đựng mẫu thể tích nhỏ (micro-vial) trước phân tích 2.4.2 Khảo sát làm cột carbon hoạt tính Chia q trình rửa giải thành phân đoạn, phân đoạn mL toluene (F0-F8) (các bước thổi khô tương tự cột silica gel) Các dịch chiết 10 µL nonane bơm vào hệ HRGC-HRMS để định lượng 2.4.3 Khảo sát trình làm Cột làm silica gel cột than hoạt tính ghép nối với Thể tích dung dịch rửa giải cho loại cột lựa chọn Lặp lại thí nghiệm lần 2.5 Tách xác định hợp chất dioxin/furan thiết bị sắc khí khối phổ phân giải cao (DFS Thermo) Các điều kiện tách để xác định 17 hợp chất dioxin/furan thiết bị DFS sau: TG-Dioxin Ct tỏch (60mì0.25mmì0.25àm) Ch bm Khụng chia dịng Thể tích bơm ± 0,2 mL Nhiệt độ injector 250°C Heli, độ tinh khiết Khí mang 99,999% Chương trình nhiệt độ lị cột Thời gian cắt dung môi 140ºC (giữ phút), tăng đến 228ºC (40ºC/phút), sau tăng đến 290ºC (1,6ºC/phút) tăng 5ºC/phút 315ºC (giữ phút) Thời gian phân tích 56,95 phút 19 phút Quan sát phản ứng chọn lọc -SRM (Selective Reaction Monitoring) 2.6 Ước tính liều lượng hấp thụ hàng ngày Lượng hấp thụ dioxin/furan hàng ngày ước tính với ước tính người Việt Nam Hà Nội tiêu thụ 300 ml sữa ngày (tương đương 309 g) trọng lượng trung bình người Việt Nam khoảng 51,5kg [2] Giá trị tiêu thụ tối đa tính theo phương trình đây: TDI (pg/kg/ngày)=309×L×[TEQ]/51,5 Trong đó: 309 (g) lượng sữa tiêu thụ ngày; 51,5 (kg) trọng lượng trung bình L phần trăm chất béo trung bình mẫu sữa (%) [TEQ] nồng độ TEQ PCDD/F sữa (pg/g béo) KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Khảo sát làm cột silica gel Độ thu hồi chất chuẩn dioxin/furan thể hình Có thể thấy phân đoạn (25 mL), hầu hết chất chưa rửa giải, phân đoạn thứ có số chất rửa giải với lượng lớn OCDF, 1234678_HpCDF, 123478_HxCDF, chất lại chưa xuất rửa giải mức thấp Hiệu suất thu hồi chất có xu hướng tăng dần tăng mạnh từ phân đoạn lên phân đoạn 3, đến phân đoạn tất chất rửa giải với độ thu hồi cao (66-118%) Từ phân đoạn hiệu suất thu hồi chất tăng không đáng kể so với phân đoạn 4, để hạn chế việc sử dụng dung môi hữu hexan DCM, sử dụng thể tích hỗn hợp rửa giải 100 mL Chế độ 18 Hình Độ thu hồi chất chuẩn dioxin/furan sau làm cột silica gel Hình Hiệu suất thu hồi (H) độ lệch chuẩn tương đối (RSD) chất chuẩn đồng vị 3.4 Đánh giá phương pháp Phương trình đường chuẩn 17 chất PCDD/Fs cso độtuyến tính cao với hệ số tương quan R2 nằm khoảng từ 0,99978 đến 1,00000 Giá trị giới hạn phát (MDL) giới hạn định lượng (MQL) phương pháp dao động tương ứng khoảng từ 0,15 đến 2,03 pg/g chất béo 0,49 pg/g đến 6,78 pg/g chất béo phù hợp với phân tích lượng vết dioxin/furan mẫu sữa Việt Nam giới [1,5] 3.5 Kết phân tích mẫu thực Các giá trị hàm ẩm mẫu sữa lỏng hàm lượng chất béo có mẫu sữa sau đông khô xác định trước tiến hành phân tích hàm lượng đồng phân dioxin/furan Các giá trị trình bày bảng Bảng 1: Hàm ẩm hàm lượng chất béo mẫu sữa Hàm lượng chất Mẫu Hàm ẩm (%) béo (%) M1 88% 22,1 M2 88% 21,7 M3 88% 16,9 M4 88% 17,3 M5 85% 14,9 M6 87% 16,1 M7 88% 20,9 M8 88% 19,8 3.2 Khảo sát làm cột carbon hoạt tính Hình Độ thu hồi chất chuẩn dioxin/furan sau làm cột carbon hoạt tính Các chất chuẩn dioxin/furan chưa rửa giải sau phân đoạn trình rửa giải (15 mL toluen) Từ phân đoạn F2-F4 độ thu hồi chất có xu hướng tăng mạnh đạt từ 58-108% Từ phân đoạn tiếp theo, độ thu hồi chất có xu hướng tăng nhẹ không đổi, riêng OCDD OCCF tiếp tục tăng đạt khoảng hiệu suất cao phân đoạn F8 (82% 96%) Vì để đảm bảo khả rửa giải tất chất đạt hiệu suất cao, sử dụng 40 mL toluen để tiến hành trình rửa giải cột carbon hoạt tính 3.3 Khảo sát q trình làm Hiệu suất thu hồi chất chuẩn đồng vị C13 (hình 4) nằm khoảng từ 61,0% đến 100% với giá trị RSD nhỏ 15% Các giá trị hiệu suất thu hồi thu hoàn tồn đáp ứng u cầu phân tích lượng vết dioxin/furan mẫu sữa (giá trị tham khảo theo US EPA 1613B 20-180%) Hàm lượng đồng phân dioxin/furan (Bảng 2) không phát 08 mẫu tiến hành phân tích (nhỏ giới hạn phát chất) Kết phân tích mẫu sữa nghiên cứu cho thấy tổng hàm lượng 19 dioxin/furans mẫu sữa tính theo độ độc tương đương (TEQ=0,39 pg/g chất béo, tính theo giá trị ½ MDL) nhỏ hàm lượng tối đa cho phép theo quy định WHO (TEQ = 2,5pg/g chất béo sữa) Bảng Hàm lượng hợp chất dioxin/furan mẫu sữa (pg/g chất béo) (các giá trị giới hạn phát biểu thi