Nghiên cứu xây dựng phương pháp phân tích diphenyl phosphate (dpp) trong nước tiểu bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ (lcms) để đánh giá rủi ro sức khỏe của hóa chất này đến

Luận án tiến sĩ Hóa học LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập Học viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ thầy cơ, gia đình bạn bè Với tình cảm sâu sắc, chân thành, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: Các thầy cô giáo Học viện Khoa Học Công Nghệ trang bị cho em kiến thức bổ ích Đây tảng vững không giúp em thời gian em thực Luận văn tốt nghiệp mà cịn hành trang chun mơn vững TS Trịnh Thu Hà – người cô quan tâm tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn tốt nghiệp cách tốt Những kiến thức kinh nghiệm lý thuyết thực tiễn mà cô truyền đạt giúp em củng cố kiến thức nâng cao kỹ chun mơn Em xin chân thành cảm ơn hỗ trợ kinh phí đề tài “Xây dựng quy trình tiêu chuẩn xác định chất chống cháy môi trường, vật liệu chống cháy đánh giá mức độ nguy hại đến sức khỏe người”, mã số: TĐPCCC.05/21-23” giúp em hoàn thành luận văn Sau em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè động viên, khích lệ tạo điều kiện tốt để em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Do thời gian kinh nghiệm hạn chế, báo cáo không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận bảo, góp ý thầy Em xin chân thành cảm ơn Luận án tiến sĩ Hóa học MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu sản phẩm chuyển hóa nhóm hợp chất este hữu photphat (OPE) 1.2 Độc tính chuyển hóa triphenyl phosphate (TPP) thể người 1.3 Giới thiệu hợp chất phân tích DPP 1.4 Nguồn gốc phát sinh diphenyl photphat (DPP) 1.5 Ảnh hưởng DPP TPP tới sức khỏe người 1.6 Phương pháp chiết tách mẫu môi trường sinh học 10 1.6.1 Một số kỹ thuật chiết tách 10 1.6.2 Các phương pháp chiết tách OPFRs mẫu sinh học 12 1.7 Phương pháp phân tích mẫu nước tiểu 15 1.8 Các công thức tính tốn kết 17 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 19 2.1 Nội dung phương pháp nghiên cứu 19 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 19 2.1.2 Mục tiêu nghiên cứu 19 2.1.3 Mẫu nghiên cứu 19 2.1.4 Nội dung nghiên cứu 19 2.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 20 2.2.1 Hóa chất 20 2.2.2 Dụng cụ thiết bị 20 2.3 Phương pháp nghiên cứu 21 2.3.1 Phương pháp lấy bảo quản mẫu 21 Luận án tiến sĩ Hóa học 2.3.2 Lựa chọn điều kiện phân tích thiết bị LC/MS-MS 21 2.3.3 Xây dựng phương pháp chiết tách mẫu 21 2.4 Thẩm định phương pháp 22 2.4.1 Khảo sát đường chuẩn kiểm tra độ tuyến tính 22 2.4.2 Khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng giới hạn định lượng phương pháp 23 2.4.3 Khảo sát độ thu hồi độ phương pháp 24 2.5 Phân tích mẫu thực tế 24 2.6 Phương pháp xử lý số liệu 24 2.7 Đánh giá mức độ phơi nhiễm DPP 24 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 3.1 Điều kiện phân tích chất LC-MS/MS 25 3.2 Khảo sát quy trình chiết tách mẫu 28 3.3 Kết xác nhận giá trị sử dụng phương pháp 29 3.3.1 Xây dựng đường chuẩn kiểm tra độ tuyến tính 29 3.3.2 Giới hạn phát định lượng phương pháp 30 3.3.4 Khảo sát độ thu hồi độ phương pháp 32 3.4 Nồng độ chất chuyển hóa DPP nước tiểu liều phơi nhiễm 34 3.4.1 Kết thông số đặc trưng mẫu nước tiểu thu thập 34 3.4.2 Nồng độ chất chuyển hóa DPP nước tiểu 35 3.4.3 So sánh nồng độ DPP độ tuổi 39 3.4.4 So sánh nồng độ DPP theo giới tính 42 KẾT LUẬN 46 KIẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 Luận án tiến sĩ Hóa học DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên tiếng Việt Tên tiếng Anh tên khoa học ACN Acetonitril Acetonitril GC/MS Sắc ký khí – quang khối phổ LC/MS Sắc ký lỏng – quang khối phổ LC/MSMS Sắc ký lỏng – quang hai lần khối Liquid Chromatography phổ Tandem Mass Spectrometry LOD Giới hạn phát Limit of Detection LOQ Giới hạn định lượng Limit of Quantification MeOH Methanol Methanol OPE Este photphat Organophosphate este OPFRs Chất chống cháy phốt hữu SD Độ lệch chuẩn Standard Deviation RSD Độ lệch chuẩn tương đối Relative Standard Deviation Gas chromatography – Mass spectrometry Liquid chromatography Mass spectrometry Organophosphate – flame retardants Luận án tiến sĩ Hóa học DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo hợp chất nghiên cứu Hình 3.1 Đường chuẩn diphenyl photphat (DPP) 50-1000 ng/ml 29 Hình 3.2 Quy trình chiết tách DPP mẫu nước tiểu 34 Hình 3.3 Phân bố nồng độ chất chuyển hóa DPP theo độ tuổi 41 Hình 3.4: Phân bố nồng độ chất chuyển hóa DPP theo giới tính 43 Luận án tiến sĩ Hóa học DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1.Điều kiện xử lý mẫu hợp chất nhóm OPFR &chất chuyển hóa 14 Bảng 1.2 Bảng điều kiện phân tích nhóm OPFR chất chuyển hóa 16 Bảng 2.1 Khảo sát cột chiết DPP nước tiểu 22 Bảng 3.1 Các điều kiện phân tích LC-MS/MS 25 Bảng 3.2 Chế độ bơm mẫu gradient 26 Bảng 3.3 Các điều kiện thiết lập LC-MS/MS xác định DPP 26 Bảng 3.4 Điều kiện sử dụng để phát DPP & chất chuẩn đồng hành gắn nhãn đồng vị DPP-d10 27 Bảng 3.5 Hiệu suất thu hồi chất phân tích với loại cột chiết pha rắn 28 Bảng 3.6 Giới hạn định lượng phương pháp (MDL) xác định DPP 31 Bảng 3.7 Độ thu hồi hay độ phương pháp xác định DPP 32 Bảng 3.8 Nồng độ DPP thu từ số mẫu nước tiểu (chưa hiệu chỉnh) 36 Bảng 3.9 Tóm tắt nồng độ chất chuyển hóa DPP ban đầu nồng độ hiệu chỉnh theo trọng lượng riêng (SG_adjusted) nước tiểu thu thập Hà Nội 39 Bảng 3.10 Phân bố nồng độ DPP theo độ tuổi 40 Bảng 3.11 Phân bố nồng độ DPP theo giới tính 43 Bảng 3.12 Liều lượng phơi nhiễm ước tính hàng ngày (ng/kg bw/day) với TPP tính tốn từ nồng độ chất chuyển hóa DPP nước tiểu thu thập Hà Nội 45 Luận án tiến sĩ Hóa học MỞ ĐẦU Este hữu photphat (OPE) hay chất chống cháy phốt hữu (OPFRs) sử dụng nhiều thành phần chất phụ gia chống cháy có sản phẩm hàng ngày lớp phủ cho linh kiện, thiết bị điện tử, đồ nội thất bọc nệm, sản phẩm dành cho trẻ em, hàng dệt may,…nên chúng dễ dàng tìm thấy bụi nhà, ngồi trời khơng khí xung quanh Các chất chuyển hóa OPFR nước tiểu biết đến thị sinh học cho việc đánh giá phơi nhiễm/tiếp xúc với chất chống cháy OPFRs Do khơng liên kết hóa học với vật liệu, nên hợp chất dễ dàng tồn môi trường sống, vật dụng hàng ngày thâm nhập vào thể người qua nhiều đường uống hít phải, chuyển hóa thể gây nhiều tác động tới sức khỏe rối loạn nội tiết, tan máu gây độc thần kinh, thay đổi chức tuyến giáp… Ngoài ra, sau vào thể, chúng nhanh chóng chuyển hóa thành hợp chất diakyl/diaryl photpho dieste (DAP) tiết bên ngồi qua đường nước tiểu Vì vậy, việc xây dựng phương pháp phân tích chất chuyển hóa mẫu nước tiểu để đánh giá rủi ro an toàn sức khỏe người cần thiết Diphenyl photphat (DPP) diakyl photphat este (DAP) sinh từ chuyển hóa hợp chất OPE có chứa nhóm phenyl như: ethylhexyl diphenyl phosphat (EHDPP), triphenyl photphat (TPP), thể người Trên giới, nhiều năm trở lại có nhiều nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng DPP với sức khỏe người phát chất lỏng sinh học người nước tiểu phụ nữ có thai trẻ sơ sinh, DPP làm thay đổi chức tuyến giáp, DPP có khả gây độc q trình phát triển tim phơi thai Tính tới thời điểm tại, Việt Nam, chưa có nghiên cứu liên quan tới ảnh hưởng hợp chất chống cháy hợp chất chuyển hóa tới tới sức khỏe người Do đó, việc nghiên cứu, phân tích định lượng DPP nước tiểu người để đánh giá rủi ro sức khỏe hóa chất đến người cần thiết, cần phải triển khai thực Sử dụng phương pháp chiết chiết pha rắn SPE thường đơn giản, sử dụng dung mơi, hiệu chiết cao Phân tích thiết bị LC-MS/MS có ưu điểm vượt trội khả xác định xác chất cần phân tích với độ nhạy cao Luận án tiến sĩ Hóa học mẫu phức tạp đơn giản Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu xây dựng phương pháp phân tích diphenyl phosphate (DPP) nước tiểu phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ (LC/MS) để đánh giá rủi ro sức khỏe hóa chất đến người” đề xuất thực Mục tiêu đề tài nghiên cứu xác định quy trình chiết tách diphenyl phosphate (DPP) mẫu nước tiểu người phân tích thiết bị sắc ký ghép lỏng nối khối phổ (LC/MS) Từ phương pháp xây dựng tiến hành để xác định DPP có mẫu nước tiểu thu thập từ tình nguyện viên địa bàn Hà Nội, phân tích đánh giá nguy ảnh hưởng đến sức khỏe, phơi nhiễm hóa chất Luận án tiến sĩ Hóa học CHƯƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu sản phẩm chuyển hóa nhóm hợp chất este hữu photphat (OPE) Các este hữu photphat (OPE) hay gọi hợp chất chống cháy photpho (PFr OPFR) OPE este axit photphoric hợp chất halogen hóa (chủ yếu alkyl photphat clo hóa) khơng halogen hóa (được thay aryl & alkyl) Chúng quan tâm năm gần chúng sử dụng rộng rãi làm chất chống cháy chất hóa dẻo sản phẩm tiêu dùng, bao gồm đồ nội thất, dệt may, sản phẩm dành cho trẻ em, hàng dệt may,… [1] OPE sản phẩm thay cho chất chống cháy brom hóa (BFRs) [2] Ứng dụng OPE chống cháy sử dụng làm chất chống cháy, hợp chất OPE sử dụng nhiều ứng dụng khác nhau: sơn mài vecni, cao su tổng hợp,… Do khơng liên kết hóa học với vật liệu, nên hợp chất OPE dễ dàng thất bên ngồi, tồn mơi trường sống, vật dụng hàng ngày thâm nhập vào thể người Hợp chất OPE dễ dàng thâm nhập vào thể người qua nhiều đường uống hít phải OPE báo cáo có mặt khơng khí nhà [3], khí [4] bụi [5], đất [6], trầm tích [7], nước [8],… Các OPE có đơn vị gốc photphat Các tính chất hóa học tính chất vật lý khác tùy thuộc vào loại gốc cụ thể OPE Một số hợp chất nhóm OPE ví dụ như: triphenyl phosphate (TPP) tris (1,3dichloro-2-propyl) phosphate (TDCIPP), … Các nghiên cứu in vitro với microsome gan người xác định rằng, hợp chất OPE sau thâm nhập vào thể, trải qua trình thủy phân tạo thành hợp chất OPE diester sản phẩm chuyển hóa sinh học: dialkyl/ diaryl phosphate ester (DAP) hydroxyl hóa (OH-PFR) Sự khác biệt kích thước độ phân cực OPE có ảnh hưởng đến độc tính, tỷ lệ tái hấp thu, chất chuyển hóa tiết qua nước tiểu Luận án tiến sĩ Hóa học Vì thời gian bán hủy nhiều OPE ngắn, chất chuyển hóa DAP nước tiểu coi mục tiêu thích hợp để đánh giá phơi nhiễm với hợp chất ban đầu OPE chúng Diphenyl phophat (DPHP) bis (1,3dichloro-2-propyl) phosphate (BDCIPP) chất chuyển hóa OPE nghiên cứu thường xuyên [9] Một số công bố chứng minh diện số hợp chất chuyển hóa DAP tiết qua nước tiểu phổ biến Ví dụ, Dibutyl photphat (DBP); bis (2-cloro-2-propyl) photphat (BCEP), diphenyl photphat (DPP), bis (1,3-dichloro-2-propyl) photphat (BDCIPP) , dietyl photphat (DEP) bis (1,3-dicloro-2-propyl) photphat (BDCIPP),… chất chuyển hóa OPE chiếm ưu báo cáo nghiên cứu giám sát sinh học người [10-12] Do đó, chất chuyển hóa DAP phát nước tiểu sử dụng làm thị sinh học phơi nhiễm OPE [13] Một số nghiên cứu gần báo cáo xuất chất chuyển hóa OPE nước tiểu trẻ em [14],người lớn [15] phụ nữ mang thai [16] từ khắp nơi giới Ví dụ, tiếp xúc với tri-n-butyl phosphate (TNBP) trẻ em ước tính từ phép đo dibutyl phosphate (DNBP) nước tiểu với liều tiếp xúc với TNBP 1,03 μg / kg bw/ngày [17] Thời gian bán hủy OPE người chưa rõ, nồng độ nước tiểu chất chuyển hóa OPE diester khác cá thể, tùy thuộc vào thời gian lấy mẫu Sự thay đổi nồng độ theo thời gian giám sát sinh học không chắn đánh giá phơi nhiễm [18] Một số nghiên cứu kiểm tra khả tái lặp thay đổi ngày nồng độ nước tiểu bisphenol chất chuyển hóa phthalates [19] Các nghiên cứu có báo cáo thay đổi nồng độ bis (2chloroethyl) photphat (BCEP) nước tiểu [16] bis (metylphenyl) photphat (BMPP) [20] Tuy nhiên, thay đổi theo thời gian nồng độ DEP, DNBP, bis (butoxyetyl) photphat (BBOEP), bis (1-chloro-2-propyl) phosphate (BCIPP) chưa kiểm tra, đặc biệt người trưởng thành khỏe mạnh Sự thay đổi nồng độ theo thời gian hai chất chuyển hóa OPE nước tiểu, BDCIPP DPP báo cáo [21] Quantify Compound Report MassLynx V4.2 SCN1007 Dataset: Untitled Last Altered: Printed: Monday, September 05, 2022 17:23:28 SE Asia Standard Time Monday, September 05, 2022 17:25:57 SE Asia Standard Time # Name Page 52 of 52 Luận án tiến sĩ Hóa học RT Area 53 53 082022-spl-53 Sample Text U52 Type Std Conc 3.1944 16018.774 Conc %Dev 1º Ratio 4.065 54 54 082022-spl-54 U53 3.0129 4415.166 2.481 55 55 082022-spl-55 U54 3.1229 13945.326 1.237 56 56 082022-spl-56 U55 3.1394 13708.032 1.651 57 57 082022-spl-57 U56 3.1999 28127.852 2.444 58 58 082022-spl-58 U57 3.1394 13850.530 8.047 59 59 082022-spl-59 U58 3.1999 26792.289 2.893 60 60 082022-spl-60 U59 3.1009 12582.166 2.513 61 61 082022-spl-61 blank 2.9799 15521.146 0.940 62 62 082022-spl-62 chuan 1ppm 3.0954 72800968.0 18.634 Luận án tiến sĩ Hóa học Luận án tiến sĩ Hóa học Luận án tiến sĩ Hóa học Luận án tiến sĩ Hóa học Luận án tiến sĩ Hóa học Luận án tiến sĩ Hóa học Luận án tiến sĩ Hóa học Luận án tiến sĩ Hóa học Luận án tiến sĩ Hóa học Luận án tiến sĩ Hóa học Luận án tiến sĩ Hóa học Luận án tiến sĩ Hóa học Luận án tiến sĩ Hóa học Luận án tiến sĩ Hóa học