Nghiên cứu quy trình xác định đa dư lượng lượng vết một số hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat trong nông sản bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (lc msms)

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu quy trình xác định đa dư lượng lượng vết số hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat nông sản phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS/MS) NGUYỄN ĐỨC THÀNH Thanh.nd212050m@sis.hust.edu.vn Ngành Hóa học Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Trần Thị Thúy Viện: Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 06/2023 Chữ ký GVHD ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu quy trình xác định đa dư lượng lượng vết số hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat nơng sản phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS/MS) Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên PGS.TS Trần Thị Thúy LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp hoàn thành Trung tâm Kiểm định Khảo nghiệm thuốc Bảo vệ thực vật phía Bắc Viện Kỹ thuật Hóa học, Đại học Bách Khoa Hà Nội Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Thị Thúy, thầy Bộ mơn Hóa học – Viện Kỹ thuật Hóa học, đồng nghiệp Trung tâm Kiểm định Khảo nghiệm thuốc Bảo vệ thực vật phía Bắc, bạn học khóa cao học 2021B tận tình giúp đỡ em hồn thành Luận văn tốt nghiệp Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Học viên Nguyễn Đức Thành TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Tổng quan luận văn: Giới thiệu hóa chất bảo vệ thực vật: Định nghĩa, cách phân loại, hóa chất bảo vệ thực vật nghiên cứu đề tài; Các phương pháp chiết mẫu kỹ thuật chiết lỏng lỏng, chiết pha rắn, chiết QuEchERS; Các phương pháp phân tích hóa chất bảo vệ thực vật sắc ký khí, sắc ký lỏng nghiên cứu phân tích hóa chất bảo vệ thực vật nước giới Phương pháp thực công cụ sử dụng: Sử dụng phương pháp chiết QuEchERS thiết bị LC-MS/MS để xây dựng phương pháp phân tích: Khảo sát tối ưu hóa điều kiện đo chiết, thẩm định phương pháp qua việc đánh giá LOD-LOQ, độ xác, độ đúng, độ khơng đảm bảo đo Kết luận văn: - Đã thực khảo sát điều kiện đo hệ thống thiết bị LC – MS/MS: Điều kiện mảnh phổ, tỷ lệ dung mơi pha động, tốc độ dịng pha động - Đã khảo sát điều kiện tối ưu để chiết mẫu hóa chất bảo vệ thực vật mẫu cam, dưa chuột, gạo xây dựng sơ đồ khối quy trình chiết chung - Đã thẩm định lại phương pháp: + Xây dựng đường chuẩn hoạt chất dung dịch mẫu Kết cho thấy độ tuyến tính đạt yêu cầu, hệ số tương quan R2 > 0.995 + Xác định LOD, LOQ hoạt chất mẫu khác phương pháp + Đánh giá độ lặp lại, độ tái lặp, độ đúng, độ không đảm bảo đo Sau xây dựng xong phương pháp hoàn chỉnh, tiến hành đo mẫu nông sản thực tế từ địa điểm cụ thể HỌC VIÊN Nguyễn Đức Thành CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Đức Thành Đề tài luận văn: Nghiên cứu quy trình xác định đa dư lượng lượng vết số hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat nông sản phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS/MS) Chuyên ngành: Hóa học Mã số SV: 20212050M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày tháng năm 2023 với nội dung sau: - Đã bổ sung danh mục viết tắt, độ tinh khiết hóa chất - Đã bổ sung mục tiêu nghiên cứu, nội dung nghiên cứu phần “Mở đầu” luận văn - Đã bổ sung nghiên cứu nước, thông tin liên quan luận văn: + Mục 1.3.2.1: Bổ sung thêm detector NPD + Mục 1.3.2.2: Bổ sung thêm nghiên cứu phân tích HCBVTV nhóm carbamate phương pháp sắc ký lỏng (tài liệu [32-34]) - Đã bổ sung phần lấy mẫu bảo quản mẫu: Tại mục 2.4, lấy mẫu bảo quản mẫu theo TCVN 5139:2008 - Đã bổ sung phần thảo luận kết nghiên cứu: So sánh kết với nghiên cứu khác mục 3.1.3.2; 3.1.3.3; 3.1.3.4 - Đã chỉnh sửa lại ảnh phần phụ lục, chỉnh lại bảng, hình rõ ràng - Đã soát kĩ lưỡng lỗi tả, dùng câu, lặp từ luận văn chỉnh sửa lại Ngày Giáo viên hướng dẫn PGS.TS.Trần Thị Thúy tháng năm 2023 Tác giả luận văn Nguyễn Đức Thành CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS Cung Thị Tố Quỳnh MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan 1.1 Giới thiệu hóa chất bảo vệ thực vật 1.1.1 Định nghĩa hóa chất bảo vệ thực vật dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật 1.1.2 Phân loại thuốc bảo vệ thực vật 1.1.2.1 Phân loại theo mối nguy 1.1.2.2 Phân loại theo công dụng 1.1.2.3 Phân loại theo cấu tạo hóa học 1.2 Một số hóa chất bảo vệ thực vật nghiên cứu 1.2.1 Aldicarb 1.2.2 Carbofuran 1.2.3 Fenobucarb 1.2.4 Aldicarb-sulfone 1.2.5 Isoprothiolane 10 1.2.6 Metalaxyl 10 1.2.7 Methomyl 11 1.2.8 Oxamyl 11 1.2.9 Pirimicarb 12 1.2.10 Propamocarb 12 1.2.11 Propoxur 13 1.2.12 Carbosulfan 13 1.2.15 Aldicarb-sulfoxide 15 1.3 Các phương pháp phân tích dư lượng thuốc bảo vệ thực vật 15 1.3.1 Các phương pháp chiết mẫu 15 1.3.1.1 Kỹ thuật chiết lỏng lỏng (LLE) 15 1.3.1.2 Kỹ thuật chiết pha rắn (SPE) 16 1.3.1.3 Phương pháp QuEchERS 18 1.3.2 Các phương pháp phân tích hóa chất bảo vệ thực vật 20 1.3.2.1 Sắc ký khí 20 1.3.2.2 Sắc ký lỏng 22 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 28 2.1 Đối tượng nghiên cứu 28 2.2 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị 28 2.2.1 Hóa chất 28 2.2.2 Dụng cụ 30 2.2.3 Thiết bị 30 2.3 Xây dựng quy trình phân tích 31 2.3.1 Khảo sát điều kiện đo 31 2.3.2 Khảo sát quy trình chiết hóa chất bảo vệ thực vật mẫu 32 2.3.3 Thẩm định phương pháp 34 2.4 Phân tích dư lượng thuốc bảo vệ thực vật nhóm Carbamate mẫu nơng sản 40 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43 3.1 Xây dựng quy trình phân tích 43 3.1.1 Khảo sát điều kiện đo 43 3.1.2 Khảo sát điều kiện chiết hóa chất bảo vệ thực vật 46 3.1.2.1 Nền dưa chuột 46 3.1.2.2 Nền cam 50 3.1.2.3 Nền gạo 54 3.1.3 Thẩm định phương pháp 59 3.1.3.1 Tính chọn lọc, đặc hiệu 59 3.1.3.2 Khảo sát độ tuyến tính xây dựng đường chuẩn 60 3.1.3.3 Giới hạn phát giới hạn định lượng 64 3.1.3.4 Độ xác, độ phương pháp 67 3.1.3.5 Ước lượng độ không đảm bảo đo phương pháp 74 3.2 Phân tích mẫu thực 74 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Diễn giải Tiếng anh MRL Dư lượng tối đa cho phép Maximum residue level LD50 Liều lượng gây chết 50% Median lethal dose LLE Chiết lỏng lỏng Liquid-Liquid extraction SPE Chiết pha rắn Solid-phase extraction GC-MS Sắc ký khí ghép nối khối phổ LC-MS Sắc ký lỏng ghép nối khối phổ HPLC Sắc ký lỏng hiệu cao High-performance liquid chromatography ESI Ion hóa mẫu phương pháp phun Electro spray ionization APCI Chế độ ion hóa hóa học áp suất Atmospheric pressure khí chemical ionization 10 LOQ Giới hạn định lượng Limit of quantitation 11 LOD Giới hạn phát Limit of detection 12 RSD Độ lệch chuẩn tương đối Relative standard deviation 13 Ppm Nồng độ phần triệu Part per million 14 Ppb Nồng độ phần tỷ Part per billion Gas chromatography- mass spectrometry Liquid chromatographymass spectrometry DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại thuốc bảo vệ thực vật theo mối nguy Bảng 1.2 Các loại detector phổ biến GC 21 Bảng 2.1 Thông tin chất chuẩn sử dụng 29 Bảng 2.2 Lượng cân mẫu trắng sử dụng xác định tính đặc hiệu, chọn lọc 35 Bảng 2.3 Chuẩn bị mẫu thêm chuẩn sử dụng xác định tính đặc hiệu, chọn lọc 35 Bảng 2.4 Xây dựng đường chuẩn mẫu trắng 37 Bảng 2.5 Thông tin lấy mẫu nông sản 41 Bảng 3.1 Thông số chế độ quét MS/MS 43 Bảng 3.2 Tín hiệu peak khảo sát tỷ lệ dung mơi pha động 44 Bảng 3.3 Tín hiệu peak qua khảo sát tốc độ dòng pha động 45 Bảng 3.4 Điều kiện đo hệ thống phân tích nhóm Carbamate 46 Bảng 3.5 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng MgSO4 tỷ lệ PSA:MgSO4 dưa chuột 47 Bảng 3.6 Khảo sát ảnh hưởng lượng axit formic dưa chuột 49 Bảng 3.7 Khảo sát lượng NaOH 5mol/L thêm vào cam 50 Bảng 3.8 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng MgSO4 tỷ lệ PSA:MgSO4 cam 51 Bảng 3.9 Khảo sát ảnh hưởng lượng axit formic cho vào cam 53 Bảng 3.10 Khảo sát ảnh hưởng lượng thời gian ngâm nước gạo 54 Bảng 3.11 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng MgSO4 tỷ lệ PSA:MgSO4 gạo 55 Bảng 3.12 Khảo sát ảnh hưởng lượng axit formic cho vào gạo 57 Bảng 3.13 Tỷ lệ ion hợp chất BVTV 59 Bảng 3.14 Khoảng tuyến tính đường chuẩn hoạt chất dung dịch 61 Bảng 3.15 Khoảng tuyến tính đường chuẩn hoạt chất mẫu 63 Bảng 3.16 Thông số S/N ước lượng LOQ dung dịch 64 Bảng 3.17 Thông số S/N ước lượng LOQ dưa chuột 65 Bảng 3.18 Thông số S/N ước lượng LOQ cam 65 Bảng 3.19 Thông số S/N ước lượng LOQ gạo 66 Bảng 3.20 Giá trị LOD LOQ hoạt chất mẫu (ppb) 66 Bảng 3.21 Độ lặp lại hoạt chất mức khác dưa chuột 67 Bảng 3.22 Độ lặp lại hoạt chất mức khác cam 68 Bảng 3.23 Độ lặp lại hoạt chất mức khác gạo 69 Bảng 3.24 Kết đo độ tái lặp 70 Bảng 3.25 Độ tái lặp hoạt chất mẫu 71 Bảng 3.26 Độ chệch hoạt chất mẫu 72 Bảng 3.27 Ước lượng độ không đảm bảo đo hoạt chất mẫu 74 Bảng 3.28 Kết phân tích mẫu thực 75 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đề tài “Nghiên cứu quy trình xác định đa dư lượng lượng vết số hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat nơng sản phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS/MS)” thu kết sau: Xây dựng quy trình phân tích hàm lượng thuốc bảo vệ thực vật nhóm Carbamat phương pháp sắc ký lỏng khối phổ LC-MS/MS: Tối ưu hóa quy trình chiết mẫu; tối ưu hóa điều kiện đo; thẩm định phương pháp Các điều kiện tối ưu hóa quy trình chiết mẫu: - Lượng MgSO4: 4g cho Tỷ lệ PSA:MgSO4: 2:8 cho Lượng axit fomic cho vào: 0,1 mL cho Thể tích NaOH 5mol/l cho vào cam: 0,4 mL Thẩm định phương pháp - Phương pháp có tính chọn lọc, đặc hiệu tốt Khoảng tuyến tính đường chuẩn: 0.1ppb đến 200ppb với R2 > 0,99 Giới hạn định lượng (LOQ): 0.1-5ppb Độ lặp lại phương pháp (%RSDr):