Luận án tiến sĩ dược học nghiên cứu xác định dư lượng hoá chất bảo vệ thực vật trong dược liệu và sản phẩm từ dược liệu bằng sắc ký khối phổ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ họ c TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI D ượ c TRẦN CAO SƠN Lu ận án tiế n sĩ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ DƯỢC LIỆU BẰNG SẮC KÝ KHỐI PHỔ LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI, NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI TRẦN CAO SƠN tiế n sĩ D ượ c họ c NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ DƯỢC LIỆU BẰNG SẮC KÝ KHỐI PHỔ án LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC Lu ận CHUYÊN NGÀNH: KIỂM NGHIỆM THUỐC VÀ ĐỘC CHẤT MÃ SỐ: 62 72 04 10 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Thái Nguyễn Hùng Thu TS Lê Thị Hồng Hảo HÀ NỘI, NĂM 2015   LỜI CAM ĐOAN   Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn PGS.TS Thái Nguyễn Hùng Thu TS Lê Thị Hồng Hảo Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Lu ận án tiế n sĩ D ượ c họ c Tác giả luận án i   Trần Cao Sơn LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu thực luận án hướng dẫn PGS TS Thái Nguyễn Hùng Thu TS Lê Thị Hồng Hảo, Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới: PGS TS Thái Nguyễn Hùng Thu, Phó hiệu trưởng Trường Đại học Dược Hà Nội, Trưởng mơn Hóa Phân tích - Độc chất TS Lê Thị Hồng Hảo, Phó Viện trưởng Viện Kiểm nghiệm an tồn vệ sinh thực phẩm Quốc gia, hai họ c người thầy, tận tình hướng dẫn, định hướng, giúp đỡ cho kiến c thức quý báu để tơi hồn thành luận án ượ Ban Lãnh đạo Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia tạo D điều kiện thuận lợi cho tham gia học tập hoàn thành luận án thời sĩ gian quy định tiế n Các thầy, cô Bộ mơn Hố phân tích – Độc chất Phịng Sau đại học, Trường Đại học Dược Hà Nội giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu án Trường Lu ận PGS Phạm Gia Huệ ngun Trưởng Bộ mơn Hố phân tích – Độc chất, Trường Đại học Dược Hà Nội người thầy đóng góp ý kiến, dẫn tơi hồn thành luận án Các anh chị em Khoa Độc học dị nguyên đồng nghiệp Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia động viên, giúp đỡ chia với khó khăn công việc Và cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè quan tâm động viên tơi q trình học tập thực luận án Tác giả luận án Trần Cao Sơn ii   MỤC LỤC Lu ận án tiế n sĩ D ượ c họ c LỜI CAM ĐOAN i  LỜI CẢM ƠN ii  MỤC LỤC iii  DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vi  DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU viii  DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ x  ĐẶT VẤN ĐỀ 1  Chương TỔNG QUAN 3  1.1 HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT 3  1.1.1 Định nghĩa hóa chất bảo vệ thực vật 3  1.1.2 Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật 3  1.1.3 Một số nhóm hóa chất bảo vệ thực vật 5  1.2 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG HĨA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT 13  1.2.1 Tình hình sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật giới 13  1.2.2 Tình hình sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật Việt Nam 14  1.2.3 Sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật an toàn hiệu 15  1.3 DƯ LƯỢNG HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ DƯỢC LIỆU 16  1.3.1 Khái niệm dư lượng mức dư lượng tối đa 16  1.3.2 Quy định mức dư lượng tối đa 17  1.3.3 Sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trồng thuốc bảo quản dược liệu 19  1.3.4 Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật dược liệu sản phẩm dược liệu 22  1.4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HĨA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT 23  1.4.1 Các phương pháp xử lý mẫu 23  1.4.2 Một số kỹ thuật dùng phân tích hóa chất bảo vệ thực vật 39  Chương ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 49  2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 49  2.1.1 Hoá chất bảo vệ thực vật 49  2.1.2 Đối tượng phân tích 53  2.2 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 54  2.2.1 Hoá chất, thuốc thử 54  2.2.2 Chất chuẩn 54  iii   Lu ận án tiế n sĩ D ượ c họ c 2.2.3 Thiết bị, dụng cụ 56  2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 57  2.3.1 Phương pháp khảo sát thực địa lấy mẫu 57  2.3.2 Phương pháp xử lý mẫu 58  2.3.3 Phương pháp phân tích sắc ký khối phổ 58  2.3.4 Phương pháp thẩm định 59  2.3.5 Phân tích mẫu thực 62  2.3.6 Phương pháp xử lý số liệu 62  Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 63  3.1 KHẢO SÁT TÌNH HÌNH SỬ DỤNG HĨA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG TRỒNG CÂY THUỐC 63  3.1.1 Nguồn cung hóa chất bảo vệ thực vật 63  3.1.2 Sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trồng thuốc Hà Nội số vùng lân cận 70  3.2 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỒNG THỜI HĨA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU 75  3.2.1 Xây dựng điều kiện sắc ký khối phổ 75  3.2.2 Xây dựng quy trình chiết hóa chất bảo vệ thực vật từ số dược liệu sản phẩm dược liệu 85  3.2.3 Thẩm định phương pháp phân tích hóa chất bảo vệ thực vật số dược liệu sản phẩm dược liệu 100  3.3 DƯ LƯỢNG HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRÊN MỘT SỐ DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ DƯỢC LIỆU 115  3.3.1 Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật dược liệu tươi 116  3.3.2 Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật dược liệu khô 117  3.3.3 Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật thực phẩm chức có thành phần thảo dược 118  3.3.3 Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trà xanh 120  Chương BÀN LUẬN 122  4.1 VỀ VIỆC SỬ DỤNG HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG TRỒNG CÂY THUỐC VÀ CHẾ BIẾN DƯỢC LIỆU 122  4.1.1 Về loại hoá chất bảo vệ thực vật kinh doanh 122  4.1.2 Về loại HCBVTV sử dụng trồng thuốc 123  iv   Lu ận án tiế n sĩ D ượ c họ c 4.2 VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DƯ LƯỢNG HỐ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM DƯỢC LIỆU 124  4.2.1 Lựa chọn đối tượng nguyên liệu nghiên cứu 124  4.2.1.2 Lựa chọn nguyên liệu nghiên cứu 126  4.2.2 Về phương pháp xử lý mẫu 127  4.2.3 Về phương pháp phân tích sắc ký khối phổ 132  4.2.4 Về kết thẩm định phương pháp 138  4.3 VỀ DƯ LƯỢNG HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ DƯỢC LIỆU 141  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 144  KẾT LUẬN 144  KIẾN NGHỊ 145  DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 146  TÀI LIỆU THAM KHẢO   v   DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT TT Chữ viết tắt Giải thích AOAC Hiệp hội cộng đồng phân tích (Association of analytical communities) APCI Ion hóa hóa học áp suất khí (Atmospheric pressure chemical ionization) APPI Ion hóa quang học áp suất khí (Atmospheric pressure photo ionization) BVTV Bảo vệ thực vật ChE Cholinestase D-SPE Chiết phân tán pha rắn (Dispersive solid phase extraction) ECD Detector bắt điện tử (Electron capture detector) EI Va chạm điện tử (Electron impact) EPA Cục Bảo vệ môi trường Mỹ (Environmental protection agency) 10 ESI Ion hóa phun điện tử (Electrospray ionization) 11 FAO Tổ chức Nông nghiệp Lương thực (Food and agriculture organization) 12 FDA Cục dược phẩm thực phẩm Hoa Kỳ (Food and drug administration) 13 FL Huỳnh quang (Fluorescence) 14 GACP Thực hành tốt trồng thu hái dược liệu (Good agriculture and collection practice) 15 GAP 16 GC Sắc ký khí (Gas chromatography) 17 GCB Than đen hoạt tính (Graphite carbon black) 18 GC-MS Sắc ký khí khối phổ (Gas chromatography mass spectrometry) 19 GC-MS/MS Sắc ký khí khối phổ hai lần (Gas chromatography tandem mass spectrometry) 20 GPC Sắc ký lọc gel (Gel permeation chromatography) 21 HCBVTV Hóa chất bảo vệ thực vật 22 HLB Cân thân nước, thân dầu (Hydrophilic lipophilic balance) 23 HPLC Sắc ký lỏng hiệu cao (High performance liquid chromatography) Lu ận án tiế n sĩ D ượ c họ c Thực hành tốt nông nghiệp (Good agriculture practice) vi   TT Chữ viết tắt Giải thích IAC Sắc ký lực miễn dịch (Immunoaffinity chromatography) 25 IS Chất chuẩn nội (Internal standard) 26 LC Sắc ký lỏng (Liquid chromatography) 27 LC-MS Sắc ký lỏng khối phổ (Liquid chromatography mass spectrometry) 28 LC-MS/MS Sắc ký lỏng khối phổ hai lần (Liquid chromatography tandem mass spectrometry) 29 LOD Giới hạn phát (Limit of detection) 30 LOQ Giới hạn định lượng (Limit of quantification) 31 LD50 Liều chết trung bình (Median lethal dose) 32 LPME Vi chiết pha lỏng (Liquid phase microextraction) 33 MAE Chiết với hỗ trợ vi sóng (Microwave-assisted extraction) 34 MRL Giới hạn dư lượng tối đa (Maximum residue limit) 35 MMM Phương pháp đa dư lượng (Multiresidues multiclasses method) 36 MRM Kiểm soát đa phản ứng (Multi reaction mornitoring) 37 MS Khối phổ (Mass spectrometry) 38 MSPD Phân tán pha rắn mẫu thử (Matrix solid phase dispersion) 39 NCI Ion hóa hóa học âm (Negative chemical ionization) 40 NPD Detector nitơ phosphor (Nitrogen phosphorus detector) 41 PCI Ion hóa hóa học dương (Positive chemical ionization) 42 PDA 43 PSA 44 PS-DVB Polystyren divinylbenzen 45 SE Chiết dung môi (Solvent extraction) 46 SFE Chiết siêu tới hạn (Supercritical-fluid extraction) 47 SPE Chiết pha rắn (Solid phase extraction) 48 SPME Vi chiết pha rắn (Solid phase microextraction) 49 TPP Triphenyl phosphat 50 UV-VIS Tử ngoại khả kiến (Ultra violet – Visible) 51 WHO Tổ chức Y tế giới (World health organization) 52 WTO Tổ chức Thương mại giới (World trade organization) Lu ận án tiế n sĩ D ượ c họ c 24 Chuỗi diod quang (Photo-diod array) Các amin bậc bậc (Primary secondary amines) vii   DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Lu ận án tiế n sĩ D ượ c họ c Bảng 1.1 Phân loại HCBVTV theo mối nguy 4  Bảng 1.2 Số lượng hoạt chất HCBVTV phép sử dụng, hạn chế sử dụng cấm sử dụng Việt Nam 14  Bảng 1.3 Quy định Dược điển Việt Nam IV giới hạn HCBVTV 17  Bảng 1.4 Giá trị MRL mặc định số nước 19  Bảng 1.5 Một số ứng dụng phương pháp QuEChERS để phân tích HCBVTV dược liệu sản phẩm từ dược liệu 38  Bảng 1.6 Một số ứng dụng phân tích đồng thời HCBVTV GC-MS 44  Bảng 1.7 Một số ứng dụng phân tích đồng thời HCBVTV LC-MS 48  Bảng 2.1 Một số HCBVTV nghiên cứu khóa luận [17][124] 49  Bảng 2.2 Thông tin chất chuẩn sử dụng nghiên cứu 54  Bảng 2.3 Giới hạn sai lệch cho phép tối đa tỷ lệ ion 60  Bảng 3.1 Các HCBVTV tiêu thụ phổ biến địa phương khảo sát 65  Bảng 3.2 Sự phổ biến HCBVTV theo nhóm phân loại 69  Bảng 3.3 Danh mục thuốc dược liệu địa phương khảo sát 71  Bảng 3.4 Danh mục HCBVTV sử dụng trồng thuốc 73  Bảng 3.5 Các điều kiện MS LC-MS/MS để phân tích HCBVTV 76  Bảng 3.6: Các thông số hoạt động tối ưu nguồn ion hoá 77  Bảng 3.7 Khảo sát gradient pha động (A = acid acetic 0,1%; B = methanol) 79  Bảng 3.8 Điều kiện gradient để tách hỗn hợp HCBVTV 80  Bảng 3.9 Độ lặp lại hệ thống LC-MS/MS 81  Bảng 3.10 Điều kiện MS GC-MS/MS sử dụng nghiên cứu 83  Bảng 3.11 Độ lặp lại hệ thống GC-MS/MS 84  Bảng 3.12 So sánh phương pháp chiết pH dịch chiết đo 90  Bảng 3.13 Tỷ lệ ion xác nhận ion định lượng HCBVTV 103  Bảng 3.14 Các nồng độ HCBVTV sử dụng để khảo sát khoảng tuyến tính đường chuẩn 104  Bảng 3.15 Khoảng tuyến tính, đường chuẩn HCBVTV mẫu dây thìa canh 104  Bảng 3.16 LOD, LOQ HCBVTV mẫu khác phân tích LC-MS/MS 107  Bảng 3.17 LOD, LOQ HCBVTV mẫu khác phân tích GC-MS/MS 108  viii     ượ c họ c Phổ MS/MS carbendazim Lu ận án tiế n sĩ D Phổ MS/MS carboxin PL35     ượ c họ c Phổ MS/MS dimethoat Lu ận án tiế n sĩ D Phổ MS/MS edifenphos PL36     ượ c họ c Phổ MS/MS emamectin Lu ận án tiế n sĩ D Phổ MS/MS imidacloprid PL37     ượ c họ c Phổ MS/MS isoprocarb Lu ận án tiế n sĩ D Phổ MS/MS methiocarb PL38     ượ c họ c Phổ MS/MS thiamethoxam Lu ận án tiế n sĩ D Phổ MS/MS TPP PL39     Lu ận án tiế n sĩ D ượ c họ c Sắc đồ chuẩn HCBVTV 100 ng/ml (MRM) PL40     D ượ c họ c Sắc đồ imidacloprid - mẫu thêm chuẩn 10 µg/kg Lu ận án tiế n sĩ Sắc đồ atrazin – mẫu thêm chuẩn 10 µg/kg Sắc đồ dimethoat – mẫu thêm chuẩn 10 µg/kg PL41   ượ c họ c   Lu ận án tiế n sĩ D Sắc đồ isoprocarb – mẫu thêm chuẩn 10 µg/kg Sắc đồ imidacloprid – chuẩn 100 ng/ml PL42   ượ c họ c   Lu ận án tiế n sĩ D Sắc đồ aldicarb – chuẩn 100 ng/ml Sắc đồ acetamiprid – mẫu trắng PL43   ượ c họ c   Lu ận án tiế n sĩ D Sắc đồ abamectin – mẫu trắng Sắc đồ carbaryl – mẫu trắng PL44   ượ c họ c   Lu ận án tiế n sĩ D Sắc đồ thiamethoxam – mẫu trắng Sắc đồ carbofuran - mẫu trinh nữ hoàng cung PL45   ượ c họ c   Lu ận án tiế n sĩ D Sắc đồ atrazin – mẫu bồ công anh Sắc đồ carbendazim – mẫu mã đề PL46   D Lu ận án tiế n sĩ Sắc đồ acetamiprid – mẫu hoa nhài ượ c họ c   Sắc đồ acetamiprid – mẫu TPCN 09-27 PL47   c họ c   Lu ận án tiế n sĩ D ượ Sắc đồ carbofuran – mẫu TPCN 12-05 PL48     Lu ận án tiế n sĩ D ượ c họ c Phụ lục Kết thử nghiệm liên phòng PL49