Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần

Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM

KHOA HỌC CÔNG NGHÊ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

ĐÀO THỊ LÊ DUNG

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH PHÂN TÍCH HÓA CHẤT DIỆT NẤM NHÓM AZOLE TỪ BỤI KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ BẰNG PHƯƠNG

PHÁP SẮC KÝ LỎNG GHÉP NỐI KHỐI PHỔ HAI LẦN

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA PHÂN TÍCH

HÀ NỘI – 2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM

KHOA HỌC CÔNG NGHÊ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

ĐÀO THỊ LÊ DUNG

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH PHÂN TÍCH HÓA CHẤT DIỆT NẤM NHÓM AZOLE TỪ BỤI KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ BẰNG PHƯƠNG

PHÁP SẮC KÝ LỎNG GHÉP NỐI KHỐI PHỔ HAI LẦN

Chuyên ngành: Hóa Phân Tích

Mã số: 8 44 01 18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA PHÂN TÍCH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRỊNH THU HÀ

HÀ NỘI – 2024

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan

Những nội dung trong luận văn này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS.Trịnh Thu Hà Mọi tham khảo dùng trong luận văn đều được tôi trích dẫn nguồn gốc rõ ràng Các kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào

Tôi xin chịu trách nhiệm về mọi vấn đề liên quan đến nội dung của đề tài này

Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2024

Học viên

Đào Thị Lê Dung

TS Trịnh Thu Hà lời cảm ơn chân thành nhất

Tôi xin chân thành cảm ơn đề tài “Xây dựng bộ quy trình tiêu chuẩn xác định chất chống cháy trong môi trường, vật liệu chống cháy và đánh giá mức

độ nguy hại đến sức khỏe con người”, mã số: TĐPCCC.05/21-23 đã tài trợ kinh

phí cho tôi thực hiện luận văn này

Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban lãnh đạo Học Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ cho

em được hoàn thành luận văn này

Em cũng xin được gửi lời cảm ơn các thầy cô giáo trong Viện Hóa Học

và Khoa Môi trường - Viện Công nghệ Môi trường - Học viện Khoa học và Công nghệ -Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện về cơ sở vật chất và hướng dẫn em hoàn thành chương trình học tập và thực hiện luận văn

Dù đã rất cố gắng, song do thời gian và kiến thức về đề tài chưa được sâu rộng nên chắc chắn luận văn không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế Kính mong nhận được sự chia sẻ và những ý kiến đóng góp quý báu của các Thầy cô giáo, các đồng nghiệp và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 30 tháng 5 năm 2024

TS Trịnh Thu Hà Đào Thị Lê Dung

iii

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT iii

DANH MỤC HÌNH v

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.3 Những bất lợi của việc sử dụng hóa chất diệt nấm nhóm azole và sự hiện diện của chúng trong môi trường 9

1.6 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 22

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 24

2.1.1 Hóa chất 26

2.2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 24

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 24

2.2.2 Nội dung nghiên cứu 24

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu 24

2.3.1 Khảo sát các thông số trong thiết bị LC-MS/MS 28

2.3.2 Khảo sát quy trình chiết tách mẫu 30

2.3.3 Xác định thẩm định phương pháp 31

2.3.4 Phân tích mẫu thực tế 32

2.3.5 Xử lý số liệu 32

2.4 Các công thức tính toán cho xây dựng quy trình phân tích 32

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36

3.1 Kết quả phương pháp phân tích nhóm Azole trên thiết bị LC-MS/MS 36 3.1.1 Kết quả điều kiện thông số trên thiết bị LC-MS/MS 36

3.1.2 Tối ưu quy trình xử lí mẫu 43

3.1.3 Thẩm định phương pháp 44

3.2 Hàm lượng hợp chất hóa chất diệt nấm nhóm azole trong mẫu bụi không khí tại Hà Nội 47

3.3 Đánh giá rủi ro, tác động của hóa chất diệt nấm nhóm azole xác định được trong bụi trong nhà đến sức khỏe con người 51

iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Kí hiệu

viết tắt

Q – TOF Đầu dò khối phổ tứ cực – đầu dò

khối phổ thời gian bay

Quadrupole – Time of flight

Agency

chromatography

mass spectrometry

SWATH Cửa sổ tuần tự - thu thập số liệu Sequential Window

Acquisition of All Theoretical Fragment-Ion Spectra Acquisition

v

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Phân loại hóa chất diệt nấm nhóm Azole 4

Hình 1.2 Công thức hóa học của Hexaconazole 5

Hình 1.3 Công thức hóa học của Tebuconazole 6

Hình 1.4 Công thức hóa học của Thiabendazole 7

Hình 1.5 Công thức hóa học của Tricyclazole 8

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý của LC-MS 20

Hình 2.1 Thiết bị LC-MS/MS (SCIEX X500R QTOF) 28

Hình 3.1 Chương trình gradient dung môi trong thiết bị LC 36

Hình 3.2 Sắc ký đồ các hóa chất diệt nấm nhóm azole 38

Hình 3.3 Sự thay đổi cường độ tín hiệu pic theo điều kiện MS/MS 40

Hình 3.3 Các đường chuẩn của hóa chất diệt nấm nhóm Azole 42

Hình 3.3 Tối ưu hóa dung môi chiết 44

Hình 3.4 Quy trình chiết tách trong mẫu bụi 46

Hình 3.5 Hàm lượng hóa chất diệt nấm nhóm Azoles trong bụi trong nhà tại Hà Nội 48

Hình 3.6 Chỉ số HI do ăn phải bụi của người lớn và trẻ em 56

vi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tính chất hóa lí của 4 hợp chất 9

Bảng 1.2: Một số phương pháp chiết để xác định hóa chất diệt nấm nhóm Azole 16

Bảng 1.3 Một số phương pháp xác định hóa chất diệt nấm nhóm Azole trong mẫu bụi không khí 19

Bảng 2.1 Chất nội chuẩn và chất chuẩn đồng hành 27

Bảng 3.1 Chương trình gradient dung môi của thiết bị LC 36

Bảng 3.2 Thời gian lưu của các chất phân tích với tốc độ dòng khác nhau của thiết bị LC 37

Bảng 3.3 Thời gian lưu ở nhiệt độ cột khác nhau 37

Bảng 3.4 Điều kiện làm việc của MS/MS 38

Bảng 3.5 Các điều kiện MS/MS 39

Bảng 3.6 Các thông số vận hành máy của thiết bị GC-MS/MS 40

Bảng 3.7 Thời gian lưu của các hóa chất diệt nấm nhóm azole trên thiết bị LC – MS/MS 41

Bảng 3.8 Các thông số tính toán MDL và LOQ 43

Bảng 3.9 Độ thu hồi các hóa chất diệt nấm nhóm Azole trên LC-MS/MS 44

Bảng 3.10 Độ lặp lại của phương pháp 45

Bảng 3.11 Độ tái lặp của phương pháp 45

Bảng 3.12 Hàm lượng hóa chất diệt nấm nhóm Azole trong mẫu bụi trong nhà tại nội thành Hà Nội 49

Bảng 3.13 Các thông số để tính toán các chỉ số đánh giá rủi ro của hexaconazole trong bụi đến sức khỏe 52

Bảng 3.14 Các thông số để tính toán các chỉ số đánh giá rủi ro của tebuconazole trong bụi đến sức khỏe 52

Bảng 3.15 Các thông số để tính toán các chỉ số đánh giá rủi ro của thiabendazole trong bụi đến sức khỏe 53

Bảng 3.16 Các thông số để tính toán các chỉ số đánh giá rủi ro của tricyclazole trong bụi đến sức khỏe 53

Bảng 3.17 Liều lượng hàng ngày (ng/kg bw/ngày) qua tiếp xúc qua hít thở và chỉ số nguy hại đối với hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole được phát hiện 54

1

MỞ ĐẦU

Hóa chất diệt nấm nhóm Azole là hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) được sử dụng rộng rãi nhất thế giới từ những năm 1990 với sản lượng chiếm 1/4 lượng HCBVTV được sử dụng vào năm 2014 [1] Nhóm HCBVTV này đóng một vai trò không thể thiếu trong nông nghiệp và đô thị cảnh quan bởi độ bay hơi thấp, tính thấm cao và độ chọn lọc cao [2] Trong những năm gần đây, h óa chất diệt nấm nhóm Azole đã được thị trường ưa chuộng vì “độc tính thấp” đối với động vật có vú và độc tính cao đối với côn trùng so với các loại hóa chất diệt côn trùng khác [3] Hơn 120 quốc gia đã được báo cáo là đã đăng ký sử dụng hóa chất diệt nấm Tuy nhiên, việc sử dụng hóa chất diệt nấm nhóm Azole ngày càng tăng

có nhiều những tác động tiêu cực tiềm tàng đến hệ sinh thái và sức khỏe con người [4, 5] bao gồm sự suy giảm sự phát triển của đàn ong, giảm số lượng chim ăn côn trùng và tăng nguy cơ ung thư vú phụ thuộc vào hormone [6] [7] [8]

Môi trường không khí trong nhà là một trong những nguồn phơi nhiễm các chất ô nhiễm cho con người [1] Bụi trong nhà là một trong những các nguồn tiếp xúc ô nhiễm đối với con người, đặc biệt là trẻ sơ sinh và trẻ mới biết đi [3] Năm

1985, Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA) bắt đầu kiểm tra việc tiếp xúc với thuốc trừ sâu qua không khí trong nhà thông qua chương trình NOPES:

“Nonoccupational Pesticide Exposure Study”, các thuốc trừ sâu chlorpyrifos, heptachlor, o-phenylphenol và propoxur được phát hiện trên 50% số hộ gia đình được khảo sát [2] Bụi không khí trong nhà đại diện cho con đường phơi nhiễm quan trọng của con người với thuốc trừ sâu Bụi trong nhà là nguồn tiếp xúc chính của con người với hóa chất diệt nấm nhóm Azole và có thể đối với các loại hóa chất trừ sâu clo hữu cơ khác [3] Bụi trong nhà tại Seattle, Mỹ có hàm lượng cao của các thuốc trừ sâu chlorpyrifos, carbaryl, pentachlorophenol và propoxur [4] Trẻ em là đối tượng dễ bị ảnh hưởng bởi HCBVTV và đã có tính toán chỉ ra rằng bụi không khí trong nhà gây nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe đối với trẻ em cao gấp

12 lần so với người lớn [5] Tuy nhiên, dữ liệu về hóa chất diệt nấm nhóm Azole

là nước sản xuất nông nghiệp, khí hậu nhiệt đới và nóng ẩm rất thuận lợi cho sự phát triển của cây trồng cũng như sự phát triển và sinh trưởng của sâu bệnh, cỏ dại gây hại Do đó, việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật để phòng trừ sâu hại, dịch bệnh, giữ vững an ninh lương thực quốc gia là một biện pháp vô cùng quan trọng và thiết yếu Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn về tình hình và các giải pháp quản lý thuốc trừ sâu, khoảng 120.000 tấn thuốc trừ sâu bao gồm 83,2% của thuốc trừ sâu được sử dụng vào năm 2017 [6, 7] trong đó có gần 0,3% được sử dụng cho 188.000 héc ta trồng cây nông nghiệp, trồng hoa và các mục đích khác ở Hà Nội [8]

Tính đến thời điểm này, tại Việt Nam vẫn chưa có một tiêu chuẩn, quy chuẩn hay quy định cụ thể nào để giám sát chất lượng không khí trong nhà Do đó, nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm của các HCBVTV trong bụi không khí trong nhà tại khu vực dân cư của Hà Nội là vấn đề rất cấp thiết, cần được thực hiện

Hiện nay, Phương pháp sắc ký lỏng kết nối khối phổ hai lần (LC/MS/MS)

là phương pháp phân tích có nhiều ưu điểm độ chọn lọc cao, giới hạn phát hiện thấp, thời gian phân tích nhanh, có thể định lượng đồng thời các chất có thời gian lưu giống nhau mà phương pháp sắc kí lỏng thường không làm được Vì vậy, đề

tài “Nghiên cứu quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm Azole từ bụi không khí trong nhà bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần” được

đề xuất thực hiện để từ đó cung cấp dữ liệu quan trọng về ô nhiễm HCBVTV trong bụi không khí trong nhà cho các cơ quan quản lý nhà nước, tổ chức bảo vệ môi trường, cơ quan y tế để có phương án, biện pháp giảm thiểu ô nhiễm, đảm bảo sức

khỏe cộng đồng

3

Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu, xây dựng quy trình chiết tách và phân

tích hóa chất diệt nấm nhóm Azole bao gồm hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole trong bụi không khí trong nhà bằng phương pháp LC-MS/MS Từ đó xác định các hóa chất này trong mẫu bụi không khí trong nhà tại khu vực Hà Nội để đánh gia rủi ro sức khỏe và phơi nhiễm của người dân với các hóa chất này trong bụi trong nhà

Mục tiêu cụ thể:

- Xây dựng quy trình chiết tách và phân tích hóa chất diệt nấm nhóm Azole (hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole) trong bụi không khí trong nhà trên thiết bị LC-MS/MS

- Phân tích, xác định hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole trong mẫu bụi trong nhà thu thập tại các nhà dân, chung cư ở khu vực nội thành Hà Nội

- Đánh giá rủi ro tác động của hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole

và tricyclazole trong bụi trong nhà đến sức khỏe con người

- Xác định liều phơi nhiễm của con người đối với các hóa chất xác định được trong bụi trong nhà

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:

Quy trình phân tích sau khi được xây dựng sẽ được áp dụng vào phân tích xác định hóa chất diệt nấm nhóm Azole (hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole) trong bụi không khí trong nhà Từ đó góp phẩn cung cấp dữ liệu quan trọng về ô nhiễm HCBVTV trong bụi không khí trong nhà

và những chỉ số đánh giá rủi ro tác động của chúng này đến sức khỏe con người

4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về hóa chất diệt nấm nhóm Azole

Hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) là các hóa chất hoặc chất sinh học được con người sử dụng để kiểm soát, ngăn ngừa, lây nhiễm hoặc tiêu diệt các loài gây hại như mầm bệnh thực vật, cỏ dại, côn trùng, động vật thân mềm, chim, động vật có vú, vi trùng và vi khuẩn gây thiệt hại cho cây trồng và làm giảm năng suất nông nghiệp Ngoài ra, các loại thuốc kích thích sinh trưởng, giúp cây trồng đạt năng suất cao cũng là một dạng của HCBVTV [9] Hiện nay, các loại hóa chất bảo vệ thực vật phổ biến nhất là thuốc trừ sâu, hóa chất diệt cỏ, hóa chất diệt mối, hóa chất diệt nấm hoặc thuốc quản lý côn trùng HCBVTV là những hóa chất độc hại, có khả năng phá hủy tế bào, tác động đến cơ chế sinh trưởng, phát triển của sâu bệnh, cỏ dại và cả cây trồng, vì thế khi các hợp chất này đi vào môi trường, chúng cũng có những tác động nguy hiểm đến môi trường, đến những đối tượng tiếp xúc trực tiếp hay gián tiếp Và đây cũng là lý do mà HCBVTV nằm trong số những hóa chất đầu tiên được kiểm tra triệt để về bản chất, về tác dụng cũng như tác hại

Hóa chất diệt nấm nhóm Azole lần đầu tiên được báo cáo vào năm 1944 và được đưa vào thị trường HCBVTV trong những năm 1958 Về mặt cấu trúc, hóa chất diệt nấm nhóm Azole là một nhóm các hợp chất dị vòng năm thành viên chứa một nguyên tử nitơ và ít nhất một nguyên tử không phải carbon khác (tức là nitơ, lưu huỳnh hoặc oxy) là một phần của vòng Trong lâm sàng, thuốc chống nấm Azole được chia làm 2 loại: imidazole (ketoconazole và miconazole, clotrimazole) và triazole (itraconazole và fluconazole)

Imidazole (Ketoconazole) Triazole (Itraconazole)

Hình 1.1 Phân loại hóa chất diệt nấm nhóm Azole

5

Tất cả các Azole đều hoạt động theo một cơ chế tác động chung: chúng

ngăn chặn sự tổng hợp ergosterol, thành phần sterol chính của màng tế bào nấm, thông qua việc ức chế lanosterol 14-a-demethylase, enzyme phụ thuộc cytochrome P450 của nấm Kết quả là sự suy giảm ergosterol và sự tích tụ đồng thời của tiền chất methyl hóa 14-a cản trở chức năng chính của ergosterol trong màng nấm và làm thay đổi cả tính lưu động của màng cũng như hoạt động của một số enzyme gắn màng (ví dụ chitin synthase) Hiệu quả cuối cùng là ức chế sự phát triển và nhân lên của nấm Ngoài ra, một số tác dụng phụ, chẳng hạn như ức chế sự chuyển đổi hình thái của nấm men sang dạng sợi nấm, giảm sự bám dính của nấm và tác dụng gây độc trực tiếp lên phospholipid màng, đã được báo cáo [14] Ngoại trừ ketoconazol, việc sử dụng imidazole chỉ giới hạn trong điều trị bệnh nấm bề mặt, trong khi triazole có phạm vi ứng dụng rộng rãi trong điều trị

cả nhiễm nấm bề mặt và nhiễm nấm toàn thân Một ưu điểm khác của triazole là

ái lực cao hơn với enzyme cytochrome P-450 của nấm hơn là của động vật có vú, điều này góp phần cải thiện tính an toàn

Hexaconazole (công thức hóa học C 14 H 17𝐶𝑙2N 3 O) là hóa chất diệt nấm

triazole có hiệu quả cao thường được áp dụng ở nhiều nước khác nhau để nâng cao năng suất cây trồng Do thời gian bán hủy dài và khả năng hòa tan trong nước cao, loại hóa chất diệt nấm này thường được phát hiện trong môi trường, kể cả nguồn nước Hexaconazole có độc tính cấp tính ở mức độ thấp qua đường tiếp xúc qua đường miệng, da và đường hô hấp [loại 3/4] Nó gây kích ứng nhẹ đến vừa phải cho mắt và không gây kích ứng cho da

Hình 1.2 Công thức hóa học của Hexaconazole

Hexaconazole là HCBVTV gây độc tố thần kinh, có độ độc cao, có thể làm tổn thương hệ tim mạch ở cá trong quá trình phát triển ban đầu, gây nhiễm độc gan và làm rối loạn sự phát triển ở gan của côn trùng, gây bất lợi đến các hệ sinh

6

thái Tuy nhiên, người ta biết rất ít về tác dụng độc hại của hexaconazole đối với

sự phát triển của động vật

Tebuconazole (công thức hóa học C 16 H 22 ClN 3 O) là một hoạt chất phổ biến

có trong một số loại hóa chất bảo vệ thực vật để kiểm soát sâu bệnh Độc tính của tebuconazole đối với con người, động vật có vú, sinh vật dưới nước, động vật trên đất, động vật lưỡng cư, vi sinh vật đất, chim, ong mật và thực vật đã được tóm tắt

và thống kê Tebuconazole có khả năng gây độc tính phát triển, độc tính gen, độc tính sinh sản, gây đột biến, nhiễm độc gan, độc tính thần kinh, nhiễm độc tim và nhiễm độc thận, được gây ra thông qua quá trình apoptosis qua trung gian các loại oxy phản ứng, rối loạn chuyển hóa và hormone, tổn thương DNA và các bất thường về phiên mã Ngoài ra, tebuconazole còn thể hiện tác dụng phá vỡ nội tiết

rõ ràng bằng cách điều chỉnh nồng độ hormone và phiên mã gen

Hình 1.3 Công thức hóa học của Tebuconazole

Tebuconazole đã được áp dụng rộng rãi trong hơn ba thập kỷ qua vì hiệu quả cao, độc tính thấp và phổ rộng và vẫn là một trong những loại hóa chất diệt nấm phổ biến nhất trên toàn thế giới Dư lượng Tebuconazole thường xuyên được phát hiện trong các mẫu môi trường và thực phẩm, gây nguy hiểm tiềm tàng cho con người Hiểu được độc tính của thuốc trừ sâu là rất quan trọng để đảm bảo sức khỏe con người và hệ sinh thái, nhưng cơ chế độc hại và độc tính của tebuconazole vẫn chưa rõ ràng Hơn nữa, thuốc trừ sâu có thể biến đổi thành các sản phẩm biến đổi (TP) có thể bền hơn và độc hại hơn bố mẹ chúng

Thiabendazole (công thức hóa học C 10 H 7 N 3 ): Thiabendazole (TBZ) là hóa

chất diệt nấm và thuốc trừ giun sán đã được Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt [2], thường được tìm thấy trong các sản phẩm

7

thực phẩm Nó còn được biết đến là phụ gia thực phẩm E233 thuộc nhóm chất bảo quản [1] Xử lý trước và sau thu hoạch trái cây và rau quả bằng TBZ có thể làm giảm nấm mốc, sâu bệnh và thối rữa cũng như giảm hư hỏng trong quá trình bảo quản và vận chuyển [3] Được biết, nó không thể được loại bỏ khỏi trái cây một cách hiệu quả bằng cách rửa [6] và ổn định trong quá trình chế biến thực phẩm [7] Mức dư lượng tối đa của TBZ được Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu

Âu cho phép là 10 mg/kg trong đu đủ, 7 mg/kg trong trái cây họ cam quýt và xoài,

6 mg/kg trong chuối, 4 mg/kg trong quả lựu, 3 mg/kg trong khoai lang, 0,05 mg/kg trong trà và hạt cà phê, dưới 0,02 mg/kg trong các loại trái cây và rau quả khác và dưới 2 mg/kg trong các sản phẩm có nguồn gốc động vật [8]

Hình 1.4 Công thức hóa học của Thiabendazole

Thiabendazole là bột tinh thể màu trắng và ổn định ở dạng rắn và trong dung dịch Nó có độ hòa tan thấp trong nước ở pH trung tính trong khi độ hòa tan của nó tăng lên trong axit và kiềm loãng, nhờ đó độ hòa tan tối đa của nó là ở pH 2,5 khi nó tạo thành dung dịch 1,5% [13]

Thiabendazole cũng là một tác nhân phục hồi miễn dịch, chứng tỏ khả năng miễn dịch tối đa ở vật chủ bị ức chế miễn dịch Các nghiên cứu miễn dịch ban đầu chỉ ra rằng thuốc có hiệu quả nhất khi dùng 24 giờ trước hoặc tại thời điểm sử dụng kháng nguyên Liều duy nhất có hiệu quả hơn nhiều liều hàng ngày [45] Là một chất bổ trợ cho các phương thức điều trị ung thư thông thường, TBZ cần có môi trường vật chủ giống như đã thấy với nhiều thuốc tăng cường miễn dịch Khối

u phải được giảm bằng phương pháp chính Một lịch trình liều lượng phải được phát triển cùng với từng phương thức chính được sử dụng Là một chất bổ trợ trong điều trị ung thư, thuốc có hiệu quả nhất khi dùng cách ngày[50] Tùy thuộc vào phương thức chính được sử dụng, TBZ bổ trợ có thể cần điều chỉnh liều

8

TBZ là một trong những thuốc trừ sâu được phát hiện nhiều nhất ở Châu

Âu và Hoa Kỳ [4,5] Mặc dù thực tế là TBZ có độc tính thấp với loại độc tính là

4 (ít độc nhất), Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) đã phân loại nó có khả năng gây ung thư ở liều đủ cao để gây rối loạn cân bằng hormone tuyến giáp [6,9 ] Theo EPA, lượng tiêu thụ hàng ngày cho phép (ADI) của TBZ là 0,1 mg/kg, trong khi theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) là 0,3 mg/kg Đối với phơi nhiễm liều đơn, mức tác động không quan sát được (NOEL) là 3,3 mg/kg mỗi ngày [10]

Do độc tính và khả năng gây ung thư tiềm tàng, việc xác định chất này trong các mẫu khác nhau rất quan trọng đối với sức khỏe cộng đồng

Tricyclazole (công thức hóa học C 9 H 7 N 3 S): Tricyclazole thuộc nhóm

triazole là một loại hóa chất diệt nấm toàn thân được sử dụng rộng rãi để kiểm soát bệnh đạo ôn và cũng để cải thiện chất lượng sản xuất lúa Triazole nói chung có thể gây tổn thương nhiễm sắc thể và ức chế biểu hiện gen [1,2] Tricyclazole

dư lượng cao vẫn tồn tại trong đất và ảnh hưởng nghiêm trọng đến các loài thủy sinh [3] Tricyclazole là hóa chất diệt nấm được rễ hấp thụ nhanh chóng và vận chuyển qua cây, có thể dùng làm nước ngâm, ngâm rễ cây hoặc phun lên lá

Hình 1.5 Công thức hóa học của Tricyclazole

Tricyclazole là một hoạt chất mới, theo Điều 7 của Quy định (EC) số 1107/2009 của Nghị viện và Hội đồng Châu Âu, báo cáo viên Quốc gia Thành viên (RMS) Ý đã nhận được đơn đăng ký từ Dow AgroSciences vào ngày 21 tháng 12 năm 2012 để xin phê duyệt Tuân thủ Điều 9 của Quy định, RMS đã kiểm tra tính đầy đủ của hồ sơ và công nhận ngày chấp nhận đơn là ngày 4 tháng

2 năm 2013 Tác dụng phụ chính của tricyclazole được quan sát thấy là: giảm trọng lượng cơ thể và tăng trọng lượng các cơ quan khác trong gan Tricyclazole không gây ung thư, không ảnh hưởng đến khả năng sinh sản, không có độc tính

9

phát triển hoặc nhiễm độc gen liên quan đến sức khỏe con người

Cấu trúc, tính chất hóa lí của 4 hợp chất quan tâm được thể hiện trong bảng sau

10

liên quan đến việc sử dụng rộng rãi các sản phẩm này vẫn là vấn đề gây nhiều bàn cãi và cần được xem xét thêm [15] Việc sử dụng hóa chất diệt nấm nhóm Azole ngày càng gia tăng ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole với các tần suất xuất hiện và hàm lượng khác nhau ở khắp nơi trên thế giới [45,10,12,21] Nhưng các sản phẩm này cũng được giám sát ngày càng chặt chẽ hơn

Một số nghiên cứu gần đây về ảnh hưởng của hóa chất diệt nấm đối với môi trường, bao gồm không khí, ngoài trời và bụi trong nhà [22,23], nước mặt, nước ngầm, nước biển và uống nước, đất [24-26], trong thực phẩm [27,28], các loại trái cây và rau quả [29], và tác động đến côn trùng có lợi (thường là ong) [30,31], động vật thủy sản [32] Hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole

và tricyclazole thường xuyên được phát hiện trong các môi trường khác nhau Ngay cả việc uống nước cũng là nguy cơ phơi nhiễm với chúng [33]

Gần đây, có nhiều lo lắng về ảnh hưởng xấu của hóa chất diệt nấm nhóm Azole đến các loài thụ phấn, do đó dẫn đến suy giảm và mất kiểm soát của loài ong [33] Sự suy giảm của ong khỏi các hệ sinh thái trên cạn khiến nhiều nhà khoa học dự báo là do các yếu tố bao gồm hóa chất diệt côn trùng, mầm bệnh và sự suy thoái môi trường sống tự nhiên [34,35] Người nuôi ong đã mất khoảng 10% đàn ong của họ vào đầu mùa xuân năm 2007 ở 22 tiểu bang ở Hoa Kỳ [36,37] Hóa chất diệt côn trùng ở các cánh đồng nông nghiệp là nguyên nhân có thể gây ra sự rối loạn trong các môi trường đó Ví dụ: thiabendazole có liên quan đến việc giảm

tỷ lệ sống sót của ong mật sau khi phơi nhiễm Sự xuất hiện của hexaconazole cũng có liên quan đến giảm sự phát triển của đàn ong và hiệu suất của ong chúa trong môi trường trên cạn [38], cũng như được thay thế (LD 50) cho các côn trùng không phải mục tiêu khác hiện diện trong hệ sinh thái xung quanh nơi hóa chất được sử dụng [39]

Hóa chất diệt nấm nhóm Azole đại diện cho thế hệ thuốc trừ sâu độc hại thần kinh mới, thể hiện nhiều độc tính chọn lọc đối với côn trùng so với động vật

11

có vú Kể từ khi được giới thiệu ra thị trường hóa chất bảo vệ thực vật năm 1958, việc sử dụng hóa chất diệt nấm nhóm Azole đã tăng lên hàng năm Nó được xếp hạng là một trong những sản phẩm bán chạy nhất thuốc trừ sâu trên thế giới năm 2001-2002 Nó đang dần thay thế acetylcholinesterase chất ức chế, các hợp chất photpho hữu cơ và metylcarbamat

Trong môi trường, các con đường phân tán chính của hóa chất diệt nấm nhóm Azole là quang phân trong nước, sự phân hủy và hấp thụ bởi vi sinh vật và thực vật Một số chất hiện được DPR liệt kê là một chất gây nguy cơ tiềm ẩn ô nhiễm nước ngầm, dựa trên khả năng hòa tan cao trong nước, tính linh động và bền trong đất

Những nguy cơ về sức khoẻ liên quan đến hóa chất diệt nấm nhóm Azole: Hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole đã được tổ chức lương thực và nông nghiệp (FAO) của Liên Hợp Quốc đánh giá là “ nguy hiểm vừa phải (WHO loại III)” và “ ít nguy hiểm” (WHO loại 4) đối với con người Vì nó có hại nếu nuốt phải, liên quan đến các vấn đề sức khỏe con người như rối loạn nội tiết, suy giảm hệ miễn dịch, tác dụng phụ trên sự phát triển của thai nhi và trẻ sơ sinh

và chức năng thần kinh Với một số triệu chứng ngộ độc như: đau ngực, nhức đầu, yếu cơ và run, khó thở, ho, nhịp tim nhanh, mờ mắt, đau bụng, nôn mửa, khóa hàm, mất trí nhớ, suy thận; kích ứng cổ họng, kích ứng da và phát ban, sốt,

tê, chóng mặt, tiêu chảy, đổ mồ hôi Ngoài ra, chúng là chất rất độc với ong và các loài động vật thủy sinh, trên hệ thống phân loại và ghi nhãn toàn cầu (GHS):

“có hại nếu nuốt phải, rất độc với đời sống thủy sinh với các tác động lâu dài” người có thể bị phơi nhiễm với hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole từ các sinh hoạt hằng ngày, từ khu vực sống, từ nơi làm việc, thức ăn, nước uống, không khí

Hóa chất bảo vệ thực vật nhóm Azole nói chung, hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole nói riêng đã được phát hiện trong các thành phần môi trường khác nhau như đất, nước, không khí, thức ăn Nhiều

12

nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng hàm lượng hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole đã được tìm thấy trong các mẫu bụi trong nhà, việc này liên quan đến việc sử dụng rộng rãi các hóa chất diệt nấm nhóm Azole Tần suất và hàm lượng phát hiện cao của cả hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole được thấy ở trong bụi không khí trong nhà, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người trong thời gian tiếp xúc lâu dài, đặc biệt là đối với trẻ em [40,41], do tần suất tiếp xúc với không khí trong nhà thường xuyên hơn do đó phơi nhiễm bụi cao hơn so với người lớn [12] Do đó việc phân tích hàm lượng hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole trong bụi không khí trong nhà ngày càng được quan tâm

1.3 Nguy cơ phơi nhiễm của con người với hóa chất diệt nấm nhóm Azole

Đánh giá rủi ro sức khỏe con người đối với hóa chất diệt nấm nhóm Azole được thực hiện tại Mỹ vì các tác dụng phụ trên gan và tuyến giáp được chú ý sau khi phơi nhiễm cận mãn tính và mãn tính Đánh giá nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe tiềm ẩn do tiếp xúc với tồn dư hóa chất diệt nấm trong thức ăn và nước uống đã được thực hiện ở Mỹ [13] Sự tiếp xúc từ không khí xung quanh, các hoạt động nghề nghiệp và việc sử dụng hóa chất diệt nấm trong khu dân cư, cũng như mức phơi nhiễm tổng hợp từ các kịch bản kết hợp khác nhau, đã được đánh giá trong một số nghiên cứu Các hồ sơ độc chất học dựa trên các nghiên cứu trong hồ sơ tại Cục Tài nguyên Dầu Khí (DPR) đã được đệ trình để hoàn thành các yêu cầu

về dữ liệu đăng ký thuốc trừ sâu theo Đạo luật Phòng chống Dị tật bẩm sinh của California Năm 1984 (SB 950) Dữ liệu thử nghiệm đã xuất bản cũng được sử dụng để mô tả đặc điểm của độc tính hóa chất diệt nấm nhóm Azole Các ấn phẩm liên quan được tra cứu từ cơ sở dữ liệu điện tử tại Trung tâm công nghệ sinh học quốc gia

Các nhà khoa học đã xác định có rất nhiều nguồn có khả năng là nguy cơ phơi nhiễm của con người với hóa chất diệt nấm nhóm Azole: con đường tiếp xúc trực tiếp, ăn, uống, hít thở Hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và

a) Phơi nhiễm qua con đường ăn uống:

Trái cây và rau quả là những thực phẩm vô cùng quan trọng để tăng cường sức khỏe, cung cấp các dưỡng chất cần thiết như: Magie, vitamin A, C, K, và chất xơ…giúp cơ thể con người tăng sức đề kháng, phòng ngừa bệnh tật Tuy nhiên, ngày nay với việc sử dụng rộng rãi hóa chất bảo vệ thực vật thì chế độ ăn uống cũng đang là một trong những nguồn tiếp xúc với các loại hóa chất bảo vệ thực vật Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nghiên cứu về dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong thực phẩm, ví như: Tại Trung quốc một nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hóa chất diệt nấm được phát hiện trong 81,3% các mẫu nước tiểu của trẻ em, thiabendazole có nồng độ cao hơn so với các chất khác Nghiên cứu chỉ ra rằng hàm lượng thiabendazole được phát hiện trên trẻ ăn nhiều rau hơn [41] Tại Hoa

Kỳ và New Zealand, nghiên cứu về dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật hóa chất diệt nấm nhóm Azole trong thực phẩm [42] Nghiên cứu được tiến hành trên 15 loại mẫu quả, 10 loại mẫu rau, và 10 loại mẫu mật ong Kết quả cho thấy gần như tất cả các mẫu rau quả đều xuất hiện hóa chất nhóm Azole với 90% các mẫu mật ong đều có dư lượng hóa chất diệt nấm nhóm Azole Từ các kết quả trên cho thấy rằng các loại rau quả có thể đã sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trong nhóm Azole khác nhau để bảo quản làm tăng thời gian lưu trữ, sử dụng chúng hoặc do sự tích

tụ các hóa chất diệt nấm trong đất hiếu khí, dẫn đến quá trình sử dụng tuần hoàn của các hóa chất diệt nấm nhóm Azole, đặc biệt với các chất có chu kỳ phân hủy dài Các nghiên cứu này chỉ ra rằng thực phẩm cũng là một nguồn phơi nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật đáng kể trong chế độ ăn uống và góp phần làm tăng hàm lượng độ trong cơ thể của hóa chất diệt nấm nhóm Azole

14

b) Phơi nhiễm qua tiếp xúc và hít thở phải bụi và không khí trong nhà:

Hơn 80% thời gian của con người là ở trong nhà Vì vậy, bụi và không khí trong nhà cũng là con đường phơi nhiễm tiềm năng Do khả năng bay hơi thấp, chính vì vậy những hợp chất này sẽ chỉ tồn tại ở thể khí trong môi trường một thời gian ngắn, xu hướng chính của chúng là hấp thụ trên bề mặt các hạt bụi Nhiều nghiên cứu đã phát hiện hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole trong các hạt bụi trong nhà Bởi việc sử dụng các hóa chất diệt nấm nhóm Azole làm hóa chất diệt côn trùng trong nhà như: muỗi, gián, … đặc biệt là

bọ chét, ve của vật nuôi trong nhà hoặc do dư lượng từ các trang trại, khu vực nông nghiệp theo tác động của gió đi vào khu dân cư Một nghiên cứu gần đây đã khảo bụi trong nhà ở ba thành phố lớn của Trung quốc Và đã tìm thấy tebuconazole được phát hiện trong môi trường trong nhà ở các thành phố của Trung Quốc và lần lượt là 1,46, 5,26 và 7,24 ng/g ở Thái Nguyên (2016), Vũ Hán (2018) và Thâm Quyến, Trung Quốc (2019) [43] Trong khi đó, hàm lượng tricyclazone thấp nhất đo được ở 3 thành phố ở Trung Quốc nhỏ hơn giới hạn phát hiện của phương pháp và hàm lượng cao nhất là 92,1 ng/g được phát hiện ở Vũ Hán vào năm 2018 Ở Italia các nhà khoa học cũng phát hiện thiabendazole trong bụi không khí trong nhà với hàm lượng trung bình 1,584µg/g [44]

Các nhóm nguy cơ cao tiếp xúc với hóa chất bảo vệ thực vật bao gồm công nhân sản xuất, người pha chế, người phun thuốc, máy trộn, người bốc xếp và công nhân nông nghiệp Trong quá trình sản xuất và pha chế, khả năng xảy ra rủi ro có thể cao hơn Trong các môi trường công nghiệp, người lao động có nguy cơ gia tăng vì họ xử lý các hóa chất độc hại khác nhau bao gồm thuốc trừ sâu, nguyên

liệu thô, dung môi độc hại và chất mang trơ Một nghiên cứu trên công nhân (N =

356) tại bốn đơn vị sản xuất HCBVTV ở Ấn Độ cho thấy các triệu chứng thần kinh (21%) liên quan đến cường độ tiếp xúc (Nigam và cộng sự, 1993) Mức độ rủi ro độc hại liên quan đến việc phun methomyl, một loại thuốc trừ sâu

15

carbamate, trong điều kiện thực địa đã được đánh giá bởi Viện Sức khỏe Nghề

nghiệp Quốc gia (NIOH) (Saiyed và cộng sự, 1992) Những thay đổi đáng kể được

nhận thấy trong điện tâm đồ, nồng độ LDH huyết thanh và hoạt động cholinesterase (ChE) trong người phun thuốc, cho thấy tác dụng độc với tim của methomyl Trong các cơ sở công nghiệp của khu vực không có tổ chức cho thấy sự xuất hiện nhiều của các triệu chứng tổng quát (đau đầu, buồn nôn, nôn mửa, mệt mỏi, kích ứng da và mắt) bên cạnh các triệu chứng tâm lý, thần kinh, tim mạch và tiêu hóa cùng với hoạt

tính ChE huyết tương thấp (Gupta và cộng sự , 1984 )

1.4 Phương pháp chiết tách và phân tích hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole trong bụi không khí trong nhà

Hiện nay trên thế giới nhiều phương pháp phân tích đã được phát triển nhằm phân tích đồng thời nhiều nhóm HCBVTV trong mẫu môi trường, đặc biệt là mẫu bụi không khí bằng việc sử dụng cùng một phương pháp chiết tách mẫu

Khi phân tích mẫu có thành phần phức tạp như trầm tích, sinh học, bụi không khí trong nhà, thực phẩm và các mô trong cơ thể con người thường đòi hỏi quy trình chuẩn bị mẫu công phu Quá trình này rất quan trọng trong toàn bộ quy trình phân tích do nó liên quan đến chất lượng của các kết quả phân tích Quá trình chuẩn bị mẫu bao gồm bước chiết tách, làm giàu (nếu cần thiết) và làm sạch trước khi tiến hành đo đạc trên thiết bị phân tích (ví dụ thiết bị sắc ký khí) Bảng 1.5 tóm tắt các phương pháp chiết và làm sạch để xác định đa dư lượng hóa chất diệt nấm nhóm Azole

16

Bảng 1.2: Một số phương pháp chiết để xác định hóa chất diệt nấm nhóm

Azole STT Phương pháp

Cột SPE [10,15]

2 Chiết bằng lò

vi sóng (MAE)

25 mL n-hexane/ acetone (1/1, v/v)

Cột Silica [20]

3 QuEChERS 15 mL ACN, 0.5g Sodium

hydrogen citrate dehydrate, 4g anhydrous magnesium sulfate, 1g sodium chloride

dSPE (0.75g MgSO4, 0.5g C18, 0.125g PSA)

[32]

- 5% formic acid in ACN

- Đệm citrate

dSPE (C18, alumina)

17

sau đây do nó ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu quả chiết tách:

- Loại dung môi sử dụng: Độ phân cực, mật độ là các yếu tố quyết định sự hòa tan của các chất phân tích đó trong dung môi Vai trò chính của dung môi là hòa tan các chất cần phân tích cũng như loại bỏ các yếu tố ảnh hưởng trong nền mẫu (theo các dữ liệu được công bố thì dichloromethane, hexane, toluene, methanol, methyl tert-butyl ether hoặc hỗn hợp dichloromethane-hexane (1:1) hoặc hexane – acetone (1:1) (4:1) thường được sử dụng cho chiết tách các chất chống cháy cơ phốt pho)

- Thời gian chiết tách, số vòng chiết tách (đối với thiết bị chiết áp lực cao)

- Nhiệt độ của quá trình chiết: Hiệu quả chiết tách thường tăng tỷ lệ thuận với sự gia tăng nhiệt độ Điều này là do giảm độ nhớt của dung môi cho phép dung môi thẩm thấu vào bề mặt các yếu tố ảnh hưởng tốt hơn Tuy nhiên, nếu nhiệt độ quá cao của quá trình chiết tách làm tăng sự rửa trôi các chất gây cản trở hoặc có thể phân hủy các chất phân tích làm giảm nồng độ của các chất phân tích

- Áp suất của quá trình chiết: trong trường hợp chiết tách với thiết bị chiết

áp lực cao

Hiệu suất thu hồi của hóa chất diệt nấm nhóm Azole cao hơn khi tăng nhiệt

độ hoặc áp suất trong quá trình chiết (ví dụ công nghệ chiết áp lực suất cao (ASE) hoặc MAE, vv) so với kỹ thuật chiết Soxhlet hoặc chiết pha rắn (SPE) truyền thống Điều đó là do sự gia tăng của các chất phân tích hòa tan trong dung môi hữu cơ, do đó làm suy yếu sự tương tác giữa các chất phân tích và các yếu tố ảnh hưởng

Các kỹ thuật chiết tách ở trên làm giảm thời gian chiết tách và giảm lượng dung môi sử dụng Tuy nhiên cần lưu ý là phải tối ưu hóa nhiệt độ trong trường hợp phân tích các chất chống cháy cơ phốt pho để tránh sự phân hủy và bay hơi của các chất này trong quá trình chiết

Việc lựa chọn dung môi hữu cơ thích hợp hoặc hỗn hợp của dung môi thường là một vấn đề cần được chú ý Điều này phụ thuộc phần lớn vào kỹ thuật chiết và các đặc tính của các yếu tố ảnh hưởng

Kỹ thuật chiết tách sử dụng công nghệ chiết áp lực cao (ASE) kết hợp với quá trình làm sạch dịch chiết còn được gọi là ASE trực tuyến hoặc chiết tách lỏng

áp lực chọn lọc (SPLE) SPLE làm giảm việc thực hiện các quy trình làm sạch,

18

chẳng hạn như chiết pha rắn (SPE) hoặc sắc ký gel thẩm thấu Trong những năm gần đây, SPLE đã được phát triển để phân tích các chất hữu cơ bền độc hại (POPs), bao gồm OPFR trong môi trường (ví dụ như bụi trong nhà, trầm tích) và mẫu thực phẩm

Gần đây, phương pháp chiết Soxhlet truyền thống cho chất chống cháy phốt pho đã được cải tiến, ví dụ:

- Chiết Soxhlet áp lực cao (6 - 10 MPa)

- Chiết Soxhlet tự động (kết hợp chiết Soxhlet và trào ngược sôi)

- Chiết Soxhlet siêu âm (buồng Soxhlet được đặt trong buồng nhiệt thông qua đó sóng siêu âm được cung cấp bằng đầu dò siêu âm)

- Phương pháp chiết Soxhlet có sự hỗ trợ của lò vi sóng

Hầu hết phương pháp chiết Soxhlet cải tiến cho phép khắc phục các thiếu sót chính của phương pháp chiết Soxhlet truyền thống do đó tiết kiệm thời gian

và lượng dung môi tiêu thụ Phương pháp chiết Soxhlet kết hợp với siêu âm là phương pháp cải tiến tiên tiến và hứa hẹn nhất, giúp tăng hiệu quả chiết tách các chất phân tích trong mẫu nền chứa nhiều yếu tố ảnh hưởng Cho đến nay, chiết dung môi áp lực cao đã được áp dụng thành công để chiết tách các hợp chất hữu

cơ bền khó phân hủy POP từ rau, trong khi chiết Soxhlet tự động được đánh giá

là kỹ thuật tiên tiến cho chiết tách các hợp chất phốt pho từ mô mỡ của con người

Về phương pháp làm sạch, Silica gel là chất hấp phụ phân cực nhất và cột silica rất hữu ích và được sử dụng rộng rãi trong việc xác định hóa chất bảo vệ thực vật Cột nhôm và florisil cũng được sử dụng cho quy trình làm sạch vì chúng

là cột self-pack và không đòi hỏi chi phí cao Sử dụng cột SPE có thể đạt hiệu suất làm sạch cao và cần ít dung môi hơn các cột khác, tuy nhiên, giá thành cột SPE cao hơn nhiều so với cột chưa đỗ Ngoài ra, dSPE có thể được sử dụng với các chất hấp thụ như PSA, C18, GCB, v.v [29] Đây là phương pháp đơn giản, rẻ tiền,

dễ sửa đổi, hiệu suất cao, dung môi thấp và dung môi thải rất thấp

Trong hầu hết các phương pháp phân tích chất diệt nấm, mẫu trước tiên được chiết với dung môi hữu cơ Chất béo có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng axit sunfuric hoặc cột sắc ký gel thẩm thấu Trong một số trường hợp dịch chiết cần phải trải qua một bước làm sạch nữa bằng cách sử dụng cột sắc ký để loại bỏ các hợp chất gây nhiễu Dịch chiết cuối cùng được phân tích trên thiết bị sắc ký

19

khí (GC) hoặc sắc ký lỏng (LC) - đây là các kỹ thuật phổ biến nhất được sử dụng

để phân tích các hóa chất diệt nấm nhóm Azole Trong đó, sắc ký lỏng được sử dụng phổ biến hơn

Bảng 1.3 Một số phương pháp xác định hóa chất diệt nấm nhóm Azole

trong mẫu bụi không khí Phương

pháp

Chiết xuất Làm

sạch

Độ thu hồi

❖ Giới thiệu thiết bị sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần (LC-MS/MS)

Việc phát hiện và định lượng hóa chất diệt nấm nhóm Azole đặc biệt là hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole được thực hiện trên LC-MS/MS Đây là phương pháp được sử dụng nhiều trong phân tích vết (ppb) các hợp chất cần định danh chính xác

• Nguyên lý chung của phương pháp sắc ký lỏng khối phổ LC-MS

20

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý của LC-MS

Phương pháp khối phổ (Mass Spectrometry-MS) là phương pháp nghiên cứu các chất bằng cách đo, phân tích chính xác khối lượng phân tử của chất đó dựa trên sự chuyển động của các ion nguyên tử hay ion phân tử trong một điện trường hoặc từ trường nhất định Tỉ số giữa khối lượng và điện tích (m/z) có ảnh hưởng rất lớn đối với chuyển động này của ion Nếu biết được điện tích của ion thì ta dễ dàng xác định được khối lượng của ion đó

Trong nghiên cứu khối phổ m/z của bất kỳ chất/ hợp chất nào, trước tiên nó phải được chuyển sang trạng thái bay hơi, sau đó được ion hoá bằng các phương pháp thích hợp Các ion tạo thành được đưa vào nghiên cứu trong bộ phân tích khối của máy khối phổ Tùy theo loại điện tích của ion nghiên cứu mà người ta chọn kiểu quét ion dương (+) hoặc âm (-) Kiểu quét ion dương (+) thường cho nhiều thông tin hơn về ion âm (-) nên được dùng phổ biến hơn Hiện nay, các thiết

bị có chức năng tích hợp hai kiểu quét này thành một nhằm tạo điều kiện thuận lợi nhất cho các nhà nghiên cứu, tuy nhiên thường độ nhạy không cao bằng từng kiểu quét riêng lẻ

Trong rất nhiều năm qua, các nhà nghiên cứu kỹ thuật LC-MS phải đối mặt với rất nhiều khó khăn trong việc đảm bảo sự tương thích giữa hệ thống sắc ký lỏng HPLC và đầu dò khối phổ MS Nguyên nhân là do quá trình phân tích với đầu dò MS đòi hỏi mức độ chân không cao, nhiệt độ cao, các chất khảo sát phải

21

ở trạng thái khí, vận tốc dòng chảy nhỏ; trong khi hệ thống LC lại hoạt động ở áp suất cao với một lượng dung môi tương đối lớn, nhiệt độ tương đối thấp, các chất phân tích ở thể lỏng

Để khắc phục những khó khăn trên, cần phải có một kỹ thuật trung gian gọi

là giao diện Rất nhiều kỹ thuật giao diện (interface technology) như chùm tia hạt (FB), bắn phá nguyên tử nhanh dòng liên tục (CF-FAB) … đã được nghiên cứu

và ứng dụng, nhưng mãi cho đến cuối thập nhiên 80, mới có sự đột phá thật sự với kỹ thuật ion hóa tại áp suất khí quyển (Atmospheric Pressure Ionization-API)

Ưu điểm nổi bật của API là khả năng hình thành ion tại áp suất khí quyển ngay trong buồng ion hóa Điều này khác biệt với các kiểu ion hóa sử dụng trước đó cho LC-MS như bắn phá nguyên tử nhanh với dòng liên tục (continuous flow- fast atom bombardment CF-FAB) hay như tia nhiệt (thermospray-TS) đều đòi hỏi

áp suất thấp Một thuận lợi nữa của API là sự ion hóa mềm (soft ionization), không phá vỡ cấu trúc của hợp chất cần phân tích nhờ đó thu được khối phổ của ion phân

tử Ngoài ra, với kỹ thuật này, người ta có thể điều khiển được quá trình phá vỡ ion phân tử để tạo ra những ion con tùy theo yêu cầu phân tích

Nhìn chung, LC-MS/MS là một trong những công cụ tốt nhất có khả năng phân tích đồng thời nhiều chất Vì việc xác định và định lượng các chất được thực hiện chỉ trên một lần phân tích Có 3 chế độ đo đồng thời trong LC-MS/MS: Phân mảnh ion (AIF), Thu nhận dữ liệu phụ thuộc (DDA), và Thu thập dự liệu độc lập (DIA) Nhưng việc xác định và định lượng đồng loạt các chất sử dụng các chế độ trên gặp một số vấn đề sau:

- Trong AIF, vì tất cả các ion đi qua một tứ cực khối phổ kế được phân ly trong buồng va chạm, vấn đề (xác định sai do có các ion can thiệp) như phân mảnh trong nguồn thường xuyên xảy ra

- Với DDA, các ion có cường độ ion tối thiểu nhất định phân ly tạo ra các ion sản phẩm, có thể dẫn đến các chất cần xác định với nồng đồ thấp không tạo ra các ion phân mảnh

22

- Trong ba chế độ trên thì chế độ phù hợp nhất để sàng lọc, xác định và định lượng đồng loạt nhiều hợp chất trong nhiều thể loại mẫu như môi trường, nông sản… là DIA Một phương pháp DIA là cửa sổ thu thập tuần tự tất cả các quang phổ ion phân mảnh lý thuyết (SWATH) đã được áp dụng rộng rãi

- Chế độ SWATH được thực hiện sau khi thực hiện quét MS/MS trong một thời gian cố định, phạm vi quét MS/MS được chia nhỏ hơn bởi một khối tứ cực quang phổ kế Tất cả các ion trong phạm vi khối lượng tuần tự phân ly trong buồng

va chạm và sau đó các ion sản phẩm tạo ra được quét trong MS/MS Nếu khối lượng, phạm vi phân cách hẹp, khả năng gây nhiễu chất kết dính thấp Do đó, SWATH có thể mô phỏng như thực hiện quét TOF-MS và quét MS-MS cho tất

cả các đỉnh bao gồm cả các đỉnh mà DDA không thể thực hiện được Đồng thời cũng có độ chọn lọc tốt hơn nhiều so với AIF do rất ít sự giao thoa của vật liệu

Do đó, khả năng nhận biết và độ nhạy cao, rất thích hợp để phân tích môi trường

1.5 Tình hình sử dụng hóa chất diệt nấm nhóm Azole trên thế giới và tại Việt Nam

Việc sử dụng thuốc trừ sâu đặc biệt là hóa chất diệt nấm nhóm Azole góp phần gây ra những hậu quả tiêu cực cho môi trường và con người Thống kê cho thấy việc sử dụng hóa chất diệt nấm đã tăng 50 lần kể từ năm 1950 và khoảng 2,5 triệu tấn được sử dụng mỗi năm Theo báo cáo thường niên của Hiệp hội Bảo vệ Cây trồng Châu Âu (ECPA) 2001-2002, diện tích nông nghiệp sử dụng hóa chất diệt nấm ở Bắc Mỹ, Châu Âu và Châu Á lần lượt là 31,9%, 23,8% và 22,6% [29]

Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) ước tính có hơn 350.000 người chết vì ngộ độc thuốc trừ sâu mỗi năm Người ta ước tính có khoảng 1,3 tỷ người làm nông nghiệp

bị ảnh hưởng trực tiếp bởi thuốc trừ sâu [6] Một số số liệu thống kê trên cho thấy tầm quan trọng của việc kiểm soát hàm lượng hóa chất trừ sâu và hóa chất diệt

nấm trong môi trường sống

Việt Nam là một nước nông nghiệp và nông nghiệp đóng vai trò chủ đạo trong nền kinh tế quốc dân Việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật đặc biệt là hóa chất diệt nấm để tăng năng suất là rất quan trọng và cần thiết Do đó, thị trường hóa chất diệt nấm ở Việt Nam rất rộng lớn và phức tạp, bao gồm hàng giả, sản

23

phẩm bị sử dụng sai mục đích hoặc khuyến cáo sai từ người bán nhằm tăng doanh thu và tối đa hóa lợi ích của họ [24] Hiện nay, việc sử dụng rộng rãi các loại thuốc trừ sâu, hóa chất diệt nấm đã dẫn đến mất kiểm soát số lượng trong môi trường

do con người xử lý Hầu như không thể hạn chế diện tích sử dụng hóa chất trừ sâu, hóa chất diệt nấm không hiệu quả Theo báo cáo của Tổng cục Môi trường, tính đến tháng 6 năm 2013, cả nước có khoảng 1652 khu vực “nghi ngờ” ô nhiễm môi trường do hóa chất bảo vệ thực vật [25] Do đó, ô nhiễm dư lượng hóa chất trừ sâu, hóa chất diệt nấm là mối quan tâm lớn trong các nghiên cứu về môi trường

do chúng tồn tại dai dẳng, tích tụ trong chuỗi thức ăn và có thể ảnh hưởng đến sức khỏe động vật hoang dã và con người

Ô nhiễm không khí là mối nguy về sức khỏe môi trường cấp bách mà dân

số toàn cầu chúng ta phải đối mặt Ước tính, có khoảng 90% dân số thế giới phải hít thở bầu không khí độc hại Sức khỏe con người đang bị đe dọa bởi các chất ô nhiễm hữu cơ (POPs, PCBs, HCBVTV, PBDEs, ) phát thải vào môi trường Các chất này dễ phát tán, khả năng tích lũy sinh học và độc tính cao đặc biệt là hóa chất diệt nấm nhóm Azole (hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole) do việc sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp

24

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 2.1 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Hóa chất diệt nấm nhóm Azole (hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole)

- Các mẫu bụi trong nhà được thu thập tại khu vực nội thành Hà Nội

2.1.2 Nội dung nghiên cứu

Kế thừa các nghiên cứu về phân tích hóa chất diệt nấm, để xây dựng quy trình phân tích hóa chất diệt nấm nhóm Azole (hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole) trong mẫu bụi bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ hai lần (LC/MS-MS) Các nội dung nghiên cứu sau được thực hiện:

- Xác định các điều kiện, thông số trên thiết bị LC-MS/MS để phân tích hóa chất diệt nấm nhóm Azole (hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole), xây dựng đường chuẩn định lượng, giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng của thiết bị (LOQ)

- Xác định điều kiện chiết tách hóa chất diệt nấm nhóm Azole (hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole) ra khỏi mẫu bụi trong nhà

- Xác định thẩm định phương pháp: Hiệu suất thu hồi, độ chính xác (độ lặp lại, độ tái lập và độ không đảm bảo đo), giới hạn phát hiện, giới hạn phát hiện của phương pháp (MDL)

- Thu thập, chiết tách và phân tích hóa chất diệt nấm nhóm Azole (hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole) trong các mẫu bụi trong nhà thu thập tại Hà Nội

- Tính toán các chỉ số, để đánh giá phơi nhiễm và rủi ro sức khỏe con người

2.1.3 Phương pháp nghiên cứu

2.1.3.1 Phương pháp thu thập số liệu và lấy mẫu

Phương pháp thu thập, kế thừa số liệu, dữ liệu từ các tài liệu trong nước và quốc tế liên quan đến hiện trạng hoá chất diệt nấm nhóm Azole (hexaconazole,

25

tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole) trong bụi không khí Tham khảo các phương pháp thu thập mẫu, chiết tách, phân tích mẫu, tổng hợp số liệu điều tra, khảo sát và phân tích kết quả Các phương pháp đánh giá độc tính và truy tìm nguồn ô nhiễm

Để đánh giá phương pháp áp dụng trong thực tế, tiến hành lấy ngẫu nhiên một vài mẫu bụi lắng trên các bề mặt tủ, điều hòa để tiến hành thí nghiệm Mười một điểm lấy mẫu bụi bao gồm: Quận Tây Hồ (N1, N2), khu đô thị Cổ Nhuế (N3, N4, N5, N6), quận Bắc Từ Liêm (N7, N8), quận Hoàng Mai (N9), quận Thanh Xuân (N10) và quận Nam Từ Liêm (N11) đã được chọn để nghiên cứu Tại mỗi điểm, mẫu bụi không khí trong nhà được thu thập, bọc trong giấy nhôm, sàng qua rây sàng 250µm, đựng trong các túi zip, và được bảo quản ở -4oC tới khi phân tích

2.1.3.2 Phương pháp điều tra thực địa

Phương pháp nghiên cứu thực địa nhằm khảo sát và lựa chọn được vị trí lấy mẫu phù hợp (đảm bảo các yêu cầu về mật độ dân cư, loại hình sản xuất, kinh doanh trong khu vực )

2.1.3.3 Phương pháp phân tích trên thiết bị LC-MS/MS

Các bước thực hiện khi phân tích trên thiết bị LC-MS/MS

❖ Bước 1: Chuẩn bị pha động

- Pha động A: 5 mM CH3COONH4 trong H2O

- Pha động B: 5 mM CH3COONH4 in CH3OH

❖ Bước 2: Chuẩn bị chất chuẩn

- Quy trình chuẩn bị chuẩn (standards) theo quy trình của từng ứng dụng

❖ Bước 3: Chuẩn bị điều kiện chạy thiết bị LC

- Bật các thiết bị của LC (Autosampler, pump 1, pump 2, oven, CBM)

- Chuẩn bị pha động, dung dịch rửa cho kim tiêm, dung dịch rửa pump

- Điền đầy đủ đường ống bằng pha động mới bằng cách xoay vavle của pump 1 và pump 2 trên pump (xoay núm 1 vòng nhấn purge Có thể nhấn thêm

26

purge 1 lần nữa nếu thấy 1 lần purge chưa đủ) Sau khi purge xong, khóa chặt vavle lại

- Purge đường nước rửa cho autosampler

- Lắp cột phân tích vào lò cột (nếu chưa lắp)

- Nếu cột mới, cần phải cân bằng cột trong thời gian từ 2 - 3 giờ với tốc độ dòng khoảng 0,2 - 0,3 mL/ min của MeOH : H2O (tỷ lệ 60: 40) (khi cân bằng cột, đầu ra của cột tháo khỏi detector MS, cho vào một lọ thải, tránh làm bẩn detector)

- Nếu cột cũ đang sử dụng, cân bằng cột trong thời gian 30 min với pha động như trên (dung môi cho pha động lựa chọn tùy thuộc loại mẫu phân tích)

- Kiểm tra mực nước thải trong chai thải, đổ đi nếu đầy

- Mở máy tính

- Thiết bị LC sẵn sàng cho quá trình phân tích

❖ Bước 4: Tạo phương pháp phân tích/Acquisition

❖ Bước 5: Xem lại dữ liệu/ Data review và xử lý số liệu

2.2 Hóa chất và thiết bị

2.2.1 Hóa chất

- Dung môi: Tất cả các dung môi được sử dụng trong nghiên cứu bao gồm n-

hexan (Hex), Axeton (Ace) và etyl axetat (EtAc) đều của Kanto Chemical Co (Tokyo, Japan) và đều thuộc loại tinh khiết phân tích Nước tinh khiết (cấp LC-MS) bằng Elga Purelab Chorus 1 (Veolia Water, Tokyo, Japan) Bộ lọc ống tiêm Millex-

LG (kích thước lỗ 0,2 µm, Ø4 mm) của Merk Millipore (Darmstadt, Gemany)

- Màng lọc: Sợi thạch anh (QR-100; 203 x 254 mm) của hãng Advantec

- Pha động: Amino axetate (1 mol/L)

- Dụng cụ thủy tinh: Được làm sạch bằng cách ngâm nước tẩy rửa axit

cromic (bao gồm 5% Kali đicromat trong dung dịch H2SO4) Sau tráng rửa dụng

cụ cẩn thận bằng nước khử ion và axeton, dụng cụ thủy tinh được sấy khô ở 250°C trong 5 giờ trước khi mang ra sử dụng

27

- Hỗn hợp nội chuẩn (IS) và chuẩn đồng hành: Được mua từ Kanto

Chemical và Hayashi Pure Chemical (Osaka, Japan) Nội chuẩn methomyl-d3, chuẩn đồng hành carbaryl-d7 và sulfamethoxazole-d4

- Chất chuẩn gốc: Các chất chuẩn gốc hóa chất nhóm Azole (hexaconazole,

tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole) của Restek Japan và Kanto Chemical (Tokyo, Japan) được pha loãng với methanol để chuẩn bị các hỗn hợp dung dịch

và sau đó được bảo quản ở -20 °C trong tủ đông

- Methanol (độ tinh khiết cấp LC-MS) và amoni axetat (CAS:631-61-8; nồng độ 1 mol/L, độ tinh khiết cấp HPLC) được sản xuất lần lượt từ Kanto Chemical và Fujifilm Wako Pure Chemical corporation (Osaka, Japan)

Bảng 2.1 Chất nội chuẩn và chất chuẩn đồng hành

Hợp chất Công thức Thời gian

lưu dự kiến (phút)

- Dung dịch chuẩn trung gian (1000 µg/L) (B): hút chính xác 0,2 ml dung dịch chuẩn gốc (A) vào bình định mức 100 mL, định mức bằng MeOH

- Dung dịch chuẩn trung gian (10 µg/L) (C): hút chính xác 1 ml dung dịch (B) vào bình định mức 100 mL, định mức bằng MeOH

28

- Dung dịch chuẩn làm việc (500 µg/L): hút chính xác 2,5 ml dung dịch (C) vào bình định mức 50 mL, định mức bằng MeOH, lọc qua màng lọc 0,45 µm trước khi tiêm vào thiết bị đo

2.1.2 Thiết bị

- Thiết bị lấy mẫu bụi: Máy hút bụi electrolux ZUSG406

- Thiết bị sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS/MS) của hãng SCIEX

- Thiết bị cô cất quay chân không (Buchi Rotavapor® R-215)

- Bể siêu âm (SUPER RK510)’

- Thiết bị ly tâm (Hettich Rotina 420R, Đức)

- Cân phân tích (± 0,0001 mg)

- Lò nung (50 oC – 700 oC) với bộ điều khiển nhiệt (Carbolite oven, Đức)

- Tủ sấy (50 oC – 300 oC) (Sellab, Mỹ)

- Tủ lạnh sâu (Sanyo Biomedical MDF-U333)

- Thiết bị cất nước tinh khiết (Elix 3 UV Water Purification System (120 V/60 Hz, Millipore)

Hình 2.1 Thiết bị LC-MS/MS (SCIEX X500R QTOF)

2.3 Thực nghiệm

2.3.1 Khảo sát các thông số trong thiết bị LC-MS/MS

❖ Khảo sát pha động và gradient dung môi

29

Thiết bị sắc ký lỏng sử dụng trong nghiên cứu này là hệ thiết bị UltimateTM

3000 LC của SCIEX Pha động được tạo thành bởi hai dung dịch được chuẩn bị như sau:

• Dung dịch A: 5 mM CH3COONH4 trong H2O

• Dung dịch B: 5 mM CH3COONH4 in CH3OH

Cả hai dung dịch đều được lọc qua giấy lọc 2 µm và được siêu âm trong 20 phút trước khi bơm vào thiết bị LC Hệ t thiết bị được thiết lập để hoạt động ở tốc

độ dòng không đổi với pha động gradient

❖ Khảo sát tốc độ dòng và nhiệt độ cột của thiết bị LC-MS/MS:

Quy trình được thực hiện dưới hai tốc độ dòng khác nhau của thiết bị LC (0,35 mL/phút và 0,3 mL/phút) trong khi các thông số khác như nhiệt độ cột, gradient pha động, vẫn giữ nguyên

Nhiệt độ cột được tối ưu hóa ở các mức nhiệt độ:30 ℃, 35 ℃ và 40 ℃ Kết quả được đánh giá bằng cách so sánh sắc ký đồ và thời gian lưu của một số hợp chất trong hai thí nghiệm này Thí nghiệm tối ưu hóa được thực hiện với hỗn hợp hóa chất diệt nấm chuẩn 100 µg/kg trong thiết bị LC-MS/MS Đối với ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy, chế độ quét khối phổ song song được chọn

là “Quét toàn bộ Q1”, tốc độ dòng được thay đổi trong khoảng 0,30; tương ứng là 0,35 mL/phút Tương tự, trong thí nghiệm tối ưu hóa nhiệt độ cột, chúng tôi giữ nguyên các thông số khác ngoài nhiệt độ cột và thử nghiệm nhiệt độ ở ba giá trị:

30 ℃; 35 ℃ và 40 ℃

❖ Khảo sát các điều kiện MS/MS:

Để tối ưu hóa các điều kiện MS cho các chất, hai chương trình được chọn Chương trình có tín hiệu đỉnh cao nhất sẽ được chọn là chương trình tối ưu cho thiết bị MS/MS

❖ Xây dựng đường chuẩn:

Đường chuẩn của từng hợp chất được thiết lập bằng cách đo tín hiệu của

30

dung dịch chuẩn hỗn hợp thuốc trừ sâu bằng LC-MS/MS ở 5 nồng độ khác nhau: 1; 2; 5; 10 và 20 µg/L Các tín hiệu này được đo thông qua diện tích pic của từng hợp chất trong sắc ký đồ

❖ Xác định giới hạn phát hiện (MDL) và giới hạn định lượng (LOQ):

Tiến hành phân tích mẫu chuẩn có hàm lượng acetaminophen thấp và tiến hành xác định tỷ lệ S/N Giới hạn phát hiện (IDL) được xác định bằng cách pha loãng dần dung dịch chuẩn acetaminophen đến khi tỷ lệ tín hiệu thu được gấp khoảng 3 lần độ nhiễu đường nền (S/N)

Giới hạn phát hiện phương pháp (MDL) và giới hạn định lượng (LOQ) của acetaminophen sẽ được xác định dựa trên mối quan hệ giữa giới hạn phát hiện thiết bị (IDL) và giới hạn phát hiện phương pháp (MDL) và giới hạn định lượng (LOQ) theo tỷ lệ (IDL: MDL: LOQ = 1: 4: 10) (SMEWW 1030C, 2017)

2.3.2 Khảo sát quy trình chiết tách mẫu

Phương pháp chiết tách hexaconazole, tebuconazole, thiabendazole và tricyclazole trong mẫu bụi không khí trong nhà được thực hiện dựa trên phương pháp phân tích các hóa chất diệt côn trùng trong mẫu bụi không khí xung quanh,

đã được công bố bởi nhóm tác giả Kadokami và Hạnh [14] với một ít thay đổi để phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm

Để khảo sát thể tích dung môi chiết tách, nghiên cứu khảo sát thể tích dung môi chiết MeOH ở các mức 10 mL, 20 mL, 40 mL, sử dụng Na2SO4 khan làm mẫu trắng

- Chuẩn bị mẫu: 1 g mẫu Na2SO4 khan (sau khi đã xử lý sơ bộ) được cho vào ống ly tâm màu nâu thể tích 50 mL, bơm 50 µL chuẩn đồng hành carbaryl-d7

và sulfamethoxazole-d4 (nồng độ 4 µg/mL) vào mẫu

- Sau đó mẫu được chiết siêu âm với thể tích V (mL) MeOH sử dụng thiết

bị siêu âm trong thời gian 20 phút Ly tâm 10 phút với tốc độ 2000 vòng/phút Quá trình chiết tách được lặp lại 02 lần (15 mL MeOH/lần)

- Dịch chiết thu được sau 3 lần chiết được gộp lại và cô quay chân không

31

đến 1 mL, sau đó thổi khô bằng khí nitơ đến khi thể tích còn khoảng 0,2 mL Thêm 50 µL nội chuẩn methomyl-d3 (4 µg/mL) vào dịch chiết và định mức đến 0,5 mL bằng MeOH, sau đó phân tích trên thiết bị LC-MS/MS

2.3.3 Xác định thẩm định phương pháp

2.3.3.1 Xác định độ thu hồi phương pháp

Độ thu hồi cho biết mức độ trung bình giữa phạm vi kết quả thử nghiệm lớn và giá trị tham chiếu được chấp nhận có thể chấp nhận được đến mức nào Do đó, thước đo độ chính xác thường được đánh giá bằng sai số tương đối hoặc bằng phương pháp xác định độ thu hồi

Có nhiều phương pháp tính toán độ đúng như so sánh với phương pháp chuẩn, tính toán độ thu hồi, sử dụng vật liệu chuẩn Trong nghiên cứu này chúng tôi xác định độ đúng thông qua việc xác định độ thu hồi

Tính toán độ thu hồi: Độ thu hồi được xác định dựa trên kỹ thuật thêm chuẩn Trong nghiên cứu này độ thu hồi được tính toán từ thí nghiệm lặp lại với mẫu thêm chuẩn ở các mức hàm lượng (1; 10; 20 µg/kg) lặp lại 8 lần Chiết các mẫu thêm chuẩn theo quy trình chiết đã xác định Sau đó phân tích bằng phương pháp trên LC-MS/MS So sánh kết quả đo được với các hỗn hợp chuẩn có nồng

độ tương ứng không xử lý Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần lấy kết quả trung bình Độ thu hồi (R%) được tính như sau:

R(%) = (𝐶𝑚+𝑐−𝐶𝑚)

𝐶𝑐 × 100%

Trong đó, Cm+c : Nồng độ của mẫu thêm chuẩn

𝐶𝑚 : Nồng độ của mẫu

𝐶𝑐 : Nồng độ chất chuẩn thêm vào mẫu

Đánh giá độ thu hồi: Sau khi tính toán độ thu hồi, so sánh kết quả tính toán với quy định của AOAC (phụ lục) Sự phục hồi ở các nồng độ khác nhau có những

kỳ vọng khác nhau Nói chung, độ thu hồi được tính toán phải nằm trong phạm vi chấp nhận được của AOAC ở nồng độ chất tương ứng

Yêu cầu: Độ đúng hay độ thu hồi phải nằm trong khoảng giá trị theo tiêu

chuẩn là từ 80 % đến 120 % (tiêu chuẩn EPA 1614)

Để xác định độ lặp lại, thí nghiệm được lặp lại n lần (8 lần) Sau đó, độ lệch chuẩn tương đối RSD% được tính toán Các công thức tính toán tương ứng trong Bảng 8 dưới đây

❖ Xác định độ tái lặp:

Độ tái lặp đề cập đến mức độ phù hợp giữa các kết quả của các thí nghiệm được thực hiện bởi các cá nhân khác nhau, tại các địa điểm khác nhau, với các dụng cụ khác nhau

Để đánh giá độ tái lặp, một thí nghiệm tương tự được thực hiện vào những ngày khác nhau Các kết quả sau đó được thu thập và tính toán Độ tái lặp của phương pháp được đánh giá thông qua RSD% từ các kết quả này

2.3.4 Phân tích mẫu thực tế

Sau khi khảo sát và tối ưu được quy trình phân tích, tiến hành chiết tách và phân tích định lượng nồng độ hóa chất diệt nấm nhóm Azole trong mẫu bụi theo quy trình xử lý mẫu và được phân tích bằng phương pháp LC-MS/MS đã xây dựng Phương pháp định lượng là phương pháp đường chuẩn

) (

n

i i