Nhóm này bao gồm một số hợp chất như parathion, malathiion, diclovos, clopyrifos… - Nhóm Carbamate là dẫn xuất hữu cơ của acid cacbamic, gồm những hóa chất ít bền vững hơn trong môi trườ
TỔNG QUAN
Giới thiệu về hóa chất bảo vệ thực vật
Hóa chất bảo vệ thực vật là những hợp chất có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp hóa học được dùng để phòng và trừ sinh vật gây hại cây trồng và nông sản Hóa chất bảo vệ thực vật gồm nhiều nhóm khác nhau, gọi theo tên nhóm sinh vật gây hại, như thuốc trừ sâu dùng để trừ sâu hại, thuốc trừ bệnh dùng để trừ bệnh cây…
Các loại hóa chất bảo vệ thực vật gồm nhiều loại, chủ yếu gồm 4 nhóm chính:
- Nhóm Clo hữu cơ (Organnochlorine) là dẫn xuất clo của một số hợp chất hữu cơ như diphenyletan, cyclodien, benzen, hexan Nhóm này bao gồm những hợp chất hữu cơ rất bền vững trong môi trường tự nhiên và thời gian bán phân hủy dài ( ví dụ như DDT có thời gian bán phân hủy là 20 năm, chúng ít bị đào thải và tích lũy vào cơ thể sinh vật qua chuỗi thức ăn) Đại diện của nhóm này là Aldrin, Dieldrin, DDT, Heptachlo, Lidan, Methoxychlor
- Nhóm lân hữu cơ (Organophosphorus) đều là các este, là các dẫn xuất hữu cơ của acid photphoric Nhóm này có thời gian bán phân hủy ngắn hơn so với nhóm Clo hữu cơ và được sử dụng rộng rãi hơn Nhóm này tác động vào thần kinh côn trùng bằng cách ngăn cản sự tạo thành men Cholinestaza làm cho thần kinh hoạt động kém, làm yếu cơ, gây choáng váng và chết Nhóm này bao gồm một số hợp chất như parathion, malathiion, diclovos, clopyrifos…
- Nhóm Carbamate là dẫn xuất hữu cơ của acid cacbamic, gồm những hóa chất ít bền vững hơn trong môi trường tự nhiên, song cũng có độc tính cao đối với người và động vật Khi sử dụng, chúng tác động trực tiếp vào men Cholinestraza của hệ thần kinh và có cơ chế gây độc giống như nhóm lân hữu cơ Đại diện cho nhóm này như: carbofuran, carbaryl, carbosulfan, isoprocarb, methomyl…
- Nhóm Pyrethroid là những thuốc trừ sâu có nguồn gốc tự nhiên, là hỗn hợp của các este khác nhau với cấu trúc phức tạp được tách ra từ hoa của những giống cúc nào đó Đại diện của nhóm này gồm: cypermethrin, permethrin, fenvalarate, deltamethrin,…
Ngoài ra, còn có một số nhóm khác như: các chất trừ sâu vô cơ (nhóm asen), nhóm thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc từ vi khuẩn, nấm, virus (thuốc trừ nấm, trừ vi khuẩn…), nhóm các hợp chất vô cơ (hợp chất của đồng, thủy ngân,…)
1.1.3 Tác hại của hóa chất bảo vệ thực vật
Hầu hết hóa chất bảo vệ thực vật đều độc với con người và động vật máu nóng ở các mức độ khác nhau Theo đặc tính hóa chất bảo vệ thực vật được chia thành 2 loại: chất độc cấp tính và chất độc mãn tính
Chất độc cấp tính: Mức độ gây độc phụ thuộc vào lượng thuốc xâm nhập vào cơ thể Ở dưới liều gây chết, chúng không đủ khả năng gây tử vong, dần dần bị phân giải và bài tiết ra ngoài Loại này bao gồm các hợp chất Pyrethroid, những hợp chất Photpho hữu cơ, Carbamate, thuốc có nguồn gốc sinh vật
Chất độc mãn tính: Có khả năng tích lũy lâu dài trong cơ thể vì chúng rất bền, khó bị phân giải và bài tiết ra ngoài Thuốc loại này gồm nhiều hợp chất chứa Clo hữu cơ, chứa Thạch tín (Asen), Chì, Thủy ngân; đây là những loại rất nguy hiểm cho sức khỏe
Hóa chất bảo vệ thực vật có thể thâm nhập vào cơ thể con người và động vật qua nhiều con đường khác nhau; thông thường qua 3 đường chính: hô hấp, tiêu hóa và tiếp xúc trực tiếp Khi tiếp xúc với hóa chất bảo vệ thực vật, con người có thể bị nhiễm độc cấp tính hoặc mãn tính, tùy thuộc và phạm vi ảnh hưởng của thuốc
Nhiễm độc cấp tính: Là nhiễm độc tức thời khi một lượng đủ lớn hóa chất bảo vệ thực vật thâm nhập vào cơ thể Những triệu chứng nhiễm độc tăng tỉ lệ với việc tiếp xúc và trong một số trường hợp nặng có thể dẫn tới tử vong Biểu hiện bệnh lý của nhiễm độc cấp tính: mệt mỏi, ngứa da, đau đầu, lợm giọng, buồn nôn, hoa mắt chóng mặt, khô họng, mất ngủ, tăng tiết nước bọt, yếu cơ, chảy nước mắt, sảy thai, nếu nặng có thể gây tử vong
Nhiễm độc mãn tính: Là nhiễm độc gây ra do tích lũy dần dần trong cơ thể Thông thường, không có triệu chứng nào xuất hiện ngay trong mỗi lần nhiễm Sau một thời gian dài, một lượng chất độc lớn tích tụ trong cơ thể sẽ gây ra các triệu chứng lâm sàng Biểu hiện bệnh lý của nhiễm độc mãn tính: kích thích các tế bào ung thư phát triểu, gây đẻ quái thai, dị dạng, suy giảm trí nhớ và khả năng tập trung, suy nhược nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, gây tổn hại cho gan, thận và não.
Hóa chất bảo vệ thực vật nhóm carbamat
Thuốc trừ sâu carbamat là các dẫn xuất của acid cacbamic có tính độc trừ sâu Các thuốc carbamat thường không có tính độc vạn năng như thuốc lân hữu cơ Nhiều hợp chất trong nhóm tuy có hiệu lực cao với sâu hại nhưng không có tác dụng trừ nhện hoặc chỉ có tác dụng trừ một số thuộc nhóm này mà không trừ được nhóm sâu khác Một số thuốc trong nhóm còn có cả tác dụng trừ tuyến trùng
Về cơ chế tác động của thuốc trừ sâu carbamate tương tự như các thuốc trừ sâu lân hữu cơ Các thuốc carbamate kìm hãm men cholinesteraza bằng cách cacbaryl hóa các vị trí hoạt đông của toàn men Quá trình cacbaryl hóa cũng là quá trình thuận nghịch Nhưng sự liên kết giữa các thuốc carbamate với cholinesteraza thường không bền, nên có trường hợp sâu hại phục hồi được Các thuốc lân hữu cơ chỉ kết hợp với các gốc hoạt động của men, nên các thuốc lân hữu cơ có độ thủy phân càng mạnh, càng dễ gây độc cho côn trùng; ngược lại các thuốc carbamate chỉ ức chế được men cholinesteraza khi toàn bộ phân tử của chúng gắn được lên bề mặt của men Các chất carbamate càng bền, cách ức chế men cholinestaraza mạnh Cả lân hữu cơ và carbamate đề kìm hãm vị trí men tác động, dẫn đễn hệ thần kinh không kiểm soát được, làm mất khả năng phối hợp giữa các cơ quan, giải phóng quá mức hormon, sinh vật mất nước và chết
Các thuốc carbamate an toàn với cây, ít độc đối với cá hơn các thuốc lân hữu cơ; không tồn lưu quá lâu trên nông sản và môi trường sống Độ độc của thuốc đối với động vật máu nóng rất khác nhau, tùy thuộc vào loại thuốc
Các chất chủ yếu thuộc nhóm bao gồm: carbaryl, methiocarb, pirimicarb, oxamyl, carbendazim, propoxur, aminocarb, aldicarb…
1.2.2 Một số thuốc trừ sâu Carbamate hay dùng tại Việt Nam [2]
Carbofuran là một trong những thuốc trừ sâu nhóm carbamat độc nhất, có tên là 2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl methyl carbamate, tên thương mại là Furadan, Curater
Công thức phân tử: C 12 H 15 NO 3
Carbofuran là một trong những thuốc trừ sâu có độc tính cao đối với con người
Nó có thể xâm nhập vào cơ thể qua hô hấp, qua miệng và qua da Triệu chứng khi bị ngộ độc carbofuran: buồn nôn, đau bụng, tiêu chảy, giảm tầm nhìn … Ở liều cao có thể gây tử vong Chỉ cần uống 1ml carbofuran cũng có thể dẫn tới tử vong
Theo WHO, mức hấp thụ cho phép (ADI) của carbofuran là 0,01mg/kg trọng lượng cơ thể Liều gây chết trung bình đối với chuột qua miệng là LD50=5mg/kg
Carbaryl có tên là 1-naphthyl methylcarbamate, tên thương mại là Sevin, là một loại thuốc trừ sâu nhóm carbamat Carbaryl là tinh thể màu trắng, tan kém trong nước nhưng tan nhiều trong dung môi phân cực như dimethyl sulfoxide và dimethyl formaldehyde
Công thức phân tử C 12 H 11 NO 2
Cacbaryl là một chất ức chế men cholinesteraza và độc với con người Nó được xếp vào loại chất gây ung thư đối với con người Carbaryl là một chất rắn, có màu trắng hoặc xám tùy thuộc vào độ tinh khiết của nó, tinh thể không mùi Carbaryl một thuốc trừ sâu có độc tính trung bình Khi tiếp xúc với carbaryl có thể gây ra ngộ độc cấp và mãn tính với các triệu chứng như: buồn nôn, chuột rút dạ dày, tiêu chảy Các triệu chứng khác ở liều lượng cao bao gồm đổ mồ hôi, làm mờ tầm nhìn, co giật, ảnh hưởng đến phổi, thận và gan,
Mức hấp thụ hàng ngày tối đa cho phép ADI của carbaryl là 0,1mg/kg trọng lượng cơ thể Đối với chuột, liều gây chết trung bình qua miệng LD50%0-850mg/kg, liều gây chết trung bình qua hô hấp LC 50 =0,005-0,023mg/kg
Fenobucarb có tên là 2-(1-Methylpropyl)phenol methylcarbamate, là một loại thuốc trừ sâu nhóm carbamat
Công thức phân tử: C 12 H 17 NO 2
Fenobucarb tan kém trong nước, tan tốt trong các dung môi Acetone, Benzene, Toluene, Xylene Fenobucarb được sử dụng làm thuốc trừ sâu trên lúa và bông, rất độc hại đối với con người, nó ảnh hưởng đến hệ thần kinh, bộ phận sinh sản, gây ung thư và ngộ độc cấp tính Liều gây chết trung bình qua miêng đối với chuột là 410mg/kg
Propoxur có tên theo IUPAC là 2-isopropoxyphenyl methylcarbamate, là một dẫn xuất của carbamat và được sử dụng là thuốc trừ sâu
Công thức phân tử: C 11 H 15 NO 3
Propoxur có độc tính cao đối với ruồi, muỗi, gián và bọ chét Nó là chất có độc tính cao với con người, nó có thể xâm nhập và cơ thể qua hô hấp, qua đường miệng và qua da Triệu chứng ngộ độc propoxur: buồn nôn, đau bụng, ra mồ hôi, tăng huyết áp, mắt mờ, mệt mỏi, khó thở Propoxur nhiễm độc mãn tính đối với con người gây ung thư, ảnh hưởng đến cơ quan sinh sản và hệ thần kinh trung ương Đối với chuột liều gây chết qua miệng là 90-128mg/kg, qua da là 800- 1000mg/kg Theo WHO, mức hấp thụ hàng ngày tối đa cho phép ADI của propoxur là 0,02mg/kg trọng lượng cơ thể
Tên hóa học: 2.3-dihydro-2.2-dimethyl-7-benzofuran-7yl(dibutylaminothio) methyl carbamate
Tan tốt trong hầu hết các dung môi hữu cơ
Dạng bên ngoài là chất lỏng màu nâu
Carbosulfan là một hợp chất hữu cơ thuộc họ Carbamate Ở điều kiện bình thường , nó là chất lỏng màu nâu Tự phân hủy từ từ ở nhiệt độ phòng Độ hòa tan trong nước thấp nhưng là có thể tan trong xylene , hexane , chloroform , dichloromethane , methanol và acetone
Liều gây chết trung bình đối với chuột qua miệng LD50-250mg / kg, liều gây chết qua đường hô hấp LD50=0,61mg/L
Tên theo IUPAC là Methyl 2-(dimethylamino)-N-[(methylcarbamoyl)oxy]-2- oxoethanimidothioate
Oxamyl là thuốc trừ sâu họ carbamate Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của WHO, Oxamyl là một tinh thể không màu với điểm nóng chảy 100-102 o C
Nó mùi hơi giống lưu huỳnh Oxamyl không ăn mòn Nó có trọng lượng riêng 0,97 ở
Oxamyl là vô cùng độc hại cho con người khi ăn phải, hít phải, hoặc tiếp xúc với da Các dấu hiệu của ngộ độc Oxamyl bao gồm : Mệt mỏi , yếu cơ , chóng mặt , ra mồ hôi, đau đầu, tiết nước bọt, buồn nôn, nôn, đau bụng, co đồng tử với tầm nhìn mờ, mất phối hợp, co giật cơ và kiên trì luyện tập, mặc dù các triệu chứng có thể trầm trọng hơn với nhiễm độc nặng
Vì độc tính của nó , sử dụng nó được giới hạn trong EU / UK với mức dư lượng tối đa cho táo và cam là 0,01mg / kg
Dư lượng là phần còn lại của hoạt chất, các sản phẩm chuyển hóa và các thành phần khác có trong thuốc, tồn tại trên cây trồng, nông sản, đất, nước sau một thời gian dưới tác động của hệ sống và điều kiện ngoại cảnh Dư lượng của thuốc được tính bằngmg thuốc có trong 1kg nông sản, đất hay nước
Mức dư lượng tối đa cho phép (MRL) là giới hạn dư lượng của một loại thuốc, được phép tồn tại về mặt pháp lý hoặc xem như có thể chấp nhận được ở trong hay trên nông sản, thức ăn gia súc mà không gây hại cho người sử dụng và vật nuôi khi ăn các nông sản đó
Bảng 1 Mức dư lượng tối đa cho phép sử dụng thuốc trừ sâu carbamate ở một số quốc gia
Quốc gia Đối tƣợng Carbofuran
SƠ LƯỢC LÝ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP SẮC
Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao HPLC
Sắc kí pha đảo có pha tĩnh không phân cực và pha động phân cực Áp dụng cho các chất ít phân cực
2.2.1.2 Pha tĩnh trong sắc í pha đảo
Trong sắc ký phân bố nói chung, pha tĩnh là những hợp chất hữu cơ được gắn lên chất mang rắn silica hoặc cấu thành từ silica theo hai kiểu:
Pha tĩnh được giữ lại trên chất mang rắn bằng cơ chế hấp phụ vật lý → sắc ký lỏng-lỏng (liquid-liquid chromatography)
Pha tĩnh liên kết hóa học với chất nền → sắc ký pha liên kết (bonded phase chromatography)
Trong quá trình sử dụng, người ta nhận thấy sắc ký pha liên kết có nhiều ưu điểm hơn sắc ký pha lỏng-lỏng vì một số nguyên nhân sau:
Pha tĩnh trong hệ sắc ký lỏng-lỏng dễ bị hòa tan bởi pha động nên dễ bị mất mát pha tĩnh trong thời gian sử dụng và gây nhiễm đối với hợp chất phân tích
Do pha tĩnh của sắc ký lỏng-lỏng dễ tan trong pha động nên người ta không thể ứng dụng phương pháp rửa giải gradient dung môi
Vì vậy, người ta thường chỉ quan tâm đến loại sắc ký phân bố pha liên kết và phần lớn các loại cột sử dụng hiện nay trong sắc ký phân bố đều có cấu trúc dạng này
Bề mặt cỏc hạt silica – SiO 2 (cỏc hạt này cú đường kớnh 3,5 hoặc 10 àm) được xử lý (thủy phân) bằng cách đun nóng với HCl 0,1M trong một hoặc hai ngày để tạo ra những nhúm SiOH như sau (thụng thường chỉ cú khoảng 8 àmol SiOH/m2 bề mặt):
Hình 1 Bề mặt silica đã thủy phân
Sau đó bề mặt silica đã thủy phân này sẽ được cho phản ứng với các organochlorosilan để tạo ra các pha tĩnh không phân cực, phân cực trung bình hoặc rất phân cực tùy theo nhóm R gắn vào
Hình 2: Tạo nhánh trên bề mặt silica
Thường chỉ khoảng 50% nhúm OH - mất H + để tạo ra HCl (tức < 4àmol/m2 bề mặt bị silan hóa) vì sự kết hợp sẽ dần dần bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng lập thể Ngoài nhóm Cl người ta còn sử dụng OCH3 -
Hợp chất cần phân tích khi đi qua pha tĩnh sẽ bị giữ lại bởi những lực lượng tương tác khác nhau tùy thuộc tính chất, đặc điểm của chất tan và pha tĩnh
Trong sắc kí pha đảo, nhóm thế R trong hợp chất siloxan hầu như không phân cực hoặc ít phân cực Đó là các ankyl dây dài như C8 (n-octyl), C18 (n-octadecyl) còn gọi là ODS (octadecylsilan) hoặc các nhóm alkyl ngắn hơn như C2; ngoài ra còn có cyclohexyl, phenyl trong đó nhóm phenyl có độ phân cực cao hơn nhóm alkyl Người ta nhận thấy các alkyl dây dài cho kết quả tách ổn định hơn các loại khác nên đây là loại được sử dụng nhiều nhất
Hình 3: Cấu trúc của cột ODS
Tuy nhiên do hiệu ứng lập thể nên trong cấu trúc của pha tĩnh còn nhóm OH - chưa phản ứng, gây ảnh hưởng xấu đến quá trình tách sắc ký tùy môi trường pH phân tích
Trong môi trường quá acid (pH < 2) thì có sự phân ly các nhóm ether (-O-Si- C18) ra khỏi nền Lúc này cột sẽ mất hoạt tính dẫn đến chất cần phân tích không còn tương tác tốt với pha tĩnh nữa
Trong môi trường bazơ (pH > 7), chính nền silic mang pha tĩnh có thể bị hòa tan (SiO 2 thành silicat), hệ quả là N giảm và số nhánh ghép cũng giảm, mũi rộng ra và thời gian lưu cũng có thể giảm Kết quả phân tích như vậy sẽ mất đi độ chính xác
Một trong những cách khắc phục hiện tượng này là dùng các chất như trimethylchlorosilan ClSi(CH 3 ) 3 hoặc hexamethyldisilazan (ít sử dụng hơn) để tương tác với nhóm OH - này (gọi là hiện tượng end-capping) Lúc này ta sẽ có loại cột ít tương tác với chất phân tích có tính bazơ (cột LC-DB của hãng SUPELCO)
Hình 4 Cấu trúc cột LC-DB
Có một cách khác để loại trừ bớt ảnh hưởng của nhóm OH - mà không cần tương tác với nó là thay những nhóm methyl của –Si(CH3) 2 -C 18 bằng những nhóm thế lớn hơn như isopropyl để những nhóm này sẽ che đi những nhóm OH - , cản trở tương tác của nhóm OH - với chất cần phân tích
Hình 5: Cấu trúc cột có gốc isopropyl
Người ta còn ghép lên dây C18 một số nhóm phân cực để tăng thêm độ phân cực của dây C18, làm cột có khả năng tách chọn lọc hơn đối với những hợp chất phân
Sắc kí khí
Sắc ký khí là một phương pháp phân tích có nguyên lý dựa trên hai quá trình hấp thụ (hoặc hấp phụ) và giải hấp liên tục giữa pha tĩnh là chất rắn hoặc lỏng và pha động là chất khí
Do pha động hoàn toàn không có tương tác với chất cần phân tích nên thời gian lưu giữ của các chất trong cột phân tích chỉ phụ thuộc vào bản chất của tương tác giữa chất phân tích với pha tĩnh Dựa vào sự khác nhau về ái lực giữa các chất cần phân tích với pha tĩnh và nhiệt độ sôi mà các chất cần phân tích trong mẫu được tách ra khỏi nhau nhờ sự chuyển dịch liên tục của pha động dọc lớp pha tĩnh Khi pha tĩnh là một chất hấp phụ rắn thì kỹ thuật phân tích được gọi là sắc ký khí- rắn (GSC) Khi pha tĩnh là chất lỏng được gắn lên bề mặt của chất mang trơ hoặc được phủ dưới dạng một lớp phim mỏng lên thành cột mao quản thì kỹ thuật này được gọi là sắc ký khí-lỏng (GLC)
Trong sắc ký khí, các đại lượng thời gian lưu, độ chọn lọc , số đĩa lý thuyết, cũng được sử dụng để đánh giá khả năng tách các chất trong mẫu phân tích Tuy nhiên điều kiện tiến hành thí nghiệm như nhiệt độ, áp suất, tốc độ dòng, là những yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải của các chất thể hiện qua phương trình Van- Deemter:
Trong đó: u : tốc độ trung bình của dòng khí mang
: độ không đồng nhất của chất nhồi cột d p : đường kính trung bình của hạt chất mang
: hệ số Labyrinth về đường kính của khí trong cột
D G : hệ số khuếch tán phân tử trong pha khí
D F : hệ số khuếc tán phân tử trong pha lỏng
K ’ i hệ số dung lượng d f : độ dày của lớp phim pha tĩnh trên chất mang
2.3.2 Các bộ phận của thiết bị sắc k hí
Pha động trong sắc ký khí hay còn gọi là khí mang giữ vai trò vận chuyển chất phân tích dọc theo cột sắc ký và tiếp nhận các phân tử chất phân tích đã bị giữ lại trước đó giải hấp đi tới để tiếp tục tương tác với các phần khác của bề mặt pha tĩnh Điều kiện để một khí được sử dụng làm khí mang:
- Trơ về mặt hoá học đối với chất phân tích, pha tĩnh, vật liệu làm cột
- Phù hợp với detector sử dụng Khí mang trong sắc ký khí thường dùng là các khí như heli, nitơ, argon, Với detector ECD có thể vận hành với các khí mang khác nhau Khi làm việc theo kiểu dòng một chiều có thể dùng khí nitơ, khi vận hành theo kiểu xung có thể dùng argon bổ sung 5% metan sẽ cho kết quả tốt hơn
Buồng tiêm là nơi khi mẫu được bơm vào sẽ hóa hơi và bị lôi cuốn theo dòng khí mang
Các phương pháp tiêm mẫu:
+ Mẫu được tiêm vào buồng tiêm, tại đây toàn bộ mẫu được hoá hơi, đồng thời cuối buồng tiêm van xả được mở ra phần lớn hơi sẽ theo van ra ngoài, chỉ một phần nhỏ được giữ lại đưa vào cột
+ Tỉ lệ chia dòng từ 20:1 đến 100:1
+ Các thông số để đánh giá phương pháp tiêm chia dòng là nhiệt độ buồng tiêm, tỉ số chia dòng, áp suất khí mang,
+ Phương pháp tiêm chia dòng cho mũi sắc ký nhọn, phù hợp về mặt định tính
Về mặt định lượng thì không tốt bởi vì tỉ lệ chia dòng sẽ thay đổi tuỳ thuộc điều kiện tiêm và nhất là đối với các hỗn hợp mẫu chứa các chất có khả năng bay hơi khác nhau
+ Phương pháp tiêm chia dòng phù hợp cho phân tích mẫu có hàm lượng lớn, nhưng không phù hợp cho phân tích lượng vết do lượng mẫu vào cột rất ít
+ Toàn bộ mẫu được chuyển thẳng vào cột, tiêm không chia dòng sử dụng buồng tiêm giống như tiêm chia dòng nhưng khác ở chỗ trong quá trình tiêm mẫu van thoát khí sẽ đóng lại Thời gian tiêm không chia dòng từ 40-90 giây, thể tích tiêm 1-
+ Nhiệt độ cột sắc ký lúc đầu thấp, sau tăng lên Nhiệt độ đầu thấp hơn nhiệt độ của dung môi 20-300C, khi vào đầu cột gặp nhiệt độ thấp hơn hỗn hợp hơi sẽ đọng lại (gồm hơi chất phân tích và hơi dung môi) như vậy sẽ giúp lôi kéo toàn thể chất phân tích trong buồng tiêm vào cột Khi tăng nhiệt độ hơi dung môi ra trước, các chất phân tích từ từ ra sau cho mũi tương đối nhỏ
+ Phương pháp này thích hợp cho phân tích dạng vết, siêu vết nhưng không dùng cho chất có nhiệt độ sôi thấp hơn dung môi
2.3.2.3 Cột tách sắc ký khí a Cột nhồi
Vật liệu làm cột nhồi thường là thủy tinh, polytetrafluoethylene, thép không gỉ, niken hoặc đồng Chiều dài của cột từ 1-3m Do các hạt nhồi thường làm giảm áp suất lớn nên các cột thường ngắn hơn 3m Đường kính của cột khoảng 1/8 đến 1/4 inches Đối với cột nhồi yếu tố quan trọng nhất chính là pha tĩnh của cột bởi nó quyết định tính chọn lọc của cột Cột nhồi thường cho hiệu quả tách thấp Một cột có chiều dài 1m được nhồi bởi các hạt có kích thước 125-150fm và không bao giờ tạo ra quá 3000 đĩa lý thuyết Tuy nhiên cột nhồi cũng có những ưu điểm nhất định như hệ số lưu giữ cao, thích hợp với các detector có thể tích lớn, dung lượng mẫu cao, ít chịu ảnh hưởng của chất bẩn trong mẫu nên không đòi hỏi nhiều công tinh chế mẫu b Cột mao quản
Cột mao quản là loại cột tách có đường kính nhỏ hơn 1mm và thành trong của mẫu đi qua cột tách rất dài (do vậy năng suất tách cao) mà không gặp trở kháng gì lớn (độ chêch lệch áp suất thấp)
So với cột nhồi, cột mao quản có ưu điểm là:
- Các hỗn hợp phức tạp được tách với hiệu suất cao hơn hẳn
- Tách được cả các chất có cấu trúc hoá học rất gần nhau
- Độ tin cậy cao hơn trong việc nhận biết các cấu tử
- Độ nhạy phát hiện cao hơn
- Giảm thời gian phân tích
- Cho phép nối trực tiếp với khối phổ kế mà không cần bộ tách
Cột mao quản được chia làm hai loại chính:
- Cột WCOT (Wall Coated Open Tubular): kết cấu gồm một ống mao quản bằng fused silica được phủ trực tiếp một lớp pha tĩnh Đường kính trong khoảng 0.2- 0.5mm Bề dày df của lớp pha tĩnh này quyết định hệ số lưu giữ và dung lượng của cột Ở nhiệt độ thường lớp pha tĩnh này ở dạng sệt gần như đặc Đây chính là dạng sắc ký khí-lỏng Nếu lớp pha tĩnh không được gắn lên thành cột mà qua một lớp trung gian thì ta có cột SCOT (Support coated open tubular) với tính chất giống như cột WCOT Hầu hết các phép phân tích GC được thực hiện trên cột WCOT
- Cột PLOT (Porous Layer Open Tubular): cũng cấu tạo bởi một ống silica nóng chảy nhưng còn có thêm một lớp mỏng các hạt chất hấp phụ xốp đường kính dp đóng vai trò như chất mang giữa thành trong của cột tách và lớp phim pha tĩnh
Do lực cản áp suất thấp nên có thể sản xuất cột PLOT có độ dài lớn để tăng hiệu quả tách (50-100m) Cột thường có đường kính trong khoảng 0.53mm Việc lựa chọn cột mao quản phụ thuộc vào bản chất và độ phức tạp của mẫu phân tích Chiều dài cột, đường kính trong của cột, pha tĩnh và độ dày của lớp phim pha tĩnh ảnh hưởng đến độ phân giải, thời gian phân tích và độ nhạy của phép đo
2.3.2.4 Pha tĩnh trong sắc ký khí
QUI TRÌNH ÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ S U HỌ
Xác định dư lượng Methomyl trong thuốc trừ sâu
Dư lượng từng thuốc trừ sâu X, biểu thị bằng miligam trên kilogam (mg/kg), được tính theo công thức:
X 0 là nồng độ các dư lượng thuốc BVTV trong mẫu thử tính bằng microgam trên mililit (g/ml);
V E là thể tích phần mẫu thử thu được, tính bằng mililít (ml);
V 1 là thể tích dịch chiết thu được tính bằng mililít (ml);
V 2 là thể tích dịch chiết được lấy ra để cô cạn tính bằng mililit (ml); m là khối lượng mẫu thử, tính bằng gam (g);
P là độ tinh khiết của chất chuẩn, tính bằng phần trăm (%)
3.2 ác định dƣ lƣợng Methomyl trong thuốc trừ sâu [8]
Hàm lượng methomyl được xác định bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao, với detector tử ngoại (UV) Dùng benzamide làm chất nội chuẩn
- Chất chuẩn methomyl, đã biết hàm lượng
- Chất nội chuẩn benzamide, độ tinh khiết 99 %
+ Dung dịch nội chuẩn, nồng độ 1,2mg/ml: Dùng cân phân tích cân 1,2 g chất nội chuẩn benzamide chính xác tới 0,00001 g vào bình định mức 1000ml thêm 100ml axetonitril hòa tan và định mức tới vạch bằng nước cất
+ Dung dịch chuẩn làm việc: Dùng cân phân tích cân 0,012 g chất chuẩn methomyl chính xác tới 0,00001 g vào bình định mức 25ml) Dùng pipet thêm chính xác 10ml dung dịch nội chuẩn hòa tan và định mức đến vạch bằng metanol
+ Chất chuẩn bảo quản trong tủ lạnh phải được đưa về nhiệt độ phòng trước khi cân
- Bình định mức, dung tích 25; 50; 100; 1000ml
- Xyranh bơm mẫu, dung tích 20l, chia vạch đến 1l
- Cân phân tích, có thể cân chính xác đến 0,00001g
- Màng lọc, có cỡ lỗ 0,45m
- Thiết bị sắc ký lỏng, được trang bị như sau:
+ Cột Zorbax ODS C18, có chiều dài 150mm, đường kính 4,6mm hoặc loại tương đương
+ Bộ bơm mẫu tự động hoặc bơm mẫu bằng tay
+ Máy tích phân hoặc máy vi tính
Mẫu cần được làm đồng nhất trước khi cân: đối với mẫu dạng lỏng phải lắc đều, nếu bị đông đặc do nhiệt độ thấp cần được làm tan chảy ở nhiệt độ thích hợp; đối với mẫu dạng bột, hạt phải được trộn đều
- Chuẩn bị dung dịch mẫu thử:
Dùng cân phân tích cân khoảng mẫu thử có chứa khoảng 0,012 g hoạt chất methomyl, chính xác tới 0,00001 g vào bình định mức 25ml Dùng pipet thêm chính xác 10ml dung dịch nội chuẩn hòa tan và định mức đến vạch bằng metanol.Lọc dung dịch qua mnmàng lọc 0,45 trước khi bơm vào máy
- Pha động: Axetonitril : Nước = 8 : 92 (theo thể tích)
- Tốc độ dòng: 1ml/min
Dùng xylanh bơm dung dịch mẫu chuẩn cho đến khi tỉ số của số đo diện tích của pic mẫu chuẩn và pic nội chuẩn thay đổi không lớn hơn 1% Sau đó, bơm lần lượt dung dịch chuẩn làm việc và dung dịch mẫu thử lặp lại 2 lần (tỷ số của số đo diện tích của pic mẫu chuẩn với pic nội chuẩn thay đổi không lớn hơn 1 % so với giá trị ban đầu).
Xác định dư lượng Fenobucarb trong thuốc trừ sâu
Hàm lượng hoạt chất methomyl trong mẫu, X, biểu thị bằng phần trăm (%) được tính theo công thức: m P F m
F m là giá trị trung bình của tỉ số số đo diện tích của pic mẫu thử với pic nội chuẩn
F c là giá trị trung bình của tỉ số số đo diện tích của pic mẫu chuẩn với pic nội chuẩn m c là khối lượng mẫu chuẩn, tính bằng gam (g)
3.3 ác định dƣ lƣợng Fenobucarb trong thuốc trừ sâu [9]
Hàm lượng fenobucarb được xác định bằng phương pháp sắc ký khí, với detector ion hóa ngọn lửa (FID) Dùng benzylbenzoat làm chất nội chuẩn
- Chất chuẩn fenobucarb, đã biết hàm lượng
- Axeton, dùng cho sắc ký khí
- Khí nitơ, có độ tinh khiết không nhỏ hơn 99,9 %
- Khí hydro, có độ tinh khiết không nhỏ hơn 99,9 %
- Không khí nén, dùng cho máy sắc ký khí
- Dung dịch nội chuẩn, nồng độ 3,3mg/ml:Dùng cân phân tích cân 0,33 g chất nội chuẩn benzylbenzoate , chính xác đến 0,0001 g vào bình định mức 100ml hòa tan và định mức đến vạch bằng axeton
- Dung dịch chuẩn làm việc: Dùng cân phân tích cân 0,1 g chất chuẩn fenobucarb, chính xác đến 0,0001 g vào bình định mức 100ml dùng pipet thêm chính xác 10ml dung dịch nội chuẩn, hòa tan và định mức đến vạch bằng axeton
- Chất chuẩn bảo quản trong tủ lạnh phải được đưa về nhiệt độ phòng trước khi cân
- Bình định mức, dung tích 10; 50; 100ml
- Màng lọc, có kích thước lỗ 0,45m
- Cân phân tích, có thể cân chính xác đến 0,0001g
- Thiết bị sắc ký khí, được trang bị như sau:
+ Detector ion hóa ngọn lửa (FID)
+ Injector chia dòng và không chia dòng
+ Cột mao quản HP-5, có chiều dài 30m, đường kính 0,32mm, chiều dày pha tĩnh 0,25m hoặc loại tương đương
+ Bộ bơm mẫu tự động hoặc bơm mẫu bằng tay
+ Máy vi tính hoặc máy tích phân
Mẫu cần được làm đồng nhất trước khi cân: Đối với mẫu dạng lỏng phải lắc đều, nếu bị đông đặc do nhiệt độ thấp cần được làm tan chảy ở nhiệt độ thích hợp, đối với mẫu dạng bột, hạt phải được trộn đều
- Chuẩn bị dung dịch mẫu thử
Dùng cân phân tích cân mẫu thử có chứa khoảng 0,1 g hoạt chất fenobucarb, chính xác đến 0,0001 g vào bình định mức 100ml , dùng pipet thêm chính xác 10ml dung dịch nội chuẩn , hòa tan và định mức đến vạch bằng axeton Lọc dung dịch qua màng lọc 0,45 trước khi bơm vào máy, nếu cần
- Nhiệt độ buồng bơm mẫu: 210 o C
- Khí mang nitơ: 1,8ml/phút
- Khí bổ trợ cho detector 40ml/phút
Bơm dung dịch mẫu chuẩn cho đến khi tỉ số của số đo diện tích của pic mẫu chuẩn và pic nội chuẩn thay đổi không lớn hơn 1 % Sau đó, bơm lần lượt dung dịch chuẩn làm việc và dung dịch mẫu thử , lặp lại 2 lần (tỷ số của số đo diện tích của pic mẫu chuẩn với pic nội chuẩn thay đổi không lớn hơn 1 % so với giá trị ban đầu)
Dư lượng fenobucarb trong mẫu (X) biểu thị bằng phần trăm khối lượng (%) được tính theo công thức: m P F m
F m là giá trị trung bình của tỉ số đo diện tích của pic mẫu thử với pic nội chuẩn
F c là giá trị trung bình của tỉ số số đo diện tích của pic mẫu chuẩn với pic nội chuẩn m c là khối lượng mẫu chuẩn, tính bằng gam (g) m m là khối lượng mẫu thử, tính bằng gam (g)
P là độ tinh khiết của chất chuẩn, tính bằng phần trăm (%)
3.3.2 Phương pháp sắc ký lỏng hiện năng cao
Hàm lượng fenobucarb được xác định bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) với detector tử ngoại (UV)
- Dung dịch chuẩn làm việc: Dùng cân phân tích cân 0,1 g chất chuẩn fenobucarb chính xác đến 0,0001 g vào bình định mức 100ml hòa tan và định mức đến vạch bằng acetonitril
- Chất chuẩn bảo quản trong tủ lạnh phải được đưa về nhiệt độ phòng trước khi cân
Thiết bị sắc ký lỏng hiệu năng cao, được trang bị như sau:
+ Máy sắc ký lỏng hiệu năng cao với detector tử ngoại (UV)
+ Cột RP 18, dài 150mm, đường kính 4,6mm, cỡ hạt pha tĩnh 5 hoặc loại tương đương
+ Bộ bơm mẫu tự động hoặc bơm mẫu bằng tay
Mẫu cần được làm đồng nhất trước khi cân: đối với mẫu dạng lỏng phải lắc đều, nếu bị đông đặc do nhiệt độ lạnh cần được làm tan chảy ở nhiệt độ thích hợp
- Chuẩn bị dung dịch mẫu thử
Dùng cân phân tích cân mẫu thử có chứa khoảng 0,1 g hoạt chất fenobucarb, chính xác đến 0,0001 g vào bình định mức 100ml hòa tan và định mức đến vạch bằng acetonitril Lọc dung dịch qua màng lọc 0,45 trước khi bơm vào máy (nếu cần)
Pha động: H2O:ACN = 30 :70 (theo thể tích)
Tốc độ dòng: 1ml/phút
Bơm dung dịch chuẩn làm việc cho đến khi số đo diện tích của pic mẫu chuẩn thay đổi không lớn hơn 1 % Sau đó, bơm lần lượt dung dịch chuẩn làm việc và dung dịch mẫu thử, lặp lại 2 lần (số đo diện tích của pic mẫu chuẩn thay đổi không lớn hơn 1% so với giá trị ban đầu)
Dư lượng Fenobucarb trong mẫu (X) biểu thị bằng phần trăm khối lượng (%) được tính theo công thức: m P S m
Trong đó: S m là số đo diện tích của pic mẫu thử;
S c là số đo diện tích của pic mẫu chuẩn; m c là khối lượng mẫu chuẩn, tính bằng gam (g); m m là khối lượng mẫu thử, tính bằng gam (g);
P là độ tinh khiết của chất chuẩn, tính bằng phần trăm (%)
Xác định dư lượng Carbaryl trong thuốc trừ sâu
Xác định bằng HPLC, với detector tử ngoại UV
- Chất chuẩn: Carbaryl đã biết hàm lượng chính xác
- Dung dịch chuẩn làm việc: Dùng cân phân tích, cân khoảng 0,01g chất chuẩn Carbaryl vào bình định mức 20ml, thêm vào 10ml Axetonitril, lắc siêu âm trong 10p, để nguội định mức tới vạch bằng Axetonitril
- Chất chuẩn bảo quản trong tủ lạnh được đưa về nhiệt độ phòng trước khi cân
Sử dụng các dụng cụ thiết bị thông thường của phóng thí nghiệm cụ thể như sau:
- Bình định mức 20ml, 50ml
- Xylanh bơm mẫu dung tích 50l
- Cân phân tích, có độ chính xác đến 0,00001g
- Thiết bị sắc kí lỏng, được trang bị như sau:
+ Cột sắc kí Lichrospher 100RP 18,5m có chiều dài 250mm, đường kính 4,0mm hoặc loại tương đương
+ Bộ bơm mẫu tự động hoặc bơm bằng tay
+ Máy tích phân kế hoặc máy vi tính
Mẫu được làm đồng nhất trước khi cân: đối với mẫu dạng lỏng lắc đều, nếu bị đông đặc do nhiệt độ thấp cần được làm tan chảy ở nhiệt độ thích hợp, đối với mẫu dạng bột, hạt phải được trộn đều
Chuẩn bị dung dịch mẫu thử: dùng cân phân tích cân mẫu thử có chứa 0,01g hoạt chất carbaryl vào bình định, định mức 20ml, thêm 10ml acetonitrile,lắc siêu âm trong 10 phút, để nguội và định mức tới vạch bằng acetonitrile Lọc dung dịch qua mạng lọc 0,45m, trước khi bơm vào máy
Tốc độ dòng: 1ml/phút
Dùng xylanh bơm dung dịch mẫu chuẩn cho đến khi tỉ số đo diện tích của pic mẫu chuẩn thay đổi không lớn hơn 1% Sau đó bơm lần lượt dung dịch chuẩn làm việc và dung dịch mẫu thử,lặp lại 2 lần( tỷ số của số đo diện tích của pic mẫu chuẩn thay đổi không lớn hơn 1% so với giá trị ban đầu)
Dư lượng Carbaryl trong mẫu (X) biểu thị bằng phần trăm khối lượng (%) được tính theo công thức: m c c m
S m là giá trị trung bình của số đo diện tích pic của mẫu thử
S c : giá trị trung bình của số đo diện tích của pic mẫu thử m c là khối lượng mẫu chuẩn (g) m m : là khối lượng mẫu thử (g)
P: độ tinh khiết của chất chuẩn (%)
3.5 ác định dư lượng Carbosulfan trong thuốc trừ sâu b ng phương pháp sắc hí [11]
Hàm lượng carbosulfan được xác định bằng phương pháp sắc ký khí, với detector ion hóa ngọn lửa (FID) Dùng triphenylphosphate làm chất nội chuẩn Kết quả được tính dựa trên sự so sánh giữa tỷ số số đó diện tích pic mẫu thử với pic nội chuẩn và tỷ số số đo diện tích pic mẫu chuẩn với pic nội chuẩn
- Chất chuẩn carbosulfan, đã biết hàm lượng
- Khí nitơ, có độ tinh khiết không nhỏ hơn 99,9%
- Khí hydro, có độ tinh khiết không nhỏ hơn 99,9%
- Không khí nén, dùng cho máy sắc ký khí
- Dung dịch nội chuẩn, nồng độ 8,8mg/ml:
+ Dùng cân phân tích cân 0,88g chất nội chuẩn triphenylphosphate, chính xác đến 0,0001g vào bình định mức và định mức đến vạch bằng axeton
Dung dịch chuẩn làm việc:
+ Dùng cân phân tích cân 0,01g chất chuẩn carbosulfan chính xác đến 0,00001g vào bình định mức 10ml, dùng pipet thêm chính xác 1ml dung dịch nội chuẩn (hòa tan và định mưucs đến vạch bằng axeton
Chất chuẩn bảo quản trong tủ lạnh phải được đưa về nhiệt độ phòng trước khi cân
Sử dụng các thiết bị, dung cụ của phòng thử nghiệm thông thường và cụ thể như sau:
- Bình định mức, dung tích 10; 100ml
- Màng lọc, cú kớch thước lỗ 0,45àm
- Cân phân tích, có thể cân chính xác đến 0,00001g
- Thiết bị sắc ký khí, được trang bị như sau:
+ Detector ion hóa ngọn lửa (FID);
+ Injector chia dòng và không chia dòng;
+ Cột mao quản HP-5, có chiều dài 30m, đường kính 0,32mm, chiều dày pha tĩnh 0,25àm hoặc loại tương đương;
+ Bộ bơm mẫu tự động hoặc bơm mẫu bằng tay;
+ Máy vi tính hoặc máy tích phân
- Chuẩn bị mẫu thử nghiệm
Mẫu cần được làm đồng nhất trước khi cân, đối với mẫu dạng lỏng phải lắc đều, nếu bị đông đặc do nhiệt độ tan chảy thấp cần được làm ở nhiệt độ phòng đối với mẫu dạng bột, hạt phải được trộn đều
- Chuẩn bị dung dịch mẫu thử
Dùng cần phân tích cân mẫu thử có chưa khoảng 0,01g hoạt chất Carbosulfan, chính xác đến 0,00001g vào bình định mức 10ml, dùng pipet thêm chính xác 1ml dung dịch nội chuẩn, hòa tan và định mức đến vạch bằng axeton Lọc dung dịch qua màng lọc 0,45àm trước khi bơm vào mỏy (nếu cần)
Xác định dư lượng Isoprocarb trong thuốc trừ sâu bằng phương pháp sắc ký lỏng
- Khí mang nitơ: 2,5ml/phút
- Khí bổ trợ cho detector: 20ml/phút
- Thể tớch bơm mẫu: 1àl
Bơm dung dịch mẫu chuẩn cho đến khi tỷ số của số đo diện tích của pic mẫu chuẩn và pic nội chuẩn thay đổi không lớn hơn 1% Sau đó, bơm lần lượt dung dịch chuẩn và dung dịch mẫu thử , lặp lại 2 lần (tỷ số của số đo diện tích của pic mẫu chuẩn với pic nội chuẩn thay đổi không lớn hơn 1% so với giá trị ban đầu)
Dư lượng Carbosulfan trong mẫu (X) biểu thị bằng phần trăm khối lượng (%) được tính theo công thức: m c c m
F m là giá trị trung bình của tỷ số số đo diện tích của pic mẫu thử với pic nội chuẩn;
F c là giá trị trung bình của tỷ số số đo diện tích của pic mẫu chuẩn với pic nội chuẩn; m c là khối lượng mẫu chuẩn, tính bằng gam (g); m m là khối lượng mẫu thử, tính bằng gam (g)
P là độ tinh khiết của chất chuẩn, tính bằng phần trăm (%)
3.6 ác định dư lượng Isoprocarb trong thuốc trừ sâu b ng phương pháp sắc kí lỏng [12]
Xác định Isoprocarb bằng phương pháp sắc kí lỏng với detector tử ngoại
Pha chế dung dịch chuẩn: Cân 0,01g chất chuẩn, chính xác tới 0,00002g vào bình định mức và dùng Metylic định mức tới vạch Lấy 1ml cung dịch pha được cho vào bình định mức 100ml và định mức tới vạch bằng metylic
Máy sắc kí lỏng cao áp UVIKON 720-LC
Detector tử ngoại Đầu ghi tích phan Shimadzu C-R3A
Bước sóng phân tích 260 nm
Tốc độ dòng 1ml/phút
Dư lượng Isoprocarb trong thuốc trừ sâu được tính như sau: c p p c m S A
Trong đó: m c : khối lượng chuẩn (g) m p: khối lượng của mẫu phân tích (g)
S c : diện tích ( hay chiều cao) đỉnh cực đại trung bình của chuẩn
S p : diện tích ( hay chiều cao) đỉnh cực đại trung bình của mẫu
A: Hàm lượng của chuẩn tính bằng %.
Xác định dư lượng N-Methylcarbamate trong thuốc trừ sâu bằng phương pháp sắc kí lỏng
N-metylcarbamat bao gồm các hoạt chất như aldicarb, bendiocarb, bufencarb, butocarboxim, carbaryl, carbofuran, dioxacarb, ethiofencarb, furathiocarb, methiocarb, methomyl, oxamyl, promecarb, propoxur, thiocarb, thiofanox, trimethacarb, các chất chuyển hóa 3-hydroxy-carbofuran và 3-keto-carbofuran và sulfoxide và các chất chuyển hóa sulfon của aldicarb, butocarboxim và thiofanox
Mẫu được đồng hóa với diclometan và mang đi lọc và dịch lọc được làm bay hơi Riêng đối với mẫu cam chanh, thì mẫu được đồng hóa với axetonitril, dịch lọc được rửa bằng n-hexan và cho bay hơi Trong cả hai trường hợp, phần còn lại được hòa tan trong dung dịch natri clorua Chuyển dung dịch sang cột diatomit và rửa giải cột bằng diclometan Dịch rửa giải được cho bay hơi và cặn được hòa tan trong metanol Trong dung dịch này, N-metylcarbamat được xác định bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao pha đảo có thủy phân sau cột Metylamin tạo thành được phản ứng với o- phthaldialdehyd và 2-mercaptoetanol và các dẫn xuất được phát hiện bằng detector huỳnh quang
- Axetonitril bão hòa n-hexan: Lắc phễu chiết chứa 400ml axetonitril với 40ml n- hexan trong 3 phút, sử dụng lớp phía dưới
- Vật liệu nhồi rắn, Extralut NT nhồi lại
- Dung dịch đệm tetraborat 38,1g/l ngậm mười phân tử nước trog nước
- Pha động A: Nước được làm sạch bằng hệ thống tinh sạch nước LC Trước khi sử dụng phải được lọc qua mảng
- Pha động B: Axetonitril trước khi sử dụng được lọc qua bộ lọc màng
- Thuốc thử OPA: Hòa tan 1 g o-phthaldialdehyd trong khoảng 10ml metanol đựng trong bình định mức 1000ml và thêm 0,4ml 2-mercaptoetanol , pha loãng đến vạch bằng dung dịch đệm tetraborat Chỉnh pH của dung dịch đến 10 Bảo quản dung dịch trong môi trường nitơ
Bao gồm các chất N-metylcarbamat như aldicarb, bendiocarb, bufencarb, butocarboxim, carbaryl, carbofuran, dioxacarb, ethiofencarb, furathiocarb, methiocarb, methomyl, oxamyl, promecarb, propoxur, thiocarb, thiofanox, trimethacarb, các chất chuyển hóa 3-hydroxy-carbofuran và 3-keto-carbofuran và sulfoxide và các chất chuyển hóa sulfon của aldicarb, butocarboxim và thiofanox
+ Các dung dịch gốc 2000ppm :Hòa tan 50mg chất chuẩn trong axetonitril trong bình định mức 25ml và thêm axetonitril cho đến vạch
+ Dung dịch chuẩn làm việc: Chuẩn bị các dung dịch chuẩn thích hợp bằng cách pha loãng các lượng thích hợp của các dung dịch gốc thuốc bảo vệ thực vật với metanol đến 1 g/ml hoặc 0,1g/ml, nếu cần
3.7.3 Thiết bị và dụng cụ
Tất cả các dụng cụ thủy tinh được sử dụng phải được rửa kỹ Có thể sử dụng dung dịch tẩy rửa nóng, nhưng sau đó phải được tráng kỹ bằng nước cất và axeton trước khi làm khô
Sử dụng thiết bị và dụng cụ của phòng thử nghiệm thông thường, cụ thể như sau:
- Máy thái thực phẩm dạng nhỏ
- Bộ đồng hóa hoặc bộ trộn tốc độ cao
- Bộ cô quay, có nồi cách thủy, có thể duy trì được ở 35 o C
- Phễu sứ Buchner, đường kính 9,5 cm
- Bộ lọc sợi thủy tinh, đường kính 9 cm
- Cột được nhồi bằng diatomit
- Máy sắc kí lỏng hiệu năng cao, được trang bị như sau:
+ Hệ thống bơm kép có van bơn sáu cổng với vòng lấy mẫu 20l, detector huỳnh quang và bộ phận định lượng có hệ thống tích phân
+ Cột phân tích HPLC, cột bằng thép không gỉ, dài 250mm, đường kính trong 4,0mm
+ Hệ thống sau cột, gồm có hai cuộn phản ứng trong các bộ ổn nhiệt khác nhau, các chi tiết chữ T thể tích chết thấp và hai bơm thuốc thử không xung
- Bộ lọc màng, cỡ lỗ 0,45m
+ Đối với mẫu cam, chanh Đồng hóa 50 g (m) mẫu với 300ml axetonitril bão hòa n-hexan 3phút trong chai thủy tinh , thêm 10 g đến 15 g chất trợ lọc Tiến hành lọc qua bộ lọc sợi thủy tinh trong phễu Buchner , sử dụng 100ml axetonitril bão hòa n-hexan để tráng chai thủy tinh và cặn lọc Chuyển dịch lọc sang phễu chiết, lắc và bổ sung n-hexan 2 lần, mỗi lần
150ml Loại bỏ lớp hexan phía trên Chuyển pha axetonitril sang bình cầu đáy tròn 500ml và cho bay hơi trên bộ cất quay chỉ đến vừa khô
Hòa tan cặn bằng 20ml dung dịch natri clorua và để yên bình cầu trong thiết bị siêu âm trong 1 phút
Nhiệt độ nồi cách thủy của bộ cô quay không được vượt quá 35 o C Sử dụng iso- octan làm chất hãm để tránh thất thoát
+ Đối với mẫu khác Đồng hóa 50 g (m) mẫu thử với 250ml diclometan 3 phút trong chai thủy tinh thêm
10 g đến 15 g chất trợ lọc Tiến hành lọc qua bộ lọc sợi thủy tinh với phễu Buchner , sử dụng 100ml diclometan để tráng chai thủy tinh và cặn lọc Chuyển dịch lọc sang bình cầu đáy tròn 500ml và cho bay hơi diclometan trên bộ cất quay để thu được phần cặn Pha loãng lượng cặn bằng dung dịch natri clorua để có được tổng thể tích 20ml và để bình trong thiết bị siêu âm trong 1 phút
Chuyển dung dịch thu được trong hoặc sang cột nhồi diatomit và đảm bảo rằng phần dưới của cột nhồi (khoảng 20 %) vẫn khô Để yên cột 15 phút Rửa giải cột 4 lần, mỗi lần dùng 25ml diclometan , tráng rửa bình cầu đáy tròn bằng hai phần dịch đầu tiên Thu lấy dịch rửa giải vào bình cầu đáy tròn 250ml và cho bay hơi dung dịch trong bộ cất quay chỉ đến vừa khô Hòa tan cặn trong 3ml đến 4ml metanol , chuyển dung dịch sang bình định mức 5ml và thêm metanol đến vạch
Dung dịch thu được trên phần chuẩn bị mẫu thử được lọc qua bộ lọc màng và bơm 20 l (V i ) lên hệ thống Áp dụng chương trình gradient ở tốc độ dòng 1,0ml/phút và nhiệt độ cột 40 o C, 85% pha động A và 15% pha động B trong 10 phút, sau đó áp dụng tuyến tính từ 15% đến 80% pha động B trong suốt 50 min, cuối cùng 80% pha động B trong 30 min Để rửa giải cột phân tích, cho dung dịch natri hydroxit với tốc độ 0,3ml/phút qua cột phản ứng
Cho hỗn hợp đi qua detector huỳnh quang Các bước sóng kích thích và phát xạ được cài đặt tương ứng 330nm và 465nm
Dư lượng từng hoạt chất N-Methylcarbamate tính bằngmg/kg mẫu thử, theo công thức:
S m là chiều cao pic hoặc diện tích pic thu được từ dung dịch mẫu thử
S c là chiều cao pic hoặc diện tích pic thu được từ dung dịch chuẩn
V end là thể tích cuối cùng của dung dịch mẫu thử , tính bằng mililit (ml)
V 1 là thể tích phần bơm V end vào HPLC, tính bằng microlit (l) m c là khối lượng hợp chất nhận dạng được trong dung dịch chuẩn, được bơm vào HPLC, tính bằng nanogam (ng) m m là khối lượng phần mẫu thử, tính bằng gam (g).
Kết quả phân tích một số mẫu thực tế
Bảng 4: Kết quả phân tích mâu rau
Nơi lấy mẫu Thời gian Phát hiện Nồng độ (ppb)
Chợ An Dương Vương 10/6/2008 Aldicard sulfoxide 54,3
Kết quả phân tích đa số các mẫu rau đều không phát hiện dư lượng Carbamate, nếu có nồng độ cũng khá thấp dưới giới hạn cho phép
Bảng 5: Kết quả phân tích mâu gừng
Nơi lấy mẫu Thời gian Phát hiện Nồng độ ( ppb)
Mẫu gừng lấy tại chợ An Lạc phát hiện Sevin, tuy nhiên nồng độ nhỏ dưới mức cho phép và hầu như không phát hiện dư lượng thuốc trừ sâu Carbamate
Bảng 6: Kết quả phân tích mâu nước
Loại mẫu Nơi lấy mẫu Thời gian Phát hiện Nồng độ
Nước ao rau muống Thủ Đức 7/6/2008 3- hydroxycarbofuran 10.1
Nước thải nơi trồng rau Biên Hòa 5/6/2008 - -
Nước giếng nơi trồng rau Biên Hòa 5/6/2008 - -
Nước thải khu công nghiệp Biên Hòa 25/6/2008 3- hydroxycarbofuran 7.3
Bảng 7: Kết quả phân tích mâu đất
Loại mẫu Nơi lấy mẫu Thời gian Phát hiện Nồng độ
(ppb) Đất trồng rau muống
Biên Hòa 5/6/2008 Sevin 12,08 Đất trồng cải ngọt
Thủ Đức 25/6/2008 Carbofuran 30,89 Đất trồng rau muống
Thủ Đức 7/6/2008 - - Đất trồng đậu xanh
Phương pháp HPLC đầu dò huỳnh quang để phân tích dư lượng Carbamate được ứng dụng tốt đối với một số mẫu trên thực tế Giới hạn phát hiện với mỗi chất khác nhau khoảng vài chục ppb trên mẫu thật Chính vì chọn lọc với Carbamate nên phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao đầu dò huỳnh quang (FD ) được các tổ chức trên thế giới công nhận là phương pháp tiêu chuẩn phân tích dư lượng Carbamate trong đất, nước, thực phẩm
Phương pháp sắc kí khí được ứng dụng rộng rãi để xác định Carbamate cũng như dư lượng các các chất clo hữu cơ, lân hữu cơ, pyrethroid Tuy nhiên phương pháp chỉ phân tích được những chất dễ bay hơi, còn các chất khó bay hơi thì phải tạo dẫn xuất nên tốn thời gian và hóa chất Hơn nữa, để phân tích được đồng thời các chất thì cần thời gian phân tích dài Do vậy,phương pháp ít được ứng dựng để phân tích Carbamate
Thuốc trừ sâu là một loại chất được sử dụng để chống côn trùng Chúng bao gồm các thuốc diệt trứng và thuốc diệt ấu trùng để diệt trứng và ấu trùng của côn trùng Các loại thuốc trừ sâu được sử dụng trong nông nghiệp, y tế, công nghiệp và gia đình Việc sử dụng thuốc trừ sâu được cho là một trong các yếu tố chính dẫn tới sự gia tăng sản lượng nông nghiệp trong thế kỷ 21 Gần như tất cả các loại thuốc trừ sâu đều có nguy cơ làm tham đổi lớn các hệ sinh thái; nhiều loại thuốc trừ sâu độc hại với con người; và các loại khác tích tụ lại trong chuỗi thức ăn
Ngày nay với các dụng cụ và các phương pháp hiện đại, người ta có thể kiểm tra xác định được khá chính xác lượng thuốc tồn dư trên các nông sản có thể tới hàng phần nghìn mg Ở Thái Lan và nước ta hiện nay có bộ dụng cụ có thể xác định dư lượng tối đa cho phép của các thuốc trừ sâu gốc Lân hữu cơ và Carbamate trên các loại rau, quả và thực phẩm rất nhanh chóng, cho kết quả chỉ sau 1 tiếng đồng hồ, thao tác đơn giản và chi phí thấp Các cơ sở sản xuất và tiêu dùng có thể dùng bộ dụng cụ này để tự kiểm tra mức an toàn của thuốc bảo vệ thực vật trên nông sản, thực phẩm trước khi cung ứng và sử dụng
[1] Nguyễn Trần Oánh, “Hóa học bảo vệ thực vật”, trang 67-69, NXB Nông nghiệp
[2] Phùng Tuấn Cẩm, Nguyễn Lý “Sổ tay sử dụng nông dược”, NXB Nông nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, 1998 Nguyễn Xuân Thành, “Nông dược bảo quản và sử dụng”, trang 59-61, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 1997
[3] Nguyễn Thanh Khuyến “ Những bài giảng về phương pháp sắc kí”, 1999
[4] Chu Phạm Ngọc Sơn “Những bài giảng về phương pháp sắc kí”, 2000
[5] Phạm Hùng Việt 2005, “Sắc kí khí- Cơ sở lý thuyết và khả năng ứng dụng”, NXB Đại học quốc gia Hà Nội
[6] Nguyễn Xuân Dũng, Lê Thành Hải, “Cơ sở sắc kí khí”, Trung tâm giáo dục và phát triển sắc kí Việt Nam
[7] Tiêu Chuẩn Việt Nam TCVN 8320:2010, “chè, cà phê – xác định đa dư lượng thuốcbảo vệ thực vật – phương pháp sắc kí lỏng-khối phổ”
[8] Tiêu Chuẩn Việt Nam TCVN 8388 : 2010, “thuốc bảo vệ thực vật chứa hoạt chất methomyl - yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử”
[9] Tiêu Chuẩn Việt Nam TCVN 8983 : 2011 “thuốc bảo vệ thực vật chứa hoạt chất fenobucarb – yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử”
[10] Tiêu Chuẩn Cơ Sở TCCS 72:2013 /BVTV, “ thuốc bảo vệ thực vật chứa hoạt chất Carbaryl – yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử”
[11] Tiêu Chuẩn Cơ Sở TCCS 65-2013/BVTV, “ thuốc bảo vệ thực vật chứa hoạt chất
Carbosulfan – yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử”
[12] Tiêu Chuẩn Cơ Sở TCCS 31-89, “thuốc trừ sâu Mipcin dạng nhũ dầu”
[13] Tiêu Chuẩn Việt Nam TCVN 8171-1:2009, “Xác định dư lượng N-metylcarbamat”
[15] Tạp chí phát triển khoa học công nghệ, Tập 12 ,Số 9 , 2009
[14] AOAC Offcial Method 985.23, “Official Methods of Analysis of AOAC
International”, Chapter 10, 36-39, AOAC International 16 th Ed, 1995