Luận án tiến sĩ dược học FULL (KN và đc) nghiên cứu xác định dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong một số dược liệu và sản phẩm từ dược liệu bằng sắc ký khối phổ

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn PGS.TS Thái Nguyễn Hùng Thu TS Lê Thị Hồng Hảo Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận án i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu thực luận án hướng dẫn PGS TS Thái Nguyễn Hùng Thu TS Lê Thị Hồng Hảo, Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới: PGS TS Thái Nguyễn Hùng Thu, Phó hiệu trưởng Trường Đại học Dược Hà Nội, Trưởng mơn Hóa Phân tích - Độc chất TS Lê Thị Hồng Hảo, Phó Viện trưởng Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia, hai người thầy, tận tình hướng dẫn, định hướng, giúp đỡ cho kiến thức quý báu để tơi hồn thành luận án Ban Lãnh đạo Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia tạo điều kiện thuận lợi cho tham gia học tập hoàn thành luận án thời gian quy định Các thầy, Bộ mơn Hố phân tích – Độc chất Phịng Sau đại học, Trường Đại học Dược Hà Nội giúp đỡ trình học tập nghiên cứu Trường PGS Phạm Gia Huệ ngun Trưởng Bộ mơn Hố phân tích – Độc chất, Trường Đại học Dược Hà Nội người thầy đóng góp ý kiến, dẫn tơi hoàn thành luận án Các anh chị em Khoa Độc học dị nguyên đồng nghiệp Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia động viên, giúp đỡ chia với khó khăn cơng việc Và cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè quan tâm động viên tơi q trình học tập thực luận án Tác giả luận án ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ x ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN 1.1 HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT 1.1.1 Định nghĩa hóa chất bảo vệ thực vật 1.1.2 Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật 1.1.3 Một số nhóm hóa chất bảo vệ thực vật 1.2 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG HĨA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT 13 1.2.1 Tình hình sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật giới 13 1.2.2 Tình hình sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật Việt Nam 14 1.2.3 Sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật an tồn hiệu 15 1.3 DƯ LƯỢNG HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ DƯỢC LIỆU .16 1.3.1 Khái niệm dư lượng mức dư lượng tối đa 16 1.3.2 Quy định mức dư lượng tối đa 17 1.3.3 Sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trồng thuốc bảo quản dược liệu 19 1.3.4 Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật dược liệu sản phẩm dược liệu 22 1.4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HĨA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT 23 1.4.1 Các phương pháp xử lý mẫu 23 1.4.2 Một số kỹ thuật dùng phân tích hóa chất bảo vệ thực vật 39 Chương ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 49 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .49 2.1.1 Hoá chất bảo vệ thực vật 49 2.1.2 Đối tượng phân tích 53 2.2 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 54 2.2.1 Hoá chất, thuốc thử 54 2.2.2 Chất chuẩn 54 2.2.3 Thiết bị, dụng cụ 56 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 57 2.3.1 Phương pháp khảo sát thực địa lấy mẫu 57 2.3.2 Phương pháp xử lý mẫu 58 2.3.3 Phương pháp phân tích sắc ký khối phổ 58 2.3.4 Phương pháp thẩm định 59 2.3.5 Phân tích mẫu thực .62 2.3.6 Phương pháp xử lý số liệu 62 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 63 3.1 KHẢO SÁT TÌNH HÌNH SỬ DỤNG HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG TRỒNG CÂY THUỐC 63 3.1.1 Nguồn cung hóa chất bảo vệ thực vật 63 3.1.2 Sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trồng thuốc Hà Nội số vùng lân cận 70 3.2 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỒNG THỜI HĨA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU 75 3.2.1 Xây dựng điều kiện sắc ký khối phổ 75 3.2.2 Xây dựng quy trình chiết hóa chất bảo vệ thực vật từ số dược liệu sản phẩm dược liệu 85 3.2.3 Thẩm định phương pháp phân tích hóa chất bảo vệ thực vật số dược liệu sản phẩm dược liệu 100 3.3 DƯ LƯỢNG HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRÊN MỘT SỐ DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ DƯỢC LIỆU 115 3.3.1 Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật dược liệu tươi 116 3.3.2 Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật dược liệu khô 117 3.3.3 Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật thực phẩm chức có thành phần thảo dược 118 3.3.3 Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trà xanh .120 Chương BÀN LUẬN 122 4.1 VỀ VIỆC SỬ DỤNG HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG TRỒNG CÂY THUỐC VÀ CHẾ BIẾN DƯỢC LIỆU .122 4.1.1 Về loại hoá chất bảo vệ thực vật kinh doanh 122 4.1.2 Về loại HCBVTV sử dụng trồng thuốc 123 4.2 VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DƯ LƯỢNG HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM DƯỢC LIỆU 124 4.2.1 Lựa chọn đối tượng nguyên liệu nghiên cứu 124 4.2.1.2 Lựa chọn nguyên liệu nghiên cứu 126 4.2.2 Về phương pháp xử lý mẫu 127 4.2.3 Về phương pháp phân tích sắc ký khối phổ 132 4.2.4 Về kết thẩm định phương pháp 138 4.3 VỀ DƯ LƯỢNG HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ DƯỢC LIỆU .141 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 144 KẾT LUẬN 144 KIẾN NGHỊ 145 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 146 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT TT Chữ viết tắt Giải thích AOAC Hiệp hội cộng đồng phân tích (Association of analytical communities) APCI Ion hóa hóa học áp suất khí (Atmospheric pressure chemical ionization) APPI Ion hóa quang học áp suất khí (Atmospheric pressure photo ionization) BVTV Bảo vệ thực vật ChE Cholinestase D-SPE Chiết phân tán pha rắn (Dispersive solid phase extraction) ECD Detector bắt điện tử (Electron capture detector) EI Va chạm điện tử (Electron impact) EPA Cục Bảo vệ mơi trường Mỹ (Environmental protection agency) 10 ESI Ion hóa phun điện tử (Electrospray ionization) 11 FAO Tổ chức Nông nghiệp Lương thực (Food and agriculture organization) 12 FDA Cục dược phẩm thực phẩm Hoa Kỳ (Food and drug administration) 13 FL Huỳnh quang (Fluorescence) 14 GACP Thực hành tốt trồng thu hái dược liệu (Good agriculture and collection practice) 15 GAP Thực hành tốt nông nghiệp (Good agriculture practice) 16 GC Sắc ký khí (Gas chromatography) 17 GCB Than đen hoạt tính (Graphite carbon black) 18 GC-MS Sắc ký khí khối phổ (Gas chromatography mass spectrometry) 19 GC-MS/MS Sắc ký khí khối phổ hai lần (Gas chromatography tandem mass spectrometry) 20 GPC Sắc ký lọc gel (Gel permeation chromatography) 21 HCBVTV Hóa chất bảo vệ thực vật 22 HLB Cân thân nước, thân dầu (Hydrophilic lipophilic balance) 23 HPLC Sắc ký lỏng hiệu cao (High performance liquid chromatography) TT Chữ viết tắt Giải thích 24 IAC Sắc ký lực miễn dịch (Immunoaffinity chromatography) 25 IS Chất chuẩn nội (Internal standard) 26 LC Sắc ký lỏng (Liquid chromatography) 27 LC-MS Sắc ký lỏng khối phổ (Liquid chromatography mass spectrometry) 28 LC-MS/MS Sắc ký lỏng khối phổ hai lần (Liquid chromatography tandem mass spectrometry) 29 LOD Giới hạn phát (Limit of detection) 30 LOQ Giới hạn định lượng (Limit of quantification) 31 LD50 Liều chết trung bình (Median lethal dose) 32 LPME Vi chiết pha lỏng (Liquid phase microextraction) 33 MAE Chiết với hỗ trợ vi sóng (Microwave-assisted extraction) 34 MRL Giới hạn dư lượng tối đa (Maximum residue limit) 35 MMM Phương pháp đa dư lượng (Multiresidues multiclasses method) 36 MRM Kiểm soát đa phản ứng (Multi reaction mornitoring) 37 MS Khối phổ (Mass spectrometry) 38 MSPD Phân tán pha rắn mẫu thử (Matrix solid phase dispersion) 39 NCI Ion hóa hóa học âm (Negative chemical ionization) 40 NPD Detector nitơ phosphor (Nitrogen phosphorus detector) 41 PCI Ion hóa hóa học dương (Positive chemical ionization) 42 PDA Chuỗi diod quang (Photo-diod array) 43 PSA Các amin bậc bậc (Primary secondary amines) 44 PS-DVB Polystyren divinylbenzen 45 SE Chiết dung môi (Solvent extraction) 46 SFE Chiết siêu tới hạn (Supercritical-fluid extraction) 47 SPE Chiết pha rắn (Solid phase extraction) 48 SPME Vi chiết pha rắn (Solid phase microextraction) 49 TPP Triphenyl phosphat 50 UV-VIS Tử ngoại khả kiến (Ultra violet – Visible) 51 WHO Tổ chức Y tế giới (World health organization) 52 WTO Tổ chức Thương mại giới (World trade organization) vii DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Bảng 1.1 Phân loại HCBVTV theo mối nguy Bảng 1.2 Số lượng hoạt chất HCBVTV phép sử dụng, hạn chế sử dụng cấm sử dụng Việt Nam 14 Bảng 1.3 Quy định Dược điển Việt Nam IV giới hạn HCBVTV .17 Bảng 1.4 Giá trị MRL mặc định số nước 19 Bảng 1.5 Một số ứng dụng phương pháp QuEChERS để phân tích HCBVTV dược liệu sản phẩm từ dược liệu 38 Bảng 1.6 Một số ứng dụng phân tích đồng thời HCBVTV GC-MS 44 Bảng 1.7 Một số ứng dụng phân tích đồng thời HCBVTV LC-MS 48 Bảng 2.1 Một số HCBVTV nghiên cứu khóa luận [17][124] 49 Bảng 2.2 Thông tin chất chuẩn sử dụng nghiên cứu 54 Bảng 2.3 Giới hạn sai lệch cho phép tối đa tỷ lệ ion 60 Bảng 3.1 Các HCBVTV tiêu thụ phổ biến địa phương khảo sát .65 Bảng 3.2 Sự phổ biến HCBVTV theo nhóm phân loại 69 Bảng 3.3 Danh mục thuốc dược liệu địa phương khảo sát 71 Bảng 3.4 Danh mục HCBVTV sử dụng trồng thuốc 73 Bảng 3.5 Các điều kiện MS LC-MS/MS để phân tích HCBVTV 76 Bảng 3.6: Các thông số hoạt động tối ưu nguồn ion hoá 77 Bảng 3.7 Khảo sát gradient pha động (A = acid acetic 0,1%; B = methanol) 79 Bảng 3.8 Điều kiện gradient để tách hỗn hợp HCBVTV 80 Bảng 3.9 Độ lặp lại hệ thống LC-MS/MS 81 Bảng 3.10 Điều kiện MS GC-MS/MS sử dụng nghiên cứu .83 Bảng 3.11 Độ lặp lại hệ thống GC-MS/MS 84 Bảng 3.12 So sánh phương pháp chiết pH dịch chiết đo 90 Bảng 3.13 Tỷ lệ ion xác nhận ion định lượng HCBVTV 103 Bảng 3.14 Các nồng độ HCBVTV sử dụng để khảo sát khoảng tuyến tính đường chuẩn 104 Bảng 3.15 Khoảng tuyến tính, đường chuẩn HCBVTV mẫu dây thìa canh 104 Bảng 3.16 LOD, LOQ HCBVTV mẫu khác phân tích LC-MS/MS .107 Bảng 3.17 LOD, LOQ HCBVTV mẫu khác phân tích GC-MS/MS .108 Bảng 3.18 Độ lặp lại độ thu hồi mẫu mã đề tươi (n=6) .110 Bảng 3.19 Độ lặp lại độ thu hồi mẫu trà thảo dược (n=6) 111 Bảng 3.20 Độ lặp lại độ thu hồi mẫu dây thìa canh (n=6) 112 Bảng 3.21 Độ lặp lại độ thu hồi mẫu trà xanh (n=6) 113 Bảng 3.22 Độ thu hồi HCBVTV số mẫu thực 115 Bảng 3.23 Kết phân tích HCBVTV dược liệu tươi .116 Bảng 3.24 Kết phân tích HCBVTV dược liệu khô .117 Bảng 3.25 Tần suất phát HCBVTV nhóm sản phẩm khác 119 Bảng 3.26 Đánh giá hàm lượng HCBVTV TPCN theo nguồn gốc mẫu 120 Bảng 3.27 Kết phân tích HCBVTV trà xanh 120 Bảng 4.1 Danh mục HCBVTV lựa chọn cho nghiên cứu phân tích 125 Bảng 4.2 Tóm tắt bước chiết HCBVTV mẫu khác phương pháp QuEChERS .128 Bảng 4.3 So sánh ảnh hưởng phương pháp nghiên cứu với ảnh hưởng theo phương pháp Raski 132 Bảng 4.4 Thời gian lưu điều kiện MS số HCBVTV rửa giải gần 134 Bảng 4.5 Đánh giá khả phân tích HCBVTV GC-MS/MS LCMS/MS 136 Bảng 4.6 So sánh độ lặp lại độ thu hồi với nghiên cứu khác .140 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Các trạng thái vật lý theo nhiệt độ vào áp suất .26 Hình 1.2 Bộ dụng cụ chiết siêu tới hạn 26 Hình 1.3 Dụng cụ chiết pha rắn thông thường (a) tự động (b) 28 Hình 1.4 Các loại nhóm silanol 29 Hình 1.5 Nguyên tắc vi chiết sợi rỗng .35 Hình 1.6 Tóm tắt bước chiết ba phiên phương pháp QuEChERS .37 Hình 2.1 Thiết bị sắc ký lỏng khối phổ sắc ký khí khối phổ sử dụng nghiên cứu 57 Hình 3.1 Hiểu biết HCBVTV cán kinh doanh .64 Hình 3.2 Hiểu biết nhân viên kinh doanh danh mục HCBVTV 64 Hình 3.3 Hình ảnh số HCBVTV khơng có nguồn gốc 68 Hình 3.4 Một số loại thuốc trồng phổ biến địa phương .73 Hình 3.5 Một số vỏ HCBVTV sau sử dụng ruộng 73 Hình 3.6 Sắc đồ tổng ion hỗn hợp chuẩn HCBVTV 0,1 mg/mL sắc đồ mảnh ion sản phẩm carboxin, mảnh ion sản phẩm carbaryl 78 Hình 3.7 Sắc ký đồ số HCBVTV theo chế độ gradient .80 Hình 3.8 Khảo sát quy trình chiết HCBVTV từ mẫu dược liệu tươi .85 Hình 3.9 So sánh hiệu suất chiết HCBVTV mẫu mã đề tươi quy trình .86 Hình 3.10 Dịch chiết bồ cơng anh xử lý theo quy trình có GCB (trái) khơng có GCB 87 Hình 3.11 Ảnh hưởng GCB đến độ thu hồi HCBVTV mẫu mã đề 88 Hình 3.12 Ảnh hưởng GCB đến độ thu hồi HCBVTV mẫu bồ cơng anh 88 Hình 3.13 Quy trình chiết HCBVTV từ mẫu dược liệu tươi 89 Hình 3.14 Ảnh hưởng thời gian ngâm mẫu đến hiệu suất chiết số HCBVTV .90 Hình 3.15: So sánh số lượng HCBVTV khoảng độ thu hồi khác (>80%; 7080% 80%; 70-80%