Phân tích dư lượng thuốc trừ sâu trong rau quả

MƠN HỌC: HĨA PHÂN TÍCH DỤNG CỤ GVHD: PHÙNG VÕ CẨM HỒNG PHÂN TÍCH DƯ LƯỢNG THUỐC TRỪ SÂU TRONG RAU CỦ QUẢ Lớp: DH18HH SVTH: NHÓM 10 Thuốc trừ sâu gì? Thuốc trừ sâu có ảnh hưởng đến rau, củ, quả? Sắc ký gì? Sắc ký khí khối phổ gì? Phương thức tiến hành lấy mẫu nào? A ĐẶT VẤN ĐỀ: Ở nước ta nay, sản xuất rau củ thâm canh ngày cao đòi hỏi việc sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật (BVTV) ngày nhiều nhằm nâng cao suất lợi nhuận cho người sản xuất Tuy nhiên, việc sử dụng mức không hợp lý thuốc BVTV dẫn đến hậu bất lợi cho người môi trường Do thuốc trừ sâu có giá thành rẻ, tự chế từ tác chất hóa học đơn giản, đem lại suất cao Do thuốc trừ sâu có giá thành rẻ, tự chế từ tác chất hóa học đơn giản, đem lại suất cao  Thuốc bảo vệ thực vật : thuốc trừ sâu, diệt cỏ , Trong bao gồm nhóm bản: Tuy nhiên, nhóm clo hữu nhóm lân hữu đặc biệt lưu ý chúng có thời gian + Nhóm clo hữu (organnochlorine) tồn lưu lâu mơi trường + Nhóm lân hữu (organophosphorus) nhà nghiên cứu tập trung nghiên + Nhóm carbamate cứu kỹ B PHÂN TÍCH DƯ LƯỢNG THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT NHÓM LÂN VÀ CLO HỮU CƠ TRONG RAU BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ KHỐI PHỔ: I Đối tượng áp dụng: -Phương pháp sắc ký khí khối phổ nhằm xác định hàm lượng thuốc bảo vệ thực vật nhóm Clo hữu nhóm lân hữu có rau II.Thiết bị phân tích sắc ký khí khối phổ (GC/MS): -Thiết bị sử dụng nghiên cứu hệ thống máy sắc ký khí khối phổ hãng sản xuất PerkinElmer (Mỹ) sản xuất, Model Autosystem GC-600/Turbo Mass 600D; kèm máy tính điều khiển thiết bị xử lý liệu Hình 1: Sơ đồ phận hệ thống GC/MS  Q trình phân tích thiết bị GC/MS chia thành hai giai đoạn:  Giai đoạn tách chất xảy cột sắc ký khí: Mẫu bơm vào theo dịng khí mang (khí mang thường N2) đưa đến cột sắc ký (pha tĩnh) Mẫu qua cột hấp phụ lên pha tĩnh Sau đó, chất tách khỏi cột theo dịng khí ngồi ghi nhận đầu dị (detector)  Giai đoạn nhận biết, đo lường xảy đầu dò khối phổ phận xử lý số liệu Các cấu tử tách khỏi cột sắc ký đưa vào nguồn ion máy khối phổ Tại đây, tùy thuộc vào chất chất cần phân tích, diễn q trình ion hóa với kiểu ion hóa khác (API, ESI hay APPI), sau ion ghi nhận nhân quang để chuyển hóa thành tín hiệu điện Ứng với peak sắc ký đồ nhận khối phổ đồ riêng biệt hoàn chỉnh Hình 2: Sắc đồ phổ khối thu III Quy trình phân tích: Sơ đồ quy trình phân tích: Mơ tả quy trình phân tích: IV Dụng cụ thiết bị: Máy cất quay chân Hệ thống máy sắckhơng ký khí khối phổ IV Dụng cụ thiết bị: Hệ thống lọc hút chân không Máy lắc tự động Máy tính điều khiển thiết bị xử lý liệu Bộ chiết pha rắn Máy nghiền Phễu chiếtmẫu Các dụng cụ thuỷ tinh: - Phễu chiết lít; - Máy nghiền mẫu; - Bình tam giác 500mL, 250mL, nút nhám; - Giá để phễu chiết; - Bình tam giác có nhánh; - Bơng thủy tinh; - Bình cầu đáy trịn có nút mài; - Và dụng cụ thơng thường phịng thí nghiệm pipet; cốc; ống đong, Bơng thủy tinh Bình tam giác có nhánh Các dụng cụ khác V Hố chất: - Hố chất dùng q trình phân tích có độ tinh khiết phân tích - Dung mơi cho q trình phân tích phải dung mơi dùng cho sắc ký Diclorometan CH2Cl2 Pertroleum ether Ete etylic Aceton n-Hexan Dung dịch hỗn hợp Pertroleum ether: CH2Cl2 (1:1) Dung dịch hỗn hợp 15% ete etylic ete dầu hỏa Dung dịch hỗn hợp toluen: n – hexan (1:1) Than hoạt tính (sấy 150ºC trước sử dụng) 10 Na2SO4 khan, (sấy 450ºC trước sử dụng) VI Cách tiến hành: Chất chuẩn: - Dung dịch chuẩn hỗn hợp chất bảo vệ thực vật có nồng độ 2000 mg/L/chất hãng SUPELCO Mỹ - Pha dãy chuẩn (chuẩn làm việc) có nồng độ 10, 30, 50, 100, 150, 200 µg/L chất chuẩn, pha sử dụng tháng Các dung dịch chuẩn bảo quản tủ lạnh 0-4ºC Chuẩn bị mẫu: Theo sơ đồ sau: 50g rau xay nhỏ Dịch lọc thu + Chiết lít dung dịch + Thêm: • 30 ml Natri clorua bảo hòa • 200 ml nước cất • 80ml hỗn hợp dung mơi CH2Cl2 : Petroleum ether (1:1) + Lắc mạnh phễu chiết 10’ + Tách lớp + thêm 80ml aceton + đậy nắp, lắc khoảng 30’ + lắng Dung dịch + Chiết lần với 50ml aceton + Vào phễu lọc + Vào phễu chiết thứ + Thêm: khoảng 80ml hỗn hợp dung môi CH2Cl2: Petroleum ether (1:1) + Chiết lần hai + Loại bỏ Lớp i Lớp bên hun g lạ Dịch lọc thu Lớp bên +G ộp c + Vào phễu lọc có hút chân không (lọc thủy tinh) Lớp + Vào phễu thứ + Thêm 5g Na2SO4 khan + Lắc mạnh  loại nước Dung dịch thu Dung dịch thu + Lọc (qua phễu lọc có gắn giấy lọc khoảng 3-5g muối Na2SO4 khan) Dung dịch lọc thu + Cô quay chân không (gần khô máy cô quay chân không khoảng 10 ml) Dung dịch A + Vào cột chiết pha rắn nhồi + Hoạt hóa hỗn hợp 15% ete etylic ete dầu hỏa + Mở van cột sắc ký Dung dịch rửa giải + Cô quay chân không ( dd gần khô máy cô quay chân không đến 1ml) + Thêm 10ml hỗn hợp n-Hexan + Cô đến 1ml chuyển vào bình định mức 5ml + Tráng rửa bình định mức đến 5ml hổn hợp Dung dịch thu + Chuyển vào vial Định lượng máy GC/MS Thiết lập thông số sắc ký: - Chương trình cài đặt nhiệt độ buồng chứa cột sắc ký: + Nhiệt độ đầu 85oC, giữ phút + Sau tăng lên 150oC với tốc độ gia nhiệt 20oC/phút, giữ nhiệt độ 5phút + Tiếp tục tăng nhiệt độ lên đến 200oC; với tốc độ gia nhiệt 10oC/phút, giữ nhiệt độ phút + Tiếp tục tăng nhiệt độ lên đến 290oC; với tốc độ gia nhiệt 30oC/phút, giữ nhiệt độ 25 phút - Tiêm mẫu: + Nhiệt độ phận tiêm mẫu: 280oC + Thể tích mẫu tiêm: 2µl + Chế độ khơng chia dịng - Áp lực khí mang He: 10 pSi, tỷ lệ chia: 5-1 Thiết lập thông số khối phổ:  MS Tune file: (Pesticides Tunefile) - Nguồn Ion hố: EI (ion hóa sở bắn phá điện tử) - Năng lượng Ion hoá: 70eV - Nhiệt độ nguồn Ion: 220ºC - Nhiệt độ giao diện Sắc ký khí với detector khối phổ: 220ºC - Giá trị khuếch đại Multiplier: 500V  MS method: (MS Method for Pesticides on) - Chế độ quét Fullscan + Thời gian trễ dung môi: 0-2 phút + Thời gian quét: 2-32 phút + Khoảng khối quét: 40-500 amu - Chế độ quét Ion chọn lọc SIR + Độ nhạy: -5v VII Kết quả: Công thức: - Hàm lượng cấu tử chất phân tích mẫu, g/kg: Hoặc - Trong đó: + Sm: Diện tích píc mẫu + Sc: Diện tích píc chuẩn + Cc: Nồng độ chuẩn (g/lít) + Vc: Thể tích định mức cuối trình xử lý mẫu (ml) + Cm: Nồng độ mẫu tính dựa đường chuẩn (g/lít) + m: Khối lượng mẫu cân phân tích (g) TT Các thông số đặc trưng phương pháp phân tích: 2.1 Thời gian lưu:  Với điều thông số cài đặt thiết bị, dùng dung dịch chuẩn sử dụng dung môi n-Hexan xác định thời gian lưu chất mảnh ion đặc trưng chọn lọc để phân tích định lượng thể bảng Tên chất Thời gian lưu (phút) Nhóm Clo hữu 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Anpha-BHC Gama-BHC Beta-BHC Delta-BHC Heptachlor Aldrine Heptachlor epoxide Endosulfan I P,p’-DDE Diendrine Endrine P,p’-DDD P,p’-DDT Metoxychlor Nhóm lân hữu Diclovos Ethoprofos Disulfoton Metyl parathion Fenchlorfos Chlorpirifos Prothiofos 15,80 16,81 17,23 18,58 21,45 23,43 24,41 25,12 25,39 25,56 25.92 26,09 26,78 27,80 6,28 14,44 18,13 20,68 21,47 23,21 25,25 Bảng 1: Thời gian lưu chất mảnh đặc trưng 2.2 Giới hạn phát giới hạn phân tích thiết bị: a Ước lượng giá trị LOD:   Tìm giá trị nồng độ chất chuẩn để có tỷ lệ tính hiệu giá trị nhiễu (Signal/Noise) 3:1 Xác định lặp lại lần nồng độ gấp lần giá trị nồng độ có tỷ lệ Signal/Noise (3:1) Giới hạn phát xác định lần giá trị độ lệch chuẩn mẫu (3xSD) b Tìm giá trị LOD:  Trên sở phân tích n mẫu (5 mẫu) chuẩn kiểm tra với nồng độ 10µg/l, tính độ lệch chuẩn sau: + Tính giá trị trung bình: + Tính độ lệch chuẩn SD = + Độ lệch chuẩn tương đối (%): +Từ tính giới hạn phát thiết bị: LOD = 3*SD +Và giới hạn định lượng thiết bị: LOQ = (3 ÷ 4)*LOD - Các kết tính tốn theo công thức thể bảng Nồng độ đo máy (g/L) TT Tên chất 2 Anpha-BHC Gama-BHC Beta-BHC Delta-BHC Heptachlor Aldrine 10.14 9.95 9.95 9.55 9.76 9.81 9.92 10.00 9.6 10.41 10.05 10.25 Heptachlor epoxide 10.05 10.21 10 11 12 13 14 Endosulfan I P,p’-DDE Diendrine Endrine P,p’-DDD P,p’-DDT Metoxychlor 9.66 10.15 10.03 9.96 10.00 9.81 10.14 9.91 10.11 10.06 9.95 10.07 9.98 9.91 Diclovos Ethoprofos Disulfoton Metylparathion Fenchlorfos chlorpirifos Prothiofos 9.63 10.21 10.12 10.1 10.35 10.3 9.84 10.51 10.13 10.35 10.26 10.23 10.12 10.19 15 16 17 18 19 20 21 SD RSD (%) LOD (g/L) LOQ (g/L) 10.18 10.18 10.37 10.35 10.13 10.08 0.128 0.072 0.354 0.304 0.148 0.132 1.28 0.72 3.64 3.04 1.48 1.32 0.4 0.2 1.1 0.9 0.4 0.4 1.3 0.7 3.5 3.0 1.5 1.3 9.80 10.00 0.104 1.04 0.3 1.0 10.02 10.26 9.88 9.97 10.19 9.87 9.85 10.06 9.94 9.87 9.88 10.19 10.12 9.96 Nhóm lân hữu 9.7 10.43 10.05 9.31 10.11 9.42 9.79 9.97 9.92 10.25 9.25 9.75 10.72 9.95 10.15 9.89 9.85 10.18 10.12 10.14 9.87 0.172 0.104 0.112 0.096 0.076 0.132 0.104 1.72 1.04 1.12 0.96 0.76 1.32 1.04 0.5 0.3 0.3 0.3 0.2 0.4 0.3 1.7 1.0 1.1 1.0 0.8 1.3 1.0 9.73 10.3 10.24 9.88 9.86 9.98 10.02 0.376 0.276 0.2512 0.144 0.1856 0.304 0.2488 3.76 2.76 2.50 1.44 1.83 3.08 2.45 1.1 0.8 0.8 0.4 0.6 0.9 0.7 3.8 2.8 2.5 1.4 1.9 3.0 2.5 Nhóm clo hữu 9.98 9.78 9.96 9.91 9.26 9.41 9.99 9.70 9.87 10.19 9.95 9.91 9.94 Bảng 2: Giới hạn phát giới hạn định “ Nhóm thực hiện: NHĨM 10 1.Thuyết trình: XIN CHÂN CẢM CƠ Trần Thị THÀNH Kim Ngân ( Nhóm trưởngƠN ) Lê Thị VÀ CÁC BẠN ĐÃNgọc LẮNG NGHE Biên tập: Võ Thanh My WISHING YOUR PATH IS VERY SPACIOUS YOU WILL HAVE Nìm Kim Ngọc ENOUGH CONFIDENT AND ENERGY TO GET DESIRABLE THINGS Nguyễn Hồng Diễn Nguyễn Thị Lan Thanh Nguyễn Tuyết Minh Trần Thị Khả Ý ” ... 1.3 0 .7 3.5 3.0 1.5 1.3 9.80 10. 00 0.1 04 1. 04 0.3 1.0 10. 02 10. 26 9.88 9. 97 10. 19 9. 87 9.85 10. 06 9. 94 9. 87 9.88 10. 19 10. 12 9.96 Nhóm lân hữu 9 .7 10 .43 10. 05 9.31 10. 11 9 .42 9 .79 9. 97 9.92 10. 25... 9 .75 10 .72 9.95 10. 15 9.89 9.85 10. 18 10. 12 10. 14 9. 87 0. 172 0.1 04 0.112 0.096 0. 076 0.132 0.1 04 1 .72 1. 04 1.12 0.96 0 .76 1.32 1. 04 0.5 0.3 0.3 0.3 0.2 0 .4 0.3 1 .7 1.0 1.1 1.0 0.8 1.3 1.0 9 .73 ... 10. 12 10. 19 15 16 17 18 19 20 21 SD RSD (%) LOD (g/L) LOQ (g/L) 10. 18 10. 18 10. 37 10. 35 10. 13 10. 08 0.128 0. 072 0.3 54 0.3 04 0. 148 0.132 1.28 0 .72 3. 64 3. 04 1 .48 1.32 0 .4 0.2 1.1 0.9 0 .4 0 .4 1.3