L Ờ IC ẢM ƠN
3.1.1. Kết quả điều kiện phân tích acetaminophen
Hợp chất acetaminophen được phân tích trên thiết bị LC-QTOF-MS (Sciex X500R QTOF system), cột GL Science ODS-4 HP (chiều dài 150mm, đường kính trong 2,1mm và bề dày lớp pha tĩnh 3µm); pha động (pha động A: 5mM CH3COONH4 trong H2O, pha động B: 5 mM CH3COONH4 trong CH3OH). Gradient pha động được duy trì 5 % (B) trong 30 phút và sau đó tăng tuyến tính lên 95 % (B) trong 20 phút. Thời gian chạy bao gồm cả việc cân bằng lại cột về điều kiện ban đầu là 60 phút. Thể tích tiêm mẫu là 2 µL, tốc độ dòng khí 0.3 mL min-1, nhiệt độ cổng bơm 40°C, nguồn ion TurbolonSpray, chế độ ion hoá ESI (+), chế độ đo Swath, TOF-MS (khoảng scan)50 - 1000 Da, 0.1s, TOF MS/MS50 - 1000 Da, 22 ranges, 0.07s each. KhíNitơ được sử dụng làm khí mang. Các ion mẹ, ion con và thời gian lưu của acetaminophen là 6,402 phút được xác định và chỉ ra ở bảng 3.1 và hình 3.1.
Bảng 3.1 Ion định lượng, ion xác nhận của từng chất và các thông số tối ưu cho acetaminophen
Chất Precursor (m/z) Product ion1 (m/z) Product ion2 (m/z) Collision Energy Cone (V) CE (eV) Thời gian lưu (phút) Acetaminophen 152,1 110,1 93 30 5 5 6,402
42
Bảng 3.2 Các điều kiện LC-QTOF-MS
Thiết bị Sciex X500R QTOF
Cột GL Science ODS-4 HP (150 mm, 2.1 mm, 3 µm) Nhiệt độ cổng bơm 40 °C Tốc độ dòng khí 0.3 mL min-1 Pha động A: 5 mM CH3COONH4.H2O B: 5 mM CH3COONH4.CH3OH Chương trình chạy Thời gian, phút 0 30 - 40 40.01 - 50 B, % 5 95 5 Thể tíchbơm mẫu 2 mL
Nguồn ion TurbolonSpray
Chế độ ion hóa ESI (+)
Chế độ đo Swath
TOF-MS (khoảng scan) 50 - 1000 Da, 0.1s
TOF MS/MS 50 - 1000 Da, 22 ranges, 0.07s each
Năng lượng va chạm 20 – 50 V
Độ phân giải 30000
43
(a) (b)
(c)
Hình 3.1 Phổ khối, thời gian lưu acetaminophen
3.1.2. Kết quả xây dựng đường chuẩn cho acetaminophen trên LC-QTOF-MS
Sử dụng điều kiện vừa được xác định ởtrên để xây dựng đường chuẩn cho phép định lượng acetaminophen với khoảng nồng độ: từ 10 ppb – 1000ppb (0,1 ppb; 1 ppb; 10 ppb; 100 ppb; 1000 ppb) trong MeOH.
Từ các kết quả đường chuẩn của acetaminophen (hình 3.2): y = 0,004664 x + 0,00334 với R= 0,90899; R2 = 0,908801
44
Hình 3.2 Đường chuẩn acetaminophen
3.1.3. Giới hạn phát hiện xác định (MDL) và giới hạn định lượng LOQ của acetaminophen LC-QTOF-MS acetaminophen LC-QTOF-MS
Từ thực nghiệm xác định được giới hạn phát hiện của thiết bị IDL là 0,2 gp. Giới hạn phát hiện phương pháp (MDL) và giới hạn định lượng (LOQ) của mỗi chất được xác định dựa trên mối quan hệ của chúng với giới hạn phát hiện thiết bị (IDL) và MDL và LOQ theo tỷ lệ (IDL: MDL: LOQ = 1: 4: 10) (SMEWW 1030C, 2017).
Các MDL và LOQ được tính theo IDL được chỉ ra ở bảng 3.3.
Bảng 3.3: Các thông số tính toán MDL và LOQ
Thông số Acetaminophen
IDL (pg) 0,2
MDL (ng/ g) 1
LOQ (ng/ g) 20
3.2. Kết quả kiểm soát chất lượng quy trình phân tích và hiệu suất thu hồi imidacloprid và thiamethoxam trên thiết bị LC-QTOF-MS-SWATH imidacloprid và thiamethoxam trên thiết bị LC-QTOF-MS-SWATH
Kết quả phân tích mẫu trắng cho thấy không có sự nhiễm bẩn của acetaminophen. Đểđánh giá hiệu suất của quá trình chiết tách tiến hành phân tích trên 10 mẫu bụi trong nhà sau đó bổ sung chuẩn đồng hành acetaminophen-d4. Kết quả thu được là hiệu suất thu hồi dao động trong khoảng từ 84 -98% độ lệch chuẩn RSD 4,7%, đối chiếu với yêu cầu về độ thu hồi và độ lệch chuẩn tại bảng
45
F của AOAC thì độ thu hồi phải đạt từ 40%-120%, độ lệch chuẩn nhỏ hơn 15% (phụ lục). Do đó quy trình phân tích đạt tiêu chuẩn yêu cầu để phân tích acetaminophen trong mẫu bụi không khí trong nhà.
Bảng 3.3 Hiệu suất thu hồi của chất chuẩn đồng hành acetaminophen-d4 trong 10 mẫu bụi trong nhà
Mẫu Hiệu suất thu hồi (%) acetaminophen-d4 Mẫu 1 83,8 Mẫu 2 99,1 Mẫu 3 88,0 Mẫu 4 92,8 Mẫu 5 98,2 Mẫu 6 89,7 Mẫu 7 95,7 Mẫu 8 89,2 Mẫu 9 87,7 Mẫu 10 89,2 Trung bình 91,8 Độ lệch chuẩn, RSD (%) 4,7
46
Quy trình chiết tách và phân tích acetaminophen trong mẫu bụi không khí trong nhà được tóm tắt như sau:
Hình 3.3 Quy trình chiết táchacetaminophen trong mẫu bụi
Quy trình chiết tách:Cân 1 g mẫu bụi cho vào ống ly tâm màu nâu thể tích
Mẫu bụi
Phân tích trên
LC-QTOF-MS
20 ml MeOH Ống ly tâm 50 ml có chuẩn đồng hành
Siêu âm: 20 phút
Ly tâm: 10 phút, 2000 vòng/phút
Dịch chiết thu vào bình quả lê
50ml
Lặp lại quy trình chiết thêm 2 lần
Cất quay chân không đến 1ml 15ml MeOH/lần
Thêm nội chuẩn, định mức 0,5 mL bằng MeOH
47
50ml, bơm 50 µL chuẩn đồng hành (4 µg/mL) vào mẫu, sau đó chiết tách với 20mL methanol sử dụng thiết bị siêu âm. Quá trình chiết tách được lặp lại thêm 02 lần (15 mL methanol/lần). Dịch chiết thu được sau 3 lần chiết được gom lại và cô quay chân không đến 1 mL, sau đó thổi khô bằng khí nitơ đến khi thể tích còn khoảng 0,2 mL. Thêm 50 µL nội chuẩn 4 µg/mL vào dịch chiết và định mức đến 0,5 mL bằng methanol, sau đó phân tích trên thiết bị LC-QTOF-MS.
Điều kiện phân tích: Acetaminophen được phân tích trên thiết bị LC- QTOF-MS (Sciex X500R QTOF system), cột GL Science ODS-4 HP (chiều dài 150mm, đường kính trong 2,1mm và bề dày lớp pha tĩnh 3µm); pha động (pha động A: 5mM CH3COONH4 trong H2O, pha động B: 5 mM CH3COONH4 trong CH3OH). Gradient pha động được duy trì 5 % (B) trong 30 phút và sau đó tăng tuyến tính lên 95 % (B) trong 20 phút. Thể tích tiêm mẫu là 2 µL, tốc độ dòng khí 0.3 mL min-1, nhiệt độ cổng bơm 40°C, nguồn ion TurbolonSpray, chế độ ion hoá ESI (+), chế độ đo Swath, TOF-MS (khoảng scan)50 - 1000 Da, 0.1s, TOF MS/MS50 - 1000 Da, 22 ranges, 0.07s each. Khínitơ được sử dụng làm khí mang.
3.3. Nồng độ của acetaminophen trong bụi không khí trong nhà tại Hà Nội
Kết quả hàm lượng acetaminophen trong mẫu bụi thu thập từ các địa điểm nghiên cứu được chỉ ra trên hình 3.4. Có thể thấy rằng, acetaminophen được phát hiện trong mẫu bụi với nồng độ trung bình 0,295 µg/ g, với khoảng nồng độ dao động từ 0,038 -1,48 µg/ g), chiếm 80% tổng số mẫu bụi nhà. Hình 3.4 cho thấy khoảng dao động hàm lượng của các loại acetaminophen trong mẫu bụi được nghiên cứu có sự khác biệt rõ ràng. Cụ thể nồng độ acetaminophen ở quận Thanh Xuân và quận Cầu Giấy cao nhất trong tổng số các quận còn lại, thậm chí không tìm thấy hàm lượng acetamninophen ở 2 điểm N5 và N7 của quận Hoàn Kiếm. Nguyên nhân có thể là do việc sử dụng rộng rãi acetaminophen là thuốc không cần kê đơn, làm gia tăng sự phát tán các hạt acetaminophen vào môi trường không khí ở Hà Nội.
48
Bảng 3.4 Nồng độ acetaminophen
STT Kí hiệu mẫu Acetaminophen (µg/g)
1 N1 0,044 2 N2 0,089 3 N3 0,121 4 N4 0,060 5 N5 0 6 N6 0,102 7 N7 0 8 N8 0,428 9 N9 0,038 10 N10 1,480 Tần suất (%) 80 Giá trị nhỏ nhất 0,038 Giá trị lớn nhất 1,48 Trung bình 0,295
Hình 3.4 Nồng độ acetaminophen trong bụi
49
thải, nước mặt, nước uống, ta thấy acetaminophen xuất hiện ở các quốc gia khác nhau với nồng độ ở trong nước thải khá cao. Ở Newzeland , nồng độ acetaminophen trong nước thải là 180 µg/ L[74], ở các nước Châu Âu, lục địa Châu Phi và Châu Mỹ, nồng độ acetaminophen được phát hiện trong nước thải thô lần lượt là 158 µg/ L, 343 µg/ L và 218 µg/ L [75]. Người ta cũng chỉ ra rằng acetaminophen nằm trong danh sách các loại kê đơn thường xuyên nhất ở các nước trên. Mặc dù nồng độ xuất hiện acetaminophen trong bụi nhà ít hơn nhiều so với nồng độ xuất hiện trong môi trường nước , nước thải, nhưng khả năng phơi nhiễm của con người đối với bụi sẽ cao hơn, thời gian tích lũy lâu hơn.
3.4. Đánh giá rủi ro, tác động của acetaminophen có trong bụi nhà đến sức khỏe con người
Trong nghiên cứu này mức độ phơi nhiễm với acetamninophen có trong bụi của cư dân tại khu vực lấy mẫu đã được đánh giá thông qua các chỉ số ID và HQ. Kết quả tính toán mô phỏng được thể hiện ở bảng 3.6 (các công thức tính toán theo mục 2.3.4).
Liều lượng hàng ngày do uống acetaminophen từ bụi nhà trong đánh giá nguy cơ cấp tính cho người lớn và trẻ em mắc RfD được trình bày trong Bảng 3.6. Giá trị ID ước tính của acetaminophen trong trường hợp đánh giá nguy cơ sức khoẻ cấp tính dao động từ 6,3 x 10-2 đến 1,57 x 10-1 (ng kg bw-1 ngày-1) đối với người lớn , trong khi đó, các ID dao động từ 7,05 x 10-1đến 2,82 (ng kg bw-1 ngày-
1) đối với trẻ em tương ứng. Giá trị ID của acetaminophen ở trẻ em bị vượt quá nhiều do tốc độ ăn vào không khí của chúng cao hơn để phát triển thể chất và trọng lượng cơ thể thấp hơn kết hợp với tỷ lệ trao đổi chất cao hơn so với người lớn [76] cho thấy tác hại tiềm tàng của acetaminophen đối với trẻ em cao hơn nhiều so với người lớn. Tuy nhiên, đối với cả người lớn và trẻ em, giá trị ID ngay cả trong trường hợp xấu nhất với liều lượng tiếp xúc với bụi cao (50 mg/ ngày và 200 mg/ ngày) được xác định thấp hơn nhiều so với RfD của họ.
50
x 10-7đối với người lớn và từ 2,82 x 10-6 đến 1,13 x 10-5 đối với trẻ em.
Bảng 3.5 Các thông số để tính toán các chỉ số đánh giá rủi ro của acetminophen trong bụi đến sức khỏe
Thông số Mức độ tiêu thụ bụi trung bình Mức độ tiêu thụ bụi cao Người lớn Trẻ em Người lớn Trẻ em Nồng độ tb của cetaminophen trong bụi (Ce: ng/g) 295 295 295 295 IR (g/d) 0,02 0,05 0,05 0,2 AF: (100%) 1 1 1 1 BW (kg): 60 18 60 18 FT (giờ) 0,64 0,86 0,64 0,86 ID (ng/kg/d) 0,0630 0,7053 0,1575 2,8213 RfDi (ng/kg/d) 25×10-4 25×10-4 25×10-4 25×10-4 HQ 2,52×10-7 2,82×10-6 6,3×10-7 1,13 ×10-5 Trong đó: IR: Tốc độ hít thở;
AF: Khả năng hấp thụ acetaminophen BW: Trọng lượng cơ thể;
51
Bảng 3.6 Liều lượng hàng ngày (ng/ kg bw/ ngày) qua tiếp xúc qua hít thở và chỉ số nguy hại đối với acetaminophen được phát hiện
Hóa chất RfD * (mg/kg/d) Người lớn Tốc độ tiêu thụ trung bình Tốc độ tiêu thụ cao ID HQ ID HQ acetaminophen 0,093 6,3×10-2 6,77×10-7 1,57×10-1 1,69×10-6 Hóa chất RfD* (mg/kg/d) Trẻ em Tốc độ tiêu thụ trung bình Tốc độ tiêu thụ cao ID HQ ID HQ acetaminophen 0,093 7,05×10-1 7,58×10-6 2,82 3,03×10-5 *RfDi (ng/kg/d): suggested by EPA US
Trong kịch bản đánh giá nguy cơ sức khoẻ mãn tính, liều lượng hàng ngày do uống acetaminophen từ người lớn và trẻ em được trình bày trong bảng 3.7. Giá trị ID của acetamninophen trong trường hợp này cho cả trẻ em và người lớn tương tự như đánh giá nguy cơ cấp tính và thấp hơn nhiều so với RfD của chúng. Giá trị HQ của acetaminophen đối với người lớn được ước tính là 6,77 x 10-7với tốc độ tiêu thụ trung bình và 1,69 x 10-6 trong trường hợp xấu nhất với tốc độ tiêu thu cao. Trong khi đó, các giá trị dao động từ 7,58 x 10-6 đến 3,03 x 10-5 đối với trẻ em. Tất cả các giá trị HQ ước tính của acetaminophen trong bụi nhà ở Hà nội là không đáng kể. Tuy nhiên, do độc tính của chúng và sự tiếp xúc lâu dài (chủ động và thụ động) với chất này [3], nghiên cứu này khuyến nghị có thể giảm sử dụng acetaminophen trong khu vực nội thành.
52
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
1. Nghiên cứu đã xác định được quy trình phân tích acetaminophen trong bụi không khí trong nhà, bằng phương pháp chiết siêu âm với methanol sau đó phân tích trên LC-QTOF-MS đường chuẩn xây dựng được với R2: 0,90881. Hiệu suất thu hồi của acetaminophen từ 83% - 99%, độ lệch chuẩn 4,7; giới hạn phát hiện của phương pháp (MDL) là 1 ng/g, giới hạn định lượng (LOQ) là 20 ng/g.
2. Nghiên cứu này thực hiện đánh giá hàm lượng acetaminophen trong mẫu bụi bụi nhà tại một số quận nội thành Hà Nội. Hàm lượng trung bình của acetaminophen là 0,295 µg/g với tần suất xuất hiện trong các mẫu là 80%.
3. Đánh giá rủi ro, tác động của acetaminophen có trong bụi nhà đến sức khỏe con người được đã thực hiện thông qua các chỉ số: Giá trị HQ của acetaminophen đối với người lớn dao động từ 6,77 x 10-7 đến 1,69 x 10-6. Đối với trẻ em, HQ dao động từ 7,58 x 10-6 đến 3,03 x 10-5. Các giá trị HQ ước tính của acetaminophen trong bụi nhà đều nhỏ hơn 1, do đó nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe của acetaminophen đối với người dân tại khu vực nghiên cứu là không đáng kể.
2. Kiến nghị
Do độc tính của chúng và sự tiếp xúc lâu dài (chủ động và thụ động) với acetaminophen, nên cần tiếp tục nghiên cứu về acetaminophen và các chất chăm sóc sức khỏe con người (PPCPs) trong bụi không khí trong nhà với số lượng mẫu lớn hơn, và quy mô nghiên cứu rộng hơn để kiểm soát về sự hiện diện và phơi nhiễm của chúng đối với sức khỏe con người, để có các biện pháp đảm bảo sức khỏe cộng đồng.
53
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Phong Vo, H. N., Le, G. K., Hong Nguyen, T. M., Bui, X.-T., Nguyen, K. H., Rene, E. R., … Mohan, 2019, R. Acetaminophen micropollutant: Historical and current occurrences, toxicity, removal strategies and transformation pathways in different environments. Chemosphere, 236, 124391.
2. Market watch, Paracetamol Market Size, Share 2021 - Global Key Leaders Analysis, Segmentation, Growth, Future Trends, Gross Margin, Demands, Emerging Technology by Regional Forecast to 2025., 2021. Available from:
https://www.marketwatch.com/press-release/paracetamol-market-size-share- 2021---global-key-leaders-analysis-segmentation-growth-future-trends-gross- margin-demands-emerging-technology-by-regional-forecast-to-2025-2021- 06-01?tesla=y
3. Tong, H. Y., Medrano, N., Borobia, A. M., Martínez, A. M., Martín, J., Ruiz, J. A., … Ramírez, 2015, Hepatotoxicity induced by acute and chronic paracetamol overdose in adults. Where do we stand? Regulatory Toxicology and Pharmacology, 72(2), 370-378.
4. Newton, J. F., Kuo, C.-H., Gemborys, M. W., Mudge, G. H., & Hook, J. B.Hook, 1982, Nephrotoxicity of p-aminophenol, a metabolite of acetaminophen, in the Fischer 344 rat. Toxicology and Applied Pharmacology,
65(2), 336-344.
5. Ramachandran, A., & Jaeschke, H. Acetaminophen Toxicity: Novel Insights Into Mechanisms and Future Perspectives. Gene Expression., 2018, 18(1), 19-
30.
6. Sorell, T. L., 2015, Approaches to the Development of Human Health Toxicity
Values for Active Pharmaceutical Ingredients in the Environment. The AAPS
Journal, 18(1), 92-101
7. GEA, German Environment Agency, 2014, Pharmaceuticals in the environment - the global perspective.
8. Kosma, C. I., Lambropoulou, D. A., & Albanis, T. A,2010, Occurrence and
removal of PPCPs in municipal and hospital wastewaters in Greece. Journal
of Hazardous Materials, 179(1-3), 804-817.
9. Kumar, R., Sarmah, A. K., & Padhye, L. P., 2019, Fate of pharmaceuticals and
personal care products in a wastewater treatment plant with parallel secondary wastewater treatment train. Journal of Environmental Management., 233, 649-
659.
10. Vulliet, E., & Cren-Olivé, 2011, C. Screening of pharmaceuticals and hormones at the regional scale, in surface and groundwaters intended to human consumption. Environmental Pollution, 159(10), 2929-2934.
11. Ebele, A. J., Abou-Elwafa Abdallah, M., & Harrad, 2017, S. Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in the freshwater aquatic
54
12. USEPA Kim, Y., Choi, K., Jung, J., Park, S., Kim, P.-G., & Park, 2007, J.
Aquatic toxicity of acetaminophen, carbamazepine, cimetidine, diltiazem and six major sulfonamides, and their potential ecological risks in Korea.
Environment International, 33(3), 370-375.
13. Kolpin, D. W., Furlong, E. T., Meyer, M. T., Thurman, E. M., Zaugg, S. D., Barber, L. B., & Buxton, H. T. Pharmaceuticals, Hormones, and Other, 2002, Organic Wastewater Contaminants in U.S. Streams, 1999-2000: A National Reconnaissance. Environmental Science & Technology, 36(6), 1202-
1211.
14. Arpin-Pont, L., Bueno, M. J. M., Gomez, E., & Fenet, 2014, Occurrence of