4. Nội dung nghiên cứu
2.3.3Chƣơng trình nhiệt độ
Trong sắc ký khí, các chất cần phân tích trong mẫu đƣợc tách ra khỏi nhau chủ yếu dựa vào sự khác biệt giữa các chất về nhiệt độ sôi và ái lực đối với pha tĩnh. Chính vì vậy sự ảnh hƣởng của nhiệt độ và tính chất của pha tĩnh rất quan trọng đối với việc tách chất trong sắc ký khí. Theo chƣơng trình nhiệt độ đƣợc các nhà sản xuất nghiên cứu là:
Bảng 2.1: Chƣơng trình nhiệt độ cột Tốc độ
(0C/phút)
Nhiệt độ (0C) Thời gian (min)
- 80.0 1.00
7.0 250.0 0.00
Chƣơng 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Khảo sát dung môi rửa giải
Ảnh hƣởng của bản chất dung môi đến hiệu suất thu hồi chất phân tích từ mẫu đƣợc thể hiện ở các số liệu trong các bảng 3.1; 3.2 và các hình 3.1; 3.2.
Bảng 3.1: Hiệu suất thu hồi khi rửa giải bằng aceton, etylacetate, hexan và dicloromethan
Tên chất
Hiệu suất thu hồi (%)
aceton etylacetate hexan dicloromethan
tetramethrin 63.99 82.03 57.79 43.12
permethrin 51.47 65.42 50.03 51.55
phenothrin 53.21 63.97 48.20 35.56
fenvalerate 81.22 83.67 33.98 30.51
Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi rửa giải bằng aceton, etylacetate, hexan và dicloromethan.
Kết quả thu đƣợc cho thấy khi chỉ sử dụng một loại dung môi làm dung môi rửa giải thì hiệu suất rửa giải các chất không đồng đều. Khi sử dụng dung môi acetone hay etylacetate để rửa giải thì hiệu suất thu hồi của các pyrethroid cao. Ngƣợc lại khi sử dụng dung môi hexan hay dicloromethan để rửa giải thì hiệu suất thu hồi của các pyrethroid thấp. Từ đó, ta tiến hành khảo sát kết hợp hai loại dung môi thuộc các nhóm dung môi có độ phân cực khác nhau (tỉ lệ 1:1, v/v) trong cùng một dung môi rửa giải.
Bảng 3.2: Hiệu suất thu hồi khi kết hợp 2 dung môi khác nhau để rửa giải.
Tên chất
Hiệu suất thu hồi (%) aceton: hexan etylacetate: hexan aceton: dicloromethan etylacetate: dicloromethan tetramethrin 58.15 65.89 39.70 55.42 permethrin 58.57 69.23 70.16 56.12 phenothrin 60.37 67.34 44.47 59.68 fenvalerate 84.62 87.41 71.03 79.20
Hình 3.2: Đồ thị hiệu suất thu hồi khi kết hợp 2 dung môi rửa giải khác nhau. Kết luận: khi dùng hỗn hợp dung môi etylacetate:hexan để rửa giải, hiệu suất thu hồi của các chất cao và đồng đều nhất nên chọn hỗn hợp dung môi etylacetate: hexan làm dung môi rửa giải.
3.2. Khảo sát tỉ lệ etylacetate: hexan trong hỗn hợp dung môi rửa giải
Hỗn hợp dung môi etylacetate:hexan (1:1, v/v) dùng làm dung môi rửa giải cho hiệu suất các chất đƣợc rửa giải ra khỏi cột cao và đồng đều. Tuy nhiên hiệu suất này vẫn chƣa đƣợc cao nhƣ mong muốn đối với một qui trình phân tích. Một vấn đề đƣợc đặt ra là tỉ lệ thể tích giữa 2 dung môi etylacetate và hexan đã sử dụng chƣa phải là thích hợp nhất. Trên cơ sở này việc khảo sát tỉ lệ thể tích etylacetate: hexan đƣợc thực hiện nhằm tìm ra tỉ lệ tối ƣu giúp nâng cao hiệu suất thu hồi của các chất. Thể tích dung môi rửa giải 5ml.
Tên chất
Hiệu suất thu hồi (%) etylacetate: hexan (9:1) etylacetat: hexan (75:25) etylacetate: hexan (1:1) etylacetate: hexan (25:75) tetramethrin 82.03 90.64 65.88 73.79 permethrin 65.42 74.13 69.22 53.22 phenothrin 63.97 76.77 67.34 54.01 fenvalerate 93.67 97.45 87.41 77.67
Trên cơ sở kết quả thí nghiệm, chúng tôi chọn sử dụng tỉ lệ về thể tích etylacetate:hexan trong hỗn hợp dung môi rửa giải là 75:25 (v/v).
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi khi thay đổi tỉ lệ dung môi rửa giải etylacetate:hexan (v/v)
3.3. Khảo sát thể tích dung môi sử dụng để rửa giải
Thể tích dung môi sử dụng trong quá trình rửa giải cũng là một trong những yếu tố ảnh hƣởng lên hiệu suất thu hồi. Nếu lƣợng dung môi sử dụng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
không phù hợp sẽ không thể rửa giải hết các chất ra khỏi cột, hiệu suất thu hồi không cao.
Với dung dịch hỗn hợp etylacetate:hexan (75:25, v/v), thực hiện thí nghiệm với các thể tích dung dịch lần lƣợt là 3ml, 5ml, 10ml, 15ml để theo dõi sự biến đổi hiệu suất thu hồi tƣơng ứng với từng thể tích rửa giải.
Bảng 3.4: Hiệu suất thu hồi khi thay đổi thể tích dung môi rửa giải.
Tên chất
Hiệu suất thu hồi (%)
15ml 10ml 5ml 3ml
tetramethrin 90.99 90.76 65.88 60.41
permethrin 91.03 92.90 69.22 66.11
phenothrin 96.07 95.97 67.34 63.67
fenvalerate 107.23 99.14 87.41 85.20
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi khi thay đổi thể tích dung môi rửa giải.
Kết quả khảo sát ở bảng 3.4 và hình 3.4 đã cho thấy hiệu suất thu hồi tƣơng ứng với lƣợng dung môi rửa giải 10ml và 15ml là cao nhất. Ngoài ra hiệu suất thu hồi ở 2 trƣờng hợp này không có sự khác biệt đáng kể. Vì vậy thể tích dung môi rửa giải cho quá trình chiết SPE đƣợc chọn là 10ml.
3.4. Khảo sát sự ảnh hƣởng của dung môi rửa tạp
Trong qui trình chiết SPE khi tải mẫu lên cột dƣới tác dụng của áp suất thấp tạo bởi bơm chân không phần lớn tạp chất đã đƣợc loại ra khỏi cột. Tuy nhiên vẫn có thể còn một phần tạp chất bị giữ lại trên cột cùng với chất phân tích. Việc sử dụng dung môi rửa tạp sẽ loại bỏ phần tạp chất này ra khỏi cột giúp tránh sự gây nhiễu của các mũi tạp chất lên kết quả phân tích. Thực tế chọn dung môi rửa tạp phù hợp tránh tình trạng một phần chất phân tích bị rửa giải trong quá trình rửa tạp.
Đề tài sử dụng hỗn hợp dung môi methanol:nƣớc làm dung môi rửa tạp khi xử lý mẫu trên cột C18 [19]. Tỉ lệ methanol:nƣớc (v/v) cũng đƣợc quan tâm khảo sát và tối ƣu, kết quả đƣợc mô tả ở bảng 2.5 và hình 2.5. Tỉ lệ thể tích dung môi rửa tạp là 1:9; 3:7; 5:5 và 7:3 (v/v). Dung môi rửa giải là 10ml hỗn hợp etylacetate:hexan (75:25, v/v).
Bảng 3.5: Ảnh hƣởng của dung môi rửa tạp methanol:nƣớc đến hiệu suất thu hồi.
Tên chất Hiệu suất thu hồi (%)
Tỉ lệ: 1:9 Tỉ lệ: 3:7 Tỉ lệ: 5:5 Tỉ lệ: 7:3
tetramethrin 91.98 91.08 90.76 60.38
permethrin 94.06 93.98 92.90 62.36
phenothrin 97.94 96.83 95.97 63.56
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi khi thay đổi tỉ lệ methanol:nƣớc. Hỗn hợp methanol:nƣớc tỉ lệ 3:7 (v/v) đƣợc chọn làm dung môi rửa tạp vì với tỉ lệ này kết quả loại đƣợc tạp chất tốt, đƣờng nền mẫu sạch và ảnh hƣởng không đáng kể đến hiệu suất thu hồi của chất phân tích. Hỗn hợp methanol:nƣớc tỉ lệ 5:5 và 7:3 làm giảm hiệu suất thu hồi của chất phân tích còn hỗn hợp tỉ lệ 1:9 thì chƣa loại sạch tạp chất làm nhiễu đƣờng nền mẫu gây ảnh hƣởng đến kết quả phép đo.
3.5. Khảo sát ảnh hƣởng của tốc độ tải mẫu lên cột
Do thể tích mẫu lớn nên cần nhiều thời gian để tải mẫu lên cột. Vì thế chúng tôi tăng tốc độ tải mẫu qua cột lên 15ml/phút. Tuy nhiên khi tăng tốc độ tải mẫu thì thấy hiệu suất thu hồi của các chất lại giảm, nguyên nhân có thể do tốc độ tải mẫu nhanh nên pha tĩnh không tƣơng tác đƣợc hết với các chất phân tích trong mẫu. Do đó tốc độ tải mẫu qua cột vẫn giữ ở mức 10ml/phút.
Bảng 3.6: Ảnh hƣởng tốc độ tải mẫu đến hiệu suất thu hồi
Tên chất
Hiệu suất thu hồi (%)
10ml/phút 15ml/phút
tetramethrin 91.08 74.76
permethrin 93.98 72.90 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
phenothrin 96.83 81.97
fenvalerate 99.89 82.94
3.6. XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI CÁC THUỐC TRỪ SÂU BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ GHÉP KHỐI PHỔ TRỪ SÂU BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ GHÉP KHỐI PHỔ
3.6.1. Định danh các chất trên sắc ký đồ
Chuẩn bị các dung dịch chuẩn chứa lần lƣợt các thuốc trừ sâu tetramethrin, permethrin, phenothrin, fenvalerate ở nồng độ 10mg/L đƣợc tiêm vào máy sắc ký. Kết quả khảo sát trong bảng 3.7
Bảng 3.7: Thời gian lƣu các chất chuẩn
Thứ tự
pic Hợp chất
Ion định lƣợng (m/z)
Thời gian lƣu
(phút) Ion so sánh 18 tetramethrin 1 164 28.075 123.00 - 81.00 19 tetramethrin 2 164 28.267 123.00 - 81.00 22 Permethrin 1 183 30.422 165.00 – 163.00 23 Permethrin 2 183 30.6 165.00 – 163.00 20 Phenothrin 1 123 28.758 183.00 – 81.00 21 Phenothrin 2 123 28.9 183.00 – 81.00 29 Fenvalerate 1 125 32.925 225.00 – 167.00 30 Fenvalerate 2 125 33.267 225.00 – 167.00
Hình 3.7: Sắc đồ xác định thời gian lƣu các chất cần phân tích
Hình 3.9: Sắc đồ xác định ion định lƣợng và ion so sánh của permethrin
Hình 3.10: Sắc đồ xác định ion định lƣợng và ion so sánh của phenothrin
Hình 3.11: Sắc đồ xác định ion định lƣợng và ion so sánh của phenothrin
3.6.2. Khảo sát độ lặp lại của phép đo
Độ lặp lại đƣợc dùng để đánh giá định lƣợng độ phân tán của các kết quả phân tích. Đại lƣợng này đặc trƣng cho độ gần về giá trị trung bình của hai hay nhiều phép đo nhận đƣợc trong những điều kiện giống nhau.
Đánh giá độ lặp lại dựa trên độ lệch chuẩn tƣơng đối (RSD) hoặc độ biến động.
Dùng dung dịch nội chuẩn là trifluralin 100 ppb (µg/L), nồng độ tetramethrin: 0.5 mg/L, permethrin: 0.5 mg/L; phenothrin: 0.5 mg/L và fenvalerate: 0.5 mg/L, thực hiện phép đo với điều kiện đã chọn. Kết quả thu đƣợc ở bảng 3.8 đến 3.11
Bảng 3.8: Độ lặp lại của tetramethrin
C5-1 C5-2 C5-3 C5-4 C5-5 C5-6 RSD% Nồng độ (mg/L) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 7.80 Diện tích (Sc) 9821 9375 8631 9710 9168 9396 Diện tích (Snc) 1041 1292 1124 1214 1100 1049 Tỷ lệ Sc/Snc 7.601 7.256 7.679 7.998 8.335 8.957
Bảng 3.9: Độ lặp lại của permethrin
C5-1 C5-2 C5-3 C5-4 C5-5 C5-6 RSD% Nồng độ (mg/L) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 9.07 Diện tích (Sc) 24834 25655 23242 24372 24718 25289 Diện tích (Snc) 1041 1292 1124 1214 1100 1049 Tỷ lệ Sc/Snc 19.221 19.857 20.678 20.076 22.471 24.108
Bảng 3.10: Độ lặp lại của phenothrin
C5-1 C5-2 C5-3 C5-4 C5-5 C5-6 RSD%
Diện tích (Sc) 27374 31155 28465 29700 28403 28792
Diện tích (Snc) 1041 1292 1124 1214 1100 1049
Tỷ lệ Sc/Snc 21.187 24.114 25.325 24.465 25.821 27.447
Bảng 3.11: Độ lặp lại của fenvalerate
C5-1 C5-2 C5-3 C5-4 C5-5 C5-6 RSD% Nồng độ (mg/L) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 12.30 Diện tích (Sc) 1567 1551 1389 1576 1641 1650 Diện tích (Snc) 1041 1292 1124 1214 1100 1049 Tỷ lệ Sc/Snc 1.213 1.200 1.236 1.298 1.492 1.573 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhƣ vậy: Độ lệch chuẩn tƣơng đối của phép phân tích dao động từ 7.80% đến 12.30% cho thấy phép đo đạt yêu cầu phân tích.
3.6.3. Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đƣờng chuẩn xác định thuốc trừ sâu trừ sâu
Lập đƣờng chuẩn là một trong những yêu cầu đầu tiên của phƣơng pháp phân tích. Từ đƣờng chuẩn ta có thể biết đƣợc khoảng tuyến tính của chất phân tích, từ đó đƣa nồng độ mẫu thực nằm trong khoảng tuyến tính.
Dùng dung dịch nội chuẩn trifluralin là 100 ppb (µg/L), tiến hành xác định đƣờng chuẩn của tetramethrin, permethrin, phenothrin và fenvalerate trong khoảng nồng độ từ 0.10 mg/L đến 1.50 mg/L. Sử dụng các thông số đo nhƣ trình bày ở trên, phân tích các chất chuẩn nói trên để xác định phƣơng trình hồi quy
tuyến tính dựa vào tỉ lệ diện tích các pic, kết quả thu đƣợc ở các bảng 3.12 đến 3.15.
Bảng 3.12: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của tetramethrin
STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 STD6 STD7 Nồng độ (mg/L) 0.10 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Diện tích (Sc) 1427 4175 12121 25249 39649 39342 62788 Diện tích (Snc); C = 0,1 mg/L) 1415 1100 1280 1563 1643 1303 1682 Tỷ lệ Sc/Snc 1.008 3.795 9.470 16.154 24.132 30.193 37.329
Từ số liệu bảng 3.12 trên ta xác định đƣợc phƣơng trình đƣờng chuẩn:
Y = 26.397 x – 2.7348, với R2 = 0.9969.
Đồ thị đƣờng chuẩn của tetramethrin nhƣ hình sau:
Nhƣ vậy trong khoảng nồng độ khảo sát (0.1mg/L đến 1.5mg/L) có sự quan hệ tuyến tính giữa diện tích pic sắc ký phân tích với nồng độ chất phân tích.
Bảng 3.13: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của permethrin
STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 STD6 STD7 Nồng độ (mg/L) 0.10 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Diện tích (Sc) 6142 12037 29774 53078 71945 70681 110142 Diện tích (Snc); C = 0,1 mg/L) 1415 1100 1280 1563 1643 1303 1682 Tỷ lệ Sc/Snc 4.341 10.943 23.261 33.959 43.789 54.245 65.483
Từ số liệu bảng 3.13 trên ta xác định đƣợc phƣơng trình đƣờng chuẩn:
Y = 43.332 x – 0.5994, với R2 = 0.9991.
Đồ thị đƣờng chuẩn của pemethrin nhƣ hình sau:
Nhƣ vậy trong khoảng nồng độ khảo sát (0.1mg/L đến 1.5mg/L) có sự quan hệ tuyến tính giữa diện tích pic sắc ký phân tích với nồng độ chất phân tích.
Bảng 3.14: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của phenothrin
STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 STD6 STD7 Nồng độ (mg/L) 0.10 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Diện tích (Sc) 6720 13869 32765 64660 89304 91598 141165 Diện tích (Snc); C = 0,1 mg/L) 1415 1100 1280 1563 1643 1303 1682 Tỷ lệ Sc/Snc 4.749 12.608 25.598 41.369 54.354 70.298 83.927
Từ số liệu bảng 3.14 trên ta xác định đƣợc phƣơng trình đƣờng chuẩn:
Y = 57.120 x – 1.7302, với R2 = 0.9993.
Đồ thị đƣờng chuẩn của phenothrin nhƣ hình sau:
Nhƣ vậy trong khoảng nồng độ khảo sát (0.1mg/L đến 1.5mg/L) có sự quan hệ tuyến tính giữa diện tích pic sắc ký phân tích với nồng độ chất phân tích.
Bảng 3.15: Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của fenvalerate
STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 STD6 STD7 Nồng độ (mg/L) 0.10 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 Diện tích (Sc) 274 594 1860 3743 5782 5839 9159 Diện tích (Snc); C = 0,1 mg/L) 1415 1100 1280 1563 1643 1303 1682 Tỷ lệ Sc/Snc 0.194 0.540 1.453 2.395 3.519 4.481 5.445
Từ số liệu bảng 3.15 trên ta xác định đƣợc phƣơng trình đƣờng chuẩn:
Y = 3.8467 x – 0.3647, với R2 = 0.9973.
Đồ thị đƣờng chuẩn của fenvalerate nhƣ hình sau:
Nhƣ vậy trong khoảng nồng độ khảo sát (0.1mg/L đến 1.5mg/L) có sự quan hệ tuyến tính giữa diện tích pic sắc ký phân tích với nồng độ chất phân tích.
Qua các đồ thị khảo sát ta thấy trong khoảng nồng độ đƣợc khảo sát từ 0.10 mg/L đến 1.50 mg/L, diện tích píc phân tích có quan hệ tuyến tính với nồng độ của tetramethrin, permethrin, phenothrin và fenvalerate (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.6.4. Khảo sát giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lƣợng (LOQ)
3.6.4.1. Giới hạn phát hiện (LOD)
LOD đƣợc xác định bằng nồng độ tối thiểu của chất phân tích tại đó cho các pic có tín hiệu bằng ba lần nhiễu đƣờng nền (S/N = 3). Đây là thông số đặc trƣng cho độ nhạy của phƣơng pháp. Chất nào nhạy hơn sẽ có giới hạn phát hiện nhỏ hơn. Cách tính: LOD = a SD 3
Trong đó: a là hệ số góc của phƣơng trình hồi quy
Độ lệch chuẩn SD: SD = 1 ) ( 2 n x x n i tb i 3.6.4.2. Giới hạn định lƣợng (LOQ)
LOQ là nồng độ nhỏ nhất đo đƣợc của phƣơng pháp, đó là nồng độ tối thiểu của một chất trong một nền mẫu xác định mà thiết bị có thể đo đúng đƣợc với một RSD% quy định, nồng độ chất phân tích mà cho tín hiệu gấp 10 lần tín hiệu đƣờng nền (S/N = 10).
Theo lý thuyết thống kê trong hóa phân tích thì LOQ đƣợc tính nhƣ sau: LOQ = 3.33*LOD
Tiến hành: Dùng dung dịch nội chuẩn là trifluralin 100 ppb (µg/L), nồng độ tetramethrin, permethrin, phenothrin và fenvalerate là 0.10 mg/L, thực hiện phép đo với điều kiện đã chọn. Kết quả thu đƣợc ở bảng 3.16 đến 3.19
Bảng 3.16: Giá trị LOD và LOQ của tetramethrin
C1-1 C1-2 C1-3 C1-4 C1-5 C1-6 C1-7 C1-8 C1-9 C1-10 Nồng độ 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 (Sc) 634 717 719 750 719 1018 1089 994 653 1064 (Snc) 711 706 788 800 786 736 882 857 889 897 Sc/Snc 0.892 1.016 0.912 0.938 0.915 1.383 1.235 1.160 0.735 1.186 RSD 19.01 % SD 0.19711 Hệ số a 26.397 LOD 0.0224 mg/L LOQ 0.0746 mg/L
Bảng 3.17: Giá trị LOD và LOQ của permethrin