Sắc ký khí ghép khối phổ và một số ứng dụng (GC/MS-Gas Chromatography Mass Spectometry)

chúng gắn được lên bề mặtcủa men. Các chất carbamat càng bền, càng ức chế men cholinesteraza mạnh. Cảlân hữu cơ và carbamat đều kìm hãm vị trí men tác động, dẫn đến hệ thần kinh không kiểm soát được, làm mất khả năng phối hợp giữa các cơ quan, giải phóng quámức hormon, sinh vật mất nước và chết.Các thuốc carbamat an toàn với cây, ít độc đối với cá hơn các thuốc lân hữucơ; không tồn lưu quá lâu trên nông sản và môi trường sống. Độ độc của thuốc đốivới 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. Carbofuran [13] Carbofuran là một trong những thuốc trừ sâu nhóm carbamat độc nhất, có tênlà 2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl methylcarbamate, tên thương mại làFuradan, Curater.Carbofuran là một trong những thuốc trừ sâu có độc tính cao đối với conngười. Nó có thể xâm nhập vào cơ thể qua hô hấp, qua miệng và qua da. Triệuchứng 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 tửvong.Theo WHO, mức hấp thụ hàng ngày cho phép (ADI) của carbofuran là0,01mg/kg trọng lượng cơ thể. Liều gây chết trung bình đối với chuột qua miệng làLD50= 5mg/kg.Công thức phân tử: C12H15NO3 .M = 221,25g/mol.t nc= 151° C.d = 1,18g/cm3.8 1.2.3. Carbaryl [20] Carbaryl có tên là 1-naphthyl methylcarbamate, tên thương mại là Sevin, làmột loại thuốc trừ sâu nhóm carbamat. Carbayl là tinh thể màu trắng, tan kém trongnước nhưng tan nhiều trong dung môi phân cực như đimethyl sulfoxide và đimethylformaldehyde.Công thức phân tử C 12 H 11  NO 2 .M = 201,2g/mol.t s = 145 ° C.d = 1,232g/cm 3 .Carbaryl là một chất ức chế men cholinesteraza và có độc với con người. Nóđược xếp vào loại chất gây ung thư đối với con người. Carbaryl là một chất rắn, cómàu trắng hoặc xám tùy thuộc vào độ tinh khiết của nó, tinh thể không mùi.Carbaryl là một thuốc trừ sâu có độc tính trung bình. Khi tiếp xúc với carbaryl cóthể gây ra ngộ độc cấp và mãn tính với các triệu chứng như: buồn nôn, chuột rút dạdày, tiêu chảy. Các triệu chứng khác ở liều lượng cao bao gồm đổ mồ hôi, làm mờ của tầm nhìn, và 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 trọnglượng cơ thể. Đối với chuột, liều gây chết trung bình qua miệng LD 50 = 250 – 850mg/kg, liều gây chết trung bình qua hô hấp LC 50 = 0,005 – 0,023mg/kg. 1.2.4. Fenobucarb [21] Fenobucarb có tên là 2-(1-Methylpropyl)phenol methylcarbamate, là mộtloại thuốc trừ sâu nhóm carbamat. CON TRANG 10 cơ không phân cực như: n-hexan, toluene....Hệ này có thể tách đa dạngcác chất không phân cực hay ít phân cực. • Sắc ký pha ngược: pha tĩnh thường là các silica đã được ankyl hoá,không phân cực, loại thông dụng nhất là –C 18 H 37 , còn pha động phâncực: nước, methanol, axetonitril....Trong rất nhiều trường hợp thì thành phần chính của pha động lại là nước nên rất kinh tế. Hệ này được sửdụng để tách các chất có độ phân cực rất đa dạng: từ rất phân cực, ít phân cực tới không phân cực . 2.2.2.3. Pha động trong HPLC Pha động trong HPLC đóng góp một phần rất quan trọng trong việc tách cácchất phân tích trong quá trình sắc ký nhất định. Mỗi loại sắc ký đều có pha động rửagiải riêng cho nó để có được hiệu quả tách tốt nhưng nhìn chung phải đáp ứng đượccác điều kiện sau: • Pha động phải trơ với pha tĩnh. • Pha động phải hòa tan tốt mẫu phân tích, phải bền vững và không bị phân hủy trong quá trình chạy sắc ký. • Pha động phải có độ tinh khiết cao. • Pha động phải nhanh đạt được các cân bằng trong quá trình sắc ký, nhưcân bằng hấp phụ, phân bố, trao đổi ion tuỳ theo bản chất của từng loạisắc ký. • Phải phù hợp với loại detector dùng để phát hiện các chất phân tích. • Pha động phải không quá đắt.Có thể chia pha động làm hai loại:  Pha động có độ phân cực cao: có thành phần chủ yếu là nước, tuynhiên để phân tích các chất hữu cơ, cần thêm các dung môi khác đểgiảm độ phân cực như MeOH, ACN. Pha động loại này được dùngtrong sắc ký pha liên kết ngược. 23  Pha động có độ phân cực thấp: bao gồm các dung môi ít phân cực nhưxyclopentan, n-pentan, n-heptan, n-hexan, 2-chloropropan,cacbondisulfua (CS 2 ), chlorobutan, CCl 4 , toluene....Tuy nhiên phađộng một thành phần đôi khi không đáp ứng được khả năng rửa giải,người ta thường phối hợp 2 hay 3 dung môi để có được dung môi cóđộ phân cực từ thấp đến cao phù hợp với phép phân tích. Sự thay đổithành phần pha động theo thời gian gọi là rửa giải gradient nồng độ. 2.2.2.4. Detector trong HPLC Detector là bộ phận quan trọng quyết định độ nhạy của phương pháp. Tuỳthuộc bản chất lí hoá của chất phân tích mà lựa chọn detector cho phù hợp.  Detector quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS: áp dụng cho các chấtcó khả năng hấp thụ ánh sáng trong vùng tử ngoại (UV) hoặc vùngkhả kiến (VIS).  Detector huỳnh quang RF: sử dụng để phát hiện các chất có khả năng phát huỳnh quang. Đối với những chất không có khả năng như vậy,cần phải dẫn xuất hoá chất phân tích, gắn nó với chất có khả năng phát huỳnh quang hoặc chất phân tích phản ứng với thuốc thử để tạothành sản phẩm có khả năng phát huỳnh quang.  Detector độ dẫn: phù hợp với các chất có hoạt tính điện hoá: các ionkim loại chuyển tiếp....Hiện nay, các detector hiện đại ngày càng được cải tiến như diot-aray, massspectrometry, nó giúp người phân tích xác định chính xác chất phân tích. Ngoài rado kĩ thuật tin học phát triển, người phân tích có thể thực hiện phép tách theochương trình định sẵn, có thể thực hiện các phép tách tự động nhiều mẫu phân tích. 2.2.2.5 Detector khối phổ (Mass Spectrometry) Khối phổ là thiết bị phân tích dựa trên cơ sở xác định khối lượng phân tử củacác hợp chất hóa học bằng việc phân tách các ion phân tử theo tỉ số giữa khối lượng 24 và điện tích (m/z) của chúng. Các ion có thể tạo ra bằng cách thêm hay bớt điện tíchcủa chúng như loại bỏ electron, proton hóa,... Các ion tạo thành này được tách theotỉ số m/z và phát hiện, từ đó có thể cho thông tin về khối lượng hoặc cấu trúc phântử của hợp chất.Cấu tạo của một thiết bị khối phổ bao gồm 3 phần chính: nguồn ion, thiết bị phân tích và detector. Trước hết, các mẫu được ion hóa trong nguồn ion, sau đó đưavào bộ phận phân tích khối để tách các ion theo tỉ số m/z. Các tín hiệu thu được sẽchuyển vào máy tính để xử lí và lưu trữ. 2.2.2.5.1. Nguồn ion Chất phân tích sau khi ra khỏi cột tách sẽ được dẫn tới nguồn ion để chuyểnthành dạng hơi và được ion hóa nguyên tử. Một số kĩ thuật ion hóa được sử dụngtrong sắc ký lỏng khối phổ như: ion hóa phun điện tử (electrospray ionization – ESI), ion hóa hóa học ở áp suất khí quyển (atmospheric-pressure chemicalionization – APCI), ion hóa bắn phá nguyên tử nhanh (fast-atom bombardment – FAB). Dưới đây là hai phương pháp ion hóa được sử dụng trên thiết bị FinniganLCQ DUO : a) Ion hóa phun điện tử – ESI  Kĩ thuật này chuyển hóa các ion từ dung dịch lỏng thành các ion ở dạng khí.Dung dịch mẫu được dẫn vào vùng có trường điện từ mạnh được duy trì ở hiệu điệnthế cao 4kV. Tại đây, dung dịch mẫu bị chuyển thành các giọt nhỏ tích điện và đượchút tĩnh điện tới lối vào của thiết bị phân tích khối phổ. Các giọt nhỏ trước khi vàothiết bị phân tích khối phổ sẽ được kết hợp với dòng khí khô để làm bay hơi dungmôi. Có 2 chế độ bắn phá: bắn phá với chế độ ion dương và ion âm. MỞ ĐẦU Theo dự báo của Uỷ ban Dân số và Phát triển của Liên hợp quốc, vào giữathế kỉ XXI dân số thế giới sẽ tăng thêm 03 tỉ người. Dân số ngày càng tăng nhanhđã tạo ra gánh nặng cho nền sản xuất nông nghiệp lương thực, vì cùng với một diệntích canh tác nhất định và đang có xu hướng bị thu hẹp lại phải cung cấp đủ sốlượng lương thực cho số đầu người luôn gia tăng. Để tăng năng suất lao động,người ta đã sử dụng nhiều biện pháp đan xen như: thâm canh tăng vụ, cải tiếngiống...; một trong những biện pháp không thể thiếu là sử dụng thuốc bảo vệ thựcvật. [9]Thuốc bảo vệ thực vật được coi là một vũ khí có hiệu quả của con ngườitrong việc phòng chống dịch hại, bảo vệ cây trồng. Bên cạnh ưu điểm là bảo vệnăng suất cây trồng, thuốc bảo vệ thực vật còn gây ra nhiều tác tác hại khác như làmô nhiễm môi trường, gây độc cho người và gia súc, tăng chi phi sản xuất, và nhất làđể lại tồn dư trong nông sản gây ảnh hưởng đến chất lượng nông sản và sức khỏengười tiêu dùng. Tác động tiêu cực của thuốc bảo vệ thực vật càng trở nên nghiêmtrọng khi con người sử dụng không đúng cách và quá lạm dụng vào thuốc.Hóa chất bảo vệ thực vật có nhiều nhóm hóa chất khác nhau, trong đó có bốnnhóm chính là: lân hữu cơ, clo hữu cơ, carbamat và pyrethroid. Nhóm clo hữu cơ đã bị cấm sử dụng, nhóm pyrethroid vẫn đang được sử dụng nhưng độc tính thấp, ít cókhả năng gây nhiễm độc cho người sử dụng. Còn lại 2 nhóm: lân hữu cơ vàcarbamat đang được dùng rộng rãi trong nông nghiệp , có độc tính cao và là nguyênnhân chính của phần lớn các vụ ngộ độc do ăn rau quả nhiễm hóa chất bảo vệ thựcvật ở nước ta hiện nay.Với những lí do trên, chúng tôi đã lựa chọn đề tài: “  Xác định hóa chất bảovệ thực vật carbamat trong một số loại rau quả bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS) ”. Đầu năm 2009, Cục Bảo vệ thực vật đã lấy 25 mẫu rau và năm mẫu quả tạicác tỉnh phía Bắc (TP Hà Nội và tỉnh Vĩnh Phúc) để kiểm định. Kết quả có 11 mẫurau có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật ở mức độ khác nhau. Ở các tỉnh phía Nam,trên 35 mẫu rau và 5 mẫu quả lấy ở TP Hồ Chí Minh, Bình Dương, Tiền Giang, kếtquả trên 50% mẫu có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật ở mức độ khác nhau. [11]Tại TP Hồ Chí Minh, trong sáu tháng đầu năm 2009, qua kiểm nghiệm hơn2.200 mẫu rau, quả tại ba chợ đầu mối (Bình Điền, Hóc Môn, Thủ Đức), phát hiện50 mẫu dương tính (tỷ lệ 2,4%), cao hơn so với cùng kỳ năm 2008 là 1,3%. Còn tạiBình Dương, phân tích gần 310 mẫu rau lấy ở các chợ, vùng sản xuất, bếp ăn tậpthể trong tám tháng đầu năm 2009 có gần 80 mẫu có dư lượng thuốc bảo vệ thựcvật. [11]Trên thế giới, tại Ấn Độ, Cuộc điều tra được Bộ Nông nghiệp Ấn Độ tiếnhành trong một năm từ tháng 11 năm 2007 đến tháng 10 năm 2008 trên toàn đấtnước Ấn Độ. Kết quả là 18% rau và 12% hoa quả nội địa và nhập khẩu của Ấn Độđều có dư lượng thuốc trừ sâu, kể cả những loại thuốc trừ sâu bị cấm, trong đó 4%lượng rau và 2% lượng hoa quả có dư lượng thuốc trừ sâu cao hơn mức cho phép.Khoảng 18% (664 mẫu) trong tổng số 3.648 mẫu rau như mướp tây, cà chua, bắpcải và súp lơ đều có dư lượng thuốc trừ sâu. Các loại rau như bắp cải, súp lơ và càchua có dư lượng thuốc trừ sâu lớn nhất. Các loại thuốc trừ sâu tìm thấy trong cácloại quả chủ yếu là chlorpyriphos, monocrotophos, profenophos và cypermethrin.[1] 1.1.5. Tình hình ngộ độc hóa chất bảo vệ thực vật Theo thống kê của Tổ chức Lao động Quốc tế ILO, trên thế giới, hàng nămcó trên 40.000 người chết vì ngộ độc rau trên tổng số 2 triệu người ngộ độc. TạiViệt Nam, con số người bị ngộ độc cũng không nhỏ. Từ năm 1993 - 1998, hàngchục ngàn người bị nhiễm độc do ăn phải rau quả còn dư lượng thuốc trừ sâu. Nặngnhất ở Đồng bằng sông Cửu Long, năm 1995 có 13.000 người nhiễm độc, trong đócó 354 người chết. [8]