Luận án Nghiên cứu xác định dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong dược liệu và sản phẩm từ dược liệu bằng sắc ký khối phổ

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI 
 TRẦN CAO SƠN 
 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG 
 HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT 
TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ 
 DƯỢC LIỆU BẰNG SẮC KÝ KHỐI PHỔ 
 LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC 
 HÀ NỘI, NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI 
 TRẦN CAO SƠN 
 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG 
 HOÁ CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT 
 TRONG DƯỢC LIỆU VÀ SẢN PHẨM TỪ 
 DƯỢC LIỆU BẰNG SẮC KÝ KHỐI PHỔ 
 LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC 
 CHUYÊN NGÀNH: KIỂM NGHIỆM THUỐC VÀ ĐỘC CHẤT 
 MÃ SỐ: 62 72 04 10 
 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Thái Nguyễn Hùng Thu 
 TS. Lê Thị Hồng Hảo 
 HÀ NỘI, NĂM 2015 
 LỜI CAM ĐOAN 
 Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự 
hướng dẫn của PGS.TS Thái Nguyễn Hùng Thu và TS. Lê Thị Hồng Hảo. Các 
số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố 
trong bất kỳ công trình nào khác. 
 Tác giả luận án 
 Trần Cao Sơn 
 i 
 LỜI CẢM ƠN 
Sau thời gian học tập và nghiên cứu thực hiện luận án dưới sự hướng dẫn của 
PGS. TS. Thái Nguyễn Hùng Thu và TS. Lê Thị Hồng Hảo, 
 Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: 
PGS. TS. Thái Nguyễn Hùng Thu, Phó hiệu trưởng Trường Đại học Dược Hà 
Nội, Trưởng bộ môn Hóa Phân tích - Độc chất và TS. Lê Thị Hồng Hảo, Phó 
Viện trưởng Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia, là hai 
người thầy, cô đã tận tình hướng dẫn, định hướng, giúp đỡ và cho tôi những kiến 
thức quý báu để tôi hoàn thành luận án. 
Ban Lãnh đạo Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia đã tạo 
điều kiện thuận lợi cho tôi tham gia học tập và hoàn thành luận án đúng thời 
gian quy định. 
Các thầy, cô Bộ môn Hoá phân tích – Độc chất và Phòng Sau đại học, Trường 
Đại học Dược Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu tại 
Trường. 
PGS. Phạm Gia Huệ nguyên Trưởng Bộ môn Hoá phân tích – Độc chất, 
Trường Đại học Dược Hà Nội là người thầy đã đóng góp ý kiến, chỉ dẫn tôi 
hoàn thành luận án. 
Các anh chị em tại Khoa Độc học dị nguyên và các đồng nghiệp ở Viện Kiểm 
nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia đã động viên, giúp đỡ và chia sẽ với 
những khó khăn trong công việc. 
Và cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã quan tâm động viên 
tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận án. 
 Tác giả luận án 
 Trần Cao Sơn 
 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 ................................................................................................................. 1 
Chương 1. TỔNG QUAN................................................................................................ 3 
1.1. HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT ........................................................................ 3 
1.1.1. Định nghĩa hóa chất bảo vệ thực vật ..................................................................... 3 
1.1.2. Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật ........................................................................ 3 
1.1.3. Một số nhóm hóa chất bảo vệ thực vật chính ........................................................ 5 
1.2. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT .............................. 13 
1.2.1. Tình hình sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trên thế giới ................................... 13 
1.2.2. Tình hình sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật ở Việt Nam .................................... 14 
1.2.3. Sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật an toàn và hiệu quả ........................................ 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 về dư lượng và mức dư lượng tối đa ................................................. 16 
1.3.2. Quy định về mức dư lượng tối đa ........................................................................ 17 
1.3.3. Sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật trong trồng cây thuốc và bảo quản dược liệu 19 
1.3.4. Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong dược liệu và sản phẩm dược liệu ....... 22 
1.4. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT ... 23 
1.4.1. Các phương pháp xử lý mẫu ................................................................................ 23 
1.4.2. Một số kỹ thuật dùng trong phân tích hóa chất bảo vệ thực vật .......................... 39 
Chương 2. 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 
 iii 
 2.2.3. Thiết bị, dụng cụ .................................................................................................. 56 
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 57 
2.3.1. Phương pháp khảo sát thực địa và lấy mẫu ......................................................... 57 
2.3.2. Phương pháp xử lý mẫu ....................................................................................... 58 
2.3.3. Phương pháp phân tích bằng 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 3. 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 trong trồng cây thuốc tại Hà Nội và một số 
vùng lân cận ................................................................................................................... 70 
3.2. XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỒNG THỜI HÓA CHẤT BẢO 
VỆ THỰC VẬT TRONG DƯỢC LIỆU ....................................................................... 75 
3.2.1. Xây dựng các điều kiện sắc ký khối phổ ............................................................. 75 
3.2.2. Xây dựng quy trình chiết hóa chất bảo vệ thực vật từ một số dược liệu và sản 
phẩm dược liệu .............................................................................................................. 85 
3.2.3. Thẩm định các phương pháp phân tích hóa chất bảo vệ thực vật trong một số 
dược liệu và 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 trong dược liệu tươi ................................... 116 
3.3.2. Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong dược liệu khô ................................... 117 
3.3.3. Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong thực phẩm chức năng có thành phần 
thảo dược ..................................................................................................................... 118 
3.3.3. Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong trà xanh ............................................ 120 
Chương 4. 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 được kinh doanh ........................................... 122 
4.1.2. Về loại HCBVTV được sử dụng trong trồng cây thuốc .................................... 123 
 iv 
 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 và 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 bằng sắc ký khối phổ ............................................. 132 
4.2.4. Về kết quả 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 CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ................................................... 146 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 
 v 
 DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 
TT Chữ viết tắt Giải thích 
 Hiệp hội các cộng đồng phân tích (Association of analytical 
 1 AOAC 
 communities) 
 Ion hóa hóa học ở áp suất khí quyển (Atmospheric pressure chemical 
 2 APCI 
 ionization) 
 Ion hóa quang học ở áp suất khí quyển (Atmospheric pressure photo 
 3 APPI 
 ionization) 
 4 BVTV Bảo vệ thực vật 
 5 ChE Cholinestase 
 6 D-SPE Chiết phân tán pha rắn (Dispersive solid phase extraction) 
 7 ECD Detector bắt điện tử (Electron capture detector) 
 8 EI Va chạm điện tử (Electron impact) 
 9 EPA Cục Bảo vệ môi trường Mỹ (Environmental protection agency) 
 10 ESI Ion hóa phun điện tử (Electrospray ionization) 
 Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực (Food and agriculture 
 11 FAO 
 organization) 
 Cục dược phẩm và thực phẩm Hoa Kỳ (Food and drug 
 12 FDA 
 administration) 
 13 FL Huỳnh quang (Fluorescence) 
 Thực hành tốt trồng và thu hái dược liệu (Good agriculture and 
 14 GACP 
 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) 
 Sắc ký khí khối phổ hai lần (Gas chromatography tandem mass 
 19 GC-MS/MS 
 spectrometry) 
 20 GPC Sắc ký lọc gel (Gel permeation chromatography) 
 21 HCBVTV Hóa chất bảo vệ thực vật 
 22 HLB Cân bằng thân nước, thân dầu (Hydrophilic lipophilic balance) 
 23 HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High performance liquid chromatography)
 vi 
 TT Chữ viết tắt Giải thích 
 24 IAC Sắc ký ái 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) 
 Sắc ký lỏng khối phổ hai lần (Liquid chromatography tandem mass 
 28 LC-MS/MS 
 spectrometry) 
 29 LOD Giới hạn phát hiện (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 sự hỗ trợ của 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 1 và bậc 2 (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 thế giới (World health organization) 
 52 WTO Tổ chức Thương mại thế giới (World trade organization) 
 vii 
 DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU 
Bảng 1.1. Phân loại HCBVTV theo mối nguy .................................................................. 4 
Bảng 1.2. Số lượng hoạt chất HCBVTV được phép sử dụng, hạn chế sử dụng và cấm 
sử dụng ở Việt Nam ......................................................................................................... 14 
Bảng 1.3. Quy định của Dược điển Việt Nam IV về giới hạn HCBVTV ....................... 17 
Bảng 1.4. Giá trị MRL mặc định của một số nước ......................................................... 19 
Bảng 1.5. Một số ứng dụng của phương pháp QuEChERS để phân tích HCBVTV 
trong dược liệu và sản phẩm từ dược liệu ....................................................................... 38 
Bảng 1.6. Một số ứng dụng phân tích đồng thời HCBVTV bằng GC-MS ..................... 44 
Bảng 1.7. Một số ứng dụng phân tích đồng thời HCBVTV bằng LC-MS ..................... 48 
Bảng 2.1. Một số HCBVTV được nghiên cứu trong khóa luận [17][124] ..................... 49 
Bảng 2.2. Thông tin về các chất chuẩn sử dụng trong nghiên cứu.................................. 54 
Bảng 2.3. Giới hạn sai lệch cho phép tối đa của tỷ lệ ion ............................................... 60 
Bảng 3.1. Các HCBVTV được tiêu thụ phổ biến tại các địa phương khảo sát ............... 65 
Bảng 3.2. Sự phổ biến của các HCBVTV theo nhóm phân loại ..................................... 69 
Bảng 3.3. Danh mục cây thuốc và dược liệu ở các địa phương khảo sát ........................ 71 
Bảng 3.4. Danh mục HCBVTV sử dụng trong trồng cây thuốc ..................................... 73 
Bảng 3.5. Các điều kiện MS trong LC-MS/MS để phân tích HCBVTV ........................ 76 
Bảng 3.6: Các thông số hoạt động đã tối ưu của 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 của hệ thống LC-MS/MS ............................................................... 81 
Bảng 3.10. Điều kiện MS trong GC-MS/MS được sử dụng trong nghiên cứu ............... 83 
Bảng 3.11. Độ lặp lại của hệ thống GC-MS/MS ............................................................. 84 
Bảng 3.12. So sánh các phương pháp chiết và pH dịch chiết đo được ........................... 90 
Bảng 3.13. Tỷ lệ ion xác nhận và ion định lượng của các HCBVTV ........................... 103 
Bảng 3.14. Các nồng độ HCBVTV được sử dụng để khảo sát khoảng tuyến tính và 
đường chuẩn .................................................................................................................. 104 
Bảng 3.15. Khoảng tuyến tính, đường chuẩn của HCBVTV trên mẫu dây thìa canh .. 104 
Bảng 3.16. LOD, LOQ của các HCBVTV trong các nền mẫu khác nhau phân tích bằng 
LC-MS/MS .................................................................................................................... 107 
Bảng 3.17. LOD, LOQ của các HCBVTV trong các nền mẫu khác nhau phân tích bằng 
GC-MS/MS .................................................................................................................... 108 
 viii