Ngày nay, kháng sinh được sửdụng rất phổbiến trong lĩnh vực nông nghiệp đặc
biệt là trong chăn nuôi. Tuy nhiên, việc lạm dụng thuốc kháng sinh nói chung và nhóm
Fluoroquinolone nói riêng có thểlàm nguồn thực phẩm cung cấp cho con người còn chứa
một lượng nhỏchất kháng sinh. Nếu người tiêu dùng sửdụng thực phẩm có dưlượng
kháng sinh đáng kể, trong thời gian dài, sẽlàm tăng sức đềkháng của các vi khuẩn, việc
kháng cựthuốc tăng dần. Khi người này bịbệnh, việc điều trịtrên những loại thuốc tương
tựsẽcho hiệu quảthấp hoặc làm mất tác dụng [1,2,3].
Đểbảo vệquyền lợi của người tiêu dùng, ởchâu Âu, tổchức EU đã thiết lập giới
hạn lớn nhất (MRLs) đối với dưlượng thuốc trong nguồn thực phẩm khi cung cấp cho
con người vào năm 1990 [4]. Theo sựkiểm tra và định hướng của các chuyên gia phòng
thí nghiệm, EU đã công bố“Council directive 96/23/EC in 1996” [5], trong đó quy định
rõ hàm lượng kháng sinh theo từng loại thực phẩm và từng loại thuốc, ví dụnhưvới
enrofloxacin trong cơ, gan, thận của bò, lợn, gia cầm (gà, vịt) là 30µg/kg; trong sữa bò là
100 µg/kg; Ởchâu Mỹ, Hoa kỳvà các nước Bắc Mỹ đã cấm sửdụng kháng sinh họ
Fluoroquinolone.
Ởnước ta, nghềnuôi trồng thủy hải sản phát triển mạnh trong những năm gần
đây. Theo các chuyên gia thủy sản, nguyên nhân chủyếu gây bệnh thủy sản là do vi
khuẩn. Thông thường, người nuôi sửdụng kháng sinh đểkhống chếcác vi khuẩn gây
bệnh, nhưng do chưa biết cách sửdụng, nên đã gây ra hiện tượng vi khuẩn kháng thuốc
và tích tụdưlượng kháng sinh trong sản phẩm. Mặt khác, một sốngưdân chạy theo lợi
nhuận, lạm dụng thuốc trong thức ăn với vai trò là chất kích thích tăng trưởng của vật
nuôi, dẫn đến việc đến kỳthu hoạch, sản phẩm thủy sản vẫn còn tồn đọng nhiều dưlượng
kháng sinh trong cơthể.
Tại Việt Nam, Bộtrưởng Bộthủy sản đã ban hành quyết định số07/2005/QĐ-BTS
ngày 24/2/2005 vềviệc cấm sửdụng một sốloại kháng sinh và quy định dưlượng tối đa
một sốkháng sinh được phép có trong thực phẩm [6]. Theo quy định này dưlượng tối đa
của enrofloxacin và ciprofloxacin là 100 ppb
22 trang |
Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 4060 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu qui trình xác định dư lượng Ciprofloxacin và Enprofloxacin trong thực phẩm bằng phương pháp HPLC-MS/MS, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 3
Chương 1: Tổng quan
1.1. Đôi nét về họ fluoroquinolone[ 1,7, 8]
- Quinolone là một kháng sinh được sử dụng rộng rãi trong việc điều trị nhiễm
trùng ở người và động vật. Mục tiêu chính của chúng là vi khuẩn the bacterial enzyme
DNA gyrase hay topoisomerase II. Quinolone có thành phần hóa học là dẫn suất của acid
nalidixic. Dựa trên phổ kháng khuẩn của nó, quinolone được chia thành nhiều thế hệ như:
Quinolone thế hệ thứ nhất: cinoxacin, flumequine, nalidixic acid, oxilinic, ..
Quinolone thế hệ thứ hai: ciprofloxacin., enoxacin, fleroxacin, lomefloxacin…
Quinolone thế hệ thứ ba: balofloxacin, gatifloxacin, grepafloxacin…
Quinolone thế hệ thứ tư: garenoxacin, clinafloxacin, gemifloxacin…
- Fluoroquinolone là một nhóm kháng sinh thuộc họ quinolone trong đó có một
nguyên tử F gắn ở vị trí số 6 của hệ thống trung tâm. Cả Quinolones và Fluoroquinolones
đều là thuốc kháng sinh có khả năng giết chết vi khuẩn.
1.1.1 Công thức cấu tạo:
Công thức cấu tạo chung của nhóm quinolone là hợp chất vòng thơm có chứa N, vị
trí thứ 4 có gắn nhóm ketone, vị trí thứ 3 có gắn nhóm carboxylic. Các dẫn suất của
quinolone gồm những hợp chất mà: Vị trí 1: có thể gắn thêm nhóm alkyl hoặc aryl; Vị trí
6: có thể gắn thêm F; Vị trí 2, 6, 8 có thể gắn thêm một nguyên tử N
H1.1 Cấu trúc cơ bản của nhóm quinolone
Acid nalidixic Cấu trúc cơ bản của nhóm quinolone
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 4
1.1.2. Tính chất acid - base nhóm quinolone:
Quinolone có một nhóm carboxylic ở vị trí số 3 nên đây là một hợp chất có tính
acid. Một số quinolone có chứa thêm nhóm amine khác nên có thêm tính base. Dựa vào
pKa có thể chia nhóm quinolone thành hai loại: Acidic quinolone (AQ) và Piperazinyl
quinolone (PQ)
- Acidic quinolone (AQ): chỉ có một giá trị pKa thuộc khoảng 6.0 đến 6.9. Trong
nước chúng tồn tại ở dạng trung hòa hoặc dạng anion. Thường AQ gồm những quinolone
thuộc thế hệ thứ nhất.
H1.2 Cân bằng acid base của nhóm Acidic quinolone
- Piperazinyl quinolone (PQ): có hai giá trị pKa, pKa1 khoảng 5.5 – 6.6 và pKa2
khoảng 7.2 - 8.9. Trong nước chúng có thể tồn tại ở ba dạng khác nhau: dạng cation,
dạng trung hòa và dạng anion; một số PQ là Danofloxacin, Difloxacin, Norfloxacin,
Ofloxacin, Benofloxacin, Marbofloxacin, Pipemidic acid
H1.3. Cân bằng acid base của nhóm Piperazinyl quinolone
1.1.3. Ciprofloxacin:
Ciprofloxacin là kháng sinh thuộc nhóm fluoroquinolone, loại PQ, có thể chống vi
khuẩn gram dương và gram âm.
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 5
Tên gọi:
Công thức hóa học: C17H18FN3O3
Trọng lượng phân tử: 331.35 g/mol
Nhiệt độ nóng chảy: 318-320oC
H1.4. Công thức cấu tạo của Ciprofloxacin
Tính chất: là bột kết tinh màu vàng nhạt, tan một phần trong nước, tan rất ít trong
ethanol, methylene chloride. Tan tốt trong dung dịch acid acetic loãng, có hai giá trị pKa
là 6.0 và 8.8
1.1.4. Enrofloxacin:
Enrofloxacin là kháng sinh thuộc nhóm fluoroquinolone, loại PQ, có thể chống vi
khuẩn gram dương và gram âm.
Tên gọi:
Công thức hóa học: C19H22FN3O3
Trọng lượng phân tử: 359.4 g/mol
Nhiệt độ nóng chảy: 219-221oC
H1.5. Công thức cấu tạo của Enrofloxacin
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 6
Tính chất: là tinh thể màu vàng nhạt, tan nhẹ một phần trong nước ở pH = 7, có hai
giá trị pKa: khoảng 5 và 8-9
1.1.5. Nguồn gốc của Ciprofloxacin và Enrofloxacin trong thực phẩm:
Ciprofloxacin và Enrofloxacin được đưa vào thịt gà, cá…dưới dạng nguyên liệu
thức ăn chăn nuôi, hoặc do người chăn nuôi trộn vào thức ăn gia súc, gia cầm, hoặc cho
vào môi trường sống của các động vật thủy sản. Khi động vật ăn, hoặc sống trong môi
trường đấy hoặc tiêm để chữa bệnh thì kháng sinh sẽ xâm nhập vào cơ thể.
1.1.6. Ứng dụng và ảnh hưởng của Ciprofloxacin và Enrofloxacin
Ciprofloxacin và Enrofloxacin được dùng làm kháng sinh cho người và động vật.
Hai loại kháng sinh này được con người sử dụng khi mắc các chứng bệnh về đường hô
hấp, nhiễm trùng huyết xương khớp, viêm nhiễm cơ quan sinh dục… Nhóm
fluoroquinolone nói chung (Ciprofloxacin, Enrofloxacin nói riêng) là nhóm kháng sinh có
độc tính cao, chỉ sử dụng với liều nhất định, được quy định rất chặt chẽ và đều thuộc
nhóm kháng sinh hạn chế sử dụng đối với trẻ em vì ảnh hưởng đến quá trình tăng trưởng.
Nhóm fluoroquinolone nếu dùng liều cao và kéo dài sẽ làm ảnh hưởng trên sụn đầu
xương và quá trình tăng trưởng của bé chậm lại, bị lùn.(theo bác sĩ Đào Thị Yến Phi-
Trung tâm đào tạo –bồi dưỡng cán bộ y tế Tp. HCM)
Trường hợp tồn dư 5ppb fluoroquinolone, nếu một người ăn trung bình 150-200g
thịt/ngày thì lượng fluoroquinolone đưa vào cơ thể khoảng 2µg/ngày. Với lượng này sẽ
không gây độc tính ngay, nhưng nếu tích lũy lâu dài hoặc ăn quá nhiều sẽ bị tác hại.
Ngoài ra, việc sử dụng tràn lan cho vật nuôi các loại kháng sinh trong danh mục
thuốc dùng cho người hoàn toàn có khả năng dẫn tới kháng thuốc ở vi khuẩn. Như vậy sẽ
ảnh hưởng đến khả năng điều trị các bệnh lý nhiễm trùng trong cộng đồng loài người.
1.1.7. Giới hạn cho phép của dư lượng thuốc kháng sinh [1]:
Ở Việt Nam, dư lượng tối đa của ciprofloxacin và enrofloxacin là 100ppb (quyết
định 07/2005/QĐ-BTS ngày 24/2/2005 của Bộ Trưởng Bộ thủy sản).
Tổ chức EU có quy định MRLs cho quinolone trong các mô động vật và sữa. Tuy
nhiên lại cấm sử dụng trong gà đẻ vì dư lượng kháng sinh có thể chuyển vào trong trứng.
Mỹ và các nước Bắc Mỹ: dư lượng tối đa là 0
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 7
H1.6. Danh mục hóa chất kháng sinh bị hạn chế sử dụng
theo quyết định 07/2005/QĐ-BTS
1.2. Các phương pháp xác định
Dựa vào cấu trúc và tính chất của Ciprofloxacin và Enrofloxacin, có nhiều phương
pháp xác định hàm lượng trong nền mẫu thực phẩm như phương pháp so màu, sắc kí lỏng
hiệu năng cao HPLC với các đầu dò khác nhau như: đầu dò huỳnh quang, đầu dò
photodiode array, đầu dò UV…
1.2.1. Phương pháp trắc quang [9]
Nguyên tắc: Dùng một số ion kim loại như Fe(III), Cu(II), Cd(II), Mn(II)…để tạo
phức với nhóm quionlone. Đo cường độ bước sóng của phức tạo thành bằng máy trắc
quang. Lập đồ thị biểu diễn cường độ hấp thu của chất tại bước sóng đó theo những nồng
độ khác nhau.
H1.7. Phức tạo thành giữa Fe(III) với Ciprofloxacin (λmax = 430nm).
Ngoài kim loại có thể dùng Chloranillic acid, tetracyanoethylene để tạo hình thành
phức chất chuyển điện tích. Phức của Chloranillic acid có bước sóng λmax = 520nm.
Phức của tetracyanoethylene hình thành với Ciprofloxacin có λmax = 335nm, với
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 8
Enrofloxacin là λmax = 290 nm. Quy trình này được ứng dụng trong việc xác định thuốc
với độ chính xác 99.91% đến 100.40% tùy theo từng chất.
Ưu điểm: Phương pháp này sử dụng thiết bị đơn giản, dễ vận hành, chi phí thấp nên được
dùng để kiểm tra độ tinh khiết của chất hữu cơ.
Nhược điểm: Độ chọn lọc không cao, độ nhạy kém, phân tích các chất ở nồng độ cao
1.2.2. Phương pháp HPLC – đầu dò UV và DAD [ 10,11,12,13,14, 15 ]
Nguyên tắc: Do cấu trúc của Ciprofloxacin và Enrofloxacin có khả năng hấp thu
bước sóng tử ngoại nên có thể dùng phương pháp HPLC - đầu dò UV ở bước sóng
275nm.
Đường chuẩn: 10Æ 1000 ng/g
LOD: 10 ng/g cho cả hai chất.
1.2.3. Phương pháp HPLC – đầu dò huỳnh quang[ 8,15,16, 17, 18,19,20,21,22,23,24,25,26,27]
Nguyên tắc: mẫu sẽ được kích thích với nguồn sáng có bước sóng là 276nm, sau
đó sẽ phát xạ ra bước sóng 442nm; đo cường độ chất ở bước sóng này theo nồng độ, từ đó
tính nồng độ của mẫu.
Đường chuẩn: Ciprofloxacin, Enrofloxacin: 1 - 500 ng/g
Giới hạn phát hiện: Ciprofloxacin: 0.56ng/g; Enofloxacin: 0.12 ng/g
Bước sóng: λ kích thích: 276nm - 295nm; λ phát xạ: 442nm - 500nm;
Ưu điểm: Phương pháp này có độ nhạy và độ chọn lọc cao, phân tích được các
chất có nồng độ bé. Do vậy, phương pháp này được nghiên cứu rất nhiều và được lựa
chọn làm phương pháp chính trong tiêu chuẩn của Châu Âu
1.2.4. Phương pháp HPLC – đầu dò MS [1,2,10,13,29]
Nguyên tắc: Dựa trên ái lực của các cấu tử với pha tĩnh (thường là chất rắn hoặc
chất lỏng) và pha động mà mỗi cấu tử sẽ được rửa giải ra khỏi cột theo các thứ tự khác
nhau. Cấu tử ra khỏi cột sẽ được đưa vào đầu do MS và ở đây cấu tử ion hóa, phân mảnh,
được phát hiện dựa vào cường độ tỉ lệ m/z. Trên cở sở đó, đầu dò MS cho phép nhận danh
và định lượng một cách rõ ràng về một hợp chất cụ thể.
Với đầu dò MS nhóm fluoroquinolones có khuynh hướng tạo thành mảnh mẹ và
những mảnh con: [MH-H2O]+; [MH-CO2]+; [MH-H2O-NR]+; [MH-CO2-NR]+
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 9
Kí hiệu Ý nghĩa
[MH-H2O]+ M + 1(H) – 18(H2O)
[MH-CO2]+ M + 1(H) – 44(CO2)
[MH-H2O-NR]+ M + 1(H) – 18(H2O) – M(NR)
[MH-CO2-NR]+ M + 1(H) – 44(CO2) – M(NR)
Phương pháp này có độ nhạy và độ chọn lọc rất cao.
Giới hạn phát hiện: Ciprofloxacin: 0.1ng/g; Enrofloxacin: 0.2ng/g;
Đường tuyến tính:Ciprofloxacin: 3-30ng/g; Enprofloxacin: 3-30ng/g;
Năng lượng đập mảnh của : Ciprofloxacin: 18 eV; Enprofloxacin: 20eV;
Æ Phương pháp này rất phù hợp cho việc phân tích dư lượng chất kháng sinh trong thực
phẩm.
1.2.5 Điều kiện xử lí mẫu và làm sạch mẫu [ 8,14,19,30,31]:
Theo các tài liệu tham khảo, ciprofloxacin và enrofloxacin được nghiên cứu trên
nhiều loại mẫu trứng, thịt heo, gan heo, nước bề mặt ……Tùy theo từng loại mẫu sẽ có
cách xử lí mẫu cụ thể. Xu hướng xử lí mẫu chính là hoạt chất được chiết với các dung môi
hữu cơ như ethanol, acetonitril, trichloroacetic acid, dichloromethane hoặc hỗn hợp acetic
acid, phosphoric acid, dung dịch NH3 (lưu ý cần thận trọng lựa chọn dung môi chiết khi
phân tích với đầu dò MS). Sau đó chất phân tích sẽ được tách trên các cột SPE. Các loại
cột SPE thường dùng là cột C18, cột trao đổi cation SCX, cột trao đổi anion SAX.
H1.8.Công thức cột SCX
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 10
Hiện nay có xu hướng mới là sử dụng cột imprint polymer: Người ta sẽ tạo màng
polymer có cấu trúc lỗ rỗng vừa đủ bằng kích thước của chất phân tích bằng cách trộn hỗn
hợp 1.0nmol norfloxacin 8.0 mmol 2-hydroxyethyl methacrylate, ethylen glycol
dimethaacrylate, α,α’-azobis isobutyronitrile trong dung môi MeOH-H2O, sau đó
polymer hóa, rửa norfloxacin ra khỏi màng. (norfloxacin hiện diện với vai trò là chất tạm
thời)[6,14]
1.3. Đôi nét về phương pháp sắc kí – sắc kí lỏng hiệu năng cao HPLC
1.3.1. Định nghĩa:
Sắc kí là quá trình tách liên tục từng vi phân hỗn hợp các chất do sự phân bố không
đồng đều của chúng giữa pha tĩnh và pha động khi cho pha động đi xuyên qua pha tĩnh.
Sắc kí là một trong những phương pháp cho hiệu quả cao trong việc sử dụng để
định tính và định lượng hỗn hợp nhiều cấu tử.
1.3.2. Một số đại lượng cơ bản của sắc kí:
1.3.2.1. Hệ số phân bố: Cân bằng của một cấu tử X bất kì trong hệ sắc kí được mô
tả theo phương trình sau:
Xpha động Xpha tĩnh
Hằng số cân bằng K của cân bằng này được gọi là hệ số phân bố và được tính:
Với Cs: nồng độ cấu tử trong pha tĩnh; CM: nồng độ cấu tử trong pha động.
Hệ số K tùy thuộc vào bản chất của pha tĩnh, pha động và chất cần phân tích và
nhiệt độ
1.3.2.2. Thời gian lưu:
tR thời gian lưu của một cấu tử từ khi vào cột đến khí tách ra ngoài cột
tO thời gian để một chất nào đó không có ái lực với pha tĩnh đi qua cột (thời gian
lưu chết).
t’R thời gian lưu hiệu chỉnh của một cấu tử t’R = tR -tO
Cs
K =
CM
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 11
H1.9: Thời gian lưu của cấu tử phân tích.
1.3.2.3. Hệ số chứa (the capacity factor):
Trong đó:
k’X là hệ số chứa.
KX là hệ số phân bố của cấu tử X
tR, tO là các giá trị nhận được từ sắc kí đồ.
Khi hệ số chứa của một cấu tử < < 1 Æ quá trình rửa giải xảy ra quá nhanh.
Khi hệ số chứa nằm trong khoảng từ 20 đến 30 Æ thời gian rửa giải quá dài.
Giá trị tối ưu trong quá trình tách các cấu tử trong khoảng 1-5.
1.3.2.4. Hệ số chọn lọc α: là đại lượng đặc trưng cho khả năng phân tách đối với
các cấu tử khác nhau trong hỗn hợp chất khảo sát.
α càng lớn, khả năng tách càng cao. Để hai chất tách khỏi nhau, thường α > 1. Khi
α = 1 hai chất không thể tách riêng được
C(nồng độ)
t (thời gian)
tR
t’R tO
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 12
1.3.2.5. Độ phân giải của cột:
Là đại lượng đặc trưng cho khả năng tách hai cấu tử ra khỏi nhau. Độ phân giải của
cột được tính theo công thức:
A và B là hai cấu tử cần tách khỏi nhau.
∆tR là khoảng cách giữa hai peak .
Rs ≤ 0.75 : hai peak không tách được.
Rs = 1 : hai peak chồng lập nhau khoảng 4%.
Rs ≥ 1.5: hai peak tách hoàn toàn ra khỏi nhau.
1.3.2.6. Hiệu năng của cột sắc kí:
Là đại lượng đặc trưng cho khả năng tách mũi sắc kí của các cấu tử trên cùng một
cột. Số đĩa lí thuyết N càng lớn, hiệu năng tách càng cao.
Số đĩa lí thuyết có thể được tính theo công thức:
hay:
W1/2 bề rộng của peak ở giữa chiều cao
1.3.3. Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC)
Ưu điểm: HPLC có khả năng tách và định lượng đồng thời các chất có độ phân
cực gần nhau. Vì vậy có thể tách được các đồng phân và đồng đẳng của nhau. Các đầu dò
trong HPLC có độ nhạy cao (detector UV 10-9g; detector huỳnh quanh và điện hóa 10-12g)
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 13
cho phép xác định đến nồng độ cỡ ppb, ppt (đầu dò MS).Phương pháp này cho độ tách tốt
(các chất nhồi trong cột có kích thước rất nhỏ), cột tách có thể sử dụng nhiều lần; khả
năng thu hồi mẫu cao vì hầu hết các detector không phá hủy mẫu; lượng mẫu cho phép
bơm vào cột lớn (lớn hơn so với phương pháp sắc kí khí).Tính đến nay, số lượng các chất
được xác định trên HPLC là rất lớn.
Nhược điểm:Thiết bị đắt tiền; Thời gian làm sạch và ổn định sau mỗi lần chạy lâu.
1.3.3.1 Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống sắc kí lỏng:
Đối với một thiết bị HPLC thông thường phải có các bộ phận chính sau: hệ thống
pha động, bơm cao áp, cột tách, detector, bộ ghi.
H1.10. Sơ đồ cấu tạo chung của một hệ sắc kí lỏng
1.3.3.2. Hệ thống pha động :
Hệ thống pha động gồm các bình chứa các dung môi, thường có 4 kênh A,B,C, D
và có thể có một chai để rửa kim tiêm trong hệ thống bơm tự động (đối với hệ thống sắc
kí lỏng của Thermo, còn đối với hệ thống của Agilent thì không có).
Pha động thường là các dung môi MeOH, ACN, isopropyanol… đối với cột pha
đảo hoặc là dung môi dichlorometan, chloroform, hexane đối với cột pha thường. Pha
động sẽ vận chuyển và tương tác với chất cần phân tích, do đó chúng giữ vai trò quan
trọng trọng việc tách các chất phân tích.
Yêu cầu của pha động: phải có độ tinh khiết cao, phải loại bỏ các khí hòa tan, để
tránh hiện tượng tạo bọt khí làm tốc độ dòng không ổn định. Đối với hệ thống HPLC-
MS/MS chỉ được phép sử dụng pha động là các dung môi dễ bay hơi (tránh các dung môi
không bay hơi như đệm phosphate, borate, citrate…)
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 14
1.3.3.3. Cột sắc kí:
Cột sắc kí đóng vai trò quan trọng trong việc tách các chất cần phân tích, nguyên
liệu chủ yếu làm cột là thép không rỉ, chiều dài cột từ 1-30cm, kích thước hạt cỡ 3-15µm
Cột C18: là những hạt silica được phủ lên lớp hydrocarbon có mạch dài 18 C
Yêu cầu cột: cột phải trơ, bền hóa học, bền nhiệt, chịu được acid, base ở khoảng
pH rộng, ít bị ảnh hưởng của nhóm silanol Si-OH và chịu được áp suất cao.
Cột có thể hư hỏng ngay cả khi sử dụng cột nhồi rất tốt từ các nhà sản xuất có tiếng
như Water, Agilent, Alltech, HP, Phenomenex… Để kéo dài tuổi thọ của cột, chúng ta
nên:
+ Tránh những thay đổi đột ngột điều kiện thí nghiệm(thay đổi tốc độ dòng, thay
đổi pha động rất khác với pha động trước, thay đổi nhiệt độ, không làm rớt…)
+ Sử dụng cột bảo vệ.
+ Rửa cột kỹ sau khi sử dụng (nếu dùng đệm phải rửa thật kỹ, tránh hiện tượng lên
men trong cột (ví dụ KH2PO4 – môi trường dinh dưỡng tốt).
+ Lưu giữ pha tĩnh trong acetonitrile, tránh lưu trong các alcohol như methanol (do
có thể lên men yếm khí)
+ Luôn luôn đậy nắp kỹ để tránh dung môi bay hơi làm khô cột
1.3.3.4. Bơm cao áp:
- Vai trò: tạo áp lực giúp pha động di chuyển trong hệ thống, tạo dòng ổn định
ngay cả khi thành phần pha động thay đổi.
- Áp lực bơm sử dụng tùy thuộc vào tốc độ dòng, độ nhớt pha động, kích thước
pha tĩnh.
- Có hai chế độ bơm:
Chế độ đẳng dòng: thành phần pha động không thay đổi có nhược điểm là
thời gian phân tích kéo dài, độ phân giải kém.
Chế độ gradient dòng: thành phần pha động thay đổi có ưu điểm là thời gian
phân tích ngắn, độ phân giải tốt. Tuy nhiên đòi hỏi bơm phải rất tốt.
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 15
1.3.3.5. Bộ phận tiêm mẫu:
Phổ biến nhất là bộ tiêm mẫu gồm một van 6 cổng có gắn vòng chứa mẫu:
a)Tiêm mẫu vào b) Phần dư bị thải ra ngoài
H1.11. Cấu tạo của vòng loop
Yêu cầu đối với bộ tiêm mẫu: thể tích cho vào phải đều, độ lặp lại phải cao.
1.3.3.6. Đầu dò (detector): là bộ phận phát hiện của chất cần phân tích khi nó vừa
ra khỏi cột. Dựa vào tích chất của các chất cần phân tích, có thể chia đầu dò ra làm nhiều
loại như:
+ Detector UV, UV/VIS, diode array(DAD)
+ Đầu dò huỳnh quang(detector fluoresence)
+ Detetor điện hóa.
+ Dectector khối phổ MS.
Nhiệm vụ của đầu dò khối phổ: có hai nhiệm vụ chính
+ Nhận danh hóa chất: Khi ghép với thiết bị sắc kí lỏng thì hóa chất được xác định
bằng một peak trên sắc kí đồ ở thời gian lưu xác định đặc trưng cho hóa chất(giống các
đầu dò khác). Đầu dò khối phổ còn nhận danh hóa chất thông qua khối phổ tương ứng của
hóa chất hoặc khối phổ biểu diễn cường độ ion sinh ra từ một ion nhất định của hóa chất.
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 16
Theo chỉ thị của cộng đồng Châu Âu 2002/657/EC, bắt buộc phải dùng phương
pháp phổ để phân tích khẳng định các chất bị cấm tuyệt đối, nghĩa là áp dụng theo quy tắc
4 điểm nhận danh (identification point kí hiệu là IP) và chỉ được quyền kết hợp tối đa ba
kỹ thuật.
Mối liên hệ giữa kỹ thuật khối phổ và điểm nhận danh đạt được:
Kỹ thuật khối phổ Điểm nhận danh đạt được cho mỗi ion
Độ phân giải thấp
Khối phổ độ phân giải thấp LRMS 1.0
Ion mẹ đem phân mảnh (precursor) 1.0
Ion con(transion) 1.5
Độ phân giải cao
Khối phổ độ phân giải cao HRMS 2.0
Ion mẹ đem phân mảnh (precursor) 2.0
Ion con(transion) 2.5
Một số ví dụ về cách tính điểm nhận danh khi kết hợp các kỹ thuật:
Kỹ thuật Số ion Các IP
GC-MS (CI hoặc EI) N N
GC-MS (CI và EI) 2(CI) và 2(EI) 4
GC-MS (CI hoặc EI) 2 dẫn xuất 2 dẫn xuất A và 2 dẫn xuất B 4
GC-MS2 1 ion mẹ, 2 ion con 4
GC-MS2 2 ion mẹ, 2 ion con (mỗi ion mẹ 1 ion con) 5
GC-MS và LC-MS 2 ion (GC)+2 ion(LC) 4
LC-MS N N
LC-MS2 1 ion mẹ, 2 ion con 4
LC-MS2 2 ion mẹ, 2 ion con (mỗi ion mẹ 1 ion con) 5
+ Định lượng nồng độ của hóa chất trong mẫu.
Luận án thạc sĩ khoa học – Hóa học
NGUYỄN THỊ THANH NGA Trang 17
1.3.4. Đầu dò khối phổ – Đầu dò MS ba tứ cực
Các bộ phận chính của Detector MS là: bộ tạo ion(ionizer); bộ tách khối(mass
analyser); bộ dò ion (detector).
1.3.4.1. Bộ tạo ion:
Với hệ thống sắc kí lỏng MS - ba tứ cực của Agilent có 4 nguồn tạo ion đó là: ESI ,
APCI, APPI, MMI Trong nội dung của bài này, chúng tôi chỉ đề cập đến hai kỹ thuật
APCI và ESI.
a) Kỹ thuật APCI: Theo hình H1.12, phân tử phân tích và dung môi được đi qua
một lò sấy, hóa hơi, các phân tử hơi được khí N2 phun ra và đi vào vùng phóng điện
(corona discharge) –vùng này được tạo ra nhờ cây kim mang điện rất lớn (corona
discharge needle). Hiện tượng ion hóa xảy ra.
H1.12. Sơ đồ kỹ thuật APCI của hãng Agilent.
Cơ chế tạo ion dương:
N2 + e- Æ N2+. + 2e-
H2O + e- Æ H2O .+ +2 e-
H2O + H2O .+ Æ H3O + + .OH (phản ứng ion phân tử).
M + H3O + Æ MH+ + H2