Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu xây dựng phƣơng pháp xác định và đánh giá hàm lƣợng các alkylphenol (NP, OP) và alkylphenol ethoxylat (NPEO, OPEO) trong sản phẩm dệt may

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

--------------------

LÊ VĂN HẬU

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP

XÁC ĐỊNH VÀ ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG CÁC

ALKYLPHENOL VÀ ALKYLPHENOL

ETHOXYLAT TRONG SẢN PHẨM DỆT MAY

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội - 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

--------------------

LÊ VĂN HẬU

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP

XÁC ĐỊNH VÀ ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG CÁC

ALKYLPHENOL VÀ ALKYLPHENOL

ETHOXYLAT TRONG SẢN PHẨM DỆT MAY

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 60440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TẠ THỊ THẢO

Hà Nội - 2015

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Tạ Thị Thảo đã

định hƣớng nghiên cứu, tận tình hƣớng dẫn và tạo những điều kiện tốt nhất cho tôi

hoàn thành Luận văn này.

Tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành tới ban lãnh đạo Viện Dệt May và các

anh chị, các bạn công tác tại Trung tâm thí nghiệm Dệt May, Viện Dệt May đã tạo

điều kiện thuận lợi cho tôi đƣợc học tập và nghiên cứu.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn các anh chị, bạn bè của tập thể lớp cao học hoá K24,

đặc biệt là những ngƣời bạn trong nhóm hoá phân tích K24 cùng các thầy cô giảng dạy

tại Trƣờng đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại

Khoa Hóa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên, chia sẻ

mọi khó khăn cùng tôi.

Hà Nội, ngày 08 tháng 12 năm 2015

Học viên

Lê Văn Hậu

III

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

MỤC LỤC

Trang Nội dung

MỞ ĐẦU 1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về AP và APEO 3

1.1.1 Nonylphenol (NP) và Octylphenol (OP) 3

1.1.2 Nonylphenol ethoxylat và Octylphenol ethoxylat 6

1.1.3 Các quy định về AP, APEO trên sản phẩm dệt may 9

1.2 Tổng quan về các kỹ thuật phân tích AP và APEO trong sản phẩm dệt may 10

1.3 Các quy trình dẫn xuất APEO cho phân tích 12

CHƢƠNG 2 – ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1. Đối tƣợng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu 15

2.1.1 Đối tƣợng và mục tiêu nghiên cứu 15

2.1.2 Nội dung nghiên cứu 15

2.2 Thiết bị, dung môi hóa chất 15

2.2.1 Các thiết bị, dụng cụ 15

2.2.2. Chất chuẩn 16

2.2.3 Các hóa chất sử dụng 16

2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 17

2.3.1 Phƣơng pháp xử lý mẫu 17

2.3.1.1 Khảo sát, lựa chọn quy trình dẫn xuất APEO để phân tích trên GC-MS 17

và HPLC

2.3.1.2 Khảo sát, lựa chọn dung môi chiết 17

2.3.1.3 Khảo sát, lựa chọn dung môi phù hợp cho phân tích GC-MS 17

2.3.2 Phƣơng pháp phân tích 18

2.3.3 Xác nhận giá trị sử dụng của phƣơng pháp 19

2.3.4 Phân tích mẫu thực 20

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21

3.1 Tối ƣu các điều kiện phân tích trên thiết bị 21

IV

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

3.1.1 Các điều kiện tối ƣu trên HPLC 21

3.1.2 Các điều kiện tối ƣu trên GC-MS 25

3.2. Nghiên cứu, xây dựng phƣơng pháp xử lí mẫu 32

3.2.1 Khảo sát lựa chọn dung môi cho phân tích GC-MS 32

3.2.2 Khảo sát quá trình phân tách APEO thành AP 35

3.2.3 Khảo sát, tối ƣu quy trình chiết mẫu 38

3.2.4 Tổng kết quy trình chuẩn bị mẫu 42

3.3. Xác nhận giá trị sử dụng của phƣơng pháp 44

3.3.1 Xác nhận giá trị sử dụng của phƣơng pháp khi phân tích trên HPLC 44

3.3.1.1 Độ lặp lại của thiết bị 44

3.3.1.2 Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lƣợng (LOQ) 45

3.3.1.3 Đƣờng chuẩn 46

3.3.1.4 Giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp (MQL) 48

3.3.1.5 Đánh giá độ chụm của phƣơng pháp 49

3.3.1.6 Đánh giá độ đúng của phƣơng pháp 52

3.3.2 Xác nhận giá trị sử dụng của phƣơng pháp khi phân tích trên GC-MS 55

3.3.2.1 Độ lặp của thiết bị 55

3.3.2.2 Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lƣợng (LOQ) 56

3.3.2.3 Đƣờng chuẩn 57

3.3.2.4 Giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp (MQL) 59

3.3.2.5 Đánh giá độ chụm của phƣơng pháp 60

3.3.2.6 Đánh giá độ đúng của phƣơng pháp 63

3.4 So sánh kết quả giữa 2 thiết bị 66

3.5 Ứng dụng phân tích mẫu thực tế 69

KẾT LUẬN 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

PHỤ LỤC 78

V

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Tên viết tắt Tên đầy đủ

ACN Acetonitril

AOAAC Association of analytical communities: Hội các nhà phân tích

Alkylphenol AP

Alkylphenol ethoxylat APEO

European Chemicals Agency: Cơ quan Hóa chất Châu Âu ECHA

Ethylendiamin tetraacetic acid: Axit Etylendiamin tetraaxetic EDTA

Ethoxylat EO

Free trade agreement: Hiệp định Thƣơng mại Tự do FTA

Gas chromatography – mass spectrometry: Sắc ký khí khối phổ GC-MS

High performance liquid chromatography: Sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC

High performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry: HPLC-

Sắc ký lỏng hiệu năng cao 2 lần khối phổ MSMS

Không phát hiện Kph

Lethal Concentration 50%: Liều lƣợng gây chế 50 % khi hít phải LC50

Lethal Dose 50%: Liều lƣợng gây chế 50 % khi tiếp xúc LD50

Limit of Detection: Giới hạn phát hiện LOD

Limit of Quantitation: Giới hạn định lƣợng LOQ

Metanol MeOH

Miligam trên kilogram (phần triều) mg/kg

Method quantification limit: Giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp MQL

Nonyl phenol NP

Nonyl phenol ethoxylat NPEO

Octyl phenol OP

Octyl phenol ethoxylat OPEO

Photo-diode-array: mảng điot điện tử PAD

Tert-metylbutyl ete TBM

TPP

Trans-Pacific Strategic Economic Partnership Agreement: Hiệp định Đối tác xuyên Thái Bình Dƣơng

WTO World Trade Organization: Tổ chức Thƣơng mại Thế giới

UV-VIS Ultra-violet: Tử ngoại và khả kiến

RSD Relative Standard Deviation: Độ lệch chuẩn tƣơng đối

VI

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

DANH MỤC BẢNG BIỂU

TT Nội dung Trang

1 Bảng 1.1: Tính chất vật lý, hóa học của NP 5

2 Bảng 1.2: Tính chất của một số APEO 8

3 Bảng 2.1: Các pha các dung dịch chuẩn gốc 16

4 Bảng 3.1: Kết quả khảo sát hệ dung môi pha động 24

5 Bảng 3.2: Các điều kiện tối ƣu trên HPLC 25

6 Bảng 3.3: Kết quả khảo sát tốc độ dòng khí 27

7 Bảng 3.4: Cơ chế tạo thành phổ khối của OP 28

8 Bảng 3.5: Cơ chế tạo phổ khối của NP 29

9 Bảng 3.6: Cơ chế tạo phổ khối của n-NP 29

10 Bảng 3.7: Lựa chọn các ion cho định danh và định lƣợng 31

11 Bảng 3.8: Các điều kiện tối ƣu trên GC-MS 31

12 Bảng 3.9: Điều kiện hoạt động máy bay hơi chân không cho các dung 32

môi

13 Bảng 3.10: Kết quả khảo sát các loại dung môi cho phân tích GC-MS 33

14 Bảng 3.11: Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của axit đến sự chuyển pha 34

15 Bảng 3.12: Kết quả chuyển pha sang n-hexan với 1 ml H2SO4 (1M) 35

đƣợc thêm vào

16 Bảng 3.13: Khảo sát hiệu quả tách bằng AlI3 36

17 Bảng 3.14: Khảo sát hiệu quả tách bằng AlCl3/KI 37

18 Bảng 3.15: Kết quả khảo sát thời gian chiết mẫu 39

19 Bảng 3.16: Kết quả khảo sát nhiệt độ chiết mẫu 41

20 Bảng 3.17: Độ lặp lại trên thiết bị HPLC 45

21 Bảng 3.18: Khảo sát tín hiệu trên nhiễu (S/N) trên HPLC 46

22 Bảng 3.19: Các dung dịch dựng đƣờng chuẩn 46

23 Bảng 3.20: Diện tích pic của các điểm chuẩn 47

24 Bảng 3.21: Phƣơng trình đƣờng chuẩn các AP trên HPLC 47

25 Bảng 3.22: Giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp 48

VII

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

26 Bảng 3.23: Độ lặp của phƣơng pháp trên HPLC ở khoảng thấp 49

27 Bảng 3.24: Độ lặp của phƣơng pháp trên HPLC ở khoảng giữa 50

28 Bảng 3.25: Độ lặp của phƣơng pháp trên HPLC ở khoảng cao 50

29 Bảng 3.26: Độ lặp lại của phƣơng pháp trên HPLC 51

30 Bảng 3.27: Kiểm tra thống kê kết quả 2 mẻ thí nghiệm 52

31 Bảng 3.28: Độ đúng ở khoảng thấp trên HPLC 53

32 Bảng 3.29: Độ đúng ở khoảng giữa trên HPLC 53

33 Bảng 3.30: Độ đúng ở khoảng cao trên HPLC 53

34 Bảng 3.31: Đánh giá tính có nghĩa của hệ số thu hồi 54

35 Bảng 3.32: Độ lặp lại của thiết bị GC-MS 55

36 Bảng 3.33: Khảo sát tín hiệu trên nhiễu (S/N) trên GC-MS 57

37 Bảng 3.34: Các dung dịch dựng đƣờng chuẩn 57

38 Bảng 3.35: Diện tích pic trên cho các điểm chuẩn 58

39 Bảng 3.36: Phƣơng trình đƣờng chuẩn và hệ số tƣơng quan của các AP 58

trên GC-MS

40 Bảng 3.37: Giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp trên GC-MS 59

41 Bảng 3.8: Độ lặp của phƣơng pháp ở khoảng thấp trên GC-MS 60

42 Bảng 3.39: Độ lặp của phƣơng pháp ở khoảng giữa trên GC-MS 61

43 Bảng 3.40: Độ lặp của phƣơng pháp ở khoảng cao trên GC-MS 61

44 Bảng 3.41: Độ lặp lại của phƣơng pháp trên GC-MS 62

45 Bảng 3.42: Kiểm tra thống kê kết quả 2 mẻ thí nghiệm 63

46 Bảng 3.43: Độ đúng của phƣơng pháp ở khoảng thấp trên GC-MS 64

47 Bảng 3.44: Độ đúng của phƣơng pháp ở khoảng giữa trên GC-MS 64

48 Bảng 3.45: Độ đúng của phƣơng pháp ở khoảng cao trên GC-MS 64

49 Bảng 3.46: Đánh giá tính có nghĩa của hệ số thu hồi 65

50 Bảng 3.47: Kết quả thử nghiệm trên cả GC-MS và HPLC 66

51 Bảng 3.48: Kiểm tra thống kê kết quả 2 mẻ thí nghiệm 67

52 Bảng 3.49 So sánh thử nghiệm trên HPLC và GC-MS 68

53 Bảng 3.50: Kết quả phân tích trên mẫu thật 70

VIII

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

DANH MỤC HÌNH VẼ

TT Nội dung Trang

1 Hình 1.1: Công thức cấu tạo của OP 4

2 Hình 1.2: Công thức cấu tạo chung của NP 4

3 Hình 1.3: Công thức cấu tạo của OPEO 7

4 Hình 1.3: Công thức cấu tạo của OPEO 7

7 Hình 3.1: Phổ UV-VIS của alkylphenol 22

8 Hình 3.2: Khảo sát hệ pha động với ACN/H2O 23

9 Hình 3.3: Khảo sát hệ pha động với MeOH/H2O 24

10 Hình 3.4: Sắc đồ khảo sát tốc độ dòng khí He 27

11 Hình 3.5: Phổ MS của OP 30

12 Hình 3.6: Phổ MS của NP 30

13 Hình 3.7: Phổ MS của n-NP 31

14 Hình 3.8: Đƣờng chuẩn của OP và NP 47

15 Hình 3.9: Độ lặp lại của thiết bị GC-MS 56

16 Hình 3.10: Đƣờng chuẩn của NP, OP trên GC-MS 68

IX

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

MỞ ĐẦU

Sản phẩm dệt may đã đƣợc con ngƣời sử dụng hàng nghìn năm nay để bảo vệ cơ

thể, chống lại những ảnh hƣởng xấu của thời tiết, các tác động từ thiên nhiên, để làm

đẹp và đáp ứng nhu cầu thẩm mỹ của con ngƣời.

Khi mà khoa học công nghệ ngày càng phát triển với việc sử dụng ngày càng

nhiều tác nhân hóa học để sản xuất ra các sản phẩm đẹp hơn, công năng hơn thì rủi ro

nhiễm độc của con ngƣời ngày càng cao bởi một số hóa chất sử dụng trong sản xuất

dệt may có nguy hại đối với con ngƣời, môi trƣờng.

Ngày nay, ngƣời tiêu dùng đã trở nên có ý thức đối với các hoạt động xanh,

không độc hại và thân thiện môi trƣờng. Xu hƣớng tiêu dùng xanh ngày càng đƣợc mở

rộng đối với hàng dệt may. Các sản phẩm đƣợc quan tâm nhất là các sản phẩm có xu

hƣớng tiếp xúc trực tiếp và kéo dài với da hoặc có thể tiếp xúc qua đƣờng miệng nhƣ

quần áo, chăn, ga giƣờng, khăn mặt, đồ chơi và các sản phẩm chăm sóc em bé... Vì

vậy, cần phải có các phƣơng pháp xác định các chất có mối nguy hại cao trong các sản

phẩm dệt may với mục tiêu bảo vệ sức khỏe ngƣời tiêu dùng, bảo vệ môi trƣờng và an

toàn sinh thái.

Tại Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng các phƣơng pháp xác định các chất

có mối nguy hại cao trong sản phẩm dệt may còn mới. Số lƣợng các công trình đã

nghiên cứu, thực hiện mới bao gồm: thuốc nhuộm azo, formaldehyt, một số kim loại

nặng nhƣ chì, crôm hóa trị VI, niken giải phóng, các chất hóa dẻo phtalat, dimetyl

fumarat, các hợp chất hữu cơ thiếc. Số lƣợng này là còn quá ít so với lƣợng hóa chất

đƣợc xác định là có mối nguy hại với con ngƣời, môi trƣờng mà có thể sử dụng trong

ngành công nghiệp dệt may.

Trong số các chất có mối nguy hại cao trên sản phẩm dệt may có các hợp chất

alkylphenol (AP) và alkylphenol ethoxylat (APEO). Chúng là các hợp chất hoạt động

bề mặt, từ lâu đã đƣợc sử dụng phổ biến trong các công đoạn xử lý ƣớt nhƣ giặt, nấu

tẩy vải. Chúng có khả năng gây rối loạn nội tiết đặc biệt là với sinh vật thủy sinh.

Các AP, APEO đã bị hạn chế sử dụng tại nhiều quốc gia trên thế giới. AP bị hạn

chế với các đồng phân của nonyl phenol (NP) và octyl phenol (OP); APEO bị hạn chế

với các đồng phân của nonyl phenol ethoxylat (NPEO) và octyl phenol ethoxylat

1

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

(OPEO). Tuy nhiên, quy trình phân tích các hợp chất này vẫn đang đƣợc nghiên cứu,

nên các quy định ban đầu của các quốc gia mới chỉ yêu cầu các nhà sản xuất tự nguyện

không sử dụng các APEO trong gia công hàng dệt.

Mới đây, nghiên cứu từ tổ chức Hòa Bình Xanh cho thấy NPEO có mặt trên các

sản phẩm dệt may của cả các thƣơng hiệu thời trang nổi tiếng khác nhau, thu thập ở

các quốc gia khác nhau trên toàn thế giới. 52/78 mẫu phân tích cho kết quả dƣơng tính

với NPEO, 14/78 mẫu phân tích cho kết quả vƣợt ngƣỡng quy định của châu Âu [19].

Kết quả này khiến cho các nhà quản lý siết chặt hơn các quy định về hạn chế AP và

APEO.

Trên thế giới, các quy trình phân tích APEO vẫn chƣa đƣợc đồng nhất. Do các

hợp chất APEO có thể chứa từ 1-40 nhóm ethoxylat (EO) mà mỗi một hợp chất lại có

nhiều đồng phân. Nhiều nghiên cứu chỉ đƣa ra quy trình phân tích hợp chất chứa vài

nhóm EO khác nhau và quy trình phân tích APEO thƣờng phải sử dụng đến thiết bị

LC-MSMS. Việc lựa chọn phân tích nhƣ trên không thể đại diện và cho kết quả chính

xác cho tất cả các hợp chất NPEO và OPEO (vì theo các quy định công bố hiện nay,

hạn chế tổng hàm lƣợng các hợp chất nhóm NPEO và OPEO), hơn nữa việc phân tích

chúng phải sử dụng đến thiết bị LC-MSMS, một thiết bị phân tích hiện đại, tốn kém

mà không nhiều phòng thí nghiệm đƣợc trang bị đặc biệt là ở Việt Nam. Gần đây, bắt

đầu có những nghiên cứu về việc phân tách các hợp chất APEO thành các hợp chất AP

có thể phân tích bằng GC-MS hoặc HPLC, điều này giúp giảm chi phí về hóa chất,

chất chuẩn, thiết bị và có thể kết luận chính xác tính hợp chuẩn của các sản phẩm chứa

APEO có đủ điều kiện lƣu hành hay không.

Chính vì vậy, việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xây dựng phƣơng pháp xác

định và đánh giá hàm lƣợng các alkylphenol (NP, OP) và alkylphenol ethoxylat

(NPEO, OPEO) trong sản phẩm dệt may” nhằm cung cấp phƣơng pháp xác định các

hợp chất này trong sản phẩm dệt may mà hiện nay vẫn chƣa có nhiều công bố, đồng

thời đề tài áp dụng phƣơng pháp để phân tích mẫu lƣu thông trên thị trƣờng và đánh

giá về hàm lƣợng của NP, OP, NPEO, OPEO trên các sản phẩm.

2

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

CHƢƠNG I

TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về AP và APEO

AP là dẫn xuất của APEO, là hợp chất hoạt động bề mặt do cấu trúc phân tử

amphiphilic của chúng. APEO thuộc nhóm hoạt động bề mặt không ion, bao gồm một

chuỗi AP nhánh đã đƣợc phản ứng với etylen oxit, tạo thành một chuỗi ethoxylat.

Công thức thƣơng mại thƣờng là một hỗn hợp phức tạp của các đồng đẳng, đồng phân.

Các AP chính đƣợc sử dụng là nonylphenol (NP) và octylphenol (OP) để sản xuất các

APEO. Với APEO, NPEO chiếm khoảng 80% thị trƣờng thế giới, và OPEO chiếm

20% thị phần còn lại. Những sản phẩm này đƣợc sử dụng rộng rãi trong các chất tẩy,

rửa và đem lại hiệu quả kinh tế lớn. Tất cả các APEO khác là ít sử dụng, bởi vì các

chuỗi alkyl hoặc quá dài hay quá ngắn sẽ không phù hợp cho chức năng hoạt động bề

mặt. Chiều dài của chuỗi ethoxylat thay đổi từ 1 đến 40 đơn vị ethoxy, tùy thuộc vào

ứng dụng [3], [5].

1.1.1 Nonylphenol (NP) và Octylphenol (OP)

Alkylphenol đƣợc sử dụng nhƣ là dẫn xuất của alkylphenol ethoxylat trong các

chất tẩy rửa, làm sạch, nhũ hóa... Ngoài ra các AP còn đƣợc sử dụng để sản xuất nhựa,

chất dẻo, chất ổn định... Các AP chính đƣợc sử dụng là nonylphenol và octylphenol.

Nolylphenol (NP) là cách gọi tắt của hợp chất đồng phân có chung công thức

phân tử C6H4(OH)-C9H19. Các nolylphenol khác nhau bởi vị trí của nhóm nonyl trên

phân tử phenol và mức độ phân nhánh của nhóm nonyl. Tuy nhiên, trong thƣơng mại,

các nonylphenol đƣợc sản xuất chủ yếu là 4-nonylphenol với mức độ phân nhánh của

nhóm nonyl rất đa dạng. Nó là hỗn hợp của các đồng phân của sự phân nhánh nhóm

nonyl gắn vào vị trí số 4 với phenol. 4-nonylphenol (với nhóm nonyl mạch thẳng) hoặc

các nonylphenol khác là chƣa sản xuất đƣợc với phƣơng pháp sản xuất nonylphenol

thƣơng mại hiện nay [10]. Bảng 1.1 là thông tin về hỗn hợp các đồng phân mạch

nhánh của 4-nonylphenol.

3

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình 1.1: Công thức cấu tạo của OP

Hình 1.2: Công thức cấu tạo chung của NP

Cũng giống nhƣ NP, OP là cách gọi tắt của các đồng phân có chung công thức

C6H4(OH)C8H17. Tuy nhiên, trong thƣơng mại chỉ có 4-tert-octylphenol đƣợc sản xuất

và sử dụng [9], [10].

a) Tính chất vật lý, hóa học

Hiện nay vẫn chƣa có thông báo nghiên cứu đầy đủ về tính chất vật lý, hóa

học của NP, OP. Trong Bảng 1.1 là các tổng hợp về tính chất vật lý và hóa học của

NP, OP.

4

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Bảng 1.1: Tính chất vật lý, hóa học của NP [9], [10]

NP OP

Chất lỏng nhớt, màu vàng Chất rắn, màu trắng hoặc Tính chất Trạng thái vật lý (20 oC,

100 kPa) nhạt hồng nhạt

Khối lƣợng phân tử

Điểm nóng chảy/đóng 220,3 g/mol ≤ -7 oC 206,3 g/mol 80 oC

băng

Điểm sôi

Tỷ khối

280-283 oC 0,95 g/cm3 ở 20 oC 11,3 Pa ở 150 oC Áp suất bay hơi

290-300 oC 0,95 g/cm3 ở 20 oC 0,3 Pa ở 25 oC Khoảng 6 mg/l ở 25 oC, Độ tan thấp, chƣa có số Độ tan trong nƣớc

Hệ số phân bố (n- 6

octan/nƣớc)

Hằng số phân ly

Điểm bắt cháy

pKa = 10 141-155 oC Khoảng 370 oC pKa: 9,9-12,2 145-147 oC 410 oC Điểm tự động cháy

Chƣa có thông tin Tính oxi hóa

Chƣa có thông tin 2,5 mpa ở 20 oC Chƣa có thông tin Độ nhớt

b) Sử dụng

AP đƣợc sử dụng chủ yếu để sản xuất APEO, ngoài ra, AP còn đƣợc sử dụng để

sản xuất các loại nhựa, chất dẻo, chất ổn định... Số liệu thống kê của ECHA cho thấy,

lƣợng NP đƣợc sản xuất gia tăng tới 33% trên năm tại châu Âu vào những năm 1994-

2000, năm 1997, sản lƣợng NP đƣợc sản xuất tại châu ÂU là hơn 73 nghìn tấn. Từ

năm 2001, khi có những mối lo ngại về NP, sản lƣợng sản xuất tại châu Âu đã giảm

[5], [12].

5

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

c) Mối nguy hại

NP đƣợc cộng đồng các nƣớc châu Âu trong Quy chuẩn 67/548/EEC, phân loại

là chất có nguy hại với con ngƣời, động vật thủy sinh và môi trƣờng. Các nghiên cứu

gần đây [10] đã cho thấy, NP có thể gây ngộ độc cấp tính, gây ăn mòn, cháy nổ, ảnh

hƣởng đến sinh sản. Giá trị LD50 đƣợc ECHA xác định đối với đƣờng miệng là 1200-

2400 mg/kg, tiếp xúc qua da khoảng 2000 mg/kg. Giá trị LC50 qua đƣờng hô hấp chƣa

có công bố, một số nghiên cứu chỉ ra sự kích ứng của NP qua đƣờng hô hấp từ 30-400

mg/l. Các nghiên cứu cũng chỉ ra mối nguy hại về gây đột biến và ung thƣ của NP là

thấp. [25], [26]

OP đƣợc phân loại theo Thông tƣ (EC) số 1272/2008, độc tính với da loại 2, với

mắt loại 1, thủy sản cấp tính, mãn tính loại 1.

Các nghiên cứu gần đây cho thấy NP gây ra sự gia tăng các tế bào ung thƣ vú ở

ngƣời, làm giảm kích thƣớc tinh hoàn và sản xuất tinh trùng.

Đối với động vật, NP gây rối loạn nội tiết đặc biệt là động vật thủy sinh [10]. Báo

cáo từ phòng chất độc sinh thái Thụy Điển cho thấy NP có độc tính cao đối với tảo,

các và động vật không xƣơng sống. Giá trị LC50 của NP đối với tảo là 0,025-7,5

mg/kg; với cá 0,13-0,22 mg/kg; với động vật không xƣơng sống là 0,02-0,3 mg/kg.

Cấu trúc hóa học của NP, OP cho thấy rằng chúng không dễ phân hủy sinh học.

Sự phân hủy của NP là khác nhau tùy thuộc vào sự phân nhánh của chúng và môi

trƣờng. Các thử nghiệm đƣợc chỉ ra trong tài liệu [9], [10] cho thấy sự phân nhánh

càng ít thì NP phân hủy càng dễ dàng. Trong môi trƣờng nƣớc, đất, trầm tích dƣới điều

kiện hiếm khí, NP có thể tự phân hủy với thời gian tƣơng ứng sau 56-99; 17-51; 46-

703 ngày. Trong điều kiện yếm khí, các nghiên cứu chƣa quan sát đƣợc sự phân hủy

của NP xảy ra. Sự tồn tại bền vững của NP trong môi trƣờng sẽ ảnh hƣớng lớn đến

sinh vật thủy sinh và nguồn nƣớc cho con ngƣời.

1.1.2 Nonylphenol ethoxylat và Octylphenol ethoxylat

APEO là các hợp chất hoạt động bề mặt do cấu trúc phân tử amphiphilic của

chúng. APEO thuộc nhóm hoạt động bề mặt không ion, bao gồm một chuỗi AP nhánh

đã đƣợc phản ứng với etylen oxit, tạo thành một chuỗi ethoxylat. Công thức thƣơng

mại thƣờng là một hỗn hợp phức tạp của các đồng đẳng chuỗi ethoxylat, đồng phân

6

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

của nhóm alkyl. Các đồng phân của nhóm alkyl là chuỗi hydrocacbon phân nhánh

thƣờng chứa tám nguyên tử cacbon (tức octyl-) hoặc chín nguyên tử cacbon (tức

nonyl-). Những hợp chất này đƣợc sử dụng rộng rãi trong các chất tẩy, rửa và đem lại

hiệu quả kinh tế lớn. Tất cả các APEO khác là ít sử dụng, bởi vì các chuỗi alkyl hoặc

quá dài hay quá ngắn sẽ không phù hợp cho chức năng hoạt động bề mặt. Chiều dài

của chuỗi ethoxylat thay đổi từ 1 đến 40 đơn vị ethoxy, tùy thuộc vào ứng dụng. Các

APEO có cấu tạo bao gồm một phần phân cực và một phần không phân cực. Phần

phân cực là một chuỗi polyethoxy hóa có các mức độ ethoxy hóa khác nhau; phần

không phân cực là các alkylphenol trong đó có các chuỗi hydrocacbon phân nhánh [9],

[11].

Hình 1.3: Công thức cấu tạo của OPEO

Hình 1.4: Công thức cấu tạo chung của NPEO

a) Tính chất vật lý, hóa học

Với sự khác nhau về chuỗi ethoxylat nên chƣa có công bố chính thức về các tính

chất vật lý, hóa học của các hợp chất APEO. Bảng 1.2 dƣới đây là tổng hợp một số

tính chất của một số APEO.

7

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Bảng 1.2: Tính chất của một số APEO [9], [11]

APEO Khối lƣợng Độ tan (mg/l) Áp suất bay Khả năng hấp

phụ Log Kow phân tử

308,5 NP2EO 1,05 5,3

396,6 NP4EO 0,91 4,75

484,7 NP6EO 0,75 4,2

572,8 NP8EO 0,59 3,7

660,9 NP10EO 0,46 3,1

294,4 OP2EO 5,2 4,6

382,5 OP4EO 4,5 4,0

470,6 OP6EO 3,7 3,5

558,7 OP8EO 3,0 2,9

646,8 NP10EO 2,3 hơi (mmHg) 9,1x10-9 2,3x10-11 4,0x10-14 9,8x10-17 8,7x10-24 9,2x10-6 7,0x10-8 3,8x10-10 2,8x10-12 1,8x10-14 2,4

b) Sử dụng

APEO lần đầu tiên đƣợc sản xuất vào giữa thế kỷ trƣớc. Chúng đƣợc sử dụng chủ

yếu làm nguyên liệu cho các hợp chất tẩy rửa và làm sạch. Các tính chất hoạt động bề

mặt, chẳng hạn nhƣ tạo bọt, làm ƣớt, nhũ hoá, phân tán màu và cũng làm tăng khả

năng hòa tan của thuốc nhuộm. Các thuộc tính phụ thuộc vào mức độ ethoxy hóa - ứng

dụng phụ thuộc vào độ dài của chuỗi ethoxylat đó là phần phân cực của sản phẩm. Ví

dụ, một hợp chất ngấm ƣớt chứa chủ yếu là 4-5 ethoxylat và một chất phân tán chứa

12-15 ethoxylat [11], [25], [29]...

c) Mối nguy hại

Các hợp chất APEO đƣợc xác định là độc tính thấp đối với ngƣời. Chúng không

đƣợc phân loại theo Thông tƣ (EC) số 1272/2008. Tuy nhiên chúng đƣợc biết đến là

gây rối loạn nội tiết và độc với động vật thủy sinh.

Ngoài ra, quá trình phân hủy sinh học phức tạp của các APEO dẫn đến sự hình

thành một số chất chuyển hóa ít có khả năng phân hủy sinh học. Các sản phẩm chuyển

hóa có chuỗi ethoxy hóa ngắn hơn hoặc axit alkylphonoxy ethoxy axetic và cuối cùng

8

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

là các alkylphenol. Các chất này thì bền vững và độc hại hơn đối với môi trƣờng và

động vật thủy sinh.

1.1.3 Các quy định về AP, APEO trên sản phẩm dệt may

Các APEO đã từng đƣợc sử dụng rộng rãi từ giữa thế kỷ trƣớc trong các chất làm

sạch, tẩy, rửa đem lại hiệu quả cao. Tuy nhiên, từ khi bắt đầu có các mối lo ngại cho

môi trƣờng và con ngƣời, một số quốc gia trên thế giới đã có các quy định về hạn chế

sử dụng các hợp chất này. Một số quy định cụ thể nhƣ sau:

+ Năm 1986 tại Đức, đã ban hành biên bản ký kết tự nguyện bỏ sử dụng NPEO

trong các chất tẩy, rửa. Bản cam kết này đƣợc ký giữa các nhà sản xuất các chất phụ

trợ và ngành công nghiệp dệt, da [26].

+ Năm 1993 tại Pháp đã ký kết Công ƣớc Pari, theo đó sẽ loại bỏ việc sử dụng

NPEO vào năm 2000 [27].

+ Năm 2001, Liên minh Châu Âu đã nhất trí về một thỏa thuận chấm dứt sử dụng

các AP, APEO trong các ngành công nghiệp. Quy định đề xuất đến năm 2010 giảm sử

dụng đến 95 % AP, APEO trong các ngành công nghiệp làm sạch, dệt may, sản xuất

giấy.

+ Năm 2003, trong chỉ thị 2003/53/EC của Liên Minh Châu Âu yêu cầu về hạn

chế tiếp thị và sử dụng các sản phẩm có chứa hơn 0,1% của NPEO hay NP. Chỉ thị này

có hiệu lực từ tháng 1 năm 2005 [7].

+ Năm 2010, cơ quan bảo vệ môi trƣờng Mỹ đã ban hành kế hoạch hành động

với NP, NPEO, trong đó đƣa ra mối nguy hại của các hợp chất này và đề xuất các hợp

chất thay thế [29].

+ Năm 2011, cơ quan liên bang môi trƣờng Châu Âu kêu gọi đƣa ra quy định về

OP. Cơ quan này đề nghị thẩm định mối nguy hại của OP theo luật hóa chất Châu Âu.

+ Năm 2011, cơ quan hóa chất Châu Âu đã đƣa OP vào danh sách các chất có

mối nguy hại cao, yêu cầu hạn chế hàm lƣợng trên các sản phẩm tiêu dùng ở mức 100

mg/kg [9].

+ Năm 2012, cơ quan hóa chất Châu Âu đã đƣa NP và OPEO vào danh sách các

chất có mối nguy hại cao, yêu cầu hạn chế hàm lƣợng trên các sản phẩm tiêu dùng ở

mức 100 mg/kg đối với NP và 1000 mg/kg đối với OPEO [10].

9

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

+ Năm 2013, cơ quan hóa chất Châu Âu đã đƣa NPEO vào danh sách các chất có

mối nguy hại cao, yêu cầu hạn chế hàm lƣợng trên các sản phẩm tiêu dùng ở mức 1000

mg/kg [11].

+ Đến nay nhiều nhãn sinh thái dệt và các nhãn hàng thời trang và may mặc của

các thƣơng hiệu nổi tiếng quốc tế đã đƣa ra chính sách về việc hạn chế các AP, APEO

trên các nguyên phụ liệu và sản phẩm. Theo đó, hàm lƣợng NP, OP bị hạn chế ở mức

100 mg/kg và hàm lƣợng NPEO, OPEO bị hạn chế ở mức 1000 mg/kg.

1.2 Tổng quan về các kỹ thuật phân tích AP và APEO trong sản phẩm dệt may

Tại Việt Nam, chƣa có một nghiên cứu nào đƣợc công bố về quy trình phân tích

các AP và APEO trên sản phẩm dệt may. Các nghiên cứu trên thế giới vẫn chƣa có

nhiều. Dƣới đây chúng tôi, liệt kê một số công trình đã công bố:

Tổ chức thử nghiệm các nƣớc châu Âu đã công bố kết quả nghiên cứu của họ về

quy trình phân tích APEO trong các loại vật liệu dệt, sợi hoặc hóa chất tẩy rửa. Các

mẫu sau khi chiết sẽ đƣợc phân tích trên HPLC-MS. Các chất phân tích là NPEO và

OPEO chứa 3-15 nhóm ethoxy. Giới hạn phát hiện của phƣơng pháp này đƣợc công bố

là 0,2 mg/kg [8].

Các tác giả Kevin Brigden, David Santillo & Paul Johnston từ phòng thí nghiệm

của tổ chức Hòa Bình Xanh đã xây dựng phƣơng pháp xác định NPEO trong các sản

phẩm dệt may của nhiều thƣơng hiệu và nhiều quốc gia trên thị trƣờng. Quy trình phân

tích đƣợc mô tả là chiết các mẫu với acetonitril và phân tích trên HPLC-MSMS. Các

chất đƣợc phát hiện là tổng của các NPEO chứa từ 4-20 nhóm ethoxy. Giới hạn phát

hiện đƣợc công bố là 1 mg/kg [19].

Thuộc chƣơng trình hóa chất chính phủ Ai Cập, các thành thành viên tham gia đã

xây dựng quy trình xác định các APEO trên vật liệu dệt. Các tác giả sử dụng phƣơng

pháp chiết gia tốc dung môi với nƣớc và metanol (tỷ lệ 50/50) để chiết NP9EO và

OP10EO từ các mẫu vật liệu dệt tiếp theo là làm sạch bằng chiết pha rắn (SPE). Quy

trình phân tích đƣợc kết hợp giữa sắc ký khí - khối phổ để định tính, và sắc ký lỏng

hiệu năng cao - huỳnh quang để định lƣợng. Việc thực hiện các phƣơng pháp đã đƣợc

xác định bằng cách thực hiện các thí nghiệm độ thu hồi và tính toán độ lệch chuẩn

10

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

tƣơng đối; 91,1% cho NPEO ở mức RSD 6,10% và 89,7% cho OPEO với RSD 7,31%.

Giới hạn phát hiện đƣợc xác định là 50 mg /ml cho GC-MS và 0,25 mg/ml HPLC [3].

Các tác giả Ma Hewei, Huang Xinxia, Zhu Guangzhong, Zhang Danyun - Trung

tâm Nhà nƣớc Giám sát chất lƣợng và kiểm tra cho sản phẩm da Trung Quốc đã xây

dựng quy trình phân tích xác định NPEO trong da bằng phƣơng pháp GC-MS. NPEO

sẽ đƣợc phân tách thành NP bằng axit iodic. Tuy nhiên, hiệu suất phân tách đƣợc công

bố cao nhất chỉ là 42,4% và độ lệch chuẩn tƣơng đối tới hơn 14% [21].

Các tác giả WEN Yu-yun, OU Yan, HONG Xiao-yan, GONG Zhen-bin đã công

bố phƣơng pháp xác định nhanh AP, APnEO (n=3-16) trong da và vật liệu dệt.

Phƣơng pháp đƣợc mô tả là chiết siêu âm bằng metanol và phân tích bằng LC-MS.

Giới hạn phát hiện đƣợc thông báo của phƣơng pháp là từ 0,25-2,5 mg/kg [30].

Các tác giả Lü Chunhua, CHEN Xiaomei, LIU Haishan đã công bố kết quả

nghiên cứu phƣơng pháp xác định AP, APnEO (n=2-16) trong vật liệu dệt. Với sử

dụng phƣơng pháp chiết Soxhlet, làm sạch với cột chiết pha rắn, rửa giải bằng hỗn hợp

dung môi hexan-isopropanol và phân tích bằng sắc ký lỏng pha đảo. Giới hạn phát

hiện đƣợc công bố là 1,0 mg/kg cho mỗi hợp chất; độ thu hồi từ 90,4-104,1 %; độ lệch

chuẩn tƣơng đới 0,64-4,21 % [6]

Nhóm xây dựng tiêu chuẩn Quốc tế cho vật liệu dệt đã xây dựng phƣơng pháp

phát hiện và xác định các APEO trong vật liệu dệt bằng phƣơng pháp LC-MSMS. Dự

thảo tiêu chuẩn này đã đƣợc gửi đi lấy ý kiến các phòng thí nghiệm nhƣng đến nay vẫn

chƣa đƣợc ban hành [15].

Hội liên hiệp Quốc tế các nhà Công nghệ và hóa chất vật liệu da (IULTCS) kết

hợp với Ủy ban Tiêu chuẩn Châu Âu về vật liệu da (CEN/TC 289) đã xây dựng và

công bố Tiêu chuẩn Quốc tế ISO 18218-2015: Da – Xác định hàm lƣợng

ankylphenolethoxylat với hai phần là:

+ Phần 1: Phƣơng pháp trực tiếp: phần này giống với dự thảo Tiêu chuẩn trên vật

liệu dệt, cho phép xác định các APEO bằng kỹ thuật LC-MSMS.

+ Phần 2: Phƣơng pháp gián tiếp:

- Quy trình 1: Xác định các AP bằng cách chiết trực tiếp và phân tích trên GC-

MS hoặc HPLC;

11

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

- Quy trình 2: Từ dịch chiết của quy trình 1, tiến hành phân tách các APEO thành

các AP và tiến hành phân tích bằng HPLC-DAD hoặc GC-MS.

Phần 2 của bản dự thảo tiêu cung cấp phƣơng pháp phân tích cả AP, APEO trong

một quy trình phân tích trên thiết bị HPLC-PAD hoặc GC-MS phổ biến hơn rất nhiều

so với LC-MSMS [13], [14].

1.3 Các quy trình dẫn xuất APEO cho phân tích

Trong các APEO, chuỗi polyethoxylat có các mức độ ethoxy hóa khác nhau (có

thể từ 1-40 nhóm EO). Do đó, việc phân tích các hợp chất này phải sử dụng đến thiết

bị LC-MSMS. Tuy nhiên, đây là thiết bị hiện đại, tốn kém mà không nhiều phòng thí

nghiệm đƣợc trang bị đặc biệt là ở Việt Nam. Để có thể phân tích các APEO bằng các

thiết bị phổ biến hơn nhƣ HPLC-DAD; HPLC-FLD hoặc GC-MS thì có thể dẫn xuất

các APEO thành các hợp chất phù hợp với các thiết bị này.

Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế về chất lƣợng nƣớc (ISO/TC 147) đã nghiên cứu và

công bố tiêu chuẩn ISO 18857-2:2009 (Chất lƣợng nƣớc – Xác định một số

alkylphenol chọn lọc – Phần 2: Sắc ký khí khối phổ xác định các alkylphenol, các

ethoxylat của chúng và bisphenpl A (BPA) trong mẫu không lọc tiếp theo là chiết pha

rắn và dẫn xuất). Theo tiêu chuẩn này các mẫu nƣớc uống, nƣớc bề mặt và nƣớc thải

đƣợc cho lên cột chiết pha rắn chứa đồng polymer của stryren-divinylbenzen, sau đó

đƣợc rửa giải bằng axeton và dẫn xuất với 2,2,2-triflo-n-metyl-n-

(trimetylsilyl)axetamit (C6H12F3NOSi) trong iso-octan. Các chất phân tích mục tiêu tạo

thành các hợp chất dẫn xuất của trimetylsilyl với AP, AP1EO, AP2EO, BPA và đƣợc

phân tích bằng GC-MS. Kết quả thử nghiệm liên phòng theo tiêu chuẩn này cho hệ số

biến thiên của 26 phòng thí nghiệm thử nghiệm là từ 2,5-3,5% với OP; 2,0-2,5% với

OP1EO; 3,4-4,1% với OP2EO; 5,5-7,8% với NP; 3,9-6,2% với NP1EO; 3,1-4,2% với

NP2EO và 1,9-3,8% với BPA. Độ thu hồi từ cuộc thử nghiệm này lần lƣợt cho OP,

OP1EO, OP2EO, NP, NP1EO, NP2EO, BPA lần lƣợt là 103,6-107,3%; 97,3-98%;

96,5-101,0%; 108,6-144,1&; 95,4-123,4%; 101,1-105,6%; 98,2-103,4%. Kết quả này

cho thấy phƣơng pháp có độ lặp lại cao và độ thu hồi khả quan. Độ thu hồi của NP,

NP1EO lên tới 144,1% và 123,4% có thể là do trong mẫu nƣớc thử nghiệm chứa các

đồng đẳng lớn hơn của nhóm EO. Nhƣ vậy, phƣơng pháp này là đáng tin cậy, tuy

12

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

nhiên với các mẫu có chứa đồng đẳng có nhiều nhóm EO của các APEO thì sẽ làm

tăng kết quả phân tích cho các AP, AP1EO, AP2EO [16].

Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế về chất lƣợng đất (ISO/TC 190) đã nghiên cứu và

công bố tiêu chuẩn ISO/TS 13907:2012 (Chất lƣợng đất – Xác định nonylphenol (NP)

và nonylphenol-mono- và diethoxylat – Phƣơng pháp sắc ký khí với detector khối phổ

chọn lọc (GC-MS). Theo đó, nonylphenol-monoethoxylat (NP1EO) và nonylphenol-

diethoxylat (NP2EO) trong mẫu đất và chất thải sinh học sau khi chiết với quy trình

phù hợp làm sạch qua cột silicagel sẽ đƣợc dẫn xuất với C6H12F3NOSi trong iso-octan,

thời gian để thực hiện phản ứng dẫn xuất là 15 phút và phân tích trên GC-MS. Kết quả

thử nghiệm liên phòng theo tiêu chuẩn này cho hệ số biến thiên của NP, NP1EO,

NP2EO lần lƣợt là 13,4%; 3,0%; 7,8% cho thấy phƣơng pháp có độ lặp lại tốt. Dữ liệu

độ thu hồi theo tiêu chuẩn chƣa đƣợc công bố [17].

Các tác giả Ma Hewei, Huang Xinxia, Zhu Guangzhong, Zhang Danyun - Trung

tâm Nhà nƣớc Giám sát chất lƣợng và kiểm tra cho sản phẩm da Trung Quốc đã xây

dựng quy trình phân tích xác định NPEO trong da bằng phƣơng pháp GC-MS. NPEO

sẽ đƣợc phân tách thành NP bằng axit iodic. Tuy nhiên, hiệu suất phân tách đƣợc công

bố cao nhất chỉ là 42,4% và độ lệch chuẩn tƣơng đối tới hơn 14% [21].

Một công bố khác của các tác giả Ma Hewei, Huang Xinxia, Zhu Guangzhong,

Zhang Danyun tại Hội nghị Quốc tế về Khoa học công nghệ Vật liệu Da (tại Ấn Độ vào tháng 11 năm 2010) trong việc phân tách các APEO bằng AlI3 ở 90oC trong 5-10

phút hồi lƣu với ACN. Sau đó đem chiết lỏng-lỏng với n-hexan và phân tích bằng GC-

MS. Kết quả phân tích cho độ thu hồi đạt từ 80-100% và độ lệch chuẩn tƣơng đối nhỏ

hơn 10% [20].

Hội liên hiệp Quốc tế các nhà Công nghệ và hóa chất vật liệu da (IULTCS) kết

hợp với Ủy ban Tiêu chuẩn Châu Âu về vật liệu da (CEN/TC 289) đã nghiên cứu công

bố tiêu chuẩn ISO 18218-2:2015 (Da – Xác định các alkylphenol ethoxylat – Phần 2:

Phƣơng pháp gián tiếp). Theo tiêu chuẩn này các APEO sẽ đƣợc phân tách thành AP

tƣơng ứng bằng nhôm iotdua (AlI3) với điều kiện hồi lƣu trong axetonitril trong 30

phút và phân tích sử dụng HPLC hoặc GC-MS. Các dữ liệu về độ chính xác của

phƣơng pháp chƣa đƣợc công bố trong tiêu chuẩn. Tuy nhiên phƣơng pháp sẽ phân

tích đồng thời các AP, APEO [14].

13

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Các tác giả MV Bhatt, JR Babu đã công bố kết quả nghiên cứu của họ về việc

phân tách ete trong các hợp chất hữu cơ. Kết quả nghiên cứu cho việc phân tách cho 1-

metoxy-2-2phenoxy etan (C6H5-O-CH2-CH2-O-CH3) bằng các tác nhân tách nhƣ AlI3,

BCl3, BBr3, Me3SiCl/NaI, SiCl4/NaI. Kết quả cho thấy, việc phân tách với AlI3 trong axetonitril ở 82oC cho hiệu quả tốt nhất về thời gian là 4 giờ và độ thu hồi là lớn hơn

90 % khi sản phẩm cuối là phenol. Các tác giả cũng cho biết hiệu suất sẽ cao hơn khi

sử dụng AlI3 mới tạo thành đƣợc từ nhôm và iot trong điều kiện hồi lƣu trong

axetonitril. Thời gian phản ứng để tạo thành AlI3 là trong khoảng 3 giờ [24].

Các tác giả Mehran Ghiaci & Jila Asghari thực hiện phân tách akyl hóa của các

alkyl và aryl ete với AlCl3/NaI trong trƣờng hợp không có dung môi. Kết quả cho phân

trong 15 phút với lệ mol của các tỷ

tách methoxybenzen chất methoxybenzen/AlCl3/NaI là 2/2/1 ở 70-80oC cho sản phẩm cuối là phenol với hiệu

suất 98% [23].

Tác giả Manabu Node và các cộng sự đã nghiên cứu hệ thuốc thử kết hợp của

AlCl3-NaI-ACN để tách các alkyl trong các hợp chất. Cơ chế của phản ứng tách đƣợc

mô tả nhƣ sau:

CH3CN + AlCl3 → CH3CN+-Al-Cl3

R-O-R’ + CH3CN+-Al-Cl3 ⇄ CH3CN + R-(Al-Cl3)O+-R’

R-(Al-Cl3)O+-R’ + I- → R-O-Al-Cl3 + R’I R-O-Al-Cl3 + H2O → R-OH + AlCl + [OH]-

Với tỷ lệ mol của các hợp chất benzyl ete hoặc bezyl este/ AlCl3/NaI là 1/10/10.

Hiệu suất của phản ứng tách này đối với các hợp chất này là từ 71-98% với thời gian

từ phân tách là 0,7 đến 4 giờ [ 22].

14

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

CHƢƠNG 2

THỰC NGHIỆM

2.1. Đối tƣợng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu

Trong luận văn này, chúng tôi tập trung vào nghiên cứu quy trình phân tách các

APEO thành AP để có thể xác định đồng thời các hợp chất AP (NP, OP), APEO

(NPEO, OPEO) trong sản phẩm dệt may bằng phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao

(HPLC) với detector PAD và sắc ký khí khối phổ (GC-MS). Ứng dụng phƣơng pháp

để phân tích, đánh giá hàm lƣợng các AP, APEO trong các mẫu thật lƣu thông trên thị

trƣờng.

2.1.2 Nội dung nghiên cứu

Để đạt đƣợc mục tiêu đề ra, cần nghiên cứu một cách hệ thống các vấn đề sau:

 Xây dựng phương pháp

 Khảo sát, tối ƣu hóa phƣơng pháp bao gồm:

 Các điều kiện chạy máy HPLC

 Các điều kiện chạy máy GC-MS

 Tối ƣu hóa quy trình chuẩn bị mẫu

 Xác nhận giá trị sử dụng của phƣơng pháp

 Giới hạn phát hiện LOD, giới hạn định lƣợng LOQ

 Khoảng tuyến tính, đƣờng chuẩn

 Độ chụm (độ lặp lại)

 Độ đúng (độ thu hồi)

 Ứng dụng phương pháp

Áp dụng phƣơng pháp mới xây dựng để xác định hàm lƣợng các hợp chất NP,

OP, NPEO, OPEO trên sản phẩm dệt may trên thị trƣờng và đánh giá kết quả.

2.2 Thiết bị, dung môi hóa chất

2.2.1 Các thiết bị, dụng cụ:

- HPLC- Accella 600 (Thermo Sciencetific – Mỹ) với dectector PAD

15

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

- Cột pha đảo Phenomenex C18 (250 x 4,6) mm x 5 µm.

- GC/MS DSQII (Thermo Sciencetific – Mỹ)

- Cột tách DB-5MS; 30m x 0,25mm x 0,25 µm

- Máy siêu âm (Elmasonic – Đức)

- Thiết bị bay hơi chân không (Heidolph – Đức)

- Các thiết bị, dụng cụ thông thƣờng khác trong phòng thí nghiệm

2.2.2. Chất chuẩn

Chất chuẩn NP, OP, NPEO, OPEO đƣợc mua của hãng Chem Service, với độ

tinh khiết > 99%. Các dung dịch gốc đƣợc cân từ chuẩn và pha nhƣ Bảng 2.1.

Bảng 2.1: Cách pha các dung dịch chuẩn gốc

Dung Khối lƣợng cân Định mức trong Hợp chất Nồng độ (mg/l) dịch gốc dung môi (ml) (mg)

NP 0,0255 5 ml ACN 5100 1

OP 0,0320 5 ml ACN 6400 2

NP 0,0372 5 ml Hexan 7440 3

OP 0,0365 5 ml Hexan 7300 4

NPEO 0,0395 5 ml ACN 7900 5

OPEO 0,0321 5 ml ACN 6420 6

n-NP (IS) 0,0125 5 ml Hexan 2500 7

Pha các dung dịch chuẩn hỗn hợp của các AP; APEO với nồng độ 100 mg/l trong

n-hexan và 200 mg/l trong ACN từ các chuẩn gốc. Các dung dịch chuẩn gốc, chuẩn hỗn hợp đƣợc bảo quản trong tủ lạnh, nhiệt độ dƣới 4oC. Các dung dịch chuẩn làm

việc hàng ngày đƣợc pha từ dung dịch chuẩn hỗn hợp trong dung môi tƣơng ứng với

thiết bị phân tích là HPLC-PAD hoặc GC-MS, tùy theo mức nồng độ sử dụng.

2.2.3 Các hóa chất sử dụng

- Các loại dung môi: n-hexan (cấp GC), acetonitril (cấp HPLC)…

16

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

- Các loại hóa chất:axit sunfuric, nhôm, iot, natri sunfat, natri clorua… đạt tinh

khiết phân tích.

2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp xử lý mẫu

2.3.1.1 Khảo sát, lựa chọn quy trình dẫn xuất APEO để phân tích trên GC-MS và

HPLC-PAD

Trong các phƣơng pháp dẫn xuất các APEO thành các AP trong phần 1.3, nếu

thực hiện dẫn xuất theo tiêu chuẩn ISO 18857-2:2009 và ISO/TS 13907:2012 thì thời

gian dẫn xuất nhanh và có thể phân tích từng APEO, tuy nhiên số lƣợng các APEO sẽ

rất. Thông thƣờng trong dệt may các APEO sử dụng có thể chứa từ 1-20 nhóm EO.

Hơn nữa các APEO chứa rất nhiều đồng phân, pic sắc khí khí cho từng APEO trên

GC-MS là đa pic trong khoảng thời gian lƣu kéo dài cho mỗi chất thƣờng hơn 1 phút

kéo theo hiện tƣợng chồng pic rất dễ xảy ra.

Trên cơ sở các tài liệu tham khảo, cơ chế phản ứng tách ở tài liệu tham khảo [14],

[20], [22], [23], [24] và hóa chất, vật tƣ hiện có, đề tài tiến hành khảo sát theo hƣớng

phân tách các APEO thành các AP tƣơng ứng với các tách nhân tách là AlI3, AlCl3/KI

trong axetonitril và tối ƣu hóa với từng tác nhân.

2.3.1.2 Khảo sát, lựa chọn dung môi chiết

Theo tính chất của các AP, APEO chúng tan khá tốt trong các dung môi từ phân

cực đến không phân cực. Theo một số tài liệu tham khảo (ở Phần 1.2), dung môi chiết

sử dụng là metanol và ACN. Tuy nhiên mục đích nghiên cứu là phân tích đồng thời

các AP, APEO trên thiết bị HPLC-PAD và GC-MS, thì phải phân tách các APEO

thành AP. Mà điều kiện phân tách là trong môi trƣờng axetonitril nên đề tài lựa chọn

axetonitril là dung môi chiết mẫu và tiến hành tối ƣu hóa quy trình chiết mẫu.

2.3.1.3 Khảo sát, lựa chọn dung môi phù hợp cho phân tích GC-MS

Axetonitril đƣợc lựa chọn là dung môi chiết. Tuy nhiên đây là dung môi có độ

phân cực rất cao nếu sử dụng dung môi này cho phân tích GC-MS sẽ xảy ra các hiện

tƣợng: phá hủy cột GC; sự kém tập trung của pic sắc ký gây doãng pic, gây nhiễm bẩn

17

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

hệ thống và làm giảm độ nhạy. Với các dung môi hiện có trong phòng thí nghiệm, đề

tài tiến hành khảo sát việc chuyển chất phân tích sang các dung môi n-hexan,

xyclohexan, toluen, tert-butylmetyl ete bằng cách chiết lỏng-lỏng.

Khi chiết lỏng-lỏng, môi trƣờng axit có thể làm tăng độ điện ly và việc chuyển

các chất mục tiêu giữa các pha sẽ tốt hơn do đó đề tài tiến hành khảo sát nồng độ axit

H2SO4 cho chất phân tích chuyển pha tốt nhất.

2.3.2 Phương pháp phân tích

Phép phân tích các AP đƣợc thực hiện trên cả 2 hệ thống là sắc ký khí khối phổ

GC/MS DSQII của Thermo và sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC-Accella 600 của

Thermo với detector Photo-Diot Array (PAD) để phân tích các AP sau khi đã tối ƣu

các điều kiện vận hành thiết bị.

 Tối ưu hóa điều kiện vận hành GC-MS, cần khảo sát, lựa chọn các thông số tối

ưu về:

+ Cột tách

+ Nhiệt độ cổng bơm mẫu, nhiệt độ detector, kiểu bơm mẫu:

+ Khảo sát chƣơng trình nhiệt độ cột tách

+ Khảo sát tốc độ khí mang

+ Lựa chọn thể tích bơm mẫu

+ Lựa chọn nội chuẩn cho phân tích

+ Lựa chọn số khối của các chất cho định danh, định lƣợng

 Tối ưu điều kiện vận hành HPLC, cần khảo sát, lựa chọn các thông số tối ưu

về:

+ Cột tách

+ Van bơm mẫu, thể tích bơm mẫu

+ Detector

+ Bƣớc sóng hấp thụ cực đại của các AP

+ Khảo sát và lựa chọn thành phần pha động phù hợp

18

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

2.3.3 Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp

Chuẩn bị mẫu giả: để xác nhận giá trị sử dụng của phƣơng pháp cần sử dụng các

mẫu có các khoảng nồng độ khác nhau của chất phân tích. Tuy nhiên, trong thực tế để

có đƣợc nhiều mẫu nhƣ vật là rất khó. Vì vậy, chúng tôi tiến hành tạo mẫu giả cho quá

trình đánh giá phƣơng pháp. Mẫu giả đƣợc chuẩn bị nhƣ sau: từ vật liệu vải bông

chuẩn (phù hợp tiêu chuẩn ISO 105 –F09) đƣợc cắt nhỏ tới kích thƣớc khoảng

(0,5x0,5) cm vào các bình phản ứng, tiến hành thêm hàm lƣợng các AP, APEO ở mức mong muốn, đậy nắp bình và bảo quản trong tủ mát ở nhiệt độ 20± 2oC và để qua đêm.

Các phép xác nhận giá trị sử dụng của phƣơng pháp sẽ đƣợc thực hiện trên mẫu các

mẫu giả.

 Độ lặp của thiết bị

Phƣơng pháp phân tích thể hiện tính đúng đắn trƣớc tiên phải thể hiện độ lặp.

Trong nghiên cứu đề tài đã khảo sát độ lặp lại trên hệ thiết bị HPLC-PAD, GC-MS sau

khi chọn các điều kiện tối ƣu. Đánh giá độ lặp của hệ thiết bị dựa trên độ lặp diện tích

và thời gian lƣu của các cấu tử trong dung dịch khảo sát. Một mẫu có nồng độ xác định

nằm trong giới hạn tuyến tính của đƣờng chuẩn các AP đã chọn. Mẫu đƣợc bơm vào

hệ 3 lần sau đó lấy diện tích pic và thời gian lƣu trung bình của các lần và tính đƣợc

giá trị % RSD. Giá trị này đánh giá độ lặp cần khảo sát.

 Khoảng làm việc, đường chuẩn

Sau khi có đầy đủ các điều kiện tối ƣu, tiến hành dựng đƣờng chuẩn cho NP, OP

trên hệ thống GC-MS và HPLC-PAD đã khảo sát và thu đƣợc các phƣơng trình đƣờng

chuẩn.

 Độ chụm

+ Độ lặp: Khi phân tích mẫu thực thì độ lặp lại của quá trình xử lý mẫu cũng

đƣợc khảo sát và đánh giá. Cùng một mẫu đƣợc cân 5 lần khối lƣợng gần giống nhau,

xử lý cùng một điều kiện. Mỗi mẫu sau xử lý đƣợc bơm lên thiết bị và tính toán nồng

độ theo đƣờng chuẩn. Tính toán giá trị trung bình và giá trị RSD% đƣợc dùng làm giá

trị đánh giá độ lặp của phƣơng pháp xử lý mẫu.

+ Độ lặp lại: Để đánh giá độ lặp lại của phƣơng pháp xử lý mẫu, tiến hành thử

nghiệm trên cùng một mẫu nhƣng tại 2 mẻ thí nghiệm khách nhau. Cùng một mẻ đƣợc

19

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

cân 5 lần khối lƣợng gần giống nhau, xử lý cùng một điều kiện, bơm lên thiết bị và

tính toán nồng độ theo đƣờng chuẩn. Giá trị trung bình và % RSD đƣợc sử dụng để

đánh giá độ lặp lại của phƣơng pháp. Chuẩn Fisher cũng đƣợc sử dụng để đánh giá sự

khác nhau có nghĩa của 2 mẻ thí nghiệm.

 Độ đúng

Mẫu thêm chuẩn cũng đƣợc thực hiện để đánh giá độ thu hồi của phƣơng pháp

xử lý mẫu. Mẫu thực đƣợc thêm một lƣợng nhất định các AP, APEO chuẩn vào ở 3

mức nồng độ sao cho tổng hàm lƣợng các AP sau khi xử lý nằm trong 3 khoản nồng

độ của đƣờng chuẩn. Xử lý mẫu theo quy trình đã chọn và phân tích trên hệ thống

HPLC và GC-MS thu đƣợc hàm lƣợng các chất và đánh giá độ thu hồi của phƣơng

pháp xử lý mẫu.

2.3.4 Phân tích mẫu thực

Trên cơ sở phƣơng pháp đã đƣợc tối ƣu, đề tài tiến hành ứng dụng phƣơng pháp

để phân tích hàm lƣợng các AP, APEO trên các mẫu lƣu thông trên thị trƣờng. Tiến

hành phân tích trên cả 2 hệ thống HPLC-PAD và GC-MS và tiến hành so sánh 2 thiết

bị và đánh giá kết quả.

20

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

CHƢƠNG 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Tối ƣu các điều kiện phân tích trên thiết bị

3.1.1 Các điều kiện tối ưu trên HPLC-PAD

+ Cột tách: Cột tách có vai trò rất quan trọng trong một phép tách sắc ký, nó

quyết định hiệu quả tách của quá trình. Để chọn đƣợc một pha tĩnh hay một cột tách

phù hợp nhất ta phải dựa trên những đặc điểm nhƣ: độ phân cực của chất phân tích,

chất phân tích đƣợc pha trong môi trƣờng nhƣ thế nào thì mới quyết định chọn pha

tĩnh phù hợp. Chất phân tích ở đây là các akylphenol không phân cực nên cần lựa chọn

pha tĩnh có bản chất gần giống nhƣ chất phân tích [1]. Trong điều kiện phòng thí

nghiệm, đề tài lựa chọn cột pha đảo C18 (250 mm x 4,6 mm x 5 µm) để tách và định

lƣợng các alkylphenol.

+ Van bơm mẫu, thể tích bơm mẫu: Trên thực tế một trong những khó khăn của

phép tách sắc ký là: sự doãng chân pic dẫn đến hiện tƣợng chồng pic, trong đó thể tích

bơm mẫu vào cột cũng là một nguyên nhân gây ra hiện tƣợng này; nếu vòng mẫu quá

dài, lƣợng mẫu bơm vào cột quá lớn sẽ dẫn đến hiện tƣợng doãng pic càng lớn, các pic

càng chồng lên nhau trong khi tách [1]. Đó là do lƣợng mẫu quá lớn sẽ dẫn đến hiện

tƣợng một phần mẫu vào cột tách trƣớc, một phần ra sau dẫn đến trong quá trình tách

trên cột sẽ có một phần chất phân tích ra trƣớc và một phần ra sau gây ra hiện tƣợng

doãng chân pic. Nếu thể tích bơm mẫu là quá nhỏ thì sai số cũng sẽ rất lớn, ví dụ nếu

sai số của van bơm mẫu là 0,05l, khi bơm thể tích mẫu là 1l thì sai số sẽ là 5%, còn

nếu thể tích mẫu bơm là 50l thì sai số là 0,1%. Ngày nay, van bơm mẫu 6 chiều rất

phổ biến, do đó, chúng tôi lựa chọn loại van này và thể tích mẫu bơm là 10l.

+ Detector: detector là một bộ phận có vai trò theo dõi, phát hiện các chất tan

trong pha động từ cột sắc ký chảy ra một cách liên tục, nó là một bộ phận thu nhận và

phát hiện các chất hay hợp chất dựa theo một tính chất nào đó của chất phân tích. Trên

thực tế, hầu hết các chất nghiên cứu đều hấp thụ ánh sáng trong vùng tử ngoại UV –

VIS, vì vậy detector UV – VIS thƣờng đƣợc sử dụng nhiều nhất trong các nghiên cứu

21

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

[1]. Hiện nay mảng diot–photo–array phát triển, chúng có vai trò nhƣ một detector UV

– VIS, nhƣng chúng có khả năng theo dõi chất ở nhiều bƣớc sóng khác nhau ở cùng

một thời điểm, và độ nhạy của nó cao hơn detector UV-VIS. Tuy nhiên, dựa vào điều

kiện phòng thí nghiệm và mục tiêu của nghiên cứu, chúng tôi quyết định chọn detector

PAD để phát hiện các chất phân tích.

+ Bước sóng hấp thụ cực đại của các AP: trong nghiên cứu này đề tài lựa chọn

phân tích NP, OP và NPEO, OPEO sau khi đã phân tách thành NP, OP tƣơng ứng.

Chúng có cấu tạo rất giống nhau. Chỉ khác nhau là nhóm nonyl- và octyl- liên kết với

phenol ở vị trí số 4, vì vậy bƣớc sóng hấp thụ quang của NP, OP này đều giống nhau,

ở 225 nm. Dải phổ hấp thụ của NP, OP đƣợc quét trên detector PAD từ 200 nm đến

600 nm, bƣớc sóng 225 nm là đỉnh hấp thụ cực đại của các AP.

Hình 3.1: Phổ UV-VIS của alkylphenol

+ Khảo sát và lựa chọn thành phần pha động phù hợp: thành phần pha động ảnh

hƣởng rất lớn đến hiệu quả tách chất. Pha động có thể ảnh hƣởng tới những vấn đề sau

của sự tách sắc ký của các chất:

- Độ chọn lọc của hệ pha

- Thời gian lƣu của các chất

- Độ phân giải của các chất

- Hiệu lực của cột tách

- Độ rộng của pic sắc ký.

22

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Các chất phân tích là các chất kém phân cực, pha tĩnh đƣợc chọn cũng là cột pha

đảo, kém phân cực, vậy pha động dùng để tách phải có độ phân cực vừa phải thì mới

có thể tách các chất phân tích. Với việc chỉ phân tích NP, OP nên đề tài chọn chế độ

chạy đẳng dòng và tiến hành khảo sát các hệ dung môi: MeOH-H2O, ACN-H2O.

Chuẩn bị dung dịch chuẩn nồng độ 10 mg/l của NP, OP, tiến hành bơm 10 µl lên hệ thống HPLC, nhiệt độ cột là 35 oC, tốc độ dòng 800 µl/phút, chạy đẳng dòng trong

30 phút với các hệ dung môi của ACN-H2O là ACN 100%; ACN/H2O: 90/10%;

ACN/H2O: 85/15%; ACN/H2O: 80/20%; ACN/H2O: 70/30%. Và các hệ dung môi của

metanol là MeOH 100%; MeOH/H2O: 90/10%; MeOH/H2O: 80/20%; MeOH/H2O:

70/30%. Kết quả thể hiện trong bảng 3.1 và hình 3.2; 3.3.

O

P

N

P

N

O

P

P

N

O

P

P

N

O

P

P

OP

Hình 3.2: Khảo sát hệ dung môi pha động với ACN/H2O

23

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

O

P

N

P

O

N

P

P

O

N

P

P

Hình 3.3: Khảo sát hệ dung môi pha động với MeOH/H2O

Bảng 3.1: Kết quả khảo sát hệ dung môi pha động

Hệ dung môi Thời gian lƣu OP (phút) Thời gian lƣu NP (phút)

7,52 ACN 100%; 6,67

9,82 7,85 ACN/H2O: 90/10%

14,56 11,20 ACN/H2O: 85/15%

11,66 13,08 ACN/H2O: 80/20%

Chƣa ra pic 21,65 ACN/H2O: 70/30%

6,43 MeOH 100% 5,96

10,62 8,33 MeOH/H2O: 90/10%

22,73 16,00 MeOH/H2O: 80/20%

Chƣa ra pic Chƣa ra pic MeOH/H2O: 70/30%

Nhận xét: hệ dung môi của ACN cho pic nhọn và độ rộng pic nhỏ hơn hệ dung

môi của MeOH. Với hệ dung môi là ACN 100% hoặc MeOH 100% các pic ra sớm

24

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

nhƣng chƣa tách khỏi nhau; với hệ dung môi của ACN/H2O: 90/10% hoặc

MeOH/H2O: 90/10% các pic đã tách rõ khỏi nhau nhƣng lại bị trùng chân; Các hệ

dung môi ACN/H2O: 70/30% hoặc MeOH/H2O: 70/30% các chất phân tích chƣa ra hết

trong thời gian khảo sát; các hệ dung môi ACN/H2O: 85/15%; ACN/H2O: 80/20%;

MeOH/H2O: 80/20% các pic đã tách riêng hoàn toàn. Trong đó hệ dung môi

ACN/H2O: 85/15% cho lợi nhất về thời gian phân tích. Vì vậy đề tài lựa chọn hệ dung

môi này cho các nghiên cứu tiếp theo và giảm thời gian chạy mẫu xuống còn 20 phút.

Nhƣ vậy, qua khảo sát, lựa chọn các điều kiện tối ƣu cho phân tích các NP, OP

trên thiết bị HPLC, đề tài đã chọn đƣợc các điều kiện tối ƣu nhƣ Bảng 3.2:

Bảng 3.2: Các điều kiện tối ƣu trên HPLC

Cột pha đảo C18 (30 m x 4,6 mm x 5 µm) Cột tách

Detector PAD

Bƣớc sóng hấp thụ cực đại 225 nm

Thể tích van bơm mẫu

Nhiệt độ cột 10µL 350C

Pha động Đẳng dòng ACN/H2O: 85/15% trong 20 phút

3.1.2 Các điều kiện tối ưu trên GC-MS

+ Cột tách: theo các tài liệu tham khảo [14], [16], [17], để phân tích các AP

thƣờng sử dụng cột mao quản có độ phân cực kém trên thiết bị GC-MS. Trong điều

kiện phòng thí nghiệm, đề tài lựa chọn cột mao quản DB-5MS với các thông số nhƣ

sau:

- Bản chất pha tĩnh: Metylpolisiloxan với 5% phenyl

- Chiều dài cột: 30 m

- Đƣờng kính trong 0,25 mm

- Độ dày lớp phim: 0,25 µm - Nhiệt độ tối đa: 325oC.

+ Nhiệt độ cổng bơm mẫu, nhiệt độ detector, kiểu bơm mẫu:

25

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Các thông số nhiệt độ cổng bơm mẫu, nhiệt độ detector, kiểu bơm là những

thông số cần đƣợc lựa chọn thích hợp để máy vận hành ổn định và thu đƣợc kết quả

tốt.

Nhiệt độ cổng bơm mẫu thông thuờng có thể chọn từ 220-250˚C. Do các AP có

nhiệt độ bay hơi cao nên nhiệt độ cổng bơm mẫu đƣợc đặt ở 250˚C nhằm đảm bảo

điều kiện hóa hơi toàn bộ mẫu.

Detector MS chịu đuợc nhiệt độ cao từ 250˚C- 400˚C và để cho detector hoạt

động ổn định thì nhiệt độ đặt thuờng cao hơn nhiệt độ cao nhất của chƣơng trình nhiệt

lò cột từ 5˚C-20˚C. Do cột DB-5MS có khả năng chịu đuợc nhiệt độ tối đa là 325˚C

nên để đảm bảo tuổi thọ cột đồng thời cũng phù hợp với đối tuợng phân tích chuơng

trình nhiệt lò cột thƣờng ở mức tối đa từ 270˚C-280˚C. Vì vậy nhiệt độ detector đựợc

chọn là 280˚C. Ở nhiệt độ này các chất phân tích sẽ hóa hơi hoàn toàn, không đọng lại

trên detector làm giảm độ nhạy của detector.

Ngoài ra, đối tuợng mẫu có hàm luợng AP thấp nên kiểu bơm không chia dòng

đƣợc lựa chọn.

+ Khảo sát chương trình nhiệt độ cột tách: Việc chỉ phát hiện 2 hợp chất là NP,

OP và nội chuẩn nên chƣơng trình nhiệt độ cột tách sẽ tƣơng đối đơn giản. Chƣơng trình nhiệt độ: 80 oC trong 0,5 phút; 30 oC/phút đến 180 oC, giữ 2 phút; 10 oC/phút đến 200 oC, giữ 1 phút; 20 oC/phút đến 280 oC, giữ 5 phút. Tổng thời gian phân tích là 18

phút.

+ Khảo sát tốc độ khí mang: tốc độ khí mang có ảnh hƣởng lớn đến hiệu quả

tách và số đĩa lý thuyết của quá trình tách. Sự thay đổi tốc độ dòng sẽ làm thay đổi áp

suất, thời gian lƣu và diện tích pic. Dựa vào tài liệu hƣớng dẫn sử dụng thiết bị và các

tài liệu tham khảo đề tài đã lƣa chọn khảo sát tốc độ khí mang He ở 0,6; 0,8; 1,0 và 1,2

ml/phút. Kết quả đƣợc thể hiện ở Bảng 3.3 và Hình 3.4.

26

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Bảng 3.3: Kết quả khảo sát tốc độ dòng khí

OP NP TT S t t S

986723 10,99 11,72-12,49 1425994 0,6 ml

998033 10,50 11,29-12,0 1442194 0,8 ml

946643 10,10 10,93-11,67 1240914 1,0 ml

816623 9,78 10,66-11,40 956797 1,2 ml

O

P

N

P

O

P

N

P

O

P

N

P

O

P

N

P

Hình 3.4: Sắc đồ khảo sát tốc độ dòng khí He

Nhận xét: Khi thay đổi tốc độ khí mang (từ 0,6-1,2 ml/phút), sự chênh lệch về

thời gian lƣu tăng lên không nhiều. Điều này có thể đƣợc giải thích là do trong sắc ký

khí pha động (khí mang) chỉ đóng vai trò cơ học nên không làm thay đổi đáng kể khả

năng tách chất, sự tách chất đƣợc quyết định chủ yếu do pha tĩnh. Do yêu cầu phân

27

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

tích và vận hành máy chúng tôi chọn tốc độ khí mang 1,0 ml/phút để đảm bảo sự tách

chất tốt mà không làm doãng pic sắc ký cho các nghiên cứu tiếp theo.

+ Lựa chọn thể tích bơm mẫu: Trong sắc ký khí, thể tích bơm mẫu ảnh hƣởng

đến nhiều yếu tố nhƣ sự cân đối của pic sắc ký, sai số, độ nhạy của phép phân tích,

tuổi thọ cột…Nếu thể tích bơm mẫu quá nhỏ, có thể gây sai số lớn khi bơm bằng tay

và giảm độ nhạy. Còn nếu thể tích bơm mẫu quá lớn sẽ gây doãng pic, giảm tuổi thọ

của cột. Dựa vào tài liệu hƣớng dẫn sử dụng của thiết bị và các tài liệu tham khảo, đề

tài lựa chọn thể tích bơm mẫu là 1µl.

+ Lựa chọn chất nội chuẩn: Với sắc ký khí, dung môi cuối cùng để phân tích

thƣờng là các dung môi hữu cơ, chúng rất dễ bay hơi, vì vậy lƣợng chất phân tích

trong dung môi cuối cùng có thể thay đổi. Hơn nữa, quá trình bơm mẫu bằng tay cũng

dẫn đến những sai số nhất định về thể tích mẫu đƣợc bơm lên hệ thống. Vì vậy trong

sắc ký khí, ngƣời ta thƣờng sử dụng các chất nội chuẩn để loại bỏ ảnh hƣởng của thể

tích dung môi đến nồng độ chất phân tích.

Các chất nội chuẩn đƣợc sử dụng là các chất có tính chất gần giống với chất phân

tích, nhƣng không có trong mẫu phân tích. Với các NP trong thƣơng mại chỉ có 4-

nonylphenol với nonyl- mạch nhánh đƣợc sử dụng. Với OP chỉ có 4-tert-octylphenol

đƣợc sản xuất và sử dụng. Do đó đề tài lựa chọn 4-n-nonylphenol (với nonyl- mạch

thẳng) làm nội chuẩn cho phân tích NP, OP.

+ Lựa chọn số khối các chất để định danh và định lượng:

Nguyên tắc chung của phƣơng pháp khối phổ là phá vỡ phân tử trung hòa thành

ion phân tử và các mảnh ion dƣơng có số khối z = m/e. Sau đó phân tách các ion này

theo số khối và ghi nhận thu đƣợc phổ khối lƣợng. Tùy thuộc vào cấu trúc phân tử của

các chất mà hình thành các ion phân tử có cấu trúc khác nhau.

Với cấu trúc phân tử của 4-tert-octylphenol (khối lƣợng phân tử 220) có thể có

các quá trình bắn phá nhƣ Bảng 3.4.

Bảng 3.4: Cơ chế tạo thành phổ khối của OP

→ (CH3)3C-CH2- → m/z = 135 C(CH3)2-C6H4-OH m/z = 107 [(CH3)3C-CH2-C(CH3)2-C6H4-OH]+ m/z = 206 [HO-C6H4-(CH3)2C]+ [HO-C6H4- H2C]+

28

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Với cấu trúc phân tử của nonylphenol (khối lƣợng phân tử 220), do là hỗn hợp

của nhiều đồng phân với sự phân nhánh của nhóm nonyl nên sự phân mảnh có thể xảy

ra nhƣ Bảng 3.5.

Bảng 3.5: Cơ chế tạo phổ khối của NP

→ m/z = 220

→ m/z = 191

→ m/z = 177

→ m/z = 163 C9H19-C6H4-OH → m/z = 149

→ m/z = 135

→ m/z = 121

→ m/z = 107 [C9H19-C6H4-OH]+ [C7H14-C6H4-OH]+ [C6H12-C6H4-OH]+ [C5H10-C6H4-OH]+ [C4H8-C6H4-OH]+ [C3H6-C6H4-OH]+ [C2H4-C6H4-OH]+ [CH2-C6H4-OH]+

Với nội chuẩn n-nonylphenol (khối lƣợng phân tử 220) thì sự phân mảnh nhƣ

Bảng 3.6.

Bảng 3.6: Cơ chế tạo phổ khối của n-NP

→ m/z = 220 n-C9H19-C6H4-OH → [C9H19-C6H4-OH]+ [CH2-C6H4-OH]+ m/z = 107

Các Hình 3.5; 3.6; 3.7 dƣới đây là phổ khối khi bắn phá OP, NP, n-NP dƣới điều

kiện tối ƣu theo khuyến nghị của nhà sản xuất.

29

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình 3.5: Phổ MS của OP

Hình 3.6: Phổ MS của hỗn hợp NP

30

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình 3.7: Phổ MS của n-NP

Với phổ khối lƣợng của các chất mục tiêu nhƣ trên, đề tài tiến hành lựa chọn các

ion đặc trƣng để định danh và định lƣợng của các hợp chất nhƣ ở Bảng 3.7.

Bảng 3.7: Lựa chọn các ion để định danh và định lƣợng

Chất phân tích Mảnh đặc trƣng (m/z)

OP 135, 107, 206

NP 121, 135, 149, 163, 177, 191, 220, 107

n-NP 107, 220

Nhƣ vậy, với việc khảo sát và lựa chọn các điều kiện tối ƣu cho phân tích các AP

trên GC-MS, kết quả thu đƣợc đƣợc trình bày ở Bảng 3.8.

Bảng 3.8: Các điều kiện tối ƣu trên GC-MS

Cột tách

Nhiệt độ cổng bơm mẫu

Nhiệt độ MS DB-5MS, 30 m x 0,25 mm x 0,25 µm 250oC 280oC

Tốc độ dòng He 1 ml/phút

Thể tích bơm mẫu 1 µl

Kiểu bơm mẫu Không chia dòng

31

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Nội chuẩn cho định lƣợng n-NP

OP 135, 107, 206 Các ion định NP 121, 135, 149, 163, 177, 191, 220, 107 danh, định lƣợng n-NP 107, 220

Chƣơng trình nhiệt độ

80 oC trong 0,5 phút; 30 oC/phút đến 180 oC, giữ 2 phút; 10 oC/phút đến 200 oC, giữ 1 phút; 20 oC/phút đến 280 oC, giữ 5 phút

3.2. Nghiên cứu xây dựng phƣơng pháp xử lí mẫu

3.2.1 Khảo sát lựa chọn dung môi để phân tích trên GC-MS

Với các dung môi trong phòng thí nghiệm, đề tài tiến hành thử nghiệm chiết

lỏng-lỏng để chuyển NP, OP từ dung môi ACN chiết mẫu sang dung môi phù hợp để

phân tích trên GC-MS. Quá trình thử nghiệm nhƣ sau: Lấy 10 ml ACN cho vào các

phễu chiết, thêm 0,5 ml dung dịch chuẩn làm việc AP nồng độ 100 mg/l, thêm khoảng

10 ml nƣớc cất. Tiến hành thêm 20 ml các dung môi n-hexan, cyclohexan, toluene,

tert-metylbutyl ete (TMB) vào lần lƣợt các phễu. Lắc đều và thu thập lấy pha hữu cơ.

Tiến hành loại bỏ dung môi hữu cơ trên thiết bị bay hơi chân không với các điều kiện

về nhiệt độ, áp suất chân không theo khuyến nghị của nhà sản xuất (xem Bảng 3.9).

Thêm 2 g Na2SO4 vào cặn để loại bỏ hơi nƣớc, tái hòa tan cặn trong 5 ml của từng loại

dung môi và tiến hành thêm 0,1 ml nội chuẩn nồng độ 50 mg/l. Lọc các dung dịch qua

màng polyamit và thu lấy khoảng 1 ml và lọ vial 2 ml. Bơm các dịch lọc lên GC-MS

theo các điều kiện tối ƣu theo Bảng 3.8.

Bảng 3.9: Điều kiện hoạt động máy bay hơi chân không cho các dung môi

Dung môi Nhiệt độ (oC) Áp suất (mmHg) TT

1 n-hexan 45 260

2 cyclohexan 55 190

3 toluen 60 60

4 TMB 40 250

32

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Tính toán bằng cách so sánh tỷ lệ diện tích pic của các chất chuẩn trên nội chuẩn

so với tỷ lệ diện tích pic của chuẩn nồng độ 10 mg/l với nội chuẩn nồng độ 1 mg/l

pha trong lần lƣợt 4 dung môi. Kết quả đƣợc thể hiện trong Bảng 3.10.

Bảng 3.10: Kết quả khảo sát các loại dung môi cho phân tích GC-MS

Dung môi n-hexan cyclohexan toluen TMB

Diện tích IS trong chuẩn 14688 15024 14988 14588

Diện tích NP trong chuẩn 162413 150413 152042 155124

Tỷ lệ diện tích NP/IS 11,06 10,01 10,14 10,63 trong chuẩn

Diện tích OP trong chuẩn 207945 207012 204263 204157

Tỷ lệ diện tích OP/IS 14,16 13,78 13,63 13,99 trong chuẩn

Diện tích IS trong mẫu 8296 6485 6577 9617

Diện tích NP trong mẫu 74256 44038 57599 80807

Tỷ lệ diện tích NP/IS 8,95 6,79 8,76 8,40 trong mẫu

Diện tích OP trong mẫu 96215 50375 75077 91166

Tỷ lệ diện tích OP/IS 11,60 7,77 11,42 9,480 trong mẫu

Độ thu hồi của NP (%) 80,9 67,8 86,3 79,0

Độ thu hồi của OP (%) 81,9 56,4 83,8 67,7

Nhận xét: Kết quả cho thấy, các AP chuyển sang pha n-hexan và toluen tốt hơn

(trên 80 %), trong pha cyclohexan và TMB sự chuyển pha của các AP lần lƣợt là từ

56,4-67,8% và 67,7-79,0%. Điều này là do, NP, OP là các chất ít phân cực, trong khi

đó n-hexan, cylohexan và toluen là các dung môi kém phân cực, TMB là dung môi có

độ phân cực trung bình nên hiệu quả chuyển pha của n-hexan và toluen cao hơn so với

TMB; đối với cyclohexan cũng là dung môi kém phân cực, tuy nhiên nó lại có cấu trúc

xếp vòng 6 cạnh rất bền vững vì vậy sự hòa tan của các chất vào trong nó gặp khó

khăn hơn nên hiệu quả chuyển pha của NP, OP với cyclohexan là kém nhất. Tuy nhiên

33

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

kết quả tốt nhất của quá trình chuyển pha với các dung môi khảo sát cũng chỉ hơn 80%

trong khi đó trong quá trình chiết lỏng-lỏng có thể sử dụng axit để tăng hiệu suất

chuyển pha, vì vậy đề tài tiếp tục chon n-hexan và toluen và tiếp tục khảo sát ảnh

hƣởng của nồng độ axit đến quá trình chuyển pha.

Axit đƣợc sử dụng ở đây với vai trò là giảm độ phân cực của NP, OP để có thể

chuyển sang pha không phân cức tốt hơn nên quy trình khảo sát lƣợng axit phù hợp

đƣợc mô tả thực hiện nhƣ trên nhƣng chỉ với 2 dung môi n-hexan và toluene và tiến

hành thêm vào các phễu chiết của từng loại dung môi với lƣợng axit H2SO4 1M lần

lƣợt là 1 ml; 2 ml và 3 ml. Kết quả đƣợc thể hiện trong bảng 3.11.

Bảng 3.11: Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của axit H2SO4 đến sự chuyển các AP từ

ACN sang dung môi phù hợp phân tích GC-MS

Dung môi n-hexan toluen

Diện tích IS 3657 8386

Diện tích NP 34506 73070

Tỷ lệ diện tích NP/IS 9,44 8,71

Diện tích OP 45803 91614 1 ml H2SO4

Tỷ lệ diện tích OP/IS 12,52 10,92

Độ thu hồi của NP (%) 85,3 85,9

Độ thu hồi của OP (%) 88,4 80,2

Diện tích IS 6219 6522

Diện tích NP 53149 47346

Tỷ lệ diện tích NP/IS 8,55 7,26

Diện tích OP 70670 69531 2ml H2SO4

Tỷ lệ diện tích OP/IS 11,36 10,66

Độ thu hồi của NP (%) 77,3 71,6

Độ thu hồi của OP (%) 80,2 78,2

Diện tích IS 5520 4112

Diện tích NP 37567 30823 3ml H2SO4 Tỷ lệ diện tích NP/IS 6,81 7,50

Diện tích OP 60671 44612

34

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Tỷ lệ diện tích OP/IS 10,99 10,85

Độ thu hồi của NP (%) 61,5 73,9

Độ thu hồi của OP (%) 77,6 79,6

Nhận xét: Kết quả cho thấy, sử dụng lƣợng axit 1 ml cho hiệu suất thu hồi của

NP, OP đều tăng so với không sử dụng axit. Khi lƣợng axit sử dụng là 2 ml và 3 ml thì

hiệu suất thu hồi lại giảm hơn so với không sử dụng axit. Cũng kết quả này cho thấy.

Sử dụng dung môi n-hexan và lƣợng axit là 1 ml cho hiệu quả hơn cả. Tuy nhiên, hiệu

suất thu hồi cho NP, OP chỉ đạt là 85,3 và 88,4%. Để tăng hiệu suất, chúng tôi tiến

hành tăng số chu kỳ chiết lên thành 2 chu kỳ với dung môi sử dụng là n-hexan và

lƣợng axit sử dụng là 1 ml. Kết quả đƣợc thể hiện trong bảng 3.12.

Bảng 3.12: Kết quả chuyển pha sang n-hexan với 1 ml H2SO4 (1M)

NP OP Diện tích Tỷ lệ so Độ thu Tỷ lệ so Độ thu IS Diện tích Diện tích với IS hồi (%) với IS hồi (%)

Lần 1 6209 62745 10,11 82390 13,27 93,7 91,4

Lần 2 4597 46207 10,05 60765 13,22 93,4 90,9

Lần 3 4310 44101 10,23 57572 13,36 94,3 92,5

Lần 4 5426 56520 10,42 74598 13,75 97,1 94,2

TB 94,6 92,2

S 1,7 1,5

RSD (%) 1,8 1,6

Nhận xét: Kết quả cho thấy, khi tăng lên 2 chu kỳ chiết, hiệu suất thu hồi đã tăng

từ 85,3 % lên 92,2 % cho NP với RSD là 1,6 % và tăng từ 88,4% lên 94,6 % cho OP

với RSD là 1,8%. Theo AOAC với hàm lƣợng chất phân tích ở 10 ppm, độ thu hồi của

quá trình phải đạt từ 80-110%, và RSD phải nhỏ hơn 7,3%. Nhƣ vậy, kết quả của quá

trình chuyển dung môi với n-hexan với 2 chu kỳ chiết đạt yêu cầu.

35

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

3.2.2 Khảo sát quá trình phân tách APEO thành AP

Để có thể phân tích các APEO bằng GC-MS hoặc HPLC-PAD đề tài tiến hành

thử nghiệm phân tách các APEO. Tác nhân phân tách đƣợc lựa chọn là AlCl3/KI và

AlI3 với thời gian phản ứng khác nhau.

 Khảo sát hiệu quả phân tách APEO bằng AlI3

Để có đƣợc AlI3 chúng tôi tiến hành phản ứng điều chế từ Al và I2 theo các tài

liệu [14], [24]. Quá trình điều chế khoảng 0,01 mol AlI3 đƣợc mô tả nhƣ sau: Cân 0,4

g Al và 3,2 g I2 và bình ngƣng hồi lƣu, dùng đũa thủy tinh trộn đều hỗn hợp. Thêm

một vài giọt ACN và tiếp tục trộn đều cho phản ứng bắt đầu xảy ra. Tiếp tục thêm 10 ml ACN và tiến hành hồi lƣu trong bể điều nhiệt ở 90oC cho đến khi mất màu iot

(khoảng hơn 2 giờ) và xuất hiện kết tủa trắng trong bình.

Chuẩn bị 8 bình hồi ngƣng hồi lƣu và tiến hành điều chế AlI3 theo nhƣ trên. Khi

đã có đƣợc AlI3 kết tủa trắng trong bình ngƣng trong dung môi ACN, tiến hành thêm

0,1 ml dung dịch chuẩn APEO nồng độ 500 mg/l và thực hiện khảo sát thời gian phân

tách. Bình số 1 và bình số 2 tiến hành hồi lƣu phân tách trong 30 phút; bình số 3 và 4

tiến hành hồi lƣu phân tách trong 60 phút; bình số 5 và 6 tiến hành hồi lƣu phân tách

trong 90 phút; bình số 7 và 8 tiến hành hồi lƣu phân tách trong 120 phút. Sau phản ứng

thêm từ từ từng giọt nƣớc cho đến khi hết sôi và thêm khoảng 10 ml nƣớc nữa và để

nguội đến nhiệt độ phòng. Quá trình tiếp theo đƣợc chuyển sang dung môi n-hexan và

phân tích trên GC-MS. Kết quả đƣợc thể hiện trong Bảng 3.13.

Bảng 3.13: Khảo sát hiệu quả tách bằng AlI3

NPEO OPEO

Thời gian Nồng độ Độ thu hồi Nồng độ Độ thu hồi

(mg/l) (%) (mg/l) (%)

Bình 1 7,95 79,5 6,23 62,3

Bình 2 7,72 77,2 30 phút 5,59 55,9

Trung bình 78,4 59,1

Bình 3 8,64 86,4 8,55 85,5 60 phút Bình 4 8,01 80,1 8,42 84,2

36

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Trung bình 83,2 84,8

Bình 5 8,16 81,6 8,33 83,3

Bình 6 8,48 84,8 8,29 82,9 90 phút

Trung bình 83,2 83,1

Bình 7 8,62 86,2 8,64 86,4

8,38 83,8 8,30 83,0 120 phút Bình 8

Trung bình 85,0 84,7

Nhận xét: Kết quả cho thấy, hiệu suất của phản ứng tách tăng khi thời gian phản

ứng tăng từ 30 phút đến 60 phút (từ 78,4 đến 83,2% với NPEO và từ 59,1 đến 84,8%

vớp OPEO). Tuy nhiên, thời gian từ 60 đến 120 phút, hiệu suất của phản ứng tách gần

nhƣ không thay đổi. Theo AOAC [4], ở nồng độ 10 ppm độ thu hồi phải đạt từ 80-

110% cho thấy thời gian thực hiện phản ứng phân tách từ 60 phút là đạt yêu cầu.

 Khảo sát hiệu quả phân tách bằng AlCl3/KI

Để có khoảng 0,01 mol tác nhân AlCl3/KI trong ACN chúng tôi chuẩn bị nhƣ

sau: cân 1,5 g AlCl3 và 2,0 g KI vào bình ngƣng hồi lƣu, thêm 10 ml ACN, thêm 0,1

ml dung dịch chuẩn APEO nồng độ 500 mg/l và thực hiện khảo sát thời gian phân tách

với 8 bình nhƣ sau: Bình số 1 và bình số 2 tiến hành hồi lƣu phân tách trong 1 giờ;

bình số 3 và 4 tiến hành hồi lƣu phân tách trong 2 giờ; bình số 5 và 6 tiến hành hồi lƣu

phân tách trong 3 giờ; bình số 7 và 8 tiến hành hồi lƣu phân tách trong 4 giờ. Sau phản

ứng thêm từ từ từng giọt nƣớc cho đến khi hết sôi và thêm khoảng 10 ml nƣớc nữa và

để nguội đến nhiệt độ phòng. Quá trình tiếp theo đƣợc chuyển sang dung môi n-hexan

và phân tích trên GC-MS. Kết quả đƣợc thể hiện trong Bảng 3.14.

Bảng 3.14: Khảo sát hiệu quả tách bằng AlCl3/KI

NPEO OPEO

Thời gian Nồng độ Độ thu hồi Nồng độ Độ thu hồi

(mg/l) (%) (mg/l) (%)

Bình 1 0,63 6,3 0,50 5,0 1 giờ Bình 2 0,88 8,8 0,70 7,0

37

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Trung bình 7,6 6,0

Bình 3 3,92 39,2 3,17 31,7

Bình 4 4,03 2 giờ 40,3 3,11 31,1

Trung bình 39,8 31,4

Bình 5 4,62 46,2 4,79 47,9

Bình 6 3,68 3 giờ 36,8 3,54 35,4

Trung bình 41,5 41,6

Bình 7 5,43 54,3 6,12 61,2

Bình 8 5,36 4 giờ 53,6 6,04 60,4

Trung bình 54,0 60,8

Nhận xét: Hiệu suất của phản ứng tách tăng từ 1 giờ tới 4 giờ. Tuy nhiên, hiệu

suất cao nhất cũng chỉ là 54,0% với NP và 60,8 % với OP. Theo AOAC, ở nồng độ 10

ppm độ thu hồi phải đạt từ 80-110% cho thấy thời gian thực hiện phản ứng tách tới 4

giờ vẫn chƣa đạt yêu cầu.

Nhận xét chung: Hiệu quả của phản ứng phân tách với tác nhân AlI3 và

AlCl3/KI: Với việc sử dụng AlI3 sẽ mất thời gian 2 giờ để điều chế AlI3 từ Al và I2,

cùng với thời gian thực hiện phản ứng phân tách là 1 giờ, cho hiệu suất phân tách đạt

83,0% cho NPEO và 84,8% cho OPEO. Tổng thời gian thực hiện quá trình tách bằng

AlI3 là 3 giờ. Với việc sử dụng tác nhân tách là AlCl3/KI, tổng thời gian là 4 giờ mà

hiệu quả tách chỉ đạt 54,0% với NP và 60,8 % với OP. Nhƣ vậy, việc sử dụng tác nhân

tách là AlI3 đƣợc điều chế từ Al và I2 cho hiệu quả hơn về thời gian và hiệu suất tách.

3.2.3 Khảo sát, tối ưu quy trình chiết mẫu

Theo các tài liệu tham khảo và môi trƣờng phân tách các APEO thành các AP

cho phân tích, đề tài đã lựa chọn ACN là dung môi và phƣơng pháp chiết siêu âm để

chiết các hợp chất AP, APEO từ mẫu vật liệu dệt. Chúng tôi tiếp tục khảo sát thời gian

chiết và nhiệt độ chiết để tối ƣu phƣơng pháp.

 Khảo sát thời gian chiết

38

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Thời gian chiết đƣợc khảo sát ở các khoảng thời gian là 30; 45; 60; 75 phút với

quy trình nhƣ sau:

Cân 2,5 g mẫu cho vào bình phản ứng và đánh số thứ tự từ 1 đến 12. Các mẫu từ

1 đến 4 đƣợc dùng để đánh giá hiệu quả chiết các hợp chất AP, APEO. Mẫu số 5 đến 8

tiến hành thêm 0,5 ml hỗn hợp chuẩn AP nồng độ 500 mg/l để đánh giá hiệu suất thu

hồi các AP. Mẫu số 9 đến 12 tiến hành thêm 0,5 ml hỗn hợp chuẩn APEO nồng độ 500

mg/l để đánh giá hiệu suất thu hồi các APEO.

Thêm 50 ml ACN vào tất cả các bình. Mẫu số 1, 5, 9 đƣợc tiến hành chiết siêu

âm trong 30 phút; mẫu 2, 6, 10 đƣợc tiến hành chiết siêu âm trong 45 phút; mẫu 3, 7,

11 đƣợc tiến hành chiết siêu âm trong 60 phút; mẫu 4, 8, 12 đƣợc tiến hành chiết siêu

âm trong 75 phút. Tất cả các mẫu đƣợc chiết ở nhiệt độ phòng. Sau khi chiết, lấy 10 ml

dịch chiết các mẫu từ 1 đến 8 và tiến hành chuyển dung môi nhƣ mô tả trong mục

3.2.1 và bơm lên GC-MS.

Lấy 10 ml dịch chiết từ các mẫu 1 đến 4 và 9 đến 12 và tiến hành thực hiện phản

ứng phân tách theo quy trình mô tả trong 3.2.1 và bơm lên GC-MS. Kết quả đánh giá

qua lƣợng các hợp chất AP, APEO chiết đƣợc và độ thu hồi của quá trình chiết.

Bảng 3.15: Kết quả khảo sát thời gian chiết mẫu

Thời gian chiết Mẫu thử OP NP OPEO NPEO

Mẫu thật (mg/l) Kph Kph Kph 1,46

Mẫu thêm AP (mg/l) 96,8 98,7 / /

30 phút Thu hồi AP (%) 96,8 98,7

Mẫu thêm APEO (mg/l) / / 8,18 9,87

Thu hồi APEO (%) 81,8 84,1

Mẫu thật (mg/l) Kph Kph Kph 1,67

Mẫu thêm AP (mg/l) 95,8 97,8 / /

45 phút Thu hồi AP (%) 95,8 97,8

Mẫu thêm APEO (mg/l) / / 8,66 9,91

Thu hồi APEO (%) 86,6 82,4

60 phút Mẫu thật (mg/l) Kph Kph Kph 2,36

39

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Mẫu thêm AP (mg/l) 93,2 95,1 / /

Thu hồi AP (%) 93,2 95,1

Mẫu thêm APEO (mg/l) / / 8,43 10,45

Thu hồi APEO (%) 84,3 80,9

Mẫu thật (mg/l) Kph Kph Kph 2,36

Mẫu thêm AP (mg/l) 95,1 97,0 / /

95,1 97,0 75 phút Thu hồi AP (%)

Mẫu thêm APEO (mg/l) / / 8,23 10,59

Thu hồi APEO (%) 82,3 82,3

Nhận xét: Kết quả cho thấy, lƣợng NPEO thu đƣợc trên mẫu thật trong thời gian

chiết tăng từ 30-60 phút. Từ 60 đến 75 phút, lƣợng NPEO chiết đƣợc trong mẫu thật

không thay đổi. Với hiệu suất thu hồi trên mẫu thêm của từng chất dƣờng nhƣ không

có sự thay đổi trong thời gian chiết mẫu. Cụ thể: của NP đạt từ 95,1-97,8%; của OP

đạt từ 93,2-95,8%; của NPEO đạt từ 80,9-84,1%; của OPEO đạt từ 81,8-84,3 %. Theo

AOAAC ở nồng độ 10 ppm, độ thu hồi phải nằm từ 80-110 %. Với kết quả này, chúng

tôi lựa chọn thời gian chiết mẫu là 60 phút cho các nghiên cứu tiếp theo.

 Khảo sát nhiệt độ chiết

Nhiệt độ chiết đƣợc khảo sát ở các khoảng thời gian là nhiệt độ phòng (không

kiểm soát nhiệt độ, khi chiết siêu âm nhiệt độ sẽ tăng lên, khoảng nhiệt độ theo dõi đƣợc là từ 25-35 oC), 30, 40 và 50 oC với quy trình nhƣ sau:

Cân 2,5 g mẫu cho vào bình phản ứng và đánh số thứ tự từ 1 đến 12. Các mẫu từ

1 đến 4 đƣợc dung để đánh giá hiệu quả chiết các hợp chất AP, APEO. Mẫu số 5 đến 8

tiến hành thêm 0,5 ml hỗn hợp chuẩn AP nồng độ 500 mg/l để đánh giá hiệu suất thu

hồi các AP. Mẫu số 9 đến 12 tiến hành thêm 0,5 mg hỗn hợp chuẩn APEO nồng độ

500 mg/l để đánh giá hiệu suất thu hồi các APEO.

Thêm 50 ml ACN vào tất cả các bình. Mẫu số 1, 5, 9 đƣợc tiến hành chiết ở nhiệt độ phòng; mẫu 2, 6, 10 đƣợc tiến hành chiết ở 30 oC; mẫu 3, 7, 11 đƣợc tiến hành chiết ở 40 oC; mẫu 4, 8, 12 đƣợc tiến hành chiết ở 50 oC. Tất cả các mẫu đƣợc chiết trong 60

40

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

phút. Sau khi chiết, lấy 10 ml dịch chiết các mẫu từ 1 đến 8 và tiến hành chuyển pha

dung môi nhƣ mô tả trong mục 3.2.1 và bơm lên GC-MS.

Lấy 10 ml dịch chiết từ các mẫu 1 đến 4 và 9 đến 12 và tiến hành thực hiện phản

ứng phân tách theo quy trình mô tả trong 3.2.1 và bơm lên GC-MS. Kết quả đánh giá

qua lƣợng các hợp chất AP, APEO chiết đƣợc và độ thu hồi của quá trình chiết.

Bảng 3.16: Kết quả khảo sát nhiệt độ chiết mẫu

Nhiệt độ chiết Mẫu thử OPEO NPEO NP OP

Kph 2,67 Kph Mẫu thật (mg/l) Kph

9,58 / / Mẫu thêm AP (mg/l) 9,39 Nhiệt độ 95,8 Thu hồi AP (%) 93,9 phòng / 8,20 10,96 Mẫu thêm APEO (mg/l) /

82,0 82,9 Thu hồi APEO (%)

Kph Kph 2,45 Mẫu thật (mg/l) Kph

9,36 / / Mẫu thêm AP (mg/l) 9,17

93,6 30 oC Thu hồi AP (%) 91,7

/ 8,62 11,13 Mẫu thêm APEO (mg/l) /

86,2 86,8 Thu hồi APEO (%)

Kph Kph 2,89 Mẫu thật (mg/l) Kph

9,57 / / Mẫu thêm AP (mg/l) 9,38

95,7 40 oC Thu hồi AP (%) 93,8

/ 8,30 11,13 Mẫu thêm APEO (mg/l) /

83,0 82,4 Thu hồi APEO (%)

Kph Kph 2,81 Mẫu thật (mg/l) Kph

9,28 / / Mẫu thêm AP (mg/l) 9,09

92,8 50 oC Thu hồi AP (%) 90,9

/ 8,38 11,25 Mẫu thêm APEO (mg/l) /

83,8 84,4 Thu hồi APEO (%)

Nhận xét: Kết quả cho thấy, lƣợng NPEO thu đƣợc trên mẫu thật tăng khi nhiệt độ chiết tăng từ 30oC đến 40oC. Từ 40oC đến 50oC lƣợng NPEO chiết đƣợc trong mẫu

41

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

thật không thay đổi, Tuy nhiên khi chiết ở nhiệt độ 30oC so với nhiệt độ phòng lƣợng

NPEO giảm, điều này là do quá trình chiết siêu âm tại nhiệt độ phòng không đƣợc

kiểm soát nhiệt độ mặt có thể làm tăng nhiệt độ chiết. Với hiệu suất thu hồi trên mẫu

thêm của từng chất dƣờng nhƣ không có sự thay đổi khi thay đổi nhiệt độ chiết. Cụ

thể: của NP đạt từ 92,8-95,8%; của OP đạt từ 90,9-93,9%; của NPEO đạt từ 82,9-

86,8%; của OPEO đạt từ 82,0-86,2 %. Theo AOAAC ở nồng độ 10 ppm, độ thu hồi

phải nằm từ 80-110 %. Với kết quả này, chúng tôi lựa chọn nhiệt độ chiết mẫu là 40 oC.

3.2.4 Tổng kết quy trình chuẩn bị mẫu

Từ các kết quả khảo sát, lựa chọn dung môi cho phân tích trên GC-MS; khảo sát,

lựa chọn quy trình phân tách các APEO; khảo sát, tối ƣu quy trình chiết mẫu sau đây là

các bƣớc thực hiện chuẩn bị mẫu:

 Chuẩn bị AlI3:

Cân xấp xỉ 0,4 g Al và 3,2 g I2 vào bình cất, nhỏ vài giọt ACN vào bình và dùng

đũa thủy tinh khuấy đều cho phản ứng bắt đầu xảy ra. Bổ sung 10 ml ACN vào bình và tiến hành hồi lƣu ở 90oC cho đến khi quan sát thấy mất màu tím của I2 (khoảng 2 giờ).

 Chuẩn bị mẫu:

42

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Cân 2,5 g mẫu vào bình

phản ứng

Cho phân tích GC-MS:

Bổ sung 50 ml CAN; chiết siêu âm trong 1 giờ ở 40oC

- 10 ml dịch chiết + 10 ml nƣớc cất + 1 ml axit H2SO4 (1M) + 100 µl dung dịch nội chuẩn

Cho phân tích HPLC: lọc

- Chiết lỏng-lỏng 2 chu kỳ với 20 ml n-hexan.

- Thu lấy n-hexan và cô quay đến còn muối ẩm

dịch chiết và bơm lên HPLC,

nồng độ AP là C1

- 2 g Na2SO4 để loại bỏ hơi nƣớc và tái

hòa tan cặn trong 5 ml n-hexan.

- Lọc và bơm lên GC-MS, nồng độ AP

là C2

- 10 ml dịch chiết vào bình cất hồi lƣu có sẵn AlI3 từ quá trình chuẩn bị AlI3 và hồi lƣu trong 1 giờ.

- Nhỏ vài giọt nƣớc cho đến khi không còn sôi và

- Thêm 10 ml nƣớc và để nguội đến nhiệt độ phòng

- Chuyển vào phễu chiết, thực hiện chiết lỏng – lỏng 2 chu kỳ với 20 ml n- hexan, 1ml axit H2SO4 1M, thu thập lấy pha n-hexan.

- Bay hơi đến còn muối ẩm, thêm 2 g Na2SO4 để loại bỏ hơi nƣớc

Cho phân tích HPLC: hòa tan cặn Cho phân tích GC-MS: thêm 100 µl

bằng 5 ml CAN; lọc và bơm lên dung dịch nội chuẩn (50 mg/l), + 5 ml

HPLC; nồng độ AP là C3 n-hexan; lọc và bơm lên GC-MS; nồng

độ AP là C4

43

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Tính toán kết quả trên mẫu cho các AP:

+ Trên HPLC:

CAP =

+ Trên GC-MS:

CAP =

Trong đó CAP là hàm lƣợng của NP hoặc OP trên mẫu (tính theo mg/kg); C1 là

kết quả đo đƣợc của NP hoặc OP trên HPLC (tính theo mg/l); C2 là kết quả đo đƣợc

của NP hoặc OP trên GC-MS (tính theo mg/l); m là khối lƣợng mẫu (tính theo g).

Tính toán kết quả trên mẫu cho các APEO:

+ Trên HPLC:

CAPEO =

+ Trên GC-MS:

CAPEO =

Trong đó CAPEO là hàm lƣợng của NPEO hoặc OPEO trên mẫu (tính theo mg/kg);

C3 là kết quả đo đƣợc của NP hoặc OP trên HPLC sau khi phân tách (tính theo mg/l);

C4 là kết quả đo đƣợc của NP hoặc OP trên GC-MS sau khi phân tách (tính theo mg/l).

3.3. Xác nhận giá trị sử dụng của phƣơng pháp

Trên cơ sở các điều kiện tối ƣu hóa trên các thiết bị GC-MS và HPLC-PAD, đề

tài tiến hành xác nhận giá trị sử dụng của phƣơng pháp với thực hiện xử lý mẫu nhƣ

quy trình đã tối ƣu và phân tích trên cả 2 thiết bị là HPLC-PAD và GC-MS.

3.3.1 Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp khi phân tích trên HPLC-PAD

3.3.1.1 Độ lặp lại của thiết bị

Với một hệ máy có độ nhạy cao thì sự ổn định và lặp lại đóng vai trò quan trọng

trong phân tích. Độ lặp tốt mới có thể cho độ chính xác tốt, trong một phạm vi cho

phép. Đối với hệ máy sắc ký, khi đã lựa chọn đƣợc điều kiện tối ƣu cho quá trình tách,

thì một yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả phân tích đó là độ lặp của thiết bị, bao

44

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

gồm cả độ lặp về tỷ lệ diện tích pic và thời gian lƣu. Bảng 3.17 chỉ ra độ lặp lại của

các điều kiện tối ƣu đã chọn về diện tích pic và thời gian lƣu. Dung dịch chuẩn để

khảo sát độ lặp có nồng độ 10 ppm mỗi AP. Mỗi dung dịch đƣợc bơm 3 lần lên hệ

thống để xác định độ lặp diện tích pic và thời gian lƣu.

Bảng 3.17: Độ lặp lại trên thiết bị HPLC-PAD

OP NP

T (phút) S T (phút) S

11,20 1452185 14,42 976604 Lần 1

11,42 1492851 14,61 985512 Lần 2

11,35 1405672 14,55 961216 Lần 3

11,3 1450.236,0 14,5 974444,0 TB

0,1 43622,2 0,1 12291,2 S

1,0 3,0 0,7 1,3 % RSD

Nhận xét: RSD của thời gian lƣu và diện tích pic đều nhỏ hơn 5%, cho thấy thiết

bị có độ lặp lại tốt.

3.3.1.2 Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ)

Trong sắc ký, ngƣời ta thƣờng dựa vào tín hiệu của pic sắc ký trên nhiễu nền

(S/N) để xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng. Nếu pic sắc ký cho S/N

xấp xỉ 3 đƣợc coi là giới hạn phát hiện và xấp xỉ 10 đƣợc coi là giới hạn định lƣợng.

Để xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lƣợng trên HPLC, chúng tôi tiến hành

pha các dung dịch chuẩn chứa nồng độ của NP, OP với nồng độ lần lƣợt là 0,1; 0,2;

0,5; 1,0; 1,5; 2,0 mg/l, bơm lên HPLC và tiến hành xác định giá trị S/N nhƣ sau:

45

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Bảng 3.18: Khảo sát tín hiệu trên nhiễu (S/N) trên HPLC

Nồng độ (mg/l) NP OP

0,1 1,3 1,5

0,2 2,1 2,4

0,5 3,1 3,8

1,0 6,8 8,5

1,5 9,3 12,4

2,0 15,6 20,8

Nhận xét: Kết quả phân tích cho thấy, giới hạn phát hiện trên thiết bị của NP, OP

là 0,5 mg/l và giới hạn định lƣợng là 1,5 mg/l.

3.3.1.3 Đường chuẩn

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 ra nồng độ mẫu thực nằm trong khoảng tuyến tính. Các dung dịch dùng để dựng

đƣờng chuẩn đƣợc pha loãng đến 5 ml bằng ACN từ các dung dịch chuẩn làm việc.

Nồng độ các dung dịch này đƣợc thể hiện trong Bảng 3.19. Mỗi dung dịch đƣợc bơm

trên hệ sắc ký, diện tích pic sẽ là số liệu để dựng đƣờng chuẩn sự phụ thuộc của diện

tích pic vào nồng độ.

Bảng 3.19: Các dung dịch dựng đƣờng chuẩn

Thể tích chuẩn làm Thể tích cuối Nồng độ Nồng độ

việc (100 mg/l) (µl) cùng của ACN OP (mg/l) NP (mg/l)

Chuẩn 1 50 1 1 5 ml

Chuẩn 2 100 2 2 5 ml

Chuẩn 3 250 5 5 5 ml

Chuẩn 4 500 10 10 5 ml

Chuẩn 5 750 15 15 5 ml

Chuẩn 6 1000 20 20 5 ml

46

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Bảng 3.20: Diện tích pic của các điểm chuẩn

Diện tích OP Diện tích NP Chuẩn

Chuẩn 1 143375 198828

Chuẩn 2 222160 349061

Chuẩn 3 532372 770745

Chuẩn 4 976604 1452185

Chuẩn 5 1461110 2185555

Chuẩn 6 1923240 2898041

Hình 3.8: Đƣờng chuẩn của OP và NP

Các phƣơng trình đƣờng chuẩn trên thiết bị thu đƣợc nhƣ sau:

Bảng 3.21: Phƣơng trình đƣờng chuẩn các AP trên HPLC

Các AP Phƣơng trình đƣờng chuẩn Hệ số R2

OP Y = 12053,7 + 148191X 0,9999

NP Y = 15631,3 + 120650X 0,9997

Nhận xét: Đƣờng chuẩn của OP, NP có hệ số tƣơng quan R2 lần lƣợt là 0,9999 và 0,9998. Đối với phƣơng pháp sắc ký, thông thƣờng R2≥0,995 là đạt yêu cầu. Kết

quả cho thấy trong phạm vi dựng đƣờng chuẩn NP, OP có tính tuyến tính cao.

47

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

3.3.1.4 Giới hạn định lượng của phương pháp (MQL)

Trên cở sở giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của thiết bị, để xác định

giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp, chúng tôi tiến hành thử nghiệm trên mẫu giả

nhƣ trong mục 2.3.3, với lƣợng các AP đƣợc thêm vào mẫu là 150 µl dung dịch chuẩn

làm việc AP 500 mg/l và lƣợng các APEO đƣợc thêm trên mẫu là 100 µl dung dịch

chuẩn là việc APEO 500 mg/l để kết quả đo đƣợc xấp xỉ LOQ. Tiến hành xử lý 7 lần

và tính toán kết quả nhƣ trong 3.2.4. Tính toán giá trị trung bình của kết quả thu đƣợc.

Để khẳng định kết quả trung bình là giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp, theo

ISO/TS 13530:2009, giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp (MQL).

MQL ≥

Ở độ tin cậy 95 %, số thí nghiệm N = 7, t = 2.44

Bảng 3.22: Giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp

OP NP OPEO NPEO Lần TN mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg

1,64 16,40 1,86 18,63 Lần 1 1,25 25,06 1,32 26,42

1,40 13,99 1,59 15,92 Lần 2 1,42 28,46 1,52 30,48

1,81 18,05 1,49 14,92 Lần 3 1,50 29,96 1,30 26,00

1,65 16,49 1,38 13,76 Lần 4 1,32 26,44 1,58 31,68

1,66 16,57 1,45 14,53 Lần 5 1,68 33,64 1,20 24,04

1,84 18,41 1,48 14,83 Lần 6 1,53 30,56 1,43 28,56

1,72 17,23 1,83 18,26 Lần 7 1,43 28,66 1,63 32,58

16,73 15,84 TB 28,97 28,54

1,44 1,90 S 2,81 3,19

13,35 17,52 25,97 29,50

16,7 17,5 MQL 29,0 29,5

Nhận xét: Giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp cho các chất OP, NP, OPEO,

NPEO lần lƣợt là: 29,0; 29,5; 16,7; 17,5 mg/kg. Giới hạn này hoàn toàn phù hợp để

xác định tính hợp chuẩn của các sản phẩm dệt may trên thị trƣờng.

48

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

3.3.1.5 Đánh giá độ chụm của phương pháp

 Độ lặp:

Để đánh giá độ lặp của phƣơng pháp, tiến hành chuẩn bị mẫu giả nhƣ trong mục

2.3.3 với hàm lƣợng NP, OP lần lƣợt là 50; 120 và 300 mg/kg; (cho 250; 600; 1500 µl

dung dịch chuẩn làm việc AP (500mg/l) lên 2,5 g vải chuẩn) và mẫu giả có hàm lƣợng

APEO là 25; 60; 150 mg/kg (cho 125; 300; 750 µl dung dịch chuẩn làm việc APEO

500 mg/l lên 2,5 g vải chuẩn) để đạt đƣợc nồng độ phân tích cho các AP, APEO phân

tách thành AP đo trên thiết bị ở các dải làm việc của đƣờng chuẩn và tiến hành xử lý

nhƣ mẫu thật với 5 lần thí nghiệm. Tính toán giá trị trung bình của kết quả thu đƣợc

(mg/kg) theo 3.2.4 từ kết quả theo đƣờng chuẩn (mg/l). Kết quả đƣợc thể hiện trong

các Bảng 3.23; 3.24 và 3.25.

Bảng 3.23: Độ lặp của phƣơng pháp trên HPLC ở khoảng thấp

OP NP OPEO NPEO Lần TN mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg

Lần 1 2,332 46,64 2,394 47,88 2,099 20,99 2,338 23,38

Lần 2 2,451 49,02 2,369 47,38 2,082 20,82 2,118 21,18

Lần 3 2,376 47,52 2,356 47,12 2,021 20,21 2,214 22,14

Lần 4 2,360 47,20 2,440 48,80 2,228 22,28 2,078 20,78

Lần 5 2,490 49,80 2,569 51,38 1,949 19,49 2,027 20,27

TB 48,0 20,8 21,6 48,5

S 1,32 1,03 1,10 1,73

RSD (%) 2,8 5,0 5,1 3,6

49

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Bảng 3.24: Độ lặp của phƣơng pháp trên HPLC ở khoảng giữa

OP NP OPEO NPEO Lần TN mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg

Lần 1 5,798 115,96 5,936 118,72 4,809 48,09 4,755 47,55

Lần 2 5,890 117,80 6,079 121,58 4,957 49,57 5,087 50,87

Lần 3 5,816 116,32 6,180 123,60 4,776 47,76 5,091 50,91

Lần 4 5,993 119,86 5,697 113,94 4,819 48,19 4,786 47,86

Lần 5 6,007 120,14 5,807 116,14 5,007 50,07 5,025 50,25

118,0 118,8 48,7 49,5 TB

1,94 3,92 1,02 1,65 S

1,6 3,3 2,1 3,3 RSD (%)

Bảng 3.25: Độ lặp của phƣơng pháp trên HPLC ở khoảng cao

OP NP OPEO NPEO Lần TN mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg

Lần 1 14,40 287,96 14,11 282,16 12,56 125,57 12,70 127,02

Lần 2 14,21 284,16 14,48 289,62 12,15 121,48 12,85 128,49

Lần 3 13,34 266,76 14,13 282,68 12,62 126,20 13,39 133,90

Lần 4 14,11 282,26 14,81 296,10 12,17 121,72 12,35 123,48

Lần 5 14,64 292,84 14,69 293,72 13,48 134,81 12,40 124,00

282,8 288,9 126,0 127,4 TB

9,83 6,32 5,40 3,76 S

3,5 2,2 4,3 2,9 RSD (%)

Nhận xét: Độ lệch chuẩn tƣơng đối –RSD của phƣơng pháp ở khoảng thấp trên

HPLC là 2,8-5,1%; ở khoảng giữa là 1,6-3,3 %; ở khoảng cao là 2,5-4,3 %. Theo AOAC, ở cỡ nồng độ 10-5 (khoảng thấp), RSD ≤ 7,3 %; ở cỡ nồng độ 10-4 (khoảng

giữa và khoảng cao), RSD ≤ 5,3 %. So với giá trị này, độ lặp của phƣơng pháp đạt yêu

cầu.

50

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

 Độ lặp lại:

Để đánh giá độ lặp của phƣơng pháp, tiến hành chuẩn bị mẫu giả nhƣ trong mục

2.3.3 với hàm lƣợng các AP là 120 mg/kg (cho 600 µl dung dịch chuẩn làm việc AP

(500 mg/l)lên 2,5 g vải chuẩn) và mẫu giả có hàm lƣợng các APEO là 60 mg/kg (cho

3000 µl dung dịch chuẩn làm việc APEO (500 mg/l) lên 2,5 g vải chuẩn) và tiến hành

xử lý nhƣ mẫu thật với 2 mẻ khác nhau, mỗi mẻ 5 lần thí nghiệm. Tính toán giá trị

trung bình của kết quả thu đƣợc (mg/kg) theo 3.2.4 từ kết quả theo đƣờng chuẩn

(mg/l). Kết quả đƣợc thể hiện trong Bảng 3.26.

Bảng 3.26: Độ lặp lại của phƣơng pháp trên HPLC

OP (mg/kg) NP (mg/kg) OPEO (mg/kg) NPEO (mg/kg) Lần TN Mẻ 1 Mẻ 2 Mẻ 1 Mẻ 2 Mẻ 1 Mẻ 2 Mẻ 1 Mẻ 2

Lần 1 115,96 118,90 118,72 116,56 48,09 49,99 47,55 50,74

Lần 2 117,80 115,90 121,58 121,12 49,57 48,66 50,87 48,61

Lần 3 116,32 117,74 123,60 118,12 47,76 47,05 50,91 47,39

Lần 4 119,86 116,30 113,94 114,40 48,19 49,30 47,86 51,67

Lần 5 120,14 117,66 116,14 108,78 50,07 50,84 50,25 49,89

118,0 117,3 118,8 115,8 48,7 49,2 49,5 49,7 TB 117,7 117,3 49,0 49,6

1,94 1,21 3,92 4,62 1,02 1,43 1,65 1,52 S 1,57 4,34 1,19 1,58

1,6 1,0 3,3 4,0 2,1 2,9 3,3 3,1 RSD (%) 1,3 3,7 2,4 3,2

Nhận xét: Độ lệch chuẩn tƣơng đối của từng mẻ thí nghiệm cho các chất là từ 1,0-4,0 % và giữa các mẻ thí nghiệm là 1,3-3,7%. Theo AOAC ở cỡ nồng độ 10-4,

RSD ≤ 5,3 %. So với giá trị này, độ lặp của phƣơng pháp đạt yêu cầu.

Tuy nhiên, độ lệch chuẩn tƣơng đối chỉ cho biết sự gần nhau của các giá trị giữa

2 mẻ thực nghiệm mà không cho biết sự khác nhau giữa 2 mẻ có ý nghĩa thống kê hay

không [2]. Để kiểm tra điều này, chúng tôi sử dụng chuẩn Student với

51

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

tthực nghiệm =

Nếu tthực nghiệm < ttra bảng thì sự sai khác giữa 2 mẻ thí nghiệm không có ý nghĩa

thống kê; nếu tthực nghiệm > ttra bảng thì sự sai khác giữa 2 mẻ thí nghiệm có ý nghĩa

thống kê.

Bảng 3.27: Kiểm tra thống kê kết quả 2 mẻ thí nghiệm

OPEO NPEO OP NP

118,0 118,8 48,7 49,5

1,94 3,92 1,02 1,65 S1

117,3 115,8 49,2 49,7

1,43 1,52 1,21 4,62 S2

0,19 0,06 0,20 0,33 tthực nghiệm

Ở độ tin cậy 95 %, số thí nghiệm là 10, ttra bảng = 2,31. Nhƣ vậy, tthực_nghiệm <

ttra_bảng chứng tỏ sự sai khác giữa 2 mẻ thí nghiệm không có ý nghĩa thống kê.

3.3.1.6 Đánh giá độ đúng của phương pháp

Độ đúng của phƣơng pháp phá mẫu là một trong những đại lƣợng quan trọng để

đánh giá hiệu quả của phƣơng pháp. Độ đúng của phƣơng pháp đƣợc đánh giá qua độ

thu hồi ở 3 khoảng làm việc của đƣờng chuẩn. Tiến hành thêm trên mẫu giả để có hàm

lƣợng của NP, OP lần lƣợt là 50; 120 và 300 mg/kg; (cho 250; 600; 1500 µl dung dịch

chuẩn làm việc AP (500mg/l) lên 2,5 g vải chuẩn) và mẫu giả có hàm lƣợng APEO là

25; 60; 150 mg/kg (cho 125; 300; 750 µl dung dịch chuẩn làm việc APEO 500 mg/l

lên 2,5 g vải chuẩn) để đạt đƣợc nồng độ phân tích cho các AP, APEO phân tách thành

AP đo trên thiết bị ở các dải làm việc của đƣờng chuẩn và tiến hành xử lý nhƣ mẫu

thật với 5 lần thí nghiệm. Tính toán hàm lƣợng trên mẫu (mg/kg) theo 3.2.4 từ kết quả

theo đƣờng chuẩn (mg/l). Chia giá trị tính đƣợc này cho hàm lƣợng thêm trên mẫu

đƣợc hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp. Kết quả đƣợc thể hiện trong các Bảng 3.28;

3.29 và 3.30.

52

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Bảng 3.28: Độ đúng ở khoảng thấp trên HPLC

OP NP OPEO NPEO Lần TN mg/kg % mg/kg % mg/kg % mg/kg %

Lần 1 46,64 93,3 47,88 95,8 20,99 84,0 23,38 93,5

Lần 2 49,02 98,0 47,38 94,8 20,82 83,3 21,18 84,7

Lần 3 47,52 95,0 47,12 94,2 20,21 80,8 22,14 88,6

Lần 4 47,20 94,4 48,80 97,6 22,28 89,1 20,78 83,1

Lần 5 49,80 99,6 51,38 102,8 19,49 78,0 20,27 81,1

TB 96,0 97,0 83,2 86,4

Bảng 3.29: Độ đúng ở khoảng giữa trên HPLC

OP NP OPEO NPEO Lần TN mg/kg % mg/kg % mg/kg % mg/kg %

96,6 Lần 1 115,96 118,72 98,9 48,09 80,2 47,55 79,3

98,2 Lần 2 117,80 121,58 101,3 49,57 82,6 50,87 84,8

96,9 Lần 3 116,32 123,60 103,0 47,76 79,6 50,91 84,9

99,9 Lần 4 119,86 113,94 95,0 48,19 80,3 47,86 79,8

Lần 5 120,14 100,1 116,14 96,8 50,07 83,5 50,25 83,8

TB 98,3 99,0 81,2 82,5

Bảng 3.30: Độ đúng ở khoảng cao trên HPLC

OP NP OPEO NPEO Lần TN mg/kg % mg/kg % mg/kg % mg/kg %

Lần 1 287,96 282,16 94,1 125,57 83,7 127,02 84,7 96,0

Lần 2 284,16 289,62 96,5 121,48 81,0 128,49 85,7 94,7

Lần 3 266,76 282,68 94,2 126,20 84,1 133,90 89,3 88,9

Lần 4 282,26 296,10 98,7 121,72 81,1 123,48 82,3 94,1

Lần 5 292,84 293,72 97,9 134,81 89,9 124,00 82,7 97,6

TB 96,3 84,0 84,9 94,3

53

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Nhận xét: Độ thu hồi của OP, NP, OPEO, NPEO ở khoảng nồng độ thấp lần lƣợt

là 96,0 %; 97,0 %; 82,3 %; 86,4%; ở khoảng nồng độ giữa lần lƣợt là 98,3 %; 99,0 %;

81,2 %; 82,5 %; ở khoảng nồng độ cao lần lƣợt là: 94,3 %; 96,3 %; 84,0 %; 84,9 %. Theo AOAC, ở cỡ nồng độ 10-5 (khoảng thấp), độ đúng phải từ 80-110 %; ở cỡ nồng độ 10-4 (khoảng giữa và khoảng cao), độ đúng phải từ 90-107 %. So với kết quả thực

nghiệm, độ đúng của NP, OP đạt yêu cầu của một phƣơng pháp phân tích, độ đúng của

NPEO, OPEO ở nồng độ giữa và cao chƣa đạt yêu cầu của phép phân tích.

Chúng tôi tiến hành đánh giá độ thu hồi của phƣơng pháp với NPEO và OPEO

xem có mắc sai số hệ thống không. Nếu phƣơng pháp không mắc sai số hệ thống, kết

quả phân tích không đạt yêu cầu, nếu phƣơng pháp mắc sai số hệ thống thì sử dụng giá

trị hiệu chỉnh trong tính toán kết quả phân tích cho NPEO và OPEO.

Để kiểm tra điều này. sử dụng chuẩn Student với độ tin cậy 95 %. Nếu

tthực_nghiệm > ttra bảng thì kết quả phải đƣợc hiệu chỉnh với hệ số thu hồi; nếu

tthực nghiệm ≤ ttra_bảng thì phƣơng pháp mắc sai số ngẫu nhiên. Với tthực nghiệm đƣợc tính nhƣ

sau:

x tthực nghiệm =

là độ thu hồi trung bình, S là độ lệch chuẩn, N là số thí nghiệm. Kết quả

đƣợc thể hiện trong Bảng 3.31.

Bảng 3.31: Đánh giá tính có nghĩa của hệ số thu hồi

OPEO (%) NPEO (%)

83,2 86,4 Khoảng S 4,1 4,9 thấp 9,1 6,2 tthực nghiệm

81,2 82,5 Khoảng S 1,7 2,8 giữa 24,6 14,2 tthực nghiệm

84,0 84,9

Khoảng cao S 3,6 2,8

9,9 12,0 tthực nghiệm

54

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Ở độ tin cậy 95%, số thí nghiệm là 5 ttra bảng = 2,77. Nhƣ vậy tthực nghiệm đề lớn hơn

ttra bảng nên phƣơng pháp mắc sai số hệ thống, cần hiệu chỉnh kết quả bằng cách chia

cho hệ số thu hồi.

Khi đó, hàm lƣợng của các APEO đƣợc tính theo công thức sau:

CAPEO =

Trong đó, R là độ thu hồi của mẫu kiểm soát (QC) thử nghiệm cùng mẻ với mẫu,

thính theo %.

3.3.2 Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp khi phân tích trên GC-MS

3.3.2.1 Độ lặp của thiết bị

Để đánh giá độ lặp lại của thết bị GC-MS, tiến hành pha dung dịch chuẩn có

nồng độ 10 ppm cho mỗi AP và nồng độ nội chuẩn 1 mg/l. Mỗi dung dịch đƣợc bơm 3

lên GC-MS để xác định độ lặp tỷ lệ diện tích pic giữa chất chuẩn và nội chuẩn cùng

thời gian lƣu.

Bảng 3.32: Độ lặp lại của thiết bị GC-MS

Tỷ lệ

T

Diện

T

Diện

Tỷ lệ

T

Diện

diện

(phút)

tích

(phút)

tích

diện tích

(phút)

tích

tích

Nội chuẩn OP NP

10,79- Lần 1 12,38 96617 9,99 164500 19,18 142125 14,78 11,56

10,79- Lần 2 12,38 3750 10,01 97094 20,44 52018 15,16 11,55

10,80- Lần 3 12,37 5288 10,00 109483 20,70 74395 14,07 11,59

10,79- TB 12,38 10,00 20,11 14,67 11,57

0,05- % 0,05 0,10 4,04 3,78 0,2 RSD

55

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Nhận xét: % RSD của các diện tích pic và thời gian lƣu của các lần lặp lại đều

dƣới 5%. Vì vậy, kết luận đƣợc hệ sắc ký đã chọn có độ lặp lại tốt, phù hợp phép phân

tích. Hình 3.3-2 thể hiện sắc đồ khảo sát độ lặp lại trên hệ GC-MS.

O

P

NP

O

P

N

P

O

P

N

P

Hình 3.9: Độ lặp lại của thiết bị GC-MS

3.3.2.2 Giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ)

Khảo sát giới hạn phát hiện của thiết bị bằng việc xác định tín hiệu trên nhiễu của

pic của các AP. Tại nồng độ cho tín hiệu trên nhiễu (S/N) ~ 3 đƣợc xác định là giới

hạn phát hiện của thiết bị. Do sự khác nhau về dạng pic (OP là pic đơn, NP là pic đa)

nên S/N của OP và NP đƣợc xác định khác nhau. S/N của OP đƣợc xác định theo cách

theo chiều cao của pic sắc ký so với chiều cao của nền. S/N của NP đƣợc xác định theo

diện tích pic của OP khi có chuẩn và không có chuẩn. Kết quả đƣợc thể hiện trong

Bảng 3.33.

56

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Bảng 3.33: Khảo sát tín hiệu trên nhiễu (S/N) trên GC-MS

Nồng độ (mg/l) OP NP

0,01 0,7 /

0,02 1,6 0,6

0,05 3,1 1,4

0,10 4,8 2,6

0,25 10,5 7,1

0,5 20,8 12,8

1,0 46,2 20,6

Nhận xét: Giới hạn phát hiện của OP, NP trên GC-MS là 0,05 và 0,1 mg/l; Giới

hạn định lƣợng là 0,25 và 0,5 mg/l.

3.3.2.3 Đường chuẩn

Pha các dung dịch dùng để dựng đƣờng chuẩn trong 5 ml n-hexan từ các dung

dịch chuẩn làm việc. Nồng độ các dung dịch này đƣợc thể hiện trong Bảng 3.34. Mỗi

dung dịch đƣợc bơm trên hệ sắc ký, tỷ lệ diện tích pic so với nội chuẩn sẽ là số liệu để

dựng đƣờng chuẩn sự phụ thuộc của diện tích pic vào nồng độ.

Bảng 3.34: Các dung dịch dựng đƣờng chuẩn

Chuẩn làm việc Nội Định mức Nồng độ Nồng độ 50 mg/l OP và chuẩn với n-hexan OP (mg/l) NP (mg/l) 100 mg/l NP (µl) (µl)

Chuẩn 1 25 0,25 0,5 100 5 ml

Chuẩn 2 50 0,5 1,0 100 5 ml

Chuẩn 3 100 1,0 2,0 100 5 ml

Chuẩn 4 200 2,0 4,0 100 5 ml

Chuẩn 5 500 5,0 10,0 100 5 ml

Chuẩn 6 1000 10,0 20,0 100 5 ml

57

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Bảng 3.35: Diện tích pic trên cho các điểm chuẩn

OP NP Dung dịch Diện tích Tỷ lệ so với Tỷ lệ so với chuẩn nội chuẩn Diện tích Diện tích nội chuẩn nội chuẩn

Chuẩn 1 11814 2102 0,18 8913 0,75

Chuẩn 2 9375 4579 0,49 13662 1,46

Chuẩn 3 27131 37738 1,39 100187 3,69

Chuẩn 4 8172 35425 4,33 62909 7,70

Chuẩn 5 7552 104521 13,84 152129 20,14

Chuẩn 6 10488 303496 28,94 426843 40,70

Hình 3.10: Đƣờng chuẩn của NP, OP trên GC-MS

Phƣơng trình đƣờng chuẩn của OP, NP trên GC-MS và hệ số tƣơng quan đƣợc

thể hiện trong Bảng 3.36.

Bảng 3.36: Phƣơng trình đƣờng chuẩn và hệ số tƣơng quan của các AP trên GC-

MS

Các AP Phƣơng trình đƣờng chuẩn Hệ số tƣơng quan R2

Y = -0,597 + 2,91X 0,9999 OP

Y = -0,174 + 2,045X 0,9996 NP

58

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Nhận xét: Đƣờng chuẩn của OP, NP có hệ số tƣơng quan R2 lần lƣợt là 0,9999 và 0,9996. Đối với phƣơng pháp sắc ký, thông thƣờng R2≥0,995 là đạt yêu cầu. Kết

quả cho thấy trong phạm vi dựng đƣờng chuẩn NP, OP có tính tuyến tính cao.

3.3.2.4 Giới hạn định lượng của phương pháp (MQL)

Trên cở sở giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của thiết bị, để xác định

giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp, chúng tôi tiến hành thử nghiệm trên mẫu giả

nhƣ trong mục 2.3.3, với lƣợng các AP đƣợc thêm vào mẫu là 125 ml dung dịch

chuẩn làm việc AP (50 mg/l OP và 100 mg/l NP) và lƣợng các APEO đƣợc thêm trên

mẫu là 150 ml dung dịch chuẩn làm việc APEO (50 mg/l OPEO và 100 mg/l NPEO)

để kết quả đo đƣợc xấp xỉ LOQ. Tiến hành xử lý 7 lần và tính toán kết quả nhƣ trong

3.2.4. Để khẳng định kết quả trung bình là giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp, theo

ISO/TS 13530:2009, giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp (MQL) phải:

MQL ≥

Ở độ tin cậy 95 %, số thí nghiệm N = 7, t = 2,44

Kết quả giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp nhƣ sau:

Bảng 3.37: Giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp trên GC-MS

OP NP OPEO NPEO Lần

TN mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg

Lần 1 0,26 2,63 0,48 0,32 3,23 0,55 5,53 4,80

Lần 2 0,26 2,55 0,53 0,23 2,30 0,47 4,65 5,25

Lần 3 0,27 2,68 0,48 0,23 2,26 0,61 6,05 4,80

Lần 4 0,26 2,58 0,51 0,24 2,38 0,56 5,63 5,13

Lần 5 0,24 2,38 0,46 0,25 2,46 0,58 5,78 4,58

Lần 6 0,21 2,13 0,50 0,19 1,90 0,50 5,03 5,03

Lần 7 0,22 2,24 0,48 0,32 3,15 0,65 6,54 4,76

TB 2,47 2,54 5,61 4,91

S 0,22 0,47 0,62 0,24

59

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

2,0 2,21 4,39 5,74

MQL 2,5 4,9 4,4 5,7

Nhận xét: Giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp với OP, NP, OPEO, NPEO lần

lƣợt là 2,5; 4,9; 5,0; 6,6 mg/kg. Giới hạn này là hoàn toàn phù hợp để xác định tính

hợp chuẩn của sản phẩm dệt may.

3.3.2.5 Đánh giá độ chụm của phương pháp

 Độ lặp:

Để đánh giá độ lặp của phƣơng pháp, tiến hành chuẩn bị mẫu giả nhƣ trong mục

2.3.3 với hàm lƣợng OP lần lƣợt là 20; 50 và 100 mg/kg; NP lần lƣợt là 40; 100 và 200

mg/kg (cho 100; 250; 500 µl dung dịch chuẩn làm việc AP (500 mg/l với OP và 1000

mg/l với NP) lên 2,5 g vải chuẩn) và mẫu giả có hàm lƣợng OPEO là 20; 50; 100

mg/kg; NPEO là 40; 100; 200 mg/kg (cho 100; 250; 500 µl dung dịch chuẩn làm việc

APEO (500 mg/l với OPEO và 1000 mg/l với NPEO) lên 2,5 g vải chuẩn) để đạt đƣợc

nồng độ phân tích cho các AP, APEO phân tách thành AP đo trên thiết bị ở các dải

làm việc của đƣờng chuẩn và tiến hành xử lý nhƣ mẫu thật với 5 lần thí nghiệm. Tính

toán giá trị trung bình của kết quả thu đƣợc (mg/kg) theo 3.2.4 từ kết quả theo đƣờng

chuẩn (mg/l). Kết quả đƣợc thể hiện trong các Bảng 3.38; 3.39; 3.40.

Bảng 3.38: Độ lặp của phƣơng pháp ở khoảng thấp trên GC-MS

OP NP OPEO NPEO Lần TN mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg

Lần 1 1,96 19,64 3,39 33,94 1,64 16,42 3,92 39,21

Lần 2 1,93 19,25 3,95 39,46 1,69 16,90 3,34 33,35

Lần 3 1,93 19,29 3,90 39,02 1,77 17,74 3,43 34,28

Lần 4 1,89 18,87 3,87 38,68 1,55 15,51 3,59 35,89

Lần 5 1,88 18,76 3,88 38,78 1,69 16,92 3,40 34,01

TB 19,16 16,70 35,35 37,98

S 0,35 0,82 2,35 2,28

RSD (%) 1,8 4,9 6,6 6,0

60

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Bảng 3.39: Độ lặp của phƣơng pháp ở khoảng giữa trên GC-MS

OP NP OPEO NPEO Lần TN mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg

Lần 1 4,99 49,92 9,61 96,10 3,47 44,70 8,37 83,73

Lần 2 4,92 49,24 9,74 97,39 3,92 39,20 8,69 86,93

Lần 3 5,01 50,14 9,89 98,85 3,04 40,40 7,65 76,49

Lần 4 4,82 48,22 9,89 98,88 4,03 40,30 8,58 85,83

Lần 5 4,95 49,49 9,82 98,16 3,43 44,30 8,27 82,72

TB 49,40 97,88 41,78 83,14

S 0,75 1,16 2,53 4,07

RSD (%) 1,5 1,2 6,1 4,9

Bảng 3.40: Độ lặp của phƣơng pháp ở khoảng cao trên GC-MS

OP NP OPEO NPEO Lần TN mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg mg/l mg/kg

Lần 1 9,75 97,45 19,21 192,09 8,60 86,02 16,48 164,77

Lần 2 9,45 94,49 19,48 194,75 8,27 82,71 16,40 164,04

Lần 3 9,70 97,01 19,38 193,77 8,20 82,01 16,39 163,88

Lần 4 9,62 96,18 19,23 192,33 8,36 83,61 16,48 164,82

Lần 5 9,33 93,25 19,64 196,42 8,33 83,33 16,89 168,89

TB 95,68 193,87 83,54 165,28

S 1,77 1,79 1,52 2,06

RSD (%) 1,8 0,9 1,8 1,2

Nhận xét: Độ lệch chuẩn tƣơng đối –RSD của phƣơng pháp khi phân tích trên

GC-MS ở khoảng thấp là 1,8-6,6%; ở khoảng giữa là 1,2-6,1 %; ở khoảng cao là 0,9- 1,8 %. Theo AOAC, ở cỡ nồng độ 10-5 (khoảng thấp, giữa), RSD ≤ 7,3 %; ở cỡ nồng độ 10-4 (khoảng cao), RSD ≤ 5,3 %. So với giá trị này, độ lặp của phƣơng pháp đạt yêu

cầu.

61

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

 Độ lặp lại:

Để đánh giá độ lặp của phƣơng pháp, tiến hành chuẩn bị mẫu giả nhƣ trong mục

2.3.3 với hàm lƣợng OP là 50 mg/kg; NP là 100 mg/kg (cho 250 µl dung dịch chuẩn

làm việc AP lên 2,5 g vải chuẩn) và mẫu giả có hàm lƣợng OPEO là 50 mg/kg; NPEO

là 100 mg/kg (cho 250 µl dung dịch chuẩn làm việc APEO lên 2,5 g vải chuẩn) và tiến

hành xử lý nhƣ mẫu thật với 2 mẻ khác nhau, mỗi mẻ 5 lần thí nghiệm. Tính toán giá

trị trung bình của kết quả thu đƣợc (mg/kg) theo 3.2.4 từ kết quả theo đƣờng chuẩn

(mg/l). Kết quả đƣợc thể hiện trong Bảng 3.41.

Bảng 3.41: Độ lặp lại của phƣơng pháp trên GC-MS

OP (mg/kg) NP (mg/kg) OPEO (mg/kg) NPEO (mg/kg) Lần TN Mẻ 1 Mẻ 2 Mẻ 1 Mẻ 2 Mẻ 1 Mẻ 2 Mẻ 1 Mẻ 2

Lần 1 49,92 49,50 96,10 100,04 44,70 40,95 83,73 81,03

Lần 2 49,24 46,83 97,39 91,37 39,20 39,05 86,93 84,65

Lần 3 50,14 49,56 98,85 92,08 40,40 42,46 76,49 82,39

Lần 4 48,22 49,93 98,88 99,82 40,30 44,85 85,83 80,90

Lần 5 49,49 47,28 98,16 92,09 44,30 41,52 82,72 84,69

49,40 48,62 97,88 95,08 41,78 41,77 83,14 82,73 TB 49,0 96,5 41,8 82,9

0,7 1,4 1,2 4,4 2,5 2,1 4,1 1,9 S 3,4 2,0 3,0 1,2

1,5 3,0 1,2 4,7 6,1 5,1 4,9 2,3 RSD (%) 3,5 4,8 3,6 2,4

Nhận xét: Độ lệch chuẩn tƣơng đối của từng lần thí nghiệm cho các chất là từ 1,2-6,1 % và giữa các mẻ thí nghiệm là 2,4-4,8%. Theo AOAC ở cỡ nồng độ 10-4,

RSD ≤ 5,3 %. So với giá trị này, độ lặp của phƣơng pháp đạt yêu cầu.

Tuy nhiên, độ lệch chuẩn tƣơng đối chỉ cho biết sự gần nhau của các giá trị giữa

2 mẻ thực nghiệm mà không cho biết sự khác nhau giữa 2 mẻ có ý nghĩa thống kê hay

không. Để kiểm tra điều này, chúng tôi sử dụng chuẩn Student với

62

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

tthực nghiệm =

Nếu tthực nghiệm < ttra bảng thì sự sai khác giữa 2 mẻ thí nghiệm không có ý nghĩa

thống kê; nếu tthực nghiệm > ttra bảng thì sự sai khác giữa 2 mẻ thí nghiệm có ý nghĩa

thống kê.

Bảng 3.42: Kiểm tra thống kê kết quả 2 đợt thí nghiệm

OP NP OPEO NPEO

49,40 97,88 41,78 83,14

0,7 1,2 2,5 4,1 S1

48,62 95,08 41,77 82,73

1,4 4,4 2,1 1,9 S2

1,1 1,4 0,01 0,2 tthực nghiệm

bảng chứng tỏ sự sai khác giữa 2 mẻ thí nghiệm không có ý nghĩa thống kê.

Ở độ tin cậy 95 %, số thí nghiệm là 10, ttra bảng = 2,31. Nhƣ vậy, tthực nghiệm < ttra

3.3.2.6 Đánh giá độ đúng của phương pháp

Độ đúng của phƣơng pháp đƣợc đánh giá qua độ thu hồi ở 3 khoảng làm việc của

đƣờng chuẩn. Tiến hành thêm trên mẫu giả để có hàm lƣợng của OP lần lƣợt là 20; 50

và 100 mg/kg; NP lần lƣợt là 40; 100 và 200 mg/kg (cho 100; 250; 500 µl dung dịch

chuẩn làm việc AP lên 2,5 g vải chuẩn) và mẫu giả có hàm lƣợng OPEO là 20; 50; 100

mg/kg; NPEO là 40; 100; 200 mg/kg (cho 100; 250; 500 µl dung dịch chuẩn làm việc

APEO lên 2,5 g vải chuẩn) để đạt đƣợc nồng độ phân tích cho các AP, APEO phân

tách thành AP đo trên thiết bị ở các dải làm việc của đƣờng chuẩn và tiến hành xử lý

nhƣ mẫu thật với 5 lần thí nghiệm. Tính toán hàm lƣợng trên mẫu (mg/kg) theo 3.2.4

từ kết quả theo đƣờng chuẩn (mg/l). Chia giá trị tính đƣợc này cho hàm lƣợng thêm

trên mẫu đƣợc hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp. Kết quả đƣợc thể hiện trong các

Bảng 3.43; 3.44; 3.45.

63

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Bảng 3.43: Độ đúng của phƣơng pháp ở khoảng thấp trên GC-MS

OP NP OPEO NPEO Lần TN mg/kg % mg/kg % mg/kg % mg/kg %

Lần 1 19,64 98,2 33,94 84,9 16,42 82,1 39,21 98,0

Lần 2 19,25 96,3 39,46 98,7 16,90 84,5 33,35 83,4

Lần 3 19,29 96,5 39,02 97,6 17,74 88,7 34,28 85,7

Lần 4 18,87 94,4 38,68 96,7 15,51 77,6 35,89 89,7

Lần 5 18,76 93,8 38,78 97,0 16,92 84,6 34,01 85,0

TB 95,8 94,9 83,5 88,4

Bảng 3.44: Độ đúng của phƣơng pháp ở khoảng giữa trên GC-MS

OP NP OPEO NPEO Lần TN mg/kg % mg/kg % mg/kg % mg/kg %

Lần 1 49,92 99,8 96,10 96,1 44,70 89,4 83,73 83,7

Lần 2 49,24 98,5 97,39 97,4 39,20 78,4 86,93 86,9

Lần 3 50,14 100,3 98,85 98,9 40,40 80,8 76,49 76,5

Lần 4 48,22 96,4 98,88 98,9 40,30 80,6 85,83 85,8

Lần 5 49,49 99,0 98,16 98,2 44,30 88,6 82,72 82,7

TB 98,8 97,9 83,6 83,1

Bảng 3.45: Độ đúng của phƣơng pháp ở khoảng cao trên GC-MS

OP NP OPEO NPEO Lần TN mg/kg % mg/kg % mg/kg % mg/kg %

Lần 1 97,45 97,5 192,09 96,0 86,02 86,0 164,77 82,4

Lần 2 94,49 94,5 194,75 97,4 82,71 82,7 164,04 82,0

Lần 3 97,01 97,0 193,77 96,9 82,01 82,0 163,88 81,9

Lần 4 96,18 96,2 192,33 96,2 83,61 83,6 164,82 82,4

Lần 5 93,25 93,3 196,42 98,2 83,33 83,3 168,89 84,4

TB 95,7 96,9 83,5 82,6

64

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Nhận xét: Độ thu hồi của OP, NP, OPEO, NPEO ở khoảng nồng độ thấp lần lƣợt

là 95,8 %; 94,9 %; 83,5 %; 88,4 % ở khoảng nồng độ giữa lần lƣợt là 98,8 %; 97,9 %;

83,6 %; 86,1 %; ở khoảng nồng độ cao lần lƣợt là: 95,7 %; 96,9 %; 83,5 %; 82,6 %. Theo AOAC, ở cỡ nồng độ 10-5 (khoảng thấp), độ đúng phải từ 80-110 %; ở cỡ nồng độ 10-4 (khoảng giữa và khoảng cao), độ đúng phải từ 90-107 %. So với kết quả thực

nghiệm, độ đúng của NP, OP đạt yêu cầu của một phƣơng pháp phân tích, độ đúng của

NPEO, OPEO ở nồng độ giữa và cao chƣa đạt yêu cầu của phép phân tích.

Chúng tôi tiến hành đánh giá độ thu hồi của phƣơng pháp với NPEO và OPEO

xem có mắc sai số hệ thống không. Nếu phƣơng pháp không mắc sai số hệ thống, kết

quả phân tích không đạt yêu cầu, nếu phƣơng pháp mắc sai số hệ thống thì sử dụng giá

trị hiệu chỉnh trong tính toán kết quả phân tích cho NPEO và OPEO.

Để kiểm tra điều này. sử dụng chuẩn Student với độ tin cậy 95 %. Nếu tthực_nghiệm

> ttra bảng thì kết quả phải đƣợc hiệu chỉnh với hệ số thu hồi; nếu tthực nghiệm ≤ ttra_bảng thì

phƣơng pháp mắc sai số ngẫu nhiên. Với tthực nghiệm đƣợc tính nhƣ sau:

x tthực nghiệm =

là độ thu hồi trung bình, S là độc lệch chuẩn, N là số thí nghiệm. Kết quả

nhƣ sau:

Bảng 3.46: Đánh giá tính có nghĩa của hệ số thu hồi

OPEO (%) NPEO (%)

83,5 88,4 Khoảng S 4,1 5,9 thấp 9,0 4,4 tthực nghiệm

93,6 93,1 Khoảng S 5,1 4,0 giữa 7,2 9,3 tthực nghiệm

83,5 82,6

Khoảng cao S 1,5 1,0

24,2 37,9 tthực nghiệm

65

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Ở độ tin cậy 95%, số thí nghiệm là 5 ttra bảng = 2,77. Nhƣ vậy tthực nghiệm đề lớn hơn

ttra bảng nên phƣơng pháp mắc sai số hệ thống, cần hiệu chỉnh kết quả bằng cách chia

cho hệ số thu hồi.

Khi đó hàm lƣợng của các APEO đƣợc tính nhƣ sau:

CAPEO =

Trong đó R là độ thu hồi của mẫu Kiểm soát (QC) thử nghiệm cùng mẻ với mẫu,

tính theo %.

3.4 So sánh kết quả phân tích trên HPLC-PAD và GC-MS

Để so sánh kết quả phân tích giữa 2 thiết bị, chúng tôi tiến hành thử nghiệm trên

mẫu giả đƣợc thêm 500 µl chuẩn OP, OP, NPEO, OPEO nồng độ mỗi chuẩn là 500

mg/l lên mẫu và tiến hành thử nghiệm theo quy trình mô tả trong 3.2.4 và tiến hành so

sánh kết quả tính toán đƣợc trên cả 2 hệ thống thiết bị. Kết quả thể hiện trong Bảng

3.47.

Bảng 3.47: Kết quả thử nghiệm trên cả GC-MS và HPLC-PAD

OP (mg/kg) NP (mg/kg) OPEO (mg/kg) NPEO (mg/kg) Lần TN GC-MS HPLC GC-MS HPLC GC-MS HPLC GC-MS HPLC

97,9 99,3 94,6 99,3 82,5 85,2 82,5 82,7 Lần 1

94,6 96,5 96,5 97,5 84,2 81,7 84,7 81,7 Lần 2

92,7 92,5 93,5 93,0 83,3 82,6 81,4 84,1 Lần 3

98,3 94,7 92,8 90,3 81,6 82,6 86,5 83,1 Lần 4

96,3 93,6 98,0 96,1 83,4 81,7 81,8 81,5 Lần 5

95,9 95,3 95,1 95,2 83,0 82,7 83,3 82,6 TB 95,6 95,1 82,9 83,0

2,3 2,7 2,2 3,6 1,0 1,4 2,2 1,1 S 2,8 1,2 1,7 2,4

2,4 2,8 2,3 3,8 1,2 1,7 2,6 1,3 RSD

(%) 2,9 1,4 2,0 2,5

66

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Nhận xét: Độ lệch chuẩn tƣơng đối của các chất phân tích trên GC-MS là 1,2-

2,8%; trên HPLC là 1,3-3,8%; giữa cả 2 hệ thống thiết bị là 1,4-2,9%. Theo AOAC ở cỡ nồng độ 10-4, RSD ≤ 5,3 %. So với giá trị này, độ lặp của phƣơng pháp đạt yêu cầu.

Tuy nhiên, độ lệch chuẩn tƣơng đối chỉ cho biết sự gần nhau của các giá trị tính

toán đƣợc trên 2 thiết bị mà không cho biết sự khác nhau giữa 2 kết quả tính toán có ý

nghĩa thống kê hay không. Để kiểm tra điều này, chúng tôi sử dụng chuẩn Student với

tthực nghiệm =

Nếu tthực nghiệm < ttra bảng thì sự sai khác giữa 2 thiết bị không có ý nghĩa thống kê;

nếu tthực nghiệm > ttra bảng thì sự sai khác giữa 2 thiết bị có ý nghĩa thống kê.

Bảng 3.48: Kiểm tra thống kê kết quả phân tích trên 2 thiết bị

OPEO NPEO NP OP

95,1 83,0 83,3 95,9

2,2 1,0 2,2 2,3 S1

95,2 82,7 82,6 95,3

3,6 1,4 1,1 2,7 S2

0,1 0,3 0,7 0,4 tthực nghiệm

Ở độ tin cậy 95 %, số thí nghiệm là 10, ttra bảng = 2,31. Nhƣ vậy, tthực_nghiệm <

ttra_bảng chứng tỏ sự sai khác giữa thiết bị không có ý nghĩa thống kê.

Tổng hợp kết quả so sánh giữa phƣơng pháp phân tích trên HPLC và phƣơng

pháp phân tích trên GC-MS từ quy trình chuẩn bị mẫu, kết quả xác nhận giá trị sử

dụng của phƣơng pháp đến so sánh kết quả phân tích giữa 2 phƣơng pháp đƣợc thể

hiện trong Bảng 3.49.

67

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Thông số

HPLC

GC-MS

Kết luận

Các thông số chung:

Giống nhau về quy trình chiết mẫu, tạo dẫn xuất, thời gian phân tích không

khác nhau nhiều

Độ lặp lại

T (RSD)

0,7-1,0%

0,05-0,2 %

Thiết bị có độ lặp lại tốt

thiết bị

S (RSD)

1,3-3,0 %

3,78-4,04 %

Dung môi sử dụng

Cấp HPLC

Cấp GC

GC-MS cần dung môi

tinh khiết hơn

Quy trình phân tích AP

Phân

tích

trực

tiếp

Phải chuyển sang n-

Tốn kém hơn về hóa

dịch chiết ACN

hexan

chất và thời gian

Detector

UV-VIS

MS

Detector MS có tính đặc

hiệu cao hơn, giúp định

tính các chất phân tích

tốt hơn bằng cách sử

dụng phổ khối

Dạng pic

Pic đơn cho cả NP,

Pic đơn cho OP và pic

Định lƣợng bằng HPLC

OP

đa cho NP

có thể cho kết quả chính

xác hơn. Tuy nhiên với

GC-MS, sử dụng các ion

chọn lọc cũng có thể loại

bỏ các chất đồng rửa giải

trong pic đa

LOD – OP (mg/l)

0,05

0,5

GC-MS cho độ nhạy cao

hơn so với HPLC

LOD – OP (mg/l)

0,1

0,5

Khoảng nồng độ NP

20-400 mg/kg

2,5-100 mg/kg

Khoảng nồng độ phát

hiện trên mẫu của GC-

Khoảng nồng độ OP

20-400 mg/kg

5-200 mg/kg

MS tốt hơn trên HPLC

Khoảng nồng độ NPEO

10-200 mg/kg

2,5-100 mg/kg

Khoảng nồng độ OPEO

10-200 mg/kg

5-200 mg/kg

29

MDL - OP (mg/kg)

2,5

Giới hạn định lƣợng của

phƣơng pháp trên GC-

29,5

MDL - NP (mg/kg)

4,9

MS là thấp hơn trên

16,7

MDL - OPEO (mg/kg)

5,0

HPLC, phù hợp phân

17,5

MDL - NPEO (mg/kg)

6,6

tích lƣợng vết hơn

Độ chụm – OP (RSD)

≤ 3,5 %

≤ 3,0 %

Cả 2 thiết bị đều đạt độ

chụm theo yêu cầu của

Độ chụm – NP (RSD)

≤ 4,0 %

≤ 6,0 %

Bảng 3.49: So sánh thử nghiệm trên HPLC và GC-MS

68

Độ

chụm – OPEO

≤ 5,0 %

≤ 6,1 %

một phép phân tích của

AOAC

(RSD)

Độ

chụm – NPEO

≤ 5,1 %

≤ 6,6 %

(RSD)

Độ đúng – OP (%)

94,3-98,3

93,3-100,3

Độ đúng của NP, OP

trên 2 thiết bị đều đạt

Độ đúng – NP (%)

96,3-99,0

84,9-98,9

yêu cầu của AOAC ; độ

Độ đúng – OPEO (%)

81,2-84,0

77,6-89,4

đúng của NPEO, OPEO

Độ đúng – NPEO (%)

82,5-86,4

76,5-89,7

chƣa đạt yêu cầu. Tuy

nhiên, nó đƣợc xác định

là do sai số hệ thống nên

có thể hiệu chỉnh kết quả

Phân tích mẫu

Kết quả phân tích mẫu trên 2 thiết bị cho độ độ chụm tốt. Sự khác nhau về

kết quả giữa 2 thiết bị đƣợc đánh giá là không có ý nghĩa thống kê.

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

3.5. Ứng dụng phân tích mẫu thực tế

Áp dụng phƣơng pháp phân tích đã đƣợc khảo sát, chúng tôi tiến hành phân tích

một vài mẫu thực trên thị trƣờng và tiến hành đánh giá hàm lƣợng các AP, APEO trên

các sản phẩm dệt may lƣu thông trên thị trƣờng. 31 mẫu là các sản phẩm dệt may khác

nhau nhƣ chăn, quần, áo, váy, tất, rèm thảm. Trong đó có cả sản phẩm dành cho trẻ em

và ngƣời lớn; sản phẩm đƣợc làm từ các xơ khác nhau nhƣ bông, len, plyeste, nylon và

cả các sản phẩm đƣợc pha trộn từ nhiều loại xơ và với nhiều mầu sắc khác nhau. Mẫu

thử số 31 là áo phông dành cho trẻ em, trên sản phẩm có hình in siêu nhân đƣợc tách

ra làm 2 chi tiết để phân tích là vải nền và hình in. Quy trình phân tích thực hiện nhƣ

trong 3.2.4 và phân tích trên GC-MS để có thể định tính và định lƣợng một cách chính

xác sự có mặt của AP, APEO. Kết quả đƣợc thể hiện trong Bảng 3.50.

69

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Bảng 3.50: Kết quả phân tích trên mẫu thật

Hàm Hàm Hàm Hàm Thành TT lƣợng lƣợng lƣợng lƣợng Tên mẫu phần Mầu sắc mẫu OP NP OPEO NPEO nền (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg)

1 Chăn thổ cẩm Co/PE Đỏ/đen KPH KPH KPH 48,0

2 Chăn lông PE Hồng KPH KPH KPH KPH

3 Áo Bảo hộ Co/PE Xanh KPH KPH KPH KPH

KPH KPH Đen KPH Co 4 Áo thun nữ 15,4

KPH KPH KPH Đen KPH PE 5 Váy

KPH KPH KPH KPH Visco Xanh 6 Váy

KPH KPH KPH Đen/trắng KPH Co 7 Áo len

KPH KPH KPH Đen KPH Len 8 Quần âu

KPH KPH KPH Đỏ KPH Len 9 Áo len

KPH KPH Ghi KPH Len 10 Mũ len 60,4

KPH Trắng KPH 11 Áo phông nữ Co 12,6 13,5

KPH Nâu KPH 12 Tất Co/PE 19,8 39,5

KPH KPH Đen KPH 13 Quần Jean nữ Co 13,0

KPH KPH KPH 14 Áo sơ mi nữ Đen/trắng KPH Co

KPH KPH KPH KPH 15 Tất Co/PE Trắng

KPH KPH KPH Xanh KPH Co 16 Áo sơ mi nam

KPH KPH KPH Xanh KPH Co 17 Quần Jean nam

KPH KPH KPH Đen KPH Co 18 Quần Jean nam

KPH KPH KPH Trắng KPH Co 19 Áo sơ mi nữ

KPH KPH KPH Đen KPH Co 20 Quần ngủ nữ

KPH KPH KPH Vàng KPH PE 21 Rèm cửa

KPH KPH KPH KPH 22 Thảm Len/PE Đỏ

KPH KPH Hồng KPH PE 23 Áo lót nữ 12,5

KPH KPH Xanh KPH Co 24 Quần Jean nữ 19,8

KPH KPH Đen KPH PE 25 Quần âu nam 12,2

70

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

26 Quần nỉ PE Xanh KPH KPH KPH KPH

27 Quần lót nữ Co Trắng KPH KPH KPH KPH

28 Quần lót nam Đen/xanh KPH Co KPH KPH 12,5

29 Khăn mặt Co Vàng KPH KPH KPH 16,1

30 Bỉm trẻ em PE Trắng KPH KPH KPH KPH

Áo phông trẻ 31 Co Trắng KPH KPH 14,1 47,0 em

Hình in trên áo 32 PU Đỏ KPH KPH 16,0 197,8 phông mẫu 31

Ghi chú: + Co/PE: Thành phẩn vải đƣợc làm từ bong và polyester

+ Co: Thành phần vải đƣợc làm từ bong

+ PE: Thành phần vải đƣợc làm từ polyester

+ PU: Polyuretan

+ KPH: Không phát hiện thấy (kết quả nhỏ đo trên GC-MS ≤ 0,25 mg/l

cho OP; 0,5 mg/l cho NP)

Nhận xét: Trong 31 mẫu sản phẩm dệt may trên thị trƣờng (mẫu số 31 đƣợc chia

thành 2 chi tiết: phần vải nền và hình in trên áo), không có mẫu nào phát hiện thấy các

AP điều này là do NP, OP không đƣợc sử dụng trực tiếp cho các sản phẩm dệt may,

nếu NPEO, OPEO đƣợc sử dụng thì có thể dẫn xuất thành NP, OP trong quá trình bảo

quản hoặc sử dụng. Có 12/31 mẫu (38,7 %) phát hiện thấy APEO trong đó 9/12 mẫu

phát hiện thấy là NPEO với hàm lƣợng từ 12,1-197,8 mg/kg, 6/12 mẫu phát hiện thấy

là OPEO vơi hàm lƣợng từ 12,5-19,8 mg/kg. Mẫu phát hiện thấy có hàm lƣợng cao

nhất là hình in trên áo phông trẻ em với hàm lƣợng NPEO là 197,8 mg/kg. So với các

quy định hiện nay thì các mẫu này vẫn đủ điều kiện lƣu thông trên thị trƣờng. Tuy

nhiên, kết quả cũng cho thấy rằng các APEO vẫn đƣợc sử dụng khá phổ biến trong gia

công, xử lý sản phẩm dệt may và APEO vẫn đƣợc phát thải vào môi trƣờng.

71

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

KẾT LUẬN

Kết quả nghiên cứu và khảo sát các điều kiện tối ƣu và quy trình phân tích OP,

NP, OPEO, NPEO trong sản phẩm dệt may chúng tôi thu đƣợc nhƣ sau:

1. Đã xác định đƣợc các điều kiện tối ƣu cho phân tích phân tích trên thiết

bị HPLC-PAD và GC-MS. Trên cơ sở các điều kiện tối ƣu, đã chạy chất chuẩn và định

danh các AP trên cùng một điều kiện, kết quả thu đƣợc các pic đặc trƣng dạng pic đơn

trên HPLC; pic đơn với octylphenol, pic đa (khoảng 10 pic) đối với nonylphenol trên

GC-MS (vì nonylphenol là hợp chất có nhiều đồng phân của nhóm nonyl). Vì vậy, khi

định lƣợng NP sẽ tính tổng của tất cả các pic đồng phân. Đồng thời, đã tiến hành đánh

giá độ lặp lại của thiết bị, độ lệch chuẩn tƣơng đối của thời gian lƣu và diện tích pic

đều đạt yêu cầu phân tích.

2. Đã tiến hành xác định các thông số đặc trƣng của phƣơng pháp phân

tích, bao gồm:

+ Phƣơng pháp phân tích trên HPLC-PAD: LOD = 0,5 (mg/l); LOQ = 1,5 (mg/l),

đƣờng chuẩn đƣợc xây dựng trong khoảng nồng độ 1-20 mg/l có hệ số tƣơng quan từ

0,9998-0,9999

+ Phƣơng pháp phân tích trên GC-MS: LOD = 0,05-0,1 (mg/l); LOQ = 0,25-0,5

(mg/l), đƣờng chuẩn đƣợc xây dựng trong khoảng nồng độ 0,25-20 mg/l có hệ số

tƣơng quan từ 0,9996-0,9999

Kết quả cho thấy, cả hai phƣơng pháp có hệ số tƣơng quan tốt, phƣơng pháp trên

GC-MS có độ nhạy cao hơn trên HPLC-DAD khoảng 5-10 lần.

3. Nghiên cứu thành công quy trình phân tách các APEO thành các AP để

có thể phân tích trên GC-MS hoặc HPLC-DAD, với tác nhân phân tách là AlI3 trong điều kiện hồi lƣu 1 giờ ở 90 oC trong axetonitril. Hiệu suất của quá trình phân tách thu

đƣợc là 83,0% cho NPEO và 84,8% cho OPEO.

Đã tối ƣu hóa các điều kiện chiết các AP, APEO trong sản phẩm dệt 4.

may. Quy trình chiết siêu âm trong Axetonitril với thời gian 1 giờ ở 40 oC.

Tiến hành xác nhận giá trị sử dụng của phƣơng pháp cho thấy phƣơng 5.

pháp hoàn toàn phù hợp để phân tích các AP, APEO trên sản phẩm dệt may. Với giới

72

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

hạn phát hiện trên HPLC-DAD từ 16,7-29,5 mg/kg và trên GC-MS từ 2,5-6,6 mg/kg.

Độ lệch chuẩn tƣơng đối ≤ 6,6 %; Độ thu hồi trung bình của các AP từ 94,9-98,9% và

của các APEO từ 82,6-88,4%.

6. Đã ứng dụng quy trình xây dựng để phân tích 31 mẫu thực tế khác nhau.

Kết quả phân tích cho thấy sự có mặt của NPEO, OPEO trong 12/31 mẫu thử nghiệm

với hàm lƣợng từ 12,2-197,8 mg/kg. Tuy hàm lƣợng phát hiện thấy thấp , các sản

phẩm vẫn đạt yêu cầu lƣu thông trên thị trƣờng nhƣng cho thấy các APEO vẫn đƣợc

sử dụng trong ngành công nghiệp dệt may.

Đây là những kết quả bƣớc đầu trong việc phân tích đồng thời các AP, APEO

trên thiết bị GC-MS hoặc HPLC-PAD. Trong thời gian tới có thể tiến hành nghiên cứu

xác định đồng thời các alkylphenol và alkylphenol ethoxylat trong các sản phâm tiêu

dùng khác có thể sử dụng các alkylphenol ethoxylat nhƣ giấy, da, giầy dép. Đồng thời

nghiên cứu quá trình phát thải các hợp chất này trong các qui trình giặt, làm sạch các

sản phẩm có sử dụng alkylphenol ethoxylat và sự tích lũy sinh học của alkylphenol

ethoxylat trong trong nƣớc, đất.

73

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Nguyễn Văn Ri (2012), Giáo trình môn học các kỹ thuật tách chất trong hóa

học, Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội.

2. Tạ Thị Thảo (2010), Giáo trình thống kê trong hóa phân tích, Đại học Khoa

học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội.

Tiếng Anh

3. Andy Earls Isabelle Reydellet (2006), Determination of specific alkylphenol

athoxylates in textiles, Government Chemist Programme, Egypt

4. AOAC International (2012), Guidance for Standard Method Performance

Requirements, AOAC Official Methods of Analysis.

5. Beatrice Jonsson (2006), Risk assessment on butylphenol, octylphenol and

nonylphenol, and estimated human exposure of alkylphenols from Swedish

fish, Department of Environmental Toxicology, Evolutionary Centre, Uppsala

University, performed at the Division of Toxicology at the National Food

Administration (NFA).

6. Chunhua Lü, Xiaomei Chen, Haishan Liu (2009), “Determination of

alkylphenols and alkylphenol polyethoxylates in textiles by normal-phase high

performance liquid chromatography and solid-phase extraction”, Se Pu, Vol.27,

No.4, PP.458-462.

7. Directive 2003/53/EC, Amending for the 26th time Council Directive

76/769/EEC relating to restrictions on the marketing and use of certain

dangerous substances and preparations (nonylphenol, nonylphenol ethoxylate

and cement), The European Parliament and of the Council.

8. Eurofins (2012), Alkylphenol ethoxylates (APEO) in textiles, Eurofins Product

Testing, Denmark.

9. European Chemicals Agency (2011), SVHC support document 4-(1,1,3,3-

tetramethylbytyl)phenol, 4-tert-octylphenol, Member state committee suppoet

document for indentification of substances of very high concern.

74

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

10. European Chemicals Agency (2012), SVHC support document 4-nonylphenol,

branched and linear, Member state committee suppoet document for

indentification of substances of very high concern.

11. European Chemicals Agency (2013), SVHC support document 4-nonylphenol,

branched and linear , ethoxylated, Member state committee suppoet document

for indentification of substances of very high concern.

12. FIHO Industrieverband Hygiene und Oberflächenschutz für industrielle und

institutionelle Anwendung, (1986), Freiwillige Verzichtserklärung auf

Alkylphenolethoxylate (APEO), Fachvereinigung Industriereiniger im Verband

der Chemischen Industrie e. V.

13. ISO 18218-1:2015, Leather - Determination of ethoxylated alkylphenols - Part

1: Direct method.

14. ISO 18218-2:2015, Leather - Determination of ethoxylated alkylphenols - Part

2: Indirect method.

15. ISO/DIS 18254:2014, Textiles - Method for the detection and determination of

alkylphenolethoxylates (APEO).

16. ISO 18857-1: 2005, Water quality - Determination of selected alkylphenols -

Part 1: Method for non-filtered samples using liquid-liquid extraction and gas

chromatography with mass selective detection.

17. ISO 18857-2: 2009, Water quality - Determination of selected alkylphenols -

Part 2: Gas chromatographic-mass spectrometric determination of

alkylphenols, their ethoxylates and bisphenol A in non-filtered samples

following solid-phase extraction and derivatisation.

18. ISO 24293: 2009, Water quality - Determination of individual isomers of

nonylphenol - Method using solid phase extraction (SPE) and gas

chromatography/mass spectrometry (GC/MS).

19. Kevin Brigden, Iryna Labunska, Emily House, David Santillo & Paul Johnston

(2012), Hazardous chemicals in branded textile products on sale in 27

countries during, Greenpeace Research Laboratories Technical Report.

20. Ma Hewei, Huang Xinxia, Zhu Guangzhong, Zhang Danyun (2010),

Determination of ethoxylated nonylphenol and octylphenol in leather by

75

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

cleavage treatment combined with GC-MS, The 8th Asian International

Conference on Leather Science & Technology, 12-14, November, Kolkata,

India.

21. Ma Hewei, Huang Xinxia, Zhu Guangzhong, Zhang Danyun (2008),

Determination of nonylphenol ethoxylates in leather by GC-MS pretreated with

cleavage of hydroiodic acid and the feasibility, State Center of Quality

Supervision and Test for Leather (Zhejiang), Haining, China.

22. Manabu Node, Tetsuya Kajimoto, Kiyoharu Nishide, Eiichi Fujita, Kaoru Fuji

(1992), “Hard Acid and Soft Nucleophile Systems. Part 13. Aluminum Chloride

- Sodium Iodide - Acetonitrile System: A Very Mild Reagent for Selective

Dealkylation”, Bulletin of the Institute for Chemical Research Kyoto, Vol.70,

No.3, PP.308-317.

23. Mehran Ghiaci & Jila Asghari (1999), “Dealkylation of alkyl and aryl ethers

with AlCl3-NaI in the absence of solvent”, Synthetic Communications, Vol.29,

PP.973-979.

24. MV Bhatt, JR Babu (1984), “Aluminium iodide in ether cleavage”,

Tetrahedron Letters, Vol.25, PP.3497-3500.

25. REACH (2011), Federal Environment Agency urges regulation of octylphenol,

European Chemicals Agency.

26. Swedish Chemical Agency (2013), Nonylphenol and nonylphenol ethoxylate in

textile, Annex XV Restriction Report.

27. The Paris Commission (1993), The administrative body of the Paris

Convention, which deals with the pollution of the North East Atlantic by

industrial wastes, France.

28. U.S. Environmental Protection Agency (2002), Environmental Impacts of

Alkylphenol Ethoxylates and Carboxylates. Part 1: Proposals for the

Development of Environmental Quality Standards, R&D Technical Report P2-

115/TR3.

29. U.S. Environmental Protection Agency (2010), Nonylphenol (NP) and

Nonylphenol Ethoxylates (NPEs) Action Plan, RIN 2070-ZA09.

76

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

30. Wen Yu-yun, Ou Yan, Hong Xiao-yan, Gong Zhen-bin (2010), “Rapid

Determination of Alkylphenol and Alkylphenol Ethoxylates in Leather and

Textile by Ultrasonic-assisted Extraction and LC-MS”, Journal of Instrumental

Analysis, Isue.2, PP.189-193.

31. Zhang Weiya, Li Lixia, Wang Chengyun, Liu Caiming, Fan Xiurong, Tang

Lichun (2007), “Determination of alkylphenol (AP) and alkylphenol

polyethoxylates (APEO) in textiles by HPLC”, Journal of Textile Research,

Vol.28, PP.44-47.

77

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

PHỤ LỤC

Hình P.1: Khảo sát dung môi để phân tích GC-MS

78

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình P.2: Khảo sát tác nhân tahcs AlCl3+KI

79

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình P.3: Khảo sát tác nhân tách AlI3

80

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình P.4: Khảo sát thời gian chiết mẫu 30 và 45 phút

81

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình P.5: Khảo sát thời gian chiết mẫu 60 và 75 phút

82

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình P.6: Khảo sát nhiệt độ chiết ở nhiệt độ phòng và 30 oC

83

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình P.7: Khảo sát nhiệt độ chiết ở 40 oC và 50 oC

84

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình P.8: Khảo sát hệ dung môi pha động ACN-H2O

85

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình P.9: Khảo sát hệ pha động MeOH+ H2O

86

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình P.10: Khảo sát tín hiệu trên nhiễu trên HPLC

87

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình P.11: Sắc đồ mẫu thử từ 1-8

88

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

TT mẫu Tên mẫu

1 Chăn thổ cẩm

2 Chăn lông

3 Áo Bảo hộ

4 Áo thun nữ

5 Váy

6 Váy

7 Áo len

8 Quần âu

89

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình P.12: Sắc đồ mẫu thử từ 9-16

90

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

TT mẫu Tên mẫu

9 Áo len

10 Mũ len

11 Áo phông nữ

12 Tất

13 Quần Jean nữ

14 Áo sơ mi nữ

15 Tất

16 Áo sơ mi nam

91

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình P.13: Sắc đồ mẫu thử từ 16-24

92

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

TT mẫu Tên mẫu

17 Quần Jean nam

18 Quàn Jean nam

19 Áo sơ mi nữ

20 Quần ngủ nữ

21 Rèm cửa

22 Thảm

23 Áo lót nữ

24 Quần Jean nữ

93

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

Hình P.14: Sắc đồ mẫu thử từ 25-32

TT mẫu Tên mẫu

94

Luận văn Thạc Sĩ Lê Văn Hậu

25 Quần âu nam

26 Quần nỉ

27 Quần lót nữ

28 Quần lót nam

29 Khăn mặt

30 Bỉm trẻ em

31 Áo phông trẻ em

32 Hình in trên áo phông mẫu 31

95