intTypePromotion=1
ADSENSE

Xây dựng quy trình xác định methyl thủy ngân trong cá bằng phương pháp LC – ICP –MS

Chia sẻ: Nhadamne Nhadamne | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

59
lượt xem
3
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu và xây dựng một quy trình tin cậy trong việc xác định hàm lượng Methyl thủy ngân trong cá. Khảo sát và tối ưu hóa các điều kiện phân tích nhằm tiết kiệm chi phí, hóa chất nhưng vẫn đảm bảo kết quả phân tích có độ chính xác và tin cậy cao. Áp dụng quy trình vào phân tích mẫu thực tế sau khi xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp. Áp dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị vào phương pháp xác định Methyl thủy ngân trong cá, nhằm đánh giá hiệu quả của phương pháp và đưa ra hướng phát triển mới của kỹ thuật pha loãng đồng vị. Nghiên cứu và xây dựng một quy trình tin cậy trong việc xác định hàm lượng Methyl thủy ngân trong cá. Khảo sát và tối ưu hóa các điều kiện phân tích nhằm tiết kiệm chi phí, hóa chất nhưng vẫn đảm bảo kết quả phân tích có độ chính xác và tin cậy cao. Áp dụng quy trình vào phân tích mẫu thực tế sau khi xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp. Áp dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị vào phương pháp xác định Methyl thủy ngân trong cá, nhằm đánh giá hiệu quả của phương pháp và đưa ra hướng phát triển mới của kỹ thuật pha loãng đồng vị.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Xây dựng quy trình xác định methyl thủy ngân trong cá bằng phương pháp LC – ICP –MS

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2019 Nghiên cứu Y học<br /> <br /> <br /> XÂY DỰNG QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH METHYL THỦY NGÂN<br /> TRONG CÁ BẰNG PHƯƠNG PHÁP LC – ICP –MS<br /> Tống Lê Bảo Trâm*, Cù Hoàng Yến*, Nguyễn Hữu Phát*<br /> TÓM TẮT<br /> Đặt vấn đề: Là một chất gây ô nhiễm toàn cầu, thủy ngân xâm nhập vào chuỗi thức ăn hai dạng hóa học vô<br /> cơ và hữu cơ: thủy ngân kim loại, mercuricsulfide (quặng cinnabar), Mercuric Clorua và Methyl thủy ngân.<br /> Methyl thủy ngân là dạng thủy ngân chủ yếu trong cá. Ở hầu hết các loài cá trưởng thành, 90% - 100% hàm<br /> lượng thủy ngân là Methyl thủy ngân (USEPA 2001). Để hỗ trợ cho việc giám sát chất lượng thủy sản, cần phải<br /> có một phương pháp phân tích nguyên dạng thủy ngân hữu cơ với độ nhạy, độ ổn định, độ tin cậy cao và hiệu<br /> quả. Trong bài báo, chúng tôi tập trung vào một số điểm quan trọng của quy trình phân tích thủy ngân nguyên<br /> dạng bằng phương pháp sắc ký lỏng kết hợp với quang phổ nguồn plasma cảm ứng cao tần kết nối khối phổ.<br /> Mục tiêu: Nghiên cứu và xây dựng một quy trình tin cậy trong việc xác định hàm lượng Methyl thủy<br /> ngân trong cá. Khảo sát và tối ưu hóa các điều kiện phân tích nhằm tiết kiệm chi phí, hóa chất nhưng vẫn<br /> đảm bảo kết quả phân tích có độ chính xác và tin cậy cao. Áp dụng quy trình vào phân tích mẫu thực tế sau<br /> khi xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp. Áp dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị vào phương pháp xác<br /> định Methyl thủy ngân trong cá, nhằm đánh giá hiệu quả của phương pháp và đưa ra hướng phát triển mới<br /> của kỹ thuật pha loãng đồng vị.<br /> Phương pháp nghiên cứu: Tham khảo và tổng hợp tài liệu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài nghiên<br /> cứu nhằm định hướng cho việc nghiên cứu quy trình; khảo sát quy trình và tối ưu hóa thiết bị sử dụng LC–ICP–<br /> MS trong phân tích hàm lượng Methyl thủy ngân; thẩm định độ tin cậy và độ chính xác của quy trình.<br /> Kết quả: Phát triển phương pháp xác định Methyl thủy ngân trong cá sử dụng kỹ thuật sắc ký lỏng ghép<br /> nối với quang phổ nguồn plasma cảm ứng cao tần kết nối khối phổ (LC-ICP-MS). Methyl thủy ngân được ly<br /> trích trong dung dịch L-Cysteine.HCl.H2O 1% (w/v) trong 30 phút, ở 50 oC trong bể siêu âm. Dung dịch sau ly<br /> trích được ly tâm và lọc qua màng lọc 0,45 µm. Sự phân tách sắc ký của các dạng thủy ngân được thực hiện trên<br /> cột pha đảo C18 với pha động gồm L-Cysteine 0,1% (w/v), L-Cysteine.HCl.H2O 0,1% (w/v) và Methanol 5%<br /> (v/v). Kết quả của việc thẩm định phương pháp bao gồm: khoảng tuyến tính của Methyl thủy ngân từ 0,2 đến 10<br /> µg/kg, giới hạn phát hiện và định lượng của phương pháp lần lượt là 5 µg/kg, và 15 µg/kg. Hiệu suất thu hồi của<br /> phương pháp đạt từ 100,54 % đến 101,68 %. Sử dụng mẫu chuẩn chứng nhận ERM-CE-464 để xác định độ<br /> đúng của phương pháp với độ chệch là 1,4 %. Độ không đảm bảo đo của phương pháp là 15 %. Kỹ thuật pha<br /> loãng đồng vị (cụ thể sử dụng 201Hg-CH3+), được dùng để định lượng Methyl thủy ngân trong mẫu chuẩn chứng<br /> nhận SRM 2976 và ERM-CE-464. Kết quả không có sự sai biệt đáng kể giữa hai phương pháp LC-ICP-MS và<br /> ID-LC-ICP-MS (28,80 µg/kg và 29,03 µg/kg đối với mẫu SRM 2976; 5544 µg/kg và 5582 µg/kg đối với mẫu<br /> ERM-CE-464).<br /> Kết luận: Phương pháp xác định hàm lượng Methyl thủy ngân trong cá bằng LC-ICP-MS với độ đúng, độ<br /> chính xác cao; tiết kiệm chi phí và hóa chất. Do đó, phương pháp này cung cấp kết quả đáng tin cậy trong việc<br /> đánh giá hàm lượng Methyl thủy ngân trong cá.<br /> Từ khóa: methyl thủy ngân, cá<br /> Viện Y tế Công cộng TP. Hồ Chí Minh<br /> *<br /> <br /> Tác giả liên lạc: ThS. Cù Hoàng Yến ĐT: 0384139754 Email: cuhoangyen@iph.org.vn<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Chuyên Đề Y Tế Công Cộng 615<br /> Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2018<br /> <br /> ABSTRACT<br /> APPLICATION OF LC-ICP-MS FOR THE ANALYSIS OF METHYLMERCURY IN FISH<br /> Tong Le Bao Tram, Cu Hoang Yen, Nguyen Huu Phat<br /> * Ho Chi Minh City Journal of Medicine * Supplement of Vol. 23 – No. 5 - 2019: 615 – 624<br /> Background: As a global contaminant, mercury enters the food chain in both inorganic and organic<br /> chemical forms. The most common natural forms of mercury found in the environment are metallic mercury,<br /> mercuric sulfide (cinnabar ore), Mercuric Chloride and Methylmercury. Methylmercury is the predominant<br /> Mercury species in fish. The USEPA states in an updated Mercury overview paper that in most adult fish, 90–<br /> 100% of Mercury content is Methylmercury (USEPA 2001). In order to support the monitoring of seafood<br /> quality, it is necessary to have a method to analyse mercury species with high sensitivity, stability, reliability and<br /> efficiency. In the present paper, we focused on some crucial points of the analytical procedure of mercury<br /> speciation by liquid chromatography - inductively coupled plasma mass spectrometry.<br /> Objectives: To research and build a reliable process in determining the content of Methyl mercury in fish.<br /> Surveying and optimizing analytical conditions to save costs and chemicals but still ensuring analytical results<br /> with high accuracy and reliability. To apply the procedure to the actual sample analysis after validating the<br /> method. To apply isotope dilution technique for the method of determination of methyl mercury in fish, to evaluate<br /> the effectiveness of the method and giving a new method of isotope dilution technique.<br /> Methods: To consult and to synthesize domestic and foreign documents related to research topics to guide<br /> the research process; to process the survey and the optimization of equipment using LC - ICP - MS in analyzing<br /> methyl mercury; to validate the reliability and accuracy of the process.<br /> Results: A method of determination of methyl mercury in fish using liquid chromatography technique<br /> coupled with high frequency induction plasma source through spectral connection (LC-ICP-MS) was developed.<br /> Quantitative extraction of methyl mercury species was achieved in a 1% (w/v) L-Cysteine solution by sonication<br /> for 30 minutes at 50 oC. This solution was separated by using centrifugation and filtered through nylon filter<br /> membrane (pore size 0.45 µm). Chromatographic separation of mercury species was carried out on a C18 reverse<br /> phase column with 0.1% (w/v) L-Cysteine, 0.1% (w/v) L-Cysteine.HCl.H2O and 5% Methanol as the mobile<br /> phase. Method validation included: defining methyl mercury linearity up to 10 µg/kg, the method limit of<br /> detection and the method limit of quantitation for fish were 5 µg/kg and 15 µg/kg, respectively. Recoveries ranged<br /> from 100.54 % to 101.68 %. The trueness of method was determined by using a certified reference material ERM-<br /> CE-464, with good recovery and bias. The measurement uncertainty of the method was 15%. A species-specific<br /> isotope dilution analysis approach, using 201CH3Hg+ was employed for the quantification of methyl mercury. Two<br /> Certified Reference Materials (SRM 2976, ERM-CE-464) were analysed to assess the analytical performance. No<br /> significant differences were found between LC-ICP-MS and ID-LC-ICP-MS for CH3Hg+.<br /> Conclusions: Method of determining the content of methyl mercury in fish by LC-ICP-MS was high<br /> accurate and precise; saving costs and chemicals. Therefore, this method provides reliable results in assessing the<br /> content of methyl mercury in fish.<br /> Keywords: methyl mercury, fish<br /> ĐẶT VẤN ĐỀ vết. Nó tồn tại ở 3 dạng hóa học: nguyên tố,<br /> Cá là thức ăn quan trọng của chế độ ăn uống muối thủy ngân và Methyl thủy ngân, trong đó<br /> khỏe mạnh. Tuy nhiên, một số loại cá chứa một Methyl thủy ngân có tính độc cao nhất (7). Lượng<br /> hàm lượng thuỷ ngân tổng số. Thủy ngân có Methyl thủy ngân tích luỹ trong cơ thể sinh vật<br /> tính tích lũy và rất độc ngay cả khi tồn tại ở dạng cỡ µg/kg, nên việc xác định rất khó khăn. Các<br /> <br /> <br /> <br /> 616 Chuyên Đề Y Tế Công Cộng<br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2019 Nghiên cứu Y học<br /> <br /> phương pháp về xác định nguyên dạng ngày Thủy sản nói chung và cá nói riêng là một<br /> nay cho kết quả tách các dạng thủy ngân rất tốt, trong những ngành hàng xuất khẩu của Việt<br /> tuy nhiên việc lựa chọn được phương pháp phù Nam. Để hỗ trợ cho việc giám sát chất lượng<br /> hợp trong từng tình huống là phức tạp bởi thủy sản, cần phải có một phương pháp phân<br /> những khó khăn về vấn đề thiết bị hay ảnh tích nguyên dạng thủy ngân hữu cơ với độ nhạy,<br /> hưởng của nền mẫu phân tích. độ ổn định, độ tin cậy cao và hiệu quả. Do vậy,<br /> Nguyên tắc chung của quá trình phân tích đề tài “Xây dựng quy trình xác định Methyl<br /> nguyên dạng đó là sự kết nối giữa một hệ thống thủy ngân trong cá bằng phương pháp LC-ICP-<br /> có nhiệm vụ phân tách như sắc ký lỏng (LC), sắc MS” được thực hiện.<br /> ký khí (GC), tiêm dòng chảy, hóa hơi hydride Mục tiêu nghiên cứu<br /> dùng bẫy lạnh, … với một hệ thống phân tích tín Nghiên cứu và xây dựng một quy trình tin<br /> hiệu đóng vai trò đầu dò (AAS, ICP, MS, cậy trong việc xác định hàm lượng Methyl thủy<br /> MS/MS, ICP/MS). GC và LC đều được sử dụng ngân trong cá.<br /> trong việc phân tích các dạng thủy ngân. Mặc dù Khảo sát và tối ưu hóa các điều kiện phân<br /> sắc ký khí cho khả năng phân giải cao và có thể tích nhằm tiết kiệm chi phí, hóa chất nhưng vẫn<br /> xác định nhanh nhiều dạng tồn tại hóa học hơn đảm bảo kết quả phân tích có độ chính xác và tin<br /> (thủy ngân vô cơ và các dạng alkyl-, aryl- thủy cậy cao.<br /> ngân), nhưng phương pháp này đòi hỏi các bước<br /> Áp dụng quy trình vào phân tích mẫu thực<br /> xử lý mẫu phức tạp, gây tốn thời gian, nhiễm<br /> tế sau khi xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp.<br /> bẩn mẫu, mất mẫu hoặc sự chuyển hóa giữa các<br /> Áp dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị vào<br /> dạng tồn tại lẫn nhau. Sắc ký lỏng là kỹ thuật<br /> phương pháp xác định Methyl thủy ngân trong<br /> được ưa chuộng hơn trong việc tách các dạng<br /> cá, nhằm đánh giá hiệu quả của phương pháp và<br /> tồn tại của thủy ngân vì không cần phải tạo dẫn<br /> đưa ra hướng phát triển mới của kỹ thuật pha<br /> xuất cho các dạng thủy ngân thành các hợp chất<br /> loãng đồng vị.<br /> dễ bay hơi trước khi đưa vào cột sắc ký lỏng (4).<br /> Khối phổ ghép cặp cảm ứng cao tần plasma ĐỐITƯỢNG- PHƯƠNG PHÁPNGHIÊNCỨU<br /> (ICP-MS) ra đời và trở thành một phương pháp Mẫu thử<br /> phát hiện chọn lọc nguyên tố quan trọng sau quá Mẫu khảo sát quy trình: mẫu thịt cá loại bỏ<br /> trình phân tách. Bởi vì ICP-MS có thể dễ dàng da và được đánh giá độ đồng nhất theo ISO<br /> kết nối với sắc ký lỏng (LC), nên LC-ICP-MS trở GUIDE 35, với hàm lượng thủy ngân tổng là<br /> thành một công cụ mạnh trong việc phân tích (458±10) µg/kg.Mẫu chuẩn đối chứng: mẫu mô<br /> các dạng của nguyên tố, đặc biệt ứng dụng trong sò “SRM 2976” của Viện Tiêu chuẩn và Công<br /> các mẫu sinh học. nghệ Quốc gia Hoa kỳ NIST, hàm lượng<br /> Bên cạnh đó phương pháp pha loãng đồng MeHg (28,09±0,31) µg/kg và mẫu cá ngừ ký<br /> vị là một phương pháp mới, xác định trực tiếp, hiệu “ERM–CE464” của Viện đo lường và vật<br /> đúng và chính xác nhất trong việc định lượng liệu chuẩn IRMM, hàm lượng MeHg<br /> hàm lượng các nguyên tố. Nguyên cứu này sử (5,50±0,17) mg/kg.<br /> dụng chất chuẩn đồng vị giàu 201Hg-Me của Hóa chất<br /> hãng sản xuất ISC-Science làm đồng vị được Nước cất siêu sạch, loại ion, điện trở ≥ 18<br /> thêm vào và đồng vị 202Hg được chọn để xác MΩ.L-Cysteine.HCl.H2O, độ tinh khiết ≥99%,<br /> định hàm lượng MeHg có trong mẫu nhằm khối lượng phân tử 175,64 g/mol. L-Cysteine, độ<br /> đánh giá hiệu quả của phương pháp và đưa ra tinh khiết ≥99%, khối lượng phân tử 121,16<br /> hướng phát triển mới của kỹ thuật pha loãng g/mol. Acid Nitric HNO3 đậm đặc 65% (w/w).<br /> đồng vị. Acid Chlohydric HCl đậm đặc 37% (w/w).<br /> <br /> <br /> Chuyên Đề Y Tế Công Cộng 617<br /> Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2018<br /> <br /> Hydrogen Peroxide H2O2 30%. Dung dịch ly sóng; máy lọc nước siêu sạch; tủ hút khí độc.<br /> trích L-Cysteine.HCl.H2O 0,3%; 0,5%; 0,7%; 1%; Tối ưu chương trình vận hành thiết bị ICP–MS<br /> 1,3% (w/v). Dung dịch L-Cysteine.HCl.H2O 10%<br /> Sử dụng dung dịch hiệu chỉnh (set up<br /> (w/v) dùng pha chuẩn. Pha động: L-Cysteine:L-<br /> solution) chứa hỗn hợp 1 µg/L của Be, Ce, In,<br /> Cysteine.HCl.H2O với các nồng độ 0,05%:0,05%;<br /> Mg, U trong dung dịch HNO3 1% với dòng pha<br /> 0,1%:0,1%; 0,2%:0,2%; 0,5%:0,5%.<br /> động sẽ được ghép vào chung với dòng hút<br /> Chất chuẩn dung dịch hiệu chỉnh trong suốt quá trình hiệu<br /> Chuẩn CH3HgCl tinh thể, độ tinh khiết chỉnh nhằm tối ưu độ nhạy, độ phân giải và<br /> ≥95%, khối lượng phân tử 251,08 g/mol. Chuẩn chuẩn hóa số khối, tối ưu tốc độ dòng khí Ar<br /> HgCl2 tinh thể, độ tinh khiết ≥99,5%, khối lượng phun sương<br /> phân tử 271,50 g/mol. Chuẩn đồng vị giàu 201Hg- Sử dụng dung dịch chuẩn MeHg 5 µg/L làm<br /> MeHg, hãng sản xuất ISC-Science, nồng độ (5,44 dung dịch để khảo sát. Chọn công suất cho tín<br /> ± 0,05) µg/g. Dung dịch chuẩn gốc CH3HgCl hiệu cường độ Hg tối ưu nhất để tối ưu công<br /> trong nước khử ion, có thể chứa ≤20% methanol suất bộ phát sóng cao tần<br /> (v/v), nồng độ Hg 1000 mg/L, dung dịch được<br /> Tối ưu điều kiện vận hành sắc ký lỏng<br /> thanh lý khi hàm lượng Hg vô cơ >3% tính trên<br /> Tối ưu nồng độ pha động L-cysteine & L-<br /> hàm lượng CH3HgCl lý thuyết, thao tác trong tủ<br /> cysteine.HCl.H2O (0,05%; 0,10%; 0,20%; 0,50%),<br /> hút. Dung dịch chuẩn gốc Hg vô cơ–HgCl2 trong<br /> thành phần pha động (L-cysteine+L-cysteine.HCl.H2O;<br /> HCl 0,1% (v/v), nồng độ Hg 2000 mg/L. Dung<br /> L-cysteine+L-cysteine.HCl.H2O+Methanol- 1%, 2%,<br /> dịch hỗn hợp chuẩn trung gian, Hg trong<br /> 3%, 4%, 5% (v/v)) thông qua yếu tố đánh giá là<br /> CH3HgCl 1000 µg/L và Hg trong HgCl2 1000<br /> thời gian lưu của MeHg và độ phân giải giữa<br /> µg/L trong L-Cysteine.HCl.H2O 0,02% (w/v).<br /> Hg vô cơ và MeHg.<br /> Đường chuẩn làm việc (0–10 µg/L) được pha<br /> trong L-Cysteine.HCl.H2O 1% (w/v). Các dung Tối ưu quy trình xử lý mẫu<br /> dịch chuẩn được pha hàng ngày và đựng trong Thông qua tối ưu nồng độ dung môi ly trích,<br /> chai thủy tinh tối màu. L-cysteine.HCl.H2O (0,5%, 1%, 2%, 3%, 4 %),<br /> Dụng cụ Thời gian ly trích (10, 20, 30, 40, 50 phút).<br /> Bình định mức 10 mL, 20 mL, 50 mL; Nhiệt độ ly trích (30oC, 40oC, 50oC, 60oC, 70oC).<br /> micropippete 0,1–1mL, 20–200 µL; ống ly tâm 50 Đánh giá bằng hàm lượng MeHg được ly trích<br /> mL; đầu lọc (filter) 0,45 µm 30 mm; xy lanh 3 ra từ mẫu cá khảo sát quy trình<br /> mL; lọ chứa mẫu nâu 2 mL. Xác định các thông số của phương pháp<br /> Thiết bị Tiến hành dựng đường chuẩn trong khoảng<br /> Hệ thống máy plasma cao tần ghép nối khối 0÷10g/L để khảo sát độ tuyến tính: dựng đường<br /> phổ (ICP/MS): có khả năng quét khối (m/z): 5– chuẩn của Hg2+, MeHg trên nền dịch ly trích từ<br /> 240 amu, độ phân giải 0,9 amu tại 10% chiều cao mẫu cá không chứa thủy ngân (mẫu trắng)<br /> peak; kết nối hệ thống sắc ký lỏng (LC): cột phân nhằm loại trừ ảnh hưởng của nền mẫu đến tín<br /> tích C18, 5 µm, 150 x 4,6 mm, cột bảo vệ C18, 5 hiệu đo, đường chuẩn xây dựng được phải có hệ<br /> µm, bơm 4 kênh, bộ tiêm mẫu tự động, vòng số hồi quy tuyến tính thoả yêu cầu 0,99 ≤ R2 ≤ 1.<br /> tiêm mẫu (loop) 100 µL; cân phân tích có độ Để xác định độ đặc hiệu/chọn lọc của<br /> chính xác 1 mg; máy xay mẫu 10000 vòng/phút; phương pháp, chúng tôi phân tích lặp lại 06 lần<br /> máy ly tâm 6000 vòng/phút; máy vortex (tốc độ dung môi chiết mẫu và 06 lần mẫu ERM CE464,<br /> tối đa 2500 vòng/phút); bể điều nhiệt 60±4oC; bể độ chọn lọc của phương pháp đáp ứng yêu cầu<br /> siêu âm có gia nhiệt; hệ thống lò phá mẫu vi khi sắc ký đồ của dung môi chiết không tồn tại<br /> <br /> <br /> <br /> 618 Chuyên Đề Y Tế Công Cộng<br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2019 Nghiên cứu Y học<br /> <br /> peak i-Hg và MeHg, còn sắc ký đồ của mẫu Phương pháp pha loãng đồng vị<br /> chuẩn thì có 2 peak này. Dùng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác<br /> Giá trị giới hạn phát hiện (MLOD) và giới nhận lại độ tin cậy của phương pháp đã được tối<br /> hạn định lượng (MLOQ) được khảo sát dựa trên ưu ở trên.<br /> thực hiện thí nghiệm và tính toán theo hệ số R Các bước tiến hành cụ thể như sau: cân mẫu<br /> trên nền mẫu SRM 2976. Giá trị MLOD, MLOQ ERM – CE 464 và mẫu SRM 2976 với khối lượng<br /> được xác định: cân thích hợp vào ống ly tâm 50 mL, thêm chuẩn<br />  C )2 đồng vị MeHg giàu 201Hg với nồng độ thích hợp,<br /> SD <br />  (C i<br /> tiến hành quy trình ly trích mẫu đã được tối ưu<br /> n 1<br /> trước đó, đo mẫu và tính toán kết quả. Dùng<br /> MLOD = 3 × SD, MLOQ = 3 × MLOD R= . phép kiểm t-test để đáng giá sự đồng nhất của 2<br /> phương pháp.<br /> Với Ci là nồng độ MeHg phân tích được<br /> trong mẫu SRM 2976. Phân tích mẫu thực<br /> Nếu 4 < R 3000 7,025 7,016±0,05 0,691 0,7±0,03<br /> 24<br /> Mg 40120 >15000 23,985 24,025±0,05 0,673 0,7±0,03<br /> 115<br /> In 136010 >50000 114,875 114,904±0,05 0,728 0,7±0,03<br /> 238<br /> U 99973 >40000 238,025 238,050±0,05 0,708 0,7±0,03<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Chuyên Đề Y Tế Công Cộng 619<br /> Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2018<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1: Ảnh hưởng của nồng độ pha động đến thời<br /> gian lưu và diện tích peak của i-Hg Hình 3: Ảnh hưởng của nồng độ Methanol đến<br /> thời gian lưu và diện tích peak của i-Hg<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2: Ảnh hưởng của nồng độ pha động đến thời<br /> Hình 4: Ảnh hưởng của nồng độ Methanol đến<br /> gian lưu và diện tích peak của MeHg<br /> thời gian lưu và diện tích peak của MeHg<br /> Điều kiện tối ưu vận hành thiết bị<br /> Bảng 2. Điều kiện vận hành thiết bị tối ưu<br /> Điều kiện ICP/MS Điều kiện LC<br /> Công suất RF 1100 W Tốc độ dòng pha động 1 mL/phút<br /> Tốc độ dòng khí Ar tạo Plasma 17 L/phút Thể tích tiêm 50 µL<br /> L-Cysteine 0,1% (w/v) + L-Cysteine.HCl.H2O 0,1%<br /> Tốc độ dòng khí Ar phụ trợ 1,2 L/phút Thành phần pha động<br /> (w/v) + CH3OH 5%(v/v)<br /> Tốc độ khí Ar phun sương 0,86 L/phút Thời gian lấy tín hiệu 800 ms<br /> Khối lượng /điện tích 202<br /> Chế độ chạy Standard<br /> Tối ưu quy trình xử lý mẫu<br /> Nồng độ dung môi trích ly<br /> Nồng độ L-Cysteine.HCl.H2O là 1% là nồng<br /> độ tối ưu (Hình 5).<br /> Thời gian ly trích<br /> Thời gian ly trích tối ưu là 30 phút (Hình 6).<br /> Nhiệt độ ly trích<br /> 50oC là điều kiện nhiệt độ tối ưu để ly trích<br /> Hình 5. Ảnh hưởng của nồng độ L-Cysteine.HCl.H2O<br /> MeHg ra khỏi nền mẫu cá (Hình 7).<br /> đến khả năng ly trích dạng MeHg trong mẫu cá<br /> <br /> <br /> 620 Chuyên Đề Y Tế Công Cộng<br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2019 Nghiên cứu Y học<br /> <br /> Quy trình ly trích MeHg từ mẫu cá<br /> Cân 0,5 g mẫu cá vào ống thủy tinh Pyrex,<br /> thêm 10 mL L-Cysteine.HCl.H2O 1%,lắc mạnh.<br /> Đánh siêu âm 30 phút ở 50oC. Để nguội ở nhiệt<br /> độ phòng, định mức 50 mL. Ly tâm 5 phút, tốc<br /> độ 4500 vòng/phút. Lọc qua màng (0,45 µm) và<br /> đo sau khi lọc.<br /> Xác định các thông số của phương pháp<br /> Hình 6. Ảnh hưởng thời gian ly trích đến hàm lượng<br /> MeHg trong mẫu khảo sát quy trình Độ đặc hiệu/chọn lọc: Sau khi chạy mẫu<br /> trắng, chuẩn, mẫu CRM ERM464cho sắc ký đồ<br /> như Hình 8. Mẫu trắng không xuất hiện peak tại<br /> vị trí peak của chuẩn i-Hg và MeHg, mẫu CRM<br /> và chuẩn 1 µg/L có xuất hiện 2 peak (i-Hg và<br /> MeHg) như công bố của nhà sản xuất (Bảng 3).<br /> Phương pháp pha loãng đồng vị<br /> Kết quả đánh giá từ phép t-test của phương<br /> pháp pha loãng đồng vị và phương pháp xây<br /> dựng được trình bày ở Bảng 4.<br /> Hình7. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng<br /> MeHg trong mẫu khảo sát quy trình<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 3. Sắc ký đồ mẫu trắng, mẫu ERM-CE464, chuẩn i-Hg và MeHg 1 µg/L<br /> Bảng 2. Các thông số của quá trình xác nhận giá trị sử dụng phương pháp<br /> Thông số Kết quả Thông số Kết quả<br /> 2<br /> Đường chuẩn – Khoảng tuyến tính 0,2–10 µg/L, R =0,9999 Hiệu suất thu hồi 100,5–101,7%<br /> MLOD/ MLOQ (µg/kg) 5/15 Độ chệch (tính theo mẫu ERM464) 1,4%<br /> Độ lặp lại/ Độ tái lặp nội bộ phòng thí nghiệm (%) 4,9 %/7,2 % Độ không đảm bảo đo 15 %<br /> Bảng 4. So sánh kết quả phân tích hàm lượng MeHg trong mẫu chuẩn chứng nhận bằng LC-ICP-MS và ID-LC-<br /> ICP-MS<br /> t - test<br /> Mẫu Giá trị chứng nhận LC-ICP-MS (µg/kg) ID-LC-ICP-MS (µg/kg)<br /> t LT t TN p<br /> SRM 2976 28,09 ± 0,31 28,8 29,0 2,77 0,49 0,64<br /> ERM-CE-464 500 ± 170 5544 5582 2,77 0,43 0,69<br /> Phân tích mẫu thực loại cá (cá kiếm: 376,8-476,8 µg/kg; cá ngừ mắt<br /> Kết quả phân tích 20 mẫu cá trên thị trường to: 221,8-252,9 µg/kg; cá ngừ vây vàng:<br /> cho thấy, hàm lượng MeHg có trong mẫu dao 304,8-357,0 µg/kg; cá lao không vảy: 88,8-201,9<br /> động từ 22,31 µg/kg đến 476,75 µg/kg, tùy từng µg/kg; cá ngừ chấm: 37,6-97,8 µg/kg; cá ngừ chú:<br /> <br /> <br /> <br /> Chuyên Đề Y Tế Công Cộng 621<br /> Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2018<br /> <br /> 19,3-102,3 µg/kg; cá ngừ bò: 22,3-29,8 µg/kg). thể kết luận rằng, ngoài tương tác cation, tương<br /> BÀN LUẬN tác pha động giữa phần polymer trên cột và hợp<br /> chất thủy ngân không phân cực cũng diễn ra.<br /> Tối ưu chương trình vận hành thiết bị ICP–MS<br /> Hình dạng peak của cả 2 dạng i-Hg và MeHg<br /> Công suất của máy phát cao tần RF tối ưu đều được cải thiện khi thêm Methanol và đặc<br /> là1100W cho cường độ tín hiệu của thủy ngân<br /> biệt, độ nhạy của ICP-MS tăng lên khi tăng hàm<br /> cao nhất. Khi công suất máy phát cao tần tăng lượng methanol. Tuy nhiên, khi tăng hơn 5%<br /> thì tín hiệu Hg tăng nhưng đến một ngưỡng lượng methanol, plasma không duy trì được.<br /> mà công suất tiếp tục tăng thì tín hiệu giảm. Nguyên nhân là do lượng carbon được đưa vào<br /> Việc thay đổi công suất làm cho nhiệt độ từng plasma khá nhiều. Khi đó, carbon trong plasma<br /> vùng trong plasma cũng thay đổi, ảnh hưởng sẽ hấp thu năng lượng, làm giảm khả năng ion<br /> đến độ nhạy của thủy ngân. Bên cạnh đó, do hóa của plasma, do đó làm suy giảm độ nhạy.<br /> thủy ngân rất dễ bay hơi ngay cả khi ở nhiệt<br /> Áp suất hơi hữu cơ cao gây khó khăn cho việc<br /> độ thường. Khi nhiệt độ tăng quá cao, thời<br /> duy trì plasma.<br /> gian thủy ngân tồn tại trong vùng plasma<br /> Điều kiện tối ưu vận hành thiết bị<br /> ngắn hơn, khó đến được sampler cone hơn do<br /> đó sẽ làm giảm độ nhạy. Sau khi tối ưu các điều kiện vận hành thiết bị<br /> LC-ICP-MS, tiến hành chạy chuẩn hỗn hợp gồm<br /> Tốc độ dòng khí mang Argon là 0,86 L/phút<br /> Hg2+ 1 µg/L và CH3Hg+ 1 µg/L, thu được sắc ký<br /> cho tín hiệu thu được tối ưu với CeO (156)/Ce<br /> đồ theo Hình 8 (các mũi Hg2+ 1 µg/L và CH3Hg+ 1<br /> (140) là 2288,18/97286,81=0,0234 thỏa điều kiện<br /> µg/L tách tốt).<br /> ≤0,25–3% và tín hiệu (cps) của In 115=1438834,56,<br /> thỏa điều kiện của nhà sản xuất. Tối ưu quy trình xử lý mẫu<br /> Độ nhạy, độ phân giải và chuẩn hóa số khối Nồng độ dung môi trích ly<br /> thông qua quá trình hiệu chỉnh đạt yêu cầu của Ở nồng độ 0,5% của dung môi ly trích, lượng<br /> nhà sản xuất. MeHg trong mẫu khảo sát quy trình thấp hơn so<br /> Tối ưu điều kiện vận hành sắc ký lỏng với các giá trị nồng độ còn lại (389,05 µg/kg),<br /> điều này chứng tỏ lượng L-Cysteine.HCl.H2O<br /> Nồng độ pha động<br /> chưa đủ để ly trích hết dạng MeHg ra khỏi nền<br /> Khi thay đổi nồng độ của pha động trong<br /> mẫu cá. Khi tăng hàm lượng dung môi ly trích<br /> khoảng từ 0,05% đến 0,5%, thời gian lưu và<br /> lên 1%, 2%, 3%, 4%, kết quả phân tích lượng<br /> diện tích peak của 2 dạng thủy ngân i-Hg và<br /> MeHg trong mẫu lần lượt là 475,92 µg/kg, 478,85<br /> MeHg đều không thay đổi nhiều. Hơn nữa, hệ<br /> µg/kg, 474,51 µg/kg, 477,18 µg/kg. Như vậy hàm<br /> số phân giải Rs ở tất cả các trường hợp đều lớn<br /> lượng dung môi ly trích từ 1% đến 4% cho hiệu<br /> hơn 2, chứng tỏ các peak đều tách tốt, không<br /> suất ly trích không sai khác đáng kể và MeHg có<br /> ảnh hưởng nhiều bởi nồng độ của pha động.<br /> trong mẫu khảo sát quy trình hầu như được ly<br /> Như vậy có thể kết luận rằng nồng độ của pha<br /> trích hết ra khỏi nền mẫu. Chọn nồng độ L-<br /> động không ảnh hưởng đến khả năng tách<br /> Cysteine.HCl.H2O là 1% là nồng độ tối ưu vì vừa<br /> cách chất phân tích. Do đó chọn nồng độ pha<br /> tiết kiệm hóa chất, vừa đảm bảo hiệu suất ly<br /> động là L-Cysteine 0,1% và L-<br /> trích tốt.<br /> Cysteine.HCl.H2O 0,1% là nồng độ tối ưu, và<br /> dùng cho các khảo sát tiếp theo. Thời gian ly trích<br /> Thời gian ly trích 30 phút trong bể siêu âm sẽ<br /> Thành phần pha động<br /> giúp ly trích hoàn toàn các dạng thủy ngân ra<br /> Hàm lượng methanol tăng sẽ làm giảm đáng<br /> khỏi nền mẫu cá. Khi tăng thời gian ly trích, hàm<br /> kể thời gian lưu của MeHg và cũng có ảnh<br /> lượng MeHg vẫn không thay đổi. Do đó, chọn<br /> hưởng đến dạng Hg2+ phân cực hơn. Do đó có<br /> <br /> <br /> 622 Chuyên Đề Y Tế Công Cộng<br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2019 Nghiên cứu Y học<br /> <br /> thời gian ly trích tối ưu là 30 phút cho các khảo Alfredo Montero-Alvareza(1) và Susan C. Hight(9).<br /> sát tiếp theo. Alfredo Montero-Alvareza và các cộng sự xác<br /> Nhiệt độ ly trích định hàm lượng MeHg trong 12 loại cá trên thị<br /> trường ở khu vực Cuba và chỉ ra rằng, hàm<br /> Ở nhiệt độ 30oC, hàm lượng MeHg được ly<br /> lượng MeHg có trong cá kiếm là cao hơn các loài<br /> trích ra còn thấp. Lượng MeHg tăng khi nhiệt độ<br /> cá khác, khoảng từ 180 µg/kg đến 604 µg/kg.<br /> tăng từ 40oC, 50oC và 60oC. Nhưng khi tăng đến<br /> Tương tự, Susan C Hight và các cộng sự đã xác<br /> 70oC, hàm lượng thủy ngân lại giảm. Như vậy,<br /> định được hàm lượng MeHg có trong mẫu cá<br /> chọn 50oC là điều kiện nhiệt độ tối ưu để ly trích<br /> kiếm ở Đài Loan khoảng 193 µg/kg đến 474<br /> MeHg ra khỏi nền mẫu cá.<br /> µg/kg. Giá trị này khá tương đồng với kết quả<br /> Xác định các thông số của phương pháp<br /> của đề tài.<br /> Kết quả từ Bảng 3 cho thấy các thông số đều<br /> KẾT LUẬN<br /> đạt tiêu chí theo hai tài liệu Appendix F, trang 9<br /> AOAC 2016 và CAC/GL 54-2004(1,2,5). Đề tài này đã đưa ra một phương pháp xác<br /> định hàm lượng MeHg trong cá bằng LC- ICP-<br /> Phương pháp pha loãng đồng vị<br /> MS với độ đúng, độ chính xác cao, và do đó<br /> Kết quả đánh giá từ phép t-test cho thấy, giá<br /> cung cấp kết quả đáng tin cậy trong việc đánh<br /> trị t thực nghiệm nhỏ hơn giá trị t lý thuyết. Giá<br /> giá hàm lượng MeHg trong cá với giới hạn phát<br /> trị p >0,05 nên chênh lệch giá trị trung bình của 2<br /> hiện (LOD) là 5 ng/g, giới hạn định lượng (LOQ)<br /> phương pháp (phương pháp xây dựng và pha<br /> là 15 ng/g, hiệu suất thu hồi đạt từ 100,5–101,7%,<br /> loãng đồng vị) không có ý nghĩa do xảy ra ngẫu<br /> độ lặp lại là 4,9%, độ tái lập nội bộ phòng thí<br /> nhiên, nói cách khác là kết quả phân tích MeHg<br /> nghiệm là 7,2% và độ không đảm bảo đo là 15 %<br /> của 2 phương pháp này không sai khác nhau<br /> trên nền mẫu cá.<br /> đáng kể về mặt thống kê.<br /> Áp dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị để xác<br /> Phân tích thủy ngân nguyên dạng bị ảnh<br /> định hàm lượng MeHg có trong 2 mẫu SRM<br /> hưởng rất nhiều bởi nền mẫu và phương pháp<br /> 2976 và ERM-CE-464. Kết quả phân tích không<br /> phân tích. Các quá trình ly trích tách hoặc tạo<br /> có sự sai lệch đáng kể so với giá trị đã được<br /> dẫn xuất có thể gây ra phản ứng methyl hóa và<br /> chứng nhận.<br /> de-methyl hóa giữa các dạng thủy ngân, làm<br /> Đề tài này chỉ mới áp dụng kỹ thuật pha<br /> chúng không còn tồn tại ở dạng như ban đầu,<br /> loãng đồng vị cơ bản để xác định hàm lượng<br /> gây khó khăn cho việc xác định chính xác hàm<br /> MeHg có trong mẫu chuẩn chứng nhận, chưa<br /> lượng thủy ngân nguyên dạng. Do thời gian có<br /> tính đến các nguồn gây ra sai số cũng như chưa<br /> hạn nên đề tài này chưa nghiên cứu đến sự<br /> áp dụng kỹ thuật này lên mẫu thật.<br /> chuyển hóa giữa các dạng thủy ngân trong quy<br /> trình phân tích mẫu cá. Để có thể ứng dụng kỹ thuật pha loãng đồng<br /> vị đạt kết quả chính xác nhất, cần nghiên cứu<br /> Phân tích mẫu thực<br /> thêm các yếu tố gây ra sai số như sau: sự nhiễm<br /> Tất cả các kết quả đều dưới giới hạn cho bẩn trong quá trình lấy mẫu, hàm lượng ẩm có<br /> phép của Quy chuẩn Việt Nam(3), trong đó, cá trong mẫu, dẫn đến sự sai khác giữa tỉ lệ các<br /> kiếm là loại cá có hàm lượng MeHg cao hơn hết. dạng đồng vị trên lý thuyết và trong mẫu thực<br /> Cá kiếm là một loài cá lớn, có thời gian sống lâu, tế; nhiễu nền, nhiễu do cùng số khối gây ra sự<br /> vì vậy chúng có thời gian tích lũy MeHg nhiều thay đổi cường độ tín hiệu của các đồng vị; ứng<br /> hơn, hàm lượng MeHg có trong chúng cũng cao dụng kỹ thuật pha loãng đồng vị trên mẫu cá<br /> hơn so với các loài cá cỡ nhỏ khác. ngoài thị trường; mở rộng phạm vi áp dụng với<br /> Kết quả trong đề tài này cũng có sự tương các nền mẫu thủy hải sản khác nhau.<br /> đồng với một số nghiên cứu trên thế giới như<br /> <br /> <br /> Chuyên Đề Y Tế Công Cộng 623<br /> Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 5 * 2018<br /> <br /> Determination of mercury species in foodstuffs using LC-ICP-<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> MS: the applicability and limitations of the method. Czech J Food<br /> 1. Alfredo MA, María FC, Alfredo SM (2013). Mercury speciation Sci, 32:249–259.<br /> in Cuban commercial edible fish by HPLC-ICP-MS using the 7. Nguyễn Thuần Anh (2011). Hàm lượng thủy ngân trong các loài<br /> double spike isotope dilution analysis strategy. International hải sản được tiêu dùng phổ biến ở Nha Trang. Tạp chí Khoa học<br /> Journal of Environmental Analytical Chemistry, 94:36-47. và Phát triển, pp.937 - 941.<br /> 2. AOAC Official Methods of Analysis (2016). Guidelines for 8. Ong K, Lim L, Ghanthimathi S, Ibrahim N, Nasir Z (2013).<br /> Standard Method Performance Requirements. Appendix F: p.9, Determination of Methylmercury in Fish Samples with HPLC-<br /> AOAC International, Rockville, USA. ICP-MS. From Sources to Solution, doi: 10.1007/978-981-4560-70-<br /> 3. Bộ Y Tế (2011). Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với giới hạn ô 2_68. Springer Science & Business Media Singapore.<br /> nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm. QCVN 8-2:2011/BYT, Hà 9. Susan CH, John C (2006). Determination of methyl mercury and<br /> Nội. estimation of total mercury in seafood using high performance<br /> 4. Bruno LB, Jairo R, Samuel S, Vanessa OS, Fernando B (2011). liquid chromatography (LC) and inductively coupled plasma-<br /> Mercury speciation in seafood samples by LC–ICP-MS with a mass spectrometry (ICP-MS): Method development and<br /> rapid ultrasound-assisted extraction procedure: Application to validation. Analytica Chimica Acta, 576:160 – 172.<br /> the determination of mercury in Brazilian seafood samples. Food<br /> Chemistry, 126:2000 - 2004.<br /> 5. Codex Alimentarius Commission (2011). Guidelines on<br /> Ngày nhận bài báo: 15/08/2019<br /> measurement uncertainty - CAC/GL54-2004. The Food and Ngày phản biện nhận xét bài báo: 31/08/2019<br /> Agriculture Organization of the United Nations.<br /> Ngày bài báo được đăng: 15/10/2019<br /> 6. Koplík R, Klimešová I, Mališová K, Mestek O (2014).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 624 Chuyên Đề Y Tế Công Cộng<br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2