Xác định hàm lượng Phoxim trong gạo bằng hệ thống Sắc ký lỏng-Khối phổ hai lần (LCMS-TQ9200) của Wayeal

Phoxim, với công thức hóa học C12H15N2O3PS, là một loại thuốc trừ sâu lân hữu cơ tổng hợp. Nó đạt được hiệu quả trừ sâu bằng cách ức chế hoạt động của cholinesterase ở sâu bệnh, làm gián đoạn chức năng bình thường của hệ thần kinh của chúng và ngăn chặn các hoạt động sinh lý thông thường của chúng. So với các loại thuốc trừ sâu khác như pyrethroids và carbamates, phoxim được đặc trưng bởi phổ trừ sâu rộng, hiệu quả kiểm soát vượt trội đối với ấu trùng cánh vảy, giá cả vừa phải và dễ sử dụng, làm cho nó được các nhà sản xuất nông nghiệp ưa chuộng rộng rãi. Trong ứng dụng thực tế, phoxim dễ bị lạm dụng hoặc sử dụng vượt quá phạm vi khuyến cáo, dẫn đến vấn đề tồn dư thuốc trừ sâu lan rộng trong nông sản. Tồn dư thuốc trừ sâu có thể dẫn đến nhiều tác động bất lợi. Một mặt, chúng tích tụ trong cơ thể con người thông qua chuỗi thức ăn, có khả năng gây ngộ độc cấp tính, tổn thương mãn tính và các phản ứng sinh lý bất thường khác. Mặt khác, chúng có thể xâm nhập vào môi trường thông qua hệ thống thoát nước của trang trại, làm tăng nồng độ các thành phần thuốc trừ sâu trong môi trường và do đó ảnh hưởng gián tiếp đến cả môi trường và sức khỏe con người. Đặc biệt, phoxim gây ra rủi ro tiềm ẩn cho các nhóm dân số nhạy cảm như trẻ em và phụ nữ mang thai. Nếu những cá nhân này tiêu thụ quá nhiều phoxiph hoặc tích lũy lượng lớn trong cơ thể, nó có thể dẫn đến suy giảm chức năng các cơ quan và các tác động tiêu cực đến sức khỏe. Do đó, việc phát hiện tồn dư thuốc trừ sâu phoxim trong nông sản đã trở thành một thành phần thiết yếu và quan trọng trong kiểm soát an toàn thực phẩm.

Thí nghiệm này được thực hiện theo tiêu chuẩn quốc gia GB/T 20770-2008, "Xác định 486 loại thuốc trừ sâu và dư lượng hóa chất liên quan trong ngũ cốc bằng sắc ký lỏng-khối phổ hai lần". Phân tích hàm lượng phoxim trong gạo được thực hiện bằng hệ thống sắc ký lỏng-khối phổ hai lần Wayeal LCMS-TQ9200. Quy trình này được trang bị hệ thống sắc ký lỏng-khối phổ hai lần Wayeal, đáp ứng các yêu cầu về phát hiện định tính và định lượng thông thường của các mẫu thử.

Từ khóa: Khối phổ ba lần tứ cực; Phoxim; Dư lượng thuốc trừ sâu.

1. Thiết bị và Thuốc thử

1.1 Danh sách cấu hình thiết bị

Bảng 1 Danh sách cấu hình thiết bị

1.2 Thuốc thử và Chuẩn

Bảng 2 Thuốc thử và Chuẩn

1.3 Vật liệu thí nghiệm và Thiết bị phụ trợ

Máy trộn Vortex;

Máy ly tâm tốc độ cao;

Cân phân tích.

2. Phương pháp thí nghiệm

2.1 Chuẩn bị dung dịch

2.1.1 Acetonitrile-Axit Axetic (99+1, v/v): Lấy 10mL axit axetic và thêm vào 990mL acetonitrile, sau đó trộn đều.

2.1.2 Dung dịch nước Amoni Formate-Axit Formic (2mmol/L): Cân 0.1261g amoni formate, hòa tan trong và pha loãng đến 1000mL bằng dung dịch nước axit formic 0.01%, sau đó lắc đều cho đến khi đồng nhất.

2.1.3 Dung dịch Amoni Formate-Axit Formic trong Methanol (2 mmol/L): Cân 0.1261g amoni formate, hòa tan trong và pha loãng đến 1000 mL bằng dung dịch axit formic 0.01% trong methanol, sau đó lắc đều cho đến khi đồng nhất.

2.2 Tiền xử lý mẫu

Cân 5g mẫu thử (chính xác đến±0.01g) cho vào ống ly tâm 50mL. Thêm 10mL nước, trộn đều bằng vortex và để yên trong 30 phút. Thêm 15mL dung dịch acetonitrile-axit axetic và một viên nghiền bằng gốm, sau đó lắc mạnh trong 1 phút. Tiếp theo, thêm 6g magie sulfat khan và 1.5g natri axetat, lắc mạnh thêm 1 phút, sau đó ly tâm ở tốc độ 4200 vòng/phút trong 5 phút. Chuyển định lượng phần dịch nổi sang ống ly tâm nhựa chứa chất hút ẩm và vật liệu tinh chế (sử dụng 150mg magie sulfat khan, 50mg C18 và 50mg PSA trên mỗi mililit dịch chiết). Ly tâm ở tốc độ 4200 vòng/phút trong 5 phút, sau đó hút dịch nổi và lọc qua màng lọc vi xốp để xác định tiếp theo.

2.3 Điều kiện thí nghiệm

2.3.1 Điều kiện sắc ký lỏng

Cột sắc ký: C18 1.7 μm 2.1x50 mm；

Pha động: Pha A: Dung dịch Amoni Formate-Axit Formic trong Methanol (2mmol/L); Pha B: Dung dịch nước Amoni Formate-Axit Formic (2mmol/L).

Tốc độ dòng: 0.3mL/phút;

Nhiệt độ cột: 40 °C;

Thể tích tiêm: 5μL.

2.3.2 Điều kiện khối phổ

Bảng 3 Thông số khối phổ hợp chất

Lưu ý: Ion được đánh dấu * là ion định lượng.

3. Kết quả thí nghiệm

3.1 Sắc ký đồ chuẩn

Việc xác định phoxim được hoàn thành trong vòng 6.5 phút. Như thể hiện trong Hình 1, đỉnh hợp chất thể hiện hình dạng đỉnh tốt và đáp ứng thỏa đáng, đáp ứng các yêu cầu của phân tích thực nghiệm.

Hình 1 Sắc ký đồ của Phoxim

3.2 Khoảng tuyến tính

Lấy thể tích thích hợp của dung dịch chuẩn phoxim và pha loãng liên tiếp bằng nền mẫu trắng để thu được nồng độ 10, 5, 2, 1, 0.5, 0.1 và 0.05ng/mL để chuẩn bị đường hiệu chuẩn. Khoảng tuyến tính được thiết lập từ 0.05 đến 10ng/mL. Độ lệch của kết quả phát hiện tuyến tính so với nồng độ đã biết nằm trong giới hạn sai số cho phép tối đa. Hệ số tương quan (R2) là 0.99971, cho thấy mối quan hệ tuyến tính xuất sắc đối với chất phân tích.

Hình 2 Đường chuẩn Phoxim

3.3 Độ lặp lại

Các dung dịch phoxim ở ba nồng độ (0.5, 2 và 10ng/mL) được tiêm sáu lần liên tiếp. Kết quả, như thể hiện trong bảng dưới đây, cho thấy độ lệch chuẩn tương đối (RSD) cho tất cả các điểm dữ liệu ở nồng độ cao, trung bình và thấp của phoxim đều nằm trong khoảng 5%, đáp ứng các yêu cầu thực nghiệm.

Bảng 4 Kiểm tra độ lặp lại của Phoxim ở nồng độ cao, trung bình và thấp

3.4 Khả năng thu hồi khi thêm chuẩn

Dung dịch chuẩn phoxim được thêm vào mẫu để đạt nồng độ 4ng/mL, sau đó mẫu được phân tích bằng LC-MS. Kết quả được thể hiện trong Hình 3. Giá trị trung bình từ sáu lần tiêm liên tiếp là 4.194ng/mL, với RSD là 4.623% và tỷ lệ thu hồi là 104.85%, đáp ứng các yêu cầu thực nghiệm.

Hình 3 Sắc ký đồ thu hồi khi thêm chuẩn Phoxim

3.5 Dư lượng trắng

Sau khi tiêm liên tục dung dịch chuẩn 10ng/mL, một mẫu nền trắng sau đó được tiêm để đánh giá và tính toán bất kỳ dư lượng trắng nào. Kết quả được thể hiện trong Hình 4, cho thấy không phát hiện dư lượng trắng nào.

Hình 4 Sắc ký đồ trắng

3.6 Kiểm tra mẫu

Mẫu A được xử lý theo phương pháp tiền xử lý được mô tả trong quy trình này, và hàm lượng phoxim đo được trong Mẫu A là 9.552μg/kg.

Hình 5 Sắc ký đồ của Phoxim trong Mẫu A

4. Kết luận

Phương pháp này sử dụng hệ thống sắc ký lỏng-khối phổ hai lần Wayeal LCMS-TQ9200 để xác định dư lượng phoxim trong thực phẩm có nguồn gốc thực vật. 

Dữ liệu cho thấy phương pháp này tạo ra các đỉnh khối phổ tốt và không bị kéo đuôi. Độ nhạy đáp ứng các yêu cầu thực nghiệm, với R2 lớn hơn 0.999. Độ lặp lại ở nồng độ cao, trung bình và thấp nằm trong khoảng 5%, và tỷ lệ thu hồi khi thêm chuẩn là 104.85%. Không quan sát thấy sự nhiễm chéo hệ thống sau các mẫu có nồng độ cao. Những kết quả này xác nhận rằng phương pháp này, được trang bị hệ thống sắc ký lỏng-khối phổ hai lần Wayeal, đáp ứng các yêu cầu về phân tích định tính và định lượng thông thường của các chất phân tích mục tiêu trong các mẫu thử.