MỞ ĐẦU Paraquat (viế t tắ t của paraquaternary bipyridyl) là một thuốc diệt cỏ giá thành rẻ , hiệu quả diệt cỏ rất tốt nên thƣờng đƣợc sử dụng rộng rãi tại Việt Nam. Mặc dù paraquat (PQ) rất thân thiện với môi trƣờng nhƣng lại rất độc đối với con ngƣời. Liều tử vong của PQ đối với ngƣời trƣởng thành ƣớc tính là khoảng 10 ml dung dịch 20%. Trong những năm gần đây, trên thế giới cũng nhƣ Việt Nam đã có rất nhiều trƣờng hợp ngộ độc PQ (do vô tình hay có chủ ý) [2].
Tại trung tâm Chống độc (TTCĐ) - bệnh viện Bạch Mai, số lƣợng bệnh nhân ngộ độc PQ gia tăng đáng kể, năm 2014 đã có 391 ca ngộ độc, năm 2015 đã tăng lên đến 401 ca, năm 2016 là 458 ca và 6 tháng đầu năm 2017 là 200 ca. Trong đó tỉ lệ tử vong là 72,9% [3]. Hầu hết các bệnh nhân ngộ độc PQ đều ở mức độ nặng và tỉ lệ tử vong rất cao. Trƣớc thực tế đó, trong những năm trƣớc đã có rất nhiều quốc gia (32 quốc gia) cấm lƣu hành và sử dụng PQ, tuy nhiên đến ngày 08/02/2017 Việt Nam mới ban hành thông tƣ về việc loại bỏ PQ ra khỏi danh mục các hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) đƣợc phép sử dụng [1].
Mặc dù vậy, số lƣợng bệnh nhân ngộ độc PQ và đến cấp cứu tại TTCĐ có suy giảm nhƣng không đáng kể (từ tháng 1/2017- 6/2017 đã có khoảng 200 ca ngộ độc). Để định lƣợng PQ trong huyết tƣơng, các phƣơng pháp phân tích thƣờng đƣợc sử dụng bao gồm: phƣơng pháp sắc ký lỏng khối phổ (LC- MS), sắc ký khí khối phổ (GC-MS), phƣơng pháp điện di mao quản khối phổ (CE-MS), phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)… Hiện tại, việc phân tích PQ phục vụ cho chẩn đoán và điều trị cũng đã đƣợc triển khai tại trung tâm Chống độc - bệnh viện Bạch Mai (sử dụng phƣơng pháp so màu để định tính PQ và định lƣợng nồng độ PQ trong huyết tƣơng bằng phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC). Tuy nhiên, nhiều bệnh viện tuyến địa phƣơng chƣa đƣợc trang bị thiết bị HPLC, trong khi đó việc định lƣợng sớm nồng độ PQ trong huyết tƣơng để xác định mức độ nặng và tiên lƣợng khả năng sống cũng nhƣ tiến hành lọc máu hấp phụ là rất quan trọng. Do đó, một vấn đề đặt ra là làm thế nào để có đƣợc một trang thiết bị có giá thành thấp, 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com có thể trang bị đƣợc tại địa phƣơng mà vẫn có thể xác định đƣợc nồng độ PQ trong huyết tƣơng, phục vụ nhanh chóng, kịp thời trong điều trị.
Trên cơ sở đó, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu định lượng paraquat trong huyết tương người bằng phương pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn không tiếp xúc (CE-C4D)” với hi vọng đóng góp một phần trong chẩn đoán và điều trị sớm cho những bệnh nhân ngộ độc paraquat tại các bệnh viện tuyến địa phƣơng. Luận văn này thực hiện với mục tiêu nghiên cứu quy trình xử lý mẫu paraquat trong huyết tƣơng, từ đó định lƣợng paraquat bằng phƣơng pháp điện di mao quản sử dụng detector đo độ dẫn không tiếp xúc (CE- C4D). 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về paraquat 1.
Công thức hóa học, tính chất lý hoá học của paraquat Công thức hóa học Paraquat là từ viết tắt của paraquaternary bipyridyl, tên khoa học là 1,1'- dimethyl-4,4' bipyridilium. PQ thuộc nhóm hợp chất amin bậc 4, là thuốc diệt cỏ đƣợc sử dụng rộng rãi nhất hiện nay với đặc tính diệt cỏ nhanh và hiệu quả. Paraquat có khối lƣợng phân tử tƣơng đối là 186,2 g/mol và có công thức hóa học nhƣ Hình 1. Công thức hóa học của paraquat Tuy nhiên, hiện nay paraquat thƣờng đƣợc sử dụng dƣới dạng muối và chủ yếu là muối dichloride nhƣ Hình 1.
Công thức hóa học dạng muối paraquat Tính chất lý, hóa học của paraquat PQ thƣờng có màu trắng hơi vàng, không mùi, tỷ trọng ở 20oC là 1,240 - 1,260; điểm chảy 175-180oC, điểm sôi khoảng 300oC và pH của dung dịch PQ trong nƣớc là 6,5-7,5. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PQ thƣờng ở dạng muối, chủ yếu là muối dichloride ở dạng tinh thể trắng, PQ ổn định trong môi trƣờng axit hoặc trung tính, không ổn định trong môi trƣờng kiềm. PQ tan tốt trong nƣớc (độ tan 700 g/l ở 20oC), ít tan trong các dung môi hữu cơ, PQ bị phân hủy dƣới ánh sáng UV, bị bất hoạt bởi các tác nhân hoạt động bề mặt anionic và bởi đất sét, bị mất hoạt tính nhanh khi tiếp xúc với đất, PQ không bay hơi. Dung dịch PQ đặc ăn mòn thép, tấm thiếc, sắt mạ kẽm và nhôm [39].
Thực trạng sử dụng paraquat hiện nay Paraquat thuộc nhóm trừ cỏ dại Bipyridylium đƣợc tập đoàn ICI phát minh năm 1955, đƣợc thƣơng mại hóa và sử dụng năm 1962 [34]. Hiện nay, ngoài công ty Syngenta (Thụy Sỹ), Sundat (Singapore) và United Phosphorus (Ấn Độ) thì hơn 15 doanh nghiệp thuốc BVTV Trung Quốc sản xuất và đƣa ra thị trƣờng thế giới một lƣợng lớn thuốc trừ cỏ PQ. PQ đƣợc sản xuất và sử dụng chủ yếu ở 2 dạng chế phẩm SG (hạt tan trong nƣớc) và SL (dung dịch đậm đặc), PQ và thành phẩm chƣa PQ thuộc nhóm độc loại II, không tồn tại lâu trong môi trƣờng sống, tan nhanh trong nƣớc. Hiện tại, có hơn 90 quốc gia đăng ký và sử dụng PQ (với mức độ sử dụng khác nhau), trong đó có nhiều nƣớc có nền nông nghiệp phát triển.
Tuy nhiên, với thực trạng ngộ độc và tử vong do PQ trên thế giới, rất nhiều quốc gia phải xem xét lại công tác quản lý thuốc trừ cỏ PQ, rà soát lại mức độ sử dụng, thậm chí có thể hạn chế, cấm sử dụng. Trong danh mục thuốc BVTV đƣợc phép sử dụng ở Việt Nam (ban hành kèm theo thông tƣ số 21/2013/TT-BNNPTNT) ngày 16/4/2013 của Bộ trƣởng Bộ NN & PTNT) có 45 tên thƣơng phẩm thuốc paraquat, trong đó 41 thành phẩm dạng SL, 3 thành phẩm dạng AS và 1 thành phẩm dạng WP. Tổng số thuốc Paraquat đƣợc nhập vào VN năm 2011 là 6895,698 lít, năm 2012 là 10699,374 lít (tăng 15% so sới năm 2011)và năm 2013 là 9953,223 lít (giảm 7% so với năm 2012). Tổng cộng số lƣợng paraquat thành phẩm 20% đƣợc nhập khẩu và sử dụng ở VN trong 3 năm (2011-2013) là 27548,295 lít (lƣợng dùng trung bình từ 1,5 – 2,0 L/ha).
Trong 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com số này 17% lƣợng nhập khẩu từ Syngenta, 70% từ các công ty Trung quốc, số còn lại từ Singapore và Ấn Độ. Lƣợng thuốc trừ cỏ chứa thành phần PQ vẫn đƣợc nƣớc ta ƣu tiên sử dụng hàng đầu trong việc diệt cỏ. Bên cạnh đó, có rất nhiều ngƣời dân sử dụng sai mục đích của thuốc trừ cỏ PQ đó là dùng để tự tử. Hàng năm, trung tâm Chống độc – bệnh viện Bạch Mai đã tiếp nhận rất nhiều trƣờng hợp ngộ độc PQ và trong số đó tỉ lệ tử vong rất cao.
Năm 2011 tỉ lệ tử vong đối với các bệnh nhân ngộ độc PQ là 72,9%. Tỉ lệ này tiếp tục đƣợc gia tăng trong những năm gần đây. Trƣớc thực trạng đó, đầu năm 2017 (08/02/2017), Bộ NN & PTNT đã đƣa ra quyết định loại bỏ PQ ra khỏi danh mục thuốc BVTV đƣợc phép sử dụng tại Việt Nam. Tuy nhiên, với lƣợng PQ đã nhập những năm trƣớc (theo thống kê trên) thì PQ vẫn còn tồn dƣ rất nhiều, có thể sử dụng đƣợc trong một thời gian khá dài.
Do vậy, nguy cơ ngƣời dân dùng PQ tự tử vẫn có khả năng xảy ra cao. Diquat cũng là một hóa chất diệt cỏ nhanh và hiệu quả. Diquat có tính chất khá giống với paraquat, trong điều kiện thích hợp diquat có thể chuyển thành paraquat và ngƣợc lại. Tuy nhiên, ở Việt Nam, diquat không đƣợc tìm thấy trong các báo cáo về thành phần thuốc bảo vệ thực vật.
Cơ chế gây độc của paraquat Cơ chế gây độc của PQ [13] đƣợc thể hiện ở Hình 1. Cơ chế gây độc của paraquat 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trong giai đoạn đầu của chu trình này, ion PQ2+ cùng với NADPH trải qua một phản ứng tạo ra ion paraquat bị khử (PQ+) và NADP+, PQ+ phản ứng hầu nhƣ ngay lập tức với oxy tái tạo lại PQ2+ và gốc superoxid. Có sẵn NADPH và oxy, chu trình oxy hoá - khử của PQ xảy ra liên tục, với việc NADPH liên tục bị mất đi và không ngừng tạo ra gốc superoxid. Gốc tự do superoxid sau đó phản ứng với bản thân nó để tạo ra peroxid hydro (H2O2) và với H2O2 cùng Fe để tạo thành gốc tự do hydroxyl [17],[ 32].
Cạn kiệt NADPH dẫn tới chết tế bào. Chu trình oxy hoá - khử tạo thành gốc tự do hydroxyl dẫn tới nhiều cơ chế làm tổn thƣơng tế bào: phản ứng với lipid trên màng tế bào (peroxide hoá lipid), DNA và các protein tối cần thiết cho tế bào sống sót cũng bị các gốc tự do hydroxyl phá hủy [11],[ 35],[ 36]. Dược động học paraquat 1. Hấp thu Ở đƣờng tiêu hoá PQ đƣợc hấp thu rất nhanh nhƣng ít (5-10%).
Hấp thu chủ yếu ở ruột non. Khi dạ dày ruột bị tổn thƣơng lan rộng, số lƣợng chất độc đƣợc hấp thu sẽ tăng lên, PQ không gắn với protein huyết tƣơng. Nồng độ đỉnh của PQ trong huyết tƣơng đạt đƣợc trong vòng 2 giờ sau uống [5]. Tiếp xúc qua da, hấp thu vào cơ thể nói chung chỉ xảy ra khi tiếp xúc kéo dài hoặc da bị tổn thƣơng.
Tiếp xúc với PQ qua đƣờng hô hấp không làm cho lƣợng PQ đƣợc hấp thu đến mức đủ để gây nhiễm độc. Bởi vì kích thƣớc các hạt chứa PQ lớn (hầu hết trên 100 m) làm cho PQ không đi sâu đƣợc xuống đƣờng hô hấp để hấp thu [5]. Mắt tiếp xúc với PQ sẽ bị tổn thƣơng, nhƣng không đủ để gây nhiễm độc toàn thân. Phân bố Sau khi uố ng, PQ phân bố nhanh chóng nhất tới tấ t cả các cơ quan chin ́ h nhƣ phổi, thận, gan và cơ, đă ̣c biê ̣t là phổ i , PQ sẽ bi ̣khƣ̉ thành da ̣ng gố c tƣ̣ do hoa ̣t tính cao [7].
Thể tích phân bố của PQ là 1,2 - 1,6 l/kg. PQ đạt đƣợc nồng độ cao và tồn tại lâu hơn trong phổi, nồng độ trong phổi có thể cao hơn so với nồng độ huyết tƣơng gấp 50 lần. Sau uống 5-7 giờ, nồng độ 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PQ trong tổ chức phổi đạt cao nhất.