I. Tổng Quan Về Glyphosate Thuốc Diệt Cỏ Phổ Biến Hiện Nay
Trong những thập kỷ gần đây, nhóm chất diệt cỏ cơ photpho – glyphosate ngày càng được sử dụng rộng rãi. Thuốc diệt cỏ glyphosate được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1974 ở hơn 100 quốc gia trên thế giới. Sở dĩ glyphosate được sử dụng rộng rãi như vậy là do tính hiệu quả và được cho là an toàn đối với môi trường, hữu ích trong việc kiểm soát cỏ dại và ít ảnh hưởng trực tiếp lên vật nuôi cũng như không tồn tại lâu dài. Ngoài ra, thuốc diệt cỏ glyphosate còn là hóa chất có tính hiệu quả cao và an toàn nhất trong số những hóa chất diệt cỏ được sử dụng trong nông nghiệp. Tuy nhiên, việc lạm dụng thuốc diệt cỏ Glyphosate tràn lan dẫn tới sự biến đổi gen cây trồng kháng glyphosate, cũng như gia tăng lượng glyphosate trong môi trường đất, nước.
1.1. Lịch Sử Phát Triển và Ứng Dụng Của Glyphosate
Glyphosate, được phát hiện bởi nhà hóa học John E.Franz của hãng Mosanto vào năm 1970, đã nhanh chóng trở thành một trong những loại thuốc diệt cỏ phổ biến nhất trên thế giới. Mosanto đưa nó ra thị trường vào năm 1974 dưới tên thương mại là Roundup. Thuốc có nhiều tác dụng đến hoạt động sinh hóa của cỏ dại thông qua việc ức chế sự hình thành men (enzyme) giúp cỏ tổng hợp amino axit như enol peruvyl shikimate-3-phosphate và gây phá vỡ hình thành các men khác gồm phenyl- anilinelyase trong quá trình tổng hợp protein.
1.2. Cấu Trúc Hóa Học và Tính Chất Vật Lý Của Glyphosate
Glyphosate là chất rắn màu trắng, nhiệt độ nóng chảy vào khoảng 230°C, ở 25°C glyphosate có độ hòa tan trong nước là 1,2%. Chúng cũng là nhóm hợp chất có phân tử lượng nhỏ, độ phân cực cao, có khả năng tan tốt trong nước và ít tan trong dung môi hữu cơ. Ngoài ra, glyphosate có cấu trúc tương tự như những thành phần có trong cây như amino axit nên sẽ gây nhiễu trong quá trình phân tích.
II. Vấn Đề An Toàn Thực Phẩm Dư Lượng Glyphosate Gây Lo Ngại
Mặc dù glyphosate được coi như hợp chất ít gây độc đến con người và động vật nhưng những nghiên cứu gần đây cho thấy dư lượng nhóm chất diệt cỏ glyphosate được tìm thấy trong nhiều loại mẫu bao gồm cả mẫu thực vật, động vật và con người. Năm 2012, tòa án Pháp đã buộc tội Mosanto sau trường hợp một nông dân của họ bị ngộ độc Lasso, một loại thuốc trừ sâu do hãng này sản xuất. Glyphosate gây rúng động dư luận thế giới từ tháng 3/2015, khi cơ quan Nghiên cứu ung thư Quốc tế (IARC) trực thuộc tổ chức Y tế Thế giới (WHO) công bố kết luận phân loại cho glyphosate thuộc nhóm chất độc 2A, nhóm chất có khả năng gây ung thư.
2.1. Ảnh Hưởng Của Glyphosate Đến Sức Khỏe Con Người và Môi Trường
Độc tính của chất diệt cỏ glyphosate đối với con người và động vật LD50 cấp tính là 4900 mg/kg. Đối với trường hợp glyphosate xâm nhập qua đường nước uống vào cơ thể, thường là trong vòng 15 phút sau khi uống có thể gây nôn mửa, đau cổ họng, có các triệu chứng đau bụng, tiêu chảy… Phơi nhiễm thuốc diệt cỏ làm sảy thai và bị mờ mắt người dân do phun thuốc diệt cỏ KANUP 480SL có hoạt chất glyphosate IPA Salt 480gam/lít.
2.2. Quy Định và Giới Hạn Tồn Dư Tối Đa MRL Của Glyphosate
Giới hạn tồn dư tối đa (Maximum Residue Level: MRL) là hàm lượng tối đa được cho phép hoặc có thể chấp nhận được trong nông sản, thức ăn, mẫu môi trường mà không gây hại cho người sử dụng, vật nuôi khi sử dụng. Các quốc gia và tổ chức khác nhau có quy định khác nhau về MRL cho glyphosate trong các loại thực phẩm và môi trường khác nhau. Ví dụ, EU có giới hạn 0,1 mg/kg trong thực phẩm và 0,1 µg/L trong nước.
III. LC MS MS Phương Pháp Phân Tích Glyphosate Hiệu Quả Nhất
Để kiểm soát hàm lượng chất diệt cỏ glyphosate trong môi trường và thực phẩm, ở Việt Nam cũng như trên thế giới đã có nhiều phương pháp phân tích được nghiên cứu và ứng dụng. Trong đó phương pháp phân tích sắc ký lỏng ghép nối hai lần khối phổ LC-MS/MS với độ nhạy và độ chọn lọc cao cho phép phân tích trực tiếp nhóm hợp chất diệt cỏ glyphosate. Do đó, LC-MS/MS được coi là phương pháp phân tích có giá trị và cho hiệu quả sử dụng cao.
3.1. Ưu Điểm Của LC MS MS Trong Phân Tích Glyphosate
LC-MS/MS có độ nhạy và độ chọn lọc cao, cho phép phát hiện và định lượng glyphosate ở nồng độ rất thấp trong các mẫu phức tạp. Phương pháp này cũng có khả năng phân tích đồng thời glyphosate và các chất chuyển hóa của nó, như AMPA.
3.2. Quy Trình Phân Tích Glyphosate Bằng LC MS MS Các Bước Quan Trọng
Quy trình phân tích glyphosate bằng LC-MS/MS bao gồm các bước chính sau: chuẩn bị mẫu, chiết tách, làm sạch, phân tích sắc ký lỏng, phân tích khối phổ và xử lý dữ liệu. Mỗi bước đều quan trọng để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của kết quả phân tích.
3.3. Chuẩn Bị Mẫu Phân Tích Glyphosate Bí Quyết Để Thành Công
Chuẩn bị mẫu là một bước quan trọng trong phân tích glyphosate. Các kỹ thuật chiết pha rắn (SPE) thường được sử dụng để loại bỏ các chất gây nhiễu và làm giàu glyphosate trước khi phân tích bằng LC-MS/MS. Việc lựa chọn cột SPE phù hợp và tối ưu hóa các điều kiện chiết tách là rất quan trọng.
IV. Thẩm Định Phương Pháp LC MS MS Đảm Bảo Độ Tin Cậy Kết Quả
Để đảm bảo độ tin cậy của kết quả phân tích glyphosate bằng LC-MS/MS, phương pháp cần được thẩm định theo các tiêu chí như tính đặc hiệu, độ tuyến tính, giới hạn phát hiện (LOD), giới hạn định lượng (LOQ), độ chính xác và độ lặp lại. Quá trình thẩm định giúp xác định các thông số hiệu năng của phương pháp và đảm bảo rằng phương pháp phù hợp với mục đích sử dụng.
4.1. Các Tiêu Chí Thẩm Định Phương Pháp LC MS MS Phân Tích Glyphosate
Các tiêu chí thẩm định bao gồm: tính đặc hiệu (khả năng phân biệt glyphosate với các chất khác), độ tuyến tính (mối quan hệ tuyến tính giữa nồng độ và tín hiệu), LOD (nồng độ thấp nhất có thể phát hiện), LOQ (nồng độ thấp nhất có thể định lượng), độ chính xác (độ gần đúng của kết quả so với giá trị thực) và độ lặp lại (độ ổn định của kết quả khi phân tích lặp lại).
4.2. Xác Định Giới Hạn Phát Hiện LOD và Giới Hạn Định Lượng LOQ
LOD và LOQ là các thông số quan trọng để đánh giá độ nhạy của phương pháp. LOD thường được xác định dựa trên tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (S/N), trong khi LOQ thường được xác định là gấp 3 lần LOD.
V. Ứng Dụng Thực Tế Phân Tích Glyphosate Trong Mẫu Thực Phẩm Môi Trường
Phương pháp LC-MS/MS đã được ứng dụng thành công để phân tích glyphosate trong nhiều loại mẫu thực phẩm và môi trường khác nhau, như rau quả, ngũ cốc, nước và đất. Kết quả phân tích giúp đánh giá mức độ ô nhiễm glyphosate và đảm bảo an toàn thực phẩm và môi trường.
5.1. Phân Tích Glyphosate Trong Rau Quả và Ngũ Cốc Kết Quả Nghiên Cứu
Nhiều nghiên cứu đã sử dụng LC-MS/MS để phân tích glyphosate trong rau quả và ngũ cốc. Kết quả cho thấy dư lượng glyphosate có thể vượt quá giới hạn cho phép trong một số mẫu, đặc biệt là các mẫu được sản xuất theo phương pháp thông thường.
5.2. Phân Tích Glyphosate Trong Nước và Đất Đánh Giá Ô Nhiễm Môi Trường
LC-MS/MS cũng được sử dụng để đánh giá ô nhiễm glyphosate trong nước và đất. Kết quả cho thấy glyphosate có thể tồn tại trong môi trường trong một thời gian dài và có thể gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái.
VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển LC MS MS Trong Tương Lai
Phương pháp LC-MS/MS là một công cụ mạnh mẽ để phân tích glyphosate trong các mẫu khác nhau. Với độ nhạy và độ chọn lọc cao, phương pháp này có thể giúp kiểm soát dư lượng glyphosate và đảm bảo an toàn thực phẩm và môi trường. Trong tương lai, LC-MS/MS có thể được phát triển để phân tích đồng thời nhiều chất ô nhiễm khác nhau và để tự động hóa quy trình phân tích.
6.1. Tóm Tắt Ưu Điểm và Hạn Chế Của Phương Pháp LC MS MS
LC-MS/MS có nhiều ưu điểm như độ nhạy cao, độ chọn lọc cao và khả năng phân tích đồng thời nhiều chất. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có một số hạn chế như chi phí đầu tư cao và yêu cầu kỹ năng vận hành phức tạp.
6.2. Hướng Nghiên Cứu và Phát Triển Phương Pháp LC MS MS Trong Tương Lai
Trong tương lai, LC-MS/MS có thể được phát triển để phân tích đồng thời nhiều chất ô nhiễm khác nhau, để tự động hóa quy trình phân tích và để giảm chi phí phân tích. Các nghiên cứu cũng có thể tập trung vào việc phát triển các phương pháp chuẩn bị mẫu đơn giản và hiệu quả hơn.
