1 / 29

LC/MS による環境汚染物質の分析条件の検討 － マネブ系農薬・界面活性剤の分析－ ○ 米久保 淳（日本ウォーターズ）、 花田 喜文 （北九州市環境科学研究所）

LC/MS による環境汚染物質の分析条件の検討 － マネブ系農薬・界面活性剤の分析－ ○ 米久保 淳（日本ウォーターズ）、 花田 喜文 （北九州市環境科学研究所）. ＜目的＞

heaton
Télécharger la présentation

LC/MS による環境汚染物質の分析条件の検討 － マネブ系農薬・界面活性剤の分析－ ○ 米久保 淳（日本ウォーターズ）、 花田 喜文 （北九州市環境科学研究所）

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. LC/MSによる環境汚染物質の分析条件の検討 －マネブ系農薬・界面活性剤の分析－○ 米久保 淳（日本ウォーターズ）、 花田 喜文 （北九州市環境科学研究所） ＜目的＞ 古くから農薬として使用されているエチレンビスジチオカーバメート系農薬（マネブ、ジネブ、マンゼブ）は、環境ホルモン物質であると共に、PRTR法の対象物質に列挙されている。これらマネブ類の環境汚染の状況を把握するため、近年環境分析への適用が提唱されている液体クロマトグラフ／質量分析計（ＬＣ／ＭＳ）を用いて、水質、底質及び大気試料を対象とした分析法を開発する。また、カチオン性界面活性剤として、繊維柔軟剤や整髪料に含有され、環境水への流出が懸念されている長鎖アルキル基を有する４級アンモニウム化合物のLC/MS法による分析について、基礎的な条件検討を行う。

  2. N,N’-ethylenebis(dithiocarbamate) fungicides 生産量：ジネブ 395t，マネブ 1,682t，マンゼブ 2,556t （’93，輸入量も全て同程度） 用 途：殺菌剤。マネブはジネブより適用範囲が広く、殺菌性、薬効、 薬害もマネブが強い。マンゼブは、マネブに水溶性亜鉛を反 応させて生成。殺菌性はマネブと同等で薬害が少ない。化学的 には混合物ではなく亜鉛イオン配位マネブと判定されている。 溶解性：ほとんどの有機溶媒に不溶 その他：環境ホルモン（モニタリング不能物質群） PRTR法第1種指定化学物質 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  3. MW = 240 分析法の概要 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  4. 底質試料 5g 精製 200mL 大気試料（Hi-Vol ろ紙） 水質試料 200mL ← L-ｼｽﾃｨﾝ １g ← L-ｼｽﾃｨﾝ 1g ← アルカリ性EDTA溶液 100mL ← アルカリ性EDTA溶液 100mL 振とう 15分 振とう 15分 ← イオン対試薬* 15mL ← イオン対試薬* 5mL 中 和 ･･ 2M 塩酸 抽 出 ･･ 0.1M CH3I/CHCl3-hexane(3:1) 50mL×２ 誘導体化 ･･ 室温，30分静置 濃縮・溶媒転溶 ･･ CH3CN 1mL クリーンアップ *) イオン対試薬 ： 0.41M 硫酸水素 テトラブチルアンモニウム水溶液 ＬＣ／ＭＳ 分析 分 析 方 法 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  5. Dimethyl Ethylenebis(dithiocarbamate)[EBD-dimethyl]：定量用標準品の合成 エチレンジアミン（NH2CH2CH2NH2) 96%エタノール中 ← CS2, CH3I 攪 拌 ← 水 沈 殿 再結晶（クロロホルム，2回） 融点測定結果：104.5-106℃ 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  6. EBD-dimethylのLC/MS測定条件 LC/MS条件 （HPLC） カ ラ ム : Inertsil ODS-80A， 1.5mm id, 250mm， 5μm 移動相 : CH3CN/水(6:4)→ (10分) →100%CH3CN (20分) 流速 ： 0.1 mL/min , 注入量 : １μL カラム温度: 30℃ （MS） 装 置 : プラットフォーム LCZ（Waters社） モード : ESI，負イオンSIM測定 窒 素: 346 L/hr. 温 度 : 脱溶媒 100℃, イオン源 80℃ 電 圧 : ｻﾝﾌﾟﾙコーン 10V, キャピラリー 3.0kV, マルチプライアー 660V モニターイオン ： m/z 239 (M-H) & 191，241 (M+H) 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  7. EBD-dimethyl標準品のマススペクトル及びマスクロマトグラムEBD-dimethyl標準品のマススペクトル及びマスクロマトグラム (-) (+) (-) (-) 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  8. 検 量 線 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  9. S/N=7.9 装置検出限界の測定 代表的なクロマトグラム 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  10. [%] 100 CH3CN 20%水/CH3CN 60%水/CH3CN 50 0 Fr5 Fr1 Fr2 Fr3 Fr4 クリーンアップ条件の検討（Sep-PAK C18からの溶出パターン） 分画：各4mL 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  11. 物質毎の回収率 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  12. 添加後 平均回 試 料 ｎ 標準偏差 濃度 収率 [%] 精製水 500mL ５ 0.2ppb 86.3 26.3 海水 500mL ２ 2ppb 109% － 3 3 大気 250m ２ 4ng/m 93% － 添加回収試験結果 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  13. 精製水添加試料の SIMクロマトグラム 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  14. カチオン性界面活性剤（4級アンモニウム化合物）の分析 I 化合物名 略号 示性式分子量／検出イオン 1. n - デシルトリメチルアンモニウム DTMA [CH3(CH２）9N (CH3)3]+ 279.16 / 200 ブロミドBr - 2. n - ドデシルトリメチルアンモニウム DDTMA [CH3(CH２）11N (CH3)3]+ 263.24 / 228 クロリド Cl - 3. セチルトリメチルアンモニウム CTMA [CH3(CH２）15N (CH3)3]+ 363.25 / 284 ブロミドBr － 4. テトラデシルジメチルベンジルアンモニウム TDDMBA [CH3(CH２）13N (CH3)2 CH2C6H5]+ 367.30 / 332 クロリド Cl - 5. ステアリルトリメチルアンモニウム STMA [CH3(CH２）17N (CH3)3]+ 347.33 / 312 クロリド Cl - 6. セチルジメチルベンジルアンモニウム CDMBA [CH3(CH２）15N (CH3)2 CH2C6H5]+ 395.33 / 360 クロリド Cl - 7. ジ－ n - ドデシルジメチルアンモニウム DDDDMA [[CH3(CH２）11]2N (CH3)2]]+ 461.36 / 382 ブロミドBr - 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  15. 4級アンモニウム化合物のLC/MS測定条件 (酢酸アンモニウム系 ) LC/MS条件 （HPLC） カ ラ ム : MSpak GF-310 4D， 4.6 mm id, 150mm， 6μm 移動相 : CH3CN/5mM 酢酸アンモニウム＋0.3% ギ酸 (25:75)→ (7分) → 35% CH3CN(18分） 流速 ： 0.25 mL/min , 注入量 : 20μL カラム温度: 40℃ （MS） 装 置 : ZQ（Waters社） モード : ESI，正イオン Scan/SIM測定 窒 素: 595 L/hr. 温 度 : 脱溶媒 175 ℃, イオン源 70℃ 電 圧 : ｻﾝﾌﾟﾙコーン 39 V, キャピラリー 3.1kV, マルチプライアー 650V 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  16. 1. DTMA 2. DDTMA 3. CTMA 4. TDDMBA 5. STMA 6. CDMBA 7. DDDDMA 7種 4級アンモニウム化合物 （1uM) のTIC １ 2 4 3 6 5 7 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  17. 1. DTMA 2. DDTMA 3. CTMA 4. TDDMBA 5. STMA 6. CDMBA 7. DDDDMA 7種 4級アンモニウム化合物 （0.1nM) のSIM 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  18. 7種 4級アンモニウム化合物分析法の評価 化合物名 検量線直線性* 標準偏差 **再現性 **（σ） (%RSD) 1. DTMA 0.998 0.02 2.30 2. DDTMA 0.999 0.01 0.76 3. CTMA 0.999 0.01 1.03 4. TDDMBA 0.999 0.01 0.83 5. STMA 0.999 0.01 1.11 6. CDMBA 0.999 0.01 0.94 7. DDDDMA 0.999 0.02 1.52 LOD (3σ） 0.03 - 0.06 nM LOQ (10σ） 0.10 - 0.20 nM * 0.1nM - 1 uM ** 1nM x 9回 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  19. カチオン性界面活性剤（4級アンモニウム化合物）の分析 II 化合物名 略号 示性式分子量／検出イオン 1. n - デシルトリメチルアンモニウム DTMA [CH3(CH２）9N (CH3)3]+ 279.16 / 200 ブロミド Br - 2. n - ドデシルトリメチルアンモニウム DDTMA [CH3(CH２）11N (CH3)3]+ 263.24 / 228 クロリド Cl - 3. n - テトラデシルトリメチルアンモニウム TDTMA [CH3(CH２）13N (CH3)3]+ 335.22 / 256 ブロミド Br - 4. セチルトリメチルアンモニウム CTMA [CH3(CH２）15N (CH3)3]+ 363.25 / 284 ブロミド Br － 5. テトラデシルジメチルベンジルアンモニウム TDDMBA [CH3(CH２）13N (CH3)2 CH2C6H5]+ 367.30 / 332 クロリド Cl - 6. ステアリルトリメチルアンモニウム STMA [CH3(CH２）17N (CH3)3]+ 347.33 / 312 クロリド Cl - 7. セチルジメチルベンジルアンモニウム CDMBA [CH3(CH２）15N (CH3)2 CH2C6H5]+ 395.33 / 360 クロリド Cl - 8. ジ－ n - ドデシルジメチルアンモニウム DDDDMA [[CH3(CH２）11]2N (CH3)2]]+ 461.36 / 382 ブロミド Br - 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  20. 1 AA_std_DIW_scan1 1: Scan ES+ 6.69 100 1. DTMA 2. DDTMA 3. TDTMA 4. CTMA 5. TDDMBA 6. STMA 7. CDMBA 8. DDDDMA 2 7.97 3 4 5 10.01 12.61 14.37 6 7 15.31 17.15 % 8 19.29 0 Time 2.50 5.00 7.50 10.00 12.50 15.00 17.50 20.00 22.50 8種 4級アンモニウム化合物 （1uM) のTIC 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  21. AA_std_DIW_scan1 338 (6.750) 1: Scan ES+ AA_std_DIW_scan1 723 (14.450) 1: Scan ES+ 4.13e7 4.13e7 100 100 200 1. DTMA 5. TDDMBA 332 % % 333 201 240 0 0 AA_std_DIW_scan1 405 (8.090) 1: Scan ES+ AA_std_DIW_scan1 768 (15.350) 1: Scan ES+ 4.13e7 4.13e7 100 100 2. DDTMA 6. STMA 312 228 % % 313 229 0 0 AA_std_DIW_scan1 504 (10.070) 1: Scan ES+ AA_std_DIW_scan1 858 (17.150) 1: Scan ES+ 4.13e7 4.13e7 100 100 256 3. TDTMA 7. CDMBA 360 % % 361 257 0 0 AA_std_DIW_scan1 630 (12.590) 1: Scan ES+ AA_std_DIW_scan1 970 (19.390) 1: Scan ES+ 4.13e7 4.13e7 100 100 284 4. CTMA 8. DDDDMA % % 382 285 383 0 0 m/z m/z 200 250 300 350 400 200 250 300 350 400 8種 4級アンモニウム化合物 （1uM) のﾏｽｽﾍﾟｸﾄﾙ 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  22. AA_DIW_00 1: Scan ES+ 1. DTMA 2. DDTMA 3. TDTMA 4. CTMA 5. TDDMBA 6. STMA 7. CDMBA 8. DDDDMA 8.04 15.85 13.07 100 10.33 14.89 228 312 284 256 332 17.72 360 19.92 % 382 6.64 200 0 2 3 4 8 AA_SDS_00 1: Scan ES+ 1 6 7 10.47 15.78 13.33 19.82 100 8.10 17.64 256 312 284 382 228 360 5 7.72 14.87 10.09 228 332 256 % 12.77 4.96 284 227 0 AA_SDS_00 2: Scan ES- 14.20 14.32 100 265 265 14.72 0.1% SDS 265 % 15.08 265 18.27 15.39 293 265 0 Time 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 8種 4級アンモニウム化合物 0.1%SDS添加（1uM) のTIC 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  23. 4級アンモニウム化合物のLC/MS測定条件 (改善系 ) LC/MS条件 （HPLC） カ ラ ム : MSpak GF-310 4D， 4.6 mm id, 150mm， 6μm 移動相 : CH3CN/0.4mM 4,4’-Bipyridyl＋0.8mM 塩酸 (35:65)→ (7分) → 45% CH3CN(25分） 流速 ： 0.25 mL/min , 注入量 : 20μL カラム温度: 40℃ （MS） 装 置 : ZQ（Waters社） モード : ESI，正イオン Scan/SIM測定 窒 素: 595 L/hr. 温 度 : 脱溶媒 175 ℃, イオン源 70℃ 電 圧 : ｻﾝﾌﾟﾙコーン 39 V, キャピラリー 3.1kV, マルチプライアー 650V 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  24. 2 BPY_DIW_01 1: Scan ES+ 6.34 100 1. DTMA 2. DDTMA 3. TDTMA 4. CTMA 5. TDDMBA 6. STMA 7. CDMBA 8. DDDDMA 3 6 7.06 5 12.59 7 11.63 4 13.95 1 9.91 4.68 % 8 15.80 2 Time 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 8種 4級アンモニウム化合物 （1uM) のTIC (改善系 ) 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  25. BPY_DIW_01 581 (11.629) 1: Scan ES+ 1.52e7 100 1. DTMA 5. TDDMBA 332 % 333 199 0 BPY_DIW_01 632 (12.651) 1: Scan ES+ 1.52e7 100 312 2. DDTMA 6. STMA % 313 199 0 BPY_DIW_01 700 (14.013) 1: Scan ES+ 1.52e7 100 3. TDTMA 7. CDMBA 360 % 361 199 0 BPY_DIW_01 788 (15.776) 1: Scan ES+ 1.52e7 100 4. CTMA 8. DDDDMA % 382 199 383 0 m/z 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 8種 4級アンモニウム化合物 （1uM) のﾏｽｽﾍﾟｸﾄﾙ (改善系 ) 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  26. BPY_DIW_01 1: Scan ES+ 6.34 BPI 100 228 1.46e7 7.06 12.59 11.63 13.95 256 9.91 312 332 360 4.68 284 200 % 15.80 382 2 BPY_SDS_01 1: Scan ES+ 6.32 BPI 100 228 1.48e7 14.09 12.77 11.81 360 312 10.23 332 15.90 4.92 7.32 284 382 200 256 % 4.54 200 3 BPY_SDS_01 2: Scan ES- 31.06 BPI 100 265 6.52e7 % 15.65 293 0 Time 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 8種 4級アンモニウム化合物 0.1%SDS添加（1uM) のTIC (改善系 ) 1. DTMA 2. DDTMA 3. TDTMA 4. CTMA 5. TDDMBA 6. STMA 7. CDMBA 8. DDDDMA 2 6 5 7 4 8 1 3 0.1% SDS 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  27. 化合物名 SDS無添加 1: DTMA Average 1602943 StDev 149582 %RSD 9.33 2: DDTMA Average 1664826 StDev 155690 %RSD 9.35 3: TDTMA Average 1883116 StDev 221193 %RSD 11.75 4: CTMA Average 1944991 StDev 229031 %RSD 11.78 5: TDDMBA Average 2063715 StDev 217990 %RSD 10.56 6: STMA Average 2095608 StDev 147181 %RSD 7.02 7: CDMBA Average 1771813 StDev 79061 %RSD 4.46 8: DDDDMA Average 874417 StDev 50107 %RSD 5.73 0.1% SDS 添加 1698885 167361 9.85 2053784 231014 11.25 2785912 245065 8.80 2298289 158124 6.88 2490780 201878 8.11 2550431 273099 10.71 2307274 196774 8.53 1872488 221971 11.85 各成分1uM 含有の標準溶液に0.1% SDS 添加／無添加のN=5 Scan mode 分析より算出 SDS添加による再現性の変化 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  28. LC/MSを用いた環境試料中のマネブ、ジネブ及びマンゼブの分析法開発を試みた結果、以下の知見が得られた。LC/MSを用いた環境試料中のマネブ、ジネブ及びマンゼブの分析法開発を試みた結果、以下の知見が得られた。 １．LC/MSでのマネブ類の装置検出限界は、0.019μg/mLであった。 ２．この値は、水質試料では0.038ppb、大気試料では0.076ng/m3に 相当し、十分環境分析に適用可能な濃度レベルであった。 ３．物質毎の回収率は 84.8～102% であり、物質間の差はなかった。 ４．精製水を用いた低濃度添加回収試験では、平均回収率が86.3%と 良好な値が得られた。 ５．しかし、内標準等が用いられないため、相対標準偏差 は26.3%と 比較的大きく、測定値にばらつきが見られた。 ６．マネブ類をヨウ化メチルで誘導体化することにより、高感度の環境 分析を実施することが出来る。 まとめ （１） ： マネブ類の分析 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

  29. まとめ （２） ： カチオン性界面活性剤の分析 LC/MSを用いたカチオン性界面活性剤の一種である長鎖アルキル基を有する4級アンモニウム化合物の分析法について酢酸アンモニウムを移動相として検討し、以下の知見が得られた。 1. LC/MSでの4級アンモニウム化合物の検出限界及び定量限界は、 それぞれ 0.03-0.06, 0.1-0.2 nMであった。 ２．本法による 0.1-1000 nM における検量線の直線性はいずれの化 合物も 0.99 < と良好な値が得られた。 ３．しかし、実試料を想定した 0.1% SDS 添加溶液においてSDS溶出 部の成分に感度低下等の著しい影響が認められた。 ４．今後の課題として、SDS添加の影響が比較的少ない改善系での分 析法の検討と実試料による評価が挙げられる。 第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国際大学）

More Related