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LC/MS/MS を用いた環境試料中の農薬分析

LC/MS/MS を用いた環境試料中の農薬分析. 兵庫県立公害研究所 　中野 武. はじめに. 環境庁の内分泌撹乱物質分析マニュアルに指定された 方法を、実際の水質や底質に適用すると、環境濃度レベル 測定には不十分な検出感度と夾雑物による妨害のため、 モニタリング調査自体の限界性を感じる場合がある。

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LC/MS/MS を用いた環境試料中の農薬分析

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  1. LC/MS/MSを用いた環境試料中の農薬分析 兵庫県立公害研究所 　中野 武

  2. はじめに 環境庁の内分泌撹乱物質分析マニュアルに指定された 方法を、実際の水質や底質に適用すると、環境濃度レベル 測定には不十分な検出感度と夾雑物による妨害のため、 モニタリング調査自体の限界性を感じる場合がある。 そこで今回は、河川水質、底質のモニタリングを目的 として、ベノミルの分解物であるカーベンダジム（MBC)に 関して、環境濃度レベルが把握できる検出感度と妨害物質に影響されない選択性を実現するために、ESI法によるLC/MS/MS法を用いたng/Lレベルでの分析法を 検討したので報告する。

  3. LC/MS、LC/MS/MSの分析条件

  4. MS/MSの有用性 環境分析における二つの必要条件 感度（感度の向上） ・四重極型－ SIM技術 ・イオントラップ型－Full Scan感度の向上 選択性（複雑なマトリックスの除去） ・クロマトグラフィーの分離技術の最適化 ・高分解能質量分析計（磁場型） ・タンデムマススペクトロメトリー（MS/MS）による 化学的バックグランドから分析対象物のシグナルを 確認する能力（S/Nの向上）、確実性の向上（プロダクトイオンによるスペクトル）

  5. MS/MSの原理 Single Stage Mass Spectrum MS/MS Mass Spectrum Isolation Event Collisional Activation Event

  6. イオントラップによるMS/MS 1. Inject 3. Fragment 2. Isolate 4. Detect

  7. Collision Energyの検討 MBC Standard 2ppm 0.18ppm 0.017ppm

  8. O O H N H N N 100 NL: 1.96E7 Full Scan m/z 192 80 192.1 60 100 40 90 80 20 70 0 Relative Abundance 100 NL:3.71E6 MS/MS m/z 192→160 60 80 Relative Abundance 58.8 50 60 40 O 40 30 H N 20 20 H N 99.5 193.1 N 10 0 74.1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 Time (min) 60 80 100 120 140 160 180 200 m/z 160.3 100 90 80 70 60 Relative Abundance 50 40 30 + 20 192.1 10 0 60 80 100 120 140 160 180 200 m/z MBC標品（2ppm）の分析結果 [M+H]+ Full Scan Mass Spectra MS/MS Spectra

  9. 192.1 100 90 100 80 70 80 60 50 60 40 30 40 20 193.1 10 99.5 20 58.8 113.8 0 60 80 100 120 140 160 180 200 0 100 160.3 100 90 80 80 70 60 60 40 50 40 20 30 20 192.2 0 10 12 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 161.6 0 60 80 100 120 140 160 180 200 河川水中における分析例 Full Scan m/z192 Relative Abundance m/z MS/MS m/z160 Relative Abundance Relative Abundance Time (min) m/z

  10. 160.3 100 100 74.1 192.1 90 100 80 80 90 80 70 138.2 60 70 60 60 50 40 57.9 178.5 50 40 192.2 40 30 20 104.6 97.1 123.9 30 20 20 10 0 100 10 0 60 80 100 120 140 160 180 200 0 60 80 100 120 140 160 180 200 80 60 40 20 0 12 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 底質中における分析例 Full Scan m/z192 Relative Abundance Relative Abundance m/z MS/MS m/z160 Relative Abundance Time (min) m/z

  11. Y = -176525+3.36667e+007*X R^2 = 1.0000 70000000 60000000 50000000 40000000 Area 30000000 20000000 10000000 0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 検量線 濃度（ppm）

  12. MS/MS分析 1.　絶対感度低下　　　1/10 2.　妨害・BG低下　　　BG1/100 　選択性とS/N比の向上　

  13. 30% 297 20% m/z 355 m/z 355 25% 40% 297 m/z 355 297 MS/MS 分析　（Br-NP-1EC）

  14. 分析例　環境河川水 1.淡路島　三原川　脇田橋　農業地帯　たまねぎ・白菜・米　ベノミル散布 2.加古川市　別府川　十五社橋　都市域COD有機物汚染　ワースト5　＋農業

  15. MBC ESIMS/MS192=>50-200 2900万 MBC 2500万 ESIMS/MS192=>160 ESIMS/MS192=>50-200 RT:6.46分 MBC 淡路島　三原川　脇田橋

  16. A MBC 2600万 ESIMS/MS192=>50-200 MBC 2300万 ESIMS/MS192=>160 ESIMS/MS192=>50-200 A RT:5.25分 MBC RT:6.46分 加古川市別府川十五社橋

  17. 分析例　環境河川底質 1. 淡路島　三原川　脇田橋　農業地帯 2. 加古川市　別府川　十五社橋　都市域 3. 尼崎市　神崎川　辰巳橋 4. 明石市　明石川　嘉栄橋

  18. MBC A ESIMS/MS192=>50-200 MBC ESIMS/MS192=>160 ESIMS/MS192=>50-200 A MBC 淡路島　三原川　脇田橋

  19. A MBC ESIMS/MS192=>50-200 MBC ESIMS/MS192=>160 ESIMS/MS192=>50-200 A MBC 加古川市別府川十五社橋

  20. B MBC A ESIMS/MS192=>50-200 MBC ESIMS/MS192=>160 ESIMS/MS192=>50-200 A B MBC 尼崎市　神崎川　辰巳橋

  21. A MBC ESIMS/MS192=>50-200 MBC ESIMS/MS192=>160 ESIMS/MS192=>50-200 A MBC 明石市　明石川　嘉栄橋

  22. O O H N H N N O H N H N N 160.3 100 90 80 70 60 Relative Abundance 50 40 30 + 20 192.1 10 0 60 80 100 120 140 160 180 200 m/z MBCのMS/MSによる開裂パターンの推測－計算化学へのアプローチー

  23. メーリングリストによる情報共有 内部標準として添加する標識化合物の情報を はじめとして、MS分析のノウハウ、失敗の共有 などを進める。 日本水環境学会MS技術研究委員会 ms-l@ee-net.ne.jp ダイオキシン分析 dioxin-l@ee-net.ne.jp

  24. Webサーバーによる情報共有 内分泌かく乱・ダイオキシン最新情報 ダイオキシン国際シンポのabstract翻訳 http://www.ee-net.ne.jp/dioxin2000/share.html <volume, page no.> 47, 9-12 <English title> Relative Contribution of Chlorinated Naphthalenes, Biphenyls, Dibenzofurans and Dibenzo-p-Dioxins to Toxic Equivalents in Biota from the South Coast of the Baltic sea. <Japanese title> バルト海南岸生物相のPCN, PCB, PCDD, PCDF、毒性等価量への相対的寄与 <authors> J. Falandysz, K. Kannan, M. Kawano and C. Rappe <key words> TCDD TEQs, Baltic sea , PCN, PCB, PCDD, PCDF, sediment, plankton, mussel, crab, fish, cormorant, wildlife, seafood <Japanese key words> TCDD毒性等価量, バルト海, PCN, PCB, PCDD, PCDF, 底質, プランクトン, イガイ, カニ, 魚, 鵜, 野生動 物, 海産食品 <captions> Table l. TCDD Equivalents (H4IIE EROD or H4IIE-Luc) of dioxin-like PCBs, PCNs, PCDFs and PCDDs in varioussamples from the southern of the Baltic Sea(pg/g lipid wt) Table l. バルト海南部の各種試料中ダイオキシン様のPCBs、PCNs、PCDFs、PCDDsのTCDD毒性当量（H4IIE-ERODまたはH4IIE- ルシフェラーゼ）（pg/g脂質重量） <summary> 研究の目的は、バルト海南岸の海産生物のPCN, PCB, PCDD, PCDFにおけるダイオキシン様活性、毒性等価量 への相対的寄与を、提出することである。底質, プランクトン, イガイ, カニ, 魚, 鵜, 野生動物, 海産食

  25. まとめ MS/MSの効果 マトリックスの影響を抑えたクロマトグラムによるS/Nの向上、 プロダクトイオンによるスペクトルから正確性の向上を図ることができた。 より確実性が高く、高感度の定性、定量が可能。 さらに複雑なマトリックス（食品中など）のｻﾝﾌﾟﾙへの 適用が期待できる。 情報の共有 メーリングリスト・Webサーバーの活用

  26. 参考文献 1） T.A.Roberts et al, Metabolic Pathways of Agrochemicals,1113-1137

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