燃焼イオンクロマトグラフィーにおける多元素含有標準

試料の活用

(株 )ナ ックテクノサー ビス ○ 長嶋 潜

(地 )東京都立産業技術研究センター 上1畔 ltlr志

1,は じめに

この 13年 間に、燃焼炉 とイオンクロマ トグラフ (C― ICと 略)を組み合わせ、有機元

素分析用、JIS対応型環境試料用 さらに高温燃焼 。無機試料用の 3種類のハ ロゲン

(F,Cl,Br,I)。 硫黄 自動燃焼分析システム (以 下、自動燃焼分析システムと略)を 開発

した ●2,つ。 これ らのシステムにより、医薬品か ら、環境、鉄鋼試料まで幅広い試料ヘ

の対応が可能になった。一方、 これ らシステムの開発 と併行 して、有機検量線法に使

用するため多元素を含む有機標準物質を都立産業技術研究センター と共同 して開発 を

行った 1)。 この うち、NAC st4は 化合物中に 4種ハ ログンと硫黄を含有 し、測定対象 と

す る計 5元 素の検量線 を同一試料でカバーす ることができる。本報告では、NAC― st4

試薬を用いた検量作成法など活用面か ら紹介する。

Table l 測定条件2.実 験

2-1.分析 システム

(株 )ヤ ナ コ機器開発研 究所 と共同開発 した

燃焼分解電気炉ユニ ッ ト(S研 10)、 吸収ユ

ニ ッ ト(HSU 35)、 オー トサ ンプラ (THA 24)

及びイオンクロマ トグラフ (IC)に よ り構成

されている。測定条件 を Table lに示す。

NAC st4の構造 と物性デー タを Fig。 1に 示す。キヤリヤー

燃焼炉 :

吸収液 :

カラム

移動相 :

流速

注入量

検出器

TSKgei Super iC― Anion HS

(東 ソー製 )

3.OmM Na2003/2.OmM NaHC03

1.O mL/min

50μ L

電気伝導度検 出

ガス :洗浄空気 2.OL/min

950'C～ 1,1009C

25mL+15mL 言+40mL

鰤呻Ol CI脚7N02FCLB‖S ttAC■ 1 吸収液 :dil H202/NH2NH2含 有純水

F,0,Bt tS

Fig.l NAC― st4の 構造及び物性データ

N― (2-fiuoro-3-chioro-4-bromophenyl)-4-iodobenzenesuifonanlide

Molecular Formula:C12Hフ N02FCIBriS E!emental analysis:く 0.3%(C,H,N,F,Ci,Br,1,S)

Molecular Weight:490.51 m.p:183～ 184°C IR:3235cm~l NH, 1170cm¬ S=0 :

NMR:6.81(lH,N― H), 7.38～ 750(4H,aromatic), 7.84～ 7.86(aromatic)

2-2.検 量線の作成

2013年 「イオンクロマ トグラフィー通則」 (JIS K0127)の 改定の際、新たに 「有機

化合物の燃焼前処理」なる項が加わつた。そのなかで、容量分析用標準物質又は各種

陰イオン標準液を用いて調製する方法 (無機検量線法)の他にハ ロゲン及び硫黄を含

む有機標準物質又は標準試料を段階的に燃焼 させて検量線を作成する方法 (有機検量

線法)が加わった。有機検量線法は環境分析の分野では馴染が薄いが、有機微量元素

分析の分野では、 ミクロあるいはウル トラミクロ天びんを用いて 日常的に行われてい

る。有機検量線法の利点を次に示す c

① 全 自動化 した場合、外部液セ レクターにより4～ 6種類の標準液を自動的に切替え

て ICに 導入す ることとなるが、有機検量線法では内部で処理す るため、標準液の調製

及び外部か らの導入は要 らなくなる。 よつて、システムの簡素化。

② 有機検量線法では、検量線作成 と試料測定を同 じ操作内で行 うので、吸収効率など

様 々な誤差要因を打ち消す ことができる。

3.結果及び考察

3-1.燃焼より得たクロマ トクロマ トグラム

TSKgel Super IC Anion HS高 速 カ ラム よ り

得 た NAC st4の ク ロマ トグラム を Fig.2に 示

す。 ヨウ化物イオンを含めて 8分 以内に溶出

し、いずれ もシャープなピークを示 している。

5種イオンの理論段数は 5,000～ 11,000段 を

示 し、特に S042で は高い段数 (11,000段 )が

得 られている。

3-2.有機検量線法による検量線

NAC― st4を 0.558-4.025mg(n=5)は か り取

り、検量線を作成す るため試料量 (mg)と

ピーク面積の間で 2次近似関係式を求めたc

結果は Table 2に示す ように R2:0.999以 上

Fig.2 NAC― st4(3.Omg)より得た

イオンクロマトグラム

の良好な相関性を得た。

多元素含有標準試料の使用 と高速燃焼システム及び高速カラムの組み合わせにより、

多元素 (F,Cl,Br,I,S)を 迅速で高精度な定量ができるよ うになつた。

丁able 2 NAC―st4試料量と各イオンピークの相関性

生成イオン 2次近似式 (n=5) 相関係数 (R2)

y= 0.8825x2+22.934x-0.1 085

y= 2.29 42x2+2 1 .463x+0.9382

y= 1 .4508x2 +24.519x+0.4796

y= 4.27 44x2+53.558x+0"0989

y= 0.5970x2 +26.466-0.257 7

文献 1)長嶋 潜、出羽 好 :分析化学 66,81(2017)。 2)長嶋 潜 :特許第 5266440

号 (2013)。 3)長 嶋 潜 :第 85回有機微量分析研究懇談会シンポジウム p13(2018)。

4)上野博志、菊池有カロ、峯 英一、長嶋 潜 : 特許第 5572459号 (2014)。

F

Cl

Br

S04

1

0.9999

0.9997

0.9998

0.9999

1_0000

4囲 6圃