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日本水処理工業株式会社
○嵯峨 俊太郎,新居 康一,中嶋 正旨
トリプル四重極型液体クロマトグラフ質量分析計による
非イオン及び陰イオン性界面活性剤の同時分析法の検討
日本水処理工業株式会社
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はじめに
非イオン性界面活性剤 【NIS:Non-Ionic. Surfactant】
陰イオン性界面活性剤
へプタオキシエチレンドデシルエーテル
直鎖型アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩 【LAS: Linear Alkylbenzene. Sulfonete 】
日本水処理工業株式会社
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試料 試料
固相抽出
洗浄 脱水
トルエン溶出
試薬添加
振とう 遠心分離
トルエン層 水層
試薬添加
振とう 遠心分離
水層
吸光光度計
トルエン層
定量
廃棄
廃棄
NIS 厚生労働省告示第261号
別表第28
固相抽出
洗浄 脱水
メタノール溶出
濃縮
最終濃縮(窒素)
HPLC(蛍光)
定量
LAS 厚生労働省告示第261号
別表第24
はじめに
日本水処理工業株式会社
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試料 試料
固相抽出
洗浄 脱水
トルエン溶出
試薬添加
振とう 遠心分離
トルエン層 水層
試薬添加
振とう 遠心分離
水層
吸光光度計
トルエン層
定量
廃棄
廃棄
NIS 厚生労働省告示第261号
別表第28
固相抽出
洗浄 脱水
メタノール溶出
濃縮
最終濃縮(窒素)
HPLC(蛍光)
定量
LAS 厚生労働省告示第261号
別表第24
はじめに
日本水処理工業株式会社
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はじめに
様々な化学物質の測定方法
LC/MSの使用が増加してきている
日本水処理工業株式会社
LAS 環境基本法【S46環告59号告示30号付表12】
LC/MS/MSで測定が可能に…
ハロ酢酸 水道法【厚生労働省告示261号別表第17-2】
LC/MSで測定が可能に…
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はじめに
非イオン性界面活性剤 【NIS:Non-Ionic. Surfactant】
陰イオン性界面活性剤
へプタオキシエチレンドデシルエーテル
直鎖型アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩 【LAS: Linear Alkylbenzene. Sulfonete 】
トリプル四重極型液体クロマトグラフ質量分析計
(LC/MS/MS) NIS及びLASの同時分析の検討
前処理の簡易化
使用溶媒の削減 目的
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測定対象化合物 & 方法
NIS , LAS in MeOH(1ppm)
NIS:10点検量線
1,3,5,10,15,20,40,60,80,100(ppb)
LAS:5点検量線
20,40,60,80,100(ppb)
【メタノール:精製水=2:8】
LC/MS/MS
検量線作成
再現性試験
水道水添加回収試験
非イオン界面活性剤
●ヘプタオキシエチレンドデシルエーテル
(NISと略す)
陰イオン界面活性剤(LASと略す)
●デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
(LAS C10と略す) ●ウンデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
(LAS C11と略す) ●ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
(LAS C12と略す) ●トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
(LAS C13と略す) ●テトラデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
(LAS C14と略す)
フローチャート 測定対象化合物
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LC/MS/MS条件
LC 1260 Infinity(Agilent Techhologies) MS 6430 Triple Quad (Agilent Techhologies)
カラム : ZORBAX Eclipse Plus C18(3.0x100mm,1.8-μ m) イオン化法 : NIS-Positive ESI
移動相A : Premixed : LAS-Negative ESI
アセトニトリル(65%)+ MRM条件 : 測定対象 化合物名
Precursor Ion
Product Ion
Fragmentor Collision Energy
10mMギ酸アンモニウム+0.5%ギ酸水溶液(45%) LAS(C10) 297m/z 183m/z 210V 34eV
移動相B : 10mMギ酸アンモニウム+0.5%ギ酸メタノール LAS(C11) 311m/z 183m/z 210V 34eV
カラム温度 : 40℃ LAS(C12) 325m/z 183m/z 210V 34eV
注入量 : 2μ L LAS(C13) 339m/z 183m/z 210V 42eV
グラジエント : 時間(min) 移動層A(%) 移動層B(%) 流量(mL/min) LAS(C14) 353m/z 183m/z 210V 42eV
0.00 100.00 0.00 0.20 NIS 512m/z 496m/z 20V 10eV
12.00 100.00 0.00 0.20 ネブライザー : 50psi
12.10 0.00 100.00 0.60 窒素流量 : 10L/min
17.00 0.00 100.00 0.60 窒素温度 : 350℃
17.10 100.00 0.00 0.60 キャピラリー : Positive-4000V
20.00 100.00 0.00 0.60 Negative-4000V
20.10 100.00 0.00 0.20
30.00 100.00 0.00 0.20
参考:アジレントアプリケーション Pub.No.LCMS-200907TK-001
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LC/MS/MS条件
LC 1260 Infinity(Agilent Techhologies) MS 6430 Triple Quad (Agilent Techhologies)
カラム : ZORBAX Eclipse Plus C18(3.0x100mm,1.8-μ m) イオン化法 : NIS-Positive ESI
移動相A : Premixed : LAS-Negative ESI
アセトニトリル(65%)+ MRM条件 : 測定対象 化合物名
Precursor Ion
Product Ion
Fragmentor Collision Energy
10mMギ酸アンモニウム+0.5%ギ酸水溶液(45%) LAS(C10) 297m/z 183m/z 210V 34eV
移動相B : 10mMギ酸アンモニウム+0.5%ギ酸メタノール LAS(C11) 311m/z 183m/z 210V 34eV
カラム温度 : 40℃ LAS(C12) 325m/z 183m/z 210V 34eV
注入量 : 2μ L LAS(C13) 339m/z 183m/z 210V 42eV
グラジエント : 時間(min) 移動層A(%) 移動層B(%) 流量(mL/min) LAS(C14) 353m/z 183m/z 210V 42eV
0.00 100.00 0.00 0.20 NIS 512m/z 496m/z 20V 10eV
12.00 100.00 0.00 0.20 ネブライザー : 50psi
12.10 0.00 100.00 0.60 窒素流量 : 10L/min
17.00 0.00 100.00 0.60 窒素温度 : 350℃
17.10 100.00 0.00 0.60 キャピラリー : Positive-4000V
20.00 100.00 0.00 0.60 Negative-4000V
20.10 100.00 0.00 0.20
30.00 100.00 0.00 0.20
NIS+アンモニウムイオン
移動相B にも ギ酸アンモニウム添加
イオン化
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LC/MS/MS条件
LC 1260 Infinity(Agilent Techhologies) MS 6430 Triple Quad (Agilent Techhologies)
カラム : ZORBAX Eclipse Plus C18(3.0x100mm,1.8-μ m) イオン化法 : NIS-Positive ESI
移動相A : Premixed : LAS-Negative ESI
アセトニトリル(65%)+ MRM条件 : 測定対象 化合物名
Precursor Ion
Product Ion
Fragmentor Collision Energy
10mMギ酸アンモニウム+0.5%ギ酸水溶液(45%) LAS(C10) 297m/z 183m/z 210V 34eV
移動相B : 10mMギ酸アンモニウム+0.5%ギ酸メタノール LAS(C11) 311m/z 183m/z 210V 34eV
カラム温度 : 40℃ LAS(C12) 325m/z 183m/z 210V 34eV
注入量 : 2μ L LAS(C13) 339m/z 183m/z 210V 42eV
グラジエント : 時間(min) 移動層A(%) 移動層B(%) 流量(mL/min) LAS(C14) 353m/z 183m/z 210V 42eV
0.00 100.00 0.00 0.20 NIS 512m/z 496m/z 20V 10eV
12.00 100.00 0.00 0.20 ネブライザー : 50psi
12.10 0.00 100.00 0.60 窒素流量 : 10L/min
17.00 0.00 100.00 0.60 窒素温度 : 350℃
17.10 100.00 0.00 0.60 キャピラリー : Positive-4000V
20.00 100.00 0.00 0.60 Negative-4000V
20.10 100.00 0.00 0.20
30.00 100.00 0.00 0.20
アセトニトリルでの溶出ピークとNISのRTが被る
メタノールでは溶出速度が 遅れ溶出ピークと分離出来た
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結果 クロマトグラフ
NIS
LAS C10
LAS C11
LAS C12
LAS C13
LAS C14
LAS C10 LAS C11 LAS C12
LAS C13 LAS C14 NIS
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0
30000
60000
90000
120000
150000
180000
210000
240000
0 50 100 150
結果 検量線
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
0 50 100 150 0
35000
70000
105000
140000
175000
210000
245000
0 50 100 150
0
25000
50000
75000
100000
125000
150000
175000
0 50 100 150 0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
0 50 100 150
0
6000
12000
18000
24000
30000
36000
42000
0 50 100 150
LAS C10 R2=0.999
NIS R2=0.996
LAS C14 R2=0.998
LAS C11 R2=0.995
LAS C12 R2=0.991
LAS C13 R2=0.999
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溶液濃度 20ppb
LAS C10 LAS C11 LAS C12 LAS C13 LAS C14 NIS
RT 面積 RT 面積 RT 面積 RT 面積 RT 面積 RT 面積
1 回目 3.49 34438 4.09 59517 4.94 63561 6.26 46496 8.19 27989 14.23 7275
2 回目 3.49 34059 4.09 61772 4.93 62774 6.25 47034 8.17 27054 14.23 7348
3 回目 3.48 35053 4.09 58207 4.93 63941 6.25 47614 8.21 28940 14.23 7526
4 回目 3.49 32422 4.09 55755 4.93 65358 6.26 46634 8.20 27993 14.23 7337
5 回目 3.49 34848 4.09 58024 4.93 64877 6.27 43976 8.19 28267 14.23 7203
平均値 3.49 34164 4.09 58655 4.93 64102 6.26 46351 8.19 28049 14.23 7338
標準偏差 0.00 936 0.00 1973 0.01 923 0.01 1249 0.01 606 0.00 107
RSD% 0.06 2.74 0.04 3.36 0.12 1.44 0.09 2.70 0.13 2.16 0.02 1.46
結果 保持時間(RT)及び面積値の再現性
溶液濃度 1ppb
LAS C10 LAS C11 LAS C12 LAS C13 LAS C14 NIS
RT 面積 RT 面積 RT 面積 RT 面積 RT 面積 RT 面積
1 回目 3.48 13384 4.09 51559 4.94 60068 6.28 27579 8.25 1802 14.23 411
2 回目 3.48 11324 4.09 47192 4.94 58475 6.27 26215 8.24 1993 14.23 428
3 回目 3.48 11311 4.09 48331 4.93 58332 6.27 27812 8.22 2024 14.23 462
4 回目 3.48 12560 4.09 48577 4.94 58990 6.29 27184 8.30 2012 14.23 418
5 回目 3.48 14005 4.09 50140 4.94 59490 6.28 26367 8.21 2262 14.23 454
平均 3.48 12517 4.09 49160 4.94 59071 6.28 27031 8.24 2019 14.23 435
標準偏差 0.00 1081 0.00 1524 0.00 645 0.01 639 0.03 146 0.00 20
RSD% 0.03 8.64 0.01 3.10 0.06 1.09 0.09 2.36 0.36 7.25 0.03 4.60
日本水処理工業株式会社
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分析フローチャート
水道水添加回収試験
水道水(脱塩素なし)
試験水作成
LC/MS/MS
回収率試験
日本水処理工業株式会社
全量採取
メタノール添加(試験水の1/4量)
最終溶媒比率
20%メタノール/試験水
フィルター通水(PTFE)
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結果 水道水添加回収試験
設定濃度 LAS C10 LAS C11 LAS C12 LAS C13 LAS C14 NIS
20ppb 20ppb 20ppb 20ppb 20ppb 2ppb
1回目 17.7 36.6 44.1 38.9 18.1 2.1
2回目 23.8 26.1 34.3 31.2 20.1 1.8
3回目 15.8 34.9 49.4 32.2 19.6 2.2
4回目 14.2 26.9 33.7 38.4 22.2 2.0
5回目 20.8 33.6 40.0 35.8 20.6 2.0
平均 18.5 31.6 40.3 35.3 20.1 2.0
標準偏差 3.9 4.8 6.7 3.5 1.5 0.1
RSD% 20.9 15.1 16.5 9.9 7.5 7.3
平均回収率 92.3 158.0 201.5 176.4 100.7 99.5
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LAS C10,C14,NIS➔回収率良好
LAS C11,C12,C13➔回収率不良
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結果 水道水添加回収試験
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LAS C11,C12,C13➔回収率不良
原因
・LC/MS内部でのキャリーオーバー
・ガラス器具からのコンタミ
・MSイオン源及びキャピラリーの汚れ
・LC/MS条件(移動相)の不適性
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総括
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NIS及びLASを同時測定する LC/MS/MS条件を作成した。
水道水添加回収試験では LAS C10,14及びNISは良好な回収率を示した。 LAS C11-13の回収率が不良であった。
NIS単体での分析条件は確立したと考えられるが 同時分析の確立にはさらなる検討が必要である。
検量線の決定係数は全物質0.99以上の直線を示し、 水道法における下限値での測定は可能であった。
保持時間及びピーク面積値の 変動係数は全物質10%未満あった。
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トリプル四重極型液体クロマトグラフ質量分析計による
非イオン及び陰イオン性界面活性剤の同時分析法の検討
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分析フローチャート
メタノール25mL
試験水100mL
水道水添加回収試験
水道水(脱塩素なし)
試験水作成
LC/MS/MS
回収率試験
全量採取
メタノール添加(試験水の1/4量)
100mL容メスフラスコ
150mL容メスフラスコ メスフラスコ(空)
メスフラスコ(inメタノール)
振とう 混合
試験水と混合
(20%メタノール/水)
フィルター通水(PTFE)
溶媒比率:20%メタノール/水
150mL容メスフラスコ
水道水
NIS,LAS添加
分取
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