SHIMADZU APPLICATION NEWS 島津アプリケーションニュース ●LC-MS LIQUID CHROMATOGRAPHY MASS SPECTROMETRY LAAN-A-LM039A C67A No. インピュリティディレイ法を用いた有機フッ素系化合物（PFCs）のLC/MS分析 LC/MS Analysis of Perfluorochemicals (PFCs) Using Impurity Delay Method 能です。ここではPFOA 残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約（POPs と炭素鎖の長さと分岐が異なる条約）では2009年5月に第4回締約国会議（COP4）が開催 PFOS類縁物質6成分のLC/MSによる一斉分析をご紹介しまされ，新たに9種の化学物質が残留性有機汚染物質（POPs）す。Fig. 1にPFOAおよびPFOS類縁物質の塩類6成分の構造としてリストアップされました。ペルフルオロオクタンス式を示します。これらの化合物はエレクトロスプレーイオン化法で，脱プロトン分子 [M-H]- が検出されます。ルホン酸（PFOS），その塩類，およびペルフルオロオクタンスルホン酸フルオリド（PFOSF）は付属書Bに追加と PFOAは，分析条件によっては，溶離液中のPFOA，オなりました。日本も含め現時点で代替の見通しの立たないンライン脱気装置や流路由来のPFOAが分析カラムで濃縮用途があることから，エッセンシャルユースとして写真感された後，分析試料として注入したPFOAと同じ時間に溶光材料，半導体用途，フォトマスク，医療機器，金属メッ出し検出されることで分析上問題となることがあります。キ，泡消火剤，カラープリンター用電気電子部品，医療用 PFOAの汚染要因が複数あること，環境大気中からの溶離 CCDカラーフィルターなどの目的・用途を除外する規定が液汚染が常時起こる可能性があることより，これらの原あります。今後は代替技術の開発を進めながら，将来的な因を完全に取り除くことが非常に困難です。今回はミキサー廃絶に取り組んでいくこととなりました。また，日本ではと試料注入装置の間にFig. 2のようにディレイカラムを取 PFOSとペルフルオロオクタン酸(PFOA)は化審法の第二種り付けることにより，試料中の目的成分であるPFOAピー監視化学物質に指定されており，製造者は前年度の製造量，クと溶離液やHPLCシステム由来のPFOAピークを分離し，販売量を経済産業省に報告する義務があります。これらの PFOAの高感度検出を可能にしました。このように不純物化合物の定性定量的分析はますます必要とされます。成分を分析目的成分より遅延して溶出させる方法をインピュリティディレイ法と呼ぶこととしました。 PFOAとPFOSとその類縁物質はLC/MSで高感度検出が可 M.Kobayashi Fig. 1 有機フッ素系化合物の構造式 Structures of Perfluorochemicals コントローラーカラムオーブンリザーバトレイ送液ポンプオートサンプラデガッサー（脱気装置）ディレイカラム溶離液分析カラムミキサー溶離液オートサンプラー洗浄液 Fig. 2 LC/MSシステム流路図 Flow Diagram of LC/MS System 質量分析計 No.C67A ディレイカラムを設置しない場合と設置した場合のSIM たPFOAの後に溶出します。Fig. 3dにブランク試料を注クロマトグラムをFig. 3に示します。PFOAはm/z 412.90で入した場合，Fig. 3eにPFOA 標準試料を注入した場合のモニターしました。ディレイカラムを設置しない場合， SIMクロマトグラムを示します。試料として注入した試料非注入（Fig. 3a），ブランク試料注入（Fig. 3b）で， PFOAが保持時間13.5 minに検出されます。 PFOAの保持時間11.5 minに不純物であるPFOAのピーク今回，溶離液として使用した水は弊社で製造した超純水，が検出されました。次に，PFOA 標準試料を注入すると，アセトニトリルはHPLCグレード，標準試料を希釈した不純物とPFOA 標準試料が重なって1本のピークとして検 50 %メタノールのメタノールもHPLCグレードを使用しま出されました(Fig.3c)。一方，ディレイカラムを設置するした。HPLCの配管等もProminenceシリーズ標準仕様とと，溶離液や流路由来の不純物であるPFOAはディレイしました。また，オートサンプラのニードル洗浄液は検カラムに保持されるため溶出が遅れ，試料として注入し討した結果，50 %メタノールを推奨します。試料として注入したPFOA 不純物PFOA (e) PFOA標準試料注入（0.5 μg/L, 5 μL inj.）ディレイカラム設置 (d) 50 % メタノールブランク試料注入ディレイカラム未設置 (ｃ) PFOA標準試料注入（0.5 μg/L, 5 μL inj.） (b) 50 % メタノールブランク試料注入 (a) 試料非注入 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0 min Fig. 3 PFOAのSIMクロマトグラム（m/z 412.90） SIM Chromatograms of PFOA (m/z 412.90) Fig. 4には，PFOAとPFOS類縁物質のSIMクロマトグラムてはアニオン濃度，その他の成分はカリウム塩（L-PFBS）を示しました。炭素鎖の一番短いL-PFBSを保持させるたないし，ナトリウム塩の濃度で表示しています。Fig. 4a めに溶離液のアセトニトリル初期濃度を25 %に設定しまのSIMクロマトグラムは各成分濃度2.5 μg/L，Fig. 4bはした。また，濃度表記については，PFOAとPFOSについ濃度0.5 μg/L（いずれも5 μL注入）でした。 (x10,000) 1.50 1.25 298.80 412.90 398.90 448.90 498.90 548.80 598.80 (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) L-PFHxS L-PFHpS ipPFNS (a) L-PFDS PFOS L-PFBS 1.00 PFOA 0.75 0.50 0.25 0.00 2.5 0.0 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0 min 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0 min (x1,000) 3.0 2.5 298.80 412.90 398.90 448.90 498.90 548.80 598.80 (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) (1.00) (b) 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 2.5 Fig. 4 標準品混合試料のSIMクロマトグラム（各2.5 μg/L(a), 0.5 μg/L(b), 5 μL注入） ※1 SIM Chromatograms of a Standard Mixture .(2.5 μg/L (a) and 0.5 μg/L (b) each, 5 μL Inj) ※1　PFOA標準試料：和光純薬工業株式会社163-09542化学用，PFOS標準試料：Fluka製77282，PFOS類縁物質：Wellington社製 No.C67A Fig. 5には，各成分の検量線（0.25∼5 μg/L, n=5）を示し 2.05∼最大6.18でした。このように有機フッ素系化合物にます。各成分について良好な直線性が得られました。また，ついては，LC/MSで0.5 μg/L濃度レベルでの高感度な定 Fig. 6には各成分0.5μg/L濃度における5回繰り返しのSIM 量分析が可能です。クロマトグラムを示します。面積値再現性%RSDは最小面積 (x10,000) 面積 (x10,000) 面積 (x100,000) PFOA L-PFBS 7.5 L-PFHxS 5.0 1.0 2.5 0.5 5.0 2.5 r2= 0.9996497 r= 0.9998248 0.0 0.0 面積 (x100,000) 0.0 濃度 2.5 r2= 0.9973698 r= 0.9986805 0.0 0.0 1.00 1.0 濃度 2.5 面積 (x100,000) L-PFHpS r2= 0.9996436 r= 0.9998218 0.0 PFOS 濃度 2.5 面積 (x100,000) 面積 (x100,000) ip-PFNS L-PFDS 1.0 1.0 0.5 0.5 0.75 0.50 0.5 r2= 0.9989545 r= 0.9994771 0.0 0.0 2.5 0.25 r2= 0.9990812 r= 0.9995405 0.00 濃度 0.0 濃度 2.5 0.0 r2= 0.9986925 r= 0.9993460 0.0 0.0 濃度 2.5 r2= 0.9981766 r= 0.9990879 0.0 2.5 濃度 Fig. 5 標準品の検量線（0.25∼5 μg/L） Calibration Curves of Standard Solutions (0.25∼5 μg/L) (x1,000) (x1,000) L-PFBS PFOA 2.25 %RSD 4.64 2.00 1.25 (x1,000) L-PFHxS L-PFHpS 3.5 1.50 %RSD 6.18 (x1,000) 4.0 3.5 3.0 %RSD 4.38 1.75 2.5 %RSD 5.19 3.0 1.50 2.5 2.0 1.00 1.25 2.0 1.5 1.00 1.5 0.75 0.50 7.5 0.75 1.0 1.0 0.50 0.5 0.5 10.0 min 12.5 15.0 min (x1,000) 12.5 15.0 min (x1,000) PFOS 13.0 15.0 (x1,000) 3.5 ip-PFNS L-PFDS 3.5 3.0 3.0 3.0 2.5 %RSD 5.12 %RSD 2.05 2.5 2.0 1.5 1.5 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 15.0 17.5 min %RSD 5.35 2.0 2.0 1.5 2.5 15.2 17.5 19.2 min 17.5 Fig. 6 ピーク面積値再現性（各0.5 μg/L，n=5） Repeatability of Peak Area (0.5 μg/L each, n=5) 20.0 min 17.0 min No.C67A 次に，実試料におけるスクリーニング分析の一例として，布抽出液からは，PFOAとPFOSが検出されましたが，その他布抽出液の分析をご紹介します。撥水性のあるPFOA，PFOS のPFOS類縁化合物は検出されませんでした。概算するとを塗布した可能性のある布を2 cm × 2 cmの四角に切り取り， PFOAは布表面に約5 ng/cm ，PFOSは約0.1 ng/cm レベル存 5 mLのメタノールを入れたポリプロピレン製の遠心管に入れ，在したと推定されます。このように，分析対象物の表面上に 30分間振とう，遠心後，上澄み5 μLをそのままLC/MSへ注入塗布されているPFOA，PFOSは簡易的なメタノール抽出でスしました。Fig. 7に布抽出液のSIMクロマトグラムを示します。クリーニング的に分析することができます。 2 2 (x10,000) 298.80 (1.00) 1.75 412.90 (1.00) 398.90 (1.00) 1.50 448.90 (1.00) 498.90 (10.00) 1.25 548.80 (1.00) 598.80 (1.00) 1.00 0.75 0.50 0.25 0.00 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0 min Fig. 7 布抽出液中のPFOAとPFOSのSIMクロマトグラム SIM Chromatograms of PFOA and PFOS in The Extraction from Fablic UFLC+LCMS-2020システムを使用した (x10,000) PFOA標準試料の分析例です。1分析10 minで高速高分離分析を行 Fig. 8はProminence m/z 413 面積(x10,000,000) PFOA 8.0 いました。高速分析でもインピュリティディレイ法は適用可能で 7.0 ディレイカラム設置した。ディレイカラム設置，未設置のPFOAのSIMクロマトグラ不純物ムを示します。試料であるPFOAピーク（0.5 μg/L, 10 μL inj.）と 6.0 (f) PFOA標準試料不純物のPFOAピークが分離できていることがわかります(Fig. 8f)。 5.0 (e) メタノール Fig. 9にPFOAとPFOSの0.1∼50 μg/L範囲での検量線を示し 4.0 (d) 非注入ます。いずれも寄与率0.9999以上の良好な直線性でした。また， 3.0 LCMS-2020では0.1 μg/L濃度での面積値再現性（n=6）が (a) 非注入 1.0 の再現性の良い分析が可能です。このように新たに開発したQoQイオン光学系を採用し，卓越 0.0 した感度と再現性，幅広い直線性を実現するLCMS-2020とイン 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 再現性の良い微量定量分析が可能です。 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 20 30 40 濃度 Y = (213084)X + (20571.9) r2=0.9999823 r=0.9999912 0 min Fig. 8 PFOAのSIMクロマトグラム SIM Chromatograms of PFOA ピュリティディレイ法により0.1 μg/L レベルのPFOA・PFOSの 10 面積(x10,000,000) (b) メタノール 2.0 PFOAは%RSD 1.59，PFOSは1.26と良好であり，低農度領域で Y = (122334)X + (12730.1) r2=0.9999817 r=0.9999909 0 (c) PFOA標準試料ディレイカラム未設置 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 10 20 30 40 濃度 Fig. 9 PFOAとPFOSの検量線 Calibration Curves of PFOA and PFOS Table 1 分析条件 Analytical Conditions Delay Column Analysis Column Mobile Phase A Mobile Phase B Time Program Flow Rate Injection Volume Column Temperature : Develosil Packed Column C30-UG-5 (35 mmL. ×4.0 mmI.D.) : Shim-pack FC-ODS (150 mmL. × 2.0 mmI.D., 3 μm) : 5 mmol/L Ammonium acetate-water : Acetonitrile : 25 %B (0 min)→85 %B (20 min)→ 25 %B (20.01 – 30 min) : 0.2 mL/min : 5 μL : 40 °C , Shim-pack XR-ODS(30 mmL. ×3.0 mmI.D., 2.2 µm) , Shim-pack XR-ODS (75 mmL. × 2.0 mmI.D., 2.2 μm) ,← ,← , 25 %B (0 min)→85 %B (4 – 5 min)→25 %B (5.01 – 10 min) , 0.4 mL/min , 10 μL ,← MS Probe Voltage CDL Temperature Block Heater Temperature Nebulizing Gas Flow CDL Voltage Q-array DC & RF Voltages Drying Gas Flow SIM Monitoring Ion : LCMS-2010EV : -3.5 kV (ESI-Negative mode) : 200 °C : 200 °C : 1.5 L/min : Default values : Default values : 10 L/min (0.1 MPa) : m/z 298.80(L-PFBS), 412.90(PFOA), 398.90(L-PFHxS), 448.90(L-PFHpS), 498.90(PFOS), 548.80(ipPFNS), 598.80(L-PFDS) , LCMS-2020 ,← , 250 °C , 450 °C ,← ,← ,← , 10 L/min , m/z 412.90(PFOA), 498.90(PFOS) A 改訂版発行：2010 年 10 月初版発行：2009年10月分析計測事業部応用技術部 ※本資料は発行時の情報に基づいて作成されており，予告なく改訂することがあります。改訂版は下記の会員制 W e b Solutions Navigatorで閲覧できます。 https://solutions.shimadzu.co.jp/solnavi/solnavi.htm 島津分析コールセンター 7 0120-131691（携帯電話不可）携帯電話専用番号（075）813-1691 会員制情報サービス「Shim-Solutions Club」にご登録ください。 https://solutions.shimadzu.co.jp/ 会員制Webの閲覧だけでなく，いろいろな情報サービスが受けられます。 3100-10901-590-IK 2009.10