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 ○嵯峨 俊太郎，新居 康一，中嶋 正旨 Page 1 日本水処理工業株式会社 はじめに 非イオン性界面活性剤 【ＮＩＳ:Ｎon-Ｉonic. Ｓurfactant】 へプタオキシエチレンドデシルエーテル 陰イオン性界面活性剤 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 】 Page 2 日本水処理工業株式会社 1 はじめに NIS 厚生労働省告示第261号 別表第28 試料 試料 洗浄 脱水 トルエン溶出 LAS 厚生労働省告示第261号 別表第24 固相抽出 固相抽出 洗浄 脱水 試薬添加 振とう 遠心分離 水層 トルエン層 廃棄 試薬添加 振とう 遠心分離 トルエン層 廃棄 濃縮 最終濃縮(窒素) 水層 吸光光度計 定量 Page 3 メタノール溶出 HPLC(蛍光) 定量 日本水処理工業株式会社 はじめに NIS 厚生労働省告示第261号 別表第28 試料 試料 洗浄 脱水 トルエン溶出 LAS 厚生労働省告示第261号 別表第24 固相抽出 固相抽出 洗浄 脱水 試薬添加 振とう 遠心分離 水層 トルエン層 廃棄 試薬添加 振とう 遠心分離 トルエン層 廃棄 濃縮 最終濃縮(窒素) 水層 吸光光度計 定量 Page 4 メタノール溶出 HPLC(蛍光) 定量 日本水処理工業株式会社 2 はじめに 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… 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 Page 5 日本水処理工業株式会社 はじめに 非イオン性界面活性剤 【ＮＩＳ:Ｎon-Ｉonic. Ｓurfactant】 へプタオキシエチレンドデシルエーテル 陰イオン性界面活性剤 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 】 目的 前処理の簡易化 使用溶媒の削減 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 Page 6 日本水処理工業株式会社 3 測定対象化合物 ＆ 方法 フローチャート 測定対象化合物 NIS , LAS in MeOH(1ppm) 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） 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】 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） Page 7 LC/MS/MS 検量線作成 再現性試験 水道水添加回収試験 日本水処理工業株式会社 ＬＣ/ＭＳ/ＭＳ条件 LC 1260 Infinity(Agilent Techhologies) カラム ： 移動相A ： Premixed ZORBAX Eclipse Plus C18（3.0ｘ100mm，1.8-μ m） MS 6430 Triple Quad (Agilent Techhologies) イオン化法 ： NIS-Positive ESI ： LAS-Negative ESI 測定対象 化合物名 Precursor Ion Product Ion Fragmentor Collision Energy LAS(C10) 297m/z 183m/z 210V 34eV LAS(C11) 311m/z 183m/z 210V 34eV 40℃ LAS(C12) 325m/z 183m/z 210V 34eV 2μ L LAS(C13) 339m/z 183m/z 210V 42eV アセトニトリル(65％)+ MRM条件 ： 10mMギ酸アンモニウム+0.5％ギ酸水溶液(45％) 移動相B ： 10mMギ酸アンモニウム+0.5％ギ酸メタノール カラム温度 ： 注入量 ： 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 12.10 0.00 100.00 0.60 窒素流量 ： 17.00 0.00 100.00 0.60 窒素温度 ： 17.10 100.00 0.00 0.60 20.00 100.00 0.00 0.60 20.10 100.00 0.00 0.20 30.00 100.00 0.00 0.20 ネブライザー ： キャピラリー ： 50psi 10L/min 350℃ Positive-4000V Negative-4000V 参考：アジレントアプリケーション Pub.No.LCMS-200907TK-001 Page 8 日本水処理工業株式会社 4 ＬＣ/ＭＳ/ＭＳ条件 LC カラム 1260 Infinity(Agilent Techhologies) ： ZORBAX Eclipse Plus C18（3.0ｘ100mm，1.8-μ m） 移動相A ： Premixed グラジエント ： NIS-Positive ESI ： LAS-Negative ESI 測定対象 化合物名 Precursor Ion Product Ion Fragmentor Collision Energy 297m/z 183m/z 210V 34eV LAS(C11) 311m/z 183m/z 210V 34eV 40℃ LAS(C12) 325m/z 183m/z 210V 34eV 2μ L LAS(C13) 339m/z 183m/z 210V 42eV 移動相B ： 10mMギ酸アンモニウム+0.5％ギ酸メタノール ： イオン化法 ： MRM条件 10mMギ酸アンモニウム+0.5％ギ酸水溶液(45％) 注入量 6430 Triple Quad (Agilent Techhologies) NIS＋アンモニウムイオン イオン化 移動相B にも ギ酸アンモニウム添加 LAS(C10) アセトニトリル(65％)+ カラム温度 ： MS ： 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 12.10 0.00 100.00 0.60 窒素流量 ： 17.00 0.00 100.00 0.60 窒素温度 ： 17.10 100.00 0.00 0.60 20.00 100.00 0.00 0.60 20.10 100.00 0.00 0.20 30.00 100.00 0.00 0.20 Page 9 ネブライザー ： キャピラリー ： 50psi 10L/min 350℃ Positive-4000V Negative-4000V 日本水処理工業株式会社 ＬＣ/ＭＳ/ＭＳ条件 LC カラム 1260 Infinity(Agilent Techhologies) ： ZORBAX Eclipse Plus C18（3.0ｘ100mm，1.8-μ m） MS イオン化法 ： NIS-Positive ESI ： LAS-Negative ESI 移動相A ： Premixed 注入量 ： グラジエント ： Page 10 測定対象 化合物名 Precursor Ion Product Ion Fragmentor Collision Energy LAS(C10) 297m/z 183m/z 210V 34eV LAS(C11) 311m/z 183m/z 210V 34eV LAS(C12) 325m/z 183m/z 210V 34eV LAS(C13) 339m/z 183m/z 210V 42eV アセトニトリル(65％)+ MRM条件 10mMギ酸アンモニウム+0.5％ギ酸水溶液(45％) 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 移動相B ： 10mMギ酸アンモニウム+0.5％ギ酸メタノール カラム温度 ： 6430 Triple Quad (Agilent Techhologies) アセトニトリルでの溶出ピーク とNISのRTが被る 40℃ 2μ L ： 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 12.10 0.00 100.00 0.60 窒素流量 ： 17.00 0.00 100.00 0.60 窒素温度 ： 17.10 100.00 0.00 0.60 20.00 100.00 0.00 0.60 20.10 100.00 0.00 0.20 30.00 100.00 0.00 0.20 ネブライザー ： キャピラリー ： 50psi 10L/min 350℃ Positive-4000V Negative-4000V 日本水処理工業株式会社 5 結果 クロマトグラフ LAS C11 LAS C10 LAS C12 LAS C11 LAS C10 NIS LAS C12 LAS C13 LAS C14 LAS C13 NIS LAS C14 Page 11 日本水処理工業株式会社 結果 検量線 160000 140000 120000 240000 LAS C10 R2=0.999 210000 180000 245000 LAS C11 R2=0.995 210000 175000 100000 150000 80000 120000 60000 90000 40000 60000 70000 20000 30000 35000 0 0 140000 0 175000 150000 125000 LAS C12 R2=0.991 50 100 150 0 0 140000 LAS C13 R2=0.999 105000 120000 50 100 150 0 42000 LAS C14 R2=0.998 36000 100000 30000 100000 80000 24000 75000 60000 18000 50000 40000 12000 25000 20000 6000 0 0 0 Page 12 50 100 150 50 100 150 NIS R2=0.996 0 0 50 100 150 0 50 100 150 日本水処理工業株式会社 6 結果 保持時間(RT)及び面積値の再現性 溶液濃度 1ppb Page 13 LAS C10 RT 面積 LAS C11 RT 面積 LAS C12 RT 面積 LAS C13 RT 面積 LAS C14 RT 面積 NIS 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 溶液濃度 20ppb 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 LAS C10 LAS C11 LAS C12 LAS C13 LAS C14 NIS 日本水処理工業株式会社 水道水添加回収試験 分析フローチャート 水道水(脱塩素なし) 試験水作成 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) LC/MS/MS 回収率試験 Page 14 日本水処理工業株式会社 7 結果 水道水添加回収試験 LAS C10 LAS C11 LAS C12 LAS C13 LAS C14 NIS 平均 20ｐｐｂ 17.7 23.8 15.8 14.2 20.8 18.5 20ｐｐｂ 36.6 26.1 34.9 26.9 33.6 31.6 20ｐｐｂ 44.1 34.3 49.4 33.7 40.0 40.3 20ｐｐｂ 38.9 31.2 32.2 38.4 35.8 35.3 20ｐｐｂ 18.1 20.1 19.6 22.2 20.6 20.1 2ｐｐｂ 2.1 1.8 2.2 2.0 2.0 2.0 標準偏差 RSD％ 3.9 20.9 4.8 15.1 6.7 16.5 3.5 9.9 1.5 7.5 0.1 7.3 平均回収率 92.3 158.0 201.5 176.4 100.7 99.5 設定濃度 1回目 2回目 3回目 4回目 5回目 LAS C10,C14,NIS➔回収率良好 LAS C11,C12,C13➔回収率不良 Page 15 日本水処理工業株式会社 結果 水道水添加回収試験 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 Page 16 日本水処理工業株式会社 8 総括 NIS及びLASを同時測定する LC/MS/MS条件を作成した。 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。 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。 Page 17 日本水処理工業株式会社 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 Page 18 日本水処理工業株式会社 9 水道水添加回収試験 水道水 分析フローチャート NIS,LAS添加 水道水(脱塩素なし) 100mL容メスフラスコ 試験水作成 試験水100mL 全量採取 150mL容メスフラスコ メスフラスコ(空) メタノール25mL メタノール添加(試験水の1/4量) メスフラスコ(inメタノール) 試験水と混合 （20％メタノール/水） フィルター通水(PTFE) LC/MS/MS 混合 分取 振とう 150mL容メスフラスコ 溶媒比率：20%メタノール/水 回収率試験 Page 19 日本水処理工業株式会社 10
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