LC/MS を 用 い た チ ウ ラ ム の 高 感 度 分 析 法 の 検 討
北九州市環境科学研究所○花田 喜文、梶原 葉子、一田 亜希子

LC/MS Study on Sensitive Detection of Tetramethylthiuram Disulfide (Thiuram) in
Environmental Water Samples, by Yoshifumi HANADA, Yoko KAJIWARA, Akiko ICHIDA(Kitakyushu Inst. of Env. Sci.)【 はじめに 】
セトニトリル-水(１:１)で全量を0.2 mLとした後、LC/MS
テトラメチルチウラムジスルフィド（チウラム）は、で分析した。
シマジンやチオベンカルブとともに水質の環境基準項目に指定されている代表的な環境汚染農薬である。そのたTable 1 Operating conditions for LC/MS
め、河川や海域などの公共用水域では頻繁にモニタリン
LC conditionsColumn Shodex ODP2 HP-2B
グが行われ、国内での年間測定頻度は、3,563 件（2000(50 mm, 2.0 mm)年）に達している 1)。
Mobile phase A: Acetonitrile
しかしながら、チウラムの環境基準は「人の健康の保B: 0.1% Formic acid護」を目的に設定されているため、基準濃度は 6μg/L
5% A(1min) → (liner gradient,10min) → 70% A(9min) → (linerと比較的高い。しかも、計測には HPLC-UV が用いられgradient, 5min) → 100% A (5min)ていることから、モニタリングの検出下限値は、0.4 - 3→ (liner gradient, 5 min) → 5%μg/L と、現状では ppb 濃度レベルの実態把握しかでき
A(10min)
Flow rate 0.2 ml/min
ず、殆どのモニタリング結果は不検出を羅列するに留まInjection vol. 10 μlっている。
MS conditions
一方、環境省のリスク評価では、チウラムの生態へのIonization mode Positive ion-ESI
予測無影響濃度を 0.003μg/L と評価しており、「検出下Desolvation gas Nitrogen, 1000 L/h
限値を見直した上で、環境中濃度の測定を優先的に行う
Desolvation temp. 450 ℃
Capillary voltage 5.0 kV必要がある」物質に分類している 1)。
Cone voltage 10 V
演者らは、チウラムの環境モニタリングを人の健康保Collision energy 10 eV
護のみではなく、生態系への影響についても把握できる
Ion source temp. 120 ℃ようにする目的で、液体クロマトグラフィー／質量分析
Monitor ion m/z 241 > 88, 241>120 for
thiuram法（LC/MS）を用いたチウラムの高感度分析法について
m/z 253 > 94 for surrogate検討した。ここでは、検討を行う中で、低濃度領域で生(thiuram-d12)
じるいくつかの問題点に関する知見を得たので報告する。
【 実験 】
装置： 分析に使用した液体クロマトグラフ-質量分析計（LC-MS）は、シングル型 LC-MS として Alliance 2690
型 HPLC 装置付き ZMD 4000 型質量分析計（Waters）を、タンデム型 LC-MS として Aquity Ultra performance LC型HPLC装置付きQutro Premier XE型質量分析計（Waters）を用いた。タンデム型による LC/MS 測定条件を Table １に示す。なお、シングル型による測定は、タンデム型とほぼ同じ測定条件を用いた。
分析操作： 水質試料 1 L にサロゲートとしてチウラム-d12 を添加し、１Ｍ塩酸で pH を 3.5 に調整した後、コンディショニング済みの固相カートリッジ Autoprep
PS@Liq HQ（昭和電工）に 10～20 mL/min の流速で通水した。通水後、カートリッジを精製水 5 mL で洗浄し、遠心分離で水分を除去した後、アセトニトリル 5 mL で被検成分を溶出した。溶出液を窒素ガスで 0.1 mL に濃縮し、ア【 結果及び考察 】

イオン化法の検討： 10 mg/L のチウラム標準溶液を質量分析計にシリンジポンプで直接導入し、大気圧化学イオン化法（APCI）及びエレクトロスプレーイオン化法（ESI）を用いて各々正イオン（pos-）及び負イオン(nega-)の被検成分を測定した。その結果、pos-ESI による測定で、チウラムの擬分子イオン（m/z 241）がベースピークとなったため、測定には pos-ESI を用いた。
カラムの検討： 一般に pos-ESI での測定は、nega-ESIや nega-APCI での測定に比べてバックグラウンドが高く、分析に支障を生じるきらいがある。分析カラムからのバックグラウンドの影響を評価するため、市販されている３種類の分析カラムについて、
pos-ESI での m/z 241イオンのバックグラウンドを測定した。その結果、Shodex ODP2 HP-2B カラムからのバックグラウンドが最も低かったため、測定にはこのカラムを選択した。

y = 0.0217x - 0.0004
R2 = 0.9985

210050100c o n c e n t r a t i o n / n g m L -1

peak ratio

加し、所定の分析操作に従ってシングル型及びタンデム型 LCMS を用いて測定を行った。その結果、シングル型では、水質試料中に存在する妨害物質の影響を受け、分析困難であったが、タンデム型を用いることにより、Fig. 1 に示すよ Fig. 1 Effect of tandem-type LC-MS
うな妨害ピークのない良好なクロマトグラムを得ることができた。そのため、測定にはタンデム型 LC-MS を用いることとした。
検量線及び低濃度域での感度変動： LC/MS の測定条件をチウラムに合わせて最適化した。
最適化条件を Table 1に示す。最適化により、0.05μg/L の極微量濃度域までチウラムをピークとして検出することができた。0.05μg/L のチウラム標準溶液（試料換算濃度：0.00001μg/L）のクロマトグラムを Fig.2 に示す。にチウラムを添加した後、本分析法を用いて繰返し測定を行った。繰返し測定の平均値及び標準偏差は、各々0.0106μg/L（n=5）及び 0.00571μg/L（相対標準偏差：5.4%）と良好な結果を示した。標準偏差から求めた分析法検出下限値は、0.0024 μg/L に達し、従来のHPLC-UV 法の 0.4 - 3μg/L に比べ 160 – 1200 倍に高感度化することができた。

peak ratio

タンデム型 LC-MS の効果： 精製水にチウラム 10ng を添

0.3re gre ssio n lin e(y- in te rc e pt < 0 )0.2> 5 n g mL - 1

a break in the slope
0.1< 5 n g mL - 1
0510-0.1
concentration / ng mL-1

Fig.3 calibration curve and change in sensitivity at
low analyte concentration (i.e. a break in the slope)Fig.2 MRM chromatogram of the ultra tracelevel of thiuram (0.05 μg/L)
しかしながら、この濃度域では、Fig. 3 に示すように感度変動による検量線の落ち込みが確認された。
US-EPA は、化学物質分析の理論の中で、検出下限値を推定する方法の一つに検量線の落ち込みなど低濃度域での感度が明瞭に変化する濃度を挙げている 2）。
LC/MS では、装置を最適化することにより、0.05μg/Lまでピークを検出できるものの、定量分析法としては、5μg/L（試料換算濃度：0.001μg/L）付近が分析装置の限界と考えられる。なお、5μg/L の標準溶液の繰返し測定から算出した装置検出限界は、0.5μg/L（試料換算濃度：0.0001μg/L）であった。
分析法検出下限値： 精製水に 0.010μg/L となるよう【 まとめ 】
LC/MS によるチウラムの高感度分析法を検討した結果、従来法に比べ 160-1200 倍高感度化することができた。
今後は、河川水など実試料への適用を検討する予定である。
謝辞 本研究の一部は、環境省環境安全課からの化学物質環境実態調査委託業務を受けて実施したものである。
研究の遂行にあたり、LC/MS 測定に関する有益なご助言を頂いた日本ウォーターズ㈱の米久保淳氏、カラム及び吸着剤の開発にご尽力頂いた昭和電工㈱の篠田昌子女史に深謝いたします。
引用文献）
1) 環境省環境リスク評価室. ’化学物質の環境リスク評
価’, 第 2 巻: [37]チウラム, 2003, pp. 431-436.
2) John A. Glaser, et al.: Trace analyses for wastewaters, Environmental Science & Technology,
15(12), 1426-1435 (1981)