STQ法とLC-MS/MSを組み合わせた農作物中の残留農薬
高速一斉分析
〇朝野夏世1、島三記絵2、蓮井啓介3、宇野由紀1、渡辺淳1 1 (株)島津製作所 2 (株)アイスティサイエンス 3 京都大学大学院

3-1. 添加回収率

1. 背景と目的
近年、食の安全に対する関心が高まり、各地域や各国では食品中の残留農薬を品目ごとに厳しく規定して検査している。規制される農薬や食品が増える中、食品中の残留農薬の分析では「迅速・簡便・高精度」が求められている。分析工程の中で前処理工程（抽出・精製）は労力のかかる工程とされてきた。そこで、迅速・簡便な「QuEChERS法」に精製効果を高める「固相カートリッジ精製」を組み合わせたSTQ法（Solidphase extraction Technique with QuEChERS method）により前処理を行うことで、前処理工程の「迅速・簡便・高精度」化を図った。また、LC-MS/MSはその優れた選択性と感度により、食の安全における残留農薬の分析法として広く使用されている。本分析で使用したメソッドはLCMS-8000シリーズの高速極性反転能力を利用したメソッドで、わずか10.5分で農薬約200成分を分析できる。本実験では、STQ法と高速LC/MS/MSメソッドを組み合わせて、残留農薬分析をトータルとして「迅速・簡便・高精度化」できるかを検討した。

残留農薬207成分を試料あたり0.01 ppm (前処理後の試料溶液中濃度は0.0025 ppm) となるように添加し、添加回収試験を行い、本分析系を評価した。測定した207成分のうち182成分で70-120%の良好な回収率が得られた。 (Fig.2) 低回収率となった成分は分解性のものとSilafluofenなどの低極性のものであった。低極性の成分については、本実験で行った前処理のSTQ-LC法は比較的高極性のものを対象にしているため、低極性のものが精製時の最終段階でC18ミニカラムから溶出されずに残ってしまったものと考えられる。全体で95%以上の成分について50-150%の回収率が得られており、本分析系としては良好な結果が得られた。
また、厚生労働省の「食品中に残留する農薬等に関する試験法の妥当性評価ガイドライン」に基づき、再現性（RSD）が25%未満の成分数を算出した結果をTable 2に示す。207成分中184成分で良好な再現性が得られており、70-120%の良好な回収率が得られた成分の91%以上でRSD 25%未満を達成した。
9 55 6

Table 2 RSD25%未満の成分数

2. 方法

2-1. STQ-LC法による前処理

182

STQ-LC法

2ppm 混合標準溶液

アセトニトリル
NaCl（食塩）

抽出
QuEChERS法

1g

クエン酸3Na2水和物

クエン酸水素2Na1.5水和物

0.5 g

70-120%166120-150%

8150%-1b) Flufenoxurona) Cyazofamid
×107

MgSO4（無水硫酸マグネシウム）4 g

Area

遠心分離（ 3500 rpm 5 分間 ）アセトニトリル層

×106
6.0

1.50

2.00.00025-0.1 ppm
R2 = 0.99961.5c) Imidacloprid×1062.00

前処理後の試料溶液中に0.083 ppm

2.5

撹拌（手で振とう 1 分間）

0.0025-0.1 ppm
R2 = 0.9982

1.00.0Smart-SPE C18-50 mg＋PSA-30 mg：精製

201.6流出液

R2 = 0.9971

600.0080100Conc. (ng/mL)

前処理後の試料溶液中に0.013 ppm
0.0

020

4060

80
100Conc. (ng/mL)020

1.2m/z 325.00>108.10 (+)

6080
100Conc. (ng/mL)

×104×104×104

40m/z 489.00>158.10 (+)

0.00025 ppm

1.500.0025 ppm

m/z 256.15>209.15 (+)

0.001 ppm

0.8

1.00

0.4

0.50

0.00.00
3.60.8

全自動固相抽出装置ST-L400

溶出 アセトニトリル－水( 8/2 ) 0.5 mL

401.2

精製0.5 mL

Smart-SPE C18-30 mg：精製

0

全自動固相抽出装置 ST-L400

溶出 2%ギ酸含有アセトニトリル 0.5mL

4.02.0

前処理後の試料溶液を10倍希釈した中に0.031 ppm

0.5

分取 0.5 mL

0.001-0.1 ppm

1.00

0.50

水4

今回の実験では、農薬無添加のホウレン草からCyazofamid、Flufenoxuron、Imidaclopridの3成分が検出された。これらの3成分は収穫1～3日前まで散布することが認められている農薬である。Cyazofamid、Flufenoxuron、Imidaclopridの3成分はマトリクス効果の影響が少ないため、標品で作成した検量線を用いて、ホウレン草中に含まれる3成分の濃度を算出した。Fig.3に検量線とLOQ濃度のクロマトグラム、Table 3に定量結果を示す。いずれの農薬も検出された濃度は残留基準値以下であった。

10 mL
1g

50-70%

3-2. ホウレン草中に含まれる農薬の定量

50 µL

ホモジナイズ（ 13000 rpm 1 分間 ）

5

Area

添加

0-50%

Fig.2 添加回収率の分布Area

試料 10 g%RSD25未満 (n=5) の成分数

0-50%50-70%
70-120%120-150%150%-

今回の分析系の評価には、夾雑成分を比較的多く含むホウレン草に農薬を添加したものを使用した。
分析には、島津のLC/MS/MSメソッドパッケージ残留農薬Ver.3に収録されているメソッドを使用した。

予冷式ドライアイス凍結粉砕

回収率

0.4
0.0

溶出液

7.0

7.2

7.4

7.6

7.8

8.0

8.2
RT (min)

8.0

8.2

8.4

8.6

8.8

9.0

9.2
RT (min)

3.8

4.0

4.24.4

4.6

4.8
5.0
RT (min)Fig.3 Cyazofamid、Flufenoxuron、Imidaclopridの検量線（上段）とLOQでのクロマトグラム（下段）定容（ 2 mL, 水で調整）

Table 3 ホウレン草中の農薬の定量結果

Scheme 1 前処理フロー

2-2. LC/MS/MSによる分析
Table 1 分析条件

UHPLC（Nexera X2）
Restek Raptor™ Biphenyl (2.1 mmI.D. x 100 mmL., 2.7 µm)

Mobile Phase A:

2 mmol/L Ammonium formate + 0.002% Formic acid – Water

Mobile Phase B:

2 mmol/L Ammonium formate + 0.002% Formic acid – Methanol

Gradient Program:

3%B (0 min) – 10%B (1 min) – 55%B (3 min) – 100%B (10.5 – 12 min) – 3%B (12.01 -15 min)Flow Rate:

0.4 mL/min
2 μL (+ 40 μL water)

MS (LCMS-8060)
ESI positive and negative

Nebulizing Gas Flow:

3 L/min

Drying Gas Flow:

10 L/minHeating Gas Flow:

10 L/min

前処理後の試料溶液中濃度

試料中濃度*

使用可能時期

適用害虫・病気

Cyazofamid

25 ppm

0.083 ppm

0.332 ppm

収穫3日前まで

べと病

Flufenoxuron

10 ppm0.31 ppm

1.24 ppm

収穫3日前まで

ホウレンソウケ
ナガコナダニ

収穫前日までアブラムシ類・ネギアザミウマ

15 ppm

0.052 ppm

0.013 ppm

*本分析ではSTQ-LC法での前処理後の試料溶液中の濃度は4倍希釈となろため、実際の試料中の濃度は「前処理後の試料溶液中濃度×4」となる。

3-3. 安定性

Column Temperature: 35 ºC

Ionization:

残留基準値

Imidacloprid

Analytical Column:

Injection Volume:

農薬成分

LCMS-8060は島津が長年のLC/MS開発で培った堅牢なインターフェースを採用しているため、本実験で使用したホウレン草溶液のように夾雑成分を含む試料の連続分析においても、安定してデータを得ることができる。農薬207成分を添加したホウレン草溶液（測定試料中の農薬濃度: 0.0025 ppm）を150回連続分析し、農薬7成分について面積値をプロットした結果をFig.4に示す。面積値の大きさにかかわらず、RSD5%前後という良好な結果が得られた(Table 4) 。Fig.5には、Benzofenapの注入1回目、100回目、150回目のMRMクロマトグラムを比較した。
Table 4 ホウレン草溶液中の農薬7成分の面積値再現性（%RSD）
m/z％RSD (n=150)

Monocrotophos

223.90>127.10 (+)

5.52

Acetamiprid

223.10>126.10 (+)

5.81

Interface Temperature: 300 ºC

Hexazinone

253.20>171.20 (+)

4.29

Spiroxamine

298.20>144.20 (+)

6.38

DL Temperature:

150 ºC

Fenamiphos

304.00>217.10 (+)

5.65

HB Temperature:

300 ºC

Cyclosulfamuron

422.10>261.00 (+)

5.90

Pause Time:

1 msecBenzofenap

431.15>105.25 (+)

4.68

Dwell Time:

1 msecPeak Area

化合物

NexeraX2+LCMS-8060

3. 結果
Injection Number

STQ-LC法により前処理し農薬207成分を含むホウレン草溶液を、正負イオン化切替時間 5 msec、デー
タ取込時間 (Dwell time) 1 msecの高速一斉分析メソッドを使って正負イオン同時測定した。Fig.1に示すように、207成分を10.5分以内に検出することができた。
本分析系で測定した結果を用いて、添加回収率、定量性、連続分析におけるデータの安定性を評価し、残留農薬分析における本分析系の有用性を検証した。
×105

Fig.4 ホウレン草溶液中の農薬7成分の面積値プロット

2.0

注入150回目

注入100回目

注入1回目
×105

2.0×1055
2.0 ×101.0

1.0

1.0000

8.0

9.3

9.4

9.5

9.6

9.3

9.4

9.5

9.6

9.3

9.4

9.5

9.6

Fig.5 ホウレン草溶液中のBenzofenapのMRMクロマトグラム
6.0

4. 結論

4.0

・ 全自動固相抽出装置ST-L400を使用することで、前処理の迅速・簡便化を図ることができた。

2.0・ STQ法で前処理した試料をLC/MS/MSで分析した結果、添加回収率、定量、データの安定性のいずれも良好な結果が得られた。

0.0・ STQ法と高速LC-MS/MSメソッドを組み合わせることで、「迅速・簡便・高精度」な残留農薬分析が可能であり、食品中の残留農薬分析に有効であるといえる。
2.03.04.0

5.06.0

7.0

8.0

9.0

Fig.1 ホウレン草溶液中の農薬207成分 (0.0025 ppm) のMRMクロマトグラム

10.0min

参考文献: 厚生労働省「食品中に残留する農薬等に関する試験法の妥当性評価ガイドラインについて」（平成19年11月15日付け食安発第1115001号）