福岡県保健環境研究所年報第50号，85－88，2023

短報
紫外線吸収剤ベンゾフェノン-4の分析法開発及び環境調査高橋浩司
環境水中に含まれるベンゾフェノン-4 の分析法を開発した。本分析法で用いた LC/MS/MS による分析対象物質の装置検出下限値は 0.26 pg であり、検量線は 0.5－100 µg/L の範囲で直線性が確認された。
固相抽出法による前処理を行う本分析法の検出下限値及び定量下限値は、それぞれ 0.019 µg/L 及び0.049 µg/L であった。添加回収試験の結果、河川水での回収率は 105%、海水での回収率は 101%であった。本分析法で福岡県内の河川水及び海水を測定したところ、対象物質は検出されなかった。
［キーワード：ベンゾフェノン-4、紫外線吸収剤、LC/MS/MS］
１

はじめに

２

化学物質による環境への負荷は、人の健康や生態系に方法

２・１

試薬様々な影響を与える可能性があるが、近年の化学物質の種ベンゾフェノン-4 の標準物質は、SIGMA-ALDRICH 製類と量の増加に対し、その毒性や汚染実態については明らの Sulisobenzone analytical standard（純度 ≧ 97.5%）を用かになっていない。そのため、環境中における化学物質のいた。

実態調査が必要であるが、毎年数多くの新規化学物質が出

メタノール及び超純水は富士フィルム和光純薬製の現し、その物性も多様であり、適切な分析法が不明なもの

LC/MS 用を用いた。ギ酸アンモニウムは富士フィルム和が多く存在する。環境省は、一般環境中の化学物質の残留光純薬製の高速液体クロマトグラフ用を用いた。

状況の把握を目的として「化学物質環境実態調査」を実施しており、福岡県においても当該調査を受託し取り組んで２・２標準液の調製いる。特に「分析法開発調査」においては、毎年 1 物質以ベンゾフェノン-4 標準品 20 mg を正確に量り取り、メタ上の開発を継続して行っており、その後の「初期環境調査」

ノールで 20 mL として 1000 µg/mL のベンゾフェノン-4 標や「詳細環境調査」等に貢献している。

準原液を調製した。この標準原液をメタノールで希釈し、今回、分析法開発調査としてベンゾフェノン-4 の分析法濃度 1000 µg/L 溶液を調製した。この 1000 µg/L 溶液をメの開発を行った。この物質は、図 1 に示す構造をもつ化学

タノール/超純水（1:1）で順次希釈し、0.50－100 µg/L の物質で、別名オキシベンゾン-4 あるいはスリソベンゾンで検量線用標準液を作成した。

あり、退色防止や紫外線防御を目的としてスキンケア製品、ボディ・ハンドケア製品、日焼け止め製品等に用いられて２・３試料の前処理及び試験液の調製いる。医薬部外品（薬用化粧品）または化粧品に配合する

試料 100 mL を、あらかじめメタノール及び超純水各 10場合には、配合量の上限範囲が定められている。急性毒性

mL でコンディショニングした固相カートリッジに 10はラット（経口）の LD50 は 3530 mg/kg、ウサギ（経皮）

mL/min で通液した。通液終了後の固相に超純水 10 mL をの LD50 は > 5000 mg/kg であり 1)、急性毒性や皮膚感作性通して洗浄した後、注射器で空気を 10 mL 通気して固相中のリスクは低いとされているが 2),3)、その一方で内分泌かの水分を除去した。メタノール 6 mL を用いて 10 mL メス

く乱作用が懸念されている物質である。

フラスコに溶出し、超純水を用いて 10 mL に定容し、試験液とした。
２・４

測定

ベンゾフェノン-4 の測定には液体クロマトグラフ質量分析計（LC/MS/MS、島津製作所製 Nexera X2／島津製作
図 1 ベンゾフェノン-4 の構造所製 LCMS-8050）を用いた。測定条件を表 1 に示す。

福岡県保健環境研究所 （〒818-0135 太宰府市大字向佐野 39）- 85 -－ 85 －

表 1 ベンゾフェノン-4 の LC/MS/MS 測定条件

３・２LC
移動相：A: 10 mmol/L ギ酸アンモニウム水溶液
B: メタノール
0→1 min A: 70 B : 30
1→9 min A 70 → 5 B: 30 → 95
9→15 min A: 5 B: 95
15 min→25 min A: 70 B: 30
流量：0.2 mL/min
カラム温度：40°C
注入量：2 µL
MS/MS
イオン化法：ESI-Negative
インターフェース電圧：3.0 kV
ヒーティングガス流量：10 L/min
ドライイングガス流量：10 L/min
ネブライザーガス流量：2 L/min
インターフェース温度：300°C
脱溶媒部 (DL) 温度：250°C
ヒートブロック温度：400°C
モニターイオン（コリジョン電圧）：
定量イオン m/z 307.0 > 211.0 (35 V)
確認イオン m/z 307.0 > 227.0 (23 V)

３・２・１

２・５

固相カートリッジの検討

試料前処理における固相カートリッジとして、Oasis
HLB、Sep-Pak PS2、Sep-Pak C18、Sep-Pak tC18（Wates 製）の 4 種類を検討した。超純水 100 mL にベンゾフェノン-4を 0.02 µg 添加して試験液とした。各固相をメタノール 10mL、超純水 10 mL でコンディショニングした後、試験液を通液した。通液後、各固相を超純水 10 mL で洗浄し、メタノール 6 mL で溶出した後、超純水で 10 mL に定容して測定した。結果を表 2 に示す。回収率及び操作性等を考慮し、固相カートリッジは Oasis HLB を選択した。
表 2 固相カートリッジの検討結果
固相カートリッジ

回収率

Oasis HLB

104%

Sep-Pak PS2

100%

Sep-Pak C1881%

Sep-Pak tC1881%

環境試料の採取

環境試料として、河川水は福岡県内の雷山川、海水は大牟田沖で採取した。試料はガラス容器に採取後、速やかに試験操作を行った。また、福岡県内の海水浴場 12 か所における遊泳期間中の表層水について、実態調査を行った。
３

分析方法の検討

３・２・２LC/MS/MS 分析に用いるカラムについての検討を行った。検討したカラムは下記のとおりである。
① XBridge C18（5 µm, 2.1×150 mm, Waters 製）② InertSustain C18（5 µm, 2.1×150 mm, ジーエルサイ

結果及び考察エンス製）

３・１ 検量線の作成及び装置検出下限値の算出③ InertSustain AQ-C18（5 µm, 2.1×150 mm, ジーエルサ

検量線用標準液 2 µL を LC/MS/MS に注入し、対象物質イエンス製）の濃度と得られたピーク面積から検量線を作成した。検量④ Scherzo SS-C18（3 µm, 2.0×150 mm, インタクト製）

線は低濃度用（0.50－10 µg/L）と高濃度用（5.0－100 µg/L）⑤ InertSustain PFP（5 µm, 2.1×150 mm, ジーエルサイをそれぞれ作成した（図 2）。決定係数（R2）は低濃度用エンス製）

が 0.9997、高濃度用が 0.9983 であり、両者ともに直線性⑥ XSelect CSH Phenyl-Hexyl （ 5 µm, 2.1 × 150 mm,は良好であった。

Waters 製）

また、装置検出下限値（IDL）は、「化学物質環境実態調⑦ InertSustain Phenyl（5 µm, 2.1×150 mm, ジーエルサ

査実施の手引き」4)に従い、最低濃度の検量線用標準液をイエンス製）7 回繰り返し測定し算出した。その結果、本研究で用いた
LC/MS の IDL は 0.26 pg（IDL 試料換算値 0.013 µg/L）であった。

分析カラムの検討

上記のカラムを用いて標準液を測定した結果、④及び⑤のカラムでは対象物質のピークが確認されなかった。ピー
クが確認された①、②、③、⑥、⑦のクロマトグラムを図3 に示す。
⑦のカラムは、ベースラインの変動が見られた。
対象物質の保持時間や理論段数等を考慮し、分析カラムはInertSustain C18 を選択した。
３・２・３

分析法の設定以上の検討結果をもとに、図 4 のとおりベンゾフェノン
図 2 検量線（左：低濃度、右：高濃度）-4 の分析方法を設定した。

- 86 － 86 －

3.02.5

分解性スクリーニング試験

３・５(x1,000)
1:BP-4 307.0000>211.0000(-) CE: 35.0
1:BP-4 307.0000>227.0000(-) CE: 23.0

2.0

ベンゾフェノン-4 の水中での安定性を確認するための

1.5
1.0
0.50.0
3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

11.0

12.0

13.014.0

分解性スクリーニング試験を実施した。pH による分解性

min試験として、pH を 5、7、9 に調整した河川水 100 mL に対① XBridge C185.0

象物質を 0.25 µg 添加し、1 時間後及び 7 日後に分析を実(x1,000)
1:BP-4 307.0000>211.0000(-) CE: 35.0
1:BP-4 307.0000>227.0000(-) CE: 23.04.0施した。また、光による分解性試験として、pH 7 の試験

3.02.0液については明所で 7 日間放置したものについても分析

1.00.0
3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

11.0

12.0

13.0

14.0min② InertSustain C181.00した。結果を表 3 に示す。7 日間放置後の残存率は 93－100%であり、いずれの条件においても対象物質の分解は(x10,000)
1:BP-4 307.0000>211.0000(-) CE: 35.01:BP-4 307.0000>227.0000(-) CE: 23.00.75

認められなかった。

0.50

0.25

0.00
3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

11.0

12.0

13.0

14.0

min

③ InertSustain AQ-C183.02.5

表 3 分解性スクリーニング試験結果
検出濃度 (µg/L)(残存率)(x1,000)
1:BP-4 307.0000>211.0000(-) CE: 35.0
1:BP-4 307.0000>227.0000(-) CE: 23.0

2.0

pH

1.5
1.0
0.5
0.0
3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

11.0

12.0

13.0

14.0

調製濃度
(µg/L)min⑥ XSelect CSH Phenyl-Hexyl
5.0(x10,000)
1:BP-4 307.0000>211.0000(-) CE: 35.0
1:BP-4 307.0000>227.0000(-) CE: 23.0

4.0

5

2.5

72.5

92.5

暗所

2.4(96%)2.4(97%)2.4(97%)2.4(96%)2.5(98%)2.3(93%)

3.0
2.0
1.0
0.0
3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

11.0

12.0

13.0

14.0

min

⑦ InertSustain Phenyl

図 3 分析カラム検討時のクロマトグラム
３・６

7 日間放置後

1 時間
放置後

明所
―
2.5(100%)―

保存性試験

環境試料及び粗抽出液中のベンゾフェノン-4 の保存性
水質試料

固相抽出洗浄脱水について調査を行った。試料中の保存性については、河川

100 mL

Oasis HLB
10 mL/min

超純水 10 mL

注射器
空気 10 mL

水及び海水各 100 mL に対象物質を 0.02 µg 添加し、7 日間冷蔵保存した後、固相抽出以降の操作を行い測定した。粗抽出液の保存性については、河川水及び海水各 100 mL に溶出

定容LC/MS/MS-SRM

対象物質 0.02 µg を添加し、固相抽出を行った後の抽出液

メタノール
6 mL

超純水
10 mL

ESI(-)を 14 日間冷蔵保存し、測定した。標準液の保存性は、低濃度（2 µg/L）及び高濃度（100 µg/L）の標準液を 1 か月

図4 分析法のフローチャート
３・３

冷蔵保存した後に測定した。結果を表 4 に示す。対象物質の検出濃度は調製濃度の 98－104％であり、いずれの試験分析法の検出下限値及び定量下限値の算出

液においても保存性は良好であった。

前項で設定した分析法により、「化学物質環境実態調査実施の手引き」4)に従い、検出下限値（MDL）及び定量下表 4 保存性試験結果

限値（MQL）の算出を行った。河川水 100 mL に対象物質0.01 µg を添加し、7 回繰り返し測定して算出した。その結試料名調製濃度(µg/L)

試料

7 日間

14 日間

1 か月

0.200.197
(99%)

―

―

粗抽出液

2.0―

―

試料

0.200.197(99%)

2.07(104%)
―

―

粗抽出液

2.0―

2.01(101%)

―

低濃度

2.0―

―

高濃度

100―

―

果、本分析法の MDL は 0.019 µg/L、MQL は 0.049 µg/L であった。
３・４

河川
水

添加回収試験

環境水を用いた添加回収試験を行った。河川水 100 mLに対象物質 0.01 µg 添加したときの回収率は 105%（変動係数 4.7%）、海水 100 mL に対象物質 0.05 µg 添加したときの回収率は 101%（変動係数 2.5%）であり、回収率の許容範囲の目安とされる 70～120%を満足していた。

- 87 － 87 －海水標
準液

検出濃度(µg/L)（残存率）

1.96(98%)
101(101%)

３・７

MQL は、0.019 µg/L 及び 0.049 µg/L であった。河川水 100

環境試料の分析

本法を用いて福岡県内の河川水（雷山川）及び海水（大mL に対象物質 0.01 µg 添加したときの回収率は 105%（変牟田沖）を測定した結果、ベンゾフェノ-4 はいずれも検出

動係数 4.7%）、海水 100 mL に対象物質 0.05 µg 添加したとされなかった。

きの回収率は 101%（変動係数 2.5%）であった。本分析法

また、県内 12 か所の海水浴場の表層水を調査した結果、いずれの地点からもベンゾフェノ-4 は検出されなかった。

で福岡県内河川水及び海水を測定したところ、対象物質は検出されなかった。
文献４1) PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)

まとめ
環境水中に含まれるベンゾフェノン-4 の分析法を開発した。本分析法で用いた LC/MS/MS による分析対象物質

2) R.L. Elder, J.Am. Coll. Toxicol. 2(5), 35-77 (1983)
3) S. Schauder, H. Ippen, Contact Dermatitis 37(5), 221-32の IDL は、0.26 pg（IDL 試料換算値 0.013 µg/L）であり、(1997)

0.50～100 µg/L の範囲で直線性（R2 > 0.998）が確認された。

4) 環境省総合環境政策局環境保健部環境安全課, 化学物

固相抽出法による前処理を行う本分析法の MDL 及び質環境実態調査実施の手引き（平成 27 年度版）

（英文要旨）Development of an analytical method for determination of benzofenone-4
in environmental water
Koji TAKAHASHI
Fukuoka Institute of Health and Environmental Sciences,
Mukaizano 39, Dazaifu, Fukuoka 818-0135, Japan
This method provides procedures for the determination of benzophenone-4 in water samples by liquid chromatography withtandem mass spectrometry (LC/MS/MS). One hundred mL of water sample is passed through a preconditioned solid phaseextraction cartridge (Oasis HLB Plus) at a flow rate of 10 mL/min.

After the cartridge is washed with 10 mL of ultrapure water,

the benzophenone-4 is eluted with 6 mL of methanol through the cartridge. The eluate is then adjusted to 10 mL with ultrapure
water for LC/MS/MS-SRM analysis. The method detection limit (MDL) and the method quantification limit (MQL) ofbenzophenone-4 are 0.019 and 0.049 μg/L, respectively. The average recovery (n = 7) from river water samples added with 0.010
μg was 105%, and the relative standard deviation (RSD) was 4.7%. The average recovery (n = 5) from sea water samples addedwith 0.050 μg was 101%, and the RSD was 2.5%.
[Key words ; benzophenone-4, UV absorber, LC/MS]- 88 － 88 －