Rapid-MS カラム−GC/MS/MS による農薬類の多成分迅速分析
バリアン テクノロジーズ ジャパン リミテッド○大川 真、笠松 隆志

Study on Rapid Analysis of Pesticides Using Rapid-MS and GC/MS/MS、by Shin OHKAWA、Takashi KASAMATSU（Varian Technologies Japan Limited）

1.はじめに今般、水道法が廃止され、新たに平成 15 年 5 月に水質基準に関する省令(新基準省令)が公布されました｡水質基準を補完するための水質管理目標設定項目が設定され、別添方法 5 の固相抽出 GC/MS 法では約 70 成分の農薬を目標値の 100 分の 1 の濃度まで測定し、かつ変動係数が20％以内で測定することとなっている。しかし、現状の測定機器では 100 分の 1 の濃度まで測定することが困難である

表1
表1．実験条件
測定装置
ガスクロマトグラフ：CP3800 バリアン社
質量分析計：Varian1200 バリアン社
オートサンプラー：CP8400 バリアン社
カラム：Rapid-MS CP-Sil8CB 10m df=0．25um バリアン社

測定条件
カラム温度条件：50℃(1min)-30℃/min-300℃
注入口温度：250℃ スプリットレス
カラム流量：1．2ml/min PulsePressure：40psi 1min
MS温度：200℃ MS transfer温度：250℃

ので、定量下限値がそれぞれの農薬で設定されている｡
現在、最も使用されている四重極型 GC/MS では分解能が低いため、SIM 測定を用いても微量しか含まれていない農薬類を検体から検出することは極めて困難である。ところ

MS Data Review Active Chromatogram Plot - 2004/07/30 18:07
RIC Merged 1ppm-scan.xms 1200 CENTROID FILTERED

GCounts(+) EI Q1MS 50.0 - 450.0 >1.00

Rapid-MS Column

が、ダイオキシン類分析などで使用されている選択性が高
Ethofenprox(8.09min)

い四重極型 GC/MS/MS を用いることにより低濃度の農薬類

0.75DDVP(2.78min)が測定できる可能性があると考えられた｡また、約 70 成分の0.50

農薬を一斉に分析するには通常、30〜40 分もの測定時間が必要である。近年、開発された Rapid-MS カラムを用いる

0.25と短い時間で全ての農薬が分析でき、これによりピークの改善が可能となり低濃度の農薬が分析できることが可能か0.003を検討した｡

45678minutes

Rapid-MS カラム拡大クロマトグラム

2.実験方法
Chromatogram Plots

表 1 に今回実験に使用した測定装置及び測定条件についてまとめた｡

Plot 1: c:\varianws\data\rapid-ms\1ppm-scan.xms RIC Merged
Plot 2: ...nws\data\rapid-ms\vf-5\normal1ppm-scan001.xms RIC Merged
GCountsRIC Merged 1ppm-scan.xms 1200 CENTROID FILTERED(+) EI Q1MS 50.0 - 450.0 >1.00

Rapid-MS

0.75

3．結果
Rapid-MS カラムの測定条件の検討

0.50

0.250.00
GCounts
3.0

Rapid-MS カラムは、0．53mmI.D.のヒューズドシリカキャピ

ターにて接続しているカラムである｡この構造とカラム温度を最適化したことにより、カラム流量 1．2ml/min と少なくても図1 に示す通り、約 70 成分の農薬が短時間でも通常のカラムと殆ど同じ分離が得られた。

VF-5ms 30m x 0.25mmI.D.

2.52.0

ラリーカラムの先端に細いキャピラリーカラムを専用のコネク

RIC Merged normal1ppm-scan001.xms 1200 CENTROID FILTERED(+) EI Q1MS 50.0 - 500.0 >DDVP(9.16min)
Etofenprox(30.63min)

1.5

1.00.50.051015202530

図１ Rapid-MS と 0.25mmI.D.カラムの違い

minutes

MS/MS による分離の有効性についての検討
SIM 測定では隣接している成分の定量イオン(Q1､Q2)が同じ場合や影響を受ける場合には定量値に誤差

Chromatogram Plots
Plot 1: c:\varianws\data\rapid-ms\100ppb-msms001.xms Ions: 109.0 33+39
Plot 2: c:\varianws\data\rapid-ms\100ppb-msms001.xms Ions: 145.0 33+39
Plot 3: c:\varianws\data\rapid-ms\100ppb-msms001.xms Ions: 130.0 36+37
Plot 4: c:\varianws\data\rapid-ms\100ppb-msms001.xms Ions: 144.0 36+37
Plot 5: c:\varianws\data\rapid-ms\100ppb-sim.xms Ions: 173.0 34
Plot 6: c:\varianws\data\rapid-ms\100ppb-sim.xms Ions: 145.0 25
Plot 7: c:\varianws\data\rapid-ms\100ppb-sim.xms Ions: 130.0 21
MCountsを含むことがある。図 2 に示すように Propyzamide とPyroquilon では SIM 測定での Q1 が m/z=173 と同じで5 段目のクロマトグラムに示す通りにピークが１つとなる。
また、6 段目のクロマトグラムに示す通りに Propyzamideの Q2、m/z=145 は Pyroquilon の影響を受けて、ピーク

Ions: 109.0 33+39 100ppb-msms001.xms 1200 CENTROID F ILTEREDPropyzamide MSMS Q1 m/z=173->1090.75
0.500.250.00
MCounts

Ions: 145.0 33+39 100ppb-msms001.xms 1200 CENTROID F ILTERED

Propyzamide MSMS Q2 m/z=173->145

2.01.00.0
MCounts

Ions: 130.0 36+37 100ppb-msms001.xms 1200 CENTROID F ILTERED

Pyroquilon MSMS Q1 m/z=173->1300.75
0.50
0.250.00
MCounts

Ions: 144.0 36+37 100ppb-msms001.xms 1200 CENTROID F ILTERED

Pyroquilon MSMS Q2 m/z=173->1440.75
0.50
0.250.00
MCounts
60

Ions: 173.0 34 100ppb-sim.xms 1200 CENTROID F ILTERED

Propyzamide SIM Q1 m/z=173
Pyroquilon SIM Q1 m/z=173

40(+) EI Q1SIM 173.0 >20がリーディングしている。

0MCounts
20

Ions: 145.0 25 100ppb-sim.xms 1200 CENTROID F ILTERED

Propyzamide SIM Q2 m/z=145(+) EI Q1SIM 145.0 >Pyroquilon SIM Q2 m/z=130(+) EI Q1SIM 130.0 >10ところが MS/MS では Q1､Q2 共に Precursor イオンを

0MCounts

Ions: 130.0 21 100ppb-sim.xms 1200 CENTROID F ILTERED

40

Ar ガスにて衝突誘起解離させプロダクトイオンを生成し各成分の定量イオンとしている。そのため、Propyzamideと Pyroquilon についても Q1,Q2 共に隣接した成分の2004.04.55.05.5minutes

図 2 MS/MS 測定と SIM 測定での Propyzamide とPyroquilon のクロマトグラム

影響なく定量及び定性することが可能となった。

MS/MS による定量下限についての検討
Chromatogram Plots
Plot 1: c:\varianws\data\rapid-ms\5ppb-msms-5003.xms Ions: 108.0 7+8
Plot 2: c:\varianws\data\rapid-ms\5ppb-sim.xms Ions: 108.0 12+79

今回の基準改正では農薬定量下限値を目標値のIons: 108.0 7+8 5ppb-msms-5003.xms 1200 CENTROID FILTERED

kCounts

50

1/100 と し て い る が 、 現 状 の GC/MS で は CNP やCNP-NH2 等の農薬の定量下限値を測定することが出来ないため新たな定量下限値が設定されている。特にCNP-NH2 は SIM でも測定が難しいため定量下限値がCNP-NH2403530
Ions: 108.0 12+79 5ppb-sim.xms 1200 CENTROID FILTEREDkCounts
17550ppb となっている。今回、溶出時間を早くしたことと150MS/MS を用いたことにより、図 3 に示す通りに 5ppb の100

CNP-NH2 を測定することができた。これにより 5ppb よりMSMS Chromatogram
5ppb CNP-NH245

SIM Chromatogram
5ppb CNP-NH2CNP-NH2

125755025もさらに低濃度まで測定できることが示唆された。

4.まとめ
Rapid-MS カラムを用いることにより、現状では 30〜40分かかっていた分析時間を 10 分程度に短縮できることが分った。また、SIM 測定では分離が難しい成分についても MS/MS を用いることにより分離が可能であった。このことによりサンプルや溶媒由来のマトリクスによる定量誤差を少なくできることが示唆される。現在､MS/MS を用いて、マトリクスの多い試料やさらに多成分農薬の測定が可能かの検討を行う。

034567minutes

図 3 MS/MS 測定と SIM 測定での CNP-NH2 のクロマトグラム