【化学技術部】

消毒用アルコールジェル中のエタノール定量分析の検討岩本１．

卓治(化学技術部はじめに環境安全グループ)

表 1 HS-GC 測定条件

新型コロナウイルス感染症の発生に伴い、医薬品および

Hewlett Packard(現 Agilent)装置

医薬部外品の手指消毒用エタノールの需要が高まる一方で、国内製造販売業者の供給が追いつかず、消毒液不足が続いている。こうした逼迫した需給状態を少しでも改善するため、手指消毒用エタノール以外の高濃度エタノール製品を用いた手指消毒について、令和 2 年 3 月 23 日付けで厚生労働省医政局経済課、医薬・生活衛生局医薬品審査管

HS 部：HP-7694 型、 GC 部：HP-5890Ⅱ型

HS 加熱条件

60 °C、 20 °min

移動相ガス

He
①

分離
カラム

理課、医薬・生活衛生監視指導・麻薬対策課連名で事務連絡として「新型コロナウイルス感染症の発生に伴う高濃度②J&W DB-624
長さ 60 m 内径 0.32 mm 膜厚 1.8 µmJ&W DB-WAXETR
長さ 60 m 内径 0.32 mm 膜厚 0.5 µm

カラム温度

エタノール製品の使用について」が周知され、その後、4月 10 日、4 月 22 日 1)と 2 度の改定が行われた。この取扱

40 °C (5 min) → (10 °C/min) → 120 °C

検出器

水素炎イオン化検出器（FID）

いは臨時的・特例的な対応であり、高濃度エタノール製品を手指消毒用エタノールの代替品として用いることに差

２．２

エタノール定量分析の検討

ジェルタイプの高濃度エタノール製品（指定医薬部外し支えがないとするものであるが、今後の流行状況の変化等によっては、この取扱いは変更・廃止されるものとなっ品）を精製水で希釈し、標準添加法で定量することを試みた。ている 1)。
高濃度エタノール製品の要件は、エタノール濃度が原則高濃度エタノール製品を 1 g 以上の重量で正確に秤量し、内標準物質として水と混和する tert-ブタノール（TBA）を70 vol%～83 vol%の範囲内であること（70 vol%以上のエタノールが入手困難な場合には、手指消毒用として 60 vol%添加した。これに精製水を加え、ゆっくりと撹拌することでジェルを溶かし、分析試料とした。ジェルは透明で水に台のエタノールを使用しても差し支えないこと）と、含有成分にメタノールが含まれないこととしている 1)。

溶けたかどうかがわかりづらいため、注意が必要であった。
ヘッドスペース用のバイアル瓶に分析試料を 5 mL、既ジェルタイプの高濃度エタノール製品は粘性があり、微量ではあるがグリセリン、カルボキシビニルポリマー等の知濃度に調整したエタノール水溶液を 2 mL、500 °C で 2時間焼成した塩化ナトリウムを 3.0 g 添加して密閉した。

保湿剤、増粘剤が成分として含まれていることが多く、精製水が 10 vol%のオーダーで存在する。このような成分をこの分析試料を表 1 に示す測定条件（カラム①を使用）で測定し、製品中に含まれるエタノール重量濃度を求めた。

含む試料をガスクロマトグラフ（GC）で分析した場合、分析条件によっては気化されず、装置を汚す原因となる可標準添加法による検量線は 3 点検量とした。
手指消毒用エタノールのエタノール濃度は体積濃度で能性やカラム劣化の一因となる可能性が考えられた。そこで本研究ではこれらの装置への負担の可能性を極力減ら表示されるため、HS-GC で得られたエタノール重量濃度から(1)式を使って、体積濃度に換算した。

すため、ヘッドスペース GC（HS-GC）を用いて、アルコールジェル中のエタノールを定量する検討を行った。

２． 実験方法
２．１ 分析カラムの検討

ここで、製品の密度は 15.0 °C における密度を、エタノール密度も 15.0 °C における密度を表している。製品の密高濃度エタノール製品を分析するにあたって分離カラ度は恒温器（エスペック製 LU-113）を用いて、高濃度エタノール製品を 15.0 °C に温調し、密度比重計（京都電子ムの検討を行った。高濃度エタノール製品にはメタノールが含まれていないこととする要件があることと、消毒用エタノールには 2-プロパノール（IPA）を添加した規格もあるため、これら 3 成分を分離できるカラムの検討を行った。
具 体的 には 3 成 分の標 準試 薬を 使って 極性 カラムのDB-WAXETR と中極性カラムの DB-624 で検討した。

工業製 DA-110）で実測した。15 °C におけるエタノール密度は文献値（0.79351 g/cm3）2)を用いた。

３． 結果及び考察
３．１ 分析カラムの検討

HS-GC の測定条件を表 1 に示す。

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KISTEC研究報告2020（2020.8）

【化学技術部】

３．３ HS-GC によるアルコールジェル中のエタノール分析

図 1 に DB-624 を分離カラムに用いた時のクロマトグラ
ムを、図 2 に DB-WAXETR を用いた時の結果を示す。
DB-WAXETR の場合、IPA とエタノールのピークが近接し、図 3 に標準添加法により得られた検量線を示す。決定係数(R2)は 0.9999 で、検量線は良好な直線関係にあった。この検量線を外挿し、X 軸との交点から分析試料中のエタノールと TBA の濃度比を求め、既知の TBA 濃度を乗じることで試料中のエタノールの重量濃度 70.5 wt%が得られた。
一方、密度比重計を用いた 15 °C における高濃度エタノー
ル製品の密度は 0.8725 g/cm3 であった。これらの実験結果から(1)式を用いてジェルタイプの高濃度エタノール製品
製品におけるエタノールの体積濃度は 77.5vol%と算出され分離が悪いのに対し、DB-624 の場合はメタノール、エタノール、IPA ともにピークが分離されていた。また、内標準物質として考えた TBA とも分離が良いことを確認した（図 1）。よって、これ以後の測定は DB-624 を使用し、エタノールの定量分析を検討した。
6

tert-ブタノール

Intensity (×10-2）54た。今回、分析の検討に用いたアルコールジェル製品は指定医薬部外品でアルコール濃度は 76.9 vol%～81.4 vol%3IPA2であることから、標準添加法を用いた HS-GC 法で、アルエタノールメタノール

1コールジェル中のエタノールを定量することができた。

0今回分析に用いたアルコールジェルにはメタノール及び IPA は含まれていなかったが、DB-624 を用いることで-1024861012

保持時間 (min)ピーク分離ができ、標準添加法を用いることでそれぞれの成分について定量ができると考えられる。

図 1 DB-624 を用いた時のクロマトグラム
63
ピーク面積比（エタノール／TBA）

Intensity (×10-2）

54IPA

3
メタノール

2エタノール

10024681012

保持時間 (min)

図 2 DB-WAXETR を用いた時のクロマトグラム

y = 0.2047x + 0.8282
R² = 0.9999

2.521.5
10.5
0３．２0

塩析効果の検討

４ノールと TBA のピーク面積比は塩析ありとなしで同じ0.83 であったため、それぞれの成分に同様の塩析効果があ

標準添加法は直線性の良好な検量線が得られ、アルコールジェル中のエタノールの定量ができることがわかった。

比率24299

1.4TBA39869

291051.4

ピーク面積比※20.830.83-まとめがわかった。また、NaCl を用いた塩析はピーク面積値を1.4 倍大きくする効果があった。TBA を内部標準に用いた※13329010アルコールジェル中のエタノールの定量分析を HS-GC

表 2 塩析の有無による各成分の検出感度の比較

エタノール8を用いて試みた。その結果、カラムには DB-624 を用いることで、メタノール、エタノール、IPA を分離できることったといえる。これらのことから検出感度を上げるために塩析は効果的であるということが確認できた。

塩析なし

6

図 3 検量線（標準添加法）

タノール、TBA ともに塩析の効果が確認でき、塩析なしと比較してピーク面積値は 1.4 倍となった。この時のエタ塩析あり

4濃度比（エタノール／TBA）

表 2 に塩析あり（NaCl 3.0 g）と塩析なしの場合のエタ
ノールと内標準物質の TBA の検出感度の比較を示す。エ

ピーク面積値2【参考文献】
1. 厚生労働省、新型コロナウイルス感染症の発生に伴う高濃度エタノール製品の使用について（改訂（その２））（令和 2 年 4 月 22 日），https://www.mhlw.go.jp/content/10800000/000611836.pdf（参照日：2020 年 6 月）

※1）塩析ありのピーク面積値／塩析なしのピーク面積値※2）エタノールのピーク面積値／TBA のピーク面積値

2. 日本工業規格(JIS) JIS B 7548 : 2009. 酒精度浮ひょう
附属書 A（規定）国際アルコール表（2009）

KISTEC研究報告2020（2020.8）64