技術概要

Agilent IntelliQuant による ICP-MS 分析

自動化された高速の半定量分析により、サンプル情報の品質と結果の信頼性を向上

ICP-MS の操作とデータ確認を簡素化するスマートツール

分析ラボは、とりわけ商業分野において、データ品質を損なうことなく、生産性を高めてコストを削減するというプレッシャーに常に晒されています。こうした多くのラボでは、無機（金属）分析の要件を満たすために、多元素分析が可能な ICP-MS を導入しています。ただし、ICP-MS は多くの場合、エキスパートユーザーが新しいメソッドを作成してデータを解析する必要があり、依然として複雑な手法であると見なされています。Agilent ICP-MSは、プリセットメソッドやオートチューンなどの機能、および通常のワークフローを通じてナビゲートするソフトウェアインタフェースが搭載されており、短時間で使い方を習得して簡単に使用できます。多原子イオン干渉を制御するためのヘリウムコリジョンセル、マトリックス耐性を向上させる超高マトリックス導入（UHMI）、広いダイナミックレンジの検出器といった性能の進歩により、よりシンプルな分析ワークフローが実現しています。メソッドの堅牢性と結果の精度に対する信頼性を提供するために、アジレントは操作とデータ確認を簡素化するための広範なスマート機能を開発しました。その 1 つが IntelliQuant です。このソフトウェア機能により、サンプルに関する詳細な情報が得られるため、サンプル前処理、メソッド作成、サンプル分析、データ報告において、情報に基づいた決断が可能になります。

IntelliQuant とはIntelliQuant は、元素の半定量結果表示と、最短でサンプルについての有益 な 情報 を提供する解析機能 で構成されています。IntelliQuant は

ICP-MS MassHunter ソフトウェアの Quick Scan 機能を使用して取得された全質量スペクトルデータをベースとし、バージョン 4.6 以降のソフトウェアに搭載されています。

使 いやすさのために、IntelliQuant データは 大半 の 定量メソッドの 一環として自動で取得され、アジレントのすべてのプリセットメソッドでデフォルト設定になっています。IntelliQuant は 自動で 2 秒以内に全質量Quick Scan データを取得し、各サンプルで最大 78 元素の半定量データを生成します。IntelliQuant データはデフォルトでヘリウムセルモードにより取得されるため、成分は多原子イオンの干渉をほとんど受けず、確IntelliQuant 周期表ヒートマップ表示

周期表ヒートマップでは、サンプル中のすべての元素の濃度を明確 な視覚的概要で表示し、迅速なデータ評価を可能にします。すべての測定可能 な元素（ISTD として割り当てられた元素 は 除く）の半定量濃度 が計算・表示されます。

図 1 は、前処理したドーナツサンプルの IntelliQuant 周期表ヒートマッ

プです（4）。ヒートマップ表示には、標準液に含まれる元素だけでなく、サンプル中に存在するすべての元素 が含まれます。このヒートマップは、高濃度の Ti （パッケージに食品添加物「TiO2」と表示）を示しています。

この場合、Ti は定量測定に選択されていませんが、IntelliQuant ヒートマップ表示により高濃度で存在することが明らかです。

実に高品質データが生成されます。また、以前のバージョンの ICP-MS

MassHunter によって取得された Quick Scan データも処理できます。
IntelliQuant データは次のような情報を提供します。
•••

定量メソッドにない元素を含め、各サンプル中の最大 78 元素のおおよその濃度。追加標準液の調製や測定は必要ありません。

品質管理や安全性の観点から対象となりうる定量メソッドに含まれない元素の同定や確認。

各サンプル中の総マトリックス固形分（TMS）含有量の推定。これは、感度や回収率に影響を及 ぼしうるマトリックス効果の原因を特定するのに有用です。TMS データでは、例えば高い塩濃度のサンプルが予想外に含まれている場合 など、以降の分析において違う手順で処理しなければならないサンプルにフラグを付けることもで

••

きます。

ヒ素（As）やセレン（Se）などの 重要 な 元素 に対する二価イオン干渉の原因となる特定の希土類元素（REE）など、元素の存在のモニタリング（1–3）。

結果に影響を及 ぼすサンプル前処理エラーに関する情報。

IntelliQuant の機能
自動キャリブレーション

IntelliQuant は 簡単に使用でき、 オペレータによる設定やキャリブレーションの必要がありません。定量測定から、自動で適切なキャリブレーションと ISTD 溶液を選択し、それぞれの元素に対して正確 なレスポンス係数を計算します。特定の標準は必要ありません。キャリブレーションに含まれていない元素の相対レスポンス係数は、近くの元素に対して測定されたレスポンスに基づき計算されます。これらの正確なレスポンス係数をヘリウムセルモードと組み合わせて多原子イオンを制御します。それにより、キャリブレーションされていない成分についても、確実に高品質データが生成されます。

2

図 1. 前処理したドーナツサンプルから取得した ICP-MS IntelliQuant データの周期表ヒートマップ表示。色の濃さは、サンプル中の元素の濃度を表しています。

より濃い赤は、該当の元素の濃度がより高いことを示しています。

IntelliQuant データは存在するはずの元素や、存在しない元素を確認することにより、サンプル前処理エラーを特定するのに役立ちます。サンプ

ル前処理エラーは、一部の元素に対し、不十分 な分解や安定性の得られない原因になり、結果の品質に影響を及 ぼします。例えば、Hg、Ag、Sn、Sb、Mo などの成分を安定化させるために通常は、サンプル前処理中に HCl を添加します。IntelliQuant ヒートマップ表示に Cl が欠けていることで、HCl の添加が省かれた可能性がすぐにわかります。

外れ値の結果

Agilent ICP-MS システムで使用される標準的なヘリウムコリジョンモーサンプル中の固形分濃度を測定

総マトリックス固形分（TMS）機能 は IntelliQuant データを使用して、ドは、一般的 なサンプルの 多数 の 成分 に影響 を及 ぼしうる多原子イオ各サンプル中の固形分濃度を概算します。この計算には、Ar、N、O、C、リジョンモードを使用できるわけではなく、特殊 な種類 のサンプルの場正確な結果が確実に得られます。

ン干渉 を解消します。ただし、すべての ICP-MS メソッドでヘリウムコ合 にエラーを引き起こす可能性 もあります。この場合、IntelliQuant の外 れ値表示が、可能性のあるエラーの原因を特定するのに役立ちます。

ICP-MS に関する高レベルの専門知識 は 不要です。図 2 に示すように、IntelliQuant の外れ値の結果は、結果表または周期表で表示することが可能です。

P、S、ハロゲン化合物などの気体や溶媒の元素は含まれないため、よりTMS はサンプルのメソッド作成のための強力なツールであり、代表的なサンプルの総マトリクス濃度をすばやく評価できます。TMS は、サンプル導入消耗品およびインタフェースコーンのサンプル導入量を追跡するためにも使用でき、定期メンテナンスを維持するのにも役立ちます。7850

ICP-MS のユーザーはアーリーメンテナンスフィードバック（EMF）センサおよびカウンタを使用して、操作時間または測定したサンプル数に基づき、メンテナンスが必要なタイミングを判断することもできます（5）。

Agilent ICP-MS システムの動作はプラズマのロバスト性が常に優れているため （低 CeO/Ce 比）、大部分の一般的な ICP-MS サンプルに存在する溶解固形分の濃度に容易に対応できます。ただし、非常に高いマトリックス濃度の場合 は、サンプルの粘度の違いによりサンプル取り込 みと中和のプロセスが変化することで、信号変化が生じる可能性があります。図3 に示した例では、サンプル 4 および 5 の ISTD 信号が低く、これらのサンプルでのマトリックス効果を示しています。このような感度の変化に対し ISTD は補正されるため、データの精度が損なわれることはありませ
図 2. 色付けされた外れ値フラグは、他の質量での信号強度がスペクトル干渉の原因となっている可能性がある成分を示しています。

ん。しかし ISTD の変化は、特に未知のサンプルを分析する場合に、有用な診断ツールとなります。TMS データは、より低い ISTD 信号が生じたサンプルについて、より多くの情報を提供できます。これら 2 つのサンプ

ルの TMS データ（図 4）は、両方のサンプルのマトリックスレベルが約1 %（10,000 ppm）で他のサンプルよりもはるかに高かったことを示しま

他のサンプル成分の影響を受けている可能性があると同定される成分のした。この情報から、今後のバッチで希釈するようにこれらの種類のサンぐに確認できます。外 れ値フラグは、分析対象物の相対強度と可能性の希釈で測定するかを判断できます（6、7）。

質量は、データテーブルでは色付けされ、周期表では表示されるため、すある干渉源に基づいているため、明らかな干渉ではなく可能性のある干プルにフラグを付けるか、UHMI システムを使用してより高いエアロゾル渉を示します。IntelliQuant は質量スペクトル全体をスキャンし、可能性のある二価イオン干渉、多原子干渉等をチェックします。外れ値をこのように使用することにより、ユーザーはデータの整合性を確保するために慎重に対応できます。フラグは、異常なマトリックス成分の影響を受けた可能性がある結果を見直して確認するよう促し、偽陽性の結果が未確認のまま見過ごされることを防ぎます。

図 2 の例では、黄色で強調されている Al と La は分析対象物よりも低い信号強度 16 u の存在を示しており、残留酸化物干渉の可能性を表しています。同様に、ピンク色の As、Se、Zr は、分析対象物よりも低い信号強度 40 u の存在を示しており、残留アルゴン干渉の可能性を表しています。ダイマーや二価イオンなど、その他のタイプの干渉も同様に色付けされます。元素の上にカーソルを置くと、「ツールチップ」に詳しい情報が表示されます。

3

分析の補正プロセスを簡素化するために、ICP-MS MassHunter ソフト

ウェアには、REE 二価イオン干渉の補正に必要なパラメータを自動で設定する、使いやすい「M2+ 補正」機能が含まれています（1、2）。

同位体フィンガープリントIntelliQuant は 2 ～ 260 u まで全質量スペクトルで He モードデータを取得するため、各元素のすべての同位体のデータが取得されます。サンプルの結果 が異常または 予想外としてフラグ付 けされた場合 は、Quick

Scan データを天然同位体アバンダンステンプレートと照合し、照会した図 3. 多様なマトリックスサンプルの ISTD 回収率プロット元素の存在を確認できます。この機能を確認するために、図 5 に示すとおり、IntelliQuant を使用して水道水サンプルを測定し、同位体アバンダンステンプレートとの一致についてピークを確認しました。200 ppm のNa を含む水道水サンプルのスペクトルは、63Cu および 65Cu を含め、測定したすべての元素の天然同位体テンプレートに対し、一致した良好 な結果を示しています。この結果は、63Cu に対する 23Na40Ar 干渉を取り除く、7850 での He モードの有効性を裏付けています。

He モードで測定した質量スペクトルが同位体テンプレートに良好に一致しているため、サンプルを再測定する必要なく、分析結果の信頼性が高まります。IntelliQuant はサンプルに関する有用な分析データを提供し、定量結果の検証に役立ちます。

図 4. 8 つのサンプルの TMS データ。サンプル 4 および 5 ではるかに高いマトリックスレベルが示されています。

図 5. IntelliQuant Quick Scan 全質量スペクトルで、同位体テンプレートとの一致により半定量結果

IntelliQuant は、全定量メソッドのすべての元素や、キャリブレーション溶液に含まれない元素など、サンプル中に存在する最大 78 元素の半定量データを生成します。IntelliQuant によって、すべての元素の半定量データが得られるため、結果の信頼性が向上します。このデータは完全に未知のサンプルの分析、汚染問題の調査、データ品質問題のトラブルシューティングの際に特に有用です。

IntelliQuant 半定量データが役立つ 1 つの事例は、As や Se などの重要 な元素に対する偽陽性の結果が報告されるのを防ぐことです。高濃度の REE を含むサンプルの場合、二価イオン干渉により、REE の半分の質量で一価 As および Se イオンに干渉する可能性があります。例えば、
150

Nd2+ と 150Sm2+ は 75As+ に干渉し、156Gd2+ と 156Dy2+ は 78Se+ に干渉します。ICP-MS 用の元素分析メソッド（EAM）4.7 の中で、米国食品医薬品局（FDA）は、As および Se の結果のバイアスを防ぐために REEをモニタリングし、必要に応じて適切な干渉補正式を使用することを推奨しています（3）。

4成分/マトリックス元素の同定を裏付けることができます。この例の場合、Cu の同位体

テンプレートにより、ヘリウムセルモードで 63Cu に対する 23Na40Ar 干渉が除去されていることがわかります。

IntelliQuant 分析の例

標準物質（SRM）の NIST 1643e を、Agilent 7850 ICP-MS を使用して分析しました。メソッド作成を簡素化するために、低マトリックスサンプ

85 Rb

9.1988 Sr

199

ルとレンズオートチューニングのプリセットメソッドを使用しました。ICP-

95 Mo

120

107 Ag0.985

ウムセルモードで定量測定とともに自動で Quick Scan が取得されます。

111 Cd5.77

標準液はアジレントの混合標準溶液（p/n： 5183-4688）を使用して調121 Sb55.3製しました。ISTD 溶液は、アジレントの ISTD 溶液（p/n：5188-6525）

137 Ba454

および Ir と Y 用の単元素標準液（関東化学株式会社、日本）を希釈し、185 Re1061 ppm に調製しました。

205 Tl7.11

半定量結果は、レスポンス係数を計算するために使用した標準液に含ま208 Pb

18.3

232 Th9.4

在しない元素についても、IntelliQuant により自動で計算されたレスポン

238 U

10.0

MS MassHunter ソフトウェアでプリセットメソッドを使用した場合、ヘリれる成分に対して、非常に高い精度を示しています。ただし、標準液に存ス係数が実際の濃度の優れた指標になります。その結果を表 1 に示します。この表は NIST 1643e の IntelliQuant の結果で、取得の一環として自動で取得された 2 秒 Quick Scan データから計算されています。

水 SRM 中のすべての元素の半定量濃度の結果は、表 1 に示されているとおり、キャリブレーションされていない元素も含め、参照値の ±40%以内でした。

表 1. 1643e SRM 中元素の IntelliQuant 半定量回収率
元素9 Be測定値

濃度（ppb）

13.7

11 B

121

23 Na

18100

24 Mg

7050

27 Al

122

39 K1350

43 Ca

22300

51 V

35.6

52 Cr

21.1

55 Mn

38.856 Fe

126

59 Co

27.860 Ni

56.9

63 Cu

23.366 Zn

80.6

75 As

57.4

78 Se

14.1

認証値

回収率

13.98 ± 0.1798濃度（ppb）

157.9 ± 3.920740 ± 260
8037 ± 98（%）

8632300 ± 1100

69

20.4 ± 0.241032034 ± 29

37.86 ± 0.59
38.97 ± 0.45
98.1 ± 1.4

27.06 ± 0.32
62.41 ± 0.69

22.76 ± 0.31
78.5 ± 2.2

60.45 ± 0.72
11.97 ± 0.149588544.2 ± 5.8

837.445 ± 0.096

95

10*94

10*100113

19.63 ± 0.219493

Simplifying Correction of Doubly Charged Ion Interferenceswith Agilent ICP-MS MassHunter: Fast, automated M2+
correction routine improves data accuracy for Zn, As, and Se,Agilent publication, 5994-1435EN

3.

Patrick J. Gray, William R. Mindak, John Cheng, US FDA
Elemental Analysis Manual, 4.7 Inductively Coupled PlasmaMass Spectrometric Determination of Arsenic, Cadmium,Chromium, Lead, Mercury, and Other Elements in Food
Using Microwave Assisted Digestion, Version 1.2 (February2020), accessed November 2020, https://www.fda.gov/media/87509/download

4.

Jenny Nelson, Elaine Hasty, Leanne Anderson, Macy Harris,Determination of Critical Elements in Foods in Accordancewith US FDA EAM 4.7 ICP-MS Method, Extending the scopeof routine food analysis using IntelliQuant data analysis,
Agilent publication, 5994-2839EN

5.

Smart Self-Health Checks for ICP-MS Instruments, Agilent
publication, 5994-2780EN

6.

High Matrix Introduction, Agilent publication, 5994-1170EN

7.

Wim Proper, Ed McCurdy, Junichi Takahashi, Performanceof the Agilent 7900 ICP-MS with UHMI for High Salt Matrix
Analysis: Extending the matrix tolerance of ICP-MS topercent levels of total dissolved solids, Agilent publication,5991-4257EN

91
1029511858.3 ± 0.61

6.568 ± 0.073

2.

103

103

93

Tetsuo Kubota, Fast, Accurate Analysis of 28 Elements inWater using ISO Method 17294-2: Agilent 7850 ICP-MScontrols polyatomic and doubly charged interferences todeliver long-term accuracy and reproducibility in diverse
water samples, Agilent publication, 5994-2804EN

94

129

99

1.062 ± 0.075

1.

66

100

121.4 ± 1.36561

参考文献

87

141.8 ± 8.6

323.1 ± 3.6*1643e SRM に含まれないため、10 ppb を添加しました。

77

88

14.14 ± 0.185

ホームページ

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カストマコンタクトセンタ

0120-477-111

email_japan@agilent.com
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アジレント・テクノロジー株式会社© Agilent Technologies, Inc. 2020
Printed in Japan, December 01, 2020
5994-2796JAJP
DE44138.9974421296