Agilent ICP-MS ジャーナル
2016 年 7 月 – 第 66 号

本号の内容

2-3

性能が向上し、柔軟性が強化された
新製品 Agilent 8900 ICP-QQQ

4

革新的な Agilent 8800 ICP-QQQ から引き継がれた
実績ある性能5

単一粒子 ICP-QQQ を用いたナノ粒子成分の特性解析

6-7

原子力関連アプリケーションにおけるAgilent ICP-QQQ の利点

8

公開中のウェブセミナー : ICP-MS の干渉は、確実に制御されていますか(Are You Sure Your ICP-MS

Interferences Are Under Control?)、

European Winter Plasma Conference
で 2 つの賞のスポンサーに、最新の Agilent ICP-MS 関連資料

リリース特集号

性能が向上し、柔軟性が強化された新製品

量数は等しいが元素自体が異なり、直接オー• Agilent 8900 #200 半導体仕様: 不活性なサ

このような 直接 オーバーラップする同重体 の感度、最低の DL、およびクールプラズマ機

バーラップする同重体を分離できます。通常、分離には、数十万もの質量分解能 (M/ M) がAgilent 8900 ICP-QQQ

必要です。市販の高分解能 ICP-MS でも最大

Naoki Sugiyama、Ed McCurdy

分解能はせいぜい 10,000 であり、必要とされアジレント・テクノロジー株式会社

四重極 ICP-MS (ICP-QMS) の世界市場をリードするアジレントは、現在、トリプル四重極 ICP-

る分解能に遠くおよびません。

さらに、MS/MS モードでは、アバンダンス感

度 (AS) が向上し、ピークテーリングの影響がンプル導入、Pt インタフェースコーン、最高能を備え、高純度の半導体試薬の分析において最高レベルの性能を発揮します。

ICP-QQQ の開発

新たな Agilent 8900 ICP-QQQ は、先行機器からさらに性能および生産性が向上しています。より優れたマトリックス耐性と感度、S および Si

MS (ICP-QQQ) を提供している唯一のサプライ低減されます。AS は、ピーク分離能を表す指タがオクタポールリアクションシステム (ORS)

クにおよぼす影響 を示します。一般的 な四重た特長を備えています。また、単一ナノ粒子のれた、タンデム MS 構成です。最初の ICP-QQQ

2 つの四重極を持つ ICP-QQQ の AS は Q1 AS x

11 桁のダイナミックレンジを備えた新たな検非常に高い評価を受けました。

10-14 に達します。この優れた AS 性能を利用

ヤです。ICP-QQQ は、2 つの四重極マスフィルのコリジョンリアクションセル (CRC) で分けらは 2012 年 6 月に発表された Agilent 8800 で、

ICP-QQQ が選 ばれる理由

ICP-QQQ では、1 つ目のマスフィルタ Q1 が CRCの前 に配置されており、 セルに進入するイオンを制御して、セルガスと相互作用させます。

MS/MS モードでは、Q1 と Q2 の両方がユニッ

トマスフィルタとして動作します。Q1 では、
ター

標として、強いピークが隣接する質量数のピー

これに対し、
極 ICP-MS の AS 仕様は 10-7 です。

Q2 AS の積となり、理論的な AS は装置全体ですることにより、ICP-QQQ では、有機溶媒中のホウ素の微量分析、鉄および全血中のマンガンの超微量分析、U-236 や I-129 などの放射性同位体の微量分析など、幅広いアプリケー

ションできわめて優 れたピーク分離能 を発揮することが実証されています。

よび、すべてのオンマス干渉) がすべて排除さ

アプリケーション固有の 3 つのモデル
Agilent 8900 ICP-QQQ には、高性能メインフレー

マトリックスの組成に左右されません。すなわ

仕様があり、研究からルーチンアプリケーショ

ゲット化合物と異なる質量数を持つ化合物 (おに対する低バックグラウンド (8900 #100 および#200 において)、セルガスの柔軟な選択といっ分析に適した高速時間分析 (TRA) 機能と最大出器も搭載しています。

進歩した技術により、さらに幅広い
アプリケーションに対応
Agilent 8900 ICP-QQQ では、より幅広いアプリ
ケーションで優 れた性能 を実現する、新たなハードウェアとソフトウェア開発 が採用されています。

• Agilent 8900 の標準仕様およびアドバンス仕様には、超高マトリックス導入 (UHMI) 機能が搭載されています。UHMI は、アジレント

ムからなる標準仕様、アドバンス仕様、半導体

独自のエアロゾル希釈技術により、最大 25

ち、イオン分子の化学反応が一貫した反応とンまで幅広いニーズに応えることができます。

リックス耐性を実現します。これは、市場最また、分析困難なアプリケーションでも、低い

優れた分析性能を備え、食品、環境、ナノ粒れるため、 セルに進入するイオンがサンプルなるため、確実 に正確 な結果 が 得られます。

検出下限 (DL) を達成できます。

ICP-QQQ を MS/MS モードで動作させた状態を
図 1 に示します。例として、セレンの分析を使用しています。

独自のアプリケーション性能
ICP-QQQ では、化学反応の選択性により、独自の分析性能 が実現されます。例えば、リアクションガスにより、204Hg と 204Pb のように質• Agilent 8900 標準仕様: 四重極 ICP-MS より子の特性解析、地質および臨床研究ラボにおける一般的なアプリケーションに適しています。

% の総溶解固形分 (TDS) に対応できるマト

高レベルの 堅牢性 を誇るアジレントの 四重
極 ICP-MS システムに匹敵します。

• 新しい高 ゲインのエレクトロンマルチプライ
ア検出器では、最小ドウェルタイム 0.1 ms での高速 TRA 採取がサポートされるため、単一• Agilent 8900 #100 アドバンス仕様: 材料分

ナノ粒子の特性解析 (spICP-MS) が可能です。

および研究に適しています。この機器は、析、仕様の検出器は、最大 11 桁のダイナミック

析、ライフサイエンス、Si および S の微量分

標準仕様より高感度でセル性能が高く、Si お

よび S に対する低バックグラウンド、より広Agilent 8900 のアドバンス仕様および半導体

レンジを備えています (標準仕様は 10 桁)。

いダイナミックレンジといった特長 を備えています。

図 1.ICP-QQQ の場合: Q1 により、m/z 80 のイオンのみがセルに入り、その他すべてのイオンはセルに入りません。80Se+ は、セル内で O2 リアクションガスとの反応により、80 16 +Se O となります。Q2 で SeO+ を m/z 96 で測定します。Zr、Mo、Ru は Q1 を通過しないので干渉しません。

2 Agilent ICP-MS ジャーナル 2016 7 - 66
年

月 第

号

agilent.com/chem/icpms

2 つの引き出しレンズと軸ずらし型オメガレンズにより、質量範囲に渡ってイオンを収束

Q1: 高周波双曲型四重極マスフィルタにより、セルに進むことのできるイオンを選別

Q2: 高周波双曲型

四重極により、検出器に進むことのできるイオンを選別
最大 11 桁のダイナミック

レンジを備えたエレクトロン
マルチプライア検出器

超高マトリックス
導入システム4 つのセルガスラインを備えた第 4 世代の

低流量のサンプル

コリジョンリアクションセル

導入システム(ORS4)

効率的なツインターボ

ペルチェ冷却スプレーチャンバ

真空システム

高速の周波数マッチング型

27 MHｚ RF ジェネレータ

堅牢性に優れた

高温プラズマイオン源

高透過率、高マトリックス耐性のインタフェース

図 2. Agilent 8900 ICP-QQQ の主なハードウェアコンポーネントの概略図• オプションのインテグレートサンプル導入ア
クセサリ (ISIS 3) は、Agilent 8900 ICP-QQQ に対応しており、高スループットのルーチンア

Agilent 8900 の半導体仕様には、多様な業界のアプリケーション要件を踏まえ、非常に優れたクールプラズマ性能を実現する、新しい「s-プリケーションで生産性を高 めることができレンズ」が採用されています。この s-レンズに• 最新の ICP-MS MassHunter 4.3 ソフトウェア

仕様 およびアドバンス仕様 に 使用される「x-ます。

より、標準的なホットプラズマ条件下で、標準

プラットフォームは、現在提供されているすレンズ」よりも高い感度 が実現されます。x-レテムで使用できます。このソフトウェアに搭Ce+ ≤ 1 %) の測定に用いられる堅牢なホット

べての四重極 ICP-MS および ICP-QQQ シス

載されている高度 なメソッドウィザードにより、メソッドの設定をすばやく簡単に行えます。豊富 なプリセットメソッドとメソッド固有のレポートテンプレートも利用できます。ICP-MS MassHunter のオプションのインテリジェン

トシーケンス QA/QC ソフトウェアモジュール

では、四重極 ICP-MS に加えて ICP-QQQ もサポートされています。

Agilent 8900 ICP-QQQ 機器の主な機能を図 2 に示します。

Agilent 8900 ICP-QQQ の性能特性
高感度

感度と S/N 比は、ICP-MS の性能を表す基本的なパラメータです。Agilent 8900 ICP-QQQ には、Agilent 7900 四重極 ICP-MS により現場で実証

済 みの高透過率真空インタフェースが搭載さンズは、高マトリックスサンプル (通常は CeO+/

プラズマ条件下で良好 な感度を必要とする一般的なアプリケーションに適しています。

硫黄およびケイ素の微量分析機能の ICP-MS では達成し得なかった性能であり、Si や S の微量分析を必要とするライフサイエ

ンス、医薬品/生物製剤、石油化学などのアプ

リケーションにとって大きな前進となります。

単一ナノ粒子分析

Agilent 8900 ICP-QQQ がナノ粒子 (NP) の研究に最適な ICP-MS である理由は 2 つあります。

10 nm 以下の非常に小さい粒子径で測定で定の特殊 な元素の微量分析については、ICP-

Ag や Au などの元素をベースとする NP をきます。

QQQ が発売されるまで容易ではありませんで• Agilent 8900 ICP-QQQ では、Si および S の元

よび N2+、O2+ のスペクトル干渉を受けます。

MS モードにおける卓越した 干渉抑制 によした。Si や S などの元素は、それぞれ CO+ お
このようなスペクトル干渉は、ICP-QQQ で MS/

MS メソッドを使用することにより効率的に解決できますが、達成可能な DL は、バックグラ

ウンドコンタミネーションにより制限されます。

Si および S は、ラボの消耗品から機器コン
ポーネントで使用されている多くの材料まである影響を最小限に抑えるために、Agilent 8900

agilent.com/chem/icpms

して確認されています。この DL は、これまでて ppt 以下の DL が得られます。ところが、特ICP-QQQ のアドバンス仕様および半導体仕様

感度が実現されます。

DL 仕様が実現されます。すべての Agilent 8900

#100 および #200 は、DL が工場試験の一環と• 高感度 および超低バックグラウンドにより、は、一般的 に 測定 される 多くの 元素 についれています。引き出しレンズシステムも、感度

では、それに相当する 8800 モデルの 2 倍のされ、S、Si、および P について 50 ppt 未満の四重極 ICP-MS のヘリウム (He) セルモードでらゆる場所に存在し、これが高いバックグラウ

に対して最適化されているため、Agilent 8900

り、S および Si のバックグラウンド信号が低減

ンドにつながります。ICP-MS ハードウェアによのアドバンス仕様および半導体仕様のアルゴ

素バックグラウンドの効率的 な除去と、MS/り、Si、Ti、Fe、S などの分析困難な元素をベースとする NP の特性解析も可能です。

将来のの展望ICP-QQQ は、世界全体ですでに数百にもおよぶ 産業関連、民間、 および研究/学術研究ラボにおいて 幅広く使用 されています。Agilent
8900 では各種性能が向上しているため、MS/MS モードのメリットを受けるアプリケーションの範囲が広がっています。

ンガス流路の主なコンポーネントは、より不活性 な 材質 に 置き換えられています。これによAgilent ICP-MS ジャーナル 2016 年 7 月 - 第 66 号

3

革新的な Agilent 8800
ICP-QQQ から引き継がれた実績ある性能

ション要件 に対応するために、新しい革新的

アジレント・テクノロジー、英国

ム MS 構成は、干渉を処理するためのまった

解決方法: ICP-QQQ および
MS/MS モード

• プリカーサイオンスキャン: Q2 で質量数を固QQQ は、これらの新たに発生したアプリケー

します。ターゲットイオンやプロダクトイオン

な手法を採用しました。Agilent 8800 のタンデ使用します。

2012 年 6 月に発売された Agilent 8800 ICP-

Ed McCurdy

四重極 ICP-MS (ICP-QMS) は、さまざまな種類のサンプルに対する多元素分析で幅広く使用されている、非常に強力 な手法です。最初に市販の ICP-MS システムが発売されてから 30
年間に渡って、継続的に開発が進められ、次の項目を含む初期の問題の大部分に対応してきました。

く新しい手法です。MS/MS モードを使用してCRC に進入するイオンを制御することにより、分析困難 な 干渉 やオーバーラップに 対して、化学反応を確実に適用できます。その結果 は注目に値するものでした。

定し、Q1 でスキャンを実行することにより、

プリカーサイオンが順次セルに進入して反応の 質量数 のオーバーラップを同定するのに• ニュートラルゲインスキャン: Q1 および Q2が、固定された質量差で同期してスキャンされます。質量トランジションの同定、サンプ

ル成分の反応性の評価、および同位体アバ

ンダンスの正確性の確認に使用します。

Agilent 8800 ICP-QQQ は、発売されてから 4 年間に渡り、地球化学から半導体、医薬品、石油化学、臨床研究、環境分析、食品分析に至• 比較的低いマトリックス耐性

る産業界のさまざまな分析困難 なアプリケー• 多原子イオンのオーバーラップによるションに対応してきました。対応しているさま

スペクトル干渉

ざまなアプリケーションについては、Agilent• 制限された濃度範囲

Agilent 7800 および 7900 四重極 ICP-MS シス

テムでは、高マトリックス導入 (HMI/UHMI) 技術を採用することにより、最大 25 % の総溶解

固形分 (TDS) に対応できるマトリックス耐性レ

8800 ICP-QQQ Application Handbook (Agilent 8800
ICP-QQQ アプリケーションハンドブック) で参照

されているノートや関連資料で説明されています [1]。

ベルを実現しています。ヘリウム (He) コリジョ

図 1. Agilent 8800 ICP-QQQ

これら独自のメソッド開発ツールを採用している ICP-QQQ は、高度な研究および学術機関での最適 な選択肢です。ただし、実際には、今ンリアクションセル (CRC) モードでは、大部分日までに出荷された Agilent 8800 機器の半分の一般的な多原子干渉を低減する、信頼性のを超える台数が、民間または産業関連ラボに

高 い手法 を提供しています。また、新たな検設置されています。これにより、ICP-QQQ での出器技術を採用することにより、最大 11 桁の性能 の 向上 に 価値 があることは 明らかです。

ダイナミックレンジを実現しています。これら

さらに、新たな Agilent 8900 ICP-QQQ では、いを組 み合 わせることにより、大部分の一般的

くつかの開発が採用されたことにより、今後もなサンプルに対して、同じ機器上の同じ条件

継続して設置されていくと考えられます [2]。

下でサンプルを 1 回取り込むだけで、微量の分析対象物や主要な元素を正確に測定できます。現在、世界全体の産業関連や民間のラボ、および学術機関において、ICP-MS が「金属」

分析のデファクトスタンダードの手法として確立されています。

さらなる課題

ただし、これらのラボのユーザーが求める要件は変化しており、その結果、一部の分析上の課題が残されています。多数のアプリケーション

において共通する課題は次のとおりです。

• 複雑なサンプルにおける、より低い検出下限
要件

図 2. Agilent 8800 Application Handbook, 2nd Edition(Agilent 8800 アプリケーションハンドブック、第 2 版)

研究以外の用途でも採用
ICP-QQQ は、従来の四重極 ICP-MS と比較して全体的に性能が向上しており、高感度、低検

出下限、 および高精度 を実現しています。さ• 二価イオン、同重体のオーバーラップなどのらに、MS/MS モードでは、研究およびメソッド• Si、P、S、Cl などを含む、幅広い元素に対してす。その代表的な機能は、次のとおりです。

さまざまな干渉を除去する必要性

微量分析を拡大する必要性

開発における独自の測定機能も採用していま• プロダクトイオンスキャン: Q1 で質量数を固定し、Q2 でスキャンを実行することにより、ターゲット質量とセルガスから生成されるプ

ロダクトイオンを測定します。分析において、有効 な 分析対象物 のプロダクトイオンを同

4 Agilent ICP-MS ジャーナル 2016 7 - 66
年

月 第

定するのに使用します。
号

図 3. Agilent 8800 ICP-QQQ ユーザーの産業分野 –2012 年～ 2016 年

参考文献
1. Agilent Publication (Agilent 関連資料)
5991-2802EN
2. Agilent Publication (Agilent 関連資料)
5991-6900JAJP

agilent.com/chem/icpms

単一粒子 ICP-QQQ を用いたナノ粒子成分の特性解析

Michiko Yamanaka、Takayuki Itagaki、Steve Wilbur

アジレント・テクノロジー

環境システム、食品安全性、および人間の健
ナノ粒子 (NP)康に与える影響を評価するには、を測定する必要があります。微小な NP を正確に分析するための重要な要因として、分析機器の感度とバックグラウンド信号があります
が、ICP-QQQ は両方の特性において卓越した性能を実現しています。

サンプルに含まれる NP を特性解析するには、サンプルが ICP を通過し、原子化およびイオン

図 1. A: 測定された信号、B: 頻度分布、C: 50 nm SiO2 ナノ粒子 (40 ng/L) の粒子サイズ(単一粒子 (sp) ICP-MS)。Agilent 8900 ICP-QQQ

MS/MS モードと H2 セルガスを使用すると、用して、混合溶液中の複数の粒子サイズを正

タイム 0.1 ms での高速時間分析 (TRA) 機能

ベルの Si でも正確に測定できます。また、図ります。最頻値と平均粒子サイズの測定結果

号 をバックグラウンド信号と区別できるため、致しています (表 1)。

化するときに、個別の NP の信号を測定します

ではこの手法がサポートされており、ドウェルに対応する検出器 が 搭載されています。さらに、Agilent 8900 ICP-QQQ では、四重極 ICP-MS(ICP-QMS) よりも効率的 に干渉 を除去できます。この機器では、ICP-QMS では測定が困難な Si、Ti、S、Fe などの元素から構成される粒子に対応するように NP 分析が拡張されています。

特別な NP ソフトウェア
ICP-MS MassHunter のオプションである単一ナノ粒子アプリケーションモジュールを用いることで、NP のデータ取り込みと分析用のメソッ

ドとバッチ設定 が自動化されます。このソフト
ウェアの単一粒子モードでは、バックグラウン

ド信号を自動的に同定して、頻度分布をプロットし、測定された信号 を粒子サイズに変換します。

SiO2 NP の分析

シリカ NP は、Si の主要な同位体が質量数 28で測定され、多原子イオン N2 および CO とオーバーラップするため、ICP-MS では特に問題 となります。さらに、多数 の 一般的 なポリ

マー、密封剤、洗浄剤、およびその他の実験用試薬には Si が含まれているため、通常、Siの元素バックグラウンド信号は高くなります。

Agilent 8900 #100 (アドバンス仕様) には、不活性な材質を利用して、ICP-MS ハードウェアからの Si (および S) 汚染による信号を最小限にするための、新しいアルゴンガス流路システムが搭載されています。これにより、Si について

50 ppt 未満の検出下限仕様が実現されます。
agilent.com/chem/icpms

N2 および CO 干渉が除去されるため、低レ
1 に示すように、微小粒子 (50 nm 以下) の信

SiO2 NP をきわめて高い精度で分析することが確かつ良好な分解能で分析できたことがわか
は、TEM で測定された参照サイズと良好に一可能です。

spICP-QQQ メソッドでは、分析時間が短縮されており、粒子サイズと濃度に対して優れた検出下限が実現されています。また、100 nm 未満の SiO2 粒子で正確な結果が得られます [1]。

10 nm の Au NP の分析

金 (Au) は一般的なスペクトル干渉を受けないため、ICP-MS での測定が比較的容易な元素です。ところが、超微小粒子 (20 nm 未満) の場合は、生成される信号強度が弱いため、一般的な spICP-MS では検出が困難です。Agilent

8900 ICP-QQQ は、低バックグラウンド性能 (0.2
cps 未満) と Gcps/ppm までの感度を備え、微小粒子の検出に最適です。

次の 3 種類の NIST Au NP 参照物質に対して、分析を行いました。NIST 8011 (公称粒径10 nm、透過電子顕微鏡 (TEM) による測定値

8.9 ± 0.1 nm)、NIST 8012 (公称粒径 30 nm、TEM による測定値 27.6 ± 2.1 nm)、および

NIST 8013 (公称粒径 60 nm、TEM による測定

値 56.0 ± 0.5 nm) の 3 種類を使用しました。

粒子サイズ 10 nm、30 nm、および 60 nm の Au

NP 溶液を、それぞれ濃度 0.25 ng/L、5 ng/L、および 50 ng/L に調製しました。図 2 は、10nm、30 nm、および 60 nm の Au NP 混合溶液について計算された 粒子 サイズの 分布です。

このプロットから、Agilent 8900 ICP-QQQ を使図 2. 10、30、および 60 nm の混合溶液の Au NP で計算された粒子サイズの分布

表 1. Au NP の粒子サイズの測定値。
公称サイズ 最も
頻度が高い
(nm)
サイズ

サイズ RSD

(nm)

(%)

平均サイズ
サイズ RSD(nm)

TEM による参照粒子
サイズ (nm)

(%)

10

10

0.0

9.2

3.3

30

28

0.0

27.0

0.3

60

56

1.8

57.2

0.4

8.9 ± 0.1

27.6 ± 2.1

56.0 ± 0.5

低バックグラウンド性能と優れた感度を備えた

Agilent 8900 ICP-QQQ は、最小の NP サイズでの単一粒子分析に最適です [2]。

参考文献
1. Agilent Publication (Agilent 関連資料)
5991-6596JAJP
2. Agilent Publication (Agilent 関連資料)
5991-6944JAJP

Agilent ICP-MS ジャーナル 2016 年 7 月 - 第 66 号

5

原子力関連アプリケー
ションにおける Agilent
ICP-QQQ の利点

Yasuyuki Shikamori、Naoki Sugiyama、
Glenn Woods

アジレント・テクノロジー

はじめに
ICP-MS は、1980 年代中頃に発表されて以来、原子力産業で広く採用されてきました。この装超微量 129I の測定
129
I は 129Xe (アルゴンプラズマガス内に不純物として存在) の同重体スペクトル 干渉 を受 け、
さらに 129I はきわめて低濃度で存在するため、
129
I および 129I/127I 比を正確に測定するには、高感度と低バックグラウンドが重要になります。

Agilent 8800 ICP-QQQ を MS/MS モードで O2 リ

アクションガスとともに使用して、127I および定にも対応しています。

I ブランクを減算した後の NIST 3231 SRM のI/ I 比の測定値は、認証値 0.981 x 10 (レ129 127-6ベル I) および 0.982 x 10 (レベル II) と良好に-8一致していました。ICP-QQQ の S/N 比が非常に 優 れているため、以前 の 研究 と比較して、特に NIST 3231 レベル II の精度が大幅に改善

原子力関連アプリケーションで分析者や研究者が ICP-QQQ を用いる理由
ICP-QQQ は、廃液流出物の分析、職業上の被されています [1]。

ションにおいて、きわめて優れた性能を実現しNIST SRM 3231

ばくの監視など、既存の原子力関連アプリケー

拡張された質量範囲により、ウランを酸化物(UO+) および二酸化物 (UO2+) の反応プロダク
れは、O2 セルガスにより U+ が UO2+ に効率的

129

ツニウム 237 などの放射性同位体の超微量測分析には、Agilent 8900 ICP-QQQ アドバンス

仕様 を用いました。この仕様では、高感度とベル I および II 内の同位対比 129I/127I を測定しも対応しているためです。最近の ICP-QQQ で張されており、ヨウ素 129、ウラン 236、ネプなります。

トイオンとして測定できるためです。ウランはは、ICP-QQQ を用いて、希釈 NIST SRM 3231 レた結果です。

は、原子力関連アプリケーションの範囲 が拡のオーバーラップとピークテーリングが問題にI を測定した結果を図 1 に示します。表 1129

置が、高感度、シンプルな質量スペクトルを実現しており、さらに従来の液体サンプル導入にによる影響です。濃縮されたサンプルには 高

い割合の 235U が含まれているため、水素化物

表 1.ICP-QQQ による NIST 3231 レベル I およびレベル
II の I 同位対比の測定結果。希釈係数 = 10

二酸化物イオン UO2+ として測定しました。こに変換されるためです (ほぼ 100 %)。

この手法は、直接質量測定をする場合 (UH+/U+) と比較して、ウラン水素化物 (UO2H+/UO2+)による影響を 3 桁も低減することに成功しました。MS/MS モードで O2 セルガスを使用することにより、脱溶媒システムを使用しなくても、水素化物比率の範囲が 10-8 となりました。

U の天然アバンダンスがわずか 0.72 % であ235ることを考慮すると、今回の結果は、236U に対する 235UH の干渉が効率的に低減されており、RSD %この手法では 236U/238U 測定が 10-10 の範囲でレベル I (129I/127I = 0.981 x 10-6

0.8

析 など、分析困難 なアプリケーションも実行

レベル II (129I/127I = 1.02 x 10-8

では、236U/238U 同位体比の迅速な微量分析を

7.2

MS 構成では、リアクションセル手法を利用し微量 236U 同位体の分析
別の研究では、ICP-QQQ を用いて 236U/238U 同ています。非常に高いマトリックス耐性により、

リアクタ冷却水やウラン燃料内の微量元素分可能になります。さらに、ICP-QQQ のタンデムてスペクトル干渉を除去するという、新しいア

プリケーションにも対応できます。ICP-QQQ では、超低バックグラウンドノイズ、高感度、比類のないアバンダンス感度 を組 み合 わせることにより、以前 は 分析 が困難であった元素を低レベルで測定し、直接オーバーラップする同重体を分離できます。

I/127I(平均. n=5)129

0.981 x 10-6)
0.982 x 10-8)

位対比を測定しました。この結果は、濃縮ウラ

ン燃料、消費燃料、および核廃棄物が予期せず放出された際、これらを追跡するために使用できます。

このアプリケーションの主 な課題 は、水素化物イオン 235UH+ による 236U+ への干渉、およびm/z 236 での 235U+ と 238U+ のピークテーリング

実現可能であることを示しています。この手法実施して、環境内に放射性物質が予期せず放出された後の、放射性降下物に関する貴重な情報を提供できる可能性があります。

Agilent 8900 ICP-QQQ の超低機器バックグラウ

ンドノイズと高感度により、ウランの DL として

0.34 fg/g を達成できました [2]。

ウランが存在する中でのネプツニウム 237 の分析
ネプツニウム (Np) は、原子力発電の副産物として生成された、長寿命 の 放射性核種です。

主要同位体 237Np は、環境内できわめて流動性が高い物質です。これは、簡単に水溶液を形成し (その他のアクチニドと比較してもはるかに簡単に)、粒子やコロイドに付着して、土壌 などの 腐植質 の 基質 には 簡単 には 捕捉されないためです。

ICP-QQQ の MS/MS モードでのアバンダンス感度 (AS)

通常、Np を含むサンプルには、高濃度の U が含まれています。環境 サンプルおよび放射性物質 (燃料または廃棄物) 内の超微量 237Np の測定は、高い 238U ピークのピークテーリング

によりオーバーラップが発生するため、ICP-MS

では分析が困難です。
図 1. ICP-QQQ の MS/MS モードで O2 リアクションガスを使用して測定された(黒色) および II (青色) スペクトルを重ねて表示しています

6 Agilent ICP-MS ジャーナル 2016 7 - 66
年

月 第

号

I および 129I。NIST 3231 レベル I

127

agilent.com/chem/icpms

ICP-QQQ の MS/MS モードでの AS 性能について、一連のスパイクしたウラン溶液とスパイク

していないウラン溶液を用いてテストしました。

ウランマトリックス溶液は、濃度 1、10、および 100 mg/L (ppm) に調製しました。各濃度レベルにおいて、スパイクしていない状態、および Np のスパイクが 0.1 および 1.0 μg/L (ppb)の状態で、U マトリックス溶液を測定しました。

比較する目的で、Agilent 8800 ICP-QQQ および

Agilent 7900 ICP-QMS を用いてサンプルを分析

し、QQQ 構成で AS 性能が向上したことによる効果について評価しました。

結果を表 2 に示します。これにより、ICP-QQQで分析したすべての U マトリックスサンプルにおいて、U:Np の濃度比が 1,000,000:1 の場合

でも、両方の NP スパイクレベルに対して正確な回収率が達成されていることがわかります。

一方、従来の四重極 ICP-MS で測定した NP の結果は、明らかに U マトリックスによるバイアスが存在することを示しています。238U の低質
図 2. ICP-QQQ のシングル四重極モード (上側) と MS/MS モード (下側) で測定された、10 ppm U マトリックス
サンプル溶液内の 100 ppt Np のスペクトル。MS/MS モードでは、強い 238U ピークの低質量数側のピークテールが除去されています

四重極 ICP-MS 機器では、最大 1 x 10 (1 x
-7

10 cps のピークは、隣接する質量数に対して
7

1 cps の影響を与えます) の AS を達成できるた

め、強度が 107 cps よりはるかに高いピークでは、ピークのいずれかの側に対して大きな影響を与えます。高分解能 (HR-SF) ICP-MS は、

ICP-QMS (M/ M は最大 10,000) と比較して分解能は高いですが、AS が低くなってしまいます。このため、質量スケール 上では 隣接するピークが 分離されているように表示されます
が、強いピークのピークテールにより、上下の質量数に対して影響を与えている可能性があります。これに対して、ICP-QQQ では、アバン
ダンス感度の性能が 2 つの質量分離の積 (Q1

AS x Q2 AS) となり、機器全体の AS は 10

-10

りはるかに小さくなるため、他 に類 を見 ない
ピーク分離性能が達成されます。

このため、ICP-QQQ では、U が何桁も高い濃度で存在する場合でも、237Np を 238U オーバー

ラップから正常に分離することが可能です。この様子を図 2 に示します。この図では、シング

ル四重極 (SQ) モード (上側) と MS/MS モード(下側) で測定された、10 ppm U マトリックス内の 100 ppt Np のスペクトルを示しています。この ICP-QQQ によるスペクトルは、MS/MS モー

ドでの 優 れたピーク分離性能 を示しており、

質量数 237 に対する質量数 238 の隣接ピーク

からの影響が明らかに除去されています。

表 2. ICP-QQQ および ICP-QMS を用いた、一連の U マトリックスサンプル内の 237Np の測定値

Agilent 8800 ICP-QQQ
サンプル名

1 ppm U - スパイクなし

1 ppm U、0.1 ppb Np

1 ppm U、1.0 ppb Np

報告された

CPS

0.00001.10

237Np 濃度 (ug/L)

Agilent 7900 ICP-QMS
報告された

CPS

0.0016570.48237Np 濃度 (ug/L)

0.102114942.85

0.101836525.19

1.0445152806.38

1.0100362304.66

10 ppm U - スパイクなし

0.00000.83

0.01545519.75

10 ppm U、1.0 ppb Np

0.102915052.99

0.115241339.80

1.0486153402.27

1.0196365764.86

10 ppm U、0.1 ppb Np

100 ppm U - スパイクなし

0.00003.97

0.158156728.76

100 ppm U、1.0 ppb Np

0.099714586.02

0.249489482.09

0.9859144228.95

1.0597380137.27

100 ppm U、0.1 ppb Np

agilent.com/chem/icpms

よ

量数側のピークテールが原因で、スパイクしていない U マトリックスを含む、U の高マトリック

スサンプルの NP に対して、偽陽性の結果を引き起こしています。識別可能な Np 濃度 (μg/L未満) での U の影響はわずかに増加しただけですが、Np の監視が必要な低レベルでは、この擬似信号 が重要 になります。この結果からわかることは、ICP-QQQ の AS 性能が優れているため、ICP-QMS では観察されていた干渉の影響が除去されているということです。

結論

主要アプリケーションにおいて、ICP-QQQ が原

子力関連アプリケーションに関連のある問題をいかに克服できたかについて示してきました。

ICP-QQQ では、高感度、低バックグラウンド、他に類を見ない AS が独自に組み合わされています。これにより、制御された効率的なリアクショ

ンセル手法、および UO2+ などの高質量数プロ
ダクトイオンの測定が可能になっています。

参考文献
1. 鹿籠康行、中野かずみ、杉山尚樹、角田紳
一郎、Agilent Application Note (Agilent アプリ
ケーションノート) 5991-0321JAJP (2012)
2. 杉山尚樹、Agilent Application Note (Agilent
アプリケーションノート) 5991-6553JAJP(2016)
3. Garry Duckworth and Glenn Woods,
Agilent Application Note (Agilent アプリケー
ションノート) 5991-6905EN (2016)

Agilent ICP-MS ジャーナル 2016 年 7 月 - 第 66 号

7

公開中のウェブセミナー :ICP-MS の干渉は、確実に制御されていますか

European Winter Plasma Conference において2 つの賞のスポンサーをアジレントが担当

ア ジ レント は、 名 誉 あ る European Award for Plasma

Spectrochemistry のスポンサーを、2003 年 にこの 賞 が(Are You Sure Your ICPMS Interferences Are
Under Control?)

設 立 されて 以 来 務 めてきました。さらに、 このた び、

新 設 された 賞 “European Rising Star Award for Plasma

Spectrochemistry” のスポンサーも務 めています。この 賞
は、特にプラズマ分光化学分野の若くて活躍が期待される科学者に向けて設立されたものです。

両賞への応募期限は、2016 年 8 月 31 日です。

両賞の詳細、および応募やアプリケーションの送信方法

ICP-MS では、スペクトルにオーバーラップがある場

合、必ず大きな問題が生じていました。干渉はサンプ

ルマトリックスに応じて変 わることがあり、同定して修正するのは困難です。干渉は、多数の一般的な種

類のサンプルの測定精度 に影響を与えるため、ICP-

MS の機器メーカーやユーザーにとって、干渉を制御することは非常に大きな問題でした。

2012 年に発表された Agilent 8800 トリプル四重極

ICP-MS (ICP-QQQ) は、ICP-MS で干渉を処理するための新しい方法を示しました。ICP-QQQ はタンデム質量分析計構成であり、リアクションセルモードで、干渉を制御して一貫して除去する MS/MS 動作をサポートしています。MS/MS モードでは、検出下限が改善さについては、www.ewcps2017.at を参照してください。両賞の受賞者は、2017 年 2 月 19 ～ 24 日にオーストリアのサンクトアントンで開催される European Winter Conference on Plasma Spectrochemistry で発表される

予定です。

カンファレンス/会議/セミナー

第 34 回 National MS Conference of China、9 月 9 ～ 13 日、中国、西寧市、

www.cmss.org.cn/?action=viewevent&nid=207

Ilmac 2016、9 月 20 ～ 23 日、スイス、バーゼル、
www.ilmac.ch/en-US.aspx

SciX 2016、9 月 18 ～ 23 日、米国ミネソタ州、ミネアポリス、
www.scixconference.org/

European Winter Conference on Plasma Spectrochemistry、2017 年 2 月 19 ～ 24 日、

れて、測定可能な分析対象物の範囲が拡大されておオーストリア、サンクトアントン、www.ewcps2017.at

7 月 12 日に放映したウェブセミナーの次のサイトで、ICP-MS に関する最新の文献を参照およびダウンロードいただけます。

り、複雑なサンプルでも正確な結果が得られます。

ご紹介

現在、ウェブでセミナーの録画が視聴可能になっており、トリプル四重極 ICP-MS が、分析困難な対象物や課題のあるアプリケーションに対して、どのように干渉を除去し、精度を向上させているかについて学習することができます。これらの機能について、幅広い
アプリケーションの例を用いて説明しています。

さらに、最新の Agilent 8900 ICP-QQQ に関する情報を得ることもできます。この製品は、高感度と低検出下限を実現しており、新たに発生したアプリケーションに対応するために柔軟性を向上させるハードウェア

開発も達成されています。

ウェビナーを視聴するには、次のサイトのAgilent ICP-MS 関連資料
www.agilent.com/chem/icpms

製品カタログ: Agilent 8900 Triple Quadrupole ICP-MS (Agilent 8900 トリプル四重極 ICP-MS)、5991-6900JAJP
技術概要: Agilent 8900 Triple Quadrupole ICP-MS (Agilent 8900 トリプル四重極 ICP-MS)、5991-6942EN
最新の Agilent 8900 ICP-QQQ アプリケーションノート:• Ultra-low level determination of phosphorus, sulfur, silicon and chlorine using the Agilent 8900 ICP-QQQ (Agilent 8900 ICP-QQQ を用いた
極微量濃度レベルのリン、硫黄、ケイ素、塩素の分析)、5991-6852JAJP• Using ICP-QQQ for UO2+ product ion measurement to reduce uranium hydride ion interference and enable trace 236U isotopic analysis(ICP-QQQ を用いた UO2+ プロダクトイオン測定による、ウラン水素化物イオン干渉の軽減とトレース 236U の同位体比分析)、

5991-6553JAJP• High sensitivity analysis of SiO2 nanoparticles using the Agilent 8900 ICP-QQQ in MS/MS mode (Agilent 8900 ICP-QQQ による MS/MS
モードでの SiO2 ナノ粒子の高感度分析)、5991-6596JAJP• Analysis of 10 nm gold nanoparticles using the high sensitivity of the Agilent 8900 ICP-QQQ (Agilent 8900 ICP-QQQ による 10 nm 金ナノ粒子の分析)、5991-6944JAJP• Beneﬁts of the Agilent 8900 ICP-QQQ with MS/MS operation for routine food analysis (ルーチン食品分析において Agilent 8900 ICP-QQQの MS/MS 動作を用いるメリット)、5991-6943EN「Webcasts」タブをクリックしてください。

• Determination of trace elements in ultrapure semiconductor grade sulfuric acid using

次の放映済のセミナーをご覧ください。

• 最新版: Simultaneous quantitation of peptides and phosphopeptides by capLC-ICP-MS using the Agilent 8800/8900 ICP-QQQ (キャピラリー

http://www.spectroscopyonline.com。そして、「ICP-MS の干渉は、確実に制御されていますか」(�Are

You Sure Your ICP-MS Interferences Are Under Control?� )本資料に記載の情報は、予告なしに変更されることがあります。
アジレント・テクノロジー株式会社© Agilent Technologies, Inc. 2016
Printed in Japan, July 19, 2016
5991-7106JAJP

the Agilent 8900 ICP-QQQ in MS/MS mode (MS/MS モードの Agilent 8900 ICP-QQQ による、超高純度の半導体グレードの硫酸に含まれる微量元素の測定)、5991-7008JAJPLC-ICP-MS と Agilent 8800/8900 トリプル四重極 ICP-MS を用いたペプチドとホスホペプチドの同時定量)、5991-1461JAJP

最新の Agilent 8800 ICP-QQQ アプリケーションノート:• FFF-MALS-ICP-QQQ using the Agilent 8800 ICP-QQQ (Agilent 8800 ICP-QQQ を用いた FFF-MALS-ICP-QQQ)、5991-6786EN• Accurate analysis of neptunium 237 in a uranium matrix, using the exceptional abundance sensitivity of MS/MS on the Agilent 8800 ICP-QQQ(Agilent 8800 ICP-QQQ の MS/MS モードでの他に類を見ないアバンダンス感度を用いた、ウランマトリックス内のネプツニウム 237の正確な分析)、5991-6905EN

Agilent ICP-MS ジャーナル編集者

Karen Morton、アジレント・テクノロジー
E メール: icpms@agilent.com