2023年12月6日 サイエックス社共催Webinar

前処理法と測定装置どっちが大事？
測定機器の性能と前処理法の良いバランスとは～残留農薬分析～株式会社アイスティサイエンス1

前処理法と測定装置どっちが大事？
【結論】
どっちも大事。
前処理を丁寧にすれば、測定装置の負担は減る。
前処理で楽をすれば、測定装置の負担は増える。
前処理と測定装置の負担は相反する。
適切なバランスが安定した試験運用に繋がる。
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残留農薬分析の工程
一般的な残留農薬分析の工程

粉砕→抽出→精製→

測定LC/MS/MS
農薬が抽出されやすいように食品（試料）を粉砕

農薬が溶けやすい液体に抽出（主に有機溶媒を使用）

抽出液を特殊なフィルター（固相カートリッジ）を通過させ、色素や脂質など農薬以外の成分を除去し農薬だけを回収する。

精製された液（試料液）を機械に注入し濃度を測定。

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前処理と測定装置の負担とは前処理と測定装置の負担の主な要素に「どれだけ精製するか」
測定液中のマトリックス量が測定装置の状態に様々な影響をおよぼす。きれいな測定液は、測定装置の負担を軽減。
精製不足がおよぼす測定装置への影響
測定装置の不具合

不具合の影響、対応

LCサンプル分取ニードルのつまりニードル洗浄、交換

分析カラムの汚染、詰まりカラム交換

スプレー二ドルの汚染、詰まり洗浄、交換

イオン化室、四重極の汚染

洗浄

イオンサプレッション

イオン化阻害、回収率の低下

イオンエンハンスメント

イオン化促進、異常高回収率

妨害ピーク、フラグメント

誤検出、検出見逃し、定量精度悪化

4測定液をきれいにするためには
前処理工程
粗粉砕
試料細切
微粉砕
抽出液量大
抽出
抽出液量小
振とう塩析
ろ過
液液振とうd-SPEバルク振とう
精製
SPEカートリッジ（1種類）

測定液

前処理負担
効果
小
ばらつき大。反復数増。
増
ばらつき小。反復数減。
増
夾雑濃度低下
小
夾雑濃度大
増
精製度up
小
微粒子除去
増
精製効果中
小
精製効果小
小

精製効果小～中SPEカートリッジ（積層）

小～大

精製効果中

SPEカートリッジ（多段）

小～大

精製効果大

ろ過希釈小小微粒子除去
夾雑濃度低下5測定機器と試験操作のバランス
残留農薬一斉分析
測定機器

HPLC

中感度MS

高感度MS

超高感度MS

測定濃度ppb~ppm

数ppb～0.1ppb～0.1ppb以下

試験法例

個別法

MS一斉法

MS一斉法

MS一斉法

前処理操作

煩雑

煩雑

中簡易精製・希釈STQ法で簡易化！

6500

3500

4500

5500
7500

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前処理法と測定装置の組み合わせ例
QuEChERS抽出①検体細切、凍結粉砕②抽出、振とう塩析

精製法

③遠心分離

精製法

希釈のみ
d-SPEバルク振とう精製ろ過のみ（QuEChERsキット）
希釈＋ろ過のみ

STQ法

エントリー

超高感度

7500

積層カラム精製（例：通知法）

6500

5500

4500

3500

※試料や求める感度によって、精製を充実かつ、より高感度MSの組み合わせが有効となる場合がある。例：畜産物の動物用医薬品は夾雑物が多く検出限界が低い。

7アイスティサイエンスのテーマ
アイスティサイエンスは、残留農薬分析において「簡単・はやい・安い」だけではなく、「高精製・自動化」と「安定分析の持続」をテーマにご提案しています。
きれいなクロマト
グラム
検出の見逃し誤検出の防止

人によるばらつき抑制

妨害ピーク抑制され解析がしやすい

高精製

測定機器
メンテナンス
負担軽減

加工食品にも対応

安定分析の長期運用

省力自動化

異動の際の引継ぎ労力軽減

働き方改革

ローテーション勤務

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STQ法の概要
QuEChERS抽出①検体細切、凍結粉砕②抽出、振とう塩析

STQマニュアル精製キット③遠心分離

全自動固相抽出装置
精製

ST-L400
測定

GC-MS(/MS)＋大量注入
溶媒濃縮工程なし！
LC-MS/MS測定

LVI-S250
GC用大量注入口

9特徴：簡単精製10~20分
様々な食品にも対応可能
溶媒使用量は数mL
GC-B法

C18精製
↓
ポリマー系逆相またはC18保持↓
PSA精製
前処理キット or

LC法
C18＋PSA精製↓
C18精製
前処理キット or

自動装置

自動装置

・精製度高・加工食品や畜水産物にも対応可・15分・10分・簡単・通知一斉Ⅰ・Ⅱ法を同時に対象可10自動抽出液 0.5 mL （試料 0.5 g 相当） 処理

C18で無極性夾雑物を除去しつつ、選択性の比較的高い陰イオン交換を通過させることで、効率の良い精製。

Smart SPE C18-50mg ＋ PSA-30mg
コンディショニングPSA：ACN/水（4:1）2mL
C18＋PSA

アセトニトリル

注入 2%ギ酸含有アセトニトリル

2mL
0.5mL

＊酸性農薬非対象の場合ギ酸混合不要

1段目の精製ではアセトニトリルがほぼ100％で溶出しているが、溶出液に水を混合し溶媒極性を上げたうえで、再度C18を通過させる。一段目で通過した低極性夾雑物が吸着除去される。

流出液
水0.5 mL 混合

Smart SPE C18-30mg
溶出アセトニトリル-水（4/1）0.5 mL

測定カラムやMSに無・低極性夾雑物を入れない

定容（2 mL, 水で調整）
LC-MS/MS測定11自動抽出液 0.5 mL （試料 0.5 g 相当） 処理【通知一斉法Ⅰ法（中性農薬）とⅡ法（酸性農薬）が両方対象可能】

Smart SPE C18-50mg ＋ PSA-30mg

・酸性化合物はイオンとなる場合陰イオンとなる。

コンディショニングPSA：ACN/水（4:1）2mL
C18＋PSA

アセトニトリル

注入 2%ギ酸含有アセトニトリル

2mL
0.5mL

＊酸性農薬非対象の場合ギ酸混合不要

流出液
水0.5 mL 混合

Smart SPE C18-30mg
溶出アセトニトリル-水（4/1）0.5 mL・PSA（陰イオン交換）に保持された酸性農薬が、ギ酸酸性のアセトニトリルで溶出できる。
・酸性化合物はLC/MS/MSでネガティブモードで測定。ネガティブモードの感度に定評があるSCIEX社
LC-MS/MSと相性が良い。

定容（2 mL, 水で調整）
LC-MS/MS測定12

LC法：工程（自動）Step. 1 精製

Step. 2 溶出13

STQ法への変更例と理由
通知法
・操作が煩雑・省力化したい・人手不足
・溶媒を削減したい
・器具を減らしたい
・溶媒濃縮を省きたい
・自動化したいQuEChERs（バルク分散精製）
・精製が不十分・測定機器の汚染が激しい・測定装置のメンテナンス頻度が高い
・妨害ピークが多い
・GCへアセトニトリルを注入を避けたい。

QuEChERs（積層カラム精製）
・より精製度を高めたい
・自動化したい・溶媒濃縮転溶を省きたい
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STQ法への変更例と理由
ろ過・精製が不十分
・ろ紙の素材がわからず不安・意外と高価で同等のコストなら複数の固相カートリッジの方がよい

超臨界流体抽出（SFE）
・使用している装置の販売が終わってしまったが、自動前処理は継続したい。
・試料液を手操作で精製するのは煩雑。
・試料が少量でばらつきが心配。

GPC
・溶媒を大量に使うので削減したい。
・使用している装置が老朽化し更新を機に見直したい
・自動前処理を継続したい
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データベースを使用した半定量【データベースを使用した半定量の例】
リテンションタイム（RT）とフラグメントパターンでソフトウエアが自動的にピークを同定。また、登録している検量線で定量を行う。

・RTの精度と、ピーク（フラグメント）の純度が同定、定量精度に大きく影響。RTがずれたり夾雑フラグメントがあれば、ソフトによるピークの見逃しや誤検出、誤定量のリスクとなる。

・必要十分な精製処理との組み合わせが有効となる。
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ユーザーから聞いたお悩み【ある試験担当者】
GC/MS（シングル四重極）からGC/MS/MS（トリプル四重極）に更新して、感度も上がってピークもきれいなので、簡易法を導入した。その後、一年経たないうちに電圧が2倍弱まで上がり感度も低下した。修理を依頼したら数十万円となった。カラム交換頻度も上がった。精製キットが安くなっても、メンテナンスや修理費の方がそれ以上に高くなった。

→数回インジェクションのサンプル分析依頼では汚染状況がわからない。
→前処理を簡易化すると、汚染環境が変わりよりMSオペレーターの対応力、経験値が必要となる。
【ある管理者】
精製でランニングコストが数百円上がっても、測定装置のトラブルが減り、長持ちをするなら十分精製した方がよい。メンテナンスや解析でのオペレーターの負担も軽減するので、長期的にみると有効。

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STQ法のバランス
自動化
操作性

ランニングコスト

高精製

省器具

省溶媒
廃液減

さらに進化
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最近の学会発表
・農薬残留分析研究会/2023年
STQ法による難試料中残留農薬分析の検討(2)○ 島三記絵1)，江潤卿2) ，小西賢治1) ，川上正美1) ，斎藤勲1)
1）株式会社アイスティサイエンス，2)日本電子株式会社)
概要：乾燥食品（春雨スープ、コーンポタージュ、即席めん）を試料としたSTQ法（自動前処理装置ST-L400）の評価
・日本食品衛生学会 学術講演会/2023年 ポスター発表 P-14
GC-MS/MSを用いた残留農薬一斉試験法の簡便化の検討 ～通知一斉試験法の精製方法の改良～〇志田（齋藤）静夏，齋藤真希，古宮友恵，田口貴章，堤 智昭 国立医薬品食品衛生研究所
概要：通知法の抽出法後、自動前処理装置ST-L400にて精製し妥当性評価。
・日本食品衛生学会 学術講演会/2022年 ポスター発表 P-28
LC/MS/MSを用いた残留農薬一斉迅速分析法（STQ法）の妥当性評価及び従来法との定量値の比較○高橋京子，内藤えりか，櫻井有里子，森田昌弘，鈴木祐子 横浜市衛生研究所※食品衛生学会および残留農薬分析研究会の下記Webサイトより引用。
https://www.pssj2.jp/committee/zanryu/zanryu45.html
https://shokuhineisei.or.jp/wp-content/uploads/2023/09/20230921_119program.pdf
https://shokuhineisei.or.jp/wp-content/uploads/2022/10/PG.pdf

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ご視聴ありがとうございました！

当社ホームページにて技術情報多数公開
残農分析立上げのお手伝いもしています。

株式会社アイスティサイエンス
TEL： 073-475-0033（本社）048-424-8384（東日本営業所）
FAX： 073-497-5011（全国共通）
E-mail：as@aisti.co.jp
ホームページ：http://www.aisti.co.jp/
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