第 18 回環境化学討論会，佐々野 僚一，ポスター発表（つくば；2009 年）

多機能型オートサンプラーと胃袋型インサートを用いた GC 大量注入法の組み合わせによる環境分析への検討
佐々野僚一（株式会社アイスティサイエンス）【はじめに】
近年、産業ロボットなどの発展に伴い、分析機器においてもロボットを取り入れた自動化が進んできている。GC においても自由に操作可能な多機能型オートサンプラーを用いたさまざまな分析手法が報告されている。しかしながら、検量線作成のための各濃度の標準溶液調製や内標添加などは手作業を行っているのが現状である。
また、環境分析においては定量下限値が厳しく低濃度付近における異常回収率や検量線の直線性の問題点があげられる中、その解決策として擬似マトリックス添加法やマトリックス検量線法や標準添加法による測定が報告されている１）。しかしながら、前処理後の手間が増えることになる。
そこで、本研究では前処理後から機器測定にかけるまでの手作業における簡略化および自動化を目的とし、多機能型オートサンプラーと胃袋型インサートを用いた GC 大量注入法２）を組み合わせて、検量線用標準溶液の自動作成、続けて、試料と内部標準液や疑似マトリックス液を同時に注入する混液注入法の検討を行い、環境分析への応用を試みたので報告する。
【実験】
装置；GC 大量注入法は胃袋型インサートを備えた PTV 注入口装置 LVI-S200（アイスティサイエンス社製）を用いた。GC/MS は Jms-Q1000GC（日本電子社製）、そして 100μL のシリンジを備えた多機能型オートサンプラーCombiPAL（AMR 社製）
Step1.溶媒の注入を用いた。オートサンプラーの制御ソフトウエアは自由に動作を可能にする Cycle Compozer PAL を使用した。
試薬：溶媒はいずれもアセトン/ヘキサン（3/7）を用いた。
内部標準溶液および疑似マトリックス液；内部標準と溶媒標準溶液

空のバイアル瓶

して Phenanthrene-d（50ppb）と擬似マトリックスStep2.標準液の添加としてポリエチレングリコール PEG300（50ppm）の混液を用いた。
実験方法；①検量線用標準溶液の自動作成（図１）：
親となる標準溶液と空瓶と希釈用の溶媒をセットした。空瓶に適量の溶媒を注入し、そして、目標とする濃度になるように親の標準溶液を各瓶に注入した。

図１

検量線用標準溶液の自動作成方法

Investigation of environmental analysis by a combination of auto-sampler and Large Volume Injection for capillarygas chromatography using a liner in the shape of a stomach
Ryoichi SASANOAISTI SCIENCE CO.,Ltd.

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第 18 回環境化学討論会，佐々野 僚一，ポスター発表（つくば；2009 年）②混液注入法（図２）：シリンジに試料（20uL）を吸入し、続けて標準溶液（10uL）を吸入し、さGC へ注入

らに疑似マトリックス液（10uL）を吸入し、それら 3 液をまとめて GC 注入口へ注入した。その後、大量注入法により測定を行った。
【結果と考察】①検量線用標準溶液の自動作成の評価： 4 点（10,20, 50, 100ppb）検量線においてオートサンプラーによる自動作成と手作業による作成の比較評価を行った。自動作成と手作業による差異は無く、ほぼ同等の面積値および直線性を得ることができ試料た。4 点濃度の標準液を作成するのに費やした時

標準溶液

図２間は 12 分であったが、自動であるため効率よく、

内標/擬似混液注入法

人による操作ミスや誤差がないことからも有効であることが考えられる。試験管などの洗浄器具がなくコンタミの恐れを危惧することがなかった。また、希釈してさらに希釈する段階希釈による標準溶液の自動作成も成功した。本法では大量注入法を用いているため、100uL のシリンジを使用している。そのため、従来の 10uL のシリンジでは難しい多量の溶媒を採取し適度に希釈することが可能であった。
②混液注入法の評価：多機能型オートサンプラーを用いた 3 液の混液注入によるピーク面積の再現性を評価したところ、いずれも RSD（n=9）は 3%未満であった。本法の注入口では胃袋型インサートを用いているため、シリンジで 3 層に吸引されている液を注入した際にインサート内でそれらが混液される。そして、大量注入法によりインサート内で濃縮することにより、混液注入が可能となった。
また、測定後のピーク形状も良好であった。これらの結果から、混液注入法は従来未知試料へ添加する作業を必要としていた内部標準法やマトリックス検量線、疑似マトリックス検量線、標準添加法などの自動化に効力を発揮できると思われる。
③実施：未知試料、添加回収試験試料、標準溶液（0.1ppm）、擬似マトリックス+内部標準液（PEG300＋Phenanthrene-d）、溶媒をオートサンプラーのトレイにセットし、本法に従い運転した。多機能型オートサンプラー
で自動的に 5 点検量線用標準溶液（2, 4, 10,20, 40ppb）を作成し、擬似マトリックス＋内部標準溶液を付加しながら、混液注入法で測定を行った。前処理後に手を加えることなく自動的にしかも容易に分析が可能となった。
表１

濃度 ( ppb )本法により作成した検量線（ﾃﾄﾗｸﾛﾙﾋﾞﾝﾎｽ）【参考文献】１）佐々野ら：第 31 回農薬残留分析研究会講演要旨集, 217-222 (2008)
２）谷澤ら：第 16 回環境化学討論会講演要旨集, 616-617 (2008)

P134
多機能型オートサンプラーと胃袋型インサートを用いた
GC 大量注入法の組み合わせによる環境分析への検討
佐々野 僚一（株式会社 アイスティサイエンス）

目的
近年、産業ロボットなどの発展に伴い、分析機器においてもロボットを取り入れた自動化が進んできている。GCにおいても自由に操作可能な多機能型オートサンプラーを用いたさまざまな分析手法が報告されている。しかしながら、検量線作成のための各濃度の標準溶液調製や内標添加などは手作業を行っているのが現状である。
そこで、本研究では前処理後から機器測定にかけるまでの手作業における簡略化および自動化を目的とし、多機能型オートサンプラーと胃袋型インサートを用いたGC大量注入法を組み合わせて、検量線用標準溶液の自動作成、続けて、試料と内部標準液や疑似マトリックス液を同時に注入する混液注入法の検討を行い、環境分析への応用を試みたので報告する。

実験方法
【試薬】
溶媒：アセトン/ヘキサン（3/7）
標準溶液：農薬混合標準液３１ （関東化学社製）
内部標準溶液および疑似マトリックス液：内部標準としてPhenanthrene-d（50ppb）と擬似マトリックスとしてポリエチレングリコールPEG300（50ppm）の混液【装置】
胃袋型インサートを備えたPTV注入口装置LVI-S200（アイスティサイエンス社製）
GC/MS：Jms-Q1000GC（日本電子社製）
100μLのシリンジを備えた多機能型オートサンプラーCombiPAL（AMR社）
オートサンプラーの制御ソフトウエア：Cycle Compozer PAL（AMR社）

検量線用標準溶液の自動作成方法
親となる標準溶液と希釈用溶媒と空瓶をStep1.溶媒の注入オートサンプラーにセットする。
自動作成①各空瓶に適量の希釈用溶媒を注入。
②目標とする濃度になるように適量の標準溶液を①で作成した各瓶に添加。
③段階希釈は②で自動作成した標準溶

溶媒

標準溶液

空のバイアル瓶

Step2.標準液の添加液を親と見立てて、さらに①で作成した瓶に適量を注入。
本法では大量注入法を用いているため 、100uLのシリンジを使用している。そのため、10uLのシリンジでは難しい多量の溶媒を採取し適度に希釈することが可能であった。

標準溶液

図１．検量線用標準溶液の自動作成

検量線標準液の自動作成の評価
4点（10, 20, 50, 100ppb）検量線においてオートサンプラーによる自動作成と手作業による作成の比較評価を行った。自動作成と手作業による差異は無く、ほぼ同等の面積値および直線性を得ることができた。希釈してさらに希釈する段階希釈による標準溶液の自動作成も成功した。
❑4点濃度の標準液を作成するのに費やした時間は12分であったが、自動であるため効率よい。
❑人による操作ミスや誤差がない❑試験管などの洗浄器具がなくコンタミの恐れを危惧することがない
表１．作成した検量線の各面積値比較（ﾃﾄﾗｸﾛﾙﾋﾞﾝﾎｽ）
濃度（ppb）
操作
自動作成
手作業
自動/手作業10336987
3407860.989

20698962
7574310.923

501955493
20103960.973

1004444817
45152400.984

混液注入方法
シリンジに試料（20uL）を吸入し、続けて標準溶液（10uL）を吸入し、さらに疑似マトリックス液（10uL）を吸入し、それら3液をまとめてGC注入口へ注入した。
図３．大量注入法
1st Stage

2nd Stage

3rd Stage

注入

濃縮

導入

目的物質
夾雑物

試料

標準溶液

内標/擬似

図２．混液注入法

注入スプリットモード
1st 注入口温度を溶媒沸点よりも低めに設定した状態で試料を注入し、液体状態でインサート内に保持。

2nd スプリットモードで揮発してくる溶媒蒸気を排出し、インサート内で試料を濃縮する。

スプリットレスモード
3rd スプリットレスモード
で注入口温度を上げ、目的物質を分離カラムに導入し、分析を行う。

混液注入法の評価
多機能型オートサンプラーを用いた3液の混液注入によるピーク面積の再現性を評価したところ、いずれもRSD（n=9）は3%未満であった。本法の注入口では胃袋型インサー
トを用いているため、シリンジで3層に吸引されている液をそのインサートへ注入した際にインサートの胃袋部分でそれらが混液される。そして、大量注入法によりインサート内で濃縮することにより、混液注入が可能となった。得られたピーク形状は良好でリテンションタイムの再現性も良好であった。

図４．重ね描きイオンクロマトグラム（n=10, ﾃﾄﾗｸﾛﾙﾋﾞﾝﾎｽ）

実施
未知試料、添加回収試験試料、標準溶液

面積値（0.1ppm）、擬似マトリックス+内部標準液（PEG300＋Phenanthrene-d）、溶媒をオートサンプラーのトレイにセットし、本法に従い運転した。多機能型オートサンプラーで自動的に5点検量線用標準溶液（2, 4, 10,20, 40ppb）を作成し、擬似マトリックス＋内部標準溶液を付加しながら、混液注入法で測定を行った。前処理後に手を加えることなく自動的にしかも容易に分析が可能であった。

濃度（ppb）

図５．本法により作成した検量線（ ﾃﾄﾗｸﾛﾙﾋﾞﾝﾎｽ）

まとめ
多機能型オートサンプラーと胃袋型インサートを用いたGC大量注入法を組み合わせることにより、検量線用標準溶液の自動作成、続けて、試料と内部標準液や疑似マトリックス液を同時に注入する混液注入法が可能となった。
前処理後から機器測定にかけるまでの手作業における簡略化および自動化が可能となった。
また、混液注入法は従来未知試料へ添加する作業を必要としていた内部標準法やマトリックス検量線、疑似マトリックス検量線、標準添加法などの自動化に効力を発揮できると思われる。