特別寄稿論文

LC/MS/MS による食品分析畑
１

はじめに野和広＊HPLC

液体クロマトグラフ／タンデム質量分析装置 (LC/ポン
プMS/MS) は，高速液体クロマトグラフ (HPLC) と質量分析計 (MS/MS) を結合させたシステムである。質量分析計の分離管を２本直列に配置しているため，選択性が非常に高く試料由来の共存物質（マトリッ

検出器

カラム

溶離液注入口クス）が複雑な試料の分析に有効な装置である。食品分析分野においても同装置を用いた分析例が多く報告されるようになり１），２），農薬や動物用医薬品の図１

公定試験法にも採用されるようになった３）。我々もLC/MS/MS の概略

これまで食品衛生の観点から，食品添加物，農薬，シングル MS の選択イオン検出法 (SIM) と比較して動物用医薬品および自然毒等について LC/MS/MS を述べる。

用いた分析に取り組んできた。今回は，このうちス
４）

SIM および SRM の原理を図  に示すが，SIM で５）クラロース ，メピコートクロリド ，ニューキノ
６）

ロン剤 ，パツリン

７）およびテトロドトキシン８）

測定する場合，MS(Q1) で特定の質量数のイオンをに選択しても，質量数が同じであれば目的成分以外のついて，分析法開発と実態調査結果の概要を報告す

イオンも Q1 を通過し検出される。一方，SRM で測る。

定する場合，第 1 段目の MS(Q1) を通過したイオンはコリジョンセル (Q) でアルゴン等の不活性ガスの２LC/MS/MS の原理と分析法開発の考え方

LC/MS/MS による分析について考える際には，あらかじめ LC/MS/MS の原理や特徴を把握しておく必要がある。分析事例について報告する前に，まずこの点について簡単に述べる。
図 1 に示すとおり，HPLC で分離された溶出成分はインターフェースでイオン化され，MS/MS に導入される。イオンを検出する方法には，プロダクト
イオンスキャン法，プレカーサーイオンスキャン法
および選択反応検出法 (SRM) 等があるが，ここでは

図２

定量分析に一般的に用いられている SRM について，＊

福岡市保健環境研究所保健科学課主任研究員（現MS(SIM) と MS/MS(SRM) の原理

環境局環境対策推進部環境保全課大気係長）

衝突を受け開裂した後，さらに第  段目の MS(Q)

した試験溶液中のクロキサシリン（ペニシリン系抗で特定の質量数のイオンのみが選択され検出される。

生物質）のピーク強度を図  に示す。試験溶液量をこのため，試料マトリックスや移動相の影響を受け10，0，0，および 100mL に変化させ標準溶液のピーにくく，S/N が向上した高感度の分析が期待できる。

ク強度と比較した結果，10mL では 0.6 とイオン化

図  に LC/MS(SIM) と LC/MS/MS(SRM) に よ りに与える影響が大きく見られたが，0mL で 0.，測定したクロマトグラムを示すが，SRM によるクロ0mL で 0.，100mL で 1.0 と試験溶液量を増加

マトグラムは SIM に比べて試料由来の夾雑ピークがすることによりイオン化に与える影響はほとんど見ほとんどなく相対感度が高いことがわかる。

られなくなった。

ピーク
強度

標
準溶液に対す
る
相対
強度

ピーク
強度

図４
図３

LC/MS と LC/MS/MS によるクロマトグラム

試験溶液量によるイオン化に与える影響

以上を整理すると，LC/MS/MS による分析は非常

このように，LC/MS/MS による分析は選択性が高に選択性が高く夾雑ピークの影響がほとんどないこ

く定性面において非常に優れているが，定量面におと，試料マトリックスによりイオン化効率は変化すいては大きな問題点がある。HPLC で分離された目るが，試験溶液量を増加することによってその変化的成分はインターフェースでイオン化される際に，をかなり緩和することができることが特徴といえる。

試料マトリックスと相互作用を起こしイオン化が抑よって，我々は分析法を開発するにあたって，定量制されたり促進されたりするため，MS/MS に導入下限を低く設定することだけにとらわれず，LC/MS/されるイオン数が変化し正確な定量が困難となる。

MS の感度を考慮したうえで，試験溶液量を多くす正確に定量するための手法としては，試料に安定るなどしてできるだけ簡易に前処理を行うことを目同位体元素でラベル化した内部標準（サロゲート）指した。また，試料マトリックスの中でも特に塩にを一定量添加し含有量を補正する内部標準法，試料よるイオン化への影響が大きいため，カートリッジに濃度の異なる標準をそれぞれ添加し検量線を作成

からの塩の溶出が少なく，水による塩の洗浄が容易し含有量を計算で求める標準添加法，試料と同じマな逆相系のカラムによる精製を主体に分析法を開発

トリックスを含有する標準溶液を用いる方法等が考することにした。

えられる。しかし，内部標準法に用いるサロゲートは市販されていないことが多く，その他の方法はい

３

分析事例

ずれも前処理が煩雑となり多大な労力を要するため，

3-1

スクラロース（食品添加物）日常実施する分析法としては採用しにくい。

(1)

分析法開発の意義

ここで，試料マトリックスの影響によりイオン化が実際に変化する事例

９）

スクラロースはショ糖分子の３つの水酸基が塩素について述べる。牛肝臓 1gに置換したノンカロリー甘味料でショ糖の 600 倍の相当を C1 カートリッジカラムを用いて精製し調製甘味度を有する。カナダおよびアメリカをはじめ世23

界 0 ケ国以上で食品添加物としてその使用が認めら分析法の真度および精度()れており，我が国においても 1 年  月に食品添清涼飲料水，菓子類およびレトルト食品等 1 種類加物として指定され使用基準が設定された。の食品にスクラロースを  および 100ppm 添加して食品中のスクラロースの分析法については，これ回収試験を行った。回収率は .1 〜 .%，標準偏までに紫外部吸収検出器 (UV) または示差屈折検出差は 0. 〜 .% と良好な結果が得られ，定量下限値器 (RI) 付き HPLC およびパルスドアンペロメトリー

は 0.ppm であった。

検出器 (PAD) 付きイオン交換クロマトグラフィー()

市販食品の使用実態調査(IC) を用いた報告がある。しかし，HPLC-UV ではスクラロースの使用表示のある  食品について使感度が低く，HPLC-RI および IC-PAD においても用実態を調査した。表  に示すとおり検出範囲は .

試料によっては単一カラムによる精製だけでは夾雑〜 1ppm で，いずれの検体からもスクラロースは物のピークを完全に除去することはできないものも検出されたが，使用基準値を超過するものはなかっあるため，アルミナカラムや透析膜を併用することた。

が必要で操作が煩雑になっている。
そこで，選択性および相対感度が高い LC/MS/MS

表２

市販食品中のスクラロースの分析結果を用いて，食品中のスクラロースの分析法について検討し，市販食品中の使用実態を調査した。
()

分析法

試験溶液の調製方法を図  に，LC/MS/MS の測定条件を表 1 に示す。

図 6 に標準溶液とチョコレートから得られたクロマトグラムを示すが，定量に支障を与えるような試料由来の夾雑ピークは見られなかった。

図５

スクラロースの前処理方法

表１

スクラロースの測定条件

図６

スクラロースのクロマトグラム

3-2

メピコートクロリド（農薬）(1)

分析法開発の意義

メピコートクロリドは植物体内において主にジベ
24レリンの前駆物質であるゲラニルピロリン酸からコ()

分析法の真度および精度

パリルピロリン酸になる酵素反応を阻害することにぶどう，ワインおよびジュースにメピコートクロよりジベレリンの生合成を阻害し，細胞伸長およびリドを 0.00 および 0.0ppm 添加して回収試験を分裂を抑制する植物成長調整剤である。我が国では行った。回収率は . 〜 6.1%，標準偏差は 0.6 〜

ぶどうに対して有核果数の増加および新梢伸長抑制

6.6% と良好な結果が得られ，定量下限値は 0.001ppmのために使用されている。その性状は，熱・光・酸・であった。

アルカリに安定で食品への残留が危惧される。ポジ()

市販食品の残留実態調査

ぶどう 1 検体，赤ワイン 6 検体，白ワイン 1

ティブリスト制度の導入に伴い，ぶどう等への残留検体およびジュース 11 検体についてメピコートクに対して新たに暫定基準が設定された。
農産物中のメピコートクロリドの分析法についてロリドの残留実態を調査した。その結果，ぶどう は，ガスクロマトグラフ (GC) による方法や IC によ検体から 0.01 〜 0.1ppm，赤ワイン 1 検体からる方法があるが，いずれも操作が煩雑で分析に時間0.0ppm，白ワイン  検体から 0.006 〜 0.0ppmを要するばかりでなく，得られた分析結果も十分な検出されたが，いずれも暫定基準値以下であった。

同定能力を有しているとはいえない。また，適用作

図  に標準溶液とぶどうから得られたクロマトグ物であるぶどう中の残留実態に関する報告もない。

ラムを示すが，定量に支障を与えるような試料由来の夾雑ピークは見られなかった。

そこで，LC/MS/MS を用いてぶどう，ワインおよびジュース中のメピコートクロリドの分析法について検討し，残留実態を調査した。
()

分析法

試験溶液の調製方法を図  に，LC/MS/MS の測定
条件を表  に示す。

図８

メピコートクロリドのクロマトグラム

3-3

ニューキノロン剤（動物用医薬品）(1)

分析法開発の意義

キノロン剤はサルファ剤とともに製剤の種類および使用量が多い合成抗菌剤であり，160 年代以降開図７発されてきたナリジクス酸等のオールドキノロン剤

メピコートクロリドの前処理方法とその骨格にフッ素を付加したエンロフロキサシン
表３等のニューキノロン剤に区別される。ニューキノロ

メピコートクロリドの測定条件

ン剤はグラム陰性菌に対して広い抗菌スペクトルを示すばかりでなく，オールドキノロン剤では抗菌活性を示さないグラム陽性菌およびマイコプラズマに対しても強い抗菌力を示す。このため，呼吸器系疾患や消化器系疾患等の治療薬や予防薬として家畜に対して広く使用されているほか，魚病治療薬として25

も養殖魚介類に対して使用されている。

表４

ニューキノロン剤の測定条件

一方，これらの薬剤が残留した畜水産食品を摂取することにより，アレルギー性の副作用や薬剤耐性が引き起こされることが懸念されており，食品の安全性を確保するため迅速かつ精度の良い分析法が求められている。
畜水産食品中のニューキノロン剤の残留分析については，HPLC-UV や蛍光検出器付き高速液体クロ検出限界値は Eno および Cip が 0.00ppm，その他マトグラフ (HPLC-FL) による方法が一般的であるの薬剤が 0.001ppm であり，定量下限値は Eno およが，検出限界がおおむね 0.01ppm と高く，分析結果

び Cip が 0.00ppm，その他の薬剤が 0.00ppm でもクロマトグラム上のピークの保持時間や吸収波長あった。など選択性が低い情報から得られたものであるため，()

市販食品の残留実態調査

牛 筋 肉 0 検 体， 豚 筋 肉  検 体， 鶏 筋 肉  検 体，十分な同定能力を有しているとはいえない。
そこで，LC/MS/MS を用いてエノキサシン (Eno)，

牛乳 16 検体，エビ 1 検体および鰻蒲焼 0 検体にオフロキサシン (Oﬂo)，シプロフロキサシン (Cip)，ついてニューキノロン剤の残留実態を調査した。そダノフラキサシン (Dano)，ロメフロキサシン (Lome)，の結果，鰻蒲焼  検体から Enro が痕跡（0.001 〜

エンロフロキサシン (Enro) およびサラフロキサシン0.00ppm）〜 0.0ppm，その代謝物である Cip が(Sara) の  種類のニューキノロン剤について食品中痕跡（0.00 〜 0.00ppm）〜 0.010ppm の範囲で検の同時分析法を検討し，残留実態を調査した。

出された。

()

図 10 に標準溶液と鰻蒲焼から得られたクロマトグ

分析法

ラムを示すが，定量に支障を与えるような試料由来試験溶液の調製方法を図  に，LC/MS/MS の測定の夾雑ピークは見られなかった。

条件を表  に示す。
()

分析法の真度および精度

牛筋肉，豚筋肉，鶏筋肉，牛乳，エビおよび鰻蒲

3-4パツリン（カビ毒）

焼に各薬剤を 0.01 および 0.1ppm 添加して回収試験(1)

分析法開発の意義を行った。回収率は鰻蒲焼からの Eno を除けばいず

パツリンはペニシリウム属やアスペルギルス属等

れも 60% 以上で，標準偏差も 10% 以内であり，残の真菌によって産生されるカビ毒で，真菌が付着し留分析法としておおむね満足できる結果が得られた。

た果実等から検出され，汚染の可能性が高い主要食品としてりんご果汁が知られている。パツリンの毒性については，動物実験において，消化管の充血，出血，潰瘍等の症状が認められている。食品，添加物等の規格基準の一部が改正され，りんごジュースおよび原料用りんご果汁中のパツリンについて新たに成分規格が設定された。
パツリンの分析法については，告示では HPLCUV を用いているが，操作が煩雑で夾雑ピークの影響を受けやすい。また，前処理のアルカリ洗浄の際に分解しやすく検出限界値も 0.01ppm と高い。

図９

そこで，1C でラベル化したサロゲートを用いて，ニューキノロン剤の前処理方法
26

図 10

ニューキノロン剤のクロマトグラム

りんごジュース中のパツリンの LC/MS/MS による分回収試験を行った。内部標準で補正した回収率は析法について検討し，残留実態を調査した。

.%，相対標準偏差は 1.% と良好な結果が得られ，()

定量下限値は 0.001ppm であった。

分析法

試験溶液の調製方法を図 11 に，LC/MS/MS の測()

市販食品の残留実態調査

りんごジュース 16 検体についてパツリンの残留定条件を表  に示す。

実態を調査した結果，国産ストレート（6 検体）ではパツリンは検出されなかった。濃縮還元（ 検体）

μおよび炭酸飲料（1 検体）ではすべての検体から 0.00
〜 0.011ppm 検出されたが，いずれも成分規格に適合していた。

()

図 11

パツリンの前処理方法

表５

パツリンの測定条件

分析法の真度および精度
図 12

り ん ご ジ ュ ー ス に パ ツ リ ン を 0.1ppm 添 加 し て
27

パツリンのクロマトグラム図 1 に標準溶液とりんごジュースから得られたクロマトグラムを示すが，定量に支障を与えるような試料由来の夾雑ピークは見られなかった。
3-5

テトロドトキシン（フグ毒）(1)分析法開発の意義

テトロドトキシン（TTX）は，マフグ科魚類や巻貝ボウシュウボラ等に含まれる強力な神経毒である。
熱・光・酸に安定で通常の調理法では分解されず，自然毒による食中毒の代表的な原因物質となっている。特に，フグによる中毒の発生は依然としてあとをたたず，国内における死者数は全食中毒による死

図 14

テトロドトキシンの前処理方法（血清・尿）者数の約半数を占めている。
TTX の分析法には，公定法のマウスを用いた生表６

テトロドトキシンの測定条件物学的試験法があるが，死亡の判定に伴う分析精度の問題やマウスの管理が煩雑で緊急時には対応しにくいなどの問題がある。理化学的試験法としては，
HPLC-FL や GC/MS を用いる方法が報告されているが，強アルカリによる分解やトリメチルシリル誘導体化が必要で操作が煩雑である。また，これらの報告の多くは分析方法についてのみ検討したもので，()

分析法の真度および精度

シロサバフグの筋肉，皮，肝臓に TTX を 0.1 お

実際の中毒事例において患者の血清・尿などの試料よび 1ppm，健常人の血清・尿に 0.ng/mL およびを分析した報告は少ない。
そこで，LC/MS/MS を用いて TTX の分析法を検ng/mL 添加して回収試験を行った。フグ組織の回討し，フグ組織および実際の中毒事例における試料収率は  〜 0%，相対標準偏差は 0. 〜 .6%，血について TTX を分析した。

清・尿の回収率は  〜 101%，相対標準偏差は .6()〜 6.％と良好な結果が得られた。検出限界値はフグ分析法

組織で 0.01ppm，血清・尿で 0.1ng/mL であった。

試験溶液の調製方法を図 1（フグ組織）および図1（血清・尿）に，LC/MS/MS の測定条件を表 6 に()フグ組織の実態調査

クサフグ  個体，ヒガンフグ  個体，コモンフグ示す。

 個体，ショウサイフグ  個体の計 10 個体の筋肉，皮および肝臓計 0 検体について TTX の実態を調査した。表  に示すとおり筋肉から 0.0 〜 1.ppm（0.〜 .MU/g：1MU は 体 重 0g の マ ウ ス を 0 分 で死亡させる毒量で TTX0.mg に相当する），皮から 1. 〜 ppm（. 〜 0MU/g），肝臓から 0.1
〜 10ppm（0. 〜 60MU/g） の TTX が 検 出 さ れた。販売可能な筋肉についてはいずれも無毒レベル
図 13（10MU/g 未満）であったが，皮および肝臓についてテトロドトキシンの前処理方法（フグ組織）
28

はほとんどが弱毒レベル（100MU/g 未満）または強清から得られたクロマトグラムを示すが，定量に支毒レベル（1,000MU/g 未満）であった。また，同じ障を与えるような試料由来の夾雑ピークは見られな種類のフグでも個体差が見られ，特にショウサイフかった。

グの肝臓では 100 倍以上の差があった。

４
表７

おわりに以上述べたように，LC/MS/MS は選択性が高くフグ組織中のテトロドトキシンの分析結果定性能力に優れているが，インターフェースでのイオン化の際に試料マトリックスの影響を受け検出感度が変化しやすい。あらかじめ精度を検証して試料マトリックスが類似した特定の食品のみを分析するには非常に有用であるといえる。また，今回の報告事例で示したように，目標とする定量下限を満足できるのであれば，できるだけ試験溶液の量を多くしたり希釈したりすることによって精度よく分析することができる。しかし，加工品等では原材料の種類や製造工程が著しく異なり試料マトリックスが複雑であるため，無作為にこのような食品を選択し分析する場合などは，その都度分析精度を検証する必要()があり，かなりの労力を要することになる。今後，

フグによる中毒事例における分析結果

フグによる中毒事例  件について患者の血清  検LC/MS/MS が食品分析分野においてさらに能力を発体および尿  検体を分析した結果，血清から 0. 〜揮し，GC や HPLC のような汎用機器となるために1.ng/mL，尿から 1 〜 10ng/mL ですべての検体は，機器メーカーがマトリックスの影響を受けにくから TTX が検出された。また，残品であるコモンフいインターフェースを開発したり，試薬メーカーがグの筋肉  検体，味噌汁 1 検体およびスープ 1 検体

多くの種類のサロゲートを開発したりしていく必要を分析した結果，それぞれ . 〜 .ppm，.ppmがある。

および 1.ppm の TTX が検出された。
図 1 に標準溶液，フグの肝臓および中毒患者の血文献
1 ） 亀 山 眞 由 美（001）： 食 品 分 析 に お け る LCMS/MS の利用，ぶんせき，1， − ．
 ） 岡尚男，伊藤裕子，猪飼誉友（001）：LC/MSと 食 品 分 析， 食 品 衛 生 学 雑 誌，()，1 −1．
 ） 平成 1 年 1 月  日付け食安発第 01001 号
厚生労働省医薬食品局食品安全部長通知：食品に残留する農薬，飼料添加物又は動物用医薬品の成分である物質の試験法について．
 ） 畑野和広，中尾朱美（00）：LC/MS/MS による食品中のスクラロースの測定，食品衛生学雑図 15

テトロドトキシンのクロマトグラム誌，()，6 − ．
29 ） 赤 木 浩 一（00）：LC/MS/MS に よ る ぶ ど う，

岡市保健環境研究所報，，1 − 1．

ワインおよびジュース中のメピコートクロリド ） 赤木浩一，畑野和広（006）：LC/MS/MS によ分析，食品衛生学雑誌，()，1 − 00．

るフグ組織およびヒト血清・尿中のテトロドト

6 ） 畑 野 和 広（00）：LC/MS/MS に よ る 食 品 中

キシンの分析，食品衛生学雑誌，()，6 −の キ ノ ロ ン 剤 の 同 時 定 量， 食 品 衛 生 学 雑 誌，

0．
 ） 畑野和広（00）：LC/MS/MS による動物組織

()， − ．

中のペニシリン系抗生物質の同時定量，食品衛 ） 赤木浩一，畑野和広（00）：LC/MS/MS によ

生学雑誌，(1)，1 − 6．

るりんごジュース中のパツリンの残留分析，福マウントロブソン（3954 ｍ）とバーグ氷河（カナディアンロッキー）2006 年 7 月 25 日撮影 , カメラ NIKON D50

バーグ氷河
2006 年 7 月 25 日撮影 , カメラ NIKON D5030