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日本水処理工業株式会社

○嵯峨 俊太郎，新居 康一，中嶋 正旨

トリプル四重極型液体クロマトグラフ質量分析計による

非イオン及び陰イオン性界面活性剤の同時分析法の検討

日本水処理工業株式会社

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はじめに

非イオン性界面活性剤 【ＮＩＳ:Ｎon-Ｉonic. Ｓurfactant】

陰イオン性界面活性剤

へプタオキシエチレンドデシルエーテル

直鎖型アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩 【ＬＡＳ： Ｌinear Ａlkylbenzene. Ｓulfonete 】

日本水処理工業株式会社

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試料 試料

固相抽出

洗浄 脱水

トルエン溶出

試薬添加

振とう 遠心分離

トルエン層 水層

試薬添加

振とう 遠心分離

水層

吸光光度計

トルエン層

定量

廃棄

廃棄

NIS 厚生労働省告示第261号

別表第28

固相抽出

洗浄 脱水

メタノール溶出

濃縮

最終濃縮(窒素)

HPLC(蛍光)

定量

LAS 厚生労働省告示第261号

別表第24

はじめに

日本水処理工業株式会社

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試料 試料

固相抽出

洗浄 脱水

トルエン溶出

試薬添加

振とう 遠心分離

トルエン層 水層

試薬添加

振とう 遠心分離

水層

吸光光度計

トルエン層

定量

廃棄

廃棄

NIS 厚生労働省告示第261号

別表第28

固相抽出

洗浄 脱水

メタノール溶出

濃縮

最終濃縮(窒素)

HPLC(蛍光)

定量

LAS 厚生労働省告示第261号

別表第24

はじめに

日本水処理工業株式会社

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はじめに

様々な化学物質の測定方法

LC/MSの使用が増加してきている

日本水処理工業株式会社

LAS 環境基本法【S46環告59号告示30号付表12】

LC/MS/MSで測定が可能に…

ハロ酢酸 水道法【厚生労働省告示261号別表第17-2】

LC/MSで測定が可能に…

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はじめに

非イオン性界面活性剤 【ＮＩＳ:Ｎon-Ｉonic. Ｓurfactant】

陰イオン性界面活性剤

へプタオキシエチレンドデシルエーテル

直鎖型アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩 【ＬＡＳ： Ｌinear Ａlkylbenzene. Ｓulfonete 】

トリプル四重極型液体クロマトグラフ質量分析計

（ＬＣ/ＭＳ/ＭＳ） NIS及びLASの同時分析の検討

前処理の簡易化

使用溶媒の削減 目的

日本水処理工業株式会社

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測定対象化合物 ＆ 方法

NIS , LAS in MeOH(1ppm)

NIS：10点検量線

1,3,5,10,15,20,40,60,80,100(ppb)

LAS：5点検量線

20,40,60,80,100(ppb)

【メタノール：精製水=2：8】

LC/MS/MS

検量線作成

再現性試験

水道水添加回収試験

非イオン界面活性剤

●ヘプタオキシエチレンドデシルエーテル

（NISと略す）

陰イオン界面活性剤(LASと略す)

●デシルベンゼンスルホン酸ナトリウム

（LAS C10と略す） ●ウンデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム

（LAS C11と略す） ●ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム

（LAS C12と略す） ●トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム

（LAS C13と略す） ●テトラデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム

（LAS C14と略す）

フローチャート 測定対象化合物

日本水処理工業株式会社

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ＬＣ/ＭＳ/ＭＳ条件

LC 1260 Infinity(Agilent Techhologies) MS 6430 Triple Quad (Agilent Techhologies)

カラム ： ZORBAX Eclipse Plus C18（3.0ｘ100mm，1.8-μ m） イオン化法 ： NIS-Positive ESI

移動相A ： Premixed ： LAS-Negative ESI

アセトニトリル(65％)+ MRM条件 ： 測定対象 化合物名

Precursor Ion

Product Ion

Fragmentor Collision Energy

10mMギ酸アンモニウム+0.5％ギ酸水溶液(45％) LAS(C10) 297m/z 183m/z 210V 34eV

移動相B ： 10mMギ酸アンモニウム+0.5％ギ酸メタノール LAS(C11) 311m/z 183m/z 210V 34eV

カラム温度 ： 40℃ LAS(C12) 325m/z 183m/z 210V 34eV

注入量 ： 2μ L LAS(C13) 339m/z 183m/z 210V 42eV

グラジエント ： 時間(min) 移動層A(%) 移動層B(%) 流量(ｍL/min) LAS(C14) 353m/z 183m/z 210V 42eV

0.00 100.00 0.00 0.20 NIS 512m/z 496m/z 20V 10eV

12.00 100.00 0.00 0.20 ネブライザー ： 50psi

12.10 0.00 100.00 0.60 窒素流量 ： 10L/min

17.00 0.00 100.00 0.60 窒素温度 ： 350℃

17.10 100.00 0.00 0.60 キャピラリー ： Positive-4000V

20.00 100.00 0.00 0.60 Negative-4000V

20.10 100.00 0.00 0.20

30.00 100.00 0.00 0.20

参考：アジレントアプリケーション Pub.No.LCMS-200907TK-001

日本水処理工業株式会社

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ＬＣ/ＭＳ/ＭＳ条件

LC 1260 Infinity(Agilent Techhologies) MS 6430 Triple Quad (Agilent Techhologies)

カラム ： ZORBAX Eclipse Plus C18（3.0ｘ100mm，1.8-μ m） イオン化法 ： NIS-Positive ESI

移動相A ： Premixed ： LAS-Negative ESI

アセトニトリル(65％)+ MRM条件 ： 測定対象 化合物名

Precursor Ion

Product Ion

Fragmentor Collision Energy

10mMギ酸アンモニウム+0.5％ギ酸水溶液(45％) LAS(C10) 297m/z 183m/z 210V 34eV

移動相B ： 10mMギ酸アンモニウム+0.5％ギ酸メタノール LAS(C11) 311m/z 183m/z 210V 34eV

カラム温度 ： 40℃ LAS(C12) 325m/z 183m/z 210V 34eV

注入量 ： 2μ L LAS(C13) 339m/z 183m/z 210V 42eV

グラジエント ： 時間(min) 移動層A(%) 移動層B(%) 流量(ｍL/min) LAS(C14) 353m/z 183m/z 210V 42eV

0.00 100.00 0.00 0.20 NIS 512m/z 496m/z 20V 10eV

12.00 100.00 0.00 0.20 ネブライザー ： 50psi

12.10 0.00 100.00 0.60 窒素流量 ： 10L/min

17.00 0.00 100.00 0.60 窒素温度 ： 350℃

17.10 100.00 0.00 0.60 キャピラリー ： Positive-4000V

20.00 100.00 0.00 0.60 Negative-4000V

20.10 100.00 0.00 0.20

30.00 100.00 0.00 0.20

NIS＋アンモニウムイオン

移動相B にも ギ酸アンモニウム添加

イオン化

日本水処理工業株式会社

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ＬＣ/ＭＳ/ＭＳ条件

LC 1260 Infinity(Agilent Techhologies) MS 6430 Triple Quad (Agilent Techhologies)

カラム ： ZORBAX Eclipse Plus C18（3.0ｘ100mm，1.8-μ m） イオン化法 ： NIS-Positive ESI

移動相A ： Premixed ： LAS-Negative ESI

アセトニトリル(65％)+ MRM条件 ： 測定対象 化合物名

Precursor Ion

Product Ion

Fragmentor Collision Energy

10mMギ酸アンモニウム+0.5％ギ酸水溶液(45％) LAS(C10) 297m/z 183m/z 210V 34eV

移動相B ： 10mMギ酸アンモニウム+0.5％ギ酸メタノール LAS(C11) 311m/z 183m/z 210V 34eV

カラム温度 ： 40℃ LAS(C12) 325m/z 183m/z 210V 34eV

注入量 ： 2μ L LAS(C13) 339m/z 183m/z 210V 42eV

グラジエント ： 時間(min) 移動層A(%) 移動層B(%) 流量(ｍL/min) LAS(C14) 353m/z 183m/z 210V 42eV

0.00 100.00 0.00 0.20 NIS 512m/z 496m/z 20V 10eV

12.00 100.00 0.00 0.20 ネブライザー ： 50psi

12.10 0.00 100.00 0.60 窒素流量 ： 10L/min

17.00 0.00 100.00 0.60 窒素温度 ： 350℃

17.10 100.00 0.00 0.60 キャピラリー ： Positive-4000V

20.00 100.00 0.00 0.60 Negative-4000V

20.10 100.00 0.00 0.20

30.00 100.00 0.00 0.20

アセトニトリルでの溶出ピークとNISのRTが被る

メタノールでは溶出速度が 遅れ溶出ピークと分離出来た

日本水処理工業株式会社

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結果 クロマトグラフ

NIS

LAS C10

LAS C11

LAS C12

LAS C13

LAS C14

LAS C10 LAS C11 LAS C12

LAS C13 LAS C14 NIS

日本水処理工業株式会社

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0

30000

60000

90000

120000

150000

180000

210000

240000

0 50 100 150

結果 検量線

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

0 50 100 150 0

35000

70000

105000

140000

175000

210000

245000

0 50 100 150

0

25000

50000

75000

100000

125000

150000

175000

0 50 100 150 0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

0 50 100 150

0

6000

12000

18000

24000

30000

36000

42000

0 50 100 150

LAS C10 R2=0.999

NIS R2=0.996

LAS C14 R2=0.998

LAS C11 R2=0.995

LAS C12 R2=0.991

LAS C13 R2=0.999

日本水処理工業株式会社

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溶液濃度 20ppb

LAS C10 LAS C11 LAS C12 LAS C13 LAS C14 NIS

RT 面積 RT 面積 RT 面積 RT 面積 RT 面積 RT 面積

1 回目 3.49 34438 4.09 59517 4.94 63561 6.26 46496 8.19 27989 14.23 7275

2 回目 3.49 34059 4.09 61772 4.93 62774 6.25 47034 8.17 27054 14.23 7348

3 回目 3.48 35053 4.09 58207 4.93 63941 6.25 47614 8.21 28940 14.23 7526

4 回目 3.49 32422 4.09 55755 4.93 65358 6.26 46634 8.20 27993 14.23 7337

5 回目 3.49 34848 4.09 58024 4.93 64877 6.27 43976 8.19 28267 14.23 7203

平均値 3.49 34164 4.09 58655 4.93 64102 6.26 46351 8.19 28049 14.23 7338

標準偏差 0.00 936 0.00 1973 0.01 923 0.01 1249 0.01 606 0.00 107

RSD％ 0.06 2.74 0.04 3.36 0.12 1.44 0.09 2.70 0.13 2.16 0.02 1.46

結果 保持時間(RT)及び面積値の再現性

溶液濃度 1ppb

LAS C10 LAS C11 LAS C12 LAS C13 LAS C14 NIS

RT 面積 RT 面積 RT 面積 RT 面積 RT 面積 RT 面積

1 回目 3.48 13384 4.09 51559 4.94 60068 6.28 27579 8.25 1802 14.23 411

2 回目 3.48 11324 4.09 47192 4.94 58475 6.27 26215 8.24 1993 14.23 428

3 回目 3.48 11311 4.09 48331 4.93 58332 6.27 27812 8.22 2024 14.23 462

4 回目 3.48 12560 4.09 48577 4.94 58990 6.29 27184 8.30 2012 14.23 418

5 回目 3.48 14005 4.09 50140 4.94 59490 6.28 26367 8.21 2262 14.23 454

平均 3.48 12517 4.09 49160 4.94 59071 6.28 27031 8.24 2019 14.23 435

標準偏差 0.00 1081 0.00 1524 0.00 645 0.01 639 0.03 146 0.00 20

RSD％ 0.03 8.64 0.01 3.10 0.06 1.09 0.09 2.36 0.36 7.25 0.03 4.60

日本水処理工業株式会社

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分析フローチャート

水道水添加回収試験

水道水(脱塩素なし)

試験水作成

LC/MS/MS

回収率試験

日本水処理工業株式会社

全量採取

メタノール添加(試験水の1/4量)

最終溶媒比率

20％メタノール/試験水

フィルター通水(PTFE)

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結果 水道水添加回収試験

設定濃度 LAS C10 LAS C11 LAS C12 LAS C13 LAS C14 NIS

20ｐｐｂ 20ｐｐｂ 20ｐｐｂ 20ｐｐｂ 20ｐｐｂ 2ｐｐｂ

1回目 17.7 36.6 44.1 38.9 18.1 2.1

2回目 23.8 26.1 34.3 31.2 20.1 1.8

3回目 15.8 34.9 49.4 32.2 19.6 2.2

4回目 14.2 26.9 33.7 38.4 22.2 2.0

5回目 20.8 33.6 40.0 35.8 20.6 2.0

平均 18.5 31.6 40.3 35.3 20.1 2.0

標準偏差 3.9 4.8 6.7 3.5 1.5 0.1

RSD％ 20.9 15.1 16.5 9.9 7.5 7.3

平均回収率 92.3 158.0 201.5 176.4 100.7 99.5

日本水処理工業株式会社

LAS C10,C14,NIS➔回収率良好

LAS C11,C12,C13➔回収率不良

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結果 水道水添加回収試験

日本水処理工業株式会社

LAS C11,C12,C13➔回収率不良

原因

・LC/MS内部でのキャリーオーバー

・ガラス器具からのコンタミ

・MSイオン源及びキャピラリーの汚れ

・LC/MS条件(移動相)の不適性

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総括

日本水処理工業株式会社

NIS及びLASを同時測定する LC/MS/MS条件を作成した。

水道水添加回収試験では LAS C10,14及びNISは良好な回収率を示した。 LAS C11-13の回収率が不良であった。

NIS単体での分析条件は確立したと考えられるが 同時分析の確立にはさらなる検討が必要である。

検量線の決定係数は全物質0.99以上の直線を示し、 水道法における下限値での測定は可能であった。

保持時間及びピーク面積値の 変動係数は全物質10％未満あった。

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日本水処理工業株式会社

トリプル四重極型液体クロマトグラフ質量分析計による

非イオン及び陰イオン性界面活性剤の同時分析法の検討

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分析フローチャート

メタノール25mL

試験水100mL

水道水添加回収試験

水道水(脱塩素なし)

試験水作成

LC/MS/MS

回収率試験

全量採取

メタノール添加(試験水の1/4量)

100mL容メスフラスコ

150mL容メスフラスコ メスフラスコ(空)

メスフラスコ(inメタノール)

振とう 混合

試験水と混合

（20％メタノール/水）

フィルター通水(PTFE)

溶媒比率：20%メタノール/水

150mL容メスフラスコ

水道水

NIS,LAS添加

分取

日本水処理工業株式会社