LC/MS/MS を用いた環境試料中の農薬分析

サーモクエスト株式会社 ○吉仲 希葉子兵庫県立公害研究所 山本 匡利、中野 武

はじめに

環境庁の内分泌撹乱物質分析マニュアルに指定された 方法を、実際の水質や底質に適用すると、環境濃度レベル 測定には不十分な検出感度と夾雑物による妨害のため、 モニタリング調査自体の限界性を感じる場合がある。

そこで今回は、河川水質、底質のモニタリングを目的 として、ベノミルの分解物であるカーベンダジム（ MBC) に 関して、環境濃度レベルが把握できる検出感度と妨害物質に影響されない選択性を実現するために、 ESI 法による LC/MS/MS 法を用いた ng/L レベルでの分析法を 検討したので報告する。

LC/MS 、 LC/MS/MS の分析条件

HPLC : HP1100 MS : LCQDevelosil C30- UG- 5カラム： ESI Positive Modeイオン化法： （ ）A=移動相： アセトニトリル 225℃加熱ｷｬﾋ ﾗ゚ﾘｰ温度：

B=5mM 酢酸ｱﾝﾓﾆｳﾑ 4.5kVスプレー電圧：A=40%‐ 15min‐ 80%1min（ ） Sheath Gas 70arb：

0.5mL/ min流速： Aux Gas 10arb：20μ Lサンプル注入量：

MS/ MS条件Precursor Ion m/ z 192：

24%相対ｺﾘｼ ｮ゙ﾝｴﾈ ﾙ ｷ ﾞー ：

MS/MS の有用性

環境分析における二つの必要条件

感度（感度の向上） ・四重極型－ SIM 技術

・イオントラップ型－ Full Scan 感度の向上選択性（複雑なマトリックスの除去） ・クロマトグラフィーの分離技術の最適化

・高分解能質量分析計（磁場型）

・タンデムマススペクトロメトリー（ MS/MS ）による 化学的バックグランドから分析対象物のシグナルを 確認する能力（ S/N の向上）、確実性の向上（プロダクトイオンによるスペクトル）

Single Stage Mass Spectrum MS/MS Mass Spectrum

Isolation Event CollisionalActivation Event

MS/MS の原理

イオントラップによる MS/MS

1. Inject

2. Isolate

3. Fragment

4. Detect

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Relative Collision Energy(%)

Rel

ativ

e A

rea

m/ z160m/ z192

Collision Energy の検討

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Relative Collision Energy(%)

Rel

ativ

e A

rea

m/ z160m/z192

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Relative Collision Energy(%)

Rel

ativ

e A

rea

m/ z160m/z192

MBC Standard 2ppm

0.18ppm

0.017ppm

60 80 100 120 140 160 180 200m/z

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

192.1

58.8

99.5193.1

74.1

100

60 80 100 120 140 160 180 200

m/z

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Rel

ativ

e A

bund

ance

160.3

192.1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Time (min)

0

20

40

60

80

1000

20

40

60

80

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

NL: 1.96E7

NL:3.71E6

Full Scanm/z 192

MS/MSm/z 192→160

Full Scan Mass Spectra

MS/MS Spectra

MBC 標品（ 2ppm ）の分析結果[M+H]+

NH

N

NH

O

O

+

O

NH

NH

N

Rel

ativ

e A

bund

ance

m/z

Rel

ativ

e A

bund

ance

河川水中における分析例

Full Scanm/z192

MS/MSm/z160

Time (min)

Rel

ativ

e A

bund

ance

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

20

40

60

80

1000

20

40

60

80

100

60 80 100 120 140 160 180 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100192.1

193.199.558.8 113.8

m/z

60 80 100 120 140 160 180 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100160.3

192.2

161.6

Time (min)

Rel

ativ

e A

bund

ance

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

20

40

60

80

1000

20

40

60

80

100

m/z

Rel

ativ

e A

bund

ance

60 80 100 120 140 160 180 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

74.1192.1

138.2

57.9178.5

104.6123.997.1

m/z

Rel

ativ

e A

bund

ance

60 80 100 120 140 160 180 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100160.3

192.2

Full Scanm/z192

MS/MSm/z160

底質中における分析例

検量線

濃度（ ppm ）

Y = -176525+3.36667e+007*X R^2 = 1.0000

0.0 0.5 1.0 1.5 2.00

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

Are

a

定量結果

サンプル 面積値 濃度（ｐｐｍ）

河川水 18870118 0.566

底質 14324366 0.431

MBC の MS/MS による開裂パターンの推測

－計算化学へのアプローチー

100

60 80 100 120 140 160 180 200

m/z

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Rel

ativ

e A

bund

ance

160.3

192.1

NH

N

NH

O

O

+

O

NH

NH

N

ベノミル→ MBC への反応経路の推測

まとめ

マトリックスの影響を抑えたクロマトグラムによる S/N の向上、プロダクトイオンによるスペクトルから正確性の向上を図ることができた。

MS/MS の効果

より確実性が高く、高感度の定性、定量が可能。さらに複雑なマトリックス（食品中など）の へのｻﾝﾌﾟﾙ適用が期待できる。

計算化学への期待今回、ベノミルから MBC への反応経路については、すでに報告された反応経路１）を追跡する形になったが、今後、実際の環境水中での反応についても何らかの知見が得られることが期待できる。

参考文献1 ） T.A.Roberts et al, Metabolic Pathways of Agrochemicals,1113-1137

謝辞本報告に際し、計算化学の分野については奈良女子大学 理学部 化学科 竹内 孝江先生にご教授を頂きました。