LC/MS/MSを用いた環境試料中の農薬分析

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1 LC/MS/MSを用いた環境試料中の農薬分析
兵庫県立公害研究所 　中野 武

2 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。

3 LC/MS、LC/MS/MSの分析条件

4 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） 選択性（複雑なマトリックスの除去） ・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）

5 MS/MS の原理 Single Stage Mass Spectrum MS/MS Mass Spectrum
Isolation Event Collisional Activation Event

6 イオントラップによるMS/MS 1. Inject 3. Fragment 2. Isolate 4. Detect

7 Collision Energyの検討 MBC Standard 2ppm 0.18ppm 0.017ppm

8 MBC標品（2ppm）の分析結果 Full Scan Full Scan Mass Spectra m/z 192 MS/MS
[M+H]+ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Time (min) 20 40 60 80 100 Relative Abundance NL: 1.96E7 NL:3.71E6 Full Scan m/z 192 MS/MS m/z 192→160 60 80 100 120 140 160 180 200 m/z 10 20 30 40 50 70 90 Relative Abundance 192.1 58.8 99.5 193.1 74.1 Full Scan Mass Spectra 100 60 80 120 140 160 180 200 m/z 10 20 30 40 50 70 90 Relative Abundance 160.3 192.1 MS/MS Spectra O N H N H O +

9 河川水中における分析例 Full Scan m/z192 MS/MS m/z160 192.1 Relative Abundance m/z
80 100 120 140 160 180 200 10 20 30 40 50 70 90 192.1 193.1 99.5 58.8 113.8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 20 40 60 80 100 Full Scan m/z192 Relative Abundance m/z MS/MS m/z160 Relative Abundance 60 80 100 120 140 160 180 200 10 20 30 40 50 70 90 160.3 192.2 161.6 Relative Abundance Time (min) m/z

10 底質中における分析例 Full Scan m/z192 MS/MS m/z160 192.1 Relative Abundance
80 100 120 140 160 180 200 10 20 30 40 50 70 90 74.1 192.1 138.2 57.9 178.5 104.6 123.9 97.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 20 40 60 80 100 Full Scan m/z192 Relative Abundance Relative Abundance m/z MS/MS m/z160 60 80 100 120 140 160 180 200 10 20 30 40 50 70 90 160.3 192.2 Relative Abundance Time (min) m/z

11 検量線 Area 濃度（ppm） Y = -176525+3.36667e+007*X R^2 = 1.0000 0.0 0.5 1.0
1.5 2.0 Area 濃度（ppm）

12 MS/MS分析 1.　絶対感度低下　　　1/10 2.　妨害・BG低下　　　BG　1/100　 　選択性とS/N比の向上　

13 297 30% 20% m/z 355 m/z 355 25% 40% 297 m/z 355 297 MS/MS 分析　（Br-NP-1EC）

14 分析例　環境河川水 1.淡路島　三原川　脇田橋　農業地帯 　たまねぎ・白菜・米　ベノミル散布 2.加古川市　別府川　十五社橋　都市域 　COD有機物汚染　ワースト5　＋農業

15 MBC ESI　MS/MS　192　=>50-200 2900万 MBC 2500万 ESI　MS/MS　192　=>160 ESI　MS/MS　192　=>50-200 RT:6.46分 MBC 淡路島　三原川　脇田橋

16 A MBC 2600万 ESI　MS/MS　192　=>50-200 MBC 2300万 ESI　MS/MS　192　=>160 ESI　MS/MS　192　=>50-200 A RT:5.25分 MBC RT:6.46分 加古川市別府川十五社橋

17 分析例　環境河川底質 1. 淡路島　三原川　脇田橋　農業地帯 2. 加古川市　別府川　十五社橋　都市域 3. 尼崎市　神崎川　辰巳橋 4. 明石市　明石川　嘉栄橋

18 A ESI MS/MS 192 =>50-200 ESI MS/MS 192 =>160 A MBC 淡路島 三原川 脇田橋
淡路島　三原川　脇田橋

19 A ESI MS/MS 192 =>50-200 ESI MS/MS 192 =>160 A MBC 加古川市別府川十五社橋

20 B A ESI MS/MS 192 =>50-200 ESI MS/MS 192 =>160 A B MBC
尼崎市　神崎川　辰巳橋

21 A ESI MS/MS 192 =>50-200 ESI MS/MS 192 =>160 A MBC 明石市 明石川 嘉栄橋
明石市　明石川　嘉栄橋

22 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
O N H 100 60 80 120 140 160 180 200 m/z 10 20 30 40 50 70 90 Relative Abundance 160.3 192.1 N H O +

23 メーリングリストによる情報共有 内部標準として添加する標識化合物の情報を はじめとして、MS分析のノウハウ、失敗の共有 などを進める。
ダイオキシン分析

24 Webサーバーによる情報共有 内分泌かく乱・ダイオキシン最新情報 ダイオキシン国際シンポのabstract翻訳
<volume, page no.> 47, 9-12 <English title> Relative Contribution of Chlorinated Naphthalenes, Biphenyls, Dibenzofurans and Dibenzo-p-Dioxins to Toxic Equivalents in Biota from the South Coast of the Baltic sea. <Japanese title> バルト海南岸生物相のPCN, PCB, PCDD, PCDF、毒性等価量への相対的寄与 <authors> J. Falandysz, K. Kannan, M. Kawano and C. Rappe <key words> TCDD TEQs, Baltic sea , PCN, PCB, PCDD, PCDF, sediment, plankton, mussel, crab, fish, cormorant, wildlife, seafood <Japanese key words> TCDD毒性等価量, バルト海, PCN, PCB, PCDD, PCDF, 底質, プランクトン, イガイ, カニ, 魚, 鵜, 野生動 物, 海産食品 <captions> Table l. TCDD Equivalents (H4IIE EROD or H4IIE-Luc) of dioxin-like PCBs, PCNs, PCDFs and PCDDs in varioussamples from the southern of the Baltic Sea(pg/g lipid wt) Table l. バルト海南部の各種試料中ダイオキシン様のPCBs、PCNs、PCDFs、PCDDsのTCDD毒性当量（H4IIE-ERODまたはH4IIE- ルシフェラーゼ）（pg/g脂質重量） <summary> 研究の目的は、バルト海南岸の海産生物のPCN, PCB, PCDD, PCDFにおけるダイオキシン様活性、毒性等価量 への相対的寄与を、提出することである。底質, プランクトン, イガイ, カニ, 魚, 鵜, 野生動物, 海産食

25 まとめ 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）のｻﾝﾌﾟﾙへの
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。 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）のｻﾝﾌﾟﾙへの 適用が期待できる。 情報の共有 メーリングリスト・Webサーバーの活用

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