SBSE-TD-GC/MS 法による農薬分析

大阪府環境情報センター

○ 山内茂弘，服部幸和，上堀美知子，中戸靖子

目的・薬品の使用削減による環境負荷の低減（ I

SO14001 取得）・前処理操作が簡便であること・微量農薬分析の精度向上　　　　　　　　　　↓

ＳＢＳＥ - ＴＤ - ＧＣ / ＭＳ法による検討

ＳＢＳＥ法とは・ SBSE(Stir Bar Sorptive Extractio

n)

　　撹拌子吸着抽出 ・ PDMS(100% ﾎﾟﾘｼﾞﾒﾁﾙｼﾛｷｻﾝ ) を

コーティングしている撹拌子を使用

・液－液抽出の理論を応用

撹拌子

10μl ｼﾘﾝｼﾞ

撹拌子（ツイスター）

10μl ｼﾘﾝｼﾞ

管ｶﾞﾗｽ

撹拌子投入

撹拌状態

取り出し

水分除去

ＴＤ（加熱脱着）－ＧＣ/ ＭＳ

ＳＢＳＥ - ＴＤ - ＧＣ / ＭＳ法のフロー

　　　　　　　　試料水（バイアル瓶）　　　　　　　　　　　　　↓　　　　　　　　　　内部標準添加　　　　　　　　　　ツイスター投入　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓　　　　　　　　　　　　 撹拌　　　　　　　　　　　　　↓　加熱脱着装置付ＧＣ／ＭＳによる測定

特徴（メリット）

・有機溶媒を使用しない・ SPME 法に比べ吸着容量が大き

い・操作が簡便である・回収率を予測できる　　　　 et

c

SPME と SBSE

0102030405060708090100

1 10 102 103 104 105

K(o/w)

Rec

ove

ry (

%)

SBSE SPME

脂溶性→← 水溶性

[ PDMS ] = K PDMS/w ~ K o/w

[ water ]

水－オクタノール間の分配 ≒ 水－ PDMS 間の分配

「 2003 年 7 月開催　横河アナリティカルシステムズ食品安全性分析技術セミナー資料より抜粋」

SBSE と SPME の回収率の比較

農薬の logKo/w は > 2 　が多い !

0102030405060708090100

1 10 100 1000 10000 100000K(o/w)

Re

co

ve

ry (

%)

SBSE SPME

Thiobencarb

Thiobencarb

* 試料水溶液 : 10ml

「 2003 年 7 月開催　横河アナリティカルシステムズ食品安全性分析技術セミナー資料より抜粋」

理論的回収率ｵ ｸﾀﾉｰ ﾙ 分配係数 ｵ ｸﾀﾉｰ ﾙ 分配係数

(logKo/ w) (logKo/ w)Methamidophos - 0.80 0.0 Pyridaphenthion 3.20 79.2Echlomezol 3.37 84.9 Iprodione 3.00 70.6Acephate - 0.85 0.0 Bensulide(SAP) 4.20 97.4DEP(trichlorfon) 0.51 0.8 Ethofenprox 7.05 100.0Chloroneb 3.44 87.0 Propiconazole 3.72 92.6Pencycron 4.82 99.4 fosetyl - 3.92 0.0Bethrodine 3.73 92.8 Thiodicarb 1.70 10.7CAT 2.18 26.6 Atazine 2.61 49.4propyzamide 3.43 86.6 Benthiocarb(thiobencarb) 3.40 85.5TPN(chlorothalonil) 3.05 72.9 BPMC(fenobucarb) 2.78 59.1Diazinon 3.81 93.9 Chloroneb 3.44 87.0MBPMC(terbucarb) 5.28 99.8 DDVP(dichlorvos) 1.47 6.6Tolclofos- methyl 4.56 98.9 EPN 4.78 99.3Methalaxyl 1.65 9.7 Etylthiomethone 4.02 96.2Dithiopyr 4.75 99.3 IBP(iprobenfos) 3.34 84.0MEP(fenitrothion) 3.30 82.7 MCPP(mecoprop) 2.94 67.5Chlorpyrifos 4.96 99.5 Mefenacet 3.23 80.3Pendimethalin 5.18 99.7 Methy Thioacetohydroxamate 1.12 3.1Captan 2.80 60.2 MPP(fenthion) 4.09 96.7Isofenphos 4.12 96.9 NAC(carbaryl) 2.36 35.5Metyldymron 3.02 71.5 PAP(phenthoate) 3.69 92.2Butamifos 4.62 99.0 Simetryne 2.80 60.2Napropamide 3.36 84.6 Thiophanate- methyl 1.40 5.7Flutolanil 3.70 92.3 Triadimefon 2.77 58.6Isoprothiolane 2.88 64.5 naphthalene- d8 4.35 98.2Isoxathion 3.73 92.8 anthacene- d10 4.45 98.5Mepronil 3.66 91.6 fluoranthene- d10 5.16 99.7pyributicarb 5.18 99.7 sample size 10ml

twister 10mm*0.5mm

農薬名 (%)回収率 農薬名 (%)回収率

検討した農薬成分

　ゴルフ場農薬暫定指針農薬のうち本センターがＧＣ / ＭＳで測定してきた２７成分について検討した

エクロメゾール　　　　クロロネブ　　　 ベスロジン　　　 プロピザミド　

ダイアジノン　　　　 　ＴＰＮ　　　　　　 　 ＭＢＰＭＣ　　 　 トルクロホスメチル

ジチオピル　　　　　 　ＭＥＰ　　　　　 クロルピリホス　 イプロジオンペンディメタリン　　　 イソフェンホス 　 ナプロパミド　 ブタミホスフルトラニル　　　　　 イソプロチオラン イソキサチオン メプロニルプロピコナゾール　　　ピリブチカルブ　 エトフェンプロックスペンシクロン　　　　　　ＣＡＴ　　　　　　　 メタラキシル　　　キャプタンピリダフェンチオン

検討内容

撹拌時間の検討･抽出法との比較･ｼﾞｸﾛﾛﾒﾀﾝ （定量下限

値）

添加回収試験･・実試料水の測定

A pyributicarb： B MBPMC： C tolchlofos-metyl： D propiconazol：E pendimethalin： F napropamide： G dithiopyl： H chloroneb：

(min)時間

ﾚｽﾎﾟﾝｽ

ABCDEFGH

SBSE-TD-GC ／ MS による撹拌時間の検討

撹拌時間

２時間

SBSE 法とジクロロメタン抽出法のフロー

SBSE-TD-GC/MS 法バイアル瓶に試料水　　　　　↓ (10ml)

　内部標準添加　ツイスター投入　　　　　　↓　　　　 撹拌（ 2h)

　　　　　↓加熱脱着装置付ＧＣ／

ＭＳによる測定（ 1h)

ジクロロメタン抽出 -GC/MS 法試料水 (500ml) 採取　　　　↓ジクロロメタンによる抽出（２

回）

　　　　↓エマルジョン破壊（凍結）一昼

夜

　　　　↓　　　脱水　　　　↓　　　濃縮 ( 最終 1ml)

　　　　↓内部標準添加後ＧＣ／ＭＳによる測定（ 40min)

TD-GC/MS 測定条件

加熱脱着 280 (5min) Splitless,50ml/min℃カラム 　 HP-5MS 30m×0.25mmD, 0.25μm

昇温条件 50 -2min-15 /min-150 -7 /min-280 -8min℃ ℃ ℃ ℃ ℃

使用機器ＴＤ　 Gerstel 社製　ＴＤＳ２ＧＣ　 Agilent 社製　 6890N

MS Agilent 社製　 5973MSD

定量下限値（ＭＤＬ）の比較結果　　　　　　　 　　 抽出ｼﾞｸﾛﾛﾒﾀﾝ - SBS

E-TD　 GC/MS 法 -GC/MS 法エクロメゾール 0.39 0.083クロロネブ 0.23 0.064ベスロジン 0.12 0.061プロピザミド　 0.39 　 0.1

2ダイアジノン 0.30 0.081ＴＰＮ 0.050 0.050ＭＢＰＭＣ 0.21 0.081トルクロホスメチル 0.25 0.061ジチオピル 0.13 0.022ＭＥＰ 0.31 0.19クロルピリホス 0.30 0.031イプロジオン 0.28 0.034

抽出ｼﾞｸﾛﾛﾒﾀﾝ - SBSE-TD　 GC/MS 法 -GC/MS 法ペンディメタリン 0.10 0.12

イソフェンホス 0.31 0.043ナプロパミド 0.22 0.067ブタミホス 0.15 0.11フルトラニル 0.38 0.093

イソプロチオラン 0.27 0.091イソキサチオン 0.17 0.029メプロニル 0.24 0.10プロピコナゾール 0.20 0.067ピリブチカルブ 0.19 0.062エトフェンプロックス 0.32 0.0

63 ( 単位 :μg/l)

試料水濃度 0.2μg/l

n=6

ＳＢＳＥ -TD-GC/MS 法によるＴＩＣ

　　　ジクロロメタン抽出 -GC/MS 法によるＴＩＣ

試料水濃度 0.2μg/l

試料水濃度 0.2μg/l

添加回収試験　　　　　 　　 　回収率（％） 変動係

数（％）

エクロメゾール 104 0.48クロロネブ 94 4.2ベスロジン 101 4.3プロピザミド　 115 4.8ダイアジノン 104 3.4ＴＰＮ 82 2.6ＭＢＰＭＣ 110 2.4トルクロホスメチル 102 1.8ジチオピル 112 3.4ＭＥＰ 124 5.3クロルピリホス 107 2.3イプロジオン 106 2.8

　 　　　　 　　　回収率（％）　　変動係数（％）

ペンディメタリン 111 2.8

イソフェンホス 116 4.0ナプロパミド 111 3.5ブタミホス 117 4.9フルトラニル 113 5.5 イソプロチオラン 111 6.9イソキサチオン 108 6.2メプロニル 111 6.2プロピコナゾール 97 4.5ピリブチカルブ 96 2.2エトフェンプロックス 113 4.3 ( 単位 :μg/l)

試料水濃度 1.0μg/l

n=6

回収率　８２～１２４％

変動係数　６．９％以下

検討結果エクロメゾール　 クロロネブ ベスロジン プロピザミド　ダイアジノン　　 ＭＢＰＭＣ トルクロホスメチル ジチオピルＭＥＰ　　　　　　　 クロルピリホス　 イプロジオン イソフェン

ホス ナプロパミド フルトラニル　　 イソプロチオラン イソキサチオ

ンメプロニル プロピコナゾール ピリブチカルブ エトフェンプロッ

クスＴＰＮ ペンディメタリン ブタミホスペンシクロン　　　　　　ＣＡＴ　　　　　 メタラキシル　　　　　　　キャ

プタンピリダフェンチオン

青字：ＳＢＳＥ－ＴＤ－ＧＣ／ＭＳ法のほうが良い緑字：ジクロロメタン抽出ＧＣ／ＭＳ法と同等赤字：ＳＢＳＥ－ＴＤ－ＧＣ／ＭＳ法で検出されなかった

ＳＢＳＥ -TD-GC/MS 法によるＴＩＣ　実試料水

　　　ジクロロメタン抽出 -GC/MS 法によるＴＩＣ　実試料水

ﾀﾞｲｱｼﾞﾉﾝ

ﾀﾞｲｱｼﾞﾉﾝ

SBSE-TD-GC/MS 法と 抽出ｼﾞｸﾛﾛﾒﾀﾝ -GC/MS 法との相関

1.0E- 07

1.0E- 06

1.0E- 05

1.0E- 04

1.0E- 03

1.0E- 02

1.0E- 07 1.0E- 06 1.0E- 05 1.0E- 04 1.0E- 03 1.0E- 02

SBSE法

ｼｸ゙ﾛﾛﾒﾀﾝ抽出法

mg/ l単位：

y=0.8304x+2E- 06

R2=0.8024

まとめ

・クロマトの分離が良くなった ・有機溶媒を使用せず微量環境中農薬を高　感度で測定することができた・有害物質を使用しないので環境負荷の低　　減及び作業環境の向上につながった ・操作が簡便であり，作業効率が良くなった

今後の検討

・他の前処理法（固相抽出等）との比較

・回収率の低い農薬成分の抽出方法・その他の様々な農薬成分