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LC/MSによる環境汚染物質の分析条件の検討
－マネブ系農薬・界面活性剤の分析－
○ 米久保 淳（日本ウォーターズ）、 花田 喜文 （北九州市環境科学研究所）
＜目的＞
古くから農薬として使用されているエチレンビスジチオカーバメー
ト系農薬（マネブ、ジネブ、マンゼブ）は、環境ホルモン物質である
と共に、PRTR法の対象物質に列挙されている。これらマネブ類の
環境汚染の状況を把握するため、近年環境分析への適用が提唱
されている液体クロマトグラフ／質量分析計（ＬＣ／ＭＳ）を用いて、
水質、底質及び大気試料を対象とした分析法を開発する。また、カ
チオン性界面活性剤として、繊維柔軟剤や整髪料に含有され、環
境水への流出が懸念されている長鎖アルキル基を有する４級アン
モニウム化合物のLC/MS法による分析について、基礎的な条件検
討を行う。
1
N,N’-ethylenebis(dithiocarbamate) fungicides
生産量：ジネブ 395t，マネブ 1,682t，マンゼブ 2,556t
（’93，輸入量も全て同程度）
用 途：殺菌剤。マネブはジネブより適用範囲が広く、殺菌性、薬効、
薬害もマネブが強い。マンゼブは、マネブに水溶性亜鉛を反
応させて生成。殺菌性はマネブと同等で薬害が少ない。化学的
には混合物ではなく亜鉛イオン配位マネブと判定されている。
溶解性：ほとんどの有機溶媒に不溶
その他：環境ホルモン（モニタリング不能物質群）
PRTR法第1種指定化学物質
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2
分析法の概要
MW = 240
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3
分析方法
底質試料 5g
水質試料 200mL
大気試料（Hi-Vol ろ紙）
← L-ｼｽﾃｨﾝ １g
← アルカリ性EDTA溶液 100mL
精製 200mL
← L-ｼｽﾃｨﾝ 1g
← アルカリ性EDTA溶液 100mL
振とう 15分
振とう 15分
← イオン対試薬* 15mL
← イオン対試薬* 5mL
中 和 ･･ 2M 塩酸
抽 出 ･･ 0.1M CH3I/CHCl3-hexane(3:1) 50mL×２
誘導体化 ･･ 室温，30分静置
濃縮・溶媒転溶 ･･ CH3CN 1mL
クリーンアップ
ＬＣ／ＭＳ 分析
*) イオン対試薬 ： 0.41M 硫酸水素
テトラブチルアンモニウム水溶液
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4
Dimethyl Ethylenebis(dithiocarbamate)
[EBD-dimethyl]：定量用標準品の合成
エチレンジアミン（NH2CH2CH2NH2)
96%エタノール中
← CS2, CH3I
攪 拌
← 水
沈 殿
再結晶（クロロホルム，2回）
融点測定結果：104.5-106℃
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EBD-dimethylのLC/MS測定条件
LC/MS条件
（HPLC）
カ ラ ム : Inertsil ODS-80A， 1.5mm id, 250mm， 5μm
移動相 : CH3CN/水(6:4)→ (10分) →100%CH3CN (20分)
流速 ： 0.1 mL/min ,
注入量 : １μL カラム温度: 30℃
（MS）
装 置 : プラットフォーム LCZ（Waters社）
モード : ESI，負イオンSIM測定
窒 素: 346 L/hr.
温 度 : 脱溶媒 100℃, イオン源 80℃
電 圧 : ｻﾝﾌﾟﾙコーン 10V, キャピラリー 3.0kV,
マルチプライアー 660V
モニターイオン ： m/z 239 (M-H) & 191，241 (M+H)
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6
EBD-dimethyl標準品の
マススペクトル及びマスクロマトグラム
(-)
(+)
(-)
(-)
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7
検 量 線
EBD-dimethylの 検 量 線
ピーク強度
0.5
0
0
0.2
0.4
0.6
濃 度 ［ μ g/ml]
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装置検出限界の測定
I D L 測 定 結 果（ 注 入 量 ： １ μ L ）
No1
No2
No3
No4
No5
[単 位 :ng]
NO6
No7
Ave.
σ
IDL
0.050 0.053 0.075 0.043 0.052 0.053 0.055 0.054 0.010 0.0192
S/N=7.9
代表的なクロマトグラム
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クリーンアップ条件の検討
（Sep-PAK C18からの溶出パターン）
[%]
100
CH3CN
20%水/CH3CN
60%水/CH3CN
50
0
Fr1
Fr2
Fr3
Fr4
Fr5
分画：各4mL
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物質毎の回収率
（ 添 加 量 ： ４ μ g）
標準品純度
測定結果
回収率
[％ ]
[μ g]
[％ ]
マネブ
70.5
2.39
93.7
ジネブ
86.3
3.06
102.0
マンゼブ
74.5
2.24
84.8
物質名
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11
添加回収試験結果
試 料
ｎ
添加後
濃度
精製水 500mL
５
0.2ppb
86.3
26.3
海水 500mL
２
2ppb
109%
－
２
4ng/m
93%
－
大気 250m
3
3
平均回
標準偏差
収率 [%]
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精製水添加試料の SIMクロマトグラム
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カチオン性界面活性剤
（4級アンモニウム化合物）の分析 I
化合物名
略号
示性式
分子量／検出イオン
1. n - デシルトリメチルアンモニウム
ブロミド
DTMA
[CH3(CH２）9N (CH3)3]+
Br -
279.16 /
200
2. n - ドデシルトリメチルアンモニウム
クロリド
DDTMA
[CH3(CH２）11N (CH3)3]+
Cl -
263.24 /
228
3. セチルトリメチルアンモニウム
ブロミド
CTMA
[CH3(CH２）15N (CH3)3]+
Br －
363.25 /
284
4. テトラデシルジメチルベンジルアンモニウム
クロリド
TDDMBA
[CH3(CH２）13N (CH3)2 CH2C6H5]+
Cl -
367.30 /
332
5. ステアリルトリメチルアンモニウム
クロリド
STMA
[CH3(CH２）17N (CH3)3]+
Cl -
347.33 /
312
6. セチルジメチルベンジルアンモニウム
クロリド
CDMBA
[CH3(CH２）15N (CH3)2 CH2C6H5]+
Cl -
395.33 /
360
7. ジ－ n - ドデシルジメチルアンモニウム
ブロミド
DDDDMA
[[CH3(CH２）11]2N (CH3)2]]+
Br -
461.36 /
382
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4級アンモニウム化合物のLC/MS測定条件 (酢酸アンモニウム系 )
LC/MS条件
（HPLC）
カ ラ ム : MSpak GF-310 4D， 4.6 mm id, 150mm， 6μm
移動相 : CH3CN/5mM 酢酸アンモニウム＋0.3% ギ酸 (25:75)→
(7分) → 35% CH3CN(18分）
流速 ： 0.25 mL/min ,
注入量 : 20μL カラム温度: 40℃
（MS）
装 置 : ZQ（Waters社）
モード : ESI，正イオン Scan/SIM測定
窒 素: 595 L/hr.
温 度 : 脱溶媒 175 ℃, イオン源 70℃
電 圧 : ｻﾝﾌﾟﾙコーン 39 V, キャピラリー 3.1kV,
マルチプライアー 650V
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15
7種 4級アンモニウム化合物 （1uM) のTIC
１
AA_1uM
1: Scan ES+
6.80;200
100
2
1. DTMA
2. DDTMA
8.12
228
3. CTMA
4
4. TDDMBA
3
5. STMA
12.50
284
6. CDMBA
13.92
332
5
6
14.57 15.91
312 360
7. DDDDMA
%
7
17.68
382
0
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
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18.00
Time
20.00
16
7種 4級アンモニウム化合物 （0.1nM) のSIM
100
%
64
1. DTMA
100
%
55
2. DDTMA
100
%
62
3. CTMA
100
%
49
6.58
7.90
12.91
14.46
4. TDDMBA
100
%
37
5. STMA
100
%
45
6. CDMBA
100
%
41
7. DDDDMA
2.00
4.00
15.47
17.27
19.47
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
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20.00
Time
22.00
17
7種 4級アンモニウム化合物分析法の評価
化合物名
検量線直線性* 標準偏差 **
（σ）
再現性 **
(%RSD)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
0.998
0.999
0.999
0.999
0.999
0.999
0.999
2.30
0.76
1.03
0.83
1.11
0.94
1.52
DTMA
DDTMA
CTMA
TDDMBA
STMA
CDMBA
DDDDMA
0.02
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.02
LOD (3σ） 0.03 - 0.06 nM
LOQ (10σ） 0.10 - 0.20 nM
*
**
0.1nM - 1 uM
1nM x 9回
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18
カチオン性界面活性剤
（4級アンモニウム化合物）の分析 II
化合物名
略号
示性式
分子量／検出イオン
1. n - デシルトリメチルアンモニウム
ブロミド
DTMA
[CH3(CH２）9N (CH3)3]+
Br -
279.16 / 200
2. n - ドデシルトリメチルアンモニウム
クロリド
DDTMA
[CH3(CH２）11N (CH3)3]+
Cl -
263.24 / 228
3. n - テトラデシルトリメチルアンモニウム TDTMA
ブロミド
[CH3(CH２）13N (CH3)3]+
Br -
335.22 / 256
4. セチルトリメチルアンモニウム
ブロミド
CTMA
[CH3(CH２）15N (CH3)3]+
Br －
363.25 / 284
5. テトラデシルジメチルベンジルアンモニウム
クロリド
TDDMBA
[CH3(CH２）13N (CH3)2 CH2C6H5]+
Cl -
367.30 / 332
6. ステアリルトリメチルアンモニウム
クロリド
STMA
[CH3(CH２）17N (CH3)3]+
Cl -
347.33 / 312
7. セチルジメチルベンジルアンモニウム
クロリド
CDMBA
[CH3(CH２）15N (CH3)2 CH2C6H5]+
Cl -
395.33 / 360
8. ジ－ n - ドデシルジメチルアンモニウム
ブロミド
DDDDMA
[[CH3(CH２）11]2N (CH3)2]]+
Br -
461.36 / 382
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8種 4級アンモニウム化合物 （1uM) のTIC
1
AA_std_DIW_scan1
1: Scan ES+
6.69
100
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
2
7.97
3
10.01
4
5
12.61 14.37
6
15.31
DTMA
DDTMA
TDTMA
CTMA
TDDMBA
STMA
CDMBA
DDDDMA
7
17.15
%
8
19.29
0
Time
2.50
5.00
7.50
10.00
12.50
15.00
17.50
20.00
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22.50
20
8種 4級アンモニウム化合物 （1uM) のﾏｽｽﾍﾟｸﾄﾙ
AA_std_DIW_scan1 338 (6.750)
100
200
1: Scan ES+ AA_std_DIW_scan1 723 (14.450)
4.13e7 100
1. DTMA
%
%
1: Scan ES+
4.13e7
332
5. TDDMBA
333
201
240
0
AA_std_DIW_scan1 405 (8.090)
0
1: Scan ES+ AA_std_DIW_scan1 768 (15.350)
4.13e7 100
100
2. DDTMA
228
%
%
6. STMA
1: Scan ES+
4.13e7
312
313
229
0
AA_std_DIW_scan1 504 (10.070)
100
256
0
1: Scan ES+ AA_std_DIW_scan1 858 (17.150)
4.13e7 100
3. TDTMA
%
%
1: Scan ES+
4.13e7
360
7. CDMBA
361
257
0
AA_std_DIW_scan1 630 (12.590)
100
284
%
0
1: Scan ES+ AA_std_DIW_scan1 970 (19.390)
4.13e7 100
4. CTMA
%
1: Scan ES+
4.13e7
8. DDDDMA
382
383
285
0
m/z
200
250
300
350
400
0
m/z
200
250
300
第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国
際大学）
350
400
21
8種 4級アンモニウム化合物 0.1%SDS添加（1uM) のTIC
AA_DIW_00
100
%
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
1: Scan ES+
8.04
228
DTMA
DDTMA
TDTMA
CTMA
TDDMBA
STMA
CDMBA
DDDDMA
13.07 14.89 15.85
284 332 312
10.33
256
17.72
360
19.92
382
6.64
200
0
AA_SDS_00
1
100
2
8.10
228
7.72
228
%
3
10.47
256
4
13.33
284
7
15.78 6
17.64
312
360
1: Scan ES+
8
19.82
382
5
14.87
332
10.09
256
12.77
284
4.96
227
0
AA_SDS_00
2: Scan ES14.20 14.32
265
265
100
14.72
265
0.1% SDS
%
15.08
265
15.39
265
18.27
293
0
Time
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
20.00
第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国
際大学）
22.00
24.00
22
4級アンモニウム化合物のLC/MS測定条件 (改善系 )
LC/MS条件
（HPLC）
カ ラ ム : MSpak GF-310 4D， 4.6 mm id, 150mm， 6μm
移動相 : CH3CN/0.4mM 4,4’-Bipyridyl＋0.8mM 塩酸 (35:65)→
(7分) → 45% CH3CN(25分）
流速 ： 0.25 mL/min ,
注入量 : 20μL カラム温度: 40℃
（MS）
装 置 : ZQ（Waters社）
モード : ESI，正イオン Scan/SIM測定
窒 素: 595 L/hr.
温 度 : 脱溶媒 175 ℃, イオン源 70℃
電 圧 : ｻﾝﾌﾟﾙコーン 39 V, キャピラリー 3.1kV,
マルチプライアー 650V
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際大学）
23
8種 4級アンモニウム化合物 （1uM) のTIC (改善系 )
2
BPY_DIW_01
100
1: Scan ES+
6.34
3
6
7.06
12.59
5
4
1
11.63
DTMA
DDTMA
TDTMA
CTMA
TDDMBA
STMA
CDMBA
DDDDMA
7
13.95
9.91
4.68
%
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
8
15.80
2
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国
際大学）
20.00
22.00
Time
24
8種 4級アンモニウム化合物 （1uM) のﾏｽｽﾍﾟｸﾄﾙ (改善系 )
BPY_DIW_01 235 (4.698)
1: Scan ES+ BPY_DIW_01 581 (11.629)
1.52e7 100
100
%
1. DTMA
200
332
5. TDDMBA
%
333
201
199
0
BPY_DIW_01 317 (6.341)
0
1: Scan ES+ BPY_DIW_01 632 (12.651)
1.52e7 100
228
100
1: Scan ES+
1.52e7
2. DDTMA
%
229
199
312
6. STMA
%
1: Scan ES+
1.52e7
313
199
0
BPY_DIW_01 354 (7.082)
0
1: Scan ES+ BPY_DIW_01 700 (14.013)
1.52e7 100
100
1: Scan ES+
1.52e7
256
3. TDTMA
%
257
199
0
1: Scan ES+ BPY_DIW_01 788 (15.776)
1.52e7 100
100
284
225
250
275
%
4. CTMA
285
199
0
200
361
199
0
BPY_DIW_01 496 (9.926)
%
360
7. CDMBA
%
300
325
350
375
400
m/z
425
1: Scan ES+
1.52e7
8. DDDDMA
199
0
200 225
382
383
250
275
300
325
第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国
際大学）
350
375
400
m/z
425
25
8種 4級アンモニウム化合物 0.1%SDS添加（1uM) のTIC (改善系 )
BPY_DIW_01
6.34
228
100
4.68
200
%
7.06
256
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
11.6312.59 13.95
9.91 332 312 360
284
15.80
382
2
BPY_SDS_01
6.32
2282
100
4.92
1 200
%
7.32
3
256
1: Scan ES+
BPI
1.46e7
DTMA
DDTMA
TDTMA
CTMA
TDDMBA
STMA
CDMBA
DDDDMA
1: Scan ES+
BPI
1.48e7
12.77 14.09
11.81
5 6312 7 360 8
4
10.23
332
15.90
284
382
4.54
200
3
BPY_SDS_01
100
%
2: Scan ESBPI
6.52e7
31.06
265
0.1% SDS
15.65
293
0
Time
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
第4回日本水環境学会MS技術研究委員会シンポジウム (2001,九州国
際大学）
35.00
26
SDS添加による再現性の変化
化合物名
1: DTMA
2: DDTMA
3: TDTMA
4: CTMA
5: TDDMBA
6: STMA
7: CDMBA
8: DDDDMA
SDS無添加
Average
StDev
%RSD
Average
StDev
%RSD
Average
StDev
%RSD
Average
StDev
%RSD
Average
StDev
%RSD
Average
StDev
%RSD
Average
StDev
%RSD
Average
StDev
%RSD
1602943
149582
9.33
1664826
155690
9.35
1883116
221193
11.75
1944991
229031
11.78
2063715
217990
10.56
2095608
147181
7.02
1771813
79061
4.46
874417
50107
5.73
0.1% SDS 添加
1698885
167361
9.85
2053784
231014
11.25
2785912
245065
8.80
2298289
158124
6.88
2490780
201878
8.11
2550431
273099
10.71
2307274
196774
8.53
1872488
221971
11.85
各成分1uM 含有の標準溶液に0.1%
SDS 添加／無添加のN=5 Scan mode
分析より算出
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27
まとめ （１） ： マネブ類の分析
LC/MSを用いた環境試料中のマネブ、ジネブ及びマンゼブの分
析法開発を試みた結果、以下の知見が得られた。
１．LC/MSでのマネブ類の装置検出限界は、0.019μg/mLであった。
２．この値は、水質試料では0.038ppb、大気試料では0.076ng/m3に
相当し、十分環境分析に適用可能な濃度レベルであった。
３．物質毎の回収率は 84.8～102% であり、物質間の差はなかった。
４．精製水を用いた低濃度添加回収試験では、平均回収率が86.3%と
良好な値が得られた。
５．しかし、内標準等が用いられないため、相対標準偏差 は26.3%と
比較的大きく、測定値にばらつきが見られた。
６．マネブ類をヨウ化メチルで誘導体化することにより、高感度の環境
分析を実施することが出来る。
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28
まとめ （２） ： カチオン性界面活性剤の分析
LC/MSを用いたカチオン性界面活性剤の一種である長鎖アルキ
ル基を有する4級アンモニウム化合物の分析法について酢酸アン
モニウムを移動相として検討し、以下の知見が得られた。
1. LC/MSでの4級アンモニウム化合物の検出限界及び定量限界は、
それぞれ 0.03-0.06, 0.1-0.2 nMであった。
２．本法による 0.1-1000 nM における検量線の直線性はいずれの化
合物も 0.99 < と良好な値が得られた。
３．しかし、実試料を想定した 0.1% SDS 添加溶液においてSDS溶出
部の成分に感度低下等の著しい影響が認められた。
４．今後の課題として、SDS添加の影響が比較的少ない改善系での分
析法の検討と実試料による評価が挙げられる。
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