GC-QMS Application: 溶媒抽出-GC-MS法によるフタル酸エステル類分析

  • 概要

MSTips No.294

概要

樹脂の可塑剤として使用されるフタル酸エステル類は、内分泌攪乱物質としての人体への影響が懸念されていることから、その使用については様々な規制により制限されている。2019年7月22日に施行される改正RoHS指令(RoHS 2.0)では4物質(フタル酸ジイソブチル:DIBP、フタル酸ジブチル:DBP、フタル酸ブチルベンジル:BBP、フタル酸ジ-2-エチルヘキシル:DEHP)が対象となっており、測定法としてはIEC-62321-8により精密分析として溶媒抽出-GC-MS法が、スクリーニング測定としてPy-/TDGC-MS法が規定されている。今回はJMS-Q1500GCを用い、溶媒抽出-GC-MS法について検討を行ったので結果を報告する。

実験

サンプルにはフタル酸フリーのPVC樹脂片を用いた。まず樹脂片を308mg秤量し、テトラヒドロフラン10mLに浸して60分間超音波抽出した。その後アセトニトリル20mLを加えて30分静置により樹脂分を分離して抽出液を採取した。さらにこの抽出液にフタル酸エステル類4物質およびサロゲート物質DEHP-d4が濃度0.5ppm(=mg/L)(樹脂中濃度では50ppmに相当) 、内部標準物質Antracene-d10が1ppm(樹脂中濃度では100ppmに相当)となるように添加した。検量線は濃度0、0.5、1、2.5、5、10 ppm(樹脂中濃度ではおよそ 0、50、100、250、500、1000ppmに相当)で作成し、上記0.5ppm添加PVC抽出液の定量値を算出した。GC/MSの測定条件の詳細をTable1に示す。

Table 1. GC/MS measurement conditions

GC
Injection volume 1μL
Column ZB-1HT 15m length, 0.25mmi.d.
0.1μm film thickness
(Phenomenex Inc)
Gas flow He 1.5mL/min, constant flow
Injection mode Split 1/10
Inlet Temp. 300°C
Oven temp. 80°C→20°C/min→300°C(1min)
MS: JMS-Q1500GC
Ion source temp. 250°C
Interface temp. 300°C
Ionization EI, 70eV
Measurement mode Scan m/z 50~600 with SIM
DIBP: m/z 149,205,223
DBP: m/z 149,205,223
BBP: m/z 91,149,206
DEHP: m/z 149,149,167
DEHP-d4: m/z 153,171
Antracene-d10: m/z 94,160,188
Under line : Quantitative ion

結果

0.5ppm添加PVC抽出液の抽出イオンクロマトグラムを以下に示す。S/N(rms)は最も低いDBPでも400以上と良好であった。

Chromatograms of 0.5ppm Phthalates  in PVC extract

Figure. 1 Chromatograms of 0.5ppm Phthalates in PVC extract

濃度0、0.5、1、2.5、5、10 ppmで作成した検量線を以下に示す。各物質とも良好な直線性が得られた。

Calibration curve

Figure. 2 Calibration curve

0.5ppm添加PVC抽出液のn=5回繰り返し測定における定量値をTable2に示す。各物質とも良好な再現性が得られた。
※1つの抽出液を複数回インジェクションした結果であり、溶媒抽出を5回繰り返したものではない。

Table 2. Repetition of quantitative value (ppm)

1 2 3 4 5 Average Standard
deviation
CV%
DIBP 0.52 0.52 0.54 0.52 0.52 0.52 0.009 1.7%
DBP 0.52 0.52 0.53 0.51 0.52 0.52 0.008 1.5%
BBP 0.52 0.51 0.52 0.52 0.52 0.52 0.004 0.7%
DEHP 0.49 0.49 0.50 0.49 0.49 0.49 0.003 0.7%
DEHP-d4 0.47 0.47 0.48 0.47 0.47 0.47 0.003 0.6%
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