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GC/MS/MSを用いた生薬中の農薬分析 [GC-TQMS Application]

MSTips No. 373

JEOL USA, INCアプリケーションデータ

はじめに

生薬の原料として栽培される薬用作物は、その他の農作物と同様に病害虫から作物を守るなどの目的として農薬が使用されている。そのため、近年では薬用作物の品質を管理するためにも栽培に使用された農薬成分について測定が行われている。今回は、ある生薬を実試料として用い、抽出及び精製後の試料に農薬を添加して測定を実施した。なお、本実験はアメリカ法人のJEOL USA, INC.にて、前処理から測定を実施した。

測定条件

乾燥した花のつぼみを混合溶液A (アセトニトリル:ジメチルアセトアミド = 90:10) 10 mLに浸し、15分間超音波抽出を行った。抽出液を約2500 rpmで10分間遠心分離後、混合溶液Aを用いて10倍希釈した。次に、Restek Q-sep QuEChERS dSPEチューブ (AOAC 2007.01 method4、PN#26125) を使用し、dSPEの手順に従って、希釈した抽出物1 mLを精製した。0.25 - 100 ppbの濃度範囲となるように、精製後の上清90 μLに各濃度の農薬標準溶液を10 μL添加して測定を実施した。GC-MS/MSの測定条件をTable1と2に示す。

Table 1) GC/MS/MS method

GC
Column ZB-5MSPlus (30 m, 0.25 mm i.d., 0.25 μm)
Inlet Split / Splitless
Inlet Temp. 260°C
Flow 1.0 mL / min, Constant flow
Injection Mode Pulsed splitless (Pulsed pressure 206.84 kPa, 10 min)
Purge Flow 30 mL / min, 1.0 min
Injection Volume 1 μL
Oven Program 80°C (0.75 min) → 35 °C / min → 190°C → 5°C / min → 240°C → 20°C / min → 300°C (6 min)
MS
Ion Source Temp. 250°C
Interface Temp. 300°C
Ionization Mode EI+, 70 eV
Measurement Mode SRM, High Sensitivity
Collision Gas N2, 10%

Table 2) SRM transition

No. Compound Quantitative ion Referenced ion 1 Referenced ion 2
1 Azoxystrobin 344 -> 156 388 -> 345 388 -> 360
2 Bifenazate 258 -> 196 258 -> 199 300 -> 196
3 Carbaril (decomp) 144 -> 115 144 -> 116 89 -> 63
4 Carbaril (intact) 144 -> 115 144 -> 116 89 -> 63
5 Carbofuran 164 -> 149 164 -> 103 149 -> 103
6 Chlordane (cis) 375 -> 266 373 -> 266 373 -> 264
7 Chlordane (trans) 373 -> 266 373 -> 264 375 -> 266
8 Chlorfenapyr 59 -> 31 247 -> 227 59 -> 41
9 Chlorpyrifos 197 -> 169 199 -> 171 197 -> 134
10 Cinerin I 150 -> 108 123 -> 79 123 -> 81
11 Clofentezine 137 -> 102 137 -> 75 139 -> 102
12 Cyfluthrin I 226 -> 206 206 -> 151 206 -> 150
13 Cyfluthrin II 226 -> 206 163 -> 127 163 -> 91
14 Cyfluthrin III 226 -> 206 163 -> 127 163 -> 91
15 Cyfluthrin IV 226 -> 206 163 -> 127 163 -> 91
16 Cypermethrin I 163 -> 127 181 -> 152 163 -> 91
17 Cypermethrin II 163 -> 127 181 -> 152 163 -> 91
18 Cypermethrin III 163 -> 127 181 -> 152 163 -> 91
19 Cypermethrin IV 163 -> 127 181 -> 152 163 -> 91
20 Diazinone 137 -> 84 199 -> 135 199 -> 93
21 Dimethoate 93 -> 63 87 -> 42 87 -> 46
22 Etoxazole 141 -> 113 300 -> 270 204 -> 176
23 Fenoxycarb 116 -> 88 186 -> 157 186 -> 158
24 Fipronil 213 -> 143 367 -> 213 213 -> 178
25 Fludioxonil 248 -> 127 248 -> 154 248 -> 182
26 Jasmolin I 164 -> 109 123 -> 79 123 -> 81
27 Kresoxim-methyl 116 -> 89 206 -> 116 206 -> 131
28 Malathion 127 -> 99 93 -> 63 125 -> 79
29 Metalaxyl 206 -> 132 132 -> 117 206 -> 105
30 Methiocarb 168 -> 153 168 -> 109 153 -> 109
31 Methyl parathion 263 -> 109 125 -> 79 125 -> 47
32 MGK 264 I 164 -> 93 164 -> 121 164 -> 77
33 MGK 264 II 164 -> 67 164 -> 80 164 -> 98
34 Myclobutanil 179 -> 125 150 -> 123 179 -> 90
35 Paclobutrazol 236 -> 125 125 -> 89 236 -> 132
36 Permethrin (cis) 183 -> 153 183 -> 168 183 -> 165
37 Permethrin (trans) 183 -> 153 183 -> 168 163 -> 91
38 Phosmet 160 -> 133 160 -> 105 160 -> 77
39 Prallethrin 123 -> 81 123 -> 79 105 -> 77
40 Propiconazole I 173 -> 109 173 -> 145 259 -> 191
41 Propiconazole II 173 -> 109 173 -> 145 259 -> 191
42 Spiromesifen 272 -> 254 272 -> 209 272 -> 226
43 Spiroxamine I 100 -> 72 100 -> 58 100 -> 41
44 Tebuconazole 250 -> 125 125 -> 89 125 -> 99
45 Thiamethoxam 132 -> 71 212 -> 139 212 -> 182
46 Trifloxystrobin 116 -> 89 172 -> 145 131 -> 89

結果

Fig. 1に1 ppbにおける8成分のSRMクロマトグラムとFig. 2にその検量線を示す。本測定では、実試料に標準試料を添加して測定しているため、実試料に含まれる夾雑成分の影響により、クロマトグラムの形状及び分離状況が悪化すると懸念されたが、結果として、Fig. 1に示すように良好なSRMクロマトグラムが得られた。また、異性体を多く含むCyfluthrinとCypermethrinのクロマトグラムの分離状況は良好であった。さらに、ピレトリン類に分類されるJasmolin Iにおいても1 ppbで観測されており、検量線も良好な直線性を示した。Table 3に農薬46成分における検量線濃度範囲と決定係数を示す。農薬46成分中42成分において、1 ppb以下でSRMクロマトグラムピークが観測された。うち27成分は0.25 ppbであった。さらに、検量線の決定係数は、46成分全てにおいて0.99以上と高い直線性を示した。

Figure 1 Azoxystrobin
Figure 1 Carbofuran
Figure 1 Clofentezine
Figure 1 Cyfluthrin I
Figure 1 Cypermethrin I
Figure 1 Jasmolin I
Figure 1 Methyl parathion
Figure 1 MGK 264 Ⅰ

Fig. 1 Selected SRM chromatograms at 1 ppb.

Figure 2 Azoxystrobin
Figure 2 Carbofuran
Figure 2 Clofentezine
Figure 2 Cyfluthrin I
Figure 2 Cypermethrin I
Figure 2 Jasmolin I
Figure 2 Methyl parathion
Figure 2 MGK 264 Ⅰ

Fig. 2 Selected standard curve.

Table 3) Concentration range and linearity of standard curve.

No. Compound Range
(pg / uL)
Linearity
(Determination coefficient)
1 Azoxystrobin 0.25 - 100 0.9986
2 Bifenazate 1 - 100 0.9968
3 Carbaril (decomp) 2.5 - 100 0.9989
4 Carbaril (intact) 0.25 - 100 0.9986
5 Carbofuran 0.25 - 100 0.9980
6 Chlordane (cis) 0.25 - 100 0.9991
7 Chlordane (trans) 1 - 100 0.9976
8 Chlorfenapyr 0.25 - 100 0.9995
9 Chlorpyrifos 0.25 - 100 0.9987
10 Cinerin I 10 - 100 0.9870
11 Clofentezine 0.25 - 100 0.9997
12 Cyfluthrin I 0.50 - 100 0.9990
13 Cyfluthrin II 0.25 - 100 0.9986
14 Cyfluthrin III 0.50 - 100 0.9987
15 Cyfluthrin IV 1- 100 0.9943
16 Cypermethrin I 0.25 - 100 0.9990
17 Cypermethrin II 0.25 - 100 0.9984
18 Cypermethrin III 1 - 100 0.9983
19 Cypermethrin IV 1 - 100 0.9993
20 Diazinone 0.25 - 100 0.9994
21 Dimethoate 0.50 - 100 0.9992
22 Etoxazole 0.50 - 100 0.9999
23 Fenoxycarb 0.50 - 100 0.9990
24 Fipronil 0.25 - 100 0.9990
25 Fludioxonil 0.25 - 100 0.9996
26 Jasmolin I 1 - 100 0.9979
27 Kresoxim-methyl 1 - 100 0.9981
28 Malathion 0.25 - 100 0.9990
29 Metalaxyl 0.25 - 100 0.9998
30 Methiocarb 0.50 - 100 0.9989
31 Methyl parathion 0.25 - 100 0.9980
32 MGK 264 I 0.25 - 100 0.9996
33 MGK 264 II 0.25 - 100 0.9999
34 Myclobutanil 0.25 - 100 0.9970
35 Paclobutrazol 0.25 - 100 0.9993
36 Permethrin (cis) 2.5 - 100 0.9990
37 Permethrin (trans) 2.5 - 100 0.9998
38 Phosmet 1 - 100 0.9981
39 Prallethrin 1 - 100 0.9985
40 Propiconazole I 0.25 - 100 0.9993
41 Propiconazole II 0.25 - 100 0.9995
42 Spiromesifen 0.25 - 100 0.9983
43 Spiroxamine I 0.25 - 100 0.9998
44 Tebuconazole 0.25 - 100 0.9994
45 Thiamethoxam 0.25 - 100 0.9988
46 Trifloxystrobin 0.25 - 100 0.9998

まとめ

生薬中の農薬46成分についてGC/MS/MS測定を実施した。JMS-TQ4000GCを用いることで、夾雑成分が多い生薬中の農薬分析であっても良好な感度と直線性が確保できることが示された。

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