JP6516092B2 - Method for preparing a sample for analysis of residual pesticides - Google Patents
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Description
本発明は、残留農薬の分析用試料の調製方法、特に、食品の残留農薬を分析するために用いられる試料の調製方法に関する。 The present invention relates to a method of preparing a sample for analysis of residual pesticides, and more particularly to a method of preparing a sample used to analyze residual pesticides in food.
農薬等が規定量を超えて残留する食品の販売を原則禁止するいわゆるポジティブリスト制度が本邦において2006年に施行され、多数の農薬のうち、人の健康を損なうおそれのないことが明らかな一部の農薬を除く約800種類の農薬の全てについて残留基準値が設定されるに至っている。そこで、販売される食品については約800種類の農薬を一斉に分析する必要が生じ、厚生労働省は、そのための分析法を通知している(非特許文献1)。 The so-called positive list system, which prohibits the sale of foods in which pesticides remain in excess of the specified amount in principle, was enforced in Japan in 2006, and it is clear that some of the many pesticides are not likely to harm human health. The remaining reference value has been set for all about 800 types of pesticides except pesticides of Therefore, for food to be sold, it is necessary to analyze about 800 types of pesticides at the same time, and the Ministry of Health, Labor and Welfare has notified of an analysis method therefor (Non-Patent Document 1).
厚生労働省が通知する一斉分析法(以下、「通知法」と称する。)は、基本的に、食品試料を粉砕することで均一化するための試料調製工程、調製された試料から残留農薬を抽出するための抽出工程、抽出工程で得られた抽出液から夾雑物質を除去するための精製工程および精製工程により得られた試験溶液を分析するための測定・解析工程からなる。抽出工程では、試料調製工程において均一化された試料に溶媒(アセトニトリル)を加えてホモジナイズした後に吸引ろ過する。そして、このろ液を塩析した後に溶媒を除去して得られた残留物を混合溶媒(アセトニトリルとトルエンとの混合溶媒)に溶解し、抽出液を調製する。精製工程では、グラファイトカーボン/アミノプロピルシリル化シリカゲル積層ミニカラムに対して抽出工程で得られた抽出液およびアセトニトリルとトルエンとの混合溶媒をこの順に注入し、ミニカラムからの溶出液を得る。そして、この溶出液から溶媒を除去して得られた残留物を所定の溶媒に溶解することで所定量の試験溶液を調製する。測定・解析工程では、調製された試験溶液をGC/MS若しくはGC/MS/MSまたはLC/MS若しくはLC/MS/MSにより分析することで食品試料に含まれる農薬を一斉に評価する。 The simultaneous analysis method notified by the Ministry of Health, Labor and Welfare (hereinafter referred to as “notification method”) is basically a sample preparation process for homogenizing the food sample by grinding, extracting residual pesticide from the prepared sample And a purification step for removing contaminants from the extract obtained in the extraction step, and a measurement / analysis step for analyzing the test solution obtained in the purification step. In the extraction step, a solvent (acetonitrile) is added to the sample homogenized in the sample preparation step and homogenized, and then suction filtration is performed. Then, the filtrate is subjected to salting out, the solvent is removed, and the obtained residue is dissolved in a mixed solvent (mixed solvent of acetonitrile and toluene) to prepare an extract. In the purification step, the extract obtained in the extraction step and the mixed solvent of acetonitrile and toluene are injected in this order to a graphite carbon / aminopropylsilylated silica gel laminated mini-column to obtain an eluate from the mini-column. Then, the solvent is removed from the eluate, and the residue obtained is dissolved in a predetermined solvent to prepare a predetermined amount of a test solution. In the measurement / analysis process, the pesticides contained in the food sample are evaluated at the same time by analyzing the prepared test solution by GC / MS or GC / MS / MS or LC / MS or LC / MS / MS.
しかし、通知法は、ミニカラムを用いることから多量の有機溶媒を必要とし、また、溶媒の除去操作が何度か必要になるなど、操作工程が多く煩雑であることから、測定・解析工程に適用可能な試験溶液を調製するのに長時間を要する。 However, the notification method requires a large amount of organic solvent because it uses a mini-column, and it requires many solvent removal operations, and it is applied to the measurement and analysis process because the operation process is complicated. It takes a long time to prepare a possible test solution.
そこで、簡単な操作により短時間で分析用の試料が得られるQuEChERS法(キャッチャーズ法)が提案されている(非特許文献2)。QuEChERS法は、EU規格においても採用されており、通知法に替わる残留農薬の一斉分析法として本邦でも食品事業者等において採用されつつある。 Therefore, a QuEChERS method (catcher's method) has been proposed in which a sample for analysis can be obtained in a short time by a simple operation (Non-Patent Document 2). The QuEChERS method is also adopted in the EU standards, and is being adopted by food companies etc. in Japan as a simultaneous analysis method of residual pesticides in place of the notification method.
QuEChERS法は、食品試料から残留農薬を抽出するための抽出工程、抽出工程で得られた抽出液の塩析工程、塩析工程を経た抽出液の精製工程および精製工程を経た抽出液を分析するための測定・解析工程からなる。抽出工程では、食品試料にアセトニトリルを加え、残留農薬を振とう抽出する。塩析工程では、抽出工程で得られた抽出液に塩を加えて振とうすることで水とアセトニトリルとを分離させ、抽出液に含まれている残留農薬をアセトニトリル層へ移行させるとともに、高極性の夾雑物質を水層へ移行させる。精製工程では、塩析工程を経た抽出液に含まれる夾雑物質を吸着可能なエチレンジアミン−N−プロピルシリル化シリカゲルやグラファイトカーボンなどの粉末状または粒状の固相を抽出液に添加・分散して振とうした後に遠心分離する。そして、測定・解析工程では、精製工程での遠心分離により得られた上澄み溶液をGC/MSまたはLC/MS若しくはLC/MS/MSにより分析することで食品試料に含まれる農薬を一斉に評価する。 The QuEChERS method analyzes the extraction process for extracting residual pesticides from food samples, the salting-out process of the extract obtained in the extraction process, the purification process of the extract obtained through the salting-out process, and the extract obtained through the purification process It consists of measurement and analysis process. In the extraction step, acetonitrile is added to the food sample to shake and extract the residual pesticide. In the salting-out step, water and acetonitrile are separated by adding salt to the extract obtained in the extraction step and shaking to separate residual pesticides contained in the extract into the acetonitrile layer, as well as high polarity. Transfer of contaminants to the water layer. In the purification step, a powdery or granular solid phase such as ethylenediamine-N-propylsilylated silica gel or graphite carbon capable of adsorbing foreign substances contained in the extract solution subjected to the salting-out step is added and dispersed in the extract solution to shake. Then centrifuge. Then, in the measurement and analysis process, the pesticides contained in the food sample are evaluated at once by analyzing the supernatant solution obtained by centrifugation in the purification process by GC / MS or LC / MS or LC / MS / MS. .
QuEChERS法は、抽出液に対して固相を添加することで抽出液に含まれる夾雑物質を除去していることから、ミニカラムを用いる通知法に比べて操作が簡単であり、短時間で分析用の試料(試験溶液)を調製することができるが、その精製工程は分散固相抽出であることから試験溶液中に食品マトリックス等の夾雑物質が残留しやすく、それが分析結果に影響する可能性がある。また、得られた試験溶液は、夾雑物質のためにGC/MS等の分析機器やそのカラムを著しく汚染する可能性がある。 The QuEChERS method removes the contaminants contained in the extract by adding the solid phase to the extract, so the operation is simpler than in the notification method using a mini-column, and the analysis is performed in a short time. Sample (test solution) can be prepared, but its purification process is dispersion solid-phase extraction, so contaminating substances such as food matrix tend to remain in the test solution, which may affect analysis results There is. Also, the resulting test solution may significantly contaminate analytical instruments such as GC / MS and its columns due to contaminating substances.
本発明は、食品の残留農薬を簡単にかつ短時間で、しかも高精度に分析できるようにしようとするものである。 The present invention is intended to be able to analyze food pesticide residues easily and in a short time with high accuracy.
本発明は、食品の残留農薬を分析するために用いられる試料の調製方法に関するものである。この調製方法は、水溶性の有機溶媒を用いて食品から残留農薬を抽出し、得られた抽出液を水と混合して混合液を調製する工程1と、ナノろ過膜、限外ろ過膜または精密ろ過膜として使用可能な分離膜を用い、混合液をろ過してろ液を得る工程2と、ろ液中の残留農薬を吸着可能な吸着材にろ液を通過させる工程3と、工程3の後、残留農薬を抽出可能な抽出用溶媒を吸着材に通過させる工程4とを含む。 The present invention relates to a method of preparing a sample used to analyze pesticide residues in food. In this preparation method, the remaining pesticide is extracted from the food using a water-soluble organic solvent , and the obtained extract is mixed with water to prepare a mixed solution, a nanofiltration membrane, an ultrafiltration membrane or Process 2 of obtaining a filtrate using a separation membrane that can be used as a microfiltration membrane, obtaining a filtrate, a process 3 of passing the filtrate through an adsorbent capable of adsorbing residual pesticide in the filtrate, and 3 And 4) passing an extraction solvent capable of extracting residual pesticides through the adsorbent.
工程1で調製された混合液を工程2においてろ過すると、抽出液に含まれる固形物が分離された混合液がろ液として得られる。工程2では所定の分離膜を用いることから、混合液に含まれる残留農薬は分離膜を通過し、ろ液中に残留する。このろ液を工程3において吸着材に通過させると、ろ液に含まれる残留農薬が吸着材に吸着され、ろ液に含まれる夾雑物質はろ液とともに吸着材を通過する。そして、工程4において吸着材に抽出用溶媒を通過させると、吸着材に吸着された残留農薬が抽出用溶媒により抽出される。したがって、吸着材を通過した抽出用溶媒は、食品の残留農薬を分析するための試料として用いることができる。
The mixed solution prepared in
本発明の調製方法は、例えば、混合液、ろ液および抽出用溶媒に遠心力を加えることで、それぞれ工程2、工程3および工程4を実行することができる。
The preparation method of the present invention can execute Step 2, Step 3, and
この場合、工程2、工程3および工程4を効率的に実行することができ、目的の分析用試料をより簡単にかつ速やかに調製することができる。
In this case, step 2, step 3 and
工程2において用いられる分離膜は、例えば、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、酢酸セルロース樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ塩化ビニル−ポリアクリロニトリル共重合体樹脂およびポリカーボネート樹脂からなる群から選択された樹脂材料からなる有機膜またはアルミナ膜である。 The separation membrane used in step 2 is, for example, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyvinylidene fluoride resin, aromatic polyamide resin, cellulose acetate resin, polytetrafluoroethylene resin, polyamide resin, polyacrylonitrile resin, polyvinyl chloride An organic film or an alumina film made of a resin material selected from the group consisting of polyacrylonitrile copolymer resin and polycarbonate resin.
分離膜として用いられる有機膜は、プラズマ処理またはオゾン処理されているのが好ましい。プラズマ処理またはオゾン処理された有機膜は、親水性が高まることから残留農薬が付着しにくく、混合液に含まれる残留農薬を円滑に通過させることができる。 The organic film used as the separation film is preferably plasma-treated or ozone-treated. The organic film subjected to the plasma treatment or the ozone treatment is less likely to be attached with the residual pesticide because the hydrophilicity is increased, and the residual pesticide contained in the mixed solution can be passed smoothly.
工程3において用いられる吸着材は、例えば、スチレン/ジビニルベンゼン共重合体系樹脂、ジビニルベンゼン共重合体系樹脂、シアノプロピル化シリカゲル、フェニル化シリカゲルおよびオクタデシル化シリカゲルからなる群から選ばれた少なくとも一つである。 The adsorbent used in step 3 is, for example, at least one member selected from the group consisting of styrene / divinylbenzene copolymer resin, divinylbenzene copolymer resin, cyanopropylated silica gel, phenylated silica gel and octadecylated silica gel. is there.
本発明の調製方法の一形態は、吸着材を通過した抽出用溶媒に含まれる夾雑物質を吸着可能な精製材に吸着材を通過した抽出用溶媒を通過させる工程5をさらに含む。工程5を含む場合、吸着材を通過した抽出用溶媒に残留している夾雑物質が精製材に捕捉されるため、夾雑物質の影響をより受けにくい分析用試料を調製することができる。 One form of the preparation process of the present invention further comprises the step 5 for passing the extraction solvent which has passed through the adsorbent for contaminant contained in the extraction solvent which has passed through the adsorbent capable of adsorbing purification material. When the process 5 is included, since the contaminating substance remaining in the extraction solvent which has passed through the adsorbent is captured by the purified material, it is possible to prepare an analytical sample that is less susceptible to the influence of the contaminating substance.
工程5は、例えば、抽出用溶媒に遠心力を加えることで実行することができる。この場合、工程5を効率的に実行することができ、目的の分析用試料をより簡単にかつ速やかに調製することができる。 Step 5 can be performed, for example, by applying a centrifugal force to the extraction solvent . In this case, step 5 can be performed efficiently, and the target sample for analysis can be prepared more easily and quickly.
工程5において用いられる精製材は、例えば、エチレンジアミン−N−プロピルシリル化シリカゲル、アミノプロピルシリル化シリカゲル、グラファイトカーボン、オクタデシル化シリカゲルおよびケイ酸マグネシウムからなる群から選ばれた少なくとも一つである。 The purification material used in step 5 is, for example, at least one selected from the group consisting of ethylenediamine-N-propylsilylated silica gel, aminopropylsilylated silica gel, graphite carbon, octadecylated silica gel and magnesium silicate.
本発明の調製方法では、例えば、工程1において有機溶媒としてアセトニトリルまたはメタノールを用い、かつ、工程4において抽出用溶媒としてアセトン、トルエン、ジクロロメタンおよびヘキサンからなる群から選ばれた少なくとも一つのものであって工程1で用いる有機溶媒よりも低極性のものを用いる。
In the preparation method of the present invention, at least one selected from the group consisting of, for example, acetonitrile or methanol as an organic solvent in
他の観点に係る本発明は、本発明の調製方法により食品の残留農薬を分析するために用いられる試料を調製するためのキットに関するものである。この調製キットは、底部が閉鎖された遠沈管と、遠沈管の内部に対して挿入・抜取り可能な、残留農薬を溶解可能な水溶性の有機溶媒と水との混合液に含まれる残留農薬を吸着可能でありかつ通液性を有する吸着層により遠沈管の内部を上下に区画可能な第1ユニットと、第1ユニットの内部に対して挿入・抜取り可能な、ナノろ過膜、限外ろ過膜または精密ろ過膜として使用可能な分離膜により遠沈管の内部を第1ユニットの吸着層の上方で上下に区画可能な第2ユニットとを備えている。 The present invention according to another aspect relates to a kit for preparing a sample to be used to analyze residual pesticides of food by the preparation method of the present invention. The preparation kit comprises a bottomed centrifuge tube and a pesticide which is contained in a mixture of water and a water-soluble organic solvent capable of dissolving and removing pesticides which can be inserted into and withdrawn from the inside of the centrifuge tube. A nanofiltration membrane, an ultrafiltration membrane, a first unit capable of vertically separating the inside of a centrifuge tube by an adsorption layer capable of adsorbing and passing water, and an insertion / extraction to / from the inside of the first unit Alternatively, the separation unit which can be used as a microfiltration membrane is provided with a second unit capable of partitioning the inside of the centrifuge tube above and below the adsorption layer of the first unit.
遠沈管に第1ユニットを挿入し、この第1ユニットに第2ユニットを挿入した状態の調製キットの第2ユニット内に残留農薬を含む混合液を注入し、遠沈管を遠心分離器に適用すると、混合液は遠心力を受けて第2ユニットの分離膜および第1ユニットの吸着層をこの順に通過する。このとき、混合液に含まれる固形分は分離膜により分離され、また、混合液とともに分離膜を通過した残留農薬は吸着層に吸着される。 The first unit is inserted into the centrifuge tube, the mixed solution containing pesticide residue is injected into the second unit of the preparation kit with the second unit inserted into the first unit, and the centrifuge tube is applied to the centrifuge. The mixed solution is subjected to centrifugal force and passes through the separation membrane of the second unit and the adsorption layer of the first unit in this order. At this time, the solid content contained in the mixed solution is separated by the separation membrane, and the residual pesticide which has passed through the separation membrane together with the mixed solution is adsorbed to the adsorption layer.
次に、遠沈管から第2ユニットとともに第1ユニットを抜取り、遠沈管の底部に溜まった混合液を廃棄する。この遠沈管を洗浄後、抜取った第1ユニットのみを遠沈管内に再度挿入し、この第1ユニット内に残留農薬の抽出用溶媒を注入する。そして、遠沈管を遠心分離器に適用すると、抽出用溶媒は遠心力を受けて第1ユニットの吸着層を通過する。このとき、吸着層に吸着された残留農薬は、吸着層を通過する抽出用溶媒により抽出される。したがって、遠沈管の底部には、抽出用溶媒による残留農薬の抽出液が溜まる。遠沈管から第1ユニットを再度抜出すと、遠沈管の底部に溜まった抽出液を取り出すことができ、この抽出液は残留農薬の分析用試料として用いることができる。 Next, the first unit is withdrawn together with the second unit from the centrifuge tube, and the liquid mixture accumulated at the bottom of the centrifuge tube is discarded. After washing the centrifuge tube, only the removed first unit is reinserted into the centrifuge tube, and the solvent for extracting the pesticide residue is injected into the first unit. Then, when the centrifuge tube is applied to a centrifuge, the extraction solvent receives centrifugal force and passes through the adsorption layer of the first unit. At this time, the residual pesticide adsorbed on the adsorption layer is extracted by the extraction solvent passing through the adsorption layer. Therefore, the extract of the residual pesticide by the extraction solvent is accumulated at the bottom of the centrifuge tube. When the first unit is extracted again from the centrifuge tube, the extract collected at the bottom of the centrifuge tube can be removed, and this extract can be used as a sample for analysis of residual pesticides.
本発明に係る調製用キットの一形態は、遠沈管の内部に対して挿入・抜取り可能でありかつ内部に第1ユニットを挿入・抜取り可能な、残留農薬に混在する夾雑物質を吸着可能でありかつ通液性を有する精製層により遠沈管の内部をその底部と第1ユニットの吸着層との間で上下に区画可能な第3ユニットをさらに備えている。 One form of the preparation kit according to the present invention is capable of adsorbing contaminants mixed in residue pesticides, which can be inserted / extracted into / from the inside of the centrifuge tube and into / from which the first unit can be inserted / extracted. And the 3rd unit which can divide the inside of a centrifuge tube up and down between the bottom part and the adsorption bed of the 1st unit by the refinement layer which has liquid permeability further is further provided.
第3ユニットは洗浄後の遠沈管に挿入することができ、遠沈管に挿入した第3ユニットには第1ユニットを挿入することができる。第3ユニットおよび第1ユニットをこのように挿入した遠沈管の第1ユニット内に残留農薬の抽出用溶媒を注入し、遠沈管を遠心分離器に適用すると、抽出用溶媒が遠心力を受けて第1ユニットの吸着層および第3ユニットの精製層をこの順に通過する。このとき、吸着層に吸着された残留農薬は、吸着層を通過する抽出用溶媒により抽出され、また、残留農薬を抽出した抽出用溶媒に含まれる夾雑物質は、抽出用溶媒が精製層を通過するときに精製層に吸着される。したがって、遠沈管の底部には、抽出用溶媒による残留農薬の抽出液が溜まる。遠沈管から第3ユニットおよび第1ユニットを抜出すと、遠沈管の底部に溜まった抽出液を取り出すことができ、この抽出液は残留農薬の分析用試料として用いることができる。この分析用試料は、精製層により夾雑成分が除去されたものであるため残留農薬の分析精度を高めることができる。 The third unit can be inserted into the washed centrifuge tube, and the first unit can be inserted into the third unit inserted into the centrifuge tube. The solvent for extracting the pesticide residue is injected into the first unit of the centrifuge tube into which the third unit and the first unit have been inserted in this way, and the centrifuge tube is applied to the centrifuge, and the solvent for extraction is subjected to centrifugal force. The adsorbent bed of the first unit and the purified bed of the third unit are passed in this order. At this time, the residual pesticide adsorbed on the adsorption layer is extracted by the extraction solvent which passes through the adsorption layer, and the contaminant contained in the extraction solvent from which the residual pesticide is extracted, the extraction solvent passes the purification layer When it is adsorbed to the purification layer. Therefore, the extract of the residual pesticide by the extraction solvent is accumulated at the bottom of the centrifuge tube. When the third unit and the first unit are withdrawn from the centrifuge tube, the extract collected at the bottom of the centrifuge tube can be removed, and this extract solution can be used as a sample for analysis of residual pesticides. Since this analytical sample is one from which the contaminant components have been removed by the purification layer, it is possible to enhance the analysis accuracy of the residual pesticide.
本発明に係る調製用キットは、同じ遠沈管を二つ備えていてもよい。この場合、底部に混合液が溜まった遠沈管から第2ユニットとともに第1ユニットを抜取り、抜取った第2ユニットを別の遠沈管に挿入して次の工程を実行することができるため、残留農薬の分析用試料の調製過程において遠沈管の洗浄が不要になる。 The preparation kit according to the present invention may include two of the same centrifuge tubes. In this case, it is possible to withdraw the first unit together with the second unit from the centrifuge tube in which the mixed liquid is accumulated at the bottom, insert the withdrawn second unit into another centrifuge tube, and execute the next step. In the process of preparing a pesticide analysis sample, the washing of the centrifuge tube becomes unnecessary.
本発明に係る残留農薬の分析用試料の調製方法は、上述の工程を含むものであることから、食品の残留農薬を高精度に分析可能な分析用試料を簡単にかつ短時間で調製することができる。 Since the method for preparing a sample for analysis of residual pesticides according to the present invention includes the above-described steps, it is possible to easily prepare an analytical sample capable of analyzing residual pesticides in food with high accuracy in a short time. .
本発明に係る残留農薬の分析用試料の調製キットは、遠沈管に対して吸着層を有する第1ユニットおよび分離膜を有する第2ユニットを組み合わせたものであるため、食品の残留農薬を高精度に分析可能な分析用試料を簡単にかつ短時間で効率的に調製することができる。 The preparation kit of the sample for analysis of the pesticide residue according to the present invention is a combination of a first unit having an adsorption layer and a second unit having a separation membrane for a centrifuge tube, so the pesticide residue of food is highly accurate. An analytical sample that can be analyzed can be prepared easily and quickly in a short time.
図1および図2を参照し、本発明に係る分析用試料調製キットの一形態を説明する。この分析用試料調製キット1は、多成分含有試料を同時分析可能なガスクロマトグラフ質量分析計(GC/MS)や液体クロマトグラフ質量分析計(LC/MS)等の分析機器を用い、食品から残留農薬を抽出することで得られる抽出液から調製される、後記の混合液から食品の残留農薬を分析するのに適した分析用試料、特に、一斉分析するのに適した分析用試料を調製するためのものであり、遠沈管10、第1ユニット100、第2ユニット200および第3ユニット300を主に備えている。
One embodiment of a sample preparation kit for analysis according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The
遠沈管10および各ユニット100、200、300は、耐溶媒性を有する樹脂、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、パーフルオロアルコキシアルカン樹脂またはポリアミド樹脂を用いて形成されたものである。また、遠沈管10は、ガラス製のものであってもよい。
The
遠沈管10は、実験室で使用可能な遠心分離器に適用可能な円筒状の容器であり、上端部の全体が開口するとともに底部が円錐状に形成されることで閉鎖されている。
The
第1ユニット100は、遠沈管10の内部に対して挿入・抜取り可能な円筒状の容器であり、上部の全体が開口するとともに、底部の中心に第1通液孔101を有している。第1ユニット100の上部は、水平方向に突出した第1フランジ部102を有している。また、第1ユニット100の底部の全体に吸着層103が配置されている。
The
吸着層103は、第1ユニット100の底部において、混合液に含まれる残留農薬を吸着可能な粉末状、粒子状または顆粒状の吸着材を一定の厚さに充填することで形成されたものであり、混合液が通過可能な通液性を有している。
The
吸着層103において用いられる吸着材は、混合液に含まれる残留農薬を吸着可能である一方、低極性の溶媒と触れたときに吸着した農薬を脱着可能なものである。このような機能を有する吸着材として、例えば、塩基性、中性若しくは酸性のアルミナ、シリカ、活性炭、グラファイトカーボン、メソポーラスカーボン若しくは活性炭素繊維等の各種の炭素系材料、または、スチレン/ジビニルベンゼン共重合体系樹脂若しくはジビニルベンゼン共重合体系樹脂等の樹脂材料を用いて形成された樹脂多孔質体などを用いることができる。スチレン/ジビニルベンゼン共重合体系樹脂としては、スチレンおよびジビニルベンゼンを構成単位として含むものであれば各種のものを用いることができ、例えば、スチレン/ジビニルベンゼン共重合体樹脂やスチレン/ジビニルベンゼン/メタクリレート共重合体樹脂を用いることができる。また、ジビニルベンゼン共重合体系樹脂としては、ジビニルベンゼンを構成単位として含むものであれば各種のものを用いることができ、例えば、ジビニルベンゼン/メタクリレート共重合体樹脂やジビニルベンゼン/ビニルピロリドン共重合体樹脂を用いることができる。
The adsorbent used in the
吸着材は、混合液に含まれる農薬の吸着性を高めるために、化学修飾により官能基を導入したものを用いることもできる。例えば、吸着材として用いられる各種アルミナおよびシリカは、シアノプロピル基、フェニル基またはオクタデシル基などの芳香環やアルキル鎖を導入したものであってもよい。また、樹脂材料は、例えば、カルボキシジビニルベンゼンビニルピロリドン共重合体樹脂やピペラジンジビニルベンゼンビニルピロリドン共重合体樹脂等、カルボキシ基やピペラジン基を導入したものであってもよい。 As the adsorbent, one having a functional group introduced by chemical modification can also be used in order to enhance the adsorptivity of the agrochemical contained in the mixed solution. For example, various aluminas and silicas used as adsorbents may be those having an aromatic ring or alkyl chain such as cyanopropyl group, phenyl group or octadecyl group introduced. The resin material may be, for example, a carboxy divinyl benzene vinyl pyrrolidone copolymer resin, a piperazine divinyl benzene vinyl pyrrolidone copolymer resin, or the like into which a carboxy group or a piperazine group is introduced.
吸着材として特に好ましいものは、スチレン/ジビニルベンゼン共重合体系樹脂、ジビニルベンゼン共重合体系樹脂、シアノプロピル化シリカゲル、フェニル化シリカゲルまたはオクタデシル化シリカゲルである。 Particularly preferred adsorbents are styrene / divinylbenzene copolymer resins, divinylbenzene copolymer resins, cyanopropylated silica gels, phenylated silica gels or octadecylated silica gels.
吸着材は、目的の分析用試料の調製において用いる溶媒の種類に応じて適宜選択することができる。この際、二種以上のものを混合または積層することで併用することもできる。また、吸着材は、混合液に含まれる残留農薬の吸着性および低極性の溶媒と触れたときの残留農薬の脱着性を損なわない程度において、他の材料と混合して用いられてもよい。 An adsorbent can be suitably selected according to the kind of solvent used in preparation of the target sample for analysis. Under the present circumstances, it can also be used together by mixing or laminating | stacking 2 or more types of things. In addition, the adsorbent may be used as a mixture with other materials to such an extent that the adsorptivity of the residual pesticide contained in the mixed liquid and the desorbability of the residual pesticide upon contact with a low polarity solvent are not impaired.
第1ユニット100の底面は、第1通液孔101からの吸着材の漏出を防止するための通液性のネットまたはシート(図示省略)が配置されている。
A liquid-permeable net or sheet (not shown) is disposed on the bottom of the
第2ユニット200は、遠沈管10の内部に対して挿入・抜取り可能な円筒状の容器であり、上部の全体が開口するとともに、底部の中心に第1通液孔201を有している。第2ユニット200の上部は、水平方向に突出した第2フランジ部202を有している。第2ユニット200は、第1ユニット100内に挿入できるよう容器部分の外径が第1ユニット100の内径と略同じに設定されており、また、第2フランジ部202の外径が第1フランジ部102と同じに設定されている。
The
第2ユニット200は、底部の全体に分離膜203が配置されている。分離膜203は、混合液から残留農薬および溶媒以外の夾雑物質を分離可能なナノろ過膜、限外ろ過膜または精密ろ過膜としての機能を有するものであり、残留農薬の非吸着性および通過性を有し、しかも耐溶媒性を有する素材からなるものである。
In the
このような分離膜203としては、有機膜または無機膜を用いることができる。有機膜は、有機質材料を用いて形成された膜であり、例えば、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、酢酸セルロース樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ塩化ビニル−ポリアクリロニトリル共重合体樹脂またはポリカーボネート樹脂などの樹脂材料からなるものが挙げられる。このうち、耐溶媒性の点において、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂またはポリアミド樹脂が特に好ましい。
As such a
一方、無機膜は、無機質材料を用いて形成された膜であり、例えば、アルミナ、酸化チタンまたはジルコニアなどからなるものが挙げられる。このうち、アルミナ膜が好ましい。 On the other hand, the inorganic film is a film formed using an inorganic material, and examples thereof include those made of alumina, titanium oxide or zirconia. Among these, an alumina film is preferable.
分離膜203としてナノろ過膜または限外ろ過膜を用いる場合、少なくとも1,000分子量カットオフ(MWCO)の孔径を有するもの、特に、少なくとも3,000MWCOの孔径を有するものを用いるのが好ましい。1,000MWCO未満の孔径のナノろ過膜および限外ろ過膜は、残留農薬と夾雑物質との分離効果が高いが、混合液をろ過するためにより高い圧力を加える必要があることから、圧力調整を誤ると一部の固形状の夾雑物質が残留農薬とともに分離膜203を通過してしまう可能性がある。
When a nanofiltration membrane or an ultrafiltration membrane is used as the
また、分離膜203として精密ろ過膜を用いる場合、その孔径は0.1μm以下のものが好ましい。孔径が0.1μmを超える精密ろ過膜は、残留農薬とともに固形状の夾雑物質を通過させてしまう可能性がある。
When a microfiltration membrane is used as the
分離膜203として有機膜を用いる場合、その有機膜、特に、ナノろ過膜としての機能を有する有機膜は、プラズマ処理またはオゾン処理されているのが好ましい。プラズマ処理またはオゾン処理された有機膜は、親水性が高まることから残留農薬が付着しにくく、混合液に含まれる残留農薬を円滑に通過させることができる。なお、ナノろ過膜は、孔径が1,000MWCO未満のものであっても、プラズマ処理またはオゾン処理をすることで残留農薬を円滑に通過させることができることから、混合液をろ過するために高い圧力を加えなくても、残留農薬と夾雑物質とを高精度に分離することができる。
In the case where an organic film is used as the
第3ユニット300は、遠沈管10の内部に対して挿入・抜取り可能な円筒状の容器であり、上部の全体が開口するとともに、底部の中心に第3通液孔301を有している。第3ユニット300の上部は、水平方向に突出した第3フランジ部302を有している。第3ユニット300は、その容器部分の外径が遠沈管10の内径と略同じに設定されており、また、その内部に第1ユニット100を挿入できるよう容器部分の内径が第1ユニット100の外径と略同じに設定されている。第3フランジ部302の外径は、第1フランジ部102と同じに設定されている。
The
第3ユニット300は、底部の全体に精製層303が配置されている。精製層303は、第3ユニット300の底部において、後記する低極性の抽出用溶媒に含まれる残留農薬以外の夾雑物質を吸着可能な粉末状、粒子状または顆粒状の精製材を一定の厚さに充填することで形成されたものであり、抽出用溶媒が通過可能な通液性を有している。
In the
精製層303において用いられる精製材は、抽出用溶媒に含まれる夾雑物質を吸着可能である一方、当該抽出用溶媒に含まれる残留農薬を吸着しにくいもの、すなわち、夾雑物質を吸着することで、夾雑物質と残留農薬とを分離可能なものである。このような機能を有する精製材として、例えば、塩基性、中性若しくは酸性のアルミナ、シリカ、ケイ酸マグネシウム、活性炭、グラファイトカーボン若しくは活性炭素繊維等の各種の炭素系材料、または、スチレン/ジビニルベンゼン共重合体系樹脂若しくはジビニルベンゼン共重合体系樹脂等の樹脂材料を用いて形成された樹脂多孔質体などを用いることができる。スチレン/ジビニルベンゼン共重合体系樹脂およびジビニルベンゼン共重合体系樹脂としては、吸着層103において用いられる吸着材として利用可能なものと同様のものを用いることができる。
The purified material used in the purified
上述の精製材は、抽出用溶媒に含まれる夾雑物質の吸着性を高めるために、化学修飾によりエチレンジアミンN−プロピル基、プロピルアミノ基、オクタデシル基、オクチル基、トリメチルアミノプロピル基、シアノプロピル基、フェニル基、ジオール基またはアミノ基などの官能基を導入したものであってもよい。 The above-mentioned purified material is chemically modified by ethylenediamine N-propyl group, propylamino group, octadecyl group, octyl group, trimethylaminopropyl group, cyanopropyl group, etc. by chemical modification in order to enhance the adsorptivity of the contaminants contained in the extraction solvent What introduce functional groups, such as a phenyl group, a diol group, or an amino group, may be used.
精製材として特に好ましいものは、エチレンジアミン−N−プロピルシリル化シリカゲル、アミノプロピルシリル化シリカゲル、グラファイトカーボン、オクタデシル化シリカゲルまたはケイ酸マグネシウムである。 Particularly preferred as the purification material is ethylenediamine-N-propylsilylated silica gel, aminopropylsilylated silica gel, graphite carbon, octadecylated silica gel or magnesium silicate.
精製材は、目的の分析用試料の調製において用いる抽出用溶媒の種類に応じて適宜選択することができる。この際、二種以上のものを混合または積層することで併用することもできる。また、精製材は、夾雑物質と残留農薬との分離性を損なわない程度において、他の材料と混合して用いられてもよい。 The purification material can be appropriately selected according to the type of extraction solvent used in preparation of the target sample for analysis. Under the present circumstances, it can also be used together by mixing or laminating | stacking 2 or more types of things. In addition, the purified material may be used as a mixture with other materials to such an extent that the separability of the contaminants and the residual pesticide is not impaired.
第3ユニット300の底面は、第3通液孔301からの精製材の漏出を防止するための通液性のネットまたはシート(図示省略)が配置されている。
A liquid-permeable net or sheet (not shown) is disposed on the bottom of the
分析用試料調製キット1は、通常、図1に示すように、遠沈管10内に第3ユニット300、第1ユニット100および第2ユニット200をこの順に挿入することで一体化し、この状態で販売したり、輸送したりすることができる。遠沈管10内に各ユニット100、200、300を挿入することで一体化したとき、第1ユニット100の吸着層103は、遠沈管10の内部を上下に区画する。また、第2ユニット200の分離膜203は、遠沈管10の内部を吸着層103の上方で上下に区画する。さらに、第3ユニット300の精製層303は、遠沈管10の内部をその底部と吸着層103との間で上下に区画する。
The
一体化された分析用試料調製キット1は、分離膜203等が汚染されるのを防止するために、第2ユニット200の開口部を閉鎖する蓋が装着されていてもよい。この蓋としては、例えば、第2フランジ部202、第1フランジ部102および第3フランジ部302のフランジ部全体を覆うよう、遠沈管10の外周面に螺旋止め可能なものや、フランジ部全体を覆うよう嵌め込み可能な柔軟性を有するものなどが用いられる。
The integrated analysis
分析用試料調製キット1は、目的の分析用試料を調製する場合において、図2に示すように遠沈管10から各ユニット100、200、300を個々に分離し、次に説明する分析用試料の調製方法の各工程において、ユニット100、200、300のうちの必要なものを選択して遠沈管10内に挿入することで用いられる。
The
次に、上述の分析用試料調製キット1を用い、食品の残留農薬を一斉分析するために用いられる分析用試料を調製するための方法を説明する。分析用試料の調製方法は、主に、残留農薬の抽出工程、抽出工程により得られた残留農薬含有液から残留農薬を分離するための精製工程および精製工程において分離された残留農薬の分析用試料を調製するための調製工程の3段階の工程を含む。
Next, a method for preparing an analytical sample to be used for simultaneous analysis of residual pesticides in food using the above-described analytical
(抽出工程)
この工程では、残留農薬の一斉分析対象となる食品から残留農薬を抽出し、所定の残留農薬含有液、すなわち混合液を調製する(工程1)。残留農薬の抽出対象となる食品は、各種の農作物、食肉、魚介類またはこれらの加工品など、種類が特に限定されるものではなく、通常、所要量を残留農薬の抽出のために微細な状態に粉砕するか、或いは切り刻むことで均一化する。
(Extraction process)
In this step, residual pesticides are extracted from the food to be subjected to simultaneous analysis of residual pesticides, and a predetermined residual pesticide-containing solution, that is, a mixed solution is prepared (Step 1). Foods to be subjected to extraction of residual pesticides are not particularly limited in kind, such as various agricultural products, meat, fish and shellfish, or processed products thereof, and usually the required amount is in a fine state for extraction of residual pesticides. Pulverize or crush it to make it uniform.
食品からの残留農薬の抽出は、通知法またはQuEChERS法において採用されている方法に従って実行することができる。すなわち、均一化された所要量の食品試料に残留農薬の抽出用溶媒(第1溶媒)を加えてホモジナイズし、これを吸引ろ過する。ここで用いられる抽出用溶媒は、通常、アセトニトリル、メタノールまたはアセトン等の、残留農薬を溶解可能であるとともに水に溶解しやすい高極性の有機溶媒である。 Extraction of residual pesticides from food can be carried out according to the notification method or the method adopted in the QuEChERS method. That is, the solvent for extraction of residual pesticides (first solvent) is added to the required amount of the homogenized food sample, homogenized, and this is suction filtered. The extraction solvent to be used here is usually a highly polar organic solvent such as acetonitrile, methanol or acetone which can dissolve residual pesticides and is easily soluble in water.
吸引ろ過により得られたろ液、すなわち残留農薬の抽出液は、通常、塩を添加して塩析することで夾雑物質を析出させるのが好ましい。ここで用いられる塩は、塩化ナトリウム、クエン酸三ナトリウム若しくはその水和物、クエン酸水素二ナトリウム若しくはその水和物、無水硫酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、無水硫酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、無水酢酸ナトリウムまたは酢酸ナトリウム等である。これらの塩は、適宜併用されてもよい。 In the filtrate obtained by suction filtration, that is, the extract of the residual pesticide, it is usually preferable to precipitate out the contaminant by salting out with the addition of a salt. The salt used herein is sodium chloride, trisodium citrate or hydrate thereof, disodium hydrogen citrate or hydrate thereof, anhydrous magnesium sulfate, magnesium sulfate, anhydrous sodium sulfate, sodium sulfate, anhydrous sodium acetate or acetic acid It is sodium etc. These salts may be used in combination as appropriate.
次に、抽出液を遠心分離し、固形分と抽出液とに分離する。そして、抽出液に水を加え、抽出液と水との混合液Lを調製する。 Next, the extract is centrifuged to separate into a solid and an extract. Then, water is added to the extract to prepare a mixed solution L of the extract and water.
(精製工程)
この工程では、分析用試料調製キット1を用い、抽出工程において調製された混合液Lを分離膜203を用いてろ過することでろ液を得(工程2)、このろ液を吸着層103に通過させる(工程3)。
(Purification process)
In this step, a filtrate is obtained by filtering the mixed solution L prepared in the extraction step using the
ここでは、遠沈管10から各ユニット100、200、300を分離した分析用試料調製キット1において、図3に示すように、遠沈管10内に第1ユニット100を挿入し、また、第1ユニット100内に第2ユニット200を挿入する。そして、図4に示すように、第2ユニット200内に混合液Lを注入し、遠沈管10を遠心分離器により遠心分離処理する。この処理により、混合液Lは、遠心力が加わり、図4に矢印で示すように第2ユニット200の分離膜203を通過する。分離膜203を通過したろ液は、第2通液孔201を通じて第1ユニット100内に飛散し、遠心力が加わることで吸着層103を通過して第1通液孔101を通じて遠沈管10の底部に溜まる。この際、混合液Lに含まれる主に固形状の夾雑物質は分離膜203により混合液Lから分離される。また、分離膜203を通過したろ液に含まれる残留農薬は吸着層103の吸着材に吸着し、当該ろ液に溶解している夾雑物質はろ液とともに吸着層103を通過する。結果的に、混合液L中の残留農薬は、混合液Lに含まれる夾雑物質、抽出用溶媒および水から分離され、精製される。
Here, in the analysis
精製工程を実行後の分析用試料調製キット1は、遠沈管10から第2ユニット200および第1ユニット100をこの順にまたは同時に抜出す。そして、第2ユニット200および遠沈管10の底部に溜まった混合液Lを廃棄し、次の工程のために遠沈管10を洗浄する。
The analysis
(調製工程)
この工程では、残留農薬を抽出可能な抽出用溶媒(第2溶媒)を吸着層103に通過させ(工程4)、また、吸着層103を通過した抽出用溶媒(第2溶媒)を精製層303に通過させ(工程5)、目的の分析用試料を調製する。
(Preparation process)
In this step, the extraction solvent (second solvent) capable of extracting residual agricultural chemicals is allowed to pass through the adsorption layer 103 (step 4), and the extraction solvent (second solvent) having passed through the
ここでは、図5に示すように、精製工程後に洗浄した遠沈管10内に第3ユニット300を挿入し、また、第3ユニット300内に精製工程を経た第1ユニット100を挿入する。そして、図6に示すように、第1ユニット100内に抽出用溶媒Sを注入し、遠沈管10を遠心分離器により遠心分離処理する。この処理により、抽出用溶媒Sは、遠心力が加わることで図6に矢印で示すように第1ユニット100の吸着層103を通過し、その際に吸着材に吸着した残留農薬を抽出する。また、吸着層103を通過した抽出用溶媒Sは、第1通液孔101を通じて第3ユニット300内に飛散し、遠心力が加わることで精製層303を通過して第3通液孔301を通じて遠沈管10の底部に溜まる。この際、抽出用溶媒Sにより残留農薬とともに吸着層103から抽出された夾雑物質は、精製材に吸着し、抽出用溶媒Sから分離される。
Here, as shown in FIG. 5, the
この工程において用いられる抽出用溶媒Sは、通常、抽出工程において用いる抽出用溶媒(第1溶媒)よりも相対的に極性の低い有機溶媒であり、例えば、アセトン、トルエン、ヘキサン若しくはジクロロメタンまたはこれらの溶媒から適宜選択したものの混合物などを用いることができる。 The extraction solvent S used in this step is usually an organic solvent having a polarity relatively lower than that of the extraction solvent (first solvent) used in the extraction step, and examples thereof include acetone, toluene, hexane or dichloromethane, or a mixture thereof A mixture of those selected appropriately from solvents can be used.
この工程において遠沈管10の底部に溜まった抽出用溶媒Sは、遠沈管10から第1ユニット100および第3ユニット300をこの順にまたは同時に抜出すと、遠沈管10から採取することができる。この抽出用溶媒Sは、吸着層103から残留農薬を抽出したものであることから、そのままで、或いは、必要により適宜濃縮し、GC/MSやLC/MS等に適用するための残留農薬の一斉分析用試料として用いることができる。
The extraction solvent S accumulated at the bottom of the
上述の実施の形態に係る分析用試料調製キット1およびそれを用いた分析用試料の調製方法は、精製層303を備えた第3ユニット300を用いるが、残留農薬とともに食品から抽出される夾雑成分の種類や量により、分離膜203で夾雑成分を十分に除去可能な場合や、吸着層103に残留農薬とともに吸着された夾雑成分が調製工程において吸着層103へ適用する抽出用溶媒Sにより抽出されにくいような場合などにおいては、第3ユニット300を省くことができ、それによって工程5を省略することができる。
The sample preparation kit for
分析用試料調製キット1は、同じ遠沈管10を二つ有するものであってもよい。この場合、精製工程から調製工程へ移るときに遠沈管10を洗浄する必要がなく、精製工程で用いる遠沈管10と、調製工程で用いる遠沈管10とを使い分けることができる。
The sample preparation kit for
分析用試料の調製において、第1ユニット100の吸着層103に混合液Lの水分が吸着されやすい場合、吸着層103に吸着した残留農薬を抽出用溶媒Sにより抽出する場合において、吸着層103に吸着した水分が抽出用溶媒Sに混入し、結果的に分析用試料が水分を含むことになる場合がある。この場合、分析用試料調製キット1は、遠沈管10内において吸着層103の下方に(分析用試料調製キット1が第3ユニット300を含む場合は、吸着層103と精製層303との間に)脱水材を含む脱水層を配置可能な第4ユニットを要素としてさらに含めることができる。この場合、調製工程において、吸着層103の下方に脱水層を配置することができ、吸着層103を通過した抽出用溶媒Sは当該脱水層を通過するときに水分が除去されるため、水分の混入が少ない分析用試料を調製することができる。
In the preparation of the sample for analysis, when the moisture of the mixed solution L is easily adsorbed to the
脱水材としては、抽出用溶媒Sの種類等に応じて、無水硫酸ナトリウム、無水炭酸カリウム、塩化カルシウム、フッ化カリウム、シリカゲル、モレキュラーシーブまたはゼオライトなどの各種のものを用いることができる。これらの脱水材は、それぞれ単独で用いられてもよいし、二種以上のものを混合または積層することで併用されてもよい。なお、分析用試料調製キット1が第3ユニット300を含む場合、第4ユニットを用いずに、精製層303の上に脱水層を積層して配置することもできる。
As the dehydrating material, various materials such as anhydrous sodium sulfate, anhydrous potassium carbonate, calcium chloride, potassium fluoride, silica gel, molecular sieve or zeolite can be used according to the type of the extraction solvent S and the like. These dehydrating agents may be used alone or in combination by mixing or laminating two or more. When the analysis
分析用試料調製キット1を用いた上述の分析用試料の調製方法は、遠沈管10を遠心分離器により遠心分離処理することで工程2、3、4および5を実行しているが、これらの工程は遠心分離器を用いずに実行することもできる。例えば、遠沈管10に挿入した所定のユニット内に混合液や溶媒等を注入した後、当該ユニットの開口側から窒素ガスや空気などを気密に導入することで内圧を高め、それによって混合液や溶媒等を分離膜203や吸着層103などに通過させることもできる。
The above-mentioned method of preparing the sample for analysis using the sample preparation kit for
本発明に係る分析用試料の調製方法は、分析用試料調製キット1を用いて実行したとき、残留農薬の一斉分析用試料を効率的に調製することができるが、分析用試料調製キット1を用いずに、工程毎に汎用の器具や装置を用いることで実行することもできる。
The method of preparing a sample for analysis according to the present invention can efficiently prepare a sample for simultaneous analysis of residual pesticide when it is carried out using the sample preparation kit for
本発明に係る分析用試料の調製方法および調製キットは、食品の残留農薬を個別に分析するために用いられる試料を調製するために用いることもできる。 The method and kit for preparing a sample for analysis according to the present invention can also be used to prepare a sample used to individually analyze residual pesticides in food.
[分離膜のプラズマ処理]
図7に示したプラズマ処理装置400を用い、分離膜をプラズマ処理した。プラズマ処理装置400は、銅棒410と、この銅棒410と同軸に順に配置された第1ガラス管420、第2ガラス管430および第3ガラス管440と、第1ガラス管420と第2ガラス管430との間に配置された第1銅板421並びに第3ガラス管440の外周面に巻き付けられた第2銅板441を備えており、第2ガラス管430と第3ガラス管440との空間にアルゴンガスを流しながら銅棒410と第2銅販441との間に交流電圧を印加すると、第2ガラス管430と第3ガラス管440との間にプラズマを発生させることができるものである。
[Plasma treatment of separation membrane]
The separation film was subjected to plasma treatment using the
第2ガラス管430の外周面に分離膜500を一重に巻き付けた状態でプラズマ処理装置400に微量の水分を含むアルゴンガスを流し、銅棒410と第2銅板441との間に交流電圧を印加した。これにより発生するプラズマにより分離膜500の表面を2分間プラズマ処理した。アルゴンガスの流量は250mL/分とした。
In a state where the
ここで処理した分離膜は、ポリピペラジンアミド製のナノろ過膜(TriSep社の商品名「XN45」:分子量カットオフ(MWCO)500)である。 The separation membrane treated here is a nanofiltration membrane made of polypiperazine amide (trade name “XN45”: molecular weight cutoff (MWCO) 500) manufactured by TriSep.
[食品試料の調製]
食品試料A:
市販のきゅうりを微細に切り刻むことで均一化し、食品試料Aを作成した。
食品試料B:
市版のほうれん草を微細に切り刻むことで均一化し、食品試料Bを作成した。
[Preparation of food sample]
Food sample A:
Finely chopped commercial cucumbers were homogenized to prepare food sample A.
Food sample B:
A finely chopped spinach from the city version was homogenized to make a food sample B.
実施例1
食品試料Aの10.0gと農薬標準液(関東化学株式会社の商品名「農薬標準混合液31」)とを容量50mLの遠沈管に量り採り、攪拌・混合後に暫時静置した。農薬標準液は、食品試料Aでの濃度が200ppbとなるよう添加した。
Example 1
10.0 g of food sample A and a pesticide standard solution (trade name "Pesticide standard mixture solution 31" manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were weighed into a 50 mL centrifuge tube, stirred and mixed, and allowed to stand for a while. The pesticide standard solution was added so that the concentration of the food sample A was 200 ppb.
食品試料A等を量り採った遠沈管にアセトニトリル10mLを加えて手作業で1分間振とうした。これにクエン酸三ナトリウム二水和物1g、クエン酸水素二ナトリウム1.5水和物0.5g、塩化ナトリウム1gおよび無水硫酸マグネシウム4gを加えて手作業でさらに1分間激しく振とうし、塩析した。続いて、遠沈管を遠心分離器に装着して3,500rpmで10分間遠心分離し、遠沈管内の液層(4.0mL)に水6.0mLを加え、混合液を調製した。 10 mL of acetonitrile was added to a centrifuge tube from which a food sample A or the like was weighed, and shaken manually for 1 minute. Add 1 g of trisodium citrate dihydrate, 0.5 g of disodium hydrogen citrate 1.5 hydrate, 1 g of sodium chloride and 4 g of anhydrous magnesium sulfate to this, and shake vigorously for an additional minute manually. It was analyzed. Subsequently, the centrifuge tube was attached to a centrifuge and centrifuged at 3,500 rpm for 10 minutes, and 6.0 mL of water was added to the liquid layer (4.0 mL) in the centrifuge tube to prepare a mixture.
プラズマ処理したナノろ過膜にアセトニトリルと水とを2:3の体積割合で混合した溶媒20mLを通過させ、ナノろ過膜を洗浄した。そして、このナノろ過膜を装着したろ過セル(STERLITEC社の商品名「HP4750 Stirred Cell」)を用い、窒素ガスにより加圧することで混合液の全量(10mL)をろ過し、第1のろ液を得た。また、第1のろ液を得た後のナノろ過膜によりアセトニトリルと水とを2:3の体積割合で混合した溶媒5mLを同じ要領でろ過し、第2のろ液を得た。 20 mL of a solvent in which acetonitrile and water were mixed at a volume ratio of 2: 3 was passed through the plasma-treated nanofiltration membrane to wash the nanofiltration membrane. Then, using a filtration cell (trade name "HP 4750 Stirred Cell", a trade name of STERLITE C) equipped with this nanofiltration membrane, the entire filtrate (10 mL) is filtered by pressurizing with nitrogen gas, and the first filtrate is Obtained. Moreover, 5 mL of solvents which mixed acetonitrile and water by the volume ratio of 2: 3 with the nanofiltration membrane after obtaining the 1st filtrate were filtered in the same way, and the 2nd filtrate was obtained.
高分子系吸着材(ジーエルサイエンス株式会社の商品名「InertSep RP−1」:スチレン/ジビニルベンゼン/メタクリレート共重合体)を750mg充填した吸着カラムにアセトニトリルと水とを2:3の体積割合で混合した溶媒6mLを注入し、吸着カラムにシリンジから空気圧を加えた。これにより、吸着カラムに溶媒を通過させ、溶出液を廃棄した。次に、第1のろ液と第2のろ液との混合ろ液から5mLを分取し、この混合ろ液を上記吸着カラムに注入して同じ要領で通過させ、溶出液を廃棄した。 Acetonitrile and water are mixed at a volume ratio of 2: 3 into an adsorption column packed with 750 mg of a polymeric adsorbent (trade name "InertSep RP-1": styrene / divinylbenzene / methacrylate copolymer) by GL Science Inc. 6 mL of the solvent was injected, and air pressure was applied to the adsorption column from a syringe. Thus, the solvent was passed through the adsorption column, and the eluate was discarded. Next, 5 mL was taken from the mixed filtrate of the first filtrate and the second filtrate, this mixed filtrate was injected into the above adsorption column and passed in the same manner, and the eluate was discarded.
混合ろ液が通過後の吸着カラムにアセトン5mLを注入し、このアセトンを同じ要領で通過させて溶出液を確保した。この溶出液を無水硫酸ナトリウムで脱水処理した後に適宜濃縮することで、試料濃度が1g/mLの分析用試料とした。ここで、試料濃度とは、分析用試料1mLがどれだけの重量の食品試料の抽出物から得られたものかを表す濃度をいう。例えば、試料濃度が1g/mLの場合、これは、食品試料1g分相当の抽出液を最終的に濃縮することで1mLの溶液に調整したことを意味する。試料濃度は、抽出液の濃縮の程度により調整可能である。 5 mL of acetone was injected into the adsorption column after passing the mixed filtrate, and this acetone was passed in the same manner to secure an eluate. The eluate was subjected to dehydration treatment with anhydrous sodium sulfate and then concentrated appropriately to obtain an analysis sample having a sample concentration of 1 g / mL. Here, the sample concentration refers to a concentration that indicates that 1 mL of the sample for analysis is obtained from the weight of the extract of the food sample. For example, when the sample concentration is 1 g / mL, this means that the extract equivalent to 1 g of the food sample is adjusted to a solution of 1 mL by final concentration. The sample concentration can be adjusted by the degree of concentration of the extract.
分析用試料の調製に要した時間は、食品試料A等を量り採った遠沈管にアセトニトリルを加える作業を開始した時点から55分であった。 The time required for the preparation of the sample for analysis was 55 minutes from the start of the operation of adding acetonitrile to the centrifuge tube obtained by weighing the food sample A and the like.
比較例1(欧州規格EN15662に従ったQuEChERS法による分析用試料の調製)
食品試料Aの10.0gと農薬標準液(関東化学株式会社の商品名「農薬標準混合液31」)とを容量50mLの第1遠沈管に量り採り、攪拌・混合後に暫時静置した。農薬標準液は、食品試料Aでの濃度が200ppbとなるよう添加した。
Comparative Example 1 (Preparation of Sample for Analysis by QuEChERS Method According to European Standard EN 15662)
10.0 g of food sample A and a pesticide standard solution (trade name "Pesticide standard mixture solution 31" manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were weighed into a first centrifuge tube with a volume of 50 mL, stirred and mixed and allowed to stand for a while. The pesticide standard solution was added so that the concentration of the food sample A was 200 ppb.
食品試料A等を量り採った第1遠沈管にアセトニトリル10mLを加えて手作業で1分間振とうした。これにクエン酸三ナトリウム二水和物1g、クエン酸水素二ナトリウム1.5水和物0.5g、塩化ナトリウム1g、無水硫酸マグネシウム4gを加えて手作業で1分間激しく振とうし、塩析した。続いて、第1遠沈管を遠心分離器に装着して3,500rpmで10分間遠心分離した。 Acetonitrile 10mL was added to the 1st centrifuge tube which measured food sample A grade | etc., And it shaken for 1 minute manually. Add 1 g of trisodium citrate dihydrate, 0.5 g of disodium hydrogen citrate 1.5 hydrate, 1 g of sodium chloride, 4 g of anhydrous magnesium sulfate to this, and shake vigorously by hand for 1 minute to salt out did. Subsequently, the first centrifuge tube was attached to a centrifuge and centrifuged at 3,500 rpm for 10 minutes.
別の第2遠沈管に硫酸マグネシウム150mgとエチレンジアミン−N−プロピルシリル化シリカゲル(ジーエルサイエンス株式会社の商品名「InertSep PSA」)25mgとを加え、これに第1遠沈管から分取した液層1mLを加えてボルテックスミキサーで30秒間振とうすることで攪拌した。そして、第2遠沈管を遠心分離器に装着して13,000rpmで2分間遠心分離し、第2遠沈管内の上澄み液500μLを採取した。この上澄み液にインジェクションスパイクとしてフェナントレンd−10、アントラセンd−10および9−ブロモアントラセンの3種類をそれぞれ濃度が100ppbとなるように添加し、試料濃度が1g/mLの分析試料とした。この分析試料の調製に要した時間は、食品試料A等を量り採った第1遠沈管にアセトニトリルを加える作業を開始した時点から30分であった。 150 mg of magnesium sulfate and 25 mg of ethylenediamine-N-propylsilylated silica gel (trade name "InertSep PSA" from GL Sciences Inc.) were added to another second centrifuge tube, and 1 mL of a liquid layer was collected from the first centrifuge tube. The solution was stirred by shaking for 30 seconds with a vortex mixer. Then, the second centrifuge tube was attached to a centrifuge and centrifuged at 13,000 rpm for 2 minutes, and 500 μL of the supernatant of the second centrifuge tube was collected. Three kinds of phenanthrene d-10, anthracene d-10 and 9-bromoanthracene were added to this supernatant liquid as an injection spike so that the concentration would be 100 ppb, respectively, to obtain an analysis sample having a sample concentration of 1 g / mL. The time required for preparation of this analytical sample was 30 minutes from the time when the operation of adding acetonitrile to the first centrifuge tube from which food sample A and the like were weighed was started.
実施例2
プラズマ処理されたナノろ過膜をプラズマ処理していない精密ろ過膜であるポリテトラフルオロエチレン膜(フロン工業株式会社の商品名「ポアフロンメンブレン」:孔径0.1μm)に変更した点を除いて実施例1と同様に操作し、食品試料Bから分析用試料を調製した。また、この分析用試料をさらに精製処理した。
Example 2
Conducted except that the plasma-treated nanofiltration membrane was changed to a non-plasma-treated precision filtration membrane, a polytetrafluoroethylene membrane (trade name “Preflon membrane”: Pore diameter 0.1 μm, trade name of Freon Industries Ltd.) Operating as in Example 1, a sample for analysis was prepared from food sample B. In addition, the sample for analysis was further purified.
分析用試料の精製処理では、グラファイトカーボン(ジーエルサイエンス株式会社の商品名「InertSep GC」)30mgとアミノプロピルシリル化シリカゲル(ジーエルサイエンス株式会社の商品名「InertSep NH2」)250mgとの混合物を充填したカラムに分析用試料を注入し、このカラムにシリンジから空気圧を加えた。これによりカラムを通過した分析用試料の全量を40℃に加熱して適宜濃縮した後、インジェクションスパイクとして、フェナントレンd−10、アントラセンd−10および9−ブロモアントラセンの3種類をそれぞれ濃度が100ppbとなるように添加した。これにより、試料濃度が1g/mLのものと4g/mLのものとの二種類の分析用試料を調製した。分析用試料の調製とその精製処理の全体に要した時間は、食品試料B等を量り採った遠沈管にアセトニトリルを加える作業を開始した時点から70分であった。 In the purification process of the sample for analysis, a mixture of 30 mg of graphite carbon (trade name “InertSep GC” by GL Science, Inc.) and 250 mg of aminopropylsilylated silica gel (trade name “InertSep NH 2 ” by GL Science, Inc.) is filled. The sample for analysis was injected into the resulting column, and air pressure was applied to the column from a syringe. Thus, the whole amount of the sample for analysis which has passed through the column is heated to 40 ° C. and appropriately concentrated. Then, as an injection spike, three kinds of phenanthrene d-10, anthracene d-10 and 9-bromoanthracene are each 100 ppb It added so that it might become. In this way, two types of analytical samples were prepared: one with a sample concentration of 1 g / mL and one with a sample concentration of 4 g / mL. The time required for the preparation of the sample for analysis and the entire purification process was 70 minutes from the start of the operation of adding acetonitrile to the centrifuge tube obtained by weighing the food sample B and the like.
比較例2(通知法による分析試料の調製)
食品試料Bの20.0gを量り採り、これに50ppbとなるように農薬標準液(関東化学株式会社の商品名「農薬標準混合液31」)を添加し、攪拌・混合後に暫時静置した。これにアセトニトリル50mLを加えてホモジナイズした後、吸引ろ過し、第1のろ液を得た。また、ろ紙上の残留物にアセトニトリル20mLを加えてホモジナイズした後、吸引ろ過し、第2のろ液を得た。第1のろ液と第2のろ液とを合わせ、これにアセトニトリルを加えて正確に100mLに調整することで抽出液を調製した。
Comparative example 2 (preparation of analytical sample by notification method)
20.0 g of food sample B was weighed out, and an agrochemical standard solution (trade name "agrochemical standard mixed solution 31" manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) was added thereto to 50 ppb, and after stirring and mixing, it was allowed to stand for a while. Acetonitrile 50mL was added to this, and after homogenization, it suction-filtered and obtained the 1st filtrate. Moreover, after adding 20 mL of acetonitrile to the residue on filter paper and homogenizing, it suction-filtered and obtained the 2nd filtrate. The extract was prepared by combining the first filtrate and the second filtrate and adding acetonitrile thereto to adjust the volume to exactly 100 mL.
分取した20mLの抽出液に塩化ナトリウム10gおよび0.5mol/Lリン酸緩衝液(pH7.0)20mLを加え、これを振とう機で振とうした後に静置し、分離した水層を廃棄した。一方、アセトニトリル層は、無水硫酸ナトリウムを加えて脱水し、無水硫酸ナトリウムをろ別した後に40℃以下で溶媒を除去した。この残留物にアセトニトリルとトルエンとを3:1の体積割合で混合した溶媒2mLを加え、試料溶液を得た。 10 g of sodium chloride and 20 mL of 0.5 mol / L phosphate buffer (pH 7.0) are added to 20 mL of the separated extract, which is shaken with a shaker and allowed to stand, and the separated aqueous layer is discarded did. On the other hand, the acetonitrile layer was dehydrated by adding anhydrous sodium sulfate, and the solvent was removed at 40 ° C. or less after filtering off the anhydrous sodium sulfate. To this residue, 2 mL of a solvent in which acetonitrile and toluene were mixed at a volume ratio of 3: 1 was added to obtain a sample solution.
次に、グラファイトカーボン500mgとアミノプロピルシリル化シリカゲル500mgとを積層充填したミニカラム(ジーエルサイエンス株式会社の商品名「InertSep GC/NH2」)のグラファイトカーボン側からアセトニトリルとトルエンとを3:1の体積割合で混合した溶媒10mLを注入し、流出液を廃棄した。そして、このミニカラムのグラファイトカーボン側から試料溶液を注入した後、アセトニトリルとトルエンとを3:1の体積割合で混合した溶媒20mLを注入し、溶出液の全てを確保した。この溶出液を40℃以下で1mL以下に濃縮し、これにアセトン10mLを加えて40℃以下で再度1mL以下に濃縮した。この濃縮物に再度アセトン5mLを加えて溶解した後、溶媒を除去した。このときの残留物を体積が正確に1mLになるようアセトンに溶かし、試料濃度が4g/mLの分析用試料とした。分析用試料の調製に要した時間は、食品材料Bと農薬標準液との混合後にアセトニトリルを加える作業を開始した時点から110分であった。この分析用試料は、インジェクションスパイクとして、フェナントレンd−10、アントラセンd−10および9−ブロモアントラセンの3種類をそれぞれ濃度が100ppbとなるように添加した。
Then, graphite carbon 500mg and mini-column formed by laminating charged with aminopropylsilylated silica gel 500mg (GL Science tradename Ltd. "InertSep GC / NH 2") acetonitrile graphite carbon side and a toluene 3: 1 by
比較例3(欧州規格EN15662に従ったQuEChERS法による分析試料の調製)
第2遠沈管に硫酸マグネシウム150mg、エチレンジアミン−N−プロピルシリル化シリカゲル(ジーエルサイエンス株式会社の商品名「InertSep PSA」)25mgおよびグラファイトカーボン(Waters社の商品名「Graphitized Carbon Black」)7.5mgを加え、これに第1遠沈管から分取した液層1mLを加えた点を除いて比較例1と同様に操作し、食品試料Bから試料濃度1g/mLの分析用試料を調製した。この分析用試料の調製に要した時間は、食品試料B等を量り採った第1遠沈管にアセトニトリルを加える作業を開始した時点から30分であった。
Comparative Example 3 (Preparation of an analytical sample by QuEChERS method according to European Standard EN 15662)
150 mg of magnesium sulfate, 25 mg of ethylenediamine-N-propylsilylated silica gel (trade name "InertSep PSA" by GL Sciences Inc.) and 7.5 mg of graphite carbon (trade name "Graphitized Carbon Black" by Waters) in a second centrifuge tube In addition, the same operation as in Comparative Example 1 was carried out except that 1 mL of the liquid layer collected from the first centrifuge tube was added, and a sample for analysis with a sample concentration of 1 g / mL was prepared from food sample B. The time required for preparation of the sample for analysis was 30 minutes from the start of the operation of adding acetonitrile to the first centrifuge tube from which the food sample B and the like were weighed.
評価
GC/MS(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社の商品名「Trace GC/PolarisQ」)を用いて下記の条件で各実施例および各比較例で調製した分析用試料を分析し、添加した農薬の回収率を求めた。結果を表1A、表1Bおよび表1Cに示す。また、図8に実施例1および比較例1で得られた分析用試料のGC/MS SCANクロマトグラム、図9に実施例2および比較例2で得られた分析用試料のGC/MS SCANクロマトグラム、図10に実施例2および比較例3で得られた分析用試料のGC/MS SCANクロマトグラムをそれぞれ示す。
The sample for analysis prepared in each example and each comparative example was analyzed under the following conditions using evaluation GC / MS (trade name "Trace GC / Polaris Q" by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd.), and the added pesticide The recovery rate was determined. The results are shown in Tables 1A, 1B and 1C. Further, FIG. 8 shows GC / MS SCAN chromatograms of samples for analysis obtained in Example 1 and Comparative Example 1, and FIG. 9 shows GC / MS SCAN chromatography of samples for analysis obtained in Example 2 and Comparative Example 2. FIG. 10 shows the GC / MS SCAN chromatograms of the analytical samples obtained in Example 2 and Comparative Example 3 in FIG.
カラム:
5%フェニル−メチルシリコン 内径0.25mm、長さ30m、膜厚0.25μm
カラム温度:
50℃(1分)−30℃/分−125℃(0分)−5℃/分−200℃(0分)−10℃/分−300℃(11分30秒)
注入口温度:220℃
キャリヤーガス:ヘリウム
イオン化モード(電圧):EI(70eV)
column:
5% phenyl-methyl silicon inner diameter 0.25 mm, length 30 m, film thickness 0.25 μm
Column temperature:
50 ° C (1 minute)-30 ° C / minute-125 ° C (0 minute)-5 ° C / minute-200 ° C (0 minute)-10 ° C / minute-300 ° C (11
Inlet temperature: 220 ° C
Carrier gas: Helium ionization mode (voltage): EI (70 eV)
回収率が70〜120%の農薬ピーク数と、農薬の全ピーク数に対する回収率が70〜120%の農薬ピーク数の割合を求めた結果を表2に示す。 Table 2 shows the results of determination of the ratio of the number of pesticide peaks with a recovery of 70 to 120% and the ratio of the number of pesticide peaks with a recovery of 70 to 120% with respect to the total number of peaks of pesticides.
実施例1と比較例1とを対比すると、70〜120%の回収率が得られた農薬はほぼ同数であった。但し、図8によると、実施例1の方が比較例1よりも夾雑ピークが少なく、精製効果が高い。 When Example 1 and Comparative Example 1 are compared, the pesticides from which a 70 to 120% recovery rate was obtained were almost the same number. However, according to FIG. 8, Example 1 has less contamination peaks than Comparative Example 1, and the purification effect is high.
実施例2と比較例2とを対比すると、70〜120%の回収率が得られた農薬数はほぼ同数であった。但し、図9によると、実施例2の方が比較例2よりも夾雑ピークが少なく、精製効果が高い。 When Example 2 and Comparative Example 2 are compared, the number of pesticides from which a 70 to 120% recovery rate was obtained was almost the same. However, according to FIG. 9, Example 2 has fewer contamination peaks than Comparative Example 2, and the purification effect is high.
実施例2と比較例3とを対比すると、70〜120%の回収率が得られた農薬数は実施例2の方が多かった。また、図10によると、実施例2の方が比較例3よりもが夾雑ピークが少なく、精製効果が高い。 When Example 2 and Comparative Example 3 are contrasted, the number of pesticides from which a 70 to 120% recovery rate was obtained was larger in Example 2. Further, according to FIG. 10, Example 2 has less contamination peaks than Comparative Example 3, and the purification effect is high.
1 分析用試料調製キット
10 遠沈管
100 第1ユニット
103 吸着層
200 第2ユニット
203 分離膜
300 第3ユニット
303 精製層
L 混合液
S 抽出用溶媒
DESCRIPTION OF
Claims (12)
水溶性の有機溶媒を用いて前記食品から前記残留農薬を抽出し、得られた抽出液を水と混合して混合液を調製する工程1と、
ナノろ過膜、限外ろ過膜または精密ろ過膜として使用可能な分離膜を用い、前記混合液をろ過してろ液を得る工程2と、
前記ろ液中の前記残留農薬を吸着可能な吸着材に前記ろ液を通過させる工程3と、
工程3の後、前記残留農薬を抽出可能な抽出用溶媒を前記吸着材に通過させる工程4と、
を含む残留農薬の分析用試料の調製方法。 A method of preparing a sample used to analyze pesticide residues in food, comprising:
A step 1 of extracting the residual pesticide from the food using a water-soluble organic solvent , and mixing the obtained extract with water to prepare a mixture;
Step 2 of filtering the mixed solution to obtain a filtrate using a separation membrane that can be used as a nanofiltration membrane, an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane;
Passing the filtrate through an adsorbent capable of adsorbing the residual pesticide in the filtrate;
After the step 3, passing an extracting solvent capable of extracting the residual pesticide through the adsorbent;
A method of preparing a sample for analysis of residual pesticides, including:
底部が閉鎖された遠沈管と、
前記遠沈管の内部に対して挿入・抜取り可能な、前記残留農薬を溶解可能な水溶性の有機溶媒と水との混合液に含まれる前記残留農薬を吸着可能でありかつ通液性を有する吸着層により前記遠沈管の内部を上下に区画可能な第1ユニットと、
前記第1ユニットの内部に対して挿入・抜取り可能な、ナノろ過膜、限外ろ過膜または精密ろ過膜として使用可能な分離膜により前記遠沈管の内部を前記吸着層の上方で上下に区画可能な第2ユニットと、
を備えた残留農薬の分析用試料の調製キット。 A kit for preparing a sample used to analyze food pesticide residues.
A centrifuge tube whose bottom is closed,
An adsorption capable of adsorbing and passing through the residual pesticide contained in a mixture of water and a water-soluble organic solvent capable of dissolving and removing the residual pesticide which can be inserted into and withdrawn from the inside of the centrifuge tube A first unit capable of partitioning the interior of the centrifuge tube up and down by a layer;
The separation membrane which can be used as a nanofiltration membrane, an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane, which can be inserted into and removed from the inside of the first unit, can divide the inside of the centrifuge tube above and below the adsorption layer The second unit,
Preparation kit of samples for analysis of residual pesticides.
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