JPH05256841A

JPH05256841A - 農薬成分の測定方法

Info

Publication number: JPH05256841A
Application number: JP3303322A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Inoue; 嘉則井上; Sueo Nishi; 末雄西; Osamu Hirai; 修平井; Tetsuya Aoyama; 哲也青山
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp; Resonac Corp
Priority date: 1991-11-19
Filing date: 1991-11-19
Publication date: 1993-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】環境水中の農薬成分を、変性や損失することな
く効率よく抽出・濃縮することが可能な濃縮用樹脂を使
用した液体クロマトグラフィによる測定する方法を提供
する。【構成】水性懸濁重合により製造された多孔性の架橋樹
脂を用いて水中の微量農薬成分を濃縮したのち、この濃
縮された農薬成分を溶出することが可能な溶媒で溶出さ
せた濃縮・抽出液を液体クロマトグラフィ用分離カラム
に注入して、農薬成分を分離して定量するようにしたも
の。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体クロマトグラフィ
ーを用いた農薬成分の測定において、該農薬成分の濃縮
用樹脂を用いて農薬成分を濃縮したのち、該農薬成分を
液体クロマトグラフィを用いて測定する農薬成分の測定
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、過剰の農薬散布による環境汚染な
どの問題から、環境水に含まれる農薬成分の測定が重要
な課題となっている。このような農薬成分を含有する環
境水としては、河川水、湖沼水、地下水などが挙げられ
る。特に、ゴルフ場周辺の環境水では、使用農薬の残留
濃度が厳しく規制され、ガスクロマトグラフィーあるい
は液体クロマトグラフィーを用いて測定することが義務
づけられている。

【０００３】然しながら、これら農薬成分の環境水にお
ける残留濃度は非常に低いため、採取した水を直接ガス
クロマトグラフィーあるいは液体クロマトグラフィーに
注入しても検出することは不可能である。そのため、環
境水から測定対象となる農薬成分を抽出し濃縮した後、
ガスクロマトグラフィーあるいは液体クロマトグラフィ
ーを用いて測定を行うという方法が用いられる。また、
環境水などの水溶液中の残留農薬の抽出方法としては、
種々の方法、例えば溶媒抽出法や固相抽出法などが知ら
れている。

【０００４】ところで、溶媒抽出法は、環境水中に水に
不溶で農薬成分を溶解する有機溶媒、例えば、酢酸エチ
ルやジクロロメタンなどを添加して農薬成分を水中より
有機溶媒層に抽出し、この抽出溶液を蒸発乾固させた
後、測定に支障のない溶媒で溶解した後、例えば液体ク
ロマトグラフィーにより測定を行うという方法である。
然しながら、この方法は農薬成分の抽出に大量の有機溶
媒を使用するだけでなく、その有機溶媒を蒸発させてし
まうため作業環境的に問題の多い製造方法である。更
に、蒸発乾固時に農薬成分の変性や損失が起き得るため
回収率が低い等の問題点もある。

【０００５】また、固相抽出法は、農薬成分を含む環境
水を吸着用樹脂を充填したミニカラムに通して吸着・濃
縮した後、有機溶媒、例えばアセトニトリルにより吸着
化合物を溶出させ、例えば液体クロマトグラフィーによ
り測定を行うという方法である。この方法は、上記溶媒
抽出法に比べ有機溶媒の使用量が非常に少なく、処理時
間も短いため有効な方法といわれている。また、吸着用
樹脂としては、現在数社から多彩な種類のものが市販さ
れているが、この固相抽出法においては、通常多孔性の
シリカゲルに疎水性の官能基、例えば、オクチル基、オ
クタデシル基、フェニル基、ジフェニル基などを化学結
合させた樹脂が使用されている。

【０００６】然しながら、一部の農薬成分、例えば、オ
キシン−銅やアシュラムなどは基材となるシリカゲルと
相互作用をするため、農薬成分の変性や不可逆吸着が起
こり、成分によっては回収率が50%以下となるなど回収
率の低さが問題となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
例の問題等を解決せんとしてなされたものであり、環境
水中の農薬成分を、変性や損失することなく効率よく抽
出・濃縮することが可能な濃縮用樹脂を使用した液体ク
ロマトグラフィにより測定する方法を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、農薬成分の測
定方法において、R₁がHまたはCH₃を表すとき、一般式がで示される官能基を１分子中に少なくとも２個有する化
合物（ａ）と、R₂及びR₃がそれぞれ独立してHまたはCH₃
を表し、xが1〜30の整数を表すとき、一般式で示される化合物(b)と、R₄がHまたはCH₃を表し、yが12
〜24の整数を表すとき、一般式がで示される化合物(c)とを、(b)/[(a)+(b)+(c)]がモル比
で0.05〜0.3、(c)/[(a)+(b)+(c)]がモル比で0.1〜0.5の
範囲となるようにして水性懸濁重合により製造された多
孔性の架橋樹脂を用いて水中の微量農薬成分を濃縮した
のち該濃縮された農薬成分を溶出することが可能な溶媒
で溶出させた濃縮・抽出液を液体クロマトグラフィ用分
離カラムに注入して、前記農薬成分を分離して定量する
ことにより前記課題を解決したものである。

【０００９】同様にして、本発明は、農薬成分の濃縮用
架橋樹脂を充填した小容量のカラムを切換弁に装着し、
該農薬成分を含む水溶液を濃縮カラムに通液し該農薬成
分を濃縮用樹脂で濃縮させたのち、切換弁を切り換えて
アセトニトリルまたはメタノールを含む緩衝液でなる移
動相により農薬成分を溶出させると同時に、液体クロマ
トグラフィ用分離カラムに注入して、農薬成分を分離し
て定量することにより前記課題を解決したものである。

【００１０】

【作用】本発明者らは、環境水中に存在する微量の農薬
成分を、液体クロマトグラフィーにより効率よく測定す
る方法を開発するために、種々の研究を重ねた。その結
果、親水性化合物と疎水性化合物がある範囲で配合され
架橋された多孔性ポリメタクリレート樹脂を抽出・濃縮
カラムとして用いれば、環境水中の微量の農薬成分を変
性させることなく、かつ効率よく抽出・濃縮することが
できること、及び該抽出・濃縮用樹脂と液体クロマトグラ
フイを組合せて測定することにより夾雑成分の影響を大
きく受けることなく微量農薬成分を測定できることを見
いだした。そして、これらの知見に基づいて本発明を完
成するに至ったものである。

【００１１】即ち、本発明は、一般式が（式中のR₁はHまたはCH₃を表す）で示される官能基を１
分子中に少なくとも２個有する化合物(ａ)と、一般式が（式中のR₂及びR₃は、それぞれ独立してHまたはCH₃を表
し、xは1〜30の整数を表す）で示される化合物(b)と一
般式が（式中のR₄は、HまたはCH₃を表し、yは12〜24の整数を
表す）で示される化合物(c)を(b)/[(a)+(b)+(c)]がモル
比で0.05〜0.3、(c)/[(a)+(b)+(c)]がモル比で0.1〜0.5
の範囲となるようにして水性懸濁重合により製造された
多孔性の架橋樹脂を用いて水中の微量農薬成分を濃縮し
たのち該濃縮された農薬成分を溶出することが可能な溶
媒で溶出させた濃縮・抽出液を液体クロマトグラフィ用
分離カラムに注入して、前記農薬成分を分離して定量す
るようにしたものである。

【００１２】また、本発明に用いられる濃縮用樹脂は、
溶媒に不溶の架橋性樹脂であり親水性と疎水性のバラン
スが重要となる。すなわち、一般式が上記(イ)で示され
る基を１分子中に少なくとも２個有する化合物(a)は架
橋剤となりうる成分であり、既に公知のものを用いるこ
とができるが、それらのうちでも多価アルコールのポリ
アクリレート及び多価アルコールのポリメタクリレート
が好ましい。また、本発明に用いられる一般式が上記
(ロ)で示される化合物(b)のエチレングリコール鎖は、
本発明に係わる濃縮用樹脂に親水性をバランス良く付与
するために必要である。このため、xが0の場合は親水性
が付与できず、31以上の場合は合成が困難となる。

【００１３】更に、本発明に用いられる一般式が上記
(ハ)で示される化合物(c)のアルキル鎖は、本発明に係
わる樹脂に農薬成分を捕捉する機能を付与するために最
も必要な官能基である。また、該官能基としては、既に
公知のアルキルメタクリレート類、アルキルアクリレー
ト類等を用いることができるが、反応性や工業的入手の
容易な点を考慮すると、ステアリルメタクリレートが好
ましい。一方、本発明において、化合物(a)、(b)及び
(c)の使用比率は、化合物(b)が少なすぎると樹脂の親水
性が低下して試料水とのなじみが悪くなり、農薬成分の
捕捉効率が悪くなる。(b)/[(a)+(b)+(c)]のモル比を0.0
5〜0.3、好ましくは0.05〜0.2の範囲になるようにして
使用する。

【００１４】また、化合物(c)が少なすぎると樹脂の疎
水性が低下して農薬成分の本質的な捕捉効率が悪くな
る。(c)/[(a)+(b)+(c)]のモル比を0.1〜0.5、好ましく
は0.2〜0.4の範囲となるようにして使用する。化合物
(a)、(b)及び(c)は、樹脂に多孔性を付与するために水
と相溶性のない有機溶媒、例えば、トルエン、ベンゼ
ン、ドデカン、クロロベンゼン、酢酸ブチル等を混在さ
せて、水性懸濁重合により架橋重合体粒子とされる。水
性懸濁重合は、重合開始剤を含む前記単量体化合物[(a)
+(b)+(c)]と水と相溶性のない有機溶媒の混合溶媒を、
分散剤を含む水中で行われる。以上のようにして得られ
た粒径1〜200μm、好ましくは3〜80μmの球状粒子は必
要に応じて分級し、前処理用のカートリッジあるいは小
容量のカラムに充填され農薬成分の濃縮用として使用さ
れる。

【００１５】濃縮用樹脂を用いた農薬成分の濃縮操作は
手動操作によるバッチ濃縮法とオンライン濃縮法のどち
らでも使用することができる。手動によるバッチ濃縮法
は、濃縮用樹脂をフイルタが装着されたディスポーザブ
ルのミニカカラム（例えば、ポリプロピレン製のディス
ポーサブルシリンジ）に乾式充填した後、上端に再びフ
ィルタを挿入して作成される所謂濃縮用カートリッジを
用いて行われる。すなわち、該濃縮用カートリッジを吸
引装置に装着し、被測定液を一定量通液させ農薬成分を
濃縮させた後、小容量の農薬成分を溶解可能な溶媒で溶
出・回収する。該濃縮・抽出液の一部または全部を、逆
相クロマトグラフィ用カラムを装着した液体クロマトグ
ラフに注入し、前記農薬成分の分離を行い測定する。

【００１６】また、オンライン濃縮法は、濃縮用樹脂を
小容量のカラムに充填したのち、図３に示すような自動
濃縮液体クロマトグラフィーシステムの切換弁に装着
し、濃縮用カラムに濃縮用の高圧定量ポンプを用いて、
農薬成分を含む被測定液を一定流量で通液して農薬成分
を濃縮させる。一定量の試料溶液が通液されたのち、切
換弁を切り換え、液体クロマトグラフィシステムの移動
相を試料溶液と逆方向から流して、濃縮された試料成分
を溶出させ、逆相クロマトグラフィ用カラムを装着した
液体クロマトグラフに注入し、農薬成分の分離を行って
測定するものである。更に、本発明に係わる濃縮用樹脂
は、親水性部分と疎水性部分をバランス良く有し、且
つ、農薬成分と特異的な相互作用を示さない多孔性の架
橋樹脂である。このため、バッチ濃縮法及びオンライン
濃縮法のいずれの方法においても、使用することができ
る。特に、本発明の濃縮用樹脂は不可逆的な吸着を示さ
ないため、これらによる再現性の良い農薬成分の自動分
析が可能となる。

【００１７】

【実施例】次に実施例により本発明を更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定され
るものでない。実施例１上記化合物(a)としてテトラメチロールメタントリメタ
クリレート120g、化合物(b)としてポリエチレングリコ
ールメタクリレート26.4g、化合物(c)としてステアリル
メタクリレート53.6g（即ち、モル比で、(b)/[(a)+(b)+
(c)]=0.10となり、(c)/[(a)+(b)+(c)]=0.28となるよう
に）を用いた。また、水に不溶な有機溶媒として酢酸n-
ブチル100g及びセルソルブアセテート100gの混合溶液を
用いると共に、重合開始剤としてのアゾビスイソブチロ
ニトリル1.0gを溶解した有機溶媒層を、0.1重量%のメチ
ルセルロース水溶液2.2ｌ中に懸濁させ、高速攪拌を行
い油滴の平均粒径が40〜50μmになるように調整した。
その後、攪拌装置の付いた重合装置に移し、80℃で6時
間反応させて、本発明に係わる多孔性の架橋樹脂を得
た。この架橋樹脂をろ過した後、水2ｌ、メタノール2ｌ
で洗浄後、40%ジメチルスルホキシド水溶液に1晩浸積し
た。更にメタノール2ｌで洗浄後、乾燥した。このよう
にして得られた架橋粒子を37μm及び63μmの篩を用いて
分級した後、農薬成分の濃縮に使用した。

【００１８】実施例２実施例１で得られた濃縮用樹脂1g（体積1.4ｍｌ）を、2
0μmのポリエチレン製フィルターを装着した内容量3ml
のポリプロピレン製ディスポーザブルシリンジに乾式充
填した後、上端に再び20μmのポリエチレン製フィルタ
ーを挿入して、農薬成分濃縮用カートリッジを作成し
た。この濃縮用カートリッジを吸引装置に装着し、アシ
ュラム、オキシン銅、チラム、イプロジオン、ベンスリ
ッドを各0.05mg/ｌ、EDTA-2Naを0.2mg/ｌになるように
添加し、pH4.5に調製した湖沼水を、100ｍｌ通液させ農
薬成分を濃縮させた後、2ｍｌのアセトニトリルで溶出
・回収した。この濃縮・抽出液20μlを、55%のアセトニ
トリルを含むpH3.0のリン酸緩衝液を移動相として通液
した。そののち、疎水性ポリメタクリレートゲルを充填
したカラムに注入して、前記５成分の農薬の分離分析を
行った。図１は各5mg/ｌの農薬成分を含む標準試料を20
μlを直接分離カラムに注入して得られたクロマトグラ
ムで、図２は上記濃縮・抽出操作を行った湖沼水のクロ
マトグラムである。図１及び図２において、アシュラム
を除く他の化合物のピーク面積は2:1の関係にあり、良
好な回収率を示していることが分かる。実施例３実施例１と同一の方法でアシュラム、オキシン銅、チラ
ム、イプロジオン、ベンスリッドを各0.05mg/ｌ、EDTA-
2Naを0.2mg/ｌ含む水(pH4.5)を用いて、回収率及び繰り
返し再現性を調べた結果を表１に示す。各化合物共、90
%以上の平均回収率を示し、本濃縮法が農薬成分の変性
や損失が非常に少なく、効率よく濃縮できることが解
る。また、再現性もCV値で4%以下（ベンスリッドを除
く）と非常に良好な結果を示した。

【表１】回収率と再現性

【００１９】図１及び図２において、各化合物の測定は
紫外吸収検出器を用いて行ったが、表２に示すように設
定波長を切り換えて各化合物の最適波長で検出するよう
にした。図１及び図２における検出波長のタイムプログ
ラムを下記の表２に示す。

【表２】設定波長のタイムプログラム

【００２０】実施例４実施例１で合成された樹脂を平均粒子径１０μmに分級
して得られた樹脂を、内径５ｍｍ、長さ３５ｍｍのステ
ンレス製カラムにスラリー充填法によっ充填して濃縮用
カラムを作成した。そして、該カラムを図３に示すよう
な液体クロマトグラフィシステムの切換弁に装着した。
なお、図３はオンライン濃縮のための測定システムの一
例であり、１ａは移動相を貯留している槽、１ｂは試料
溶液を貯留している槽、２ａ，２ｂは送液ポンプ、３は
試料注入器、４はシリンジ、５は接続口５ａ〜５ｆを有
し内部流路が図３の実線接続状態と破線接続状態に交互
に切り換えられる切換弁、６は両端が切換弁５の第２接
続口５ｂと第５接続口５ｅの間に接続されている濃縮カ
ラム、８は例えば紫外吸収検出器でなる検出器である。

【００２１】図３のような測定システムにおいて、農縮
カラム６に、濃縮用の高圧低流量の送液ポンプ２ｂを用
いて、アシュラム、オキシン銅、チラム、イプロジオ
ン、ベンスリッドを各５μｇ／ｌ、ＥＤＴＡ−２Ｎａを
０．２ｍｇ／ｌ含む水（ｐＨ４．５）を、１．０ｍｌ／
ｍｉｎ．の流量で１０ｍｌ通液させ、農薬成分を濃縮さ
せた。また、一定量の試料溶液が通液されたのち、切換
弁５をオンにし、その内部流路を図３の実線接続状態か
ら破線接続状態に切り換えた。この状態で、５５％のア
セトニトリルを含むｐＨ３．０のリン酸緩衝液でなる移
動相が、試料溶液と逆方向から流れて、濃縮カラム６で
濃縮された成分を溶出させ、疎水性ポリメタクリレート
ゲルが充填された分離カラム７に注入される。このよう
にしてアシュラム、オキシン銅、チラム、イプロジオ
ン、ベンスリッドが分離され、検出器８で検出されて、
図１と同様に良好なクロマトグラムが得られた。

【００２２】

【発明の効果】以上詳しく説明したような本発明に係わ
る多孔性の架橋高分子は、親水性部分と疎水性部分をバ
ランス良く有し、かつ農薬成分と特異的な相互作用を示
さない。このため、環境水中の微量農薬成分の変性や損
失がなく、効率よく濃縮することができ、その結果、環
境水中の農薬成分を変性や損失することなく効率よく抽
出・濃縮することが可能となる。従って、本発明に係わ
る濃縮用樹脂による前処理法を液体クロマトグラフィと
組み合わせることにより、再現性の良い農薬成分の測定
法が実現する。また、本発明に係わる濃縮用樹脂を小容
量のカラムに充填し、オンライン用濃縮カラムとして使
用することにより、再現性の良い農薬成分の自動分析も
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】濃縮カートリッジ用いて濃縮後、液体クロマト
グラフィーを用いて測定した標準試料のクロマトグラム
である。

【図２】湖沼水に標準試料を添加した疑似試料を濃縮カ
ートリッジ用いて濃縮後、液体クロマトグラフィーを用
いて測定したクロマトグラムである。

【図３】オンライン濃縮のための測定システムである。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ槽２ａ，２ｂ送液ポンプ３試料注入器４シリンジ５切換弁６濃縮カラム７分離カラム８検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｎ 33/15 Ｃ 7906−2Ｊ (72)発明者平井修茨城県日立市東町四丁目13番１号日立化成工業株式会社茨城研究所内 (72)発明者青山哲也茨城県日立市東町四丁目13番１号日立化成工業株式会社茨城研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】R₁がHまたはCH₃を表すとき、一般式がで示される官能基を１分子中に少なくとも２個有する化
合物（ａ）と、 R₂及びR₃がそれぞれ独立してHまたはCH₃を表し、xが1〜
30の整数を表すとき、一般式がで示される化合物(ｂ)と、 R₄がHまたはCH₃を表し、yが12〜24の整数を表すとき、
一般式がで示される化合物(c)とを、 (b)/[(a)+(b)+(c)]がモル比で0.05〜0.3、(c)/[(a)+(b)
+(c)]がモル比で0.1〜0.5の範囲となるようにして水性
懸濁重合により製造された多孔性の架橋樹脂を用いて水
中の微量農薬成分を濃縮したのち該濃縮された農薬成分
を溶出する溶媒で溶出させた濃縮・抽出液を液体クロマ
トグラフィ用分離カラムに注入し、前記農薬成分を分離
して定量することを特徴とする農薬成分の測定方法。
【請求項２】前記化合物(c)が、ステアリルメタクリレ
ートでなる請求項（１）記載の測定方法。
【請求項３】請求項（１）若しくは請求項（２）記載の
農薬成分の濃縮用架橋樹脂を充填した小容量のカラムを
切換弁に装着し、該農薬成分を含む水溶液を前記カラム
に通液し該農薬成分を前記濃縮用樹脂で濃縮させたの
ち、前記切換弁を切り換えてアセトニトリルまたはメタ
ノールを含む緩衝液でなる移動相により農薬成分を溶出
させると同時に、液体クロマトグラフィ用分離カラムに
注入して、前記農薬成分を分離して定量することを特徴
とする農薬成分の測定方法。