水中のハロ酢酸の分解 - MS検出器を伴うカップリングイオンクロマトグラフィーによる感度向上
AN-M-016
2020-08
ja
Increased sensitivity thanks to coupling IC with a MS detector
塩素、クロラミン、またはオゾンによる飲料水の消毒時に、潜在的に毒性を持つハロゲン化副生成物が生成されることがあります。この消毒剤は、源水で自然発生する臭化物および/または有機物と反応し、もっとも一般的で毒性の強い消毒副生成物 (DBP) やハロ酢酸 (HAA) を生成する可能性があります。人の健康を守るため、飲料水におけるHAAの最大許容レベルは規制されています (EPA 816-F-09-004)。EPAメソッド557は、0.02～0.11 µg/Lまでの範囲のLODを有する、タンデム質量分析 (IC-MS/MS) と組み合わされたイオンクロマトグラフィーによるHAAならびに臭素酸とダラポンの分析について明記しています。しかしながら、1度のMSでも、高い感度により十分な精度内で現在のMCLを測定することが可能です。 このApplication Noteでは、臭素酸、亜塩素酸塩、モノクロロ酢酸 (MCAA)、モノブロモ酢酸 (MBAA)、ブロモクロロ酢酸 (BCAA)、ブロモジクロロ酢酸 (BDCAA)、ジブロモ酢酸 (DBAA)、ジクロロ酢酸 (DCAA)、トリブロモ酢酸 (TBAA)、クロロジブロモ酢酸 (CDBAA)、ならびにトリクロロ酢酸 (TCAA) のIC/MSによる分析について説明されています。Metrohm Driver 2.1 for EmpowerTMは、EmpowerTMによる単一のソフトウェアソリューションとしての分析を提供します。
塩素、クロラミン、またはオゾンによる飲料水の消毒時に、潜在的に毒性を持つハロゲン化副生成物が生成されることがあります。消毒剤は、原水中の天然に存在する臭化物および/または有機物と反応し、最も一般的な消毒副生成物（DBP）の1つであるハロ酢酸（HAA）を形成する可能性があります。
HAAは毒性の高い水溶性化合物です。モノハロゲン化酢酸からトリハロゲン化酢酸には、主に臭素および/または塩素が含まれています。人間の健康を保護するために、飲料水中の最大許容レベルが規制されています。現在、EPAは、5つのHAA（«HAA5»）の飲料水（EPA 816-F-09-004）の最大汚染レベルを60μg/ Lとしています：ジクロロ酢酸（0 mg / L）、トリクロロ酢酸（20μg/ L）、モノクロロ酢酸（70μg/ L）、ブロモ酢酸とジブロモ酢酸の両方に汚染レベルが定義されていません。
EPAメソッド557は、質量分析と組み合わせたイオンクロマトグラフィ（IC-MS）によるHAAの分析を指定しており、LODは0.02〜0.11μg / Lの範囲です。このようにして、質量検出による感度の向上により、HAAを必要な低レベルで分離および決定できます。単一のMSでも、適切な精度で現在のMCLを決定するために高感度が達成されます。
スパイクされたミネラルウォーターサンプルとスパイクされていないミネラルウォーターサンプルを測定して、汚染された水源をシミュレートします。サンプルには、ブロメート、クロライト、モノクロロ酢酸（MCAA）、モノブロモ酢酸（MBAA）、ブロモクロロ酢酸（BCAA）、ブロモジクロロ酢酸（BDCAA）、ジブロモ酢酸（DBAA）、ジクロロ酢酸（DCAA）のさまざまな濃度の成分が添加されています。 ）、トリブロモ酢酸（TBAA）、クロロジブロモ酢酸（CDBAA）、およびトリクロロ酢酸（TCAA）。回収率は、スパイクされたサンプルとスパイクされていないサンプルの同等物を比較することによって計算されます。すべてのサンプルは塩化アンモニウムで安定化されています。
測定は、質量分析計（MS）（Waters SQ Detector 2）に接続されたグラジエントポンプを備えたICを使用して行われます。図1）。個々のコンポーネントの分離は、Metrosep A Supp5-250 /2.0カラムとMetrosepA Supp10カラムガードを組み合わせて実行されます。直径2mmのカラムにより、溶離液の流量が少なくなり、フロースプリッターを追加せずに後続のMSで直接測定できます。移動相の高圧勾配（水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、およびアセトニトリルの混合物で構成される）は、個々の成分を分離するために最適化されています。
機器の制御とデータの評価はEmpowerで実行されますTM。Empower用のMetrohm Driver 2.1TM この強力なソフトウェアを使用して分析を促進し、もちろん単一のソフトウェアソリューションとしてハイフンでつながれた手法を処理します。
9つのHAAの分離は40分未満で実行されます。図2 は、EPA 816-F-09-004に関連する5つのHAAの分離を示しています。これは、「HAA5」と呼ばれることがよくあります。スパイクテストは、74〜124％の範囲内で許容可能な回収率を示します。推定検出限界は、MCAAおよびMBAAに関するEPAメソッド557のEPA要件の範囲内です（それぞれ0.2および0.064μg/ L）。他の化合物の感度を高めるには、トリプル四重極MSとのハイフネーションが必須であり、EPA557を完全に満たすために使用できます。ただし、5つのHAA（DCAA、TCAA、MCAA、MBAC、およびDBAA）の飲料水の最近の最大汚染レベル（EPA 816-F- 09-004）は、合計で60μg/ Lです。推定LODと比較して（表1）、これらは2桁低く、飲料水の水質測定に対する現在のシングル四重極IC-MSメソッドの適合性を示しています。
| 分析物 | LOD（μg/ L） |
|---|---|
| MCAA | 0.045 |
| MBAA | 0.045 |
| DCAA | 0.45 |
| BCAA | 0.60 |
| DBAA | 0.15 |
| TCAA | 1.5 |
| BDCAA | 1.5 |
| CDBAA | 1.5 |
| TBAA | 1.5 |
イオンクロマトグラフィと質量分析の組み合わせは、低い検出限界を達成し、分析の特異性を高めるための理想的な組み合わせです。独自のMetrohm Suppressor Moduleは、イオンスプレーとMS仕様に適したものにするために、ポストカラム抑制によって溶媒が変更されるため、溶離液の選択に高い柔軟性を提供します。多くの異なるアプリケーション、特に環境分野では、この組み合わせにより、他の手法よりも詳細な洞察が得られ、アプリケーションの分野が大幅に拡大します。
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Internal reference: AW IC FR6-0120-062019