水中异臭物(2-メチルイソボルネオール、ゲオスミン)测定法の立ち上げ.doc

水中異臭物（2-メチルイソボルネオール、ゲオスミン）測定法の立ち上げ
1 研究背景
ゲオスミン及び2-メチルイソボルネオールは放線菌、菌類、青緑藻類の代謝産物で、デカリン誘導体のアルコールである（構造式は図1を参照）、これらも飲用水、食品及び養殖類に土のような味やカビ臭を付ける原因物質である。人の鼻はこれらに対して敏感であり、低い濃度でもそのにおいを感じることができる。ニチレイの要望により、ニチレイの指導の下で本分析の研究を行った。
图1構造式

2 機器及び溶媒
2.1 バイヤル：ねじ山口瓶（O.D.×H 22.5mm×72.5mm和O.D.×H 27.5mm×56mm）
2.2 SPME装置：手動インジェクション　ハンドルDVB/PDMS及びDVB/CAR/PDMS抽出頭、Supelcoを購入
2.3 ウォーターバス：日本yamato
2.4 GC/MS分析機器：島津QP-2010
2.5 ゲオスミン和2-メチルイソボルネオール標準品：100mg/L、メタノールに溶かす、ドイツのDr会社から購入。
1000ppb（μg/L）シングル標準液の調整：100mg/Lの標準原液0.5mLを採取し水で50mLとする、調整後、0.5mLを1.5mLのチューブに移し、冷凍、六ヶ月保存できる。
1000ppt（ng/L）ミックス標準液の調整：1000ppbの標準液0.1mLを採取し、水で100mLとする、当日使用。
3 分析原理
固相マイクロ抽出(SPME)法は，20世紀90年代に開発され、新しい前処理法で、非溶媒型選択性抽出法である。繊維のシリンジのニードルをサンプル溶媒中或いはヘッドスペースに一段時間入れ、同時に溶媒を撹乱し両相間のバランスに達する時間を短縮させ。バランスを取ってからシリンジのニードルを取り出し、GC気化室に入れ、熱で分解し、上塗りに吸着された物質を吸い込む。抽出された物質は気化室で分解され、吸い込まれた後、移動相でカラムへ導入される、抽出、分離、濃縮の全ての工程を完成させる。詳細工程は図2-3を参考。

图2 SPME操作の抽出工程図

图3 SPME操作の解析図

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4研究内容
4.1 ウォーターバスの液面とバイヤル内の液面の差は効果への影響
25pptの標準液を例とする。ウォーターバス：65℃、抽出時間：25minで、ウォーターバスの液面とバイヤル内の液面の差は0、1cm及び2cmの場合、抽出効果に与える影響をテストした。
結果は図4に参照。表１から見ると、ウォーターバスの液面とバイヤル内の液面が同じなレベルの場合、SPMEの抽出効果が一番いい。それは、ウォーターバスの液面はバイヤル内の液面より高い時、バイヤルの上部の温度が高いと、物質の蒸発によくないため、抽出の効果に悪い影響を与えたからである。これにより、ウォーターバスの液面とバイヤル内の液面の同じなレベルを保持しなければならない。蒸発の水分を補充するため、ウォーターバスに水を絶えずに注入すること。

表4 ウォーターバスの液面とバイヤル内の液面の差は効果への影響
4.2異なった抽出ニードルはSPME抽出効果への影響
25pptの標準液を例とする。ウォーターバス温度：65℃、抽出時間：25minで、DVB/PDMS及びDVB/CAR/PDM両種の抽出ニードルは抽出効果への影響をテストした、結果は下図を参考、
図5を見ると、DVB/CAR/PDMSは2-MIBへの効果がよいが、DVB/CAR/PDMはGEOへの効果がよいと分かった。S/Nを計算し、お客様の5ppの定量下限を満足できるため、いずれも水中の2-MIB及びGEOの分析に用いられる。

图5異なった抽出ニードルはSPME抽出効果への影響
4.3 ウォーターバス温度はSPME抽出効果への影響
25pptの標準液を例とする。抽出時間：25minの条件で、ウォーターバス温度は別々55℃、60℃、65℃、70℃及び80℃の場合抽出効果への影響をテストした。結果は図6を参考、図6を見ると、温度が上がるに従って、抽出効果はよくなり、抽出温度は65℃になった時、変化傾向も激しくなくなると分かった。これにより、本試験の抽出温度は65℃とした。

图6 ウォーターバス温度はSPME抽出効果への影響
4.4 抽出時間は萃取时间SPME抽出効果への影響
25pptの標準液を例とする。ウォーターバス温度は65℃の下で抽出時間は別々15min、20min、25min、30min及び35minの場合、抽出効果への影響をテストした、結果は図7を参照。図7に示すように、抽出時間の増加に従って、抽出効果が強くなる。30minを超えると、GEOの吸着バランスを達成したが、2-MIBの緩慢な増加が始まった。経済学の視点から見ると、抽出時間は25 minとした。

图7抽出時間は萃取时间SPME抽出効果への影響
4.5 SPMEには臭味物質の付着有無についての検討
25ｐｐｔの標準液を分析完了した後、水のブランクテストもした、ブランク中には2-MIB及びGEOがいずれも検出されないため、実験全工程の解析は完全であり、SPME-GC-MS分析は次のサンプルには汚染をもたらせない。

4.6 安定性テスト
4.6.1 標準液を直接注入し、安定性をテストする
アセトンで調製した0.1mg/Lのミックス標準液を直接にGC-MSにて分析した（n=6），結果は表1に示すように分析安定性はよい。
表1標準品の分析安定性結果
化合物
平均値

CV
值
2-MIB
10444
11319
10038
10860
11205
10944
10773
4.5
GEO
8869
9406
8431
9882
10029
9034
9323
6.6
ピークの面積

4.6.2 方法の安定性
立ち上げた方法にて、25pptの標準液（n=3）を分析した。結果は表2示すように安定性は宵であった。
表2 方法的稳定性
平均値
CV
値
2-MIB
13255
13372
13209
13279
0.6
GEO
9022
9743
10118
9628
5.8
ピークの面積
化合物

4.7 方法直線性の定量下限
水で、0、5ppt、10ppt、25ppt、100pptの標準液を10 L調製し、20mLバイヤルにいれ、SPME-GC-MSにて分析を実施した、結果として、0～100ppの間、直線性のパラメーターはR=0.9998で、よいであること。
顧客の定量下限の5pptの要望に満足できる。詳細は図8に参考。
11.5
12.0
2.5
5.0
7.5
(x100)
135.00
108.00
107.00
95.00

2-MIB（1ppt） GEO（1ppt）

2-MIB（2ppt） GEO（2ppt）

2-MIB（5ppt） GEO（5ppt）
图8 2-MIBとGEOのクロマトグラフ

2-MIB GEO
图9 2-MIBとGEOの直線性方程式
4.8 両タイプの20Mlバイヤルの比較
25pptを例とし、両タイプのバイヤル（O.D.×H 22.5mm×72.5mm及びO.D.×H 27.5mm×56mm）葉抽出への影響をテストした、結果は図10に示すように、両方は抽出への影響はあまりない、サンプル分析には適用できる。

图10 両タイプのバイヤルは抽出への影響
5 結論
SPME-GC-MSの水中geosmin　及び2-methylisoborneolの分析方法を立ち上げた。方法の直線性が良好で、定量下限は顧客の分析要求を満足できる。詳細は以下の通り：
5.1 SPME操作（25ppt標準溶液を例とする）
20mLのサンプル瓶に精確に9.75mL水を入れてから250μL 1000pptのミックス標準溶液をいれ、25pptの標準溶液を調整する、65℃のバスーに入れ、5min予熱させ、バイヤル内の液面をバスーの液面と相当させた後、SPME措置を1cmの目盛に調節し、バイヤルの上空に挿し、抽出ニードルを露わさせ、25minを吸着した後、抽出ニードルを引っ込める、SPME措置から抜き出す。1cmの目盛に調節し、GC注入口に挿し、抽出ニードルを露わさせてから、startボタンを押す。5min解析してから、抽出ニードルを引っ込める。抜いた後次の分析を実施する。
5.2 GC-MS分析方法
カラム： DB-5msカラム（30m*0.25mm*0.25μm）
カラム温度： 40℃で3min保持、10℃/minで180℃まで加熱てから、40℃/minで300℃まで加熱する。
窒素流量： 48.3cm/s、接触面温度： 270℃、イオン源温度： 200℃、インジェクションー温度： 220℃
2-MIB定量イオンm/z95、定性イオン： m/z107、108及び135。
GEO定量イオン： m/z112、定性イオン： m/z97，111及び126
6 未実施業務
書式及びマニュアルの完全

以上
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