JP2013003003A - 残留農薬自動前処理システム及びそれを用いた残留農薬抽出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】試料コップ110と、可動式試料ストックテーブル100と、溶媒供給装置と、ホモジナイザーと、第1の試料容器と、第1の可動式容器ストックテーブル200と、メスアップ装置30と、第1の撹拌手段40と、第2の試料容器と、分注装置50と、第2の撹拌手段80と、第3の試料容器と、溶媒回収装置60と、を備える、残留農薬自動前処理システム。
【選択図】図1
Description
(1)穀類、豆類及び種実類の場合
試料10.0gに水20mLを加え、15分間放置する。これにアセトニトリル50mLを加え、ホモジナイズした後、吸引濾過する。ろ紙上の残留物にアセトニトリル20mLを加え、ホモジナイズした後、吸引濾過する。得られた濾液を合わせ、アセトニトリルを加えて正確に100mLとする。抽出液20mLを採り、塩化ナトリウム10g及び0.5mol/Lリン酸緩衝液(pH7.0)20mLを加え、10分間振とうする。静置した後、分離した水層を捨てる。オクタデシルシリル化シリカゲルミニカラム(1,000mg)にアセトニトリル10mLを注入し、流出液は捨てる。このカラムに上記のアセトニトリル層を注入し、さらに、アセトニトリル2mLを注入して、全溶出液を採り、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濾別した後、濾液を40℃以下で濃縮し、溶媒を除去する。残留物にアセトニトリル及びトルエン(3:1)混液2mLを加えて溶かす。
(2)果実、野菜、ハーブ、茶及びホップの場合
果実、野菜及びハーブの場合は、試料20.0gを量り採る。茶及びホップの場合は、試料5.00gに水20mLを加え、15分間放置する。これにアセトニトリル50mLを加え、ホモジナイズした後、吸引濾過する。ろ紙上の残留物にアセトニトリル20mL加え、ホモジナイズした後、吸引濾過する。得られた濾液を合わせ、アセトニトリルを加えて正確に100mLとする。抽出液20mLを採り、塩化ナトリウム10g及び0.5mol/Lリン酸緩衝液(pH7.0)20mLを加え、振とうする。静置した後、分離した水層を捨てる。アセトニトリル層に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濾別した後、濾液を40℃以下で濃縮し、溶媒を除去する。残留物にアセトニトリル及びトルエン(3:1)混液2mLを加えて溶かす。
抽出濾過工程は、農産物等の試料から抽出溶媒(例えば、アセトニトリル、アセトン)に農薬等を溶出させ、固液分離を行う工程である。以下、図21に示す操作フローに基づいて抽出濾過工程についてより具体的に説明する。
メスアップ工程は、抽出濾過工程で得た濾液の総容量を予め設定された容量に調整し、試料液を調整する工程である。以下、図22に示す操作フローに基づいてメスアップ工程についてより具体的に説明する。
バッファ分注工程は、農薬等を含む抽出溶媒を液−液抽出するための所定量の緩衝液を分注する工程である。以下、図22に示す操作フローに基づいてバッファ分注工程についてより具体的に説明する。
第1の分注工程は、メスアップ工程で得た試料液をバッファ分注工程で分注した緩衝液で液−液抽出する工程である。以下、図23に示す操作フローに基づいて第1の分注工程についてより具体的に説明する。
第2の分注工程は、第1の分注工程を繰り返すことにより、液−液抽出後の緩衝液相層を再抽出する工程である。第2の分注工程は、実施しなくてもよく、また、1回又は2回以上繰り返してもよい。以下、図24に示す操作フローに基づいて第2の分注工程についてより具体的に説明する。
チッソガス乾固工程は、農薬等を含む抽出溶媒から抽出溶媒のみを蒸発させ、農薬等を濃縮又は乾固する工程である。
GC/MS法、LC/MS−I法及びLC/MS−II法について、前処理(農薬等の抽出)を、本発明に係る残留農薬自動前処理システム(以下、「本システム」ともいう。)を用いて実施した場合と、上述した厚生労働省が定める「食品に残留する農薬、飼料添加物又は動物用医薬品の成分である物質の試験法」(平成17年1月24日付け食安発第0124001号厚生労働省医薬食品局食品***長通)の、(ア)、(イ)、(ウ)に規定される抽出の手順(いずれも「(2)果実、野菜、ハーブ、茶及びホップの場合」の手順)(以下、「公定法」ともいう。)に従って、試験官により実施した場合とで、抽出される農薬等を比較した。
[本システムにおける乾燥ネギの前処理]
栽培過程において農薬等が使用されていることが明らかなネギを熱風乾燥して乾燥ネギを得た。乾燥ネギ5.00gを電子天秤で秤量し、試料コップ110に投入後、可動式試料ストックテーブル100にセットして、本システムを用いて自動的に残留農薬を抽出した(図21〜図24の方法)。気化装置70を用いて濃縮又は乾固させGC−MS分析用及びLC−MS分析用のサンプルを得た。秤量から濃縮又は乾固までの操作を独立に3回繰り返し、n=3のサンプルを得た。
次に、上記[本システムにおける乾燥ネギの前処理]で得たサンプル(各n=3)それぞれに対し、以下の処理を施して試験溶液を調製した。
[公定法による乾燥ネギの前処理、及び試験溶液の調製]
上記〔本システムを用いた試験溶液の調製〕で用いたものと同一ロットの乾燥ネギ5.00gを電子天秤で秤量し、公定法に従って試験官により前処理を行い、GC/MS、LC/MS試験溶液を調製した。前処理から試験溶液の調製までを、独立に3回行い、n=3の試験溶液を得た。また、バラつきを低減するため、本試験法(公定法)に精通した熟練の試験官一名によって前処理を行った。
上記〔本システムを用いた試験溶液の調製〕及び〔公定法による試験溶液の調製〕で得た試験溶液(各n=3)に対し、GC/MS/MS測定及びLC/MS/MS測定により、上記各試験溶液中の農薬等の定性及び定量を行った。
測定機器:GC/MS/MS
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)−25℃/分−125℃(0分)−10℃/分−300℃(10分)
注入口温度:240℃
キャリヤーガス:ヘリウム
イオン化モード:EI
注入量:1μl
測定機器:LC/MS/MS
カラム:オクタデシルシリル化シリカゲル
カラム温度:40℃
移動相:A液(5mmol/L酢酸アンモニウム水溶液)及びB液(5mmol/L酢酸アンモニウムメタノール溶液)について濃度勾配をかけて送液する。
移動相流量:0.30ml/分
イオン化モード:ESI
注入量:10μl
GC/MS法では、シペルメトリン、クロルピリホス、エチオン等をはじめとする369種の農薬等について、LC/MS−I法では、ダイムロン、カルボフラン、カルペンタジム等をはじめとする144種の農薬等について、LC/MS−II法では、フルアジホップ、ハロキシホップ、トリアスルフロン等をはじめとする64種の農薬等について、それぞれ標準品を入手し、これらの標準品それぞれについて10ppb、100ppb、200ppbスタンダード溶液を調製して、上記測定条件で測定し、別途検量線を作成した。
〔本システムを用いた試験溶液の調製〕で得た試験溶液及び〔公定法による試験溶液の調製〕で得た試験溶液のいずれについても表1に記載した農薬等6種が検出された(6種以外の農薬等は全て不検出(N.D.)であった)。GC/MS法についてはメタラキシル(Metalaxyl)、プロシミドン(Procymidone)、ピリメタニル(Pyrimethanil)の3種が検出され、LC/MS−I法ではカルベンダジム(Carbendazim)、オメトエート(Omethoate)、プロパモカルブ(Propamopcarb)の3種が検出され、LC/MS−II法では農薬等は検出されなかった。表1に示した結果のとおり、本システムでも公定法でもほぼ同じ結果が得られており、本システムは公定法を代替可能であることが明らかとなった。
上記<農薬等の一斉試験法(農産物)>の試験に用いたものと同一ロットの乾燥ネギ5.00gに対して、所定濃度の各農薬等を含む添加回収用溶液を調製し、この添加回収用溶液を、各農薬等の添加濃度が50ppbになるように、上記乾燥ネギに添加した。その後、上記<農薬等の一斉試験法(農産物)>の試験と同様にして、本システムを用いた前処理、又は公定法に従った試験官による前処理を行い、試験溶液を調製した。この試験溶液中に回収された上記農薬等を定量することで、農薬等の添加回収試験を行った。
農薬等が検出されなかった生鮮キャベツを用い、添加回収試験を行った。上記<添加回収試験(1):乾燥ネギ>に記載の添加回収用溶液を、各農薬等の添加濃度が25ppbになるように、上記生鮮キャベツ20gに添加した。その後、水20mlを注入しなかったこと、オクタデシルシリル化シリカゲルミニカラム(1000ml)を使用しなかったこと(GC/MS法及びLC/MS−I法の場合)、試験溶液量(最終調製溶媒量)を2mlにしたこと以外は、上記〔本システムを用いた試験溶液の調製〕及び〔公定法による試験溶液の調製〕と同様にして、本システムを用いた前処理、又は公定法に従った試験官による前処理を行い、試験溶液を得た。この試験溶液を用いたこと以外は、上記<添加回収試験(1):乾燥ネギ>と同様にして、平均回収率、及びデータのバラつきを見るための変動係数(CV)を計算した。結果を表4及び表5に示す。
農薬等が検出されなかった小麦粉を用い、添加回収試験を行った。上記<添加回収試験(1):乾燥ネギ>に記載の添加回収用溶液を、各農薬等の添加濃度が25ppbになるように、上記小麦粉10gに添加した。その後、試験溶液の調製において、分液後のアセトニトリル層を、アセトニトリル10mlでコンディショニングしたオクタデシルシリル化シリカゲルミニカラム(1000ml)に注入し、更にアセトニトリル2mlを注入し、溶出液全量を回収する操作を追加で実施し、その後に無水硫酸ナトリウムによる脱水以降の操作を行ったこと(公定法におけるLC/MS−II法の場合のみ)以外は、上記〔本システムを用いた試験溶液の調製〕及び〔公定法による試験溶液の調製〕と同様にして、本システムを用いた前処理、又は公定法に従った試験官による前処理を行い、試験溶液を得た。この試験溶液を用いたこと以外は、上記<添加回収試験(1):乾燥ネギ>と同様にして、平均回収率、及びデータのバラつきを見るための変動係数(CV)を計算した。結果を表6及び表7に示す。
タイ国で入手したトムヤムクンペースト(ペースト状のトムヤムクンの素)について、当該食品中に残留する農薬等の検出試験を行った。なお、上記トムヤムクンペーストは、レモングラス、唐辛子、タマネギ、ニンニク等を原料とする食品(加工食品)である。
Claims (12)
- 内部に濾紙を具備するとともに、開閉自在の放出口を底部に有する試料コップと、
1個又は複数個の前記試料コップを保持する可動式試料ストックテーブルと、
水又は抽出溶媒を前記試料コップ内に注入する溶媒供給装置と、
脱着自在のシャフトに設けられたカッターを有し、前記試料コップ内の試料、水及び抽出溶媒を粉砕撹拌するホモジナイザーと、
前記試料コップの放出口から放出される濾液を受けるための第1の試料容器と、
前記第1の試料容器を保持する第1の可動式容器ストックテーブルと、
前記濾液を受けた前記第1の試料容器に、総量が所定量となるように抽出溶媒を注入し、試料液を調整するメスアップ装置と、
前記第1の試料容器内の前記試料液を撹拌する第1の撹拌手段と、
前記試料液を緩衝液で液−液抽出するための第2の試料容器と、
前記第1の試料容器内の前記試料液の所定量を、前記第2の試料容器内へ分注する分注装置と、
前記第2の試料容器内の前記試料液と前記緩衝液を撹拌する第2の撹拌手段と、
液−液抽出後の抽出溶媒層を回収するための第3の試料容器と、
液−液抽出後の前記第2の試料容器内の抽出溶媒層を吸い上げ、前記第3の試料容器内に吐出する溶媒回収装置と、
を備える、残留農薬自動前処理システム。 - 前記第2の試料容器に緩衝液を注入する緩衝液供給装置を更に備える、請求項1に記載の残留農薬自動前処理システム。
- 前記第3の試料容器を保持する第2の可動式容器ストックテーブル、及び
前記第3の試料容器内の抽出溶媒の少なくとも一部を蒸発させる気化装置を更に備える、請求項1又は2に記載の残留農薬自動前処理システム。 - 前記第3の試料容器の口に装着される、脱水剤が充填された漏斗を更に備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の残留農薬自動前処理システム。
- 前記溶媒回収装置により所定量の前記抽出溶媒層が吸い上げられた前記第2の試料容器内に、所定量の抽出溶媒を注入する抽出溶媒供給装置を更に備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載の残留農薬自動前処理システム。
- 前記分注装置が、着脱自在のピペット端を有するピペット装置である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の残留農薬自動前処理システム。
- 前記溶媒回収装置が、着脱自在のピペット端を有するピペット装置である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の残留農薬自動前処理システム。
- 前記可動式試料ストックテーブルは、複数個の試料コップを保持するものである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の残留農薬自動前処理システム。
- 前記可動式試料ストックテーブルに保持された前記試料コップの上部に所定のタイミングで移動し、前記ホモジナイザー又は前記溶媒供給装置からの落下物を受けるための受け皿を更に備える、請求項8に記載の残留農薬自動前処理システム。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の残留農薬自動前処理システムにおける残留農薬の抽出方法であって、
前記溶媒供給装置により水及び抽出溶媒を注入された試料コップが、前記ホモジナイザーの下方に位置するように、前記可動式試料ストックテーブルを移動させるステップと、
前記ホモジナイザーにより内部の試料、水及び抽出溶媒が粉砕撹拌された試料コップが、前記第1の可動式容器ストックテーブルに保持された前記第1の試料容器の上方に位置するように、前記可動式試料ストックテーブルを移動させるステップと、
試料コップの放出口から放出される濾液を受けた第1の試料容器が、前記メスアップ装置の下方に位置するように、前記第1の可動式容器ストックテーブルを移動させるステップと、
前記メスアップ装置により内部に前記試料液が調整された第1の試料容器が、前記第1の撹拌手段の動作範囲内に位置するように、前記第1の可動式容器ストックテーブルを移動させるステップと、
前記第1の撹拌手段により内部の前記試料液が撹拌された第1の試料容器が、前記分注装置の動作範囲内に位置するように、前記第1の可動式容器ストックテーブルを移動させるステップと、を含む、残留農薬の抽出方法。 - 請求項10に記載の残留農薬の抽出方法であって、
該抽出方法は、前記試料コップから濾液を放出させた後に該試料コップ内に残存する濾過残渣を抽出溶媒で再抽出する工程を少なくとも1回実行するものであり、
前記再抽出する工程は、
前記溶媒供給装置が、濾液を放出して濾過残渣が残った試料コップに抽出溶媒を再注入するステップと、
前記溶媒供給装置により抽出溶媒を再注入された試料コップが、前記ホモジナイザーの下方に位置するように、前記可動式試料ストックテーブルを移動させるステップと、
前記ホモジナイザーが、試料コップ内部の前記濾過残渣及び抽出溶媒を粉砕撹拌するステップと、
前記ホモジナイザーにより、内部の濾過残渣と再注入された抽出溶媒とが粉砕撹拌された試料コップが、前記第1の可動式容器ストックテーブルに保持された第1の試料容器の上方に位置するように、前記可動式試料ストックテーブルを移動させるステップと、を含む、請求項10に記載の残留農薬の抽出方法。 - 請求項5に記載の残留農薬自動前処理システムにおける残留農薬の抽出方法であって、
該抽出方法は、液−液抽出後の緩衝液層を再抽出する工程を少なくとも1回実行するものであり、
前記液−液抽出後の緩衝液相を再抽出する工程が、
前記抽出溶媒供給装置が、前記溶媒回収装置により所定量の前記抽出溶媒層が吸い上げられ、緩衝液層及び残余の抽出溶媒層が残存した第2の試料容器内に、所定量の抽出溶媒を再注入するステップと、
前記第2の撹拌手段が、第2の試料容器内部の前記緩衝液層、残余の抽出溶媒層、及び再注入した抽出溶媒を撹拌するステップと、
前記溶媒回収装置が、第2の試料容器内部の抽出溶媒層を吸い上げ、第3の試料容器内に吐出するステップと、を含む、残留農薬の抽出方法。
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