2019年版 エルガ・ラボウォーター 技術資料【バイオアナリシスに用いる超純水の使用上の注意点】

2019年版 エルガ・ラボウォーター 技術資料 バイオアナリシスに用いる超純水の 使用上の注意点

エルガはおかげさまで 2017年に創業 80周年を 迎えることができました エルガ・ラボウォーター（ELGA・LabWater）は 1937年にイギリ スにおいてウォルター ローチにより設立された世界で一番の老 舗ともいえる、ラボ用純水装置メーカーです。 ELGAの名前の由来は ELectric ＆ GAs から来ており、もともと 家電製品を製造を目的として創業しましたが、スチームアイロン が硬水の使用によりスケールに悩まされたことから、すぐに水処 理ビジネスへ転換し、 1937年にスケーリングを防止するための 小型イオン交換ユニットを開発しました。我々は、この技術が他 のアプリケーション、特に研究室で大きな可能性を持っているこ とに気づき、ラボ用純水装置のビジネスへと発展させました。 その後、1959年にはラボ用の純水装置を北米およびアジア地 域にも提供を開始しました。現在では、世界 60か国以上に直接 ビジネスを展開しており、実験室、医療及び臨床検査用純水装置 の世界的リーダーとなっています。 ELGAは、早くから技術開発の先進性を志向し、また製品デザイ ンの重要性を認識しており、世界中の 18の特許を保持し、ラボ用 純水装置に多くの先進テクノロジーの採用をどこよりも早く行っ てきました。その一例を下図に示しましたのでご参照ください。 またその製品デザインも数多くの産業デザインにおける国際的な 賞を授与されています。 また ELGA製品は可能な限り環境への負荷を低減するよう設計 されています。弊社社長ノーラ イケネも「私たちは、75年以上 の伝統を有する純水装置メーカーとして、環境に持続可能な技術 や製品設計を使用し、当社の業務が気候変動に与える影響を最小 限にする責任があります。」 と述べております。 ELGAは、2000年に世界的な水道事業を展開するヴェオリア グループに買収され、その関連会社であるヴェオリア・ウォーター・ テクノロジー（UK）Ltd. の一部門としてラボ用純水・超純水装置の 専門メーカーとして現在に至っています。 ELGAは長らく日本においては輸入代理店にそのほとんどの業 務を委託して、ビジネスの展開を図ってきました。しかしながら、 改めて日本市場の重要性について再認識し、2009年にエルガ・ Chorus ラボウォーターとして日本事務所を開設し、輸入代理店の支援業 flex 務を開始し、現在に至っています。 Ultra 複数装置のセントラル制御機能 採用 MEDICA Pro 装置殺菌洗浄パック 採用 採水操作のメモリ機能 採用 夜間休止機能 採用 Option S/R 大型装置での管理キーシステム 採用 大型装置の一体成型タンク　　 採用 カートリッジのデータタグ管理（誤装着防止） 採用 MAXIMA 装置一体型タンク 採用 複数ディスぺンサー 採用 三室構造 ED（I スケーリング防止機能） 採用 2014 UHQ TOCモニタリング 採用 2009 ピュアシュア方式 採用 2005 銀添加活性炭 採用 20042003 酸化 UVランプ 採用 2002 循環ライン内に採水ディスペンサー 設置 2001 複合型タンクエアベントフィルター 採用 2000 1995 セルロースに代わる 1993 コンポジット RO膜 1992 ELGAがラボ用純水装置に 採用 1990 1988 1985 導入した先進技術

2019/2/5 バイオアナリシスに使用する 超純水の使用上の注意点 ヴェオリア・ジェネッツ株式会社 エルガ・ラボウォーター事業部 http://www.elgalabwater.com email: jp.elga.all.groups@veolia.com 2019.2.14 於：第 10回JBFシンポジウム ランチョンセミナー Contents • バイオアナリシスに必要な超純水を得るために重要なこと – 純水中残存有機物濃度の違いによる分析への影響 – 超純水装置の最適化 -185nmUV – 超純水装置の最適化 -超純水カートリッジの処理容量 – 超純水装置の問題点 –採水水質と異なる水質表示 • 超純水の水質がバイオアナリシスに与える影響 その具体例な汚染例とその対策 – 超純水装置の問題点 –最終フィルターによる水質低下 – 超純水水質の経時劣化 – 採水時の汚染例 1 1

2019/2/5 -ELGA LabWaterについて- • 1937年よりラボ向けの小型純水装置を製造･販売している イギリスの専業メーカーです。 • 本部はロンドン郊外にあり、研究･開発･製造･企画･マーケ ティング物流など全ての本社機能を集約し、効率的に運用し ています。 • 2001年よりVeolia グループ（本社所在地：フランスパリ市）の 傘下に入り、現在はVeolia Water Solutions ＆ Technologiesの 一部門 ELGA LabWater Global Operationsとして、世界的にビ ジネス展開中です。 • 世界のシェアでみると、約25％で、世界第2位です。 日本におけるELGAの展開 • 2009年に日本支社設立 – ヴェオリア・ウォーター・ソリューション&テクノロジー株 式会社エルガ・ラボウォーター事業部として設立 – 現在ヴェオリア・ジェネッツ株式会社エルガ・ラボ ウォーター事業部としてビジネス展開中です • ELGA製品の日本市場へのスムーズな展開と、よ り一層の拡販、ならびに製造元として求められる、 お客様（ユーザー、代理店およびOEM供給先な ど）へのサポートの充実を図っています。 2 2

2019/2/5 2019/2/5 -ELGA LabWaterについて- 水道直結型超純水装置- PURELAB flex3 • 特徴： • 1937年よりラボ向けの小型純水装置を製造･販売している – 1日10L程度の超純水ユーザー向 イギリスの専業メーカーです。 – 水道直結タイプ（RO膜内蔵） • 本部はロンドン郊外にあり、研究･開発･製造･企画･マーケ • 水道蛇口に直接接続 ティング物流など全ての本社機能を集約し、効率的に運用し – ７Lタンク内蔵 ています。 • 定期循環機能付 • 2001 • タンクに直接純水の供給も可能 年よりVeolia グループ（本社所在地：フランスパリ市）の – 性能は最高機種並み flex UV同等 傘下に入り、現在はVeolia Water Solutions ＆ Technologiesの • 1滴～2L/毎分 一部門 ELGA LabWater Global Operationsとして、世界的にビ • 酸化UV標準装備：TOC5ppb以下 ジネス展開中です。 • リアルタイムTOCモニタリング採用 • 世界のシェアでみると、約25％で、世界第2位です。 • バリデーション対応 – ランニングコストは10万円/年 バイオ実験・分析用超純水装置 日本におけるELGAの展開 - PURELAB Chorus 1 Life Science • 2009年に日本支社設立 • 主な仕様： – ヴェオリア・ウォーター・ソリューション&テクノロジー株 – 採水量；滴下～2L/分 式会社エルガ・ラボウォーター事業部として設立 – TOC；1～3ppb • 最高水質のためのしくみ – 現在ヴェオリア・ジェネッツ株式会社エルガ・ラボ – 超純水カートリッジの選択が可能 ウォーター事業部としてビジネス展開中です • 標準（マルチ対応）カートリッジ • ELGA • 微量有機物分析用（LC/MSなど） 製品の日本市場へのスムーズな展開と、よ – 水質低下・水質変動の防止が可能 り一層の拡販、ならびに製造元として求められる、 • Pure Sureシステム採用 お客様（ユーザー、代理店およびOEM供給先な – 採水水質をモニタリング • リアルタイムTOCモニタリング ど）へのサポートの充実を図っています。 • 全て循環経路内で水処理 – NML 5,000 UF膜も循環系経路内に装着 – 採水口最終フィルターは推奨しません 3 2 3

2019/2/5 Contents • バイオアナリシスに必要な超純水を得るために重要なこと – 純水中残存有機物濃度の違いによる分析への影響 – 超純水装置の最適化 -185nmUV – 超純水装置の最適化 -超純水カートリッジの処理容量 – 超純水装置の問題点 –採水水質と異なる水質表示 • 超純水の水質がバイオアナリシスに与える影響 その具体例な汚染例とその対策 – 超純水装置の問題点 –最終フィルターによる水質低下 – 超純水水質の経時劣化 – 採水時の汚染例 用水･排水の試験に用いる水 種別及び質 種別及び質 項目 電気伝導率 mS/m (25℃) 有機体炭素(TOC) 亜鉛 μ シリカ μ － 塩化物イオン μ 硫酸イオン μ 用途及び精製方法 器具類の洗浄。A2～A3の原料。最終工程でイオン交換法又は逆浸透膜法などによって精製したもの。又は A1 これと同等の質が得られる方法で精製したもの。 一般的な試験。A3～A4の原料。A1の水を用い、最終工程でイオン交換装置・精密ろ過器などの組み合わ A2 せによって精製したもの。又はこれと同等の質が得られる方法で精製したもの。 試薬類の調整、微量成分の試験。A1またはA2の水を用い、最終工程で蒸留法によって精製したもの。又は A3 これと同等の質が得られる方法で精製したもの。 微量成分の試験。A2またはA3の水を用い、石英ガラス製の蒸留装置による蒸留法、又は非沸騰型蒸留装 A4 置による蒸留法で精製したもの、若しくはこれと同等の質が得られる方法で精製したもの。 4 4

2019/2/5 2019/2/5 Contents 純水と超純水での残存有機物比較例 • バイオアナリシスに必要な超純水を得るために重要なこと 0.02 – AUB 純水中残存有機物濃度の違いによる分析への影響 – 超純水装置の最適化 -185nmUV 0.01 – 超純水装置の最適化 -超純水カートリッジの処理容量 – 超純水装置の問題点 –採水水質と異なる水質表示 Pure Water （A4グレード） TOC <50ppb • 超純水の水質がバイオアナリシスに与える影響 その具体例な汚染例とその対策 – 超純水装置の問題点 –最終フィルターによる水質低下 – 超純水水質の経時劣化 – 採水時の汚染例 Y. Kuroki, “Ekikuro Ryu-no-maki (HPLC Q&A II, in Japanese)”, ed. JSAC HPLC Committee, 2002, Tsukuba Shuppankai, Tokyo, 138. 用水･排水の試験に用いる水 純水と超純水での残存有機物比較例 種別及び質 種別及び質 項目 0.02 AUB 電気伝導率 mS/m (25℃) 有機体炭素(TOC) 0.01 亜鉛 μ シリカ μ － 塩化物イオン μ μ PPUurRe EWLAatBe rU （lAtra4 グAレnaー硫酸イオン lyドtic） TOC <50ppb 用途及び精製方法 TOC 1ppb 器具類の洗浄。A2～A3の原料。最終工程でイオン交換法又は逆浸透膜法などによって精製したもの。又は A1 これと同等の質が得られる方法で精製したもの。 一般的な試験。A3～A4の原料。A1の水を用い、最終工程でイオン交換装置・精密ろ過器などの組み合わ A2 せによって精製したもの。又はこれと同等の質が得られる方法で精製したもの。 試薬類の調整、微量成分の試験。A1またはA2の水を用い、最終工程で蒸留法によって精製したもの。又は A3 これと同等の質が得られる方法で精製したもの。 微量成分の試験。A2またはA3の水を用い、石英ガラス製の蒸留装置による蒸留法、又は非沸騰型蒸留装 A4 置による蒸留法で精製したもの、若しくはこれと同等の質が得られる方法で精製したもの。 Y. Kuroki, “Ekikuro Ryu-no-maki (HPLC Q&A II, in Japanese)”, ed. JSAC HPLC Committee, 2002, Tsukuba Shuppankai, Tokyo, 138. 5 4 5

2019/2/5 純水と超純水での残存VOC比較例 超純水装置の処理法別 比較例 （μg/L） 測定A 5.45 5.86 3.25 1.35 測定B 5.27 5.65 3.2 1.43 測定C 5.33 5.38 3.17 1.48 測定D 5.25 5.29 3.03 1.43 測定E 5.44 4.79 3.1 1.35 測定F 5.24 4.55 3.21 1.58 測定G 5.34 5.2 2.93 1.32 測定H 5.3 5.08 3.02 1.45 測定I 5.31 4.66 2.84 1.37 測定はAnatel A1000を使用 6 6

2019/2/5 2019/2/5 純水と超純水での残存VOC比較例 185nmUV Oxidation ORGANO, “Chojunsui (Ultrapure water, in Japanese)”, ed. ORGANO committee, 1991, ORGANO, Tokyo, 390. 超純水装置の処理法別 比較例 超純水中のPFOA、PFOSの濃度 （μg/L） PURELAB Ultra Analytic水測定例 測定A 5.45 5.86 3.25 1.35 測定B 5.27 5.65 3.2 1.43 測定C 5.33 5.38 3.17 1.48 PFOS PFOA 5.25 5.29 3.03 1.43 (ng/L) (ng/L) 測定D 測定E 5.44 4.79 3.1 1.35 超純水 < 0.1 < 0.1 測定F 5.24 4.55 3.21 1.58 標準液 1.1 1.4 測定G 5.34 5.2 2.93 1.32 1ng/L 測定H 5.3 5.08 3.02 1.45 5.31 4.66 2.84 1.37 T. Shimada, O. Kawaguchi, T. Iwamori, and Y. Kuroki, 測定I in Proceedings of the 16th Symposium on Environmental Chemistry Kita-Kyushu, 2007, Fukuoka, Japan, 93. 測定はAnatel A1000を使用 7 6 7

2019/2/5 バイオ実験・分析用超純水装置 - PURELAB Chorus 1 Life Science • 主な仕様： – 採水量；滴下～2L/分 – TOC；1～3ppb • 最高水質のためのしくみ – 超純水カートリッジの選択が可能 • 標準（マルチ対応）カートリッジ • 微量有機物分析用（LC/MSなど） – 水質低下・水質変動の防止が可能 • Pure Sureシステム採用 – 採水水質をモニタリング • リアルタイムTOCモニタリング • 全て循環経路内で水処理 – NML 5,000 UF膜も循環系経路内に装着 – 採水口最終フィルターは推奨しません 超純水装置- PURELAB flex UV • 特徴： – 性能、機能は最高機種並み • 採水量：1滴～2L/分 • 大型ディスプレイに機能集中 – 使いやすさを追求 • 採水口デザイン・3way採水方式・前面扉 – ランニングコストがリーズナブル • 機種別概要： – flex （UV・TOCモニタ無） – flex UV（リアルタイムTOCモニタ付） • TOC 5ppb以下 8 8

2019/2/5 2019/2/5 バイオ実験・分析用超純水装置 - PURELAB Chorus 1 Life Science 超純水カートリッジ容量による水質の違い • 主な仕様： – 採水量；滴下～2L/分 – TOC；1～3ppb • 最高水質のためのしくみ – 超純水カートリッジの選択が可能 • 標準（マルチ対応）カートリッジ • 微量有機物分析用（LC/MSなど） – 水質低下・水質変動の防止が可能 • Pure Sureシステム採用 – 採水水質をモニタリング • リアルタイムTOCモニタリング • 全て循環経路内で水処理 – NML 5,000 UF膜も循環系経路内に装着 – 採水口最終フィルターは推奨しません 超純水装置- PURELAB flex UV 超純水装置の問題点 –採水水質と異なる水質表示 • 特徴： – 性能、機能は最高機種並み • 採水量：1滴～2L/分 • 大型ディスプレイに機能集中 – 使いやすさを追求 • 採水口デザイン・3way採水方式・前面扉 – ランニングコストがリーズナブル • 機種別概要： – flex （UV・TOCモニタ無） – flex UV（リアルタイムTOCモニタ付） • TOC 5ppb以下 採取した水の水質値と測定値が乖離する恐れ 9 8 9

2019/2/5 Contents • バイオアナリシスに必要な超純水を得るために重要なこと – 純水中残存有機物濃度の違いによる分析への影響 – 超純水装置の最適化 -185nmUV – 超純水装置の最適化 -超純水カートリッジの処理容量 – 超純水装置の問題点 –採水水質と異なる水質表示 • 超純水の水質がバイオアナリシスに与える影響 その具体例な汚染例とその対策 – 超純水装置の問題点 –最終フィルターによる水質低下 – 超純水水質の経時劣化 – 採水時の汚染例 採水口の取り扱い注意点 超純水装置 水質ｾﾝｻｰ 水質ｾﾝｻｰ 水質ｾﾝｻｰ P 出口水質電極＆温 度センサ 原水ﾎﾟﾝﾌﾟ DIｶｰﾄﾘｯｼﾞ 酸化ＵＶﾗﾝﾌﾟ DIｶｰﾄﾘｯｼﾞ ＵMＦﾓｼﾞｭｰﾙ 超純水 ？ 10 10

2019/2/5 2019/2/5 Contents 参考：カラムからの溶出（ブリード現象） • バイオアナリシスに必要な超純水を得るために重要なこと Column size: 2.0x150 mm – 純水中残存有機物濃度の違いによる分析への影響 F社 C18 Mobile phase: – 超純水装置の最適化 -185nmUV A) 0.1% acetic acid Area: 960,000 B) CH3CN – 超純水装置の最適化 -超純水カートリッジの処理容量 Gradient: – 超純水装置の問題点 –採水水質と異なる水質表示 Time: 0min 3min 14.4min 18min 19min %B: 5% 5% 100% 100% 5% B社 C18 Flow rate: 0.2 mL/min • 超純水の水質がバイオアナリシスに与える影響 Area: 1,150,000 Temperature: 40 ºC Detection: Corona CAD その具体例な汚染例とその対策 Sunniest C18 HMODTS – 超純水装置の問題点 –最終フィルターによる水質低下 Area: 94,000 – 超純水水質の経時劣化 – 採水時の汚染例 Retention time/min http://www.chromanik.co.jp/2009yakugaku.html 採水口の取り扱い注意点 超純水装置の採水口での汚染 超純水装置 超純水循装環置 ライン外の滞留水が存在する ↓ 初流排水が重要 水質ｾﾝｻｰ 水質ｾﾝｻｰ 水質ｾﾝｻｰ 水質ｾﾝｻｰ 水質ｾﾝｻｰ 水質ｾﾝｻｰ P 出口水質電極＆温 P 度センサ 出口水質電極＆温 度センサ 原水ﾎﾟﾝﾌﾟ DIｶｰﾄﾘｯｼﾞ 酸化ＵＶﾗﾝﾌﾟ DIｶｰﾄﾘｯｼﾞ ＵMＦﾓｼﾞｭｰﾙ 原水ﾎﾟﾝﾌﾟ DIｶｰﾄﾘｯｼﾞ 酸化ＵＶﾗﾝﾌﾟ DIｶｰﾄﾘｯｼﾞ ＵMＦﾓｼﾞｭｰﾙ ？ 超純水 超純水 ？ 11 10 11

2019/2/5 装着直後に生じる水質劣化 ー カートリッジ交換後の 変動例ー 採水口フィルター装着により生じる水質劣化 ー各種カートリッジ装着による水質比較例ー 12 12

2019/2/5 2019/2/5 装着直後に生じる水質劣化 装着後に生じる水質劣化 ー カートリッジ交換後の 変動例ー ー活性炭カートリッジ装着後の水質低下例ー Corona Ultra 3日後に採取 面積値 高さ pA*Sec pA 装着直後採水 23.1 8.1 2日後採水 26.30 9.0 2日後に採取 3日後採水 39.0 14.0 前処理直後に採取 採水口フィルター装着により生じる水質劣化 ー各種カートリッジ装着による水質比較例ー 採水口カートリッジからの汚染例 13 12 13

2019/2/5 PURELAB Chorus 1 Life Scienceの構成と消耗品 社内勉強会資料 ©ELGA LabWater Div.2012 All rights reserved 28 14 14

2019/2/5 2019/2/5 PURELAB Chorus 1 Life Scienceの構成と消耗品 Contents • バイオアナリシスに必要な超純水を得るために重要なこと – 純水中残存有機物濃度の違いによる分析への影響 – 超純水装置の最適化 -185nmUV – 超純水装置の最適化 -超純水カートリッジの処理容量 – 超純水装置の問題点 –採水水質と異なる水質表示 • 超純水の水質がバイオアナリシスに与える影響 その具体例な汚染例とその対策 – 超純水装置の問題点 –最終フィルターによる水質低下 – 超純水水質の経時劣化 – 採水時の汚染例 超純水を貯留した時の純度低下例 社内勉強会資料 ©ELGA LabWater Div.2012 All rights reserved 28 15 14 15

2019/2/5 超純水での細菌増殖例 Pseudomonas sp. Tsuchizaki et al, in Proceedings of the 10th Annual土 C崎onらf、er日e本nc防e 菌of防 T黴he学 S会o講ci演et要y 旨for集 An(1ti9b8a3c)t erial and Antifungal Agents, 1983, Osaka, Japan, 採水直後の超純水と貯水超純水の水質比較： Green： 開放保管 【3 days】 Blue： 密封保管【8 days】 Red：【fresh water】 16 16

2019/2/5 2019/2/5 超純水での細菌増殖例 サンプリング容器からの汚染 Flask：クロム酸洗浄 New：新品試験管 UPW20回洗浄 A,B：クリーン容器 洗浄なしで使用 Pseudomonas sp. A B 測定装置：Sievers 810型TOC分析計 Tsuchizaki et al, 土崎ら セントラル科学 Sievers TOC分析計技術資料 2000 より in Proceedings of the 10th Annual Conf、er日e本nc防e 菌of防 T黴he学 S会o講ci演et要y 旨for集 An(1ti9b8a3c)t erial and Antifungal Agents, 1983, Osaka, Japan, 採水直後の超純水と貯水超純水の水質比較： コニカルチューブからの溶出 Green： 開放保管 【3 days】 Blue： 密封保管【8 days】 Red：【fresh water】 Natascha Weißら, Aplication Note No. 264, Eppendorf, 2013 より 17 16 17

2019/2/5 バイアル容器からの溶出 VAia社l 標準バイアル Waters LCMS品質証明バイアル Scan ES+ Vial Scan ES+ 100 9.50e5 100 9.50e5 % % 0 m/z 0 m/z 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 Re溶fere媒ncブe ランク 溶媒ブScan ES+ Referenceランク Scan ES+ 100 9.50e5 100 9.50e5 % % 0 m/z 0 m/z 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 各バイアルに有機溶媒/水移動相を入れ、一定時間置いて溶媒中の汚染物質をESI-MSで分析。 各バイアルのMSスキャンをそれぞれ溶媒ブランクのMSスキャンと比較。 洗ビンの汚染要因 異物の付着・混入 吸引空気からの溶解 容器からの溶出 できるだけ使用時に純水を交換する 先端の随時洗浄 18 18