HPLC や LC/MS に水質が及ぼす影響とは

HPLCや LC/MSに 水質が及ぼす影響とは HPLCや LC/MSに求められる水質とは 水質が結果を左右する例として、「高速液体クロマトグラフィー（以下 HPLC）」や、「液体クロマトグラフィー質量分析（以下 LC/MS）」が 挙げられます。これらの分析では、水に含まれる不純物がバックグラ ウンドの上昇やゴーストピークの原因になることがあるため、分析に 影響しない水を使う必要があります。 HPLC と LC/MS は、それぞれ「高速液体クロマトグラフィー通則 （JIS K 0124）」、「高速液体クロマトグラフィー質量分析通則（JIS K 0136）」という規格によって仕様が定められており、水に関しても以 下のように決められています。 水の規格とは ● 高速液体クロマトグラフィー通則（JIS K 0124） 精度が求められる実験や試験、分析では、水質が結果に影響する場 この規格で用いる水は、逆浸透法、蒸留法、イオン交換法、紫外 合があります。一般的に用いられる「純水」や「超純水」は、水道水 線照射、ろ過などを組み合わせた方法によって精製した水で、分 に含まれる有機物や微粒子、イオンなどの不純物を、イオン交換樹脂 析に干渉しない水質のものとする。水質は比抵抗値、総有機物 やフィルターなどで物理的、化学的に取り除いたものです。 （TOC）、吸光度などを指標とし評価する＊2 「純水」には、イオン交換水や蒸留水、逆浸透水（RO 水）、RO 膜と ● 高速液体クロマトグラフィー質量分析通則（JIS K 0136） 連続イオン交換によって精製される Elix（RO ＋ EDI）水など様々な種 この規格で用いる水は、逆浸透法、蒸留法、イオン交換法、紫外 類があり、水質は精製方法により異なります。また「超純水」は、逆 線照射、ろ過などの方法のいずれか、又は組合せによって精製し 浸透膜、イオン交換樹脂や活性炭、紫外線（以下 UV）、限外ろ過膜 た水で、分析に影響しない水質のものとする。水質は、抵抗率、 などを組み合わせた方法で純水を精製したもので、比抵抗値（電解 TOC（有機体炭素）、吸光度などを指標とし、評価する＊3 質の総量の指標：イオンが多く含まれるほど値が低くなる）が 18M Ω ･cm 以上の水のことを指します。 このように、HPLC や LC/MS で用いる水の精製方法や水質に関する 基準値が明確に定められているわけではありません。そのため、分 超純水や純水は、用いられる分野によって規格が定められています。 析者が精製方法による水質の違いを理解して、目的の実験に適した 例えば、工業用水や工場排水の試験や分析用の水の JIS 規格が、「用 水を選択する必要があります。 水・排水の試験に用いる水（JIS K 0557）」です。 図１は、様々な精製方法による水を移動相として用いた場合の、 この規格には A1 から A4 までのグレードがありますが、最も高いグレー HPLC でのベースラインの比較です。 ドの規格でも電気伝導率は 0.1 ｍ S/m 以下（比抵抗値では 1 M Ω ･cm 以上に相当）とされています＊1。これは、「比抵抗値が 18 M Ω 純水ではいくつかのゴーストピークがあり、蒸留水よりもイオン交換 ･cm 以上」という超純水の条件に比べると、かなり緩い基準になって 水のほうがピークの数が多いことがわかります。イオン交換水には蒸 います。そのため、精度が必要な実験や試験、分析では、当規格以上 留水よりも多くの有機物が含まれることから、ゴーストピークが有機 の水準の水質が必要になることがあります。 物に起因していることが推察できます。これらに対し、超純水ではベー スラインが均一であり、HPLC の移動相溶媒として適していることが わかります。 The life science business of Merck operates as MilliporeSigma in the U.S. and Canada.

図１ 水質の違いによるHPLCのベースラインへの影響 （出典元：メルク株式会社（旧 日本ミリポア株式会社）. 液体クロマトグラフィーへ 図 3 LC/MSでの超純水中に含まれる有機物の影響 の適用 . Technical Sheet 超純水装置 . vol.7.Fig.1,2,4） （出典元：下位典子 , 熊谷浩樹 , 石井直恵 , Ichiro Kano. 分析用水の水質が LC、 LC/MS 分析に及ぼす影響とその検証 . ApplicationNotebook. 2002. vol.15. Fig.3） 「超 純 水」 と言っても、 精 製 方 法 によって全 有 機 体 炭 素（Total これらの結 果から、UV 照 射によって TOC 値を抑えた超 純 水 が、 Organic Carbon、以下 TOC）の値は変わります。 HPLC や LC/MS などの分析には最適であると考えられます。 図２は、TOC 値の異なる超純水が示す HPLC のベースラインを比べ たものです。超純水の TOC 値を下げる方法のひとつが、UV 照射に よる有機物酸化分解です。UV 照射などにより TOC 値を抑えることで、 医薬品に関する実験で ゴーストピークが少ない安定したベースラインを得られます。 求められる水質とは HPLC や LC/MS などを使った分析の中でも、特に正確さが求められ るのが、医薬品に関する分析や試験です。 医薬品の性状や品質などを定めた規格基準書である『日本薬局方』 には、「医薬品の試験に用いる水」が規定されています。ただし、精 製方法や基準値などは一律に決められておらず、精製水やイオン交 換水、超ろ過水など、該当する試験を行うのに適した水を用いること、 とされています ＊4。 これに対し、欧州薬局方では、液体クロマトグラフィー用の水質の基 準として、比抵抗値が 18 M Ω・cm 以上で TOC 値が 5 ppb 以下と 図２ 超純水のTOC値によるHPLCのベースラインへの影響 明確な基準値が設けられています ＊5。 （出典元：メルク株式会社（旧 日本ミリポア株式会社）. Milli-Q SP VOC 水の環境 分析への適用 . Technical Sheet 超純水装置 .vol.15. Fig.3） 日本薬局方ではこのような基準値が設けられていないため、分析の 図 3 は、超純水の水質が LC/MS へ与える影響を表したものです。 対象や実験の性質を見極めて、水質を分析者や研究者が慎重に選ぶ UV 照射を行った超純水と、行っていない超純水を移動相として用い 必要があります。 て、4 種の合成抗菌剤（各 10 ppm）の分析を行い、結果を比較し ました。 HPLCや LC/MS などに適した UV 照射を行った超純水を用いた場合は、4 種の化合物をきれいに検 超純水・純水製造装置とは 出することができました。しかし、UV 照射を行っていない超純水を用 いた場合には、ブランク（試料注入なし）の時点で検出されたゴース ご紹介した例からもわかるように、HPLC や LC/MS などの分析や実験 トピークが、分析対象となるピークに重なり、分析結果を妨げている には TOC 値が低い超純水を選ぶことが大切です。さらに、UV 照射によっ ことがわかります。 て TOC 値を抑えられることが、おわかりいただけたと思います。TOC 値が低い超純水を得るためには、「有機物酸化分解用 UV ランプ」が 搭載された超純水装置を用いるとよいでしょう。 また、前処理として用いる純水装置の性能も TOC 値に大きく関わり ます。例えば、蒸留装置やイオン交換ボンベを純水装置として用いた 場合には、TOC 値が低い超純水を精製することができません。 一方、RO 膜と連続イオン交換によって精製される Elix（RO ＋ EDI） 水を一次純水として用いた場合には、TOC 値が低い超純水を得るこ

とができます。そのため、純水装置と超純水装置の組み合わせをあ 参照元 らかじめ考慮して、選定する必要があります ＊6,7。 ＊1 JIS K 0557. 用水・排水の試験に用いる水 . 1998. 普段当たり前のように使用される水ですが、精製方法や処理によって ＊ 水質は大きく異なります。実際に使用している水がどのような方法で 2 JIS K 0124. 高速液体クロマトグラフィー通則 . 2011. 精製され、どの程度の水質であるか、この機会に確認してみてはい ＊3 JIS K 0136. 高速液体クロマトグラフィー質量分析通則 . 2015. かがでしょうか。 ＊4 厚生労働省 . 第十七改正日本薬局方 . 2016. 参考情報 G8. 水関 連医薬品等の試験に用いる水 「超純水・純水の基礎知識（分析編）」 ＊5 European Pharmacopoeia 10th Edition. 2020, 10.2. 動画を無料視聴！ ＊6 石井直恵 , 加納一郎 , 金沢旬宣 . 超純水製造装置へ供給する 分析において再現性のある精度の高い結果を得るためには、不純物 一次純水の重要性 . The R&D Notebook. vol.5. が取り除かれて一定の水質を保っている純水・超純水を用いることが 必要です。 ＊7 石井 直恵 . 超純水装置へ供給する一次純水の重要性－蒸留水と Elix 水との比較 . The R&D Notebook. 2000, vol.6. 純水・超純水の精製方法による水質の違いと結果への影響、超純水 の使い方のポイントなど、分析で超純水を利用する方が知って役に立 つ動画です。動画視聴のお申込みはこちらから この記事でのおすすめ製品 水道水直結型 完全水銀フリー 完全水銀フリー 超純水・純水製造装置 超純水製造装置 Milli-Q IQ 7003/05/10/15 Milli-Q IQ 7000 サイエンス系 かんたんカタログ検索 メルク ライフサイエンス -メールニュース お役立ちメディア www.merckmillipore.com/wm カタログ M-hub ファインダー メルク ライフサイエンス公式 SNS、動画コンテンツをご覧ください。 掲載価格は希望販売価格（税別）です。実際の価格は弊社製品取扱販売店へご確認ください。なお、品目、製品情報、価格等は予告なく変更される場合がございます。予めご了承ください。記載内容は2021年9月時点の情報です。 Merck, the vibrant M, and Milli-Q are trademarks of Merck KGaA, Darmstadt, Germany or its affiliates. All other trademarks are the property of their respective owners. Detailed information on trademarks is available via publicly accessible resources. ©2021 Merck KGaA, Darmstadt, Germany. All rights reserved. ライフサイエンス ラボウォーター事業部 〒 153-8927 東京都目黒区下目黒 1-8-1 アルコタワー 5F 製品の最新情報はこちらwww.merckmillipore.com/LW On-Line: www.merckmillipore.com/jpts Tel: 03-4531-3939 Fax: 03-5434-4875 LWM251-2109-PDF-M