【初心者向け】LC-MSとLC-MS/MSの違いとは?環境分析・PFAS対応の必須知識

私たちの身の回りの水や空気の安全を守る「環境分析」。その現場で欠かせないのがLC-MSLC-MS/MSという装置です。

「名前は似ているけど何が違うの?」「なぜPFAS(ピーファス)分析には高い方の機械が必要なの?」といった疑問を、専門用語を控えめに、初心者の方にもわかりやすく解説します!


1. 基本を知ろう!LCとMSの役割

この装置は、大きく分けて**「分ける機械(LC)」「見分ける機械(MS)」**の2つが合体したものです。

LC(液体クロマトグラフ)=「成分を整列させる」

例えるなら**「障害物競走」**です。

サンプルを液体に乗せて、特殊な粉が詰まった管(カラム)に通します。すると、通り抜けやすい物質は早く、通り抜けにくい物質は遅く出てきます。この「ゴール時間の差」を利用して、混ざりものを種類ごとにバラバラに分けます。

MS(質量分析計)=「重さで正体を突き止める」

例えるなら**「超精密な電子天秤」**です。

LCから出てきた物質に電気を持たせて(イオン化)、その「重さ(質量)」を測ります。「この重さならPFOSだ!」「これは農薬だ!」と、物質の正体を特定します。


2. LC-MSとLC-MS/MSの決定的な違い

最大の違いは、**「重さを測る回数」**です。

特徴LC-MS(シングル四重極)LC-MS/MS(トリプル四重極)
仕組み重さを1回だけ測る1回測った後、バラバラに壊してもう1回測る
感度普通(不純物に弱い)超高感度(ノイズを消せる)
信頼性「似た重さの別物」を誤認しやすい「壊れ方」まで見るので、誤判定がほぼない
イメージ重さだけで「10円玉」と判断する重さで選び、さらに裏の模様まで見て判断する

3. 分析できる項目・できない項目一覧

環境測定において、何でも測れるわけではありません。得意・不得意を整理しました。

分析できるもの(得意な項目)

水に溶けやすく、熱で壊れやすい物質が得意です。

カテゴリ具体的な物質例必要な装置
PFAS(有機フッ素化合物)PFOS, PFOA, PFHxSなどLC-MS/MS
農薬類除草剤、殺虫剤、殺菌剤などLC-MS/MS
医薬品成分抗生物質、解熱鎮痛剤などLC-MS/MS
水の臭い・毒素カビ臭 (ジェオスミン), ミクロシスチンLC-MS/MS
環境ホルモンビスフェノールA, ノニルフェノールなどLC-MS / LC-MS/MS

分析できない(または苦手な)もの

これらは別の装置(GC-MSやICP-MS)の出番です。

  • 揮発性物質(VOC): ベンゼン、トリクロロエチレンなど(→ GC-MSへ)
  • 重金属: 鉛、カドミウム、水銀など(→ ICP-MSへ)
  • 無機イオン: 塩素、フッ素、硝酸など(→ イオンクロマトグラフへ)

4. 水道水のPFAS(PFOS/PFOA)対応について

今、世界中で規制が強まっているPFAS。日本の水道水でも、PFOSとPFOAの合計で

50ng/L

という極めて低い目標値が設定されています。

  • なぜLC-MS/MSが必要?
    1ng/L(1兆分の1)というレベルは、**「25mプールに目薬1滴」**を垂らした中からその成分を探し出すようなもの。LC-MS(シングル)ではノイズが多すぎて、この微かな信号を捉えることができません。
  • 公定法での指定厚生労働省の定める分析マニュアルでも、**「LC-MS/MS法」**の使用が義務付けられています。

5. 主要メーカーの特徴比較

導入時に検討すべき、世界シェアの高い5社です。

メーカー名特徴・強み
島津製作所 (Shimadzu)国内シェアトップクラス。 サポートが手厚く、操作画面が日本語でわかりやすい。
Waters (ウォーターズ)LCの老舗。 分離能力が非常に高く、世界的なPFAS分析の実績が豊富。
Agilent (アジレント)圧倒的なタフさ。 装置が壊れにくく、ソフトウェアのデータ処理能力が高い。
Thermo Fisher (サーモ)技術の最先端。 極限まで感度を高めたい、研究用途での評価が非常に高い。
SCIEX (サイエックス)MS/MSの専門家。 汚れに強く、排水などの難しいサンプルでも安定して測れる。

6. 導入コストの目安(2026年時点)

精密機械のため、本体だけでなく周辺設備にもコストがかかります。

  • LC-MS/MS本体: 4,000万 ~ 8,000万円
  • LC-MS (シングル): 1,500万 ~ 3,000万円
  • 周辺設備: 500万円〜(ガス発生装置、超純水装置、固相抽出装置など)
  • 年間維持費: 200万 ~ 400万円(消耗品、定期点検、修理契約)

まとめ

環境分析の現場では、「より細かく、より正確に」測ることが求められています。特にPFASのような超微量成分を測るには、高価ではありますがLC-MS/MSが不可欠なツールとなっています。

装置選びの際は、価格だけでなく「メーカーのサポート体制」や「実際に使う人が操作しやすいか」を重視して選ぶのが成功のコツです!

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