農薬はどうやって検査するの？ガスクロマトグラフ質量分析計編

　残留農薬検査の世界には、様々な分析装置や検査手法がありますが、多くの施設で主力分析装置として活躍するのは次の2つ。一つは、ガスクロマトグラフ質量分析計、もう一つは高速液体クロマトグラフ質量分析計です。日本に登録のある農薬成分数は563種類（平成26年度現在）ですが、この2つの装置を組み合わせることで、そのほとんど言える成分を検査対象にすることができるという優れものです。

　今回は、その一つ目、ガスクロマトグラフ質量分析計をご紹介します。
　ガスクロマトグラフ質量分析計、通称GC/MS（ジーシーマス）は、主に油に溶けやすい、揮発性がある、などの農薬成分に向いている装置です。私たちの施設では、272成分の検査（実際には300成分近く）をこの分析装置でカバーしています。

　ちなみに農薬検査の現場では、GC/MSは、1500万円以上の装置が導入されることが多いようですね。私たちの施設の装置もこのぐらいの価格のものを募金で導入させていただいたものです。島津製作所さんのGC/MSですが、島津さんも、募金でGC/MSの支払いがされたのはおそらく、初めてだったことでしょう。

　話がそれかけましたが、測定原理の話を少し。そんな高価な機械が何をやっているのかなんて、きっと理解できないだろうなぁ、なんて思われる人が多いのですが、測定原理をざっくり話すと、結構シンプルな仕組みだったりします。

　適切な前処理をしたサンプル溶液を装置に注入すると、気化装置に入ります。気化装置は280~300度程度になっていますので、注入された溶液は一気にガスになり、ヘリウムガスと一緒にカラムと呼ばれる部分に押し込まれていきます。

　カラムは、一見すると細い銅線のように見えますが、これ、実はガラスの管なんです。石英ガラスという特殊なガラスを、なんと0.25ミリメートルの細さで、30メートルの長さまで伸ばしたものです。それだけでも、うええええ！な物体なのですが、さらに、その管の内側には0.00025ミリメートルの厚さで、薄く特殊な樹脂が塗られているという驚きのテクノロジーで作られています。随分安い時代にはなりましたが1本6~15万円ぐらいでしょうか。
　このカラムの中に、気化したサンプルが押し込まれていくと、クロマトグラフィーという分離現象が起きます。サンプルの中には、農薬を始めいろいろな成分が溶けていますが、カラムに入ると、成分ごとに分けられていくのです。例えるなら、30メートルのカラムの中をいろいろな成分がマラソン競争するようなイメージです。入口ではみんな一斉によーいどん！とスタートを切るわけですが、30メートル、カラムの中をかけっこしていくうちに、足の速い成分と遅い成分に分かれてしまい、ゴールする時間が成分ごとに変わってくるという仕組みです。このゴール時間は、成分によって決まってきます。事前に農薬の標準物質が一体何分にゴールするのかを調べておけば、未知のサンプルを調べたときに、同じ時間のものが見つかれば、それが農薬成分だとある程度判定できることになります。
　ただ、この検査方法だけだと、走る速さが同じ成分や、同じ時間に複数の成分がゴールしたりすることがあったりするため、正しく判定できないことや見落としが起こります。そこで活躍するのが質量分析計です。

　カラムの出口には、質量分析計という装置が繋がれています。この装置は、カラムから出てきた成分に高電圧をかけバラバラにし、これを検出器のほうへ送り込んで、バラバラになった成分を構成していたパーツの分子量を調べます。成分によって、バラバラになるパターンが決まってきますから、バラバラになったパーツをコンピューターの力を借りてパズルのように組み合わせることで、ゴールした成分が何であるかを、具体的に判定することができるのです。たとえていうなら、ゴールした人の身体測定をしてくれる装置のといえばいいでしょうか。黒い帽子に白い半袖シャツ、茶色のズボンに、緑の靴下、黒縁の眼鏡...のようなパーツに分け、ああ、この組み合わせの格好は佐藤君しかいない、とか、そういった感じですね。

　思ったより単純な仕組みで検査をしていること、伝わりましたでしょうか。こういった原理で採取されたデータを、コンピューターの力を借りながら、最後は、分析スタッフ2名がその目で、一つ一つチェックし、正しく検査ができているか、検出の有無、濃度の確定などを行って、検査終了となります。最後は、人の目なんですよ人の目。

　簡単にと言いながら、ずいぶんの長文になりましたが、興味を持って頂ければ幸いです。なお、農民連食品分析センターでは、施設見学や残留農薬検査体験ワークションプの受け入れをしています。募金で導入した装置ですから、ぜひ、いろいろな方に見て、体験していただきたいと考えています。ご興味ある方は、ぜひ、気軽にお問い合わせください。