10 件の記事
XPS・AES・ToF-SIMS・SEM-EDS を「表面分析」と一括りにすると、選択を間違える。浅い順に並べると ToF-SIMS（1 nm 以下）→ AES（5〜75 Å）→ XPS（3〜10 nm）→ SEM-EDS（1〜5 µm）だが、 横方向の細かい順に並べると AES（8 nm）→ ToF-SIMS（50 nm）→ EDS（1 µm）→ XPS（10 µm）になる。 順位が入れ替わる ―― 表面分析の代表格である XPS が、横方向では最も広く平均している。しかも ToF-SIMS の「50 nm」は高空間分解能モードの値で、そのとき質量分解能を捨てている。カタログの 最高値は同時には出ない。そして性能表では AES が勝つのに、実務で XPS が選ばれる ―― 決めているのは スペックではなく、試料が帯電するか、電子線で壊れるかである。本記事はメーカー公式値と ISO 規格だけで、 4手法の選択基準を組み立てる。
AAS も ICP-OES も ICP-MS も、測る前に試料を溶かさなければならない。その「溶かす」を、どこまでやるか。 EPA Method 3050B は適用範囲の第 2 項でこう宣言している ――「本法は、ほとんどの試料にとって全分解手法ではない」。 ケイ酸塩に結合した元素が溶けないのは失敗ではなく、設計である。実際、同じ堆積物標準物質で Cd・Ni・Pb は 96〜105 % 回収されるのに、Cr だけ 57〜63 % しか出てこない。日本薬局方〈2.66〉も「澄明な溶液が得られない場合は 回収率で保証せよ」とし、その判定幅を 70〜150 % に置いている。本記事は、分解法の選択が「正しい答え」の 定義そのものを変えることを、公定法の原文だけで追う。
日本薬局方に蛍光X線の一般試験法は無いが、粉末X線回折には〈2.58〉が5ページある。同じX線でこの差が出るのは、 XRD が「元素」ではなく「並び方」を測るからだ。JP19〈2.58〉を通読すると、判定値らしい判定値はひとつしかない ―― 「同一結晶形なら 2θ は 0.2° 以内で一致する」。ところがこの幅は、水和物・溶媒和物には適用されない。そして 実際のテオフィリンでは、12.5° と 12.7° という 0.2° 離れた2本が、別々の相だった。決着をつけたのは角度ではなく 「いつ出たか」である。本記事は、局方の 0.2°・装置の 0.03°・NIST 標準物質・リートベルト自動定量の偽陽性 30%・ 検出限界が 10% から 100 ppm まで3桁に散らばる理由を、すべて一次資料の数値で追う。
XRF の最大の売りは「前処理をしなくてよい」ことである。エアフィルターなら、目視点検以外に何もせずに 40 元素が測れる。だがその速さには代償がある ―― XRF は表面分析でもバルク分析でもなく、 「元素ごとに違う深さを見ているバルク分析」である。純元素で見ると Ti の K 線は 20 µm、Sn の K 線は 100 µm。 同じモリブデンでも K 線なら 60 µm、L 線なら 1.5 µm と 40 倍違う。そして L 線に切り替えると検出下限は 十数倍良くなる。感度と深さは同じつまみの両端にある。本記事は情報深さを軸に、励起条件・EDXRF と WDXRF の違い・ 試料調製・TXRF までを一次資料の数値で追い、最後に「なぜ日本薬局方に蛍光X線の一般試験法が無いのか」に戻る。
LC-MS/MS のマトリックス効果は「抑制」だが、GC のそれは多くの場合「増強」である。原因も違う。 イオン化の競合ではなく、注入口とカラム先端の活性点をマトリックスが埋めてしまい、 溶媒標準では失われていた分析種が試料中では失われずに済む ―― つまり標準側が低いのだ。 符号が逆なので、対処も逆向きになる。EU の SANTE ガイダンス自身が「マトリックスマッチ検量線は LC-MS より GC でこそ効く」と書いており、GC 固有の解としてアナライトプロテクタントを名指ししている。 ただし 2026 年、EURL-FV が参画した論文が「糖・糖ラクトンを使う従来のアナライトプロテクタントは 反復注入のルーチンには適さない」と報告した。規制側も動いており、SANTE/11312/2021 の v2026 では 同定基準から S/N ≥ 3 が取り消し線とともに消えている。本記事は SANTE v2026・日本の通知試験法と 妥当性評価ガイドライン・告示を原典で開いて確認し、前処理から水素キャリアガスまでを整理する。
マトリックス効果の教科書的な説明は「液滴表面や気相で電荷を奪い合う」だが、Merck の機構研究は 「気相反応が主因である可能性は低く、不揮発性溶質が液滴の溶液物性を変えることが主因」と結論している。 対処も同じくらい誤解されている。希釈の効果は希釈倍率の対数にしか比例しない（初期抑制 80% を 20% 未満にするには 25〜40 倍）。リン脂質除去プレートは回収率と再現性を大きく改善するが、マトリックスファクターは液液抽出と同等だった。 そして最後の砦とされる安定同位体標識内標準にも穴がある ― 重水素標識は同位体効果で保持時間がわずかにずれ、 分析種と内標準が違う抑制を受けて比が崩れた実例が報告されている。本記事は原著論文とメーカー技術資料を 原典で確認し、犯人の特定・4つの対処の定量的な効き目・規制が実際に要求していることを整理する。
静的ヘッドスペースで感度が足りないとき、まず試料量を増やそうとする。しかしそれが効くのは 分配係数 K が相比 β よりずっと小さいときだけで、水によく溶ける成分では何も変わらない。 逃げ道は3方向しかない ― 濃縮を足す（SPME・ITEX）、平衡を捨てる（パージ&トラップ）、 気体を直接捕まえる（熱脱着）。それぞれ別の代償を払う。本記事は DFG MAK 委員会の分析法文書、 EPA TO-17、査読論文を原典で確認し、支配式 cg = c0/(K+β) から始めて、SPME の収着相が 0.6 µL しかないという制約、吸着剤を表面積で選ぶ根拠、相対湿度 90% 超では安全サンプリング量を 10 分の 1 にするという規定、そして固体試料で唯一まともに定量できる MHE までを、数値で整理する。
イオンクロマトグラフィー（IC）は「HPLCの一種」と説明されがちだが、 実際には検出の問題を解くために独自の装置系を発達させた別種の技術である。 溶離液そのものが導電性なので、電気伝導度で検出するには溶離液を先に消す必要がある。 この「消す」装置がサプレッサで、ICの感度・ベースライン・トラブルのほとんどはここで決まる。 本記事は、サプレッサ電流の計算式（メーカーマニュアルの実式）、電解式溶離液生成の到達濃度、 4 µm粒子カラムが高圧ICを要求する理由、EPA/ISO公定法の検出限界の実数、 そしてマトリックス除去カートリッジの「洗いすぎると回収率が落ちる」実測表までを、 一次資料で確認して整理する。
SPEカートリッジのカタログは、収着剤名と充填量が並ぶだけで「どれを選べばいいか」を教えてくれない。 しかし選択のロジック自体は単純で、分析対象の pKa が収着剤の種類を決め、収着剤の質量が 処理できる試料量の上限を決め、ベッドボリュームが必要な溶媒量を決める。 本記事は、シリカC18をポリマー系が置き換えた理由（水濡れ性）、強/弱イオン交換を pKa で選ぶ規則、 「ベッド質量の5%（シリカ）〜10%（ポリマー）」という容量則、乾固を省くµElutionの実測差、 そしてSPE・SLE・LLEを同一試料で比較したメーカー実測データを、一次資料で確認して整理する。 あわせて、ICH M10 が回収率について何を要求し、何を要求していないかを条文で確認する。
LC-MSが「昨日まで出ていた感度が出ない」「ブランクにピークが出る」となったとき、勘に頼らず 原因を切り分けるための実践ガイド。まずダイレクトインフュージョンでLC側とMS側を分離する divide-and-conquerの手順を示し、感度低下の最頻原因であるイオン源汚染、見えない感度低下＝ イオン抑制とマトリックス効果、その定量評価法（ポストカラムインフュージョンとMatuszewskiの ポストエクストラクション添加法、ICH M10の受容基準±15%）、ゴーストピークとキャリーオーバーの 発生源特定、TFAがシグナルを殺す機構、PEG・フタル酸エステルなど背景汚染の代表m/z、 アダクトとインソース分解による誤同定までを、原因→診断→対策の順に整理する。