この研究は、マイクロプラスチックの収集とプラスチック製品の日常的な使用からの検出のための信頼性と費用対効果の高いプロトコルを詳述しました。
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方法論記事
毎日使用時にポリプロピレン哺乳瓶からマイクロプラスチック放出のサンプリング、同定および特性評価
* These authors contributed equally
この記事について
サマリー
要約
マイクロプラスチック(MP)は、人間の健康に対する潜在的なリスクのために世界的な懸念事項になりつつあります。プラスチック製品(すなわち、プラスチックの使い捨てカップおよびケトル)の事例調査は、毎日の使用中のMP放出が非常に高くなることができることを示している。MP リリース レベルを正確に決定することは、露出元を特定して定量化し、この危険に起因する対応するリスクを評価/制御するための重要なステップです。海洋または淡水のMPレベルを測定するためのプロトコルはよく開発されていますが、家庭用プラスチック製品が経験する条件は大きく異なる可能性があります。多くのプラスチック製品は、頻繁な高温(100°C)に曝露され、日常使用時に室温に戻されます。したがって、各製品の実際の日常使用シナリオを模倣したサンプリング プロトコルを開発することが重要です。本研究は、多くのプラスチック製品のMPリリース研究のための費用対効果の高いプロトコルを開発するために広く使用されているポリプロピレンベースの哺乳瓶に焦点を当てた。ここで開発されたプロトコルは可能:1)サンプリングおよび検出中の潜在的な汚染の防止。2)毎日使用シナリオの現実的な実装とWHOガイドラインに基づいて哺乳瓶から解放されたMPの正確なコレクション;3)哺乳瓶から放出されるMPの費用対効果の高い化学的決定および物理的地形マッピング。このプロトコルに基づいて、標準ポリスチレンMP(直径2μm)を使用した回収率は92.4-101.2%であり、検出されたサイズは設計されたサイズの約102.2%であった。ここで詳述するプロトコルは、MPサンプルの調製および検出のための信頼性と費用対効果の高い方法を提供し、プラスチック製品からのMPリリースの将来の研究に大きな利益をもたらす可能性があります。
概要
ほとんどの種類のプラスチックは非生分解性ですが、酸化や機械的摩擦などの化学的および物理的プロセスのために小片に分解することができます1,2.5mm未満のプラスチック片は、マイクロプラスチック(MP)に分類されます。MPはユビキタスであり、世界中のほぼすべてのコーナーで見られます。彼らは人間と野生動物に対する潜在的なリスクのために世界的な関心事となっています3,4.現在までに、魚、鳥、昆虫5、6だけでなく哺乳類(マウス、腸内、腎臓および肝臓7、8)にMPの有意な蓄積が発見されている。研究は、MPの暴露および蓄積がマウス7、8の脂質代謝に損傷を与えることができることを発見した。魚に焦点を当てたリスク評価は、サブミクロンMPが血液対脳関門に浸透し、脳の損傷を引き起こす可能性があることを発見しました 9.人間の健....
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プロトコル
1. お湯の準備
- サンプルに接触するすべてのハードウェアに対して、ボロケイ酸3.3製のクリーンガラスを使用して、汚染の可能性を防ぎます。すべてのガラス製品を徹底的に清掃してください。
注意: ガラス製品の既存の傷や不完全な斑点は、加熱および揺れのプロセス中に粒子を放出することができます。ガラス製品をチェックし、傷付きガラス製品の使用を避けることをお勧めします。異なるガラス(ソーダ石灰やホウケイ酸など)で作られたガラス製品を比較した結果、ホウケイ酸3.3は最も低い量のガラス粒子を放出し(ラマン分光法でスクリーニングすることができる)、すべての試験でホウケイ酸3.3ガラス製品の使用を推奨しています。 - ガラスビーカーに360mLのDI水を注ぎます。ビーカーをきれいなガラスディスクで覆います。その後、真新しい電子レンジに移動し、フルオーブンパワーで2.5分間加熱します。冷暖房による温度勾配の可能性を取り除くために穏やかに振盪した後、ビーカー内部の水の温度は70°Cであり、サンプル調製の準備が整いました。
- ガラス製品に1LのDI水を注ぎ、電子レンジで14分間加熱して、BFB滅菌用95°Cの水を調製します。
注意:お湯を準備するためにプラスチックケトルを使用しないでください。プラスチック製のケトル自体は、沸騰プロセス13の間にお湯に何百万人ものMPを放出しま....
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結果
このプロトコルを検証するために、水サンプルは、標準的なポリスチレン微小プラスチック球(直径2.0±0.1μm)をDI水に添加して調製しました。追加された MP の量は、BB からの MP リリース レベルに類似した 4,500,000 パーティクル/L に対応しました。プロトコル・セクション 2-3 に続いて、MP は正常に収集され (図 4A)、回復率は 92.4-101.2% でした。この回復率は、MP23に関する以前の研究に匹敵します。ImageJを使用すると、標準MPの検出直径は2.04±0.08μm(±は平均値の標準誤差を表す)で、設計サイズの約102.2%(2.0±0.1μm)でした。一方、PPやPEなどの他のタイプのMPからの潜在的な干渉もテストされたが、これらの標準的なPS水サンプルには何も見つからなかった。したがって、開発されたプロトコルは汚染を回避し、BBFからのMPリリースの信頼できるテストです。
このプロトコルは、8 つの一般的な BFB 製品からの .......
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ディスカッション
海洋および淡水のMPの研究は広く報告されており、関連する標準プロトコルは17に開発されていますが、日用品プラスチック製品の研究は重要な新興研究分野です。家庭用プラスチック製品が経験する環境条件の違いは、信頼性の高い結果を得るためには、特別な注意と努力が必要であることを意味します。研究プロトコルは、実際の日常使用シナリオと一致している必要があります。例えば、超音波処理は、サンプルをきれいにするためにラボテストで広く使用されています。しかし、1分間の超音波処理は、BFBの表面に深刻な損傷を与え、MPのレベルが桁違いに高いレベルを解放することが判明しました。超音波処理による同様のポリマー破損も以前に報告されました27, 超音波処理は、MP研究でプラスチックサンプル調製のための適切な洗浄方法ではないことを示しています.
さらに、潜在的な汚染源を特定し、除去する必要があります。ポットは、BFB試験に必要なお湯を調製するために広く使用されています。しかし、1つの沸騰は、プラスチックケトル
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開示事項
著者らは開示するものは何もない。本書の資料の提示は、特定の企業または特定の製造業者の製品に関するトリニティ・カレッジ・ダブリン側の意見の表現を意味するものではなく、トリニティ・カレッジ・ダブリンが同様の性質を持つ他の企業よりも優先して承認、推奨、批判、その他の方法で承認されていることを意味するものではありません。エラーと省略を除く。この文書に含まれる情報を検証するために、すべての合理的な予防措置が講じられています。ただし、公開された資料は、明示または黙示にかかわらず、いかなる種類の保証もなく配布されています。資料の解釈と使用に対する責任は、読者にあります。トリニティ・カレッジ・ダブリンは、その使用に起因する損害に対して責任を負いません。
謝辞
著者らは、エンタープライズアイルランド(助成金番号CF20180870)と科学財団アイルランド(助成金番号:20/FIP/PL/8733、12/RC/2278_P2、16/IA/4462)の財政支援を高く評価している。また、トリニティ・カレッジ・ダブリンの工学部奨学金と中国奨学金協議会(201506210089・201608300005)からの資金援助も認めます。さらに、トリニティ・シビル・構造環境部とAMBER研究センターのサラ・マク・コーマック教授と技術者チーム(デビッド・A・マコーレー、メアリー・オシェイ、パトリック・L・K・ビール、ロバート・フィッツパトリック、マーク・ギリガンなど)の専門的な支援に感謝しています。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| AFMカンチレバー | NANOSENSORS | PPP-NCSTAuD-10 | PP MPsの3次元トポグラフィーを得るには |
| 原子間力顕微鏡 | Nova | NT-MDT | PP MPsの3次元トポグラフィーを得るには |
| 洗剤 | フェアリー オリジナル | 1015054 | 新製品のクリーニングには |
| ゴールドコーティングされたポリカーボネート-PCメンブレンフィルター-0.8um | APC、ドイツ | 0.8um25mmGold | 水中のマイクロプラスチックを収集し、ラマンテストに役立てる |
| Gwyddion ソフトウェア Gwyddion | Gwyddion2.54 | MPsの地形を決定するには | |
| ImageJソフトウェア | 米国国立衛生研究所 | いいえ、無料 | MPsのサイズを決定するには |
| 電子レンジ | デロンギ、イタリア | 815/1195 | 温水の準備 |
| 光学顕微鏡、x100 | ミツトヨ、日本 | 46-147 | 小型MPsラ |
| マン分光法 | レニ | ショーInVia共焦点ラマンシステム | PP-MPs振 |
| とう床-SSL2 | スチュアート、英国 | 51900-64 | サンプル準備中の混合プロセスを模倣するには |
| 標準ポリスチレンマイクロプラスチック球 | Polysciences、ヨーロッパ | 64050-15 | の堅牢性を検証するには現在のプロトコル |
| ガラスチップ付きTansferピペット | マクロ、ブランド | 26200 | 水サンプルをガラスフィルターに移すには |
| 超音波洗浄機 | Witeg、ドイツ | DH。WUCです。D06H | ガラス器具の清掃用 |
| 真空ポンプ | ILMVAC GmbH | 105697 | 水サンプルのろ過 |
参考文献
- Law, K. L., Thompson, R. C. Microplastics in the seas. Science. 345 (6193), 144-145 (2014).
- Thompson, R. C., et al. Lost at sea: where is all the plastic. Science. 304 (5672), 838(2004).
- Coburn, C.
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再版と許可
