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
2021年7月24日
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。
マイクロプラスチックは、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。本研究は、多くのプラスチック製品のMP研究に適した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。このプロトコルは、サンプルの準備、識別、および特性評価の詳細を提供します。
これは、プラスチック製品から放出されるマイクロプラスチックの将来の研究に大きな利益をもたらすことができます。マイクロプラスチックは、式の準備中にリリースされます。哺乳瓶を95°Cの脱イオン水に浸し、ボトルを殺菌します。
ボトルが浮かび上がらないように、ステンレス製のトゥイザーを使用して、ボトル本体全体が水に浸かっていることを確認します。5分後、ボトルを取り出し、きれいなガラスディスクに移動して空気乾燥を待ちます。空気乾燥後、180ミリリットルの70°C脱イオン水をボトルに注ぎます。
その後、すぐにガラスペトリ皿を使用してボトルをカバーし、揺れるベッドの上に置きます。式混合プロセスを刺激するには、ボトルを180rpmの速度で60秒間振ります。振った後、ボトルをきれいなガラス板に移し、冷まします。
マイクロプラスチックの同定と定量のためのサンプル調製。膜フィルターは、マイクロプラスチックの捕獲、可視化、検出に不可欠です。金被覆ポリカーボネート膜フィルターを使用してマイクロプラスチックを捕獲しました。
ガラスベースの中央に膜フィルターを置きます。次に、ガラス漏斗とステンレス製クランプを組み立てて膜フィルターを固定し、ベビーフィードボトルの冷却水サンプルを穏やかに振った後、ガラスフィルターを真空ポンプで接続します。次に、ガラスピペットを使用して、ある程度の水サンプルをガラス漏斗に移します。
真空ポンプのスイッチを入れ、水のサンプルが膜フィルターを通してゆっくりと濾過できるようにします。濾過後、脱イオン水を使用してガラス漏斗の内部を洗浄し、漏斗に粒子が付着していないことを確認します。真空ポンプを外し、ガラスフィルターを分解します。
その後、ステンレス製のツイーザーを使用して膜フィルターを慎重に取り出し、きれいなカバーガラスに移動します。すぐにきれいなガラスペトリ皿にサンプルを保管してください。マイクロプラスチックの同定と定量化。
慎重にガラスペトリ皿からサンプルを取り出し、ラマンサンプルステージの真ん中にフィルターサンプルを置きます。膜フィルターの代表的なスポットを選択します。光学顕微鏡を用いて、膜フィルターの表面上の粒子を観察し、撮影する。
ラマンシステムをセットアップし、10%の強度で532ナノメートルの励起レーザーを使用してこれらの粒子を1つずつテストします。取得したラマンスペクトルを基準の標準スペクトルと比較します。AFMとラマン分光法は1つのシステムで組み立てられる。
したがって、システムをAFMモードに切り替え、興味深いマイクロプラスチック粒子の地形をテストします。マイクロプラスチック試験結果。このプロトコルを検証するために、標準的なポリスチレンマイクロプラスチック球をDI水に添加し、開発されたプロトコルを使用して試験した。
PSマイクロプラスチックは正常に収集され、検出されました。赤色の箱の中の粒子は、典型的なポリスチレンマイクロプラスチックとして確認された。プロトコルに従って、マイクロプラスチック回収率は92〜101%であったため、開発されたプロトコルは哺乳瓶検査に対して信頼性が高い。
このプロトコルは、8つの人気のある哺乳瓶製品から放出されるマイクロプラスチックをテストするために使用され、マイクロプラスチック放出レベルは、式調製中に1リットル当たり130万から1620万粒子の範囲であることを発見しました。3D地形画像はさらに、放出されたマイクロプラスチックの表面テクスチャがナノサイズのバンプと谷で豊富であり、吸収能力を大幅に増加させることができることを示した。結論。この研究は、毎日使用されるプラスチック製品が人間のマイクロプラスチック暴露にとって非常に重要な供給源であることを示した。
ここで詳述するプロトコルは、マイクロプラスチック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マイクロプラスチック放出の将来の研究に大きな利益をもたらす可能性がある。
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概要
この研究は、一般的に使用されるプラスチック製品、特にポリプロピレン製のベビー用哺乳瓶からマイクロプラスチックを収集し検出するための信頼性の高い費用対効果の高いプロトコルを開発することに焦点を当てました。このプロトコルには、マイクロプラスチックのサンプル準備、識別、および特徴付けのための詳細な方法が含まれています。
主要な研究要素
科学の分野
- マイクロプラスチック研究
- 環境衛生
- プラスチック製品分析
背景
- マイクロプラスチックは人間の健康に潜在的なリスクをもたらします。
- ポリプロピレンは消費者製品で広く使用されているプラスチックです。
- マイクロプラスチックの理解は環境安全にとって重要です。
- 現在のマイクロプラスチック検出方法は費用がかかり複雑です。
研究目的
- マイクロプラスチック検出のための費用対効果の高いプロトコルを開発すること。
- プラスチック製品から放出されるマイクロプラスチックの理解を深めること。
- 将来のマイクロプラスチック研究のための信頼できる方法を提供すること。
使用した方法
- ベビー用哺乳瓶のサンプル準備。
- 滅菌のための95度セルシウスの脱イオン水に瓶を浸す。
- マイクロプラスチックの識別と特徴付け。
- さまざまなプラスチック製品へのプロトコルの適用。
主な結果
- マイクロプラスチック検出のための信頼できるプロトコルの開発に成功。
- ポリプロピレン製製品における方法の有効性を示しました。
- 将来のマイクロプラスチック研究のためのフレームワークを提供しました。
- 消費者製品におけるマイクロプラスチックへの対処の重要性を強調しました。
結論
- このプロトコルは、将来のマイクロプラスチック研究に大きな利益をもたらす可能性があります。
- 費用対効果の高い方法は、広範な研究に不可欠です。
- 健康へのマイクロプラスチックの影響を理解するためには、継続的な研究が必要です。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Quantitative assessment of microplastics (MPs) released from consumer-grade polypropylene products is critical for exposure source identification and risk assessment in biopharma and environmental health pipelines. This protocol enables standardized, contamination-controlled sampling and robust analytical characterization, supporting predictive confidence in exposure modeling and material safety evaluation. Reliable MP quantification informs portfolio decisions for materials innovation and regulatory compliance in product development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables precise quantification of MPs as exposure agents for toxicological pathway interrogation.
- Supports mechanistic de-risking by providing validated data on particle release under real-world conditions.
- Facilitates functional validation of material safety for consumer health applications.
Screening & Assay Development
- Delivers reproducible sample preparation and contamination prevention for downstream analytical workflows.
- Standardizes MP capture and identification using membrane filtration and Raman spectroscopy.
- Enables quantitative outputs for comparative screening of polymer formulations.
Translational & Preclinical Research
- Aligns MP exposure quantification with translational biomarker studies in preclinical models when relevant.
- Provides continuity from material characterization to exposure assessment in risk evaluation pipelines.
- Supports risk-adjusted advancement of safer material alternatives.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum for material safety and exposure assessment, supporting both early-stage hypothesis testing and downstream analytical validation.
- Discovery Biology: Enables hypothesis-driven testing of MP release and exposure under simulated use conditions.
- Screening: Provides standardized, reproducible filtration and detection for high-confidence comparative analysis.
- Analytics: Delivers quantitative particle counts and size distribution using validated recovery rates and advanced imaging.
- Translational Research: Supports exposure modeling and risk assessment relevant to human health studies.
- Enterprise Reuse: Protocol is adaptable for diverse plastic products, enabling broad application across R&D portfolios.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in exposure quantification and material safety assessment.
- Operational Value: Standardizes workflows for reproducibility and cross-study comparability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for material selection and product design based on exposure risk.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of safer materials and supports regulatory readiness.
Implementation Considerations
- Requires expertise in analytical chemistry and microplastics detection techniques.
- Needs access to membrane filtration, Raman spectroscopy, and AFM instrumentation.
- Demands rigorous contamination control and cross-team protocol standardization.
- Adaptable to various plastic product types with scenario-specific adjustments.
- Limitations include dependency on analytical infrastructure and potential variability in real-world use simulation.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:00
Introduction
0:32
Microplastics Release During Formula Preparation
1:38
Sample Prepared for Microplastics Identification and Quantification
3:09
Microplastics Identification, Quantification and Characterization using Raman Spectroscopy and AFM
4:07
Microplastics Test Results
5:21
Conclusion
