Name: 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 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-07-24T14:45:00.000+00:00
Duration: 5 min 48 s
Description: 学ぶポリプロピレン哺乳瓶からのマイクロプラスチック放出の定量化プロトコル。ラマン分光法と原子間力顕微鏡を用いて、実使用条件下での粒子同定・特性評価を行う信頼性の高い手法です。

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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。

1. お湯の準備
<ol><li>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。</li>
	<li>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。</li>
	<li>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を放出します。</li>
</ol>2. 式の準備中のMPリリース
注:WHO21が推奨する標準的な式調製プロセス(洗浄、殺菌および混合)に注意深く従って、式の準備中にBBFから放出されたMPは、次の3つのステップで模倣されます。
<ol><li>薬局の店からブランドの新しいBFB製品を収集し、そのパッケージから製品を削除した後、徹底的にそれらをきれいにします。各BFBを洗剤水(室温-RTで3回繰り返す)と蒸留水(3回繰り返し、RT)を使用して洗浄します。最後に、RTでDI水を使用してBFBを3回リンスします。 注意:超音波処理を使用してBFBをきれいにしないでください。超音波処理は、混合および洗浄のための実験室で広く使用されているが、BFBの超音波処理は、ボトル表面を著しく損傷し、1分以内にPP製品からのMPリリースを引き起こす可能性があります。</li>
	<li>BFBを95°CのDI水(セクション1.3)に浸してボトルを殺菌します。BFBの浮動を避けるために、ステンレス製のトゥイザーを使用してBFBの外側をわずかに押し、ボトル本体全体が水に浸かっていることを確認します。<ol>
<li>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ます。空気乾燥工程中に、液滴の証拠がなくなるまでガラスディスク上のボトルを反転させます。</li>
	</ol>
</li>
	<li>180 mLの熱いDI水(WHOガイドラインに対応するセクション1.2から)を空気乾燥ボトルに注ぎます。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、揺れるベッドに置きます。<ol>
<li>式混合プロセスをシミュレートするには、ボトルを180 rpm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。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. MPの識別と定量化のためのサンプル準備
<ol><li>DI水を使用して、ガラスフィルター(直径25mm、ガラス漏斗、フリットガラス支持ベース、レシーバフラスコ)の全パーツを超音波処理し、徹底的に洗い流します。<ol>
<li>ガラスベースの中央に金でコーティングされたポリカーボネート-PC膜フィルター(0.8 μmの細孔サイズ、40 nmのAuコーティング層の厚さ)を配置します。</li>
		<li>ガラス漏斗とステンレススチール製クランプを組み立てて膜フィルターを固定します。最後に、組み立てられたガラスフィルターを真空ポンプに接続します(図2)。 注意: 膜がガラスベースの表面に滑らかにくっつくようにするためには、ガラスベースを濡らしておくことが重要です。必要に応じて、膜フィルターを下に置く前に、DI水の1〜2滴をガラスベースの表面に落とす必要があります。</li>
	</ol>
</li>
	<li>冷却水サンプルをBFB(セクション2.3から)に慎重に混合し、ガラスピペットを使用して一定量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。<ol>
<li>濾過後、DI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。 注意: 膜フィルターの表面上の粒子の重なりを避けるために、フィルターを通過する水の正しい量を慎重に選択することが重要です。BBFは大量の粒子を放出するので、水サンプルの全容をろ過するために3-5膜フィルターが必要になる。</li>
	</ol>
</li>
	<li>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、ステンレス製のトゥイ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。カバーガラスの膜フィルターを小さな紙テープで固定します。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。</li>
</ol>4. AFMトポグラフィの特性評価のサンプル準備
<ol><li>クリーンシリコンウエハーを準備します。シリコンウエハの表面に50μLの水サンプル(セクション2.3から)を落とし、103°C前後の温度でオーブンで乾燥させます。 水サンプルのMPレベルが低い場合は、このプロセスを繰り返します。</li>
	<li>1時間の乾燥後、ウエハーをきれいなガラスペトリ皿に移し、デシケータで冷まします。</li>
	<li>ウエハーが冷却された後、乾燥したきれいなガラスシャーレにサンプルを保管します。</li>
</ol>5. ラマン分光法を用いたMP同定と定量化
<ol><li>ゼロオーダー補正とシリコンウェハを使用してラマン系を較正します。シリコンウエハのピーク位置が520.7cm-1であり、レーザー強度が100%の場合にはピーク強度が6000を超えるようにしてください。</li>
	<li>RAMの燃焼を避けながら、高い信号からノイズへのMPスペクトルを得るために、ラマンシステムのパラメータを設定します。 システムを次のように設定します:532 nm励起レーザー、宇宙線の除去、10%のレーザー強度(0.18 mWのレーザーパワー)、1.5cmのスペクトル分解能、10〜20秒の露光時間、10-40回の蓄積、200-3200cm-1のスペクトル範囲。図3は、1sから400sまでの蓄積時間を有するMPの典型的なスペクトルを示した。 注意: 急速燃焼を避けるために、直接100%レーザーを使用して粒子をテストしないでください(粒子が小さい場合は1分で焼くことができます)。低強度(10-50%)を使用まずテストを行います。</li>
	<li>ラマンサンプルステージの中央にフィルターサンプル(セクション3.3から)を配置します。4つの代表的なスポット(2つのスポットは中央領域にあり、他の2つのスポットは作業領域の端に近い、図3C)を選択して試験を実施する(全試験領域は1.5mm2前後)。</li>
	<li>光学顕微鏡(100x)を用いてラマン分光法を用いて化学同定を行い、膜フィルター表面の粒子を観察・撮影する。<ol>
<li>得られたラマンスペクトルを基準標準ポリマースペクトル(BFBおよび前の刊行物22のバルク材料から)と比較する。</li>
		<li>2780-2980、1400-1640および709-850cm-1の範囲で、高分子材料に関連するCH/CH2 /CH3およびC-C基の延伸振動に対応する範囲の集中ピークを用いて、粒子の化学的性質を決定する(図3)。</li>
	</ol>
</li>
	<li>ImageJ を使用して、識別された MP のサイズと量を分析します。<ol>
<li>試験領域、総作業領域(227mm2)および既知のろ過されたサンプル体積に基づいて、水サンプル中のMP濃度を取得します。</li>
		<li>確認したMPをサイズ:0.8-5 μm、5-20 μm、20-50 μm、50-100 μm、>100 μmの5グループに分類します。</li>
		<li>最後に、フィルターされたサンプル量、記録されたMPの数、膜フィルターのテスト領域に基づいて、水サンプルの1リットルのMP量を決定します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. AFMを用いたMP地形特性評価
<ol><li>AFMシステム(NT-MDT)にタッピングモードプローブを装備します。ステップ高さ標準(SHS)を使用してシステムをキャリブレーションします。最適な作業条件内でシステムを設定:スキャンレートは1Hz、スキャンサイズは10〜50μm、チューニング周波数は約160kHz、スキャンラインは512ピクセルです。</li>
	<li>シリコンウェーハ(4.3項から)をAFMサンプルステージに固定します。シリコンウエハの表面上の標的粒子を観察し、撮影し、その後、セクション5の方法を用いて化学同定を行う。</li>
	<li>システムをAFMモードに切り替え(ラマン分光法とAFMは1つのシステムで組み立てられています)、識別されたMPの地形をテストします。</li>
	<li>Gwyddion 2.54ソフトウェアを使用して3Dデータを分析します。 3D ビューを使用して 3D 構造を取得する場合は、プロファイルオプションを使用して、パーティクルの寸法と平均高さを取得します。</li>
</ol>

<ol><li>Law, K. L., Thompson, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+in+the+seas%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Microplastics in the seas.</a> Science. 345 (6193), 144-145 (2014).</li>
<li>Thompson, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lost+at+sea%3A+where+is+all+the+plastic%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Lost at sea: where is all the plastic.</a> Science. 304 (5672), 838(2004).</li>
<li>Coburn, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+and+gastrointestinal+health%3A+how+big+is+the+problem%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet+Gastroenterology+%26+Hepatology%22%5BJournal%5D)">Microplastics and gastrointestinal health: how big is the problem.</a> The Lancet Gastroenterology & Hepatology. 4 (12), 907(2019).</li>
<li>The Lancet Planetary Health. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+and+human+health-an+urgent+problem%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet+Planetary+Health%22%5BJournal%5D)">Microplastics and human health-an urgent problem.</a> The Lancet Planetary Health. 1 (7), 254(2017).</li>
<li>Foley, C. J., Feiner, Z. S., Malinich, T. D., Höök, T. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+meta-analysis+of+the+effects+of+exposure+to+microplastics+on+fish+and+aquatic+invertebrates%5BTitle%5D)+AND+%22Science+of+the+Total+Environment%22%5BJournal%5D)">A meta-analysis of the effects of exposure to microplastics on fish and aquatic invertebrates.</a> Science of the Total Environment. 631, 550-559 (2018).</li>
<li>Chae, Y., An, Y. -J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+micro-and+nanoplastics+on+aquatic+ecosystems%3A+Current+research+trends+and+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Marine+Pollution+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Effects of micro-and nanoplastics on aquatic ecosystems: Current research trends and perspectives.</a> Marine Pollution Bulletin. 124 (2), 624-632 (2017).</li>
<li>Lu, L., Wan, Z., Luo, T., Fu, Z., Jin, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polystyrene+microplastics+induce+gut+microbiota+dysbiosis+and+hepatic+lipid+metabolism+disorder+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Science+of+the+total+environment%22%5BJournal%5D)">Polystyrene microplastics induce gut microbiota dysbiosis and hepatic lipid metabolism disorder in mice.</a> Science of the total environment. 631, 449-458 (2018).</li>
<li>Yang, Y. -F., Chen, C. -Y., Lu, T. -H., Liao, C. -M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toxicity-based+toxicokinetic%2Ftoxicodynamic+assessment+for+bioaccumulation+of+polystyrene+microplastics+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Hazardous+Materials%22%5BJournal%5D)">Toxicity-based toxicokinetic/toxicodynamic assessment for bioaccumulation of polystyrene microplastics in mice.</a> Journal of Hazardous Materials. 366, 703-713 (2019).</li>
<li>Mattsson, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+damage+and+behavioural+disorders+in+fish+induced+by+plastic+nanoparticles+delivered+through+the+food+chain%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Brain damage and behavioural disorders in fish induced by plastic nanoparticles delivered through the food chain.</a> Scientific Reports. 7 (1), 11452(2017).</li>
<li>Ibrahim, Y. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+microplastics+in+human+colectomy+specimens%5BTitle%5D)+AND+%22JGH+Open%22%5BJournal%5D)">Detection of microplastics in human colectomy specimens.</a> JGH Open. , (2021).</li>
<li>Ragusa, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasticenta%3A+First+evidence+of+microplastics+in+human+placenta%5BTitle%5D)+AND+%22Environment+International%22%5BJournal%5D)">Plasticenta: First evidence of microplastics in human placenta.</a> Environment International. 146, 106274(2021).</li>
<li>Schwabl, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+various+microplastics+in+human+stool%3A+a+prospective+case+Series%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Internal+Medicine%22%5BJournal%5D)">Detection of various microplastics in human stool: a prospective case Series.</a> Annals of Internal Medicine. 171 (7), 453-457 (2019).</li>
<li>Sturm, M. T., Kluczka, S., Wilde, A., Schuhen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+particles+produced+during+boiling+in+differenz+plastic+and+glass+kettles+via+comparative+dynamic+image+analysis+using+FlowCam%5BTitle%5D)+AND+%22Analytik+News%22%5BJournal%5D)">Determination of particles produced during boiling in differenz plastic and glass kettles via comparative dynamic image analysis using FlowCam.</a> Analytik News. , (2019).</li>
<li>Ranjan, V. P., Joseph, A., Goel, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+and+other+harmful+substances+released+from+disposable+paper+cups+into+hot+water%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Hazardous+Materials%22%5BJournal%5D)">Microplastics and other harmful substances released from disposable paper cups into hot water.</a> Journal of Hazardous Materials. 404, 124118(2020).</li>
<li>Fadare, O. O., Wan, B., Guo, L. -H., Zhao, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+from+consumer+plastic+food+containers%3A+Are+we+consuming+it%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">Microplastics from consumer plastic food containers: Are we consuming it.</a> Chemosphere. 253, 126787(2020).</li>
<li>Hernandez, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plastic+teabags+release+billions+of+microparticles+and+nanoparticles+into+tea%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Plastic teabags release billions of microparticles and nanoparticles into tea.</a> Environmental Science & Technology. 53 (21), 12300-12310 (2019).</li>
<li>Frias, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standardised+protocol+for+monitoring+microplastics+in+sediments%5BTitle%5D)+AND+%22Deliverable+4.2%22%5BJournal%5D)">Standardised protocol for monitoring microplastics in sediments.</a> Deliverable 4.2. , (2018).</li>
<li>Li, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastic+release+from+the+degradation+of+polypropylene+feeding+bottles+during+infant+formula+preparation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Food%22%5BJournal%5D)">Microplastic release from the degradation of polypropylene feeding bottles during infant formula preparation.</a> Nature Food. , (2020).</li>
<li>Imhof, H. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pigments+and+plastic+in+limnetic+ecosystems%3A+A+qualitative+and+quantitative+study+on+microparticles+of+different+size+classes%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Research%22%5BJournal%5D)">Pigments and plastic in limnetic ecosystems: A qualitative and quantitative study on microparticles of different size classes.</a> Water Research. 98, 64-74 (2016).</li>
<li>Oßmann, B. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small-sized+microplastics+and+pigmented+particles+in+bottled+mineral+water%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Research%22%5BJournal%5D)">Small-sized microplastics and pigmented particles in bottled mineral water.</a> Water Research. 141, 307-316 (2018).</li>
<li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+to+prepare+formula+for+bottle-feeding+at+home%5BTitle%5D)+AND+%22World+Health+Organization%22%5BJournal%5D)">How to prepare formula for bottle-feeding at home.</a> World Health Organization. , (2007).</li>
<li>Käppler, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+environmental+microplastics+by+vibrational+microspectroscopy%3A+FTIR%2C+Raman+or+both%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+and+Bioanalytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Analysis of environmental microplastics by vibrational microspectroscopy: FTIR, Raman or both.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 408 (29), 8377-8391 (2016).</li>
<li>Zhao, S., Danley, M., Ward, J. E., Li, D., Mincer, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+approach+for+extraction%2C+characterization+and+quantitation+of+microplastic+in+natural+marine+snow+using+Raman+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Methods%22%5BJournal%5D)">An approach for extraction, characterization and quantitation of microplastic in natural marine snow using Raman microscopy.</a> Analytical Methods. 9 (9), 1470-1478 (2017).</li>
<li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microplastics+in+drinking-water%5BTitle%5D)+AND+%22World+Health+Organization%22%5BJournal%5D)">Microplastics in drinking-water.</a> World Health Organization. , (2019).</li>
<li>Sunta, U., Prosenc, F., Trebše, P., Bulc, T. G., Kralj, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adsorption+of+acetamiprid%2C+chlorantraniliprole+and+flubendiamide+on+different+type+of+microplastics+present+in+alluvial+soil%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">Adsorption of acetamiprid, chlorantraniliprole and flubendiamide on different type of microplastics present in alluvial soil.</a> Chemosphere. 261, 127762(2020).</li>
<li>Gong, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+analysis+on+the+sorption+kinetics+and+isotherms+of+fipronil+on+nondegradable+and+biodegradable+microplastics%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Pollution%22%5BJournal%5D)">Comparative analysis on the sorption kinetics and isotherms of fipronil on nondegradable and biodegradable microplastics.</a> Environmental Pollution. 254, 112927(2019).</li>
<li>Wong, M., Moyse, A., Lee, F., Sue, H. -J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+surface+damage+of+polypropylene+under+progressive+loading%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Science%22%5BJournal%5D)">Study of surface damage of polypropylene under progressive loading.</a> Journal of Materials Science. 39 (10), 3293-3308 (2004).</li>
</ol>

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。

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<sup ...

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.人間の健康に対する特定のリスクがまだ不明である一方で、すべてのMPリスク結果は、動物研究から得られていることは、現在までに留意すべきです.
過去2年間で、MPへのヒト暴露レベルの確認により、人間の健康に対するMPの脅威に対する懸念が大幅に増加しました。MPの蓄積は、ヒト結腸10、妊婦11および成人便12の胎盤に見られた。MPリリースレベルの正確な決定は、暴露源を特定し、健康リスクを評価し、潜在的な制御措置の効率を評価するために重要です。ここ数年、いくつかのケーススタディは、毎日使用プラスチック(すなわち、プラスチックケトル13と使い捨てカップ14)が非常に大量のMPを放出することができることを報告しました。例えば、使い捨て紙コップ(ポリエチレンPEまたはコポリマーフィルムで積層されたインテリア付き)は、85〜90°Cの温水14への暴露後の液体の各ミリリットルに約250ミクロンサイズのMPおよび1億2000万個のサブミクロンサイズの粒子を放出した。ポリプロピレン(PP)食品容器の研究では、1回の使用時に最大7.6mgのプラスチック粒子が容器から放出されるという報告がある。さらに高いレベルは、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびナイロンから作られたティーバッグから記録され、約116億MPと31億ナノサイズのMPを飲料16の1カップ(10mL)に放出した。これらの毎日使用プラスチック製品が食品や飲料の準備のために設計されていることを考えると、大量のMPの放出が起こりそうであり、その消費は人間の健康に対する潜在的な脅威です。
家庭用プラスチック製品(例えば、プラスチックケトル13と使い捨てカップ14)からのMPリリースに関する研究は初期段階にあるが、この話題は研究者や一般の人々から注目を集めることが期待される。これらの研究で必要とされる方法は、確立されたプロトコルが既に存在する室温海洋または淡水研究で使用されるものとは大きく異なる。対照的に、家庭用プラスチック製品の日常的な使用を含む研究は、はるかに高い温度(100°Cまで)を含み、多くの場合、室温に戻ってサイクリングを繰り返します。以前の研究では、お湯と接触しているプラスチックは、何百万ものMP16、18を放出することができると指摘しました。さらに、プラスチック製品の日常的な使用は、時間の経過とともにプラスチック自体の特性を変更する可能性があります。したがって、最も一般的な日常使用シナリオを正確に模倣するサンプリング プロトコルを開発することが重要です。マイクロサイズの粒子の検出も大きな課題です。以前の研究では、プラスチック製品からのMP放出は20 μm16、19、20より小さいと指摘した。これらのタイプのMPの検出は、小さな細孔サイズの滑らかな膜フィルターの使用を必要とする。さらに、フィルタによって捕捉される可能性のある汚染物質とMPを区別する必要があります。高感度ラマン分光法は、化学組成分析に使用され、小粒子20を容易に破壊することが知られている高いレーザーパワーの必要性を回避できるという利点がある。したがって、このプロトコルは、汚染のない処理手順と最適な膜フィルタの使用と、高速かつ正確なMP識別を可能にする特性評価方法を組み合わせる必要があります。
ここで報告された研究は、日常生活の中で最も一般的に使用されるプラスチック製品の1つであるPPベースの哺乳瓶(BFB)に焦点を当てた。式の準備18の間に多数の MP がプラスチック BFB から放出されることがわかった。毎日のプラスチックからのMP放出のさらなる研究のために、BFBのサンプル調製および検出方法は、ここで詳述されている。試料調製中に、WHO21 が推奨する標準的な式調製プロセス(洗浄、殺菌および混合)を慎重に行った。WHOガイドラインに関するプロトコルを設計することで、BBBからのMPリリースが両親が使用するベビーフォーミュラ調製プロセスを模倣することを保証しました。フィルタプロセスは、BfbsからリリースされたMPを正確に収集するように設計されています。MPの化学同定のために、ラマン分光法の作業条件は、MPのクリーンで容易に同定されたスペクトルを得るために最適化され、同時に標的粒子を燃焼させる可能性を回避した。最後に、原子間力顕微鏡(AFM)を用いたMPの正確な3次元地形マッピングを可能にする最適な試験手順と適用力を開発した。ここで詳しく説明するプロトコル (図 1)は、MP サンプルの調製と検出に対して信頼性が高く、費用対効果の高い方法を提供し、プラスチック製品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。

<table><tbody><tr><td>AFMカンチレバー</td><td>NANOSENSORS</td><td>PPP-NCSTAuD-10</td><td>PP MPsの3次元トポグラフィーを得るには</td></tr><tr><td>原子間力顕微鏡</td><td>Nova</td><td>NT-MDT</td><td>PP MPsの3次元トポグラフィーを得るには</td></tr><tr><td>洗剤</td><td>フェアリー オリジナル</td><td>1015054</td><td>新製品のクリーニングには</td></tr><tr><td>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</td><td>APC、ドイツ</td><td>0.8um25mmGold</td><td>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</td></tr><tr><td>Gwyddion ソフトウェア Gwyddion</td><td></td><td>Gwyddion2.54</td><td>MPsの地形を決定するには</td></tr><tr><td>ImageJソフトウェア</td><td>米国国立衛生研究所</td><td>いいえ、無料</td><td>MPsのサイズを決定するには</td></tr><tr><td>電子レンジ</td><td>デロンギ、イタリア</td><td>815/1195</td><td>温水の準備</td></tr><tr><td>光学顕微鏡、x100</td><td>ミツトヨ、日本</td><td>46-147</td><td>小型MPsラ</td></tr><tr><td>マン分光法</td><td>レニ</td><td>ショーInVia共焦点ラマンシステム</td><td>PP-MPs振</td></tr><tr><td>とう床-SSL2</td><td>スチュアート、英国</td><td>51900-64</td><td>サンプル準備中の混合プロセスを模倣するには</td></tr><tr><td>標準ポリスチレンマイクロプラスチック球</td><td>Polysciences、ヨーロッパ</td><td>64050-15</td><td>の堅牢性を検証するには現在のプロトコル</td></tr><tr><td>ガラスチップ付きTansferピペット</td><td>マクロ、ブランド</td><td>26200</td><td>水サンプルをガラスフィルターに移すには</td></tr><tr><td>超音波洗浄機</td><td>Witeg、ドイツ</td><td>DH。WUCです。D06H</td><td>ガラス器具の清掃用</td></tr><tr><td>真空ポンプ</td><td>ILMVAC GmbH</td><td>105697</td><td>水サンプルのろ過</td></tr></tbody></table>

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

Sampling, Identification and Characterization of Microplastics Release from Polypropylene Baby Feeding Bottle during Daily Use

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。

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 ...

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。

Microplastics (MPs) are becoming a global concern due to the potential risk to human health. Case studies of plastic products (i.e., plastic single-use ...

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

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Research

JoVE Journal

Environment

環境

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海面とサンプル分析にMicroplasticsサンプリングのためのプロトコル

マイクロプラスチックは、予想外の影響を及ぼす可能性のある有害な有機汚染物質のベクターとして機能します。このプロトコルは、プラスチックペレットに吸着された有機塩素系農薬のレベルを評価し、ポリマーの化学構造を特定するための代替方法論を記述しています。焦点は、加圧された液体抽出および減衰された全反射率フーリエ変換赤外分光法にある。...

プラスチックペレットからの有機塩素系農薬の抽出と塑性解析

これまでほとんど塑性研究が中断された固体のレベルが比較的低い海洋システムで発生しました。特色は、高い沈殿物の負荷と浮かんでいる残骸淡水システムにフォーカスが移りつつあります。このプロトコル...

サンプリング、並べ替え、および高い浮遊負荷と大きい浮遊残骸水圏環境における Microplastics の特性

我々は、メカニカルミリング、研削、およびイメージング分析の段階的なプロセスを使用して、マイクロプラスチックおよびナノプラスチック(それぞれMPおよびNP)の形成および寸法特性評価を示す。...

農業用プラスチックフィルムからのマイクロ・ナノプラスチックの形成と基礎研究への応用

ここでは、土壌からマイクロプラスチックを抽出し、そのポリマーの種類を特定する方法を紹介します。この分析法は、実行、適用性、および費用対効果が最適化されています。これは、土壌中のマイクロプラスチックを特定するための分析方法を標準化するための科学的基盤を築きます。...

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シリコンナノメンブレン分析パイプラインを用いた飲料水中のマイクロプラスチックのマルチモーダル分析

ここでは、この目的のために開発された特許取得済みのサンプリングシステムを使用して、マイクロプラスチック分析のためにボアホールから地下水をサンプリングする方法について詳しく説明します。このプロトコルでは、ボーリング孔からマイクロプラスチックをサンプリングする方法、およびマイクロプラスチックの分離と化学的同定について詳しく説明しています。...

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野生動物は、一般的にさまざまな蠕虫に寄生されます。蠕虫には、主に "回虫" (線虫)、"トゲトゲミズ" (Acanthocephalans)、"吸虫" (吸虫)、"条虫" (条虫) の 4 種類があります。ここでは、脊椎動物から蠕虫を採取する方法と、蠕虫の保存方法と分類学的識別方法について説明します。...

野生生物からの蠕虫の収集と同定

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海洋生物の組織からの二次代謝産物のAntipredatory活性を評価するために魚の供給研究所バイオアッセイ

学ぶポリプロピレン哺乳瓶からのマイクロプラスチック放出の定量化プロトコル。ラマン分光法と原子間力顕微鏡を用いて、実使用条件下での粒子同定・特性評価を行う信頼性の高い手法です。

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

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