金属ナノ粒子は非金属ナノ粒子と区別して食事性曝露評価を行う必要があるのか？
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22K05486
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38050:Food sciences-related
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| Research Institution | National Institute of Health Sciences |
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Principal Investigator |
鈴木 美成 国立医薬品食品衛生研究所, 食品部, 室長 (40469987)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | ナノマテリアル / 消化液 / 可給態 / spICP-MS / 粒径分布 / ナノ粒子 / 人口消化液 / 曝露量 / リスク評価 |
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| Outline of Research at the Start |
消化液がNPsの溶解/生成に与える影響は、食品によって特有の影響がある可能性があり、食品との組合せによってNPsが溶解あるいは生成される可能性がある。そのため、日本で消費される食品を用いた検討が必要不可欠である。本研究は、コンポジット試料に添加したNPsを人工消化液で抽出することによって、NP状金属と非NP状金属とを区別して食事性曝露評価あるいはリスク評価を行う必要があるかどうかに資するデータを提供するものである。本研究の成果は、NPsの食事性曝露リスク評価を加速化することに貢献できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノマテリアル (NM) の毒性を修飾する因子は、組成・大きさ・形状・表面修飾・分散/凝集状態等多岐にわたるため、リスク評価手法自体も確立されていないのが現状である。しかしながら、NMが消化液中で溶解するのであれば、別途NMとしてリスク評価を行う必要性は低いと考えられる。一方で、消化液中でイオン性金属からの粒子状態の金属が生成されるのであれば、生成される粒子の組成・大きさ・形状等による影響の差異によるものの、別途NMとしてリスク評価を行う必要性が低い可能性もある。そのため、人工消化液中でのNMの安定性を評価することは、ナノ粒子 (NP) 状金属と非NP状金属とを区別して食事性曝露評価あるいはリスク評価を行う必要があるか判断するための重要なデータとなると考えられる。
そこで、本年度は、e-Statで公開されている国民健康・栄養調査のデータを基に14食品群に分けたトータルダイエット (TD) 試料を作成し、TD試料にTiO2-NPを添加した後、人工消化液中で抽出し、単一粒子 (sp)ICP-MSを用いてTiO2-NPの粒径分布を評価することで食品とのインタラクションを解析した。その結果、10群 (魚介類) のTD試料からは平均粒径約250 nmのTi含有粒子が検出され、10群にTiO2-NPを添加した場合は、両者を足し合わせたような粒径分布が得られた。その他の食品群においても、同様の傾向が認められた。以上の結果は、食品とTiO2-NP は顕著なインタラクションを起こさなかったことを示唆するものと考えられた。また、人工消化液中で、TiO2-NPの粒径分布に大きな変化が認められなかったことから、食品中のTiO2-NPをナノマテリアルとして再評価する優先度は高くないと考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
公称粒径 500 nmのTiO2-NPを14の食品群に分けたTD試料に添加し、人工消化液を用いた逐次抽出を行った後、spICP-MS法にてTiO2-NPの粒径分布に変化があるか評価した結果、食品に含まれていた粒径分布と添加したTiO2-NPの粒径分布を足し合わせたような二峰型の粒径分布が得られた。
以上の結果は、①人工消化液中でTiO2-NPは溶解しない、② 食品とTiO2-NP は顕著なインタラクションを起こさなかったことを示唆するものと考えられた。
以上の点は、本研究課題名「金属ナノ粒子は非金属ナノ粒子と区別して食事性曝露評価を行う必要があるのか？」に対する一つの回答となりうるため、「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は、TiO2以外のナノマテリアルをTD試料に添加し、人工消化液による逐次抽出を行い、同様の解析を行う予定である。
また、人工消化液処理を行った後、超音波処理による分散を行わない場合は、TiO2-NPが凝集・沈降したことを示唆する結果が得られている。一般的に、粒子の等電点が溶媒のpHと近いと、静電的斥力が働かず凝集しやすいとされている。TiO2の等電点は、pH 6付近とされていることから、人工腸液中では凝集しやすい条件となり、凝集した粒子が沈降していくことにより、平均粒子径が減少したと考えられた。そのため、より現実的な消化管内での状況を再現するために、人工消化液後の処理についても追加で検討する必要性があると考えられた。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
