2020 Fiscal Year Research-status Report
Evaluation of size distribution and toxicity of atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbon quinones generating reactive oxygen species
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18K11676
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
鳥羽 陽 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 教授 (50313680)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古内 正美 金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (70165463)
唐 寧 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (90372490)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 多環芳香族炭化水素 / 大気汚染 / 粒子状物質 / ナノ粒子 / 粒径分布 / 活性酸素 / 酸化ストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大気中の微小粒子状物質（PM2.5）を構成する粒子中のナノ粒子（粒径100 nm以下）は容易に肺胞まで達し，含有する汚染物質の毒性が強く発現する可能性がある。多環芳香族炭化水素（PAH）のキノン誘導体（PAHQ）は，PM2.5中の新規PAH誘導体で，活性酸素種（ROS）生成による酸化ストレスの誘導と循環器疾患やアレルギー疾患との関係が指摘されている。本研究では，日本国内にて大気中の粒子状物質をナノ粒子（PM0.1）まで粒径別に捕集し，PAHQや各種発生源マーカーを測定すると同時にROS産生能を測定する。PAHQ濃度とROS産生毒性に基づく粒径別毒性リスクを評価することでPM2.5中のより微細なナノ粒子の重要性を健康影響の観点で明らかにすることを目的とする。
令和2年度は，令和1年度までに東京及び金沢の2か所で捕集したナノ粒子（PM0.1）画分を含む6画分の大気粒子試料について，独自に開発した高感度分析法によりPAHQの定量を完了し，さらに発生源解析に使用するためのPAHやニトロ化PAH（NPAH）についても測定した。各種発生源マーカー等を使用してPAHQの粒径分布やROS産生能に対する発生源や大気内二次生成の影響を評価した結果，サンプリング地点，季節によらず自動車排気と二次生成の影響を受けていることが分かった。特に東京・夏季では長距離輸送の影響もあり，PAHQの粒径分布が粗大側にシフトしていること，PAHQやNPAHの二次生成が亢進していることが分かった。また，ガス状物質やNPAHとの相関や母核PAHとの比を用いてPAHQの発生源を考察し，都市環境において，PAHQの発生源に大気中での二次生成の寄与が大きい可能性が考えられた。特にベンゾ[a]アントラセンやベンゾ[a]ピレンのキノン類は二次生成の寄与が大きく，大気中でのPAHQの二次生成の指標として有用であると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和1年度までに東京及び金沢でナノ粒子画分を含む大気粒子を捕集して得られた試料について，測定対象としている新規PAH誘導体である多環芳香族炭化水素類のキノン誘導体（PAHQ）を計画どおりに定量し，さらに発生源や大気内二次生成を評価することのできる他のPAH誘導体についても定量してPAHQの発生源について考察できたことから，研究計画に対して順調に成果を得ることができた。一方，代表者の所属研究機関の移動に伴い，研究を遂行するための分析機器を移設したために，一時的に研究の遂行が困難になった。そのため，ジチオスレイトール（DTT）アッセイによる各粒径画分の活性酸素種（ROS）産生能と発生源との関係や粒径別毒性リスクの評価について未実施となり，今後の課題となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度まで研究期間の延長を行い，代表者の移動に伴って未実施であったジチオスレイトール（DTT）アッセイによる各粒径画分の活性酸素種（ROS）産生能に対するPAHQの寄与と自動車排ガスや大気内二次生成の影響に関する解析を完了し，PM2.5中のより微細なナノ粒子中の有機汚染物質の環境動態や健康影響の可能性について明らかにする予定である。
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| Causes of Carryover |
代表者の所属研究機関の移動に伴って研究活動を中断せざるを得なかったことも影響し，当初の見積もりよりも少額で済んだために次年度使用額が生じた。今年度実施予定であった研究について，研究期間を延長して実施するのに必要な物品を購入する際に適切に使用する。
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