2019 Fiscal Year Research-status Report
The study of nanoplastic transformation in the aquatic environment and their transformations of polycyclic aromatic hydrocarbons
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19K20435
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
長門 豪 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (50793832)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | プラスチック / エココロナ / 多環式芳香族炭化水素 / ラマン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年には、研究計画のいくつかの要素を実施しました
1．OHPAH分析法開発：HPLCを使用してヒドロキシル多環式芳香族炭化水素（OHPAH）を分析する方法を今年開発しました。この調査には2つの要素がありました。1. OHPAH異性体のクロマトグラフィー分離開発と、蛍光およびMS-MSを使用した検出パラメーターの最適化 です。 2. 固相抽出を使用して水生サンプルからOHPAHを抽出する方法の開発。 OHPAH回収率と手順の検証実験が完了しました。現在この方法によって、さまざまな河口環境から採取した水を使用して、環境サンプルで調査しています。
2．環境プラスチック研究：環境プラスチックに関する予備作業を実施しました。ラマン分光法は、この研究の主要な分析法となっています。 研究は2つの要素があります。1. 環境プラスチックの特定：環境プラスチックを検出する方法を決定するため、具体的には、環境プラスチック内の変化を特定するための作業を行いました。 この研究の主な課題は、環境マトリックスからプラスチックを抽出する方法を開発することでした。さまざまな種類の環境プラスチックで使用するためのスペクトルライブラリも開発しました。 分析は進行中です。2.ラマンイメージング：条件を最適化し、ラマン分光法を使用してプラスチック粒子を検査する準備作業を始めました。 特にプラスチックから他の天然成分（鉱物、有機物など）のラマンスペクトルを識別して区別する機能に焦点を当てました。
3．ミジンコ培養と予備毒性試験：今年はミジンコ培養を始め、ミジンコに対するプラスチックと溶存有機物の毒性を測定するための試験を現在進行中です。
4．微生物群集培養：微生物培養のさまざまな設定を確立しており、Winogradskyカラムをさまざまな細菌種の培養容器として使用しています。 最初の細菌培養は地元の沼地から採取しました。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
全体として、研究は予定通りですが、タイムラインを変更しています。最初の提案は、エココロナ形成を研究するための分析手法として、透過型電子顕微鏡と原子間力顕微鏡を念頭に置いて作成しました。 金沢大学から島根大学に異動して以来、分析機器は変更され、現在はラマン分光法と動的光散乱を使用しています。ラマン分光法は、プラスチック粒子に関するより多くの構造情報と機能を提供しますが、分析手法の開発には努力が必要でした。 特に、生物学的媒体からプラスチックを抽出することは困難でしたが、手法を開発できました。
プラスチック研究が進行中ですが、OHPAH研究を予想よりも早く開始しました。 抽出方法を完成して、河口環境のOHPAH濃度を調べる予備実験を開始しました。 今年はさらに調査を予定しています。 その結果、PAH変換研究は当初の計画よりも早く開始でき、今後数か月の間に実施する予定です。 また、3年目（令和3年）にはミジンコを用いた生態毒性試験の開始を予定していましたが、ポリスチレンミクロスフェアと溶存有機物の影響検討を進めており、準備作業はすでに始まっています。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年の主な目的は、2つの研究（エココロナ開発と多環式芳香族炭化水素形質転換実験）を完了することです。
1.エココロナの成長実験は、ラマン分光法、動的光散乱法、およびゲノム配列決定法を組み合わせて使用し、2年目に開始する予定です。エココロナのサイズの違い、成長率、コロニーの構成、化学的機能性が主要な研究対象となります。湿原泥炭からの局所溶解有機物の抽出は、凍結乾燥と酸分離の組み合わせ（フルボ酸とフミン酸の場合）を使用して、今春から始めます。初期溶解有機物コロナ率は、動的光散乱で測定します。これを、多くの実験で使用される標準溶存有機物（Suwannee River 溶存有機物、フミン酸）と比較します。エココロナのさらなる成長は、好気性細菌と嫌気性細菌の両方で確立されたWinowgradskyカラム内の細菌培養を使用して実行します。現在、学生が紫外線とラジカル形成に応じてプラスチックの酸化と劣化を分析する計画をたてています。これらの変性プラスチックの異なるコロニー化も検討します。ラマンイメージングを継続し、エココロナの成長に関する情報を提供します。現在のプラスチックサイズは、マイクロメートルの直径範囲（5μm）ですが、方法論の開発が進むにつれて、ナノメートルスケールのプラスチックへの移行を見込んでいます。
2.OHPAH調査：河口水域の環境調査は今年も継続します。 実験室の多環式芳香族炭化水素形質転換実験にも、以前に開発されたエココロナの使用を開始します。 この研究の焦点は、水環境に存在する可能性が高い2、3、および4つの環多環式芳香族炭化水素の変換にあります。エココロナで分配挙動がどのように発生するかを確認するために収着試験を実行し、変換産物は1年目に開発した方法を使用して検出します。
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Research Products
(4 results)
