| Project/Area Number |
22K18829
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田中 周平 京都大学, 地球環境学堂, 准教授 (00378811)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
相子 伸之 地方独立行政法人大阪府立環境農林水産総合研究所(環境研究部、食と農の研究部及び水産研究部), その他部局等, 主幹研究員 (30443526)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | マイクロプラスチック / ナノプラスチック / 熱分解GC/MS / 熱分解GC-MS / エアロゾル / 肺胞 / 細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
紫外線などによりプラスチックが劣化すると、気管、気管支を通り、肺胞にまで到達するのではないかと着想した。その場合、発がん性物質などを高濃度で吸着し、細胞内に輸送していることになる。「環境中で劣化したプラスチックがエアロゾル化し、肺胞や生物細胞内に到達しているのか？」という問題の核心に迫るための定量的分析方法を確立することを主目的とする。従来の分析では、プラスチック以外を取り除くための前処理やFTIRによる積算などに長時間を必要とするため動態解明が遅れている。本研究では遠赤外線レーザー、分粒/膜分離＋GC/MSを併用したナノプラスチック同定方法と細胞への影響評価試験系の開発に挑戦する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来の赤外分光光度計（FTIR）では積算に長時間を要していたが、遠赤外線を発する半導体レーザーである量子カスケードレーザーを用いることで1回の照射で同定可能となり、分析時間の短縮を図ることができた。また、環境試料中のマイクロプラスチックを分析するための前処理方法を検討し手順化した。
分粒/膜分離＋熱分解GCMSによる迅速分析法の開発ではエアサンプラーにより大気を捕集し、分粒装置による分画を行った。大気中のマイクロプラスチック、ナノプラスチックについては430 nmまで分画することができた。その結果を「熱分解GC/MSを用いたネパール、タイ、日本の主要都市における大気中の粒径0.43～11μmのプラスチック成分含有量の調査」として日本水環境学会年会で発表した。熱分解装置により試料を燃焼させ、発生した気体をGC/MSに導入し、試料から発生する気体の温度プロファイルの測定、温度調整による試料中の特定成分の熱脱着条件などを組み合わせて、実大気試料中のナノプラスチックの分析に成功した。
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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
令和4年度、令和5年度に予定していた量子カスケードレーザーと熱電冷却型MCT検出器による測定方法の適用と分粒/膜分離＋熱分解GCMSによる迅速分析法の開発を予定通り進めることができ、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 |
本研究では、遠赤外線を発する半導体レーザーや分粒/膜分離を駆使することで、さらに分析下限値を下げることに挑戦する方針である。430 nmのナノプラスチック粒子が大気中に存在することが分かってきたが、それよりも小さなサイズとして存在するのかどうかは不明である。膜分離や液体クロマトグラフなどを使用して、さらに微小サイズのナノプラスチックの動態を探りたいと考えている。
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