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2021 年度 実施状況報告書

ナノプラスチック定量分析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K17903
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

田中 厚資  国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環領域, 特別研究員 (10896327)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードナノプラスチック / 海洋プラスチック汚染 / 定量分析
研究実績の概要

ナノプラスチック分析法の開発に必要なナノプラスチック標準粒子を、5種のポリマー(高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル)について作製し、分子量分布、結晶化度等の分析を行い、一般的なプラスチック製品と同等の組成、物理・化学的性質を持つことを確認した。この結果は作製粒子がナノプラスチックの標準粒子として妥当であることを示すものであり、定量分析への利用に留まらず、毒性試験等への応用においても重要な意義がある。この結果は国際学術誌での報告を行ったほか、特許出願を行った。
また、内部標準法をナノプラスチックの定量分析に導入するために必要な安定同位体ラベルしたナノプラスチック粒子を作製するため、さまざまな原料を試みたものの、正常に作製できなかった。この原因については明確ではないが、原料における着色の状況等から原料由来の不純物に起因することなどを考えている。この結果を受け、現在、安定同位体ラベルポリプロピレンの調整を他研究機関との共同研究によって進めており、これにより解決できるものと考えている。
熱分解GC/MSを用いた定量手法に関しては、上記で作製した粒子を用いた検量線の作成等を確認し、保有する機器でナノグラムオーダーのナノプラスチックの検出が可能であることを確認した。加えて、前処理についてナノプラスチックとそれ以外のサイズのプラスチック粒子等を分画するためのフィルタリング等の検討を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究の重要な点として、ナノプラスチックの分析の信頼性を担保するための内部標準法を導入することを計画している。これに必要な安定同位体ラベルしたナノプラスチック粒子作製においてさまざまなポリマーを原料として試みたものの、原料由来の不純物によるとみられる影響のため正常に作製できなかった。現在、安定同位体ラベルポリプロピレンの調整を他研究機関との共同研究によって進めており、これにより解決できるものと考えており、この点において計画より遅れているものの、全体としてはおおむね順調である。

今後の研究の推進方策

2022年度は、標準粒子を用いた分析法の開発を引き続き行うとともに、前処理におけるナノプラスチックのポリマーの分画法の検討を行う。具体的には、熱分解GC/MSでの分析において熱分解産物が共通する物質を分離する手法を検討する他、プラスチックの光酸化劣化が進んだ際の熱分解GC/MS分析におけるピーク形状や信号強度の変化について検討することを計画している。

次年度使用額が生じた理由

安定同位体ラベル粒子作製のための適当な原料が見つからなかったため、この分を次年度に繰越し、共同研究による安定同位体ラベルポリマー粒子の合成のために用いる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Preparation of Nanoscale Particles of Five Major Polymers as Potential Standards for the Study of Nanoplastics2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Kosuke、Takahashi Yusuke、Kuramochi Hidetoshi、Osako Masahiro、Tanaka Shunsuke、Suzuki Go
    • 雑誌名

      Small

      巻: 17 ページ: 2105781~2105781

    • DOI

      10.1002/smll.202105781

    • 査読あり
  • [学会発表] ナノプラスチックの環境リスク研究に必要な標準ナノ粒子の作成2021

    • 著者名/発表者名
      田中 厚資, 高橋 勇介, 倉持秀敏, 大迫政浩, 鈴木剛
    • 学会等名
      第29回環境化学討論会
  • [産業財産権] ポリマーナノ粒子の製造方法及びポリマーナノ粒子2021

    • 発明者名
      田中 厚資、鈴木 剛、倉持 秀敏 、大迫 政浩
    • 権利者名
      国立研究開発法人国立環境研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      J44330A1

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公開日: 2022-12-28  

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