2017 Fiscal Year Annual Research Report
水環境中残留医薬品類の多面的評価と薬理活性の除去性能評価
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17H00786
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中田 典秀 京都大学, 工学研究科, 助教 (00391615)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井原 賢 京都大学, 工学研究科, 特定助教 (70450202)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 生理活性 / 医薬品による環境汚染 / 予測スクリーニング / バイオアッセイ / 精密質量分析 / 四重極飛行時間型質量分析計 / 下水処理性能評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々が使用する医薬品の成分による水生生物への影響が観測または懸念されている。しかし、現行の研究アプローチは、分析用標準物質が販売されている比較的古い薬剤に対する分析（ターゲット分析）であり、標準物質が販売されていない、または特許が有効な比較的新しい薬剤に対する分析や分解産物に対する分析（予測スクリーニング）ができていない。本研究の目的は、水環境中残留医薬品に起因する問題の解決と今後の影響評価に向け、多面的に残留医薬品の実態を評価することにある。具体的には、これまでの主研究アプローチである対象を決めた機器分析（ターゲット分析）に加え、培養細胞を用い水試料から直接薬理活性を検出できる試験（バイオアッセイ）を実施する。また、バイオアッセイにより残留医薬品の薬効分類を絞り込み、高感度分析機器（四重極飛行時間型質量分析計：QTof-MS）を用いた未同定の薬理活性物質の同定（予測スクリーニング）を試みる。さらに、同定された医薬品または薬理活性物質について、現行の下水処理場における除去性能を実態調査から明らかにする。目的達成に向け、バイオアッセイ、ターゲット分析、予測スクリーニングの3つのアプローチにより研究を遂行する。
公共下水処理場や下水処理水の割合が高い河川（桂川、淀川）より水試料を採取し、各アプローチへ供する。並行して、ターゲット分析による下水処理過程における処理性能の把握、バイオアッセイによる活性の定量化（比活性値の測定）、予測スクリーニングによるターゲット分析から漏れている活性物質の存在推定を行う。これらの結果より、注視すべき水環境中の薬理活性およびその原因物質、下水処理過程における処理性、下水処理水受水河川における存在実態を提示する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
先行研究において開発した約50種の医薬品成分の一斉分析法へ、いくつかの新規物質の追加検討を行った。具体的には、先行研究において水環境中から検出された薬理活性の内、特に活性が高かったアンギオテンシンII受容体拮抗薬（ARB）成分５種、ヒスタミン（H）1受容体拮抗薬（H1RB）成分3種、H2受容体拮抗薬（H2RB）成分3種や、これらの代謝産物を含む関連物質など合計約20成分について検討を行った。分析精度についての検討を終えた後、５カ所の下水処理場と、下水処理水の割合が高い桂川、宇治川、木津川の最下流部、その下流の淀川枚方大橋において表層水を採取し、各成分の存在濃度の把握調査を3回実施した（ターゲット分析）。3回の下水処理場調査のうち1回は、処理工程に沿って試料を採取し、処理性能評価を行った。3回の調査において、一部もしくはすべての下水処理水試料をバイオアッセイに供した。バイオアッセイの結果、ARB、H1RBに関する活性のほか、β受容体拮抗薬（βRB）に関する活性が検出された。ターゲット分析の結果、対象成分約70種の中で、ARB、H1RBが比較的高濃度で検出され、さらにARB分解産物、βRB分解産物もそれぞれ１種が比較的高濃度で検出された。高濃度で検出された成分は、調査を行った河川の最下流部（枚方大橋）でも比較的高濃度で検出された。検出されたARB分解産物、βRB分解産物の生成を確認するため、下水処理場より活性汚泥を採取し、その生成挙動を確認した。予測スクリーニングに向け、ターゲット分析対象成分の標準溶液を、新規導入したQTof-MSで測定し、その特性の把握を試みた。具体的には、イオン化条件や精密質量測定のための校正、結果の解析手順について検討を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
バイオアッセイでは、前年度の調査において高濃度かつ高頻度で検出された薬効分類の活性について、日本での販売実績をもとに当該薬効成分の活性値の測定を行う。得られた活性値と、ターゲット分析により得られた濃度との積（換算値）から、検出された活性値への寄与を評価するとともに、換算値と活性値との乖離を把握する。本試験では、試験速度を高めるため、前年度までに特に検出強度および頻度が高かった薬効分類についてのみ試験を進める。予測スクリーニングでは、前述の換算値と活性値との乖離が大きかった試料について、H29年度に導入したQTof/MSにより分析し、精密質量分析結果より未同定の薬理活性物質の存在を推定する。ターゲット分析では、バイオアッセイ、予測スクリーニングにより同定した薬理活性物質について、分析用標準物質が入手可能なものについては分析法を検討・確立し、前述の下水処理場や河川における存在実態を把握する。その後、バイオアッセイに供するための試料を採取し、換算値と活性値との比較、検証を行う。
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Research Products
(2 results)
