毎日使用時にポリプロピレン哺乳瓶からマイクロプラスチック放出のサンプリング、同定および特性評価

要約

この研究は、マイクロプラスチックの収集とプラスチック製品の日常的な使用からの検出のための信頼性と費用対効果の高いプロトコルを詳述しました。

要約

マイクロプラスチック(MP)は、人間の健康に対する潜在的なリスクのために世界的な懸念事項になりつつあります。プラスチック製品(すなわち、プラスチックの使い捨てカップおよびケトル)の事例調査は、毎日の使用中のMP放出が非常に高くなることができることを示している。MP リリース レベルを正確に決定することは、露出元を特定して定量化し、この危険に起因する対応するリスクを評価/制御するための重要なステップです。海洋または淡水のMPレベルを測定するためのプロトコルはよく開発されていますが、家庭用プラスチック製品が経験する条件は大きく異なる可能性があります。多くのプラスチック製品は、頻繁な高温(100°C)に曝露され、日常使用時に室温に戻されます。したがって、各製品の実際の日常使用シナリオを模倣したサンプリング プロトコルを開発することが重要です。本研究は、多くのプラスチック製品のMPリリース研究のための費用対効果の高いプロトコルを開発するために広く使用されているポリプロピレンベースの哺乳瓶に焦点を当てた。ここで開発されたプロトコルは可能:1)サンプリングおよび検出中の潜在的な汚染の防止。2)毎日使用シナリオの現実的な実装とWHOガイドラインに基づいて哺乳瓶から解放されたMPの正確なコレクション;3)哺乳瓶から放出されるMPの費用対効果の高い化学的決定および物理的地形マッピング。このプロトコルに基づいて、標準ポリスチレンMP(直径2μm)を使用した回収率は92.4-101.2%であり、検出されたサイズは設計されたサイズの約102.2%であった。ここで詳述するプロトコルは、MPサンプルの調製および検出のための信頼性と費用対効果の高い方法を提供し、プラスチック製品からのMPリリースの将来の研究に大きな利益をもたらす可能性があります。

概要

ほとんどの種類のプラスチックは非生分解性ですが、酸化や機械的摩擦などの化学的および物理的プロセスのために小片に分解することができます^1,2.5mm未満のプラスチック片は、マイクロプラスチック(MP)に分類されます。MPはユビキタスであり、世界中のほぼすべてのコーナーで見られます。彼らは人間と野生動物に対する潜在的なリスクのために世界的な関心事となっています^3,4.現在までに、魚、鳥、昆虫^5、6だけでなく哺乳類(マウス、腸内、腎臓および肝臓^7、8)にMPの有意な蓄積が発見されている。研究は、MPの暴露および蓄積がマウス^7、8の脂質代謝に損傷を与えることができることを発見^した。魚に焦点を当てたリスク評価は、サブミクロンMPが血液対脳関門に浸透し、脳の損傷を引き起こす可能性があることを発見^{しました 9}.人間の健....

プロトコル

1. お湯の準備

1. サンプルに接触するすべてのハードウェアに対して、ボロケイ酸3.3製のクリーンガラスを使用して、汚染の可能性を防ぎます。すべてのガラス製品を徹底的に清掃してください。
   注意: ガラス製品の既存の傷や不完全な斑点は、加熱および揺れのプロセス中に粒子を放出することができます。ガラス製品をチェックし、傷付きガラス製品の使用を避けることをお勧めします。異なるガラス(ソーダ石灰やホウケイ酸など)で作られたガラス製品を比較した結果、ホウケイ酸3.3は最も低い量のガラス粒子を放出し(ラマン分光法でスクリーニングすることができる)、すべての試験でホウケイ酸3.3ガラス製品の使用を推奨しています。
2. ガラスビーカーに360mLのDI水を注ぎます。ビーカーをきれいなガラスディスクで覆います。その後、真新しい電子レンジに移動し、フルオーブンパワーで2.5分間加熱します。冷暖房による温度勾配の可能性を取り除くために穏やかに振盪した後、ビーカー内部の水の温度は70°Cであり、サンプル調製の準備が整いました。
3. ガラス製品に1LのDI水を注ぎ、電子レンジで14分間加熱して、BFB滅菌用95°Cの水を調製します。
   注意:お湯を準備するためにプラスチックケトルを使用しないでください。プラスチック製のケトル自体は、沸騰プロセス¹³の間にお湯に何百万人ものMPを放出しま....

結果

このプロトコルを検証するために、水サンプルは、標準的なポリスチレン微小プラスチック球(直径2.0±0.1μm)をDI水に添加して調製しました。追加された MP の量は、BB からの MP リリース レベルに類似した 4,500,000 パーティクル/L に対応しました。プロトコル・セクション 2-3 に続いて、MP は正常に収集され (図 4A)、回復率は 92.4-101.2% でした。この回復率は、MP

ディスカッション

海洋および淡水のMPの研究は広く報告されており、関連する標準プロトコルは¹⁷に開発されていますが、日用品プラスチック製品の研究は重要な新興研究分野です。家庭用プラスチック製品が経験する環境条件の違いは、信頼性の高い結果を得るためには、特別な注意と努力が必要であることを意味します。研究プロトコルは、実際の日常使用シナリオと一致している必要が.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
AFM cantilever	NANOSENSORS	PPP-NCSTAuD-10	To obtain three-dimensional topography of PP MPs
Atomic force microscope	Nova	NT-MDT	To obtain three-dimensional topography of PP MPs
Detergent	Fairy Original	1015054	To clean the brand-new product
Gold-coated polycarbonate-PC membrane filter-0.8 um	APC, Germany	0.8um25mmGold	To collect microplastics in water and benefit for Raman test
Gwyddion software	Gwyddion	Gwyddion2.54	To determine MPs topography
ImageJ software	US National Institutes of Health	No, free for use	To determine MPs size
Microwave oven	De'longhi, Italy	815/1195	Hot water preparation
Optical microscope, x100	Mitutoyo, Japan	46-147	To find and observe the small MPs
Raman spectroscopy	Renishaw	InVia confocal Raman system	To checmically determine the PP-MPs
Shaking bed-SSL2	Stuart, UK	51900-64	To mimic the mixing process during sample preparaton
Standard polystyrene microplastic spheres	Polysciences, Europe	64050-15	To validate the robusty of current protocol
Tansfer pipette with glass tip	Macro, Brand	26200	To transfer water sample to glass filter
Ultrasonic cleaner	Witeg, Germany	DH.WUC.D06H	To clean the glassware
Vacuum pump	ILMVAC GmbH	105697	To filter the water sample