2024-02-08 アメリカ合衆国・ニュージャージー工科大学(NJIT)
・ NJIT が、水や土壌サンプル中の PFAS(パーフルオロアルキルおよびポリフルオロアルキル化合物）を高速・高感度に検出する技術を開発。
・ 「永久に残る化学物質」と呼ばれる PFAS は、食品のパッケージング材料から撥水性衣料まで様々な製品に含まれている人工化合物で分解に数千年を要する。何千もの種類があり、現行の検査方法にはコストと時間がかかり、環境中の分布度合はわかっていない。
・ 新技術は、ペーパースプレイ質量分析 (PS-MS) と呼ばれるサンプル物質の分子組成を分析するイオン化技術を含むもので、現行の PFAS の標準的な検査方法である液体クロマトグラフィー/質量分析よりも感度が 10～100 倍高い。
・ PFAS をイオン化して検出し、含有する様々な PFAS 種とその濃度を 1 兆分の 1 (ppt)の レベルまで明確に表示。土壌等の複雑なマトリックスには、PFAS のイオン信号を抑制する塩分を洗い流す、脱塩ペーパースプレイ質量分析(DPS-MS)を用いる。これらの両手法により PFAS 検出能力が飛躍的に向上。PFAS 検出限度の約 1ppt は、オリンピックサイズの水泳プール 20 個分の広さに対する水一滴に相当。
・ 電子レンジ調理用ポップコーン紙、インスタント麺容器や揚げ物・ハンバーガーの包み紙を含む様々な食品パッケージング材料の断片を直接分析し、がんのリスクや免疫系の抑制に関連する PFOA(ペルフルオロオクタン酸)や PFOS(ペルフルオロオクタンスルホン酸)を含む、11 種類の PFAS 分子の痕跡を 1 分以内に検出することに成功。米環境保護庁(EPA)は、全米の飲料水中の 6 種類の PFAS について最大汚染レベル(MCLs)の設定を提案しており、その中には PFOA と PFOS が含まれている。
・ また、地元の水道水のサンプルから PFOA の痕跡を 2 分以内に検出。大学内のろ過された噴泉のサンプルには PFAS の痕跡は見つからなかった。さらに、DPS-MS により 40mg の土壌から 2 種類の PFASを 3 分以内に特定。空気に含まれる PFAS の検出能力についても実証する予定。
・ NJIT の BioSMART センターで開発されている PFAS 分解触媒技術と、これら両手法の併用に向けた試験も実施。同触媒技術では、飲料水サンプル中の PFAS の 98.7%を 3 時間以内に分解する。
・ 本研究は、米国立科学財団(NSF)が支援した。
URL: https://news.njit.edu/njit-researchers-unveil-method-detect-forever-chemicals-under-3-
minutes
＜NEDO海外技術情報より＞
関連情報
Journal of Hazardous Materials 掲載論文(フルテキスト）
Rapid detection of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) using paper spray-based mass
spectrometry
URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S030438942302650X?via%3Dihub
Abstract
Traditional PFAS analysis by mass spectrometry (MS) is time-consuming, as laborious sample preparation (e.g., extraction and desalting) is necessary. Herein, we report fast detection of PFAS by paper spray (PS)-based MS techniques, which employs a triangular-shaped filter paper for sample loading and ionization (≤ 3 min per sample). In this study, PS-MS was first used for direct PFAS analysis of drinking water, tap water, and wastewater. Interestingly, food package paper materials can be directly cut and examined with PS-MS for possible PFAS contamination. For samples containing salt matrices which would suppress PFAS ion signal, desalting paper spray mass spectrometry (DPS-MS), was shown to be capable of rapidly desalting, ionizing and detecting PFAS species such as per-fluorooctanoic acid (PFOA) and per-fluorosulphonic acid (PFOS). The retention of PFAS on paper substrate while salts being washed away by water is likely due to hydrophilic interaction between the PFAS polar head (e.g., carboxylic acid, sulfonic acid) with the polar filter paper cellulose surface. The DPS-MS method is highly sensitive (limits of detection:1.2–4.5 ppt) and can be applicable for directly analyzing soil extract and soil samples. These results suggest the high potential of PS-MS and the related DPS-MS technique in real-world environmental analysis of PFAS.
