매일 사용하는 동안 폴리 프로필렌 아기 먹이 병에서 방출 마이크로 플라스틱의 샘플링, 식별 및 특성화

대부분의 플라스틱 유형은 생분해성이 없지만 산화 및 기계적 마찰^1,2와같은 화학적 및 물리적 공정으로 인해 작은 조각으로 분해될 수 있습니다. 5mm 미만의 플라스틱 조각은 미세 플라스틱(MP)으로 분류됩니다. 의원은 유비쿼터스이며 세계의 거의 모든 구석에서 발견됩니다. 그(것)들은 인간과 야생 동물에 잠재적인 리스크 때문에^세계적인관심사가 되었습니다^3,4. 현재까지, 의원의 상당한 축적은 물고기, 조류, 곤충^5,6뿐만 아니라 포유동물 (마우스, 창자, 신장 및 간^7,8)에서발견되었습니다. 연구 결과는 의원의 노출 그리고 축적이 마우스의 지질 대사를 손상시킬 수 있다는 것을^{것을을발견했습니다 7,8.} 물고기에 초점을 맞춘 위험 평가는 하위 미크론 의원이 혈액 대 뇌 장벽을 관통하고 뇌 손상을 일으킬 수 있음을^{발견 9.} 현재까지 모든 MP 위험 결과는 동물 연구에서 얻은 반면 인간의 건강에 대한 구체적인 위험은 아직 알려지지 않았습니다.

지난 2 년 동안, 인간의 건강에 대한 MP 위협에 대한 우려는 의원에 대한 인간의 노출 수준의 확인과 함께 실질적으로 증가했습니다. 국회의원의 축적은 인간 결장^{10,임산부(11)와 성인 대변(12)의} 태반에서 발견되었다. MP 방출 수준의 정확한 결정은 노출 소스를 식별하고, 건강 위험을 평가하고, 잠재적인 제어 조치의 효율성을 평가하는 데 매우 중요합니다. 지난 몇 년 동안, 일부 사례 연구는 매일 사용하는 플라스틱 (즉, 플라스틱 주전자¹³ 및 일회용 컵^14)이매우 높은 양의 의원을 방출 할 수 있다고보고했습니다. 예를 들어, 일회용 종이 컵(폴리에틸렌-PE 또는 공중합체 필름으로 적층된 내부) 약 250개의 미크론 크기의 MP와 1억 2,000만 개의 서브 미크론 크기의 입자를 85-90°C의 뜨거운^물에노출된 후 액체의 각 밀리리터에 방출하였다. 폴리 프로필렌 (PP) 식품 용기의 연구는 플라스틱 입자의 최대 7.6 mg이 단일 사용 동안 용기에서 방출되는 것으로 보고^15. 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 나일론으로 만든 티백에서 더 높은 수준이 기록되었으며, 약^116억명의 의원과 31억 나노 크기의 의원을 음료 16잔(10mL)으로 방출했다. 이러한 일일 사용 플라스틱 제품이 식음료 준비를 위해 설계되었기 때문에 대량의 의원을 방출할 가능성이 높으며 소비는 인간의 건강에 잠재적인 위협이 될 수 있습니다.

가정용 플라스틱 제품(예: 플라스틱 주전자^13개 및 일회용 컵^14)의MP 방출에 대한 연구는 초기 단계에 있지만, 이 주제는 연구자와 일반 대중의 관심을 끌 것으로 예상됩니다. 이러한 연구에서 필요한 방법은 잘 확립 된 프로토콜이 이미^17이존재하는 실온 해양 또는 담수 연구에 사용되는 것과 크게 다릅니다. 대조적으로, 가정용 플라스틱 제품의 일일 사용과 관련된 연구는 훨씬 더 높은 온도 (최대 100 °C)를 포함하며 많은 경우 실온으로 다시 사이클링을 반복합니다. 이전 연구는 뜨거운 물과 접촉 플라스틱 은 의원^16,18의수백만을 해제 할 수 있음을 지적했다. 또한, 플라스틱 제품의 일일 사용은 시간이 지남에 따라 플라스틱 자체의 특성을 변경할 수 있습니다. 따라서 가장 일반적인 일일 사용 시나리오를 정확하게 모방하는 샘플링 프로토콜을 개발하는 것이 중요합니다. 미세 크기의 입자의 검출은 또 다른 주요 과제입니다. 이전 연구는 플라스틱 제품에서 방출하는 의원이 20μm^{16,19,20보다}작다는 것을 지적했습니다. 이러한 유형의 의원을 감지하려면 작은 기공 크기의 부드러운 멤브레인 필터를 사용해야 합니다. 또한, 필터에 의해 캡처 가능한 오염 물질에서 의원을 구별 할 필요가있다. 고감도 라만 분광법은 화학 조성 분석에 사용되며, 이는 작은^{입자(20)를}쉽게 파괴하는 것으로 알려진 높은 레이저 전력의 필요성을 피할 수 있는 장점이 있다. 따라서 이 프로토콜은 오염없는 처리 절차를 최적의 멤브레인 필터를 사용하고 빠르고 정확한 MP 식별을 허용하는 특성화 방법을 결합해야 합니다.

이 연구는 일상 생활에서 가장 일반적으로 사용되는 플라스틱 제품 중 하나인 PP 기반 의 젖병(BFB)에 초점을 맞추고 있다고 보고했습니다. 수식 준비¹⁸동안 플라스틱 BFB에서 많은 수의 의원이 방출되는 것으로 나타났습니다. 매일 플라스틱에서 MP 방출에 대한 추가 연구를 위해 BFB에 대한 샘플 준비 및 검출 방법은 여기에 자세히 설명되어 있습니다. 시료 준비 중 WHO^21에서 권장하는 표준 수식 준비 과정(세척, 살균 및 혼합)을 신중하게 따랐다. WHO 지침에 관한 프로토콜을 설계함으로써 BFBs의 MP 릴리스가 부모가 사용하는 유아용 분유 준비 프로세스를 모방하도록 했습니다. 필터 프로세스는 BfB에서 방출된 의원을 정확하게 수집하도록 설계되었습니다. 의원의 화학적 식별을 위해 라만 분광법의 작업 조건은 의원들의 깨끗하고 쉽게 식별되는 스펙트럼을 얻기 위해 최적화되었으며, 동시에 표적 입자를 연소할 가능성을 피했습니다. 마지막으로, 원자력 현미경검사(AFM)를 이용한 MP의 정확한 3차원 지형 매핑을 허용하는 최적의 시험 절차와 적용된 힘이 개발되었다. 여기에 상세히 설명된프로토콜(그림 1)은MP 샘플 준비 및 검출을 위한 안정적이고 비용 효율적인 방법을 제공하며, 이는 향후 플라스틱 제품에 대한 연구에 실질적으로 도움이 될 수 있다.