報告書番号

V12010

タイトル（和文）

ナノ・マイクロテクノロジーを利用した生物計測技術の開発（その4）-固相抽出法の改良と標準環境試料の分析-

タイトル（英文）

Development of biosensor using nano-micro technology (Part4) -Rapid solid-phase extraction for sensitive analysis of environmental samples-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

水銀はその毒性と生物濃縮から、最も関心の高い重金属の一つである。近年、世界的な水銀規制の厳格化の流れの中で、環境中や廃棄物等に含まれる水銀を分析する機会が増加しており、機器分析による精密な定量を補助する簡易分析の実用化が望まれている。当所ではこれまで、様々な重金属を対象として抗体を利用した簡易分析法を開発してきた。水銀に関しても、固相抽出とイムノアッセイの組合せに基づく簡易水銀分析法の測定原理を構築した。本報告では、環境試料を対象とした分析への適用に向け、分析の迅速化と高感度化、標準環境試料の分析による分析性能の検証を行った。固相抽出の送液速度を最適化し、操作の迅速化と水銀の選択的抽出の両立に成功した。続いて、固相抽出における水銀の濃縮を検討し、試料溶液を50mL送液することで、未濃縮と比較して約6倍の感度向上を達成した。この検出下限値（0.12 µg/L）は、抗体を利用した水銀分析法として世界最高値であった。最後に、河川水および石炭灰溶出液に対して、改良した簡易水銀分析法を適用した。その結果、環境基準値（0.5µg-Hg/L）となるよう水銀を添加した河川水、埋立処分判定基準値（5 µg-Hg/L）となるよう水銀を添加した石炭灰溶出液について、良好な回収率を得た。以上より、本手法は河川水および石炭灰に対して、重要な基準値付近における定量性を有することが示された。今後は、火力発電所由来の廃棄物を対象とし、本手法の適用性を評価する。

概要 （英文）

As its toxicity and bioaccumulation, mercury is considered one of most important heavy metal pollutant. Monitoring widespread mercury contamination requires high-throughput and cost-effective methods to screen large numbers of environmental samples. Immunoassay is promising method for environmental analysis, which need great deal of analysis in a short time. Our group, for example, had reported antibodies specific for heavy metal species such as cadmium-EDTA, chromium-EDTA, and lead-DTPA. In previous work, we have found antibody specific for mercury-EDTA and characterized it with flow based immunoassay. Solid-phase extraction (SPE) has also developed in order to excess the coexisting metals in sample solution which interfere antibody-antigen reaction. With the combination of mercury specific antibody and SPE, simple system for mercury analysis has proposed.
In present report, we aim to apply the simple analysis for standard environmental samples. To achieve practical analysis, expending of SPE protocol was necessary. First, pressure driven flow control was tested and then, appropriate SPE condition was found at optimized flow rate. Next, mercury enrichment by increasing of sample volume applying for SPE was developed. By adding 50 mL of sample solution, 6-fold sensitive detection (LOD 0.12 µg/L) was achieved compared to no-enrichment experiment. Finally, developed simple analysis was applied for standard environmental samples (river water and coal ash). For SPE based mercury extraction, river water spiked with environmental limit level of mercury (0.5 µg/L) and elution with coal ash spiked with criterion level of mercury for land filling disposal (0.5 µg/L) were prepared and processed. Effluent after SPE were determined by using microfluidic mercury immunoassay. Accordingly, good recovery rate for river water and elution with coal ash were achieved. In future work, we will apply present analysis for waste samples derived from coal-fired power plant.

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