PFAS分析とは
PFAS（ペルフルオロアルキルおよびポリフルオロアルキル化合物）分析とは、環境中や製品中に存在するPFAS化合物を検出し、その濃度や種類を特定するプロセスを指します。PFASは非常に安定で難分解性の化学物質であり、土壌、水、食品、人間の血液などさまざまな場所に存在する可能性があります。そのため、正確な分析が重要です。
PFAS分析のやり方
PFAS分析の主なステップと方法は次の通りです。
サンプリング
分析対象となるサンプル（例えば、水、土壌、食品、血液など）を採取します。サンプリングの段階では、汚染を避けるためにクリーンな手法が求められます。
前処理
サンプルの前処理を行い、PFAS化合物を濃縮したり、他の干渉物質を除去します。これは、固相抽出（SPE）などの手法を使用することが一般的です。
分析
高度な分析機器を使用してPFASを検出および定量します。主要な分析手法には以下が含まれます。
液体クロマトグラフィー-質量分析（LC-MS/MS）
最も広く使用される手法で、高感度かつ高精度な分析が可能です。LCはPFAS化合物を分離し、MS/MSはそれらを検出および定量します。
ガスクロマトグラフィー-質量分析（GC-MS）
一部のPFAS化合物に対して使用される手法ですが、PFASの多くは熱に不安定であるため、LC-MS/MSほど一般的ではありません。
データ解析
分析機器から得られたデータを解析し、PFAS化合物の種類とその濃度を特定します。定量的な結果を得るためには、適切な標準試料と較正曲線を使用します。
報告
分析結果を報告し、必要に応じて環境基準や規制値との比較を行います。
PFAS分析は、環境科学や公共衛生、規制の分野で重要な役割を果たします。PFASの健康影響や環境汚染のリスクを評価し、適切な管理策を講じるためには、正確な分析が欠かせません。
PFAS分析の目的
PFAS分析の目的は多岐にわたり、主に以下のような点が挙げられます。
環境監視と保護
土壌、水質、大気などの環境中のPFAS濃度をモニタリングし、環境汚染の状況を把握すること。これにより、汚染源を特定し、適切な対策を講じることが可能となります。
公共健康の保護
人体への影響を評価するため、飲料水、食品、血液などのPFAS濃度を測定し、潜在的な健康リスクを評価します。PFASは長期間体内に蓄積する可能性があり、癌や免疫系の影響、発達障害などとの関連が指摘されています。
規制遵守と評価
法的規制やガイドラインに基づいて、企業や施設が排出するPFASの濃度を監視し、規制値を超えていないか確認します。これにより、法令遵守を確保し、違反があった場合の是正措置を促すことができます。
リスクアセスメント
PFASの環境および健康リスクを評価し、リスク管理策を策定するための基礎データを提供します。これにより、汚染対策や公衆衛生の向上に寄与します。
研究と開発
PFASの特性や挙動を理解するための基礎研究や、新しい分析手法や浄化技術の開発を支援します。これにより、PFAS汚染に対するより効果的な対策を見出すことができます。
事故対応
PFASを含む火災消火剤や工業製品の漏出事故などが発生した際に、迅速に汚染状況を評価し、適切な対応を行うためのデータを提供します。
製品安全管理
消費者製品（食品包装、調理器具、繊維製品など）の中のPFAS含有量を測定し、安全基準を満たしているかを確認します。これにより、消費者の安全を確保し、製品の信頼性を向上させます。
これらの目的を達成するために、PFAS分析は精度と信頼性の高い方法で行われ、得られたデータは環境保護、公衆衛生、安全管理、規制の強化に活用されます。
PFAS分析が活用されている分野
PFAS分析は、多くの分野で広く行われており、それぞれの分野で異なる目的や方法が用いられます。以下は、主要な分野とその目的です。
環境科学
水質モニタリング
河川、湖沼、地下水、飲料水のPFAS濃度を測定し、水源の安全性を評価します。
土壌分析
農地や産業廃棄物処理場の土壌中のPFASを測定し、土壌汚染の状況を把握します。
大気分析
大気中のPFASを測定し、大気汚染の一環としてその挙動を研究します。
公共健康
生体試料分析
血液、尿、母乳などの生体試料中のPFAS濃度を測定し、人体への曝露状況と健康リスクを評価します。
疫学研究
PFAS曝露と健康影響（癌、免疫系障害、発達障害など）との関連を調査します。
産業と製造
製品安全性
食品包装、調理器具、繊維製品、化粧品など消費者製品のPFAS含有量を測定し、安全基準を遵守しているかを確認します。
排水および排気管理
工場や製造施設からの排水および排気中のPFAS濃度を監視し、環境への影響を最小限に抑えます。
農業
灌漑水および農産物
灌漑水や農産物中のPFASを測定し、食物連鎖を通じた人間への影響を評価します。
機関
規制遵守監視企業や施設がPFAS排出に関する法的規制を遵守しているかを確認し、違反があれば是正措置を講じます。
基準策定
新たな規制基準やガイドラインを策定するための科学的データを収集します。
事故対応と災害管理
漏出事故対応
PFASを含む消火剤や工業製品の漏出事故時に、汚染範囲と濃度を迅速に評価し、適切な対策を講じます。
学術研究
基礎研究
PFASの化学的特性や環境中での挙動、分解過程などを研究します。
新技術開発
PFASの効果的な除去技術や新しい分析手法の開発を行います。
これらの分野で行われるPFAS分析は、環境保護、公衆衛生の向上、製品安全性の確保、規制遵守の確認、そして事故対応といった多様な目的を持っており、それぞれの分野での成果が総合的に社会の安全と健康を支えることに寄与しています。
PFAS分析のアプリケーション例
PFAS分析のアプリケーション例には、以下のような具体的なケースがあります。
飲料水の安全性評価
地域の水道水のPFAS濃度を測定し、飲用に安全かどうかを評価します。例えば、ある都市の水道局が定期的に水質検査を行い、PFASが検出された場合、浄水処理の改善や汚染源の特定と除去を行います。
食品の安全性検査
食品包装材や調理器具のPFAS含有量を測定し、食品への移行リスクを評価します。例えば、食品包装紙に含まれるPFASが食品に移行することを防ぐために、製品の安全基準を設定し、それを遵守しているか確認します。
環境汚染事故の対応
消火活動で使用されたPFAS含有消火剤が周辺環境に及ぼす影響を評価します。例えば、空港での消火訓練や実際の火災後、使用された消火剤が土壌や地下水に浸透していないかを確認し、必要に応じて土壌の掘削や水の浄化を行います。
工業排水の監視
工場や製造施設からの排水中のPFAS濃度を測定し、排出基準を遵守しているか確認します。例えば、化学工場が排出する廃水を定期的にモニタリングし、規制値を超えた場合には処理プロセスの見直しや改善を行います。
人体の曝露評価
人体の血液や尿を分析し、PFASへの曝露レベルを評価します。例えば、ある地域で健康問題が報告された場合、住民の血液サンプルを採取し、PFAS濃度を測定して曝露源を特定し、対応策を講じます。
農産物の安全性検査
農地の土壌や灌漑水のPFAS濃度を測定し、農産物への影響を評価します。例えば、農地近くの工業施設からの排水が原因でPFASが検出された場合、その農産物が安全に消費できるかどうかを確認します。
製品の品質管理
消費者製品（例えば、耐熱フライパンや撥水加工された衣類）のPFAS含有量を測定し、製品安全基準を満たしているか確認します。例えば、新しい撥水コート技術を開発する際に、最終製品中のPFAS濃度を測定し、安全基準を満たすように調整します。
学術研究
PFASの環境中での移動や分解プロセスを研究し、新しい浄化技術の開発に役立てます。例えば、PFAS汚染水を浄化するための新しいフィルター技術を研究し、その効果を実際の環境サンプルでテストします。
これらのアプリケーションは、PFASの検出と管理を通じて、環境保護、公衆衛生、安全な製品提供に貢献しています。
Organomation - 窒素エバポレーター
オレンジサイエンスでは世界的に有名なOrganomation社の窒素エバポレーターを取り扱っています。Organomation社は、窒素ブローダウン技術を中心とした窒素エバポレーター・窒素ブローダウン蒸発装置を専門としている機器開発メーカーです。1959年に設立され、60年以上にわたり、世界中の研究・試験機関向けに窒素エバポレーター・窒素蒸発装置を提供してきました。Organomation社の高品質な窒素エバポレーター装置は、世界中で信頼性が高く、メンテナンスの手間がかからない実験装置であると高く評価されています。また、耐用年数が長いため、今日の多忙な研究室にとって、非常に費用対効果の高いソリューションとなっています。
窒素エバポレーターとは、分析用サンプルの前処理によく使用される実験装置です。環境試験、農業、食品・飲料、医薬、品質保証、科学捜査、オイル・グリースなど、様々な業界で使用されており、質量分析を行う前にサンプルを乾燥・濃縮するために使用されます。試料は窒素エバポレーターに充填され、窒素ブローダウンが、時には熱と併用されながら、試料の水分を除去するために使用されます。
Organomationの卓上型窒素エバポレーターは、窒素ガスの穏やかな流れをサンプルに直接供給します。一定のガス流は、蒸気が飽和した空気層を押し流し、蒸気が液体に戻るのを防ぎます。これにより、過剰な溶媒蒸気の量が減少し、圧力が下がり、サンプルがより速く蒸発することが可能になります。これは、少量、揮発性、半揮発性のサンプルには特に重要です。
窒素ブローダウンは消耗品を必要としない方法であり、サンプルに非常に優しく、代替オプションと比較して非常に手頃な価格です。
Organomationは、N-EVAPライン、MULTIVAPライン、MICROVAPラインの3つの主要製品ラインを通じて、少量サンプル用の窒素ブローダウン蒸発器の多くのバリエーションを提供しています。
N-EVAP
N-EVAPは調整可能な窒素ブローダウン技術を利用しており、窒素ガスを無駄にすることなく、サンプルへの窒素フローを完全にコントロールできます。柔軟性がN-EVAPの特徴です。他の少量サンプルエバポレーターと異なり、N-EVAPは、別々のヒートブロックを必要とせず、一度に数種類のバイアルやチューブを保持することができます。非加熱モデルだけでなく、ウォーターバスまたはドライビーズ付きの加熱モデルもあります。
MULTIVAP
MULTIVAPは、一度に多数のサンプルのバッチ濃縮に一貫性を提供します。チューブは、加熱された特注アルミブロックまたはウォーターバスに設置されます。窒素分配マニホールドはユニットとして昇降し、1回の動作で全サンプルへの蒸発を開始または停止します。
MICROVAP
MICROVAPは、96ウェルマイクロプレートや小ロット用に設計されたコンパクトな装置で、ライフサイエンスや製薬業界のお客様によく使用されています。サンプルは、サンプルチューブに合うように特注加工された加熱アルミニウムブロックに収まります。常温での蒸発用に、加熱なしのモデルもあります。
窒素ブローダウン蒸発器は、少量のサンプルや大量のサンプルの蒸発、複数のサンプル前処理方法の同時実行を可能にすることで、ラボに利益をもたらします。
動画
Organomationの窒素エバポレーターの違い
Organomation社は、窒素ブローダウン技術を中心としたラボ用窒素エバポレーターのメーカーです。N-EVAP、MICROVAP、MULTIVAPの3つの主要なブローダウン製品ラインがあります。各製品ラインは、容量、制御、機能が異なるため、さまざまな用途に対応できるように設計されています。ここでは、各エバポレーターの主な違いを説明し、どのエバポレーターがお客様のラボに最適かを判断できるようにします。
加熱媒体
全てのエバポレーターには加熱機能が標準装備されていますが、小さなサンプルや熱に敏感なサンプルを扱う場合は、非加熱タイプも選択できます。加熱オプションが必要な場合は、各ユニットで使用される加熱媒体を知ることが重要です。
N-EVAP
全ユニットにウォーターバスが標準装備されています。6、12、24ポジションのN-EVAPには、アルミビーズまたはガラスビーズを使用したドライバスのオプションがあります。ウォーターバスとドライバスの違いと、それぞれの利点を生かすアプリケーションについてご覧ください。
MICROVAP
すべてのユニットがアルミニウム製ヒートブロックを使用しています。15ポジションと24ポジションのMICROVAPには、チューブやバイアル用の特注ドリル付きアルミインサートも付属しています。
MULTIVAP
64ポジションと100ポジションのMULTIVAPを除き、カスタムドリルアルミヒートブロックを使用しています。
サンプルサイズと容量
各ユニットには、対応可能なサンプルサイズの範囲があります。この範囲内で複数のチューブサイズを保持できるように設計されているエバポレーターもあれば、1つのチューブサイズしか保持できないように設計されているエバポレーターもあります。エバポレーターを選択する前に、ご希望のチューブサイズと容量を把握しておくことが重要です。
N-EVAP
すべてのN-EVAPエバポレーターは、外径10～30mmのチューブに対応します。これらの装置には、一度に複数のサイズのチューブを保持できるユニークなスプリングアシストサンプルホルダーがあります。6～45のサンプルポジションのオプションがあり、小規模から中規模のバッチを扱う場合に最適です。
MICROVAP
マイクロプレートと小バッチの試験管の両方に対応します。マイクロプレート用には、96ウェルプレート1枚または3枚を収納できるシングルプレートユニットとトリプルプレートユニットがあります。試験管用には、小～中サイズの試験管用に設計された15ポジションまたは24ポジションのモデルがあります。試験管用MICROVAPは、1～2本の試験管サイズに最適です。試験管MICROVAPには、1本の試験管サイズに適合するよう特注で穴あけされたインサートが1セット標準装備されています。2本目のチューブサイズを使用する場合は、2セット目のカスタムインサートを購入できます。
MULTIVAP
MULTIVAPユニットは、1-2サイズのチューブのみを扱う場合に理想的ですが、装置モデルにより幅広いチューブサイズ（外径10-30 mm）に対応できます。ドライブロックモデルには1本のチューブサイズに適合する特注の穴あきヒートブロックが付属し、ウォーターバスモデルには1本のチューブサイズに適合する特注の穴あきラックが付属します。2本目のチューブサイズを使用する場合は、2本目のヒートブロックまたはラックを購入することができます。
ガス流量制御
窒素エバポレーターにとって、ガス制御は非常に重要な機能です。エンドユーザーによっては、各サンプル位置でのガス流量制御が便利な場合もあれば、全サンプル位置のガス流量を一度に調整したい場合もあります。
N-EVAP
各サンプルポジションには個別のバルブがあり、サンプルのサイズや量に応じてガスの流量を調整できます。また、異なるチューブの高さに対応できるよう、各ニードルの位置を調整できます。
MICROVAP・MULTIVAP
これらのブローダウンユニットはどちらも、すべてのニードルが1つのマニホールドに接続されている同じ設計です。これにより、1つのスイッチですべてのサンプル位置へのガスフローを開始および停止できます。エバポレーションセッション中にすべてのサンプルポジションを使用しない場合、MULTIVAPにはマニホールドにトグルスイッチがあり、各列へのガスフローを停止して窒素ガスを節約することができます。
デジタル制御
タイマーや温度制御システムなどのデジタル制御を搭載することで、エンドユーザーはより柔軟で高度な設定を行うことができますが、エンドユーザーの中には、必要な機能と設定だけが搭載された、よりシンプルな機器を好む方もいます。
N-EVAP
6、12、24ポジションのN-EVAPにはデジタル制御装置は付属していませんが、34および45ポジションのN-EVAPには、温度制御装置とガスおよびヒート用のタイマーが付いたサイドコントロールボックスが付属しています。
MICROVAP
すべてのMICROVAPユニットには、LEDディスプレイ付きデジタル温度コントローラーがバスケースに直接組み込まれています。
MULTIVAP
すべてのMULTIVAPユニットには、デジタル温度コントローラーとガスおよびヒート用タイマーがバスケースに直接組み込まれています。
Organomation社の窒素エバポレーターはすべて、エンドユーザーを念頭に置いてシンプルに設計されています。各製品ラインは、ブローダウン技術という基本的な要素は同じですが、わずかに異なるニーズや用途に対応するためのものです。
PFASサンプル前処理におけるOrganomationエバポレーターの活用
サンプル濃縮の役割
PFASサンプル前処理における極めて重要な段階の一つは、サンプルの濃縮です。濃縮は、しばしば微量レベルで存在するPFASの検出を強化するために不可欠です。特に、水、土壌、生物学的サンプルのような複雑なマトリクスを扱う場合、効果的な濃縮方法は極めて重要です。
Organomationエバポレーター： EPAメソッド533、537.1、および1633のソリューション
Organomationエバポレーターは、EPAメソッド533、537.1、および1633に合わせてPFASサンプルを濃縮するための効率的で信頼性の高いソリューションを提供します。これらのメソッドは、さまざまなマトリックス中のPFAS分析の規制枠組みに不可欠であり、効果的なサンプル濃縮は重要な要件です。
EPAメソッド533
-
EPAメソッド533は、飲料水中の短鎖PFASの分析に重点を置いています。このメソッドでは、低レベルのPFASを検出するために水サンプルを濃縮する必要があります。Organomationのエバポレーター、特にN-EVAP窒素エバポレーターは、水性サンプルの一貫した迅速な蒸発を提供するように設計されています。穏やかな窒素の流れと制御された加熱を利用することで、これらの蒸発器は、揮発性PFAS化合物の損失を引き起こすことなく、サンプル量を効率的に減少させます。
EPAメソッド537.1
-
EPAメソッド537.1は、メソッド533と比較して、より広範な化合物を含む飲料水中のPFASを測定することを目的としています。このメソッドでは、その感度要件を満たすための正確な濃縮技術の必要性も強調されています。Organomationのエバポレーターは、調製プロセス全体を通してPFASの完全性と濃度を維持するために重要な、均一なサンプル減少を保証します。調整可能な窒素流量と温度制御機能は、さまざまなサンプルサイズと種類を扱うのに特に有益です。
EPAメソッド1633
-
EPAメソッド1633は、廃水、地表水、バイオソリッド、魚組織など、水以外のマトリックスにおけるPFAS分析に対応しています。これらのサンプルの複雑さを考えると、効果的な濃縮がさらに重要になります。OrganomationのMULTIVAPエバポレーターは、大量のサンプルや複数のサンプルを同時に取り扱うのに理想的です。これらのエバポレーターは、メソッド1633に規定された必要な検出下限を達成するために不可欠な、制御された効率的な蒸発を提供することにより、複雑な環境サンプルの濃縮を容易にします。
Organomation - 窒素エバポレーター
N-EVAP は、異なるサイズのバイアルを一括で処理することが可能な窒素エバポレーターです。さらに、各位置にあるニードル弁で各試料への気体流を個別に制御できます。
使いやすい設計と耐久性のある構造の組み合わせで、世界中の研究者の方々にご使用頂いております。
Organomation社のN-EVAP窒素エバポレーターは、最も人気の製品ラインであり、様々な専門研究室において、サンプルから余分な溶剤を除去する効果的なツールであり続けています。
N-EVAPを使用している研究施設の多様性は、まさにこの装置の柔軟性を物語っています。
50mlビーカー9個用の乾式ブロックモデルから、最大100本までの少量試料用の恒温槽水槽モデルがあります。
類似試料のバッチを段階的かつ効率的に濃縮する必要がある研究機関に最適です。
一連のニードルまたはガラスピペットから、窒素ガスを試料の表面に直接供給し蒸発を促進します。
マイクロプレートや少量の試験管向けのモデルです。重量は約7kg、直径は約30cmなので、簡単に移動でき、作業スペースを最大限に活用できます。
MULTIVAPと同じく、全ての加熱ブロックは試験管の寸法に合うように設計されています。室温で発生する蒸発向けに熱源なしのバージョンが利用可能です。