環境放出物質の安全管理のための新規毒性アッセイシステムの開発

21世紀初頭から2050年における人間と環境問題のかかわり合いを考えるとき環境中に放出される化学物質の安全管理という問題は避けては通れない。筆者は酵母抽出液で観察されるニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)の濃度振動の波形が化学物質の添加により特徴的な変化を示し、これをもとに毒性の測定を行うというきわめて独創的な方法を開発している。本研究ではまず本法を実試料の毒性評価へ適用するための準備として、環境水中に含まれる(亜)硝酸塩、(亜)硫酸塩など各種塩類の振動波形への影響を調べた。次に化学物質による波形変化のデータベース化の準備として波形変化をより的確にかつ簡単なパラメータで記述できるように評価方法の再検討を行なった。具体的には非線形振動の解析に有力な手法である位相平面法を採用した。その結果、水銀をはじめとし各種重金属イオンでは添加濃度の上昇に伴い位相平面上で得られる軌跡に明確な相違が見られた。一方、亜硫酸ナトリウム等では位相平面上で現れるパターンの形状は添加濃度が増してもほぼ一定であった。また化学物質が与える多様な波形変化を評価するには位相平面上のパターンのみならず、従来の周期、振幅等の指標も併せて考慮することが必要と考えられた。本研究ではこれらの指標についても自動的に算出できるようになり容易に利用できるようになった。例えば塩化水銀と硫酸ナトリウムの混合系においては周期や振幅の経時的変化を見ることで、水銀の影響のみを見ることが可能であった。最後に、本法を、発光活性、光合成活性、呼吸活性、運動活性を指標とする従来の毒性迅速アッセイ法と比較検討し、本法の位置づけを明確にすると共に今後の研究の方向性について考察した。

21世紀初頭から2050年における人間と環境問題のかかわり合いを考えるとき環境中に放出される化学物質の安全管理という問題は避けては通れない。筆者は酵母抽出液で観察されるニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)の濃度振動の波形が化学物質の添加により特徴的な変化を示し、これをもとに毒性の測定を行うというきわめて独創的な方法を開発している。本研究ではまず本法を実試料の毒性評価へ適用するための準備として、環境水中に含まれる(亜)硝酸塩、(亜)硫酸塩など各種塩類の振動波形への影響を調べた。次に化学物質による波形変化のデータベース化の準備として波形変化をより的確にかつ簡単なパラメータで記述できるように評価方法の再検討を行なった。具体的には非線形振動の解析に有力な手法である位相平面法を採用した。その結果、水銀をはじめとし各種重金属イオンでは添加濃度の上昇に伴い位相平面上で得られる軌跡に明確な相違が見られた。一方、亜硫酸ナトリウム等では位相平面上で現れるパターンの形状は添加濃度が増してもほぼ一定であった。また化学物質が与える多様な波形変化を評価するには位相平面上のパターンのみならず、従来の周期、振幅等の指標も併せて考慮することが必要と考えられた。本研究ではこれらの指標についても自動的に算出できるようになり容易に利用できるようになった。例えば塩化水銀と硫酸ナトリウムの混合系においては周期や振幅の経時的変化を見ることで、水銀の影響のみを見ることが可能であった。最後に、本法を、発光活性、光合成活性、呼吸活性、運動活性を指標とする従来の毒性迅速アッセイ法と比較検討し、本法の位置づけを明確にすると共に今後の研究の方向性について考察した。