テキスト原稿様式（パネル）ＢＲＩ－Ｒ０４講演会テキスト

ガス有害性試験におけるマウスの行動停止時間と血中CO-Hb 飽和度及び HCN 濃度の相関性について
防火研究グループ 主任研究員

趙 玄素

往の試験 1)の結果から各種試験体に対してマウスが行動停止

Ⅰ はじめに現在、防火材料に関する国土交通大臣認定の性能評価におした時間を参照し、試験時間を 10 分とした。また、通常 8

いては、発熱性試験などの他にガス有害性試験が定められて匹のマウスが一度の実験で使用されるのに対し、血液サンプいる。ガス有害性試験では、22cm 角の材料片を加熱して発生ルの採取に時間がかかるため、マウスの死後硬直が始まる時した燃焼ガスにマウスを曝露し、その行動停止時間を基準値間を考慮し、4 匹のマウスを用いた。試験終了後に被験箱の6.8 分と比較することによってガスの有害性を評価している。

扉を開けてマウスを取り出し、すぐに血液サンプルを採取しガス有害性試験は動物試験であるため、動物の個体差によた。
採血時のマウスは全て呼吸停止状態であった。
試験体は、る影響が大きいことや、燃焼生成ガスの定量化ができないな

アクリルクロス、MDF （中密度繊維板）、ウレタンフォーム、ど、様々な問題点が挙げられ、動物愛護の観点からも好まし赤ラワンの４種類とした。

いものではない。従って、動物試験に代わる評価手法の提案が求められている。

血液サンプルは抗凝固剤を加えてから冷蔵保存したのち、−80℃の環境下で冷凍保存し、血中濃度を測定する当日に解1)、燃焼生成ガスの成分分析手法を用いて凍を行なった。マウスから採取した血液について、血中代替手法案を提案するため、火災時に各種建材から生成する

CO-Hb 飽和度と HCN 濃度を測定した。血中 CO-Hb 飽和度に燃焼ガスの種類や濃度とマウスの行動停止時間の関係についは吸光度測定法 3)を用い、血中 HCN 濃度はピリジンーピラゾて調べてきた。
しかしながら、燃焼ガスの生成種類は複雑で、ロン法によるシアン化物イオンの比色定量法 4)を用いて測定

個体差のあるマウスに対して様々なメカニズムで作用するたを行なった。

既往の研究ではめ、ガス有害性試験における燃焼生成ガスとマウスの挙動の燃焼生成ガス成分は、被験箱中央(マウスを存する高さと同関係性を解明するには至っていない状況にある。また、火災等の高さ)より 4 L/min でサンプリングし、FT-IR（Gasmet 社,時の燃焼生成ガスの影響を評価した国際規格であるDX-4000）を用いて測定を行った。

ISO13344 および ISO13571 において、それぞれガスの毒性をⅢ 実験結果評価したモデルが定められているが、いずれのモデルもクラ

FT-IR に よ る 測 定 結 果 か ら CO 及 び HCN の Ct 値

イテリアが異なるため、短期の曝露を受けるマウスの行動停（Concentration-time）を計算した。Ct 値とは、ガスの濃度と止時間を評価することが難しい。

曝露時間の積から算出されるものである。本来マウスが曝露

本研究では、マウスの行動停止に大きく影響を及ぼす一酸された濃度を評価するためには、呼吸停止時間までに曝露さ化炭素（CO）とシアン化水素（HCN）に着目し、ガス有害れた濃度を用いることが望ましいが、その計測ができなかっ性試験におけるマウスが行動停止に至るメカニズムについてたため、本研究では、各マウスが行動停止した時間までに曝検討することとした。実験においては、マウスが曝露される露されたガス濃度から算出した。図 1 に各マウスの CO の Ct

燃焼生成ガスの成分分析結果を踏まえた、行動停止したマウ値と CO-Hb 飽和度の比較を示す。また、Ct 値とマウスの平スの血中濃度と行動停止時間との関係、行動停止時間と燃焼均行動停止時間及び血中 CO-Hb 飽和度の平均値、HCN 濃度生成ガス濃度の関係性について調べることとした。の平均値の関係をそれぞれ図 2、3 に示す。なお、アクリルク

Ⅱ 実験の概要

ロス以外の試験体における FT-IR による測定で結果は、未知指定性能評価機関の定める業務方法書 2)に従いガス有害性試験の試験装置を用いて加熱試験を行った。本研究では、既成分の生成による濃度の影響を精査する前の値であり、Ct 値の正確さへの影響が考えられる。

100値となったにもかかわらず、より短い時間で行動停止したことから、ガス濃度及び CO-Hb 値のみでは決まらないことが明80

CO-Hb (%)

らかであり、HCN やその他のガスも影響しているといえる。
60

図３は、HCN 濃度（Ct 値）が増えると血中 HCN 濃度も増

y = 20.298ln(x) - 138.91
R² = 0.91240加する傾向を示すが、本実験では CO のような関係性は見られなかった。その理由は不明であるが、ウサギを用いた既往の研究 5)からは、HCN は CO と比較して、生体内では容易に20拡散する傾向があることが理由として示唆されている。

0010000

20000

30000
40000
Ct (μl/l・min)

50000

60000

値及び血中濃度と平均行動停止時間の間に明確な関係性は見図１ CO の Ct 値と CO-Hb 飽和度の比較
15Xs (min)CO-Hb(%)

アクリルクロス

9
ウレタン

6

血中 HCN 濃度 0.61~0.97μg/ml で行動不能に至り、であり 6)、

赤ラワン

MDF

60
40フォーム3200050000

01000020000
30000
Ct (μl/l・min)

40000

Ⅳ まとめ、今後の課題とガス成分分析及び血中濃度と比較し、CO と HCN 影響についてそれぞれ調べた。

1.5
アクリル
クロス

ウレタンフォーム

1.2
0.9

赤ラワン

MDF

60.6

30.3

300

900
600
Ct (μl/l・min)

CO 及び HCN の２つのガス種を用いて人間の避難時間を評

HCN(μg/ml)

1200

血中HCN濃度 (μg/ml)

平均行動停止時間 Xs (min)Xs (min)

0が CO の影響でマウスが行動停止に至り、ウレタンフォーム

本研究ではガス有害性試験を行い、マウスの行動停止時間150

クロスが HCN の影響でマウスが行動停止に至り、赤ラワン性が高い。

CO-Hb 飽和度の比較

91.5~4.67μg/ml で死に至るため 7)、本研究において、アクリルと MDF が CO と HCN の両方の影響で行動停止に至った可能

図２ CO の Ct 値とマウスの平均行動停止時間と12

HCN は CO よりも影響が早く出ることが知られており、マウスやラットにおいては、CO-Hb の最小致死濃度は 50~70%

80
CO-Hb (%)

平均行動停止時間 Xs (min)られなかった。
100

12

行動停止時間との関係については、CO 同様、HCN の Ct

01500

図３ HCN の Ct 値とマウスの平均行動停止時間とHCN 濃度の比較
図１、２からは、CO のガス濃度（Ct 値）が高くなるほど、CO-Hb 飽和度が高くなる傾向を示し、CO の Ct 値と CO-Hb飽和度の関係は、図１中の回帰式で近似できる。
平均行動停止時間については、図 2 においてアクリルクロスの Ct 値および CO-Hb 飽和度が MDF や赤ラワンより低い価した毒性モデルは ISO13571 で提案されているが、マウスの行動停止時間を評価した毒性モデルはまだないため、今後の課題として、FT-IR のデータを精査し、試験体のサンプル数を増やし、CO 及び HCN がマウスの行動停止時間に与える影響についてさらに検討を行う予定である。

謝辞
実験実施及び梗概執筆に際し、北岸宏亮教授、毛斉悦先生（同志社大）、福田泰孝氏（BL）、吉岡英樹教授（東大）、成瀬友宏 G 長（建研）より貴重なご支援をいただきました。記して謝意を表します。

参考文献
1) X. Zhao, H. Y oshioka, Experimental study on relationship between behavioral incapacitation
time of mice and concentration of gases generated during toxicity test, AOSFST 2021
2) 一般財団法人建材試験センター： 「防耐火性能試験・評価業務方法書」
3) F. L. Rodkey, T. A. Hill, L. L. Pitts, R. F. R obertson, “Spectrophotometric Measurement ofCarboxyhemoglobin and Methemoglobin in Blood”, CLIN. CHEM. 25/8, 1388-1393(1979).
4) Y. Okada, H. Miyaguchi , “Development of a handy microdiffusion device using two
plastic test tubes for accurately quantifying cyanide in blood”, Forensic Toxicology (2020)
38:542–546.
5) 蔭原聞天：「火災ガスの毒性に関する研究−CO と HCN の単独および混合暴露の影響について－」, 杏林医学誌, 27 巻 3 号, 241-256, 1996
6) Acute Exposure Guideline Levels for Selected Airborne Chemicals: Volume 87) Acute Exposure Guideline Levels for Selected Airborne Chemicals Volume 2