次世代PFAS評価技術
⾦沢⼤学 理⼯研究域
地球社会基盤学系

原 宏江

アウトライン
1. 技術開発の必要性
2. 技術開発の概要
3. 技術提案のポイント

1.技術開発の必要性

産業排⽔中のPFAS濃度• 韓国の⼯業地域で77施設(8業種)を対象に排⽔中PFASを測定• 電⼦機器系（モバイル機器，ソーラーパネル，メモリ，シリコンウエハー）の排出濃度が最も多く，化学系・電池系は⽐較的低かった
８業種︓
General electronics: ディスプレイ，リモコン，医療機器
Advanced electronics: モバイル機器，ソーラーパネル，メモリ，シリコンウエハー
Textile: ポリエステル，ウール，⽣地
Glass and ceramic: トイレ，ディスプレイ⽤ガラス
Metal: ケーブル，バルブ，スプリング，モールド，製錬Battery: 鉛電池，リチウム電池
Chemical:コーティング剤，プリント基盤エッチング液
Polymer: 液晶ディスプレイフィルム，⾞インテリア⽤プラ，PE, PP PS

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数⼗〜1,000
ng/L(Kim et al., 2021)

1.技術開発の必要性

産業排⽔中のPFAS濃度• 排⽔中PFASの濃度レベルは101~106ng/L と幅広い
• PFHxSはいずれの業種の排⽔（＋河川⽔）でも⾼頻度で検出された

PFBA

PFBS

PFHxA

PFHxS

PFPeA

PFHpS

PFOA

PFOS

(Kim et al., 2021)(Kim et al., 2021)

1.技術開発の必要性

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今必要とされるPFAS計測技術
エレクトロニクス，
フッ素系樹脂, ⾦属など⽣産プロセス

z・・・

製品

様々な濃度レベルでPFASを含む廃液処理残渣回収⽔
従来の廃⽔処理＋PFAS対応が必要• すべての廃⽔に対して⼀律にPFAS対応を⾏うのは⾮経済的• 最終的な分解処理に回る廃⽔・処理残渣を最⼩化したい1.技術開発の必要性

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今必要とされるPFAS計測技術
エレクトロニクス，フッ素系樹脂, ⾦属など⽣産プロセス

・・・

z

製品

様々な濃度レベルでPFASを含む廃液回収⽔
より⾼いより低い

従来の廃⽔処理500 ng/L

PFAS対応廃⽔処理現場で簡便・迅速に確認できるPFAS計測技術が必要

1.技術開発の必要性

PFASの分類• PFASは4700種類以上の化学物質の⼀群(OECD, 2018)
FCCCCCCCCSO• PFAAだけでなく，PFAA前駆体についても⽬標値等を設定している地域がある• PFAAは毒性情報が多く報告されているが，作⽤機構については⼗分にわ
かっていない(Fenton et al., 2020)(Wang et al., 2021)

1.技術開発の必要性

8

どのPFASを⾒ればよいか︖
20種 (C4-13のPFAA)PFBA PFBS

４~5種
PFNA

PFOA PFHxS
PFOS

視点1:
“Sum of PFAS”

PFPA PFPSPFHxA PFHpS(GenX)PFHpA PFNSPFDA など⇨液体クロマトグラフ
質量分析計（LC/MS/MS）

そのほかのさまざまなPFAS

視点2: “Total PFAS”⇨全有機フッ素分析

1.技術開発の必要性

9“Sum of PFAS”分析のリアル◼LCMSMSによるバッチ分析の例（8~24検体）
1,000倍濃縮①試料⽔~500mL②サロゲート添加③固相抽出
Oasis WAX

④溶出

濃縮・クリーンアップ（3~6h）⑤濃縮~500μl⑥LCMSMS分析

計測(⼀晩)• 100ng/Lオーダーまで確実に定量できる (Dhiman and Ansari, 2024; Rodriguez et al., 2020))• ⼀般的なLCMSMSを⽤いたでは，定量結果を確認できるのは翌⽇以降• 測定PFASごとの同位体標識標準物質（サロゲート），PFAS⽤の固相抽出カラム(⽶国Waters社)，⾼価なLCMSMS装置を要す

2.技術開発の概要

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これまでに開発されたイムノセンサー
バイオレセプター

ターゲットPFAS

出典

ヒト⾎清由来アルブミン(hSA)

PFOA(PFOSの不⼲渉を確認）

Moro et al., 2020

ペルオキシソーム増殖剤活性化受容体(PPARα)PFOSZhang et al., 2011

ペルオキシソーム増殖剤活性化受容体(PPARα)+⾦ナノ粒⼦PFOS（5 ng/Lまで検出）

Xia et al., 2011

PFOA・PFOS以外のPFAS,あるいは”Sum of PFAS”に対応するバイオレセプ
ターは今のところ報告されていない（開発されたバイオレセプターの特異性の検証も⼗分とはいえない）• 再掲/ PFAAは毒性情報が多く報告されているが，作⽤機構については⼗分にわかっていない•

⽣体応答を網羅的に解析し，PFAS種に特異的な応答を明らかにするとともに，バイオレセプターとなりうる新たな⽣体分⼦を発⾒する

2.技術開発の概要

網羅的な⽣体応答解析による新たなバイオレセプターの探索

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Ø トランスクリプトミクス

トランスクリプトーム（遺伝子発現）

プロテオーム（タンパク質発現）

統合
ゲノム
オミクス解析

メタボローム
（代謝物）

実際の影響

細胞

（網羅的な遺伝⼦発現解析）
細胞や組織からmRNAを抽出し，DNAマイクロアレイや次世代シーケンサーを⽤いて発現遺伝⼦とその発現量の情報を得る．

Ø プロテオミクス（網羅的なタンパク発現解析）
細胞や組織からタンパク質を抽出し，消化酵素により断⽚化処理したペプチド断⽚をLCMSMSを⽤いて計測し，発現タンパク質とその発現量の情報を得る．

(Steur et al., 2019を踏まえ作成)• 医薬品，重⾦属，環境試料などの毒性影響評価に適⽤した事例が多数ある．
• 早期の⽣体応答を利⽤するため，化学分析では検知困難な軽微な⽔質の違いも検出可能．例:膜ろ過処理⽔ (Hara–Yamamura et al., 2013)• PFASへの適⽤事例はこれまでに4件．(Peng et al., 2013; Hu et al., 2022; Hang et al., 2022;
Lie et al., 2023)• PFASに特異的な⽣体応答の可能性．(Nguyen et al., 2024)
特定のステロイドの増加や減少，免疫応答の活性化，ステロイド合成の促進など

2.技術開発の概要

網羅的な⽣体応答解析による新たなバイオレセプターの探索

対象PFASに特異的な⽣体応答を特定できないか︖

対象︓PFOA, PFOS
(PFHxS, PFNA, GenX)

12• 細胞からの抽出物を次世代ｼｰｹﾝｼﾝ
ｸ, LCMSMSに供す（以下は医薬品での試み）• 全遺伝⼦の塩基配列を⼀度に解読し，発現量を測定
暴露• 有意変動成分の抽出と機能分析
ヒト培養細胞• MSCOT分析，主成分分析，クラスター分析• 既知毒性物質データとの⽐較

Fold Change (log2)

EGR1

NAG

SQSTM1

AQP3

840-4-800.005

550500 1000 4000

Ketoprofen Conc. (μM)

(Fukushima et al., 2014; Hara–
Yamamura et al., 2022)

3. 技術提案のポイント
新たな”Sum of PFAS”分析技術のニーズ• 分解技術の制約・経済性の観点から，PFAS廃液の選別が重要• 現⾏の”Sum of PFAS”分析よりも低感度（100ng/Lレベル）でよいので，現地で迅速簡便に実施できる計測技術が必要

提案技術の要点• バイオセンサーは確⽴されたプラットフォーム（迅速・簡便・感度も⾒込める）• 網羅的な⽣体応答解析により新たなPFAS特異的バイオレセプターを開発

開発技術の波及効果• “Sum of PFAS”型規制の対象種は今後も拡⼤していく可能性があり，本技術開発で得られる知⾒・ノウハウを活⽤できる• センサーとしての製品化（特に，バイオレセプターの固定）においては，関連企業との協働• 毒性影響に基づく検出により“Total PFAS”監視も可能になるのでは︖

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