磁性「錆びた」ナノ粒子が水からエストロゲンを引き出す

Aug 16, 2023

ホスホン酸分子 (灰色) でコーティングされた酸化鉄ナノ粒子 (図示の 1 つ、オレンジ色) は、水サンプルからエストロゲン ホルモン (緑色) を捕捉できます。

Dustin Vivod および Dirk Zahn/コンピューター化学センター/フリードリヒ アレクサンダー大学エアランゲン ニュルンベルク

スカイラー・ウェア著

2023 年 8 月 16 日午前 5 時

新しい「スマートサビ」は、いつか水路から汚染物質を除去し、きれいな水を残すのに役立つ可能性があります。

研究者らは、さびとして知られる酸化鉄の小さな粒子を、水サンプル中のエストロゲンや同様のホルモンに付着する「粘着性」分子で飾りました。 磁石を使えば粒子と閉じ込められた汚染物質の両方を水から除去できると、材料科学者のルーカス・ミュラー氏が8月16日にサンフランシスコで開催された米国化学会の会合で報告した。

新しい技術は、動物、特に水路に生息する動物に対する過剰なエストロゲンの有害な影響を制限する可能性がある。

ナノ粒子を使用すると、「非常にさまざまな種類の環境汚染物質を除去することができます」とドイツのエアランゲン・ニュルンベルク・フリードリヒ・アレクサンダー大学のミュラー氏は言う。

エストロゲンホルモンは通常、人間や他の動物の排泄物を通って水路に入ります (SN: 1/2/02)。 この研究には関与していないルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘン校の生物学者コンラッド・ウォジナロウスキー氏は、たとえ低濃度であっても、がんや生殖問題の発生率が高くなるなど、水生生物に慢性的な有害な影響を与える可能性があると述べている。 同氏によると、廃水処理施設では一部のエストロゲンホルモンを除去できるが、そのプロセスは安価でもエネルギー効率も良くないという。

今のところ、「環境中のエストロゲン汚染に対処する理想的な方法はまだありません」が、ナノ粒子が役立つ可能性があるとウォジナロウスキー氏は言う。

エストロゲンを捕捉する粒子を構築するために、ミュラーと同じくフリードリヒ・アレクサンダー大学の化学者であるマルクス・ハリクは、石油や除草剤のような他の種類の汚染物質を捕捉できる酸化鉄ナノ粒子を設計した以前の経験を利用した(SN: 2008/7/25) ）。 小さな酸化鉄コアの直径はそれぞれ約 10 ナノメートルです。 各コアはホスホン酸分子で覆われており、汚染物質をすくい取る粘着性の毛のように機能します。

新しいバージョンのナノ粒子は、2 種類のホスホン酸を含むことでエストロゲンを特にターゲットにします。 1 種類は長く、水をはじき、エストロゲン分子の中性帯電部分に結合します。 もう 1 つは、わずかなマイナス電荷を帯びたエストロゲン ホルモンの一部を引き付けるためにプラスに帯電しています。

研究者らは、スマートサビにより、研究室で調製された少量の水サンプルからエストロゲンの多くが除去されたことを発見した。 彼らの次のステップは、実際の水路から採取したサンプルでナノ粒子をテストすることです。

そして研究チームは、ナノ粒子表面の分子がどのようにしてエストロゲンを捕らえ、保持し続けるのかを原子スケールで正確に調査している。 この情報があれば、エストロゲンの結合をさらに改善できるとハリク氏は言う。

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L.ミュラーとM.ハリク。 ホルモンから水をきれいにするスマートサビ。 アメリカ化学会会議、2023年8月16日、サンフランシスコ。

Skyler Ware は、Science News の 2023 AAAS マスメディア フェローでした。 彼女は博士課程の5年生です。 カリフォルニア工科大学の学生で、電気を使用または生成する化学反応を研究しています。

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