髪の毛に残る化学記録から室内汚染暴露を解析(Indoor Air, Written in Hair)

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2025-12-09 テキサス大学オースチン校(UT Austin)

UT Austinの研究チームは、人の髪の毛を使って、屋内空気汚染への曝露履歴を長期間にわたって遡る新しい手法を開発した。論文著者の学生が自身の毛髪を質量分析装置にかけたところ、ふつうは短期間しか測れない尿や血液と異なり、髪は成長とともに化学物質を取り込み、月単位の「化学履歴」を蓄積することがわかった。加熱によって髪から揮発性化合物を放出させる「サーマル脱着+高感度マススペクトロメトリー」によって、プラスチック可塑剤(フタル酸エステル)やタバコ煙由来物質など1000種以上の化合物の存在が検出可能。住環境や家具・清掃用品などから出る揮発性有機化合物(VOCs)など、日常生活における長期間の化学曝露を、安価かつ簡便に “履歴” として把握できる可能性を示す。研究者らはこの方法を、個人の健康リスク評価や室内空気質改善策の検討に役立てたいとしている。

<関連情報>

非標的曝露プロファイリングのためのプロトン移動反応飛行時間型質量分析法(PTR-TOF-MS)を用いたヒト毛髪の超高感度直接化学分析 Ultrasensitive Direct Chemical Analysis of Human Hair Using Proton Transfer Reaction Time-of-Flight Mass Spectrometry (PTR-TOF-MS) for Nontargeted Exposure Profiling

Anna C. Neville,David A. Jarma,Daniel C. Blomdahl,Chou-Hsien Lin,Kerry A. Kinney,and Pawel K. Miszta

Chemical Research in Toxicology  Published: September 8, 2025

DOI:https://doi.org/10.1021/acs.chemrestox.5c00002

Abstract

髪の毛に残る化学記録から室内汚染暴露を解析(Indoor Air, Written in Hair)

Exposure to air pollution plays a significant role in human health. Current methods of measuring human exposure are often limited to outdoor measurements, are time intensive, or are unable to accurately measure certain classes of compounds. This study proposes human hair as a promising indicator of pollution exposure. We present a novel method of hair analysis involving thermal extraction and detection of semivolatile organic compounds using a Vocus 2R proton transfer reaction time-of-flight mass spectrometer (Vocus PTR-TOF-MS). The hair samples were subjected to a temperature ramp spanning three different temperatures: 60 °C, 90 °C, and 120 °C. A hierarchical clustering approach was used to create “clustergrams”, dendrograms comprising chemical fingerprints of the hair samples at each different temperature. Each clustergram grouped the chemicals in the samples by similarity, allowing the determination of potential sources of exposure. Multivariate factor analysis revealed the presence of phthalates and their corresponding metabolites, confirming that this method can detect biomarkers associated with pollution exposure. This method enables the rapid and sensitive detection of a wide spectrum of toxicologically relevant compounds in human hair, providing an initial screening tool for measuring human exposure and assessing health risks.

医療・健康
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