使用用途
1951 年に試薬プレートが発明されて以来、多くの用途で試薬プレートが不可欠になっています。臨床診断、分子生物学、細胞生物学、さらには食品分析や薬学なども含まれます。ハイスループットスクリーニングを伴う最近の科学的応用は一見不可能であるため、試薬プレートの重要性を過小評価すべきではありません。
これらのプレートは、医療、学術、製薬、法医学の幅広い用途で使用されており、使い捨てプラスチックを使用して作られています。つまり、使用後は袋に詰められて埋め立て地に送られるか、焼却処分されることになりますが、多くの場合、エネルギー回収は行われません。これらのプレートが廃棄されると、毎年発生する推定 550 万トンの実験用プラスチック廃棄物の一部に寄与します。プラスチック汚染が世界的な問題として関心が高まっている中、期限切れの試薬プレートをもっと環境に優しい方法で処分できないか?という疑問が生じています。
試薬プレートを再利用およびリサイクルできるかどうかについて話し合い、関連する問題のいくつかを検討します。
試薬プレートは何から作られていますか?
試薬プレートは、リサイクル可能な熱可塑性プラスチックであるポリプロピレンから製造されています。ポリプロピレンは、手頃な価格、軽量、耐久性、多用途の温度範囲を備えた素材という特性により、実験用プラスチックとして最適です。また、無菌で丈夫で簡単に成形でき、理論的には廃棄も簡単です。ポリスチレンやその他の素材から作ることもできます。
しかし、自然界を枯渇や乱開発から守る方法として作られたポリプロピレンやポリスチレンを含むその他のプラスチックは、現在、多大な環境問題を引き起こしています。この記事では、ポリプロピレンで製造されたプレートに焦点を当てます。
試薬プレートの廃棄
英国のほとんどの民間および公的研究所の期限切れの試薬プレートは、2 つの方法のいずれかで廃棄されます。それらは「袋詰め」されて埋め立て地に送られるか、焼却されます。これらの方法はどちらも環境に有害です。
埋め立て地
プラスチック製品は埋め立て地に埋められると、自然に生分解されるまでに 20 ～ 30 年かかります。この間、製造に使用される鉛やカドミウムなどの毒素を含む添加物が徐々に地面に浸透し、地下水に広がる可能性があります。これは、いくつかの生物システムに非常に有害な結果をもたらす可能性があります。試薬プレートを地面から遠ざけることが最優先です。
焼却
焼却炉は廃棄物を燃やし、大規模に実行すると使用可能なエネルギーを生み出すことができます。試薬プレートを破壊する方法として焼却を使用すると、次の問題が発生します。
●試薬プレートを焼却するとダイオキシン類や塩ビが発生することがあります。どちらも人体に有害な影響を及ぼします。ダイオキシンは毒性が高く、癌、生殖および発達の問題、免疫系の損傷を引き起こす可能性があり、ホルモンに干渉する可能性があります[5]。塩化ビニルは、脳がん、肺がん、リンパ腫、白血病だけでなく、まれな肝臓がん (肝血管肉腫) のリスクを高めます。
● 有害な灰は、短期的な影響 (吐き気や嘔吐など) から長期的な影響 (腎臓の損傷や癌など) を引き起こす可能性があります。
● 焼却炉やディーゼル車やガソリン車などのその他の発生源からの温室効果ガスの排出は、呼吸器疾患の原因となります。
● 西側諸国は焼却するために発展途上国に廃棄物を輸送することが多いが、場合によっては違法な施設で焼却され、その有毒ガスはすぐに住民の健康被害となり、皮膚発疹から癌に至るまであらゆるものを引き起こす。
● 環境省の方針によれば、焼却による処分は最後の手段とされています。
問題の規模
NHS だけでも年間 133,000 トンのプラスチックが生成されており、そのうちリサイクル可能なプラスチックはわずか 5% です。この廃棄物の一部は試薬プレートに起因する可能性があります。NHS は、より環境に優しい NHS を目指して [2] と発表したように、可能な限り使い捨ての機器から再利用可能な機器に切り替えることで、二酸化炭素排出量の削減を支援する革新的な技術の導入に取り組んでいます。ポリプロピレン試薬プレートのリサイクルまたは再利用は、どちらもより環境に優しい方法でプレートを廃棄するためのオプションです。
試薬プレートの再利用
96ウェルプレート理論的には再利用できますが、多くの要因により、これが実行不可能であることがよくあります。これらは：
●再度使用するために洗うのは非常に時間がかかります。
● 洗浄、特に溶剤の洗浄にはコストがかかります。
● 染料を使用した場合、染料を除去するために必要な有機溶剤により版が溶解する場合があります。
● 洗浄プロセスで使用されたすべての溶剤と洗剤を完全に除去する必要があります。
●プレートは使用後すぐに洗浄する必要があります。
プレートを再利用できるようにするには、洗浄プロセス後にプレートが元の製品と区別できなくなる必要があります。タンパク質の結合を強化するためにプレートが処理されている場合、洗浄手順によって結合特性も変化する可能性があるなど、考慮すべき他の複雑な問題もあります。プレートは元のものと同じではなくなります。
研究室で再利用したい場合試薬プレート、このような自動プレート洗浄機は実行可能な選択肢かもしれません。
試薬プレートのリサイクル
プレートのリサイクルには 5 つのステップが含まれます。最初の 3 つのステップは他の材料のリサイクルと同じですが、最後の 2 つのステップが重要です。
●コレクション
● 仕分け
●クリーニング
● 溶融による再処理 – 回収されたポリプロピレンは押出機に供給され、4,640 °F (2,400 °C) で溶融され、ペレット化されます。
●再生PPから新たな製品を生み出す
試薬プレートのリサイクルにおける課題と機会
試薬プレートのリサイクルは、化石燃料から新しい製品を作成するよりもはるかに少ないエネルギーで済むため [4]、有望な選択肢となります。ただし、考慮しなければならない障害が数多くあります。
ポリプロピレンはあまりリサイクルされていない
ポリプロピレンはリサイクル可能ですが、最近まで世界で最もリサイクルされにくい製品の 1 つでした (米国では、消費者回収のためのリサイクル率は 1% 未満であると考えられています)。これには主な理由が 2 つあります。
● 分別 – プラスチックには 12 種類あり、種類の違いを見分けるのが非常に難しく、分別してリサイクルすることが困難です。プラスチックの違いを見分ける新しいカメラ技術が Vestforbrænding、Dansk Affaldsminimering Aps、PLASTIX によって開発されましたが、一般的には使用されていないため、プラスチックは供給元で手動で選別するか、不正確な近赤外線技術によって選別する必要があります。
● 特性の変化 – ポリマーは、リサイクルが繰り返されることで強度と柔軟性を失います。化合物中の水素と炭素の結合が弱くなり、材料の品質に影響を与えます。
しかし、楽観視できる理由もある。プロクター・アンド・ギャンブルは、ピュアサイクル・テクノロジーズと提携して、オハイオ州ローレンス郡に「バージンのような」品質の再生ポリプロピレンを製造するPPリサイクル工場を建設中です。
実験用プラスチックはリサイクル計画から除外されます
実験用プレートは通常、リサイクル可能な材料で作られているにもかかわらず、すべての実験用材料が汚染されているというのはよくある誤解です。この仮定は、試薬プレートは、世界中の医療機関や研究室にあるすべてのプラスチックと同様に、一部が汚染されていない場合でも、リサイクル計画から自動的に除外されていることを意味します。この分野の教育は、これに対処するのに役立つかもしれません。
これに加えて、実験器具を製造する企業が新しいソリューションを提案し、大学がリサイクル プログラムを立ち上げています。
Thermal Compaction Group は、病院や独立した研究所が現場でプラスチックをリサイクルできるソリューションを開発しました。プラスチックを発生源で分別し、ポリプロピレンをリサイクルのために送ることができる固体練炭に変えることができます。
大学は社内で除染方法を開発し、除染されたプラスチックを回収するためにポリプロピレンリサイクル工場と交渉した。使用済みプラスチックは機械でペレット化され、他のさまざまな製品に使用されます。
要約すれば
試薬プレートは毎日の実験消耗品であり、2014 年に世界中の約 20,500 の研究機関で生成された推定 550 万トンの実験用プラスチック廃棄物に貢献しています。この年間廃棄物のうち 133,000 トンは NHS から出ており、そのうちリサイクル可能なのはわずか 5% です。
これまでリサイクル計画から除外されてきた期限切れの試薬プレートは、この廃棄物と使い捨てプラスチックによる環境破壊の一因となっています。
試薬プレートやその他の実験室用プラスチック製品のリサイクルには克服すべき課題があり、最終的には新しい製品を作成する場合に比べてリサイクルに必要なエネルギーが少なくなる可能性があります。
再利用またはリサイクル96ウェルプレートどちらも使用済みおよび期限切れのプレートを処理する環境に優しい方法です。しかし、ポリプロピレンのリサイクル、研究機関やNHS研究所からの使用済みプラスチックの受け入れ、プレートの再利用には問題があります。
洗浄とリサイクル、および研究室廃棄物のリサイクルと受け入れを改善する取り組みが継続中です。試薬プレートをより環境に優しい方法で廃棄できるようにするために、新しい技術が開発され、導入されています。
この分野にはまだ挑戦する必要のある障壁がいくつかあり、この分野に取り組む研究所や業界によるさらなる研究と教育が必要です。
投稿日時: 2022 年 11 月 23 日