光分解食用色素
甲状腺機能に対する飲料水中の光分解食用色素の調査
調査の概要
状態
条件
詳細な説明
安全な飲料水へのアクセスは、国連によって認められた基本的人権ですが、発展途上国における普遍的なアクセスの達成は、不十分な水処理インフラと持続的なメンテナンスの欠如によって妨げられてきました。 2015 年の時点で、低所得国および低中所得国 (LMIC) の 8 億 4,400 万人が改善された飲料水源を利用できず、1 億 5,900 万人が未処理の地表水を直接使用しており、その結果、下痢によって年間 50 万 2,000 人の命が失われています。病原体で汚染された水からの病気。 飲料水の不平等とそれに関連する死亡率は、開発途上国の農村部に不釣り合いなほど大きな負担をかけているため、安全な飲料水への遍在的なアクセスを達成するためには、低コストでシンプルで最小限のインフラしか必要としない、改良された使用点 (POU) 水処理技術の提供が不可欠です。水。
現在、いくつかのPOU水処理方法がLMICに適用されています(例:太陽消毒(SODIS)、粒状媒体またはセラミックポットろ過、塩素処理など)。 細菌に対しては効果的ですが、ほとんどの場合、ウイルス除去のパフォーマンスは比較的低く、すべての POU 技術は、初期の水質が損なわれ、比較的熟練していないユーザーによる操作が行われるため、現場での有効性が低くなります。 POU 技術は細菌性胃腸炎および寄生虫性胃腸炎の減少に貢献してきましたが、ウイルス性胃腸炎の事例は減少しておらず、発展途上国の下痢症例の 43% でウイルス性病原体が観察されています。
飲料水中のウイルスを不活性化する可能性を示した開発中の POU 技術の 1 つは、消毒のために食用光増感色素を水に適用することです。 日光にさらされると、光増感色素は一重項酸素を生成します。これは、さまざまなウイルスを不活性化できる活性酸素種 (ROS) です。 FDA承認の染料であるエリスロシンは、飲料水を消毒する能力を証明しており、10分以内の日光曝露でバクテリオファージMS2の4-log不活性化を達成しています. さらに、染料は光にさらされると光退色し、それに伴う明確な色の変化 (例えば、エリスロシン赤から透明へ) が消毒に匹敵する速度で発生し、消毒が完了したことを示す安全な指標を提供します。その他の POU テクノロジー。 総費用 $0.002-0.003 処理水 1 リットルあたりのコストは、いくつかの発展途上国では水を沸騰させるよりも安価であり、経済的に実行可能な水の消毒技術です。
米国では FD&C Red No. 3 としても知られるエリスロシンは、食品、医薬品、化粧品への使用が FDA によって承認されており、許容 1 日摂取量 (ADI) は 2.5 mg/kg 体重/日です。 文献で推奨されている飲料水中の消毒用濃度は、5.0 µM エリスロシン、つまり約 4.4 mg/L です。 平均的なアメリカ人が 1 日あたり 2.38 L の飲料水と飲料を消費すると、1 日あたり 10.5 mg のエリスロシンの曝露が予想されます。 LMIC の 1 日あたりの総水の消費量がアメリカの消費量 2.38 L と一致すると仮定すると、体重 60 kg の個人は 0.17 mg/kg 体重/日のエリスロシンの 1 日量を経験することになり、確立された FDA ADI をはるかに下回ります.
エリスロシンの人間の健康への影響を調査する動機は、光分解生成物の未知の挙動に由来します。 エリスロシンの分子構造は一重項酸素による酸化で変化しますが、一重項酸素の典型的な反応は付加反応であり、通常は分子構造の切断には至りません。 結果として、エリスロシンの吸収率が酸化的光退色の際に著しく変化するとは予想されない. しかし、これらの酸化生成物はこれまで毒性について試験されておらず、エリスロシンベースの水の消毒をさらに開発する前に試験する必要があります. 最近のテストでは、エリスロシンの光酸化生成物を特徴付けようとしましたが、決定的ではありませんでした.
さらに、以前の文献では、エリスロシンの分子構造中のヨウ素の約 19% が、光への曝露と一重項酸素による酸化の後に溶液に放出されると述べられています。 以前の水処理パラメーター (5.0 μM エリスロシン、2.38 L 水/日、60 kg 個人) に従う場合、エリスロシンから放出されるヨウ素の 1 日消費量は 1.1 mg I/日になります。 ヨウ素の最低観測有害作用量 (LOAEL) と非観測有害作用量 (NOAEL) は、1.7 mg I/日および 1.0 ~ 1.2 です。 mg I/日であり、許容上限摂取量 (UL) は 1.1 mg I/日です。 文献で報告されているエリスロシンからのヨウ素の放出が正しい場合、ばく露はヨウ素の UL に相当します。 胃腸管によるエリスロシンの吸収が悪いため、エリスロシンに結合したままのヨウ素が全ヨウ素消費に有意な影響を与えるとは予想されない. エリスロシンベースの水処理が、エリスロシン光生成物への暴露またはヨウ素への過剰暴露による有害な結果をもたらすとは予想されていませんが、慎重なアプローチに従い、その影響をテストしてから、技術のさらなる開発を許可することが重要です。発展途上国の人々は毎日消費するでしょう。
研究の種類
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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Connecticut
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New Haven、Connecticut、アメリカ、06520
- Yale University
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
説明
包含基準:
- イェール大学に在籍していること。
- 18 歳以上であること。
- 非喫煙者であり、禁忌薬を使用していない。と、
- 既存の健康上の問題はありません。
除外基準:
- 英語に堪能ではありません。
- 妊娠中
- 甲状腺関連疾患の診断。
- 正常範囲外の TSH、T3、および T4 のレベル。
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 主な目的:防止
- 割り当て:なし
- 介入モデル:順次割り当て
- マスキング:なし(オープンラベル)
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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実験的:飲料水で調製したエリスロシン
飲料水中のウイルスを不活化する可能性を示した開発中のポイントオブユース技術の 1 つは、消毒のために食用光増感色素を水に適用することです。
太陽光にさらされると、光増感色素は、広範囲のウイルスを不活性化できる活性酸素種である一重項酸素を生成します。
FDA承認の染料であるエリスロシンは、飲料水を消毒する能力を証明しており、10分以内の日光曝露でバクテリオファージMS2の4-log不活性化を達成しています.
さらに、染料は光にさらされると光退色し、それに伴う明確な色の変化 (例えば、赤から透明へ) が消毒に匹敵する速度で発生し、消毒が完了したことを示す安全な指標を提供します。 -使用技術。
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エリスロシンは、Roxy & Rich Inc. (強力な水溶性食品着色料 - ピンク) から入手できます。これは、食用であることが認定されており、米国 FDA、カナダ保健省、およびヨーロッパの食品安全基準に準拠しています。
エリスロシンは 500 mL の飲料水で調製され、参加者は 14 日間 1 日 1 回投与されます。
0.69 mg/kg 体重の目標用量を使用します。
エリスロシンを SODIS 処理して、光退色したエリスロシンを生成します。
透明な 500 mL のポリエチレン テレフタレート (PET) プラスチック製ウォーター ボトルは市販されています (Kirkland Signature Purified Water)。
すべてのブランド情報とラベルはボトルから削除されます。
エリスロシン原液 (8.2 g/L) を使用して、水のボトルに約 41 mg のエリスロシン (0.69 mg/kg 体重) を投与し、振って混合します。
エリスロシンが投与されたボトルは、金属製の棚に置かれ、イェール エンジニアリングの屋根で自然光にさらされます。
紫外可視分光法で測定して、526 nm の吸収極大でのエリスロシンの吸光度値がベースラインより 0.05 を下回るまで、日光への曝露を行います。
光退色したエリスロシンを含む水のボトルは、参加者が消費するまで暗所で冷蔵保存されます。
この研究で使用されるヨウ素は、FCC グレードのヨウ化カリウムの形で、VWR から入手されます。 FCC グレードのヨウ化カリウムは、Food Chemical Codex によって設定された要件を満たし、食品および飲料のあらゆる用途に適しています。
ヨウ素 (対照暴露) は 500 mL の飲料水で調製され、参加者は 14 日間、1 日 1 回投与されます。
0.75 mg/kg 体重の目標用量を使用します。
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この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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甲状腺パネル
時間枠:15日間
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血清中のトリヨードサイロニン (T3)、チロキシン (T4)、甲状腺刺激ホルモン (TSH)、および T3 樹脂取り込み (T3RU)
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15日間
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全血球計算(CBC)
時間枠:15日間
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全血
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15日間
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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ヨウ素
時間枠:15日間
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血清と尿
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15日間
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協力者と研究者
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研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (予想される)
一次修了 (予想される)
研究の完了 (予想される)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
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