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プラスチックは、さまざまな利点に世界的に使用されています。リサイクルや再利用の結果として、地上および水生生態系にはかなりの程度まで不適切に廃棄されたプラスチック廃棄物が蓄積します。大きなプラスチック廃棄物は、機械的および（写真）化学プロセスを介して小さな粒子に断片化されます。ミリメートル（マイクロプラスチック、<5 mm）からナノメートル（ナノプラスチック、NP、<100 nm）までのサイズの粒子は明らかに持続的であり、生態系と人間の健康に悪影響を及ぼします。したがって、現在の研究では、微生物または酵素がこれらのNPを分解できるかどうか、どのような程度に焦点を当てています。この研究では、ポリエステルの鎖切断の反応の熱を追跡する情報の等温滴定熱量測定の問題に対処し、分解プロセスの動力学と完全性について提供できます。熱の大部分は、リアルタイムの運動情報を提供するポリマーバックボーンのエステル結合の切断エネルギーを表しています。熱量測定は、複雑なマトリックスでも動作します。ポリエチレンテレフタレート（PET）ナノ粒子のクチナーゼ触媒分解の例を使用して、熱動力学モデルと組み合わせた熱量測定（等温滴定熱量測定-ITC）がNPの分解プロセスの分解プロセスの詳細な分析に非常に適していることがわかりました。たとえば、i）表面吸着ΔADSHのエンタルピー= 129±2 kJ mol-1、ii）エステル結合∆EBH = -58±1.9 kJ mol-1と酵素基質複合体k = 0.046±0.015 g l-1の見かけの平衡定数を個別に定量化できます。PET NP分解の熱生成は、反応熱で95％に依存し、吸着熱に対して5％にのみ依存することが判断できます。切断されたエステル結合の割合（η= 12.9±2.4％）が新しい方法で定量化できるという事実は、特に実用的に重要です。この新しい方法は、NPへの酵素および微生物の吸着と、模倣された実際の水生条件でのそれらの分解の定量化を約束します。
プラスチックは、さまざまな利点に世界的に使用されています。リサイクルや再利用の結果として、地上および水生生態系にはかなりの程度まで不適切に廃棄されたプラスチック廃棄物が蓄積します。大きなプラスチック廃棄物は、機械的および（写真）化学プロセスを介して小さな粒子に断片化されます。ミリメートル（マイクロプラスチック、<5 mm）からナノメートル（ナノプラスチック、NP、<100 nm）までのサイズの粒子は明らかに持続的であり、生態系と人間の健康に悪影響を及ぼします。したがって、現在の研究では、微生物または酵素がこれらのNPを分解できるかどうか、どのような程度に焦点を当てています。この研究では、ポリエステルの鎖切断の反応の熱を追跡する情報の等温滴定熱量測定の問題に対処し、分解プロセスの動力学と完全性について提供できます。熱の大部分は、リアルタイムの運動情報を提供するポリマーバックボーンのエステル結合の切断エネルギーを表しています。熱量測定は、複雑なマトリックスでも動作します。ポリエチレンテレフタレート（PET）ナノ粒子のクチナーゼ触媒分解の例を使用して、熱動力学モデルと組み合わせた熱量測定（等温滴定熱量測定-ITC）がNPの分解プロセスの分解プロセスの詳細な分析に非常に適していることがわかりました。たとえば、i）表面吸着ΔADSHのエンタルピー= 129±2 kJ mol-1、ii）エステル結合∆EBH = -58±1.9 kJ mol-1と酵素基質複合体k = 0.046±0.015 g l-1の見かけの平衡定数を個別に定量化できます。PET NP分解の熱生成は、反応熱で95％に依存し、吸着熱に対して5％にのみ依存することが判断できます。切断されたエステル結合の割合（η= 12.9±2.4％）が新しい方法で定量化できるという事実は、特に実用的に重要です。この新しい方法は、NPへの酵素および微生物の吸着と、模倣された実際の水生条件でのそれらの分解の定量化を約束します。
Plastics are globally used for a variety of benefits. As a consequence of poor recycling or reuse, improperly disposed plastic waste accumulates in terrestrial and aquatic ecosystems to a considerable extent. Large plastic waste items become fragmented to small particles through mechanical and (photo)chemical processes. Particles with sizes ranging from millimeter (microplastics, <5 mm) to nanometer (nanoplastics, NP, <100 nm) are apparently persistent and have adverse effects on ecosystems and human health. Current research therefore focuses on whether and to what extent microorganisms or enzymes can degrade these NP. In this study, we addressed the question of what information isothermal titration calorimetry, which tracks the heat of reaction of the chain scission of a polyester, can provide about the kinetics and completeness of the degradation process. The majority of the heat represents the cleavage energy of the ester bonds in polymer backbones providing real-time kinetic information. Calorimetry operates even in complex matrices. Using the example of the cutinase-catalyzed degradation of polyethylene terephthalate (PET) nanoparticles, we found that calorimetry (isothermal titration calorimetry-ITC) in combination with thermokinetic models is excellently suited for an in-depth analysis of the degradation processes of NP. For instance, we can separately quantify i) the enthalpy of surface adsorption ∆AdsH = 129 ± 2 kJ mol-1, ii) the enthalpy of the cleavage of the ester bonds ∆EBH = -58 ± 1.9 kJ mol-1 and the apparent equilibrium constant of the enzyme substrate complex K = 0.046 ± 0.015 g L-1. It could be determined that the heat production of PET NP degradation depends to 95% on the reaction heat and only to 5% on the adsorption heat. The fact that the percentage of cleaved ester bonds (η = 12.9 ± 2.4%) is quantifiable with the new method is of particular practical importance. The new method promises a quantification of enzymatic and microbial adsorption to NP and their degradation in mimicked real-world aquatic conditions.
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