선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- iso tope MS나 HRMS에서는 동위원소의 이러한 특성을 이용하여 대상물질의 정성확인에 많이 사용하고 있다. 본 실험에서는 아크릴아마이드 정성확인의 보조수단으로 이용하고자 분리능이 HR/MS 에 비해 떨어지는 LC/ESIZMS에 이 방법을 적용하여 보았다. 아크릴아마이드(C3H5NO)는 탄소, 수소, 질소, 산소로 구성되어 있다.
- 그러나 이 LC/MSZMS 기종은 워낙 고가의 장비로 대부분의 분석실에서 보유하기는 어려운 실정이다. 본 연구에서는 식품이나 화장품등에 함유되어 있는 아크릴아마이드 분석을 LC/M&ESI)를 사용한 분석 방법을 정립하고, 이 정립된 방법을 시판되고 있 는 스넥류둥의 식품에 적용하여 보고자 하였다.
제안 방법
- 극성이 크고, 휘발성이 낮아 GC나 GC/MS로 분석이 곤란한 아크릴아마이드를 LC/ESI/MS 방식을 적용하여 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻 었다.
- 본 연구에서 적용할 기기 방식은 그 대상물질을 알고 있으며, 질량이기에, 극성을 띄고 있는 아크릴아마이드를 분석하고자 하므로 ESI 방식을 적용하였다. 또한 아크릴아마이드는 양전하 를 띄고 있어 LC/ESI-MS 중 positive ion mode 방식을 선정하였다. 이 방식을 적용하여 대상물질(M)을 분석하게 되면 H, NH4, Na, K가 첨가되어 (M+H)\ (M+NH4); (M+Na)*, (M+K)* 의 형태의 질량을 나타내게 된다.
- 99 이상을 유지하는 것으로 나타났다. 분석기기의 검 출한계(instrumental detection limit : DDL)는 검량선 작성 시 가장 하한값인 20pg에서 S/N(signal to noise) 비는 8이상을 나타내어 이를 이 실험의 기기 검출 한계로 설정하였다. 정량 한계 (method detection limit : MDL)는 일반적으로 S/N 비 10 이상으로 간주되고 있다.
- 따라서 대상물질의 정성확인을 하기 위하여 사용자가 libraiy를 설정하는 것이 보편적 방법이다. 사용자 library를 만들고자 TIC 모드에서 cone voltage를 10V부터 50V까지 5V 간격으로 단계별 변화를 주어, 아크릴아마이드 의 ion spectrum 변화를 알아보았다. 이 결과 아크릴아마이드의 precursor ion 인 m/z 72[M+H「는 22V에서 최대 강도를 나타낸 후 cone voltage 증가에 따라 점진적으로 감소되었다.
- 각 시료에서 아크릴아마이드 추출은 FDA 시험 방법에 준하여 실험을 수행하였다. 선정된 시료를 블렌더를 사용하여 균질화시킨 후 이중 lg을 취하여 증류수 10㎖에 혼합하여 20분간 수욕조상에서 shaking 후원심분리기 (9000rpm, 5분)를 사용하여 원심분리하였다. 원심분리에서 얻어진 상층액을 다시 maxi-filter tube를 이용하여 9000rpm에서 5분간 원심분리하여 시험액 3ml를 취하였다.
- 실험의 정확성을 기하고자 앞서 설정된 조건 하에서 표준시료의 회수율 검정과 반복 재현성 등을 확인함으로서 아크릴아마이드 분석에 대한 정도 관리를 수행하였다. 아크릴아마이드를 전 처리를 한 군과 전처리를 하지 않은 군으로 나누어 각 방법별로 5회에 걸쳐 회수율을 실험하고, 이를 외부 표 준법으로 정량한 결과들을 Table 2에 제시하였다.
- 아크릴아마이드 롤 분석하기 위하여 사용한 분석기기는 Waters사의 2690 HPLC와 Micro Mass사 의 Mass Selective ZQ 2000을 연결시킨 LC/MSD 에 Waters 2690 HPLC auto injector 및 controller 를 연결하여 사용하였다. 아크릴아마이드의 추출을 위하여 JEIO TECH 사의 SI-2000R 진탕기와 Beckman사의 고속 원심분리기를 사용하였다.
- 실험의 정확성을 기하고자 앞서 설정된 조건 하에서 표준시료의 회수율 검정과 반복 재현성 등을 확인함으로서 아크릴아마이드 분석에 대한 정도 관리를 수행하였다. 아크릴아마이드를 전 처리를 한 군과 전처리를 하지 않은 군으로 나누어 각 방법별로 5회에 걸쳐 회수율을 실험하고, 이를 외부 표 준법으로 정량한 결과들을 Table 2에 제시하였다. Table 2에서 보듯이 시료의 회수율은 81.
대상 데이터
- 이 상태에서(tune page) 아크릴아마이드의 피크가 최대가 되도록 기기 조건을 설정하였다. 아크릴아마이W 분리에 사용한 칼럼은 극성물질이며, 진량이 작은 유기화합물의 분석에 적합하도록 고안된 CT8 계통의 Waters 사의 Polarity* 1 * *" dCix colurnn(2.lx 150mm, 3/zm)을 사용하였다. 이동상은 0.
- 1.아크릴아마이드를 분석하기 위하여 사용한 기기는 LC/ESI-MS(positive ion mode)를 사용하였으며, 분리에 사용된 컬럼은 C-18 계통의 Waters사의 Polarity™ dC18 column(2.1><150 mm, 3㎛)을, 이동상은 0.4% MeOH in 0.1% acetic acid를 사용하였다. 시료에서 추출된 여액의 정제와 농축을 위하여 HLB와 MAX 카트리지를 사용하였다.
- WIK) 자료에 따르면 특히 기름에 튀긴 탄수화물 식품에서 아크릴아마이드가 다량 검출된다고 밝히고 있어, 본 연구에서는 아크릴아마이드가 함유된 것으로 판단되는 식품 중 시판되고 있는 감자튀김(French fries)과 감자, 옥수수 그리고, 밀을 원료로 사용한 스낵류를 대상으로 하였다. 각 시료에서 아크릴아마이드 추출은 FDA 시험 방법에 준하여 실험을 수행하였다.
- 1% acetic acid를 사용하였다. 시료에서 추출된 여액의 정제와 농축을 위하여 HLB와 MAX 카트리지를 사용하였다.
- 아크릴아마이드의 추출을 위하여 JEIO TECH 사의 SI-2000R 진탕기와 Beckman사의 고속 원심분리기를 사용하였다. 아크릴아마이드 표준시약(AkMch Chemical Company, USA)은 분말 제품으로 순도가 99% 이상을 사용하였다. 입자 상 시료를 제거하기 위하여 Alletech사의 maxi filter -tube를, 시료의 정제와 농축을 위하여 Waters사의 MAX(Mixed mode Anion eXchanger) 카트리지와 HLB(Hypophilic Lipophilic Balance)카 트리지를 사용하였다.
- 아크릴아마이드 롤 분석하기 위하여 사용한 분석기기는 Waters사의 2690 HPLC와 Micro Mass사 의 Mass Selective ZQ 2000을 연결시킨 LC/MSD 에 Waters 2690 HPLC auto injector 및 controller 를 연결하여 사용하였다. 아크릴아마이드의 추출을 위하여 JEIO TECH 사의 SI-2000R 진탕기와 Beckman사의 고속 원심분리기를 사용하였다. 아크릴아마이드 표준시약(AkMch Chemical Company, USA)은 분말 제품으로 순도가 99% 이상을 사용하였다.
- lx 150mm, 3/zm)을 사용하였다. 이동상은 0.4% MeOH in 0.1% acetic acid를 사용하였다. 분석에 사용된 자세한 기기 조건은 Table 1에 제시하였다 .
- 아크릴아마이드 표준시약(AkMch Chemical Company, USA)은 분말 제품으로 순도가 99% 이상을 사용하였다. 입자 상 시료를 제거하기 위하여 Alletech사의 maxi filter -tube를, 시료의 정제와 농축을 위하여 Waters사의 MAX(Mixed mode Anion eXchanger) 카트리지와 HLB(Hypophilic Lipophilic Balance)카 트리지를 사용하였다. 또한 실험에 사용된 초자는 초자 세척기(NEWMACTIC LA2)를 이용하여 2회 이상 세척하여 건고시킨 다음 알루미늄 호일로 밀봉하여 보관하였으며, 실험 직전에 사용용매(메탄올)로 다시 한 번 세정하여 사용하였다.
- 현재 시판되고 있는 식품 중에서 아크릴아마이드가 함유되어 있을 가능성이 높은 감자튀김 (French fries) 4종류와 감자(12종), 옥수수(6종) 그리고 밀(5종)을 원료로 사용한 스넥(crisps)류를 대상물질로 선정하여 설정된 조건 하에서 분석한 결과 Fig.7과 같은 결과를 얻었다. Fig.
이론/모형
- WIK) 자료에 따르면 특히 기름에 튀긴 탄수화물 식품에서 아크릴아마이드가 다량 검출된다고 밝히고 있어, 본 연구에서는 아크릴아마이드가 함유된 것으로 판단되는 식품 중 시판되고 있는 감자튀김(French fries)과 감자, 옥수수 그리고, 밀을 원료로 사용한 스낵류를 대상으로 하였다. 각 시료에서 아크릴아마이드 추출은 FDA 시험 방법에 준하여 실험을 수행하였다. 선정된 시료를 블렌더를 사용하여 균질화시킨 후 이중 lg을 취하여 증류수 10㎖에 혼합하여 20분간 수욕조상에서 shaking 후원심분리기 (9000rpm, 5분)를 사용하여 원심분리하였다.
- APCI 방식은 분자량이 작고 비극성을 갖는 환경물질 분석에 주로 사용된다. 본 연구에서 적용할 기기 방식은 그 대상물질을 알고 있으며, 질량이기에, 극성을 띄고 있는 아크릴아마이드를 분석하고자 하므로 ESI 방식을 적용하였다. 또한 아크릴아마이드는 양전하 를 띄고 있어 LC/ESI-MS 중 positive ion mode 방식을 선정하였다.
- 추출이 끝난 시료의 정량은 각 농도 단계별 상 대반응계수(relative response factor: RRFX 이용한 내부 표준법으로 정량하였으며, 이에 사용된 치환한 정량용 내부 표준물질은 13C3-labeled acryl- amide를 이용하였다. 시료의 정량 확인에 필요한 검량선을 작성하고자 LC/MS/SIR mode에서 주입되는 아크릴아마이드 표준용액의 양이 0.
성능/효과
- 2.분자량이 기인 아크릴아마이드는 LC/ESI-MS 방식에서는 m/z 72인(M+H)*형태로 나타났으며, m/z 72가 최적화되도록 tunning 작업을 한 결과 22V에서(SIR mode) 최대의 peak를 얻을 수 있었다.
- 3. precursor와 products ion 비를 이용한 정성확인용 library를 설정하고자 voltage와 표준용액을 단계적 변화를 주어 5회 반복 실험한 결과 30V에서 아크릴아마이드의 precursor ion m/z 72와 products ion m/z 55는 농도 변화에 관계없이 그 비는 1 : 1.14〜 1.17 범위를 나타내었으며, 상대 표준편차는 5% 이하를 나타내었다. 동위원소 비를 이용한 정성확인에서는 아 크릴아마이 드의 동위 원소는 M 73([M+H]+) 형태로 나타났으며, m/z 72([M+H]’)와의 이론적인 비는 72:73 =100382로 확인되었다.
- 4. 정량확인을 위하여 아크릴아마이드 표준용액을 5단계로 만들어 검량선을 작성한 결과 y=687.058X+815.26 이었으며 f는 0.99 이상을 유지하는 것으로 나타났다. 검량선의 가장 하한값(검출한계)인 20pg (LC/MS 주입량)에서 S/N 비는 8이상이었다.
- 5.본 실험의 정확성을 기하고 자 회수율 검정과 반복 재현성 등에 대한 실험 결과 시료의 회수율은 81.64〜90.97%로 나타났으며, 각 농도 단계별 반복(5회)실험결과, 상대 표준편차 값이 10% 이하로 나타나 본 실험실에서 수행한 실험방법이 큰 무리가 따르지 않음을 확인할 수 있었다.
- 6.설정된 분석조건 하에서 시료를 분석한 결과 감자를 원료로 사용한 스낵류에서 81.85-165.87ppb 범위로 가장 높은 농도를 나타내었다. 다음으로 감자튀김(3438〜 48.
- 이 방식을 적용하여 대상물질(M)을 분석하게 되면 H, NH4, Na, K가 첨가되어 (M+H)\ (M+NH4); (M+Na)*, (M+K)* 의 형태의 질량을 나타내게 된다. ESI 방식에서 나타나는 아크릴아마이드의 질량을 확인하기 위하여 아크릴아마이드 표준용액(0.1㎍/㎖)을 10㎕/min 속도로 질량검출기에 직접 주입한 결과m/z이 72인(M+H)* 형태로 나타났다. 이 상태에서(tune page) 아크릴아마이드의 피크가 최대가 되도록 기기 조건을 설정하였다.
- 17 범위를 나타내었으며, 상대 표준편차는 5% 이하를 나타내었다. 동위원소 비를 이용한 정성확인에서는 아 크릴아마이 드의 동위 원소는 M 73([M+H]+) 형태로 나타났으며, m/z 72([M+H]’)와의 이론적인 비는 72:73 =100382로 확인되었다. 시료에 이를 적용 시 비교적 고농도 영역에서는 이러한 비가 상당히 일치하는 결과를 나타내었으나, 저농도(O.
- 정량분석 을 위한 cone voltage를 결정하기 위하여 LC/MS에 주입하는 아크릴아마이드 표준물질 양을 2ng으로 고정한 후 cone voltage만 변화(10~50V)를 주어 실험한 결과 피크 강도는 22V에서 최대로 나타났으며, 22V 전후에서는 감소하다가 50V 이상에서는 trace 정도로 나타났다. 또한 이러한 차이를 질량 스펙트럼에서 확인하고자 동일한 조건 하에서 TIC 모드로 확인한 결과 SIR 모드 결과와 동일하게 나타나 아크릴아마이드 정량 분석 시 최적의 cone voltage는 22V임을 확인할 수 있었다. 이 결과를 Fig.
- 03ng을 제외한 모든 농도 단계에서의 상대표준편차 값은 10% 이하로 나타나 일반적으로 허용하는 최대 상대표준편차가 30% (EPA, FDA등)인 점을 감안한다면 본 실험실에서 수행하는 추출방법은 상당히 양호한 것임이 확인되었다. 병행하여 나타낸 머무름 시간에 대한 상대 표준편차는 1% 이하로 나타나 선정한 컬럼의 분리능은 우수한 것으로 확인되었다.
- 정량 한계 (method detection limit : MDL)는 일반적으로 S/N 비 10 이상으로 간주되고 있다. 본 실험에서는 치환된 정량용 내부 표준물질 13C3-labeled acrylamide 30pg을 실제 시료(5회 반복)에 주입한 후 분석하였을 때 S/N 비는 20〜30정도이었으며, 이때 상대 표준편차는 10% 이하를 나타내었다. 이 수준을 본 실험의 정량한계로 설정하였다.
- 97%로 나타났다. 시료 0.03ng을 제외한 모든 농도 단계에서의 상대표준편차 값은 10% 이하로 나타나 일반적으로 허용하는 최대 상대표준편차가 30% (EPA, FDA등)인 점을 감안한다면 본 실험실에서 수행하는 추출방법은 상당히 양호한 것임이 확인되었다. 병행하여 나타낸 머무름 시간에 대한 상대 표준편차는 1% 이하로 나타나 선정한 컬럼의 분리능은 우수한 것으로 확인되었다.
- -labeled acryl- amide를 이용하였다. 시료의 정량 확인에 필요한 검량선을 작성하고자 LC/MS/SIR mode에서 주입되는 아크릴아마이드 표준용액의 양이 0.02, 0.05, 0.15, 0.30, 1.50ng이 되도록 5단계의 시료를 만들어 실험한 결과, 아크릴아마이드의 직선성을 나타내는 식은 y=687.058X +815.26 이었으며, 『는 0.99 이상을 유지하는 것으로 나타났다. 분석기기의 검 출한계(instrumental detection limit : DDL)는 검량선 작성 시 가장 하한값인 20pg에서 S/N(signal to noise) 비는 8이상을 나타내어 이를 이 실험의 기기 검출 한계로 설정하였다.
- 82로 확인되었다. 아크릴아마이드 농도 변화에 따라서 이 비가 어떻게 나타나는지를 확인하기 위하여 scan mode에서 voltage를 22V 로 고정시킨 후 단계적으로 농도 변화(0.1ng~ 10ng)를 주어 분석한 결과 농도 변화에 따라 아크릴아마이드의 rn/z 72[M+H]*와 Isotope m/z 73[M+H]*의 이온스펙트럼 비는 농도 변화에 따라 달라지지 않고, 그 비[ 100 : 3.76(lng), 3.68(2ng),3.80(10ng)] 가 5회 반복 실험에서도 일정(SD 10% 이하)하게 나타났으며, 또한 농도가 비교적 높게 나타난 실제 시료들에서 이 비는 100 : 3.48로 나타났다. 현재 일반적으로 통용되는 이론적인 비와 실제 시료의 편차가 30% 정도(EPA 등) 인 점을 감안한다면 본 실험이 큰 무리가 따르지 않은 실험임을 확인할 수 있었다.
- 17 범위였으며, 상대 표준편차는 10% 이하를 나타내었다. 이러한 실험 결과는 아크릴아마이드의 정성확인에 이 방법을 적용하여도 큰 무리가 따르지 않음을 확인할 수 있는 결과라 할 수 있다.
- 85분임을 확인하였다. 정량분석 을 위한 cone voltage를 결정하기 위하여 LC/MS에 주입하는 아크릴아마이드 표준물질 양을 2ng으로 고정한 후 cone voltage만 변화(10~50V)를 주어 실험한 결과 피크 강도는 22V에서 최대로 나타났으며, 22V 전후에서는 감소하다가 50V 이상에서는 trace 정도로 나타났다. 또한 이러한 차이를 질량 스펙트럼에서 확인하고자 동일한 조건 하에서 TIC 모드로 확인한 결과 SIR 모드 결과와 동일하게 나타나 아크릴아마이드 정량 분석 시 최적의 cone voltage는 22V임을 확인할 수 있었다.
- 48로 나타났다. 현재 일반적으로 통용되는 이론적인 비와 실제 시료의 편차가 30% 정도(EPA 등) 인 점을 감안한다면 본 실험이 큰 무리가 따르지 않은 실험임을 확인할 수 있었다. 그러나 저 농도(O.
후속연구
- 현재 일반적으로 통용되는 이론적인 비와 실제 시료의 편차가 30% 정도(EPA 등) 인 점을 감안한다면 본 실험이 큰 무리가 따르지 않은 실험임을 확인할 수 있었다. 그러나 저 농도(O.lng 이하)영역에서의 편차가 30%를 자주 상회하며, 또한 이기종을 사용한 이러한 정성확인 방법의 예가 적어 이에 대한 명확한 설정을 하려면 추가적인 연구가 필요한 것으로 사료되었다.
- 시료에 이를 적용 시 비교적 고농도 영역에서는 이러한 비가 상당히 일치하는 결과를 나타내었으나, 저농도(O.lng이호!음영역에서는 표준편차값 이 30%를 자주 상회하는 결과가 나타나며, 또한 이러한 기종을 사용한 정성확인 방법의 예가 적어 이에 대한 명확한 설정을 하려면 추가적인 연구가 필요한 것으로 사료되었다.
- 이러한 결과는 외국에서 조사된 자료들2,3,4,6)에 비하여 전반적으로 낮은 농도를 나타내고 있는데, Eden2 등이 연구한 결과와 국내 관련 기업 연구소에 따르면 아크릴아마이드 농도는 제품 원료, 생산온도(감자 를 원료로 사용 시 100°C 에서 146ppb, 220°C에서 5, 051ppb) 그리고 제조공정에 따라 큰 차이가 발생한다고 보고한 바 있어 이러한 원인에 기인된 결과일 가능성도 추정할 수 있었으며, 또한 감자튀김 같은 분석 시료는 상당 기간 냉동 보관 후에 분석을 하여 이러한 결과가 도출되었을 가능성도 있다. 이에 대한 보다 명확한 규명을 하기 위해서는 좀 더 많은 시료를 대상으로 한 추가적인 연구가 필요한 것으로 사료되었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.