가스크로마토그래프-질량분석기를 사용한 타액과 뇨 시료 중 포름알데하이드의 분석법이 확립되었다. 타액 또는 뇨 시료 0.2 ml를 20 mL 유리시험관에 넣고 0.1 M HCl 1.8 ml와 내부표준물질인 20 mg/L acetone-$d_6$을 $20{\mu}l$ 그리고 2,000 mg/L 2,4-dinitrophenyl hydrazine을 0.1 mL첨가하여 진탕기로 실온에서 20분간 반응시켰다. 반응 후 toluene 4 mL를 넣어 추출하여 원심분리 후 toluene 층을 분리하고 완전 농축시킨 후 acetonitrile $100{\mu}l$로 재 용해시켜 가스크로마토그래프-질량분석기로 측정하였다. 이때 검출한계는 타액 중에서는 2.0 ng/mL 이었고 뇨 중에서는 0.5 ng/mL이었다. 검량선은 타액과 뇨 중에서 각각 0.997과 0.998로 좋은 직선성을 보였다. 이 방법은 포름알데하이드를 구강 노출시킨 쥐의 뇨 중에서 포름알데하이드를 검출하는데 사용하였으며 사람의 뇨나 타액에서 포름알데하이드를 검출하는 데에도 가치 있는 방법으로 사료된다.
가스크로마토그래프-질량분석기를 사용한 타액과 뇨 시료 중 포름알데하이드의 분석법이 확립되었다. 타액 또는 뇨 시료 0.2 ml를 20 mL 유리시험관에 넣고 0.1 M HCl 1.8 ml와 내부표준물질인 20 mg/L acetone-$d_6$을 $20{\mu}l$ 그리고 2,000 mg/L 2,4-dinitrophenyl hydrazine을 0.1 mL첨가하여 진탕기로 실온에서 20분간 반응시켰다. 반응 후 toluene 4 mL를 넣어 추출하여 원심분리 후 toluene 층을 분리하고 완전 농축시킨 후 acetonitrile $100{\mu}l$로 재 용해시켜 가스크로마토그래프-질량분석기로 측정하였다. 이때 검출한계는 타액 중에서는 2.0 ng/mL 이었고 뇨 중에서는 0.5 ng/mL이었다. 검량선은 타액과 뇨 중에서 각각 0.997과 0.998로 좋은 직선성을 보였다. 이 방법은 포름알데하이드를 구강 노출시킨 쥐의 뇨 중에서 포름알데하이드를 검출하는데 사용하였으며 사람의 뇨나 타액에서 포름알데하이드를 검출하는 데에도 가치 있는 방법으로 사료된다.
A gas chromatography-mass spectrometric method was developed for the determination of formaldehyde in urine and saliva. In a 20 mL glass tube, 0.2 mL of urine or saliva was taken. Further, 1.8 mL of 0.1 M HCl, 0.1 mL of 2,000 mg/L 2,4-dinitrophenyl hydrazine and $20{\mu}l$ of 500 mg/L ace...
A gas chromatography-mass spectrometric method was developed for the determination of formaldehyde in urine and saliva. In a 20 mL glass tube, 0.2 mL of urine or saliva was taken. Further, 1.8 mL of 0.1 M HCl, 0.1 mL of 2,000 mg/L 2,4-dinitrophenyl hydrazine and $20{\mu}l$ of 500 mg/L acetone-$d_6$ as internal standard were added in the tube and sealed tightly with cap. The solution was shaken for 20 min at room temperature and extracted using 4 mL of toluene. The extract was concentrated and redissolved with $100{\mu}l$ of acetonitrile, and then measured by gas chromatography-mass spectrometer (selected ion monitoring). The detection limit was 2.0 ng/mL and 0.5 ng/mL in saliva and urine, respectively. The calibration curves showed good linearity with r = 0.997 and 0.998 for saliva and urine, respectively. The method was used to analyze formaldehyde in rat urine after oral exposure. The developed method may be use ful to the monitoring for formaldehyde exposure in human.
A gas chromatography-mass spectrometric method was developed for the determination of formaldehyde in urine and saliva. In a 20 mL glass tube, 0.2 mL of urine or saliva was taken. Further, 1.8 mL of 0.1 M HCl, 0.1 mL of 2,000 mg/L 2,4-dinitrophenyl hydrazine and $20{\mu}l$ of 500 mg/L acetone-$d_6$ as internal standard were added in the tube and sealed tightly with cap. The solution was shaken for 20 min at room temperature and extracted using 4 mL of toluene. The extract was concentrated and redissolved with $100{\mu}l$ of acetonitrile, and then measured by gas chromatography-mass spectrometer (selected ion monitoring). The detection limit was 2.0 ng/mL and 0.5 ng/mL in saliva and urine, respectively. The calibration curves showed good linearity with r = 0.997 and 0.998 for saliva and urine, respectively. The method was used to analyze formaldehyde in rat urine after oral exposure. The developed method may be use ful to the monitoring for formaldehyde exposure in human.
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문제 정의
혈액 중에 포름알데하이드의 액체 크로마토그래프법,1 혈액 중에 포름알데하이드의 가스 크로마토그래프-질량분석법,2 뇨 중에 포름알데하이드의 액체 크로마토그래프법,3 타액 중에 포름알데하이드의 얇은막크로마토그래프법4이 알려져 있을 뿐이다. 본 연구에서는 포름알데하이드에 의한 노출정도를 쉽게 판단하기 위해 고통 없이 간단히 시료채취가 가능한 타액과 뇨 시료 중 포름알데하이드의 고감도 가스크로마토그래프-질량분석법을 제시하고자 한다.
제안 방법
Blank로 사용한 타액과 뇨 시료는 특별한 약을 투여한 경력이 없는 건강한 사람의 뇨와 타액을 받아 사용 하였고, 쥐의 뇨는 먹는 물에 포름알데히드로 일정 농도가 되게 조제 하고 투여한 후 채취하여 사용하였다.
대조군은 포름알데하이드를 투여하기 전에 각각 rat의 뇨를 얻어 사용하였으며, 투여군은 4마리의 rat를 2마리씩 나눠 포름알데하이드를 생수에 각각 200 ng/ mL (R-01, R-02) 및 500 ng/mL (R-03, R-04)로 오염시킨 음용수를 15일간 투여하였다. 실험 쥐는 1마리씩 metabolite-cage에서 사육하여 각각의 뇨를을 매일 일정한 시각에 받아서 사용 하였다.
동물실험 설계에 따라 포름알데하이드를 투여 전 (Fig. 3에서 0 day에 해당)에 비해 먹는물 중에 200과 500 μg/L의 농도로 투여 후 15일까지의 뇨 중 포름알데하이드를 분석하였다. 그 결과 Fig.
타액 및 뇨 5개의 시료에 0.5 와 0.8 mg/L의 농도로 각각 첨가한 후 시료 전처리를 거쳐 측정 값의 상대표준편차 (RSD)를 정밀도로, 측정값과 참값 사이의 차이를 정확도 (accuracy)로 나타내었을 때 그 결과 Table 2와 같았다. 측정값들은 각각의 매질에서 첨가한 양에 비해 타액에서는 37.
타액 및 뇨 시료와 포름알데하이드를 첨가한 시료를 개발된 방법에 의해 시료 처리한 후 얻은 GC-MS 크로 마토그램을 Fig. 1과 2에 도시하였다. Formaldehyde-DNPH 피크는 주변에 특별한 방해 피크 없이 대칭적인 모양을 보였다.
포름알데하이드를 시료에 작업농도로 첨가하여 이를 시료처리하는 방법과 동일하게 추출 및 측정한 후 피크면적을 포름알데히드의 농도 간 상관성으로 작성 하였다.
회수율은 시료 5개에 포름알데하이드를 1.0 mg/L가 되도록 첨가한 후 측정값을 사용하여 %회수율=100(Xs-Xu)/K을 구하였다. 여기에서 Xs=첨가된 시료의 측정값, Xu=첨가되지 않은 시료의 측정값, K=시료 중 첨가량이다.
대상 데이터
본 연구에 사용한 가스크로마토그래프-질량분석기는 Agilent 6890 gas chromatography(GC)와 Agilent 5973N MSD이었다. Data system으로는 HP GG1701AA MSD Chemstation을 이용하였다. Electron multiplier는 auto-tune 값보다 300 V 증가시켜 사용하였으며 dwell time은 100 msec로 조절하였으며 정량을 위해 특성이온(characteristic ion)만을 선택하여 분석하는 selected ion-monitoring (SIM) 방법을 이용하였다.
Female Sprague-Dawley rat 4마리를 다물과학(주)에서 공급받아 일주일 동안 온도와 습도를 각각 18℃, 30~70%를 유지하면서 물과 사료를 자유롭게 주며 적응시켰다.
본 연구에 사용된 모든 용매는 분석용 순수 시약을 사용하였으며 클로로포름 표준물질과 내부표준물질(ISTD)인 acetone-d6 그리고 2,4-dinitrophenyl hydrazine은 Aldrich(미국)사로부터 구입하여 사용하였다.
본 연구에 사용한 가스크로마토그래프-질량분석기는 Agilent 6890 gas chromatography(GC)와 Agilent 5973N MSD이었다. Data system으로는 HP GG1701AA MSD Chemstation을 이용하였다.
대조군은 포름알데하이드를 투여하기 전에 각각 rat의 뇨를 얻어 사용하였으며, 투여군은 4마리의 rat를 2마리씩 나눠 포름알데하이드를 생수에 각각 200 ng/ mL (R-01, R-02) 및 500 ng/mL (R-03, R-04)로 오염시킨 음용수를 15일간 투여하였다. 실험 쥐는 1마리씩 metabolite-cage에서 사육하여 각각의 뇨를을 매일 일정한 시각에 받아서 사용 하였다.
이론/모형
Data system으로는 HP GG1701AA MSD Chemstation을 이용하였다. Electron multiplier는 auto-tune 값보다 300 V 증가시켜 사용하였으며 dwell time은 100 msec로 조절하였으며 정량을 위해 특성이온(characteristic ion)만을 선택하여 분석하는 selected ion-monitoring (SIM) 방법을 이용하였다.
성능/효과
개발된 방법을 사용하여 쥐에 포름알데하이드를 일정농도로 노출시킨 후 쥐의 뇨를 분석한 결과 체내 포름알데하이드의 농도변화가 크게 없었다. 이는 포름알데하이드가 체내에서 신속하게 대사가 되기 때문이므로5 따라서 체액 중 포름알데하이드의 농도를 포름알데하이드 노출 지표물질로 활용하기는 어려운 것으로 판단된다.
3에서 0 day에 해당)에 비해 먹는물 중에 200과 500 μg/L의 농도로 투여 후 15일까지의 뇨 중 포름알데하이드를 분석하였다. 그 결과 Fig. 3과 같이 200μg/L로 투여한 실험군 (R-01, R-02)에서는 6일째까지 2배로 증가하다가 감소 및 증가하는 등 불규칙적인 변화를 보였다. 500 μg/L로 투여한 실험군(R-03, R-04)에서도 포름알데하이드를 투여하기 전과 큰 차이가 없거나 오히려 감소하는 경향을 보였다.
위의 결과로부터 쥐의 경우 포름알데하이드 노출 후 체내 포름알데하이드의 농도변화가 크게 없으며 따라서 뇨 중 포름알데하이드의 농도로 포름알데하이드 노출 지표물질로 활용하기는 어려운 것으로 판단된다.
포름알데하이드를 시료 중에 0, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0 및 4.0 mg/L의 농도와 내부표준물질 acetone-d6을 2.0 mg/L이 되도록 첨가한 다음 검량선을 작성한 결과 타액과 뇨에서 각각 0.9968 및 0.9980의 correlation coefficient 값을 나타내었다.
참고문헌 (5)
W. Luo, H. Li, Y. Zhang and C. Y. W. Ang, J. Chromatogr. B, 753, 253-257 (2001)
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