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문제 정의
- 본 연구에서는 국내 박물관, 자료관 등에서 유물모관상 지로 쓰이고 있는 오동나무상자의 항균력과 상자에서 휘 발되는 유기물질을 일탈착시스템 (Thermal desorption system) 및 가스크로마토그래피/질량분석법(Gas chro- matography/Mass spectiometiy, GO/MS)을 통해 문화 재 보존용싱자로서의 역할을 생물 . 화학적으로 해석하고 자 하였다 또한 정유를 적용한 천연 살생물제 처리 시 싱자 내부의 미생물수와 휘발성 유기물질의 적정농도 규 명을 통하여 문화재 모존용 살충 .
- 화학적으로 해석하고 자 하였다 또한 정유를 적용한 천연 살생물제 처리 시 싱자 내부의 미생물수와 휘발성 유기물질의 적정농도 규 명을 통하여 문화재 모존용 살충 . 살균제로서의 적절성 여부를 고찰하고자 한다.
- 또한 공기의 흐름을 치단하기 위해 비닐로 밀폐하여 24 시간 후에 무 균상자 내에서 오동나무 상자를 열어 약제를 빼고 10분간 뚜껑을 딛고 방치 한 후 상자내부공기 35C 를 포집 하였다(Figuie 2). 아는 천연 살생물제 B제품으로 인한 오동나무싱자 내부의 공기를 포집 하여 부유미생물 분포에 있어서 변이 여부를 확인하기 위함이었으며. 이 배지들 역시 25℃ 저온배양기에서 3일간 배양 후 각 배지를 비 교함으로써 항균력을 실험하였다.
제안 방법
- 천연 살생물제 B제품에서 휘발되는 유기물은 오동나 무상자 안에 젤 형태의 천연 살생물제를 넣고 1시간 동안 포화시킨 후 싱자 내부의 공기를 포집하였다. 대조군으로 실험실 내부의 공기를 포집하여 실험실 내부의 휘발성 유 기물의 간삽을 배제하였다. 공기 포집은 샘플링 펌프 (Sibata MP- 273 0, Japan)를 이용하여 열탈착튜브 (Geistel Tffiax TA Thermal desorption tube stainless steel type, Geratd, USA)에 흡착시켰다.
- Pre-filled media cassettes, Millipore, USA)< 장착한 공기포집기 (M Air T re Air Tester, Millipore, U&X)를 넣고 공기 중의 부유미생물을 35C 씩 포집하였다. 대조군은 깉은 방법으로 실외(음지 공기 356 를 포집하였으며, 2 5℃ 저온배양기에서 3 일간 배양한 후 배지 내의 집락수에 기초하여 개체수를 비교함 으로써 항균력을 실험하였다. 각각의 실험은 5회 반복하 여 실시하였고, 공기포집 시 온도는 26.
- 천연 살생물제 제품 B I, Ⅱ의 항균력을 실험하기 위해 서 실외에서 오동나무싱자 내부의 공기 35J2 를 포집하였 고, 밀폐된 오동나무상자에 각각의 제품을 넣어 내부공기 를 즉시 포집하여 대조군으로 사용하였다. 또한 공기의 흐름을 치단하기 위해 비닐로 밀폐하여 24 시간 후에 무 균상자 내에서 오동나무 상자를 열어 약제를 빼고 10분간 뚜껑을 딛고 방치 한 후 상자내부공기 35C 를 포집 하였다(Figuie 2). 아는 천연 살생물제 B제품으로 인한 오동나무싱자 내부의 공기를 포집 하여 부유미생물 분포에 있어서 변이 여부를 확인하기 위함이었으며.
- 천연 살생물제 R재품에서 방출되는 휘발성 유기물질 분석은 1시간 동안 오동나무상자 안에 B I 또는 ]!를 넣 았을 때 방출되는 유효성분 중 eugenol과 anethole을 표 준으로 분석하였다. 분석결과 anethole이 TWCsftotal volatile organic compounds) 중 가장 큰 바율을차지하 고 있었다.
- 포집된 공기질은 열탈착시스템(Thermal desorption system)및 가스크로마토그래피/질량분석법(Gas diro- matography/Mass spectrometiy, GC/MS)을 통하여 분 석하였다. 열탈착튜브에 흡착된 시료는 TDS 3(Gerstel, USA와 CIS 4(Geretel, U&0에 의하여 탈착되었으며, GC/MSD(AgileⅡt 6890N/5973 inert, USA)를 이용하 여 전체 이온크로마토그램 법(Total ion chromatogram, TIC)으로 시료의 성분을분석하였다. 각 피크의 정성분석 은 Wley7 library 와의 비교를 통하여 이루어졌다.
- 오동나무 상자가 방출하는 휘발성 물질을 측정하기 위 하여 오동나무 상자의 뚜껑을 열고 실험실 내부 공기와 평형을 이루도록 방치해두었다. 뚜껑을 닫고 밀폐용 비닐 주머니에 넣은 지 10분 후 상자 내부의 공기를 포집하였다.
- 오동나무상자 내부에 Trypto soy agar 네]지 (TSA,M.Air.T. Pre-filled media cassettes, Millipore, USA)< 장착한 공기포집기 (M Air T re Air Tester, Millipore, U&X)를 넣고 공기 중의 부유미생물을 35C 씩 포집하였다. 대조군은 깉은 방법으로 실외(음지 공기 356 를 포집하였으며, 2 5℃ 저온배양기에서 3 일간 배양한 후 배지 내의 집락수에 기초하여 개체수를 비교함 으로써 항균력을 실험하였다.
- 아는 천연 살생물제 B제품으로 인한 오동나무싱자 내부의 공기를 포집 하여 부유미생물 분포에 있어서 변이 여부를 확인하기 위함이었으며. 이 배지들 역시 25℃ 저온배양기에서 3일간 배양 후 각 배지를 비 교함으로써 항균력을 실험하였다.
- 본 연구에서는 국내 박물관, 자료관 등에서 유물모관상 지로 쓰이고 있는 오동나무상자의 항균력과 상자에서 휘 발되는 유기물질을 일탈착시스템 (Thermal desorption system) 및 가스크로마토그래피/질량분석법(Gas chro- matography/Mass spectiometiy, GO/MS)을 통해 문화 재 보존용싱자로서의 역할을 생물 . 화학적으로 해석하고 자 하였다 또한 정유를 적용한 천연 살생물제 처리 시 싱자 내부의 미생물수와 휘발성 유기물질의 적정농도 규 명을 통하여 문화재 모존용 살충 . 살균제로서의 적절성 여부를 고찰하고자 한다.
대상 데이터
- 본 실험 에 사웅-한 유물보관상자는 제작된 지 3년이 경 과되어 고서적 표관에 사용된 것으로 규격이 #)인 오동나무상자이며, 부재 간 접합부위의 벌어진 틈은 종이테이프로 밀폐시켜 사용 하였다.
- 항균력 및 VOC 측정을 위한 약품으로는 현재 문화재용 살충 . 살충제로 시판되고 있는 H사의 젤 형태 천연 살생 물제 2종류각 301ml를 B I, BU로 명명하여 실험에 사 용하였으며, 이 약품은 제조회사로부터 제공받았다 (Figure 1). BI, B Ⅱ의 구싱성분은TaMe 1과 같다
- Figure 5A). 오동나무 상자 에서 흡착된 VOCs 중 총 21 종이 분석되었으며 TVOCs 대비 10% 아상 차지하는 물질로는 hexandRT. 5.
- 천연 살생물제 제품 B I, Ⅱ의 항균력을 실험하기 위해 서 실외에서 오동나무싱자 내부의 공기 35J2 를 포집하였 고, 밀폐된 오동나무상자에 각각의 제품을 넣어 내부공기 를 즉시 포집하여 대조군으로 사용하였다. 또한 공기의 흐름을 치단하기 위해 비닐로 밀폐하여 24 시간 후에 무 균상자 내에서 오동나무 상자를 열어 약제를 빼고 10분간 뚜껑을 딛고 방치 한 후 상자내부공기 35C 를 포집 하였다(Figuie 2).
데이터처리
- 열탈착튜브에 흡착된 시료는 TDS 3(Gerstel, USA와 CIS 4(Geretel, U&0에 의하여 탈착되었으며, GC/MSD(AgileⅡt 6890N/5973 inert, USA)를 이용하 여 전체 이온크로마토그램 법(Total ion chromatogram, TIC)으로 시료의 성분을분석하였다. 각 피크의 정성분석 은 Wley7 library 와의 비교를 통하여 이루어졌다. 각각 의 TES 3 .
이론/모형
- 포집된 공기질은 열탈착시스템(Thermal desorption system)및 가스크로마토그래피/질량분석법(Gas diro- matography/Mass spectrometiy, GC/MS)을 통하여 분 석하였다. 열탈착튜브에 흡착된 시료는 TDS 3(Gerstel, USA와 CIS 4(Geretel, U&0에 의하여 탈착되었으며, GC/MSD(AgileⅡt 6890N/5973 inert, USA)를 이용하 여 전체 이온크로마토그램 법(Total ion chromatogram, TIC)으로 시료의 성분을분석하였다.
성능/효과
- 살균제로 사용되고 있는 천연 살생물제 재품 B I , Ⅱ의 항균성을 실험 한 결과, 밀폐된 상자 내부에 재품 B I, Ⅱ를 넣은 즉시 포집한 부유미생물의 개체 수에 있어서는 실외나 오동나 무상자 내부와 비교하였을 때 뚜렷한 경향의 차이는 잆는 것으로 나타나 약품 투여 후 초기에 항균성 발휘의 효과 는 기대하기 힘든 것으로 보인다. 그러나상자 내부에 각 각의 B I, Ⅱ을 넣고 24 시간동안 밀폐시킨 후 포집한 미 생물의 개체 수는 다른 처리군에서 포집한 미생물의 개체 수에 비해 두 종류의 B제품 모두 90%이상 감소율을 나 타냄으로써 항균력이 매우 뛰어난 것을 알수 있었다
- 실외와 밀폐시킨 오동나무싱자 내부에서 포집한 공기 를 TSA. 배지에 3일간 배양시킨 결과는 다음과 같으며 (Figure 3, 4), 천연 살생물제 B T 의 실험을 우|한 대조군 인 실외에서 포집한 부유미생물Figig 3 A)과 오동나무 상자 내부에서 포집한 부유미생물(FigtHB 3B)의 개체수 는 평균 14 .82% 감소한 것으로 나타났으나(TaMe 5) B Ⅱ의 실험을 우'I한 대조군인 실외에서 포집한 부유미생물 군(Figure 4A)과 오동나무상자 내부에서 포집한 부유미 생물군(Figure 4B)에 있어서는 평균 85 .23% 증가한 젓 으로니타났다.
- 천연 살생물제 R재품에서 방출되는 휘발성 유기물질 분석은 1시간 동안 오동나무상자 안에 B I 또는 ]!를 넣 았을 때 방출되는 유효성분 중 eugenol과 anethole을 표 준으로 분석하였다. 분석결과 anethole이 TWCsftotal volatile organic compounds) 중 가장 큰 바율을차지하 고 있었다. B I을 분석한 결과 #를 차지하고 있었지만, eugenol은 전체의1.
- 924분이 있었 다(Table 10, Figure 5D). BI의 재료에서 빙향 성분을 제외한 결과 10~2。분에서 휘발성 물질이 거의 검출되 지 않는 것을 확인할수 있었다. 반면에 25분 이후에 긴 사슬을 가진 포화 탄화수소와불포화 탄화수소 등이 추가 적으로 거출되었다.
- 천연물질에서 추출하여 문화재 보존용 살충 . 살균제로 사용되고 있는 천연 살생물제 재품 B I , Ⅱ의 항균성을 실험 한 결과, 밀폐된 상자 내부에 재품 B I, Ⅱ를 넣은 즉시 포집한 부유미생물의 개체 수에 있어서는 실외나 오동나 무상자 내부와 비교하였을 때 뚜렷한 경향의 차이는 잆는 것으로 나타나 약품 투여 후 초기에 항균성 발휘의 효과 는 기대하기 힘든 것으로 보인다. 그러나상자 내부에 각 각의 B I, Ⅱ을 넣고 24 시간동안 밀폐시킨 후 포집한 미 생물의 개체 수는 다른 처리군에서 포집한 미생물의 개체 수에 비해 두 종류의 B제품 모두 90%이상 감소율을 나 타냄으로써 항균력이 매우 뛰어난 것을 알수 있었다
- 가장 뚜렷한 차이를 나타낸 것은 오동나무상자 내부에 B I을 24시간 방치한후 포집된 공기(Figine 3D)이다. 실 외 (Figi典 3 A에서 포집된 미생물의 개체수와 비교하였 을 때는 95.53%의 감소율을 보였고, 오동나무상자 내부 (Figure 3B)에서 포집된 미생물의 개체수와 비교하였을 때는 99.95%의 감소율을 보였으며, BI을 넣은 직후 (Figure 30 포집한 공기와 비교를 하였을 때에도 부유미 생물이 94.52% 감소한것을 확인 할수 있었디(Table 5).
- 실험실 공기 질의 VQCs와 오동나무상자 내 VOCs를 비 교했을 때 오동나무상자에서는 특징적으로 limonene (R.T. 18.2 58분이 방출돠는 것으로확인되었다.
- 실험실 공기중의 VOCs와 오동나무 상자에서 방출되는 VOCs의 간섭을 배제했을 때, 다수의 메틸기로 치환된 C6-C2 0의 포화 알카인류가 거출되는 것을 확인하였다. 특징적인 물질로 butanoic acidlR.
- 실험실 내부 공기질 분석 결과와 비교했을 때 유물보관 상자 내 VOCs에서 limonene과 naphthalene이 각각9.0 8, 14, 90 %로 검출되는 것을 확인하였다. Tri terpenoid계통의 limonene( 1, 8 -mentadiene)^- 방 충 .
- 밀폐된 상자 내에서 천연 살생물제 B T 의 항균력에 대 한 결과는 다음과 깉다. 오동나무상자 내부에 B I을 넣은 즉시 포집한 공기(Figiro 3C)는 실외에서 포집된 공기 (Figure 3A)와 비교하였을 때 미생물의 개체수가 1 8.35% 감소하였고, 오동나무상자 내부에서 포집한 공 기(FigⅡm 3B)와 비교하였을 때는 4.14% 감소하였다. 가장 뚜렷한 차이를 나타낸 것은 오동나무상자 내부에 B I을 24시간 방치한후 포집된 공기(Figine 3D)이다.
- 밀폐된상자 내에서 천연 살생물제 BIT의 항균력에 대 한 결과는 다음과 깉다. 오동나무상자 내부에 B U 를 넣은 즉시 포집한 공기(Figum 4C)는 실외에서 포집된 공기 (Figure 4A)와 비교하였을 때 미생물의 개체수가14.77%로 다소 증가하였으나, 오동나무상자 내부에서포집한 공기(Figiue 4B)와 비교하였을 때는 38 .04% 감 소하였다. B I 과 마찬가지로 가장 뚜렷한 차이를 나타낸 것은 오동나무상자 내부에 BⅡ를 24 시간 방치한 후 포집 된 공기(Figiue 4D)이다.
- 오동나무상자 자체에서 발산된 휘발성 물질에 의한 항 균력 여부를 일아보기 위하여 싱자 내에서 공기 중 부유 미생물 포집 실험을 실시한 결과, 실외에서 포집한 배지 의 집락수대비 개체수가 14.82% 감소하였으나 아는 오 동나무상자의 자체적인 항균활성이라기 보다는 와부 공기 의 유입이 치단됨으로써 발생된 감소율로 생각되어진다. 천연물질에서 추출하여 문화재 보존용 살충 .
- 천연 살생물제 B1I에서 방출되는 공기질의 분석 결과 총 22종의 VOCs가 검출되었으며 TVOCs 대비 10% 이 상 차지하는 물질로는 anethole(R.T. 24.924분이 있었 다(Table 10, Figure 5D). BI의 재료에서 빙향 성분을 제외한 결과 10~2。분에서 휘발성 물질이 거의 검출되 지 않는 것을 확인할수 있었다.
후속연구
- 선유 유물보관에 사 용되어져 온 오동나무상자의 생리활싱 특성을 휘발싱 유 기화합물을 측정하기 와한 최신 방식 인 열탈착시스템 및 가스크로마토그래피 /질량분식 법을 사용하여 확인하였고, 향후 문화재 보관을 위해 사용되는 목재, 섬유 등 재질에 서 발생된 휘발성 물질의 활성물질 탄색 및 안정성 평가 를 위한 빠르고 효율적인 방법으로 기대된다. 또한 유물 보관함을 이용한 지류, 선유류 유기 질 문화재의 보존관리 에 있어서 생물피해 방제를 위한 천연 살생물제의 적용 및 활용 가능상을 확인할 수 있었다.
- Tri terpenoid계통의 limonene( 1, 8 -mentadiene)^- 방 충 . 방균 작용을 하는 물질로 알려져 있지만 오동나무 (Paulownia tomentosa) 추출물이나 VOCs에서 검출된 보고가 없기 때문에 오동나무 추출물에 대한 연구가 더 이루어져야 한다. 그리고 상자 내 공기질에서 najtitha- lenW] 많은 부분을 차지하고 있는 것으로 바추어 봤을 때, 실험 이전에 유물보관 상자에서 보관한 유물 또는 보 존제에 의한 간섭현상으로 해석할수도 있다.
- 이상의 결과로 잔통적으로 지류 . 선유 유물보관에 사 용되어져 온 오동나무상자의 생리활싱 특성을 휘발싱 유 기화합물을 측정하기 와한 최신 방식 인 열탈착시스템 및 가스크로마토그래피 /질량분식 법을 사용하여 확인하였고, 향후 문화재 보관을 위해 사용되는 목재, 섬유 등 재질에 서 발생된 휘발성 물질의 활성물질 탄색 및 안정성 평가 를 위한 빠르고 효율적인 방법으로 기대된다. 또한 유물 보관함을 이용한 지류, 선유류 유기 질 문화재의 보존관리 에 있어서 생물피해 방제를 위한 천연 살생물제의 적용 및 활용 가능상을 확인할 수 있었다.
- 공기 오염물질이 문화재 재질에 미치는 영향은 손상을 발생시키는 오염원의 조질도 중요하지만 최저 허용한계 농도에 띠른 손상여부를 평가하는 것도 중요히다. 현재의 측정 농도 결과는 고농도로 장기간으로 노출되었을 때 우 려되는 안료 등 색상변화에는 크게 영향을 주지 않을 것 으로 기대되지만 처리 농도에 따른 안료 및 염색되어진 유물에 대한 안정상을 검증하기 위한 연구를 현재 실시 중에 있으며 그 결과를 향후 보고할 계획 이다.
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