내분비교란물질인 BPA는 식품의 포장용기나 젖병 등의 제조에 이용되며, 라이보플라빈 광산화에 의해 안정성이 감소하는 것으로 보고된 바 있다. 본 연구에서는 광산화 시 메틸렌블루, 로즈벵갈, 라이보플라빈, 또는 이산화티타늄 등의 감광제 종류에 따른 BPA안정성을 비교하였고, sodium azide($NaN_3$) 농도에 따른 BPA안정성을 확인하였다. BPA 농도는 라이보플라빈, 로즈벵갈, 메틸렌블루 순서로 유의적으로 감소하였지만(p<0.05), 이산화티타늄 첨가 시료와 대조구인 감광제 무첨가군의 BPA 농도는 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). BPA의 안정성은 메틸렌블루 농도 의존적으로 감소하였으며, $NaN_3$ 농도가 증가할수록 BPA 안정성은 증가하였다. 이는 메틸렌블루 광산화에 의한 BPA농도 감소에 일중항산소가 관여함을 의미한다.
내분비교란물질인 BPA는 식품의 포장용기나 젖병 등의 제조에 이용되며, 라이보플라빈 광산화에 의해 안정성이 감소하는 것으로 보고된 바 있다. 본 연구에서는 광산화 시 메틸렌블루, 로즈벵갈, 라이보플라빈, 또는 이산화티타늄 등의 감광제 종류에 따른 BPA안정성을 비교하였고, sodium azide($NaN_3$) 농도에 따른 BPA안정성을 확인하였다. BPA 농도는 라이보플라빈, 로즈벵갈, 메틸렌블루 순서로 유의적으로 감소하였지만(p<0.05), 이산화티타늄 첨가 시료와 대조구인 감광제 무첨가군의 BPA 농도는 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). BPA의 안정성은 메틸렌블루 농도 의존적으로 감소하였으며, $NaN_3$ 농도가 증가할수록 BPA 안정성은 증가하였다. 이는 메틸렌블루 광산화에 의한 BPA농도 감소에 일중항산소가 관여함을 의미한다.
Bisphenol A (BPA) is an endocrine disruptor frequently used in food containers, including epoxy resin and polycarbonates. BPA concentrations were monitored by high performance liquid chromatography (HPLC) under photosensitization of riboflavin (RF), methylene blue (MB), rose bengal (RB), or titanium...
Bisphenol A (BPA) is an endocrine disruptor frequently used in food containers, including epoxy resin and polycarbonates. BPA concentrations were monitored by high performance liquid chromatography (HPLC) under photosensitization of riboflavin (RF), methylene blue (MB), rose bengal (RB), or titanium dioxide ($TiO_2$) and the involvement of singlet oxygen was determined using sodium azide ($NaN_3$). The stability of BPA decreased significantly in the order of RF, RB, and MB photosensitization (p<0.05), while the concentration of BPA in samples with $TiO_2$ was not significantly different from that of control samples without photosensitizers under light (p>0.05). The stability of BPA decreased in an MB concentration-dependent manner and increased as the concentration of added $NaN_3$ increased, implying that singlet oxygen was involved in the photodegradation of BPA during MB photosensitization. The results of this study may help control the BPA content in foods or the environments using photosensitized oxidation and visible light irradiation.
Bisphenol A (BPA) is an endocrine disruptor frequently used in food containers, including epoxy resin and polycarbonates. BPA concentrations were monitored by high performance liquid chromatography (HPLC) under photosensitization of riboflavin (RF), methylene blue (MB), rose bengal (RB), or titanium dioxide ($TiO_2$) and the involvement of singlet oxygen was determined using sodium azide ($NaN_3$). The stability of BPA decreased significantly in the order of RF, RB, and MB photosensitization (p<0.05), while the concentration of BPA in samples with $TiO_2$ was not significantly different from that of control samples without photosensitizers under light (p>0.05). The stability of BPA decreased in an MB concentration-dependent manner and increased as the concentration of added $NaN_3$ increased, implying that singlet oxygen was involved in the photodegradation of BPA during MB photosensitization. The results of this study may help control the BPA content in foods or the environments using photosensitized oxidation and visible light irradiation.
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문제 정의
본 연구의 목적은 감광제인 라이보플라빈, 로즈벵갈, 메틸렌블루와 광촉매인 이산화티타늄을 활용하여 가시광선 조사 시 BPA안정성을 확인하고, 감광제 중 메틸렌블루의 농도 변화에 따른 BPA안정성 변화와 일중항산소 관여 여부를 확인하는 것이다.
제안 방법
10-mL 시료병에 BPA와 감광제 최종농도가 각각 53, 50 µM이 되도록 첨가하고 뚜껑이 개방된 상태의 시료병을 상온의 light box에서 0, 6, 12, 24, 48시간 동안 광산화 처리하였다.
BPA 53 µM과 메틸렌블루 50 µM, sodium azide 0, 25, 50, 100 µM을 각각 첨가하여 밀폐 상태로 light box에서 0, 12, 24, 48시간 동안 광산화 처리하였다.
BPA 분석 조건은 고정상으로 Waters Novapak C18 reverse-phase 컬럼(150 mm×3.9 mm i.d, 4 µ)과 Nova-pak C18 guard 컬럼을, 이동상으로 증류수와 ACN을 50:50의 비율로 혼합하여 0.5 mL/min 유속으로 사용하였다.
10-mL 시료병에 BPA와 감광제 최종농도가 각각 53, 50 µM이 되도록 첨가하고 뚜껑이 개방된 상태의 시료병을 상온의 light box에서 0, 6, 12, 24, 48시간 동안 광산화 처리하였다. BPA에 감광제를 첨가하지 않은 감광제 무첨가 시료를 대조구로 하였으며, 모든 실험은 3회 반복하였다. 광산화 후 BPA잔존량은 high performance liquid chromatography(HPLC)로 3반복하여 분석하였다.
BPA에 감광제를 첨가하지 않은 감광제 무첨가 시료를 대조구로 하였으며, 모든 실험은 3회 반복하였다. 광산화 후 BPA잔존량은 high performance liquid chromatography(HPLC)로 3반복하여 분석하였다.
내분비교란물질인 BPA는 식품의 포장용기나 젖병 등의 제조에 이용되며, 라이보플라빈 광산화에 의해 안정성이 감소하는 것으로 보고된 바 있다. 본 연구에서는 광산화 시 메틸렌블루, 로즈벵갈, 라이보플라빈, 또는 이산화티타늄 등의 감광제 종류에 따른 BPA안정성을 비교하였고, sodium azide(NaN3) 농도에 따른 BPA안정성을 확인하였다. BPA 농도는 라이보플라빈, 로즈벵갈, 메틸렌블루 순서로 유의적으로 감소하였지만(p<0.
최종농도 53 µM BPA에 메틸렌블루 최종농도가 각각 0, 10, 25, 50, 100 µM이 되도록 첨가하여 밀폐 상태로 상온의 light box에서 0, 12, 24, 48시간 동안 광산화 처리 후 BPA잔존량을 HPLC로 분석하였다.
HPLC는 Hitachi L-2000시리즈(Hitachi, Tokyo, Japan)-ultraviolet detector를 이용하였다. BPA 분석 조건은 고정상으로 Waters Novapak C18 reverse-phase 컬럼(150 mm×3.
광산화에 이용한 light box는 자체제작 하였으며 광원은 형광등을, 조도는 1,333 Lux를 사용하였다. 본 연구에 사용된 BPA, 라이보플라빈, 로즈벵갈, 메틸렌블루의 화학구조는 Fig. 1에 나타내었다.
Louis, Mo, USA)에서, 메틸렌블루는 대정화금(Siheung, Korea)사에서 구입하였다. 아세토나이트릴(Acetonitrile, ACN)은 J. T. Baker(Phillipsburg, NJ, USA)사의 HPLC급 시약을 사용하였다. 광산화에 이용한 light box는 자체제작 하였으며 광원은 형광등을, 조도는 1,333 Lux를 사용하였다.
데이터처리
BPA 농도의 유의성 검사는 SPSS(Chicago, IL, USA)의 분산분석 후 유의차가 있는 경우에는 다중비교법인 Duncan’s multiple range test를 이용하여 p<0.05 유의수준에서 비교하였다.
이론/모형
시료주입량은 20 µL, 컬럼 온도는 25℃, 검출부의 흡광도는 278 nm이었다. 크로마토그램의 BPA peak는 Ha등(12)의 방법에 따라 결정된 검량곡선을 활용하여 정량 분석하였다.
성능/효과
05). BPA의 안정성은 메틸렌블루 농도의존적으로 감소하였으며, NaN3 농도가 증가할수록 BPA 안정성은 증가하였다. 이는 메틸렌블루 광산화에 의한 BPA농도 감소에 일중항산소가 관여함을 의미한다.
Sodium azide 첨가 농도가 증가함에 따라 광산화에 의한 BPA의 안정성은 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
결론적으로 내분비교란물질의 일종인 BPA는 가시광선 조사 아래 감광제인 라이보플라빈, 로즈벵갈, 메틸렌블루 순으로 안정성이 감소하였으며, 메틸렌블루를 감광제로 활용한 결과, BPA의 광분해성은 감광제 농도 의존적으로 증가하였으며 광산화 제2경로에 의해 발생하는 일중항산소와 관련이 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 식품 및 환경에 잔존하는 내분비계 장애물질을 가시광선 조사 및 감광제 처리에 의해 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 기대된다.
빛의 조사와 감광제가 동시에 존재하는 경우에만 BPA의 안정성이 감소하였으며 이는 감광제 활용 광산화의 기존 연구와 일치하는 결과이다(12,25). 광산화에 의한 BPA안정성은 감광제의 종류에 따라 차이가 있었으며, 라이보플라빈, 로즈벵갈, 메틸렌블루의 순서로 BPA안정성이 감소되었다.
대조군은 초기 53 µM의 BPA 농도가 광산화 시간이 48시간 경과하였을 때 55 µM로 BPA잔존량이 유의적으로 증가하였다(p0.05).
메틸렌블루의 농도가 0, 10, 25, 50, 100 µM로 증가함에 따라 BPA 농도는 각각 55.4, 53.8, 53.1, 53.0, 52.2 µM에서 48시간 후 53.9, 31.6, 24.2, 18.6, 15.6 µM로 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
후속연구
이는 Ha 등(12)의 라이보플라빈 광산화에 의한 BPA 안정성 감소 메커니즘과 일치하는 결과이며, BPA안정성이 광산화 제2경로와 밀접한 관계가 있음을 알 수 있다. 다만, BPA의 소거에 감광제에 의한 제1경로가 관여함을 배제 할 수 없으며, 이에 대한 추가 연구가 필요하다.
결론적으로 내분비교란물질의 일종인 BPA는 가시광선 조사 아래 감광제인 라이보플라빈, 로즈벵갈, 메틸렌블루 순으로 안정성이 감소하였으며, 메틸렌블루를 감광제로 활용한 결과, BPA의 광분해성은 감광제 농도 의존적으로 증가하였으며 광산화 제2경로에 의해 발생하는 일중항산소와 관련이 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 식품 및 환경에 잔존하는 내분비계 장애물질을 가시광선 조사 및 감광제 처리에 의해 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Bisphenol A란 무엇인가?
Bisphenol A(BPA, 2,2-(4,4-dihydoxydiphenyl)propane)는 폴리카보네이트, 에폭시 수지 등 플라스틱 중합체의 단위체로서, 젖병, 전자레인지용기, 음료수 캔 등의 식품 저장용기 제조에 사용되는 물질로(1) 공기, 물, 토양, 식품 및 사람의 세포나 혈액에서도 미량 발견된다(2,3). BPA의 구조는 에스트로겐과 유사하며, 체내에서 정상적인 에스트로겐 작용을 방해하는 내분비교란물질로 작용한다.
광분해법은 무엇이 있는가?
식품이나 환경에서 BPA 함량 저감화를 위해 화학적방법 및 광분해법 등의 다양한 제거방법이 연구되고 있다(6-9). 광분해법으로는 이산화티타늄(titanium dioxide)과 같은 광촉매제(photocatalyst)와 자외선을 조사하는 방법(10)과 과산화수소와 Fe(II)이온, 자외선 조사를 통한 photon-Fenton 반응법 등이 대표적이다(8,11). 최근 Ha 등(12)은 라이보플라빈(riboflavin)이 감광제로 작용 시 가시광선 조사에 의해 BPA 농도가 모델시스템 및 차 음료에서 유의적으로 감소됨을 보고하였다.
Bisphenol A는 에스트로겐에 어떤 영향을 주는가?
Bisphenol A(BPA, 2,2-(4,4-dihydoxydiphenyl)propane)는 폴리카보네이트, 에폭시 수지 등 플라스틱 중합체의 단위체로서, 젖병, 전자레인지용기, 음료수 캔 등의 식품 저장용기 제조에 사용되는 물질로(1) 공기, 물, 토양, 식품 및 사람의 세포나 혈액에서도 미량 발견된다(2,3). BPA의 구조는 에스트로겐과 유사하며, 체내에서 정상적인 에스트로겐 작용을 방해하는 내분비교란물질로 작용한다. BPA는 에스트로겐이 관여하는 여러 반응에서 유전적, 비유전적인 독성을 유발시키며(1), 갑상선 호르몬 활성 저해(4) 및 발암 가능성 등도 보고되었다(5).
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