[논문]GC-ECD/MS를 이용한 농산물 중 Bifenox, Ethalfluralin, Metolachlor, Oxyfluorfen, Pretilachlor, Thenylchlor 및 Trifluralin의 동시 분석

안경근; 김기쁨; 황영선; 강인규; 이영득; 정명근

doi:10.5338/kjea.2018.37.2.12

GC-ECD/MS를 이용한 농산물 중 Bifenox, Ethalfluralin, Metolachlor, Oxyfluorfen, Pretilachlor, Thenylchlor 및 Trifluralin의 동시 분석
Simultaneous Pesticide Analysis Method for Bifenox, Ethalfluralin, Metolachlor, Oxyfluorfen, Pretilachlor, Thenylchlor and Trifluralin Residues in Agricultural Commodities Using GC-ECD/MS 원문보기

한국환경농학회지 = Korean journal of environmental agriculture, v.37 no.2, 2018년, pp.104 - 116

안경근 (강원대학교 보건과학대학 생약자원개발학과) , 김기쁨 (강원대학교 보건과학대학 생약자원개발학과) , 황영선 (텍사스주립대학교 생물학과) , 강인규 (경북대학교 농업생명과학대학 원예과학과) , 이영득 (대구대학교 과학생명융합대학 생명환경학부) , 정명근 (강원대학교 보건과학대학 생약자원개발학과)

초록
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본 연구는 GC-ECD/MS 분석법을 이용하여 농산물 시료 중 dinitroaniline계 제초제 ethalfluralin 및 trifluralin, chloroacetamide계 제초제 metolachlor, pretilachlor 및 thenylchlor와 diphenyl ether계 제초제 bifenox 및 oxfluorfen의 계역별 동시 분석법을 확립하였다. 농산물 시료에 acetone을 가하여 추출된 대상농약 7종의 잔류분은 n-hexane/dichloromethane(80/20, v/v)을 이용한 분배와 Florisil 흡착 크로마토그래피법으로 정제하여 분석대상 시료로 하였다. DB-1 capillary column을 이용한 GC-ECD 분석 시 불순물의 간섭은 없었으며, 사과, 고추, 배추, 현미 및 콩을 포함한 5종의 대표 농산물 중 대상농약 7종의 정량한계(LOQ)는 bifenox 0.02, ethalfluralin 0.004, metolachlor 0.008, oxyfluorfen 0.002, pretilachlor 0.008, thenylchlor 0.006 및 trifluralin 0.004 mg/kg이었다. 5종의 대표 농산물에 대한 대상농약 전체의 회수율은 75.7~114.8%였으며, 농산물 시료 및 처리수준에 관계없이 10% 미만의 분석오차를 나타내어 잔류분석기준 이내를 만족하였다. 본 연구에서 확립된 7종의 제초제 성분인 bifenox, ethalfluralin, metolachlor, oxyfluorfen, pretilachlor, thenylchlor 및 trifluralin의 계열별 동시 분석법은 검출한계, 회수율 및 분석오차 면에서 국제적 분석기준을 만족할 뿐만 아니라, GC/MS SIM을 이용한 잔류분의 재확인 과정의 결과를 종합해 볼 때 분석과정의 편리성 및 신뢰성이 확보된 계열별 동시 분석법으로 사용이 가능할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

BACKGROUND: This experiment was conducted to establish a simultaneous analysis method for 7 kinds of herbicides in 3 different classes having similar physicochemical property as diphenyl ether(bifenox and oxyfluorfen), dinitroaniline (ethalfluralin and trifluralin), and chloroacetamide (metolachlor, pretilachlor, and thenylchlor) in crops using GC-ECD/MS. METHODS AND RESULTS: All the 7 pesticide residues were extracted with acetone from representative samples of five raw products which comprised apple, green pepper, Kimchi cabbage, hulled rice and soybean. The extract was diluted with saline water and directly partitioned into n-hexane/dichloromethane(80/20, v/v) to remove polar co-extractives in the aqueous phase. For the hulled rice and soybean samples, n-hexane/acetonitrile partition was additionally employed to remove non-polar lipids. The extract was finally purified by optimized Florisil column chromatography. The analytes were separated and quantitated by GLC with ECD using a DB-1 capillary column. Accuracy and precision of the proposed method was validated by the recovery experiment on every crop samples fortified with bifenox, ethalfluralin, metolachlor, oxyfluorfen, pretilachlor, thenylchlor, and trifluralin at 3 concentration levels per crop in each triplication. CONCLUSION: Mean recoveries of the 7 pesticide residues ranged from 75.7 to 114.8% in five representative agricultural commodities. The coefficients of variation were all less than 10%, irrespective of sample types and fortification levels. Limit of quantitation (LOQ) of the analytes were 0.004 (etahlfluralin and trifluralin), 0.008 (metolachlor and pretilachlor), 0.006 (thenylchlor), 0.002 (oxyfluorfen), and 0.02 (bifenox) mg/kg as verified by the recovery experiment. A confirmatory technique using GC/MS with selected-ion monitoring was also provided to clearly identify the suspected residues. Therefore, this analytical method was reproducible and sensitive enough to determine the residues of bifenox, ethalfluralin, metolachlor, oxyfluorfen, pretilachlor, thenylchlor, and trifluralin in agricultural commodities.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 물리화학적 특성이 유사한 dinitroaniline계 제초제인 ethalfluralin 및 trifluralin 성분, chloroacetamide계 제초제인 metolachlor, pretilachlor및 thenylchlor 성분과 diphenyl ether계 제초제인 bifenox 및 oxyfluorfen을 포함하는 7종의 대상 농약에 대해 잔류 유무를 판단하는 monitoring의 수준에 그치지 않고, 정확성 및 정밀성이 확보된 계열별 동시 정량 분석법을 개발하고자 하였으며, 시료 조제를 비롯한 모든 과정의 통합을 통해 편이성이 확보된 새로운 계열별 동시 정량분석법을 확립하여 국내잔류농약 검사의 기초 자료를 제공하고자 하였다.
본 연구는 국내 식품공전에 수록되어 있는 다종농약다성분 분석법 제1법(4.1.2.1) 및 제2법(4.1.2.2)에 수록된 제초제성분 중 일상분석 시 다성분 분석의 특성 상 분리능이 열등하고, 분석 재현성이 불량하거나 분석 검출기의 최적화가 미비하다고 판단되어지는 dinitroaniline계 제초제 ethalfluralin 및 trifluralin 성분, chloroacetamide계 제초제인 metolachlor, pretilachlor 및 thenylchlor 성분과 diphenyl ether계 제초제 bifenox 및 oxyfluorfen을 포함하는 물리화학적 특성이 유사한 제초제 성분 7종에 대한 동시 분석법을 확립하고자 하였다(Fig. 1).
본 연구에서 확립한 대상농약 7종 잔류분석법의 효율 및 신뢰성을 검증하기 위하여 실제 농산물 시료에 대한 회수율 시험을 수행하였다. 즉, 마쇄한 각 대표 무농약 농산물 시료25 g에 정량한계(LOQ), 정량한계의 10배 및 50배가 되도록 대상농약 7종의 표준용액을 각각 3반복으로 처리한 다음 상기 분석과정을 수행하여 회수율과 분석오차를 측정하였다.

가설 설정

1) 10 g of activated Florisil (60 - 100 mesh) was dry packed.

제안 방법

분석 대상성분인 bifenox, ethalfluralin, metolachlor, oxyfluorfen, pretilachlor, thenylchlor 및 trifluralin 성분은 분자구조 내에 할로겐 화합물 혹은 카보닐기를 함유하고 있어 GC-ECD (Gas chromatography-electron capturedetector)를 이용한 고감도 분석이 가능하다. ECD를 장착한 GC는 Agilent (USA) 6890을 이용하였고, 내경이 0.53mm인 capillary column을 사용하여 분석하였다. 잔류분의 재확인을 위한 GC/MS 분석에는 Agilent (USA) 6890/5975 GC/MSD를 사용하였으며, 각각의 자세한 분석조건은Table 1과 Table 2에 나타내었다.
GC-ECD를 이용한 7종 제초제 성분의 최적 분석용column을 선정하기 위하여 column 극성별로 분리양상을 조사하였다. Column에 충전된 phenylsiloxane/methylsiloxane함량별로 극성을 달리하여 분리능을 조사한 결과, methylsiloxane이 50% 함유된 극성계열의 DB-17 capillary column에서는 oven 온도를 비롯한 GC-ECD의 모든 분석인자를 변화시켜도 대상농약 중 ethalfluralin과 trifluralin이 분리되지 않는 양상을 나타내었다.
본 연구에서 검토된 7종 제초제 분석법의 신뢰성을 확보하기 위하여 GC/MS에 의한 재확인 과정을 추가하였다. Narrow bore capillary column을 사용하고 대상 7종 제초제 성분을 완전히 분리할 수 있는 GC/MS 조건에서 표준용액을 주입하여 Fig. 4와 같이 GC/MS의 TIC(total-ionchromatogram)를 얻었다.
Table 5에 나타낸 바와 같이 미리 n-hexane으로 포화시킨 acetonitrile로 2회 분배하였을 때 대상농약 7종은89.8~101.4% 수준으로 회수가 가능하였으며, n-hexane으로포화시킨 acetonitrile로 3회 분배하였을 때의 회수율은88.0~102.9%로 조사되어 분배횟수를 늘려도 회수율이 향상되지 않았으므로 작업의 편의성 및 신속성을 고려하여 유지 및 비극성 간섭물질의 제거를 위한 n-hexane/acetonitrile분배법은 2회 분배를 실시하는 분배조건Ⅰ로 설정하였다. 한편, 유지함량이 0.
5, v/v/v)을 용출시켜 oxyfluorfen 및 bifenox를 회수하고, 계속하여dichloromethane/n-hexane/acetonitrile 혼합용액(50/46/4, v/v/v)을 용출시켜 metolachlor, pretilachlor 및 thenylchlor를 회수하였다. 각각의 성분들이 용출된 분획들은 40℃에서 감압 농축, 건고하고 잔류물을 n-hexane 10mL에 재용해하여 GC-ECD로 분석하였다.
농산물에 함유된 7종 제초제 성분의 분석 시 상기 액-액분배과정을 통해 상당량의 불순물 및 비극성 간섭물질들이 제거되었을 것으로 판단되나, 농산물에 따라 시료로부터 유래되는 다양한 기타 불순물 및 색소가 여전히 존재하므로, 추가적인 정제과정이 필요할 것으로 판단되어 흡착크로마토그래피에 의한 정제법을 검토하였다.
대상농약인 7종의 제초제 bifenox, ethalfluralin, metolachlor, oxyfluorfen, pretilachlor, thenylchlor 및 trifluralin의 stock solution을 희석하여 성분별로 0.005∼0.5 mg/L의농도가 되도록 농도별 혼합 표준용액을 조제하고, 각 1 μL씩GC-ECD에 주입하여 분석된 peak의 면적을 기준으로 표준검량선을 작성하였다.
본 연구는 GC-ECD/MS 분석법을 이용하여 농산물 시료중 dinitroaniline계 제초제 ethalfluralin 및 trifluralin,chloroacetamide계 제초제 metolachlor, pretilachlor 및thenylchlor와 diphenyl ether계 제초제 bifenox 및 oxfluorfen의 계역별 동시 분석법을 확립하였다. 농산물 시료에 acetone을 가하여 추출된 대상농약 7종의 잔류분은n-hexane/dichloromethane(80/20, v/v)을 이용한 분배와 Florisil 흡착 크로마토그래피법으로 정제하여 분석대상 시료로 하였다.
본 연구에서 검토된 7종 제초제 분석법의 신뢰성을 확보하기 위하여 GC/MS에 의한 재확인 과정을 추가하였다. Narrow bore capillary column을 사용하고 대상 7종 제초제 성분을 완전히 분리할 수 있는 GC/MS 조건에서 표준용액을 주입하여 Fig.
분석법의 정량한계(Limit of quantitation; LOQ)는 무농약 농산물 시료에서 간섭물질이 존재하지 않음을 확인한 후, 분석기기의 정량한계와 시료량 및 분석과정 중의 농축배율을 계산하여 아래의 계산식에 의해 산출하였으며(Ahn et al.,2014), 동일 수준으로 대상농약 7종을 처리한 회수율 시험으로 검토하였다.
액-액 분배법의 분배 용매로는 n-hexane, 2종의 n-hexane/dichloromethane 혼합액, dichloromethane 등 4종을 공시(Lee et al., 2011), 대상 성분들의 분배효율을 조사하였다(Table 4). 액-액 분배조건에 따른 분배효율을 조사한 결과 n-hexane 용액 100 mL로 분획하였을 때 대상농약 7종의 회수율은 85.
흡착크로마토그래피는 잔류농약 분석 시 가장 많이 이용하는 정제 방법으로, 흡착제로는 silica gel, Florisil 및 alumina 등이 많이 사용된다. 이 중 Florisil은 색소와 지방의 제거가 뛰어나 미국의 FDA(1999)나 AOAC(2000) 등에서 가장 많이 사용하는 방법으로, 본 연구에서도 Florisil을 흡착제로 선정 하였으며, 용매의 극성 조절을 위해 n-hexane/dichloromethane 및 dichloromethane/n-hexane/acetonitrile혼합용액의 용매체계를 사용하여 흡착크로마토그래피 조건을 최적화 하였다(Table 6).
53mm인 capillary column을 사용하여 분석하였다. 잔류분의 재확인을 위한 GC/MS 분석에는 Agilent (USA) 6890/5975 GC/MSD를 사용하였으며, 각각의 자세한 분석조건은Table 1과 Table 2에 나타내었다.
본 연구에서 확립한 대상농약 7종 잔류분석법의 효율 및 신뢰성을 검증하기 위하여 실제 농산물 시료에 대한 회수율 시험을 수행하였다. 즉, 마쇄한 각 대표 무농약 농산물 시료25 g에 정량한계(LOQ), 정량한계의 10배 및 50배가 되도록 대상농약 7종의 표준용액을 각각 3반복으로 처리한 다음 상기 분석과정을 수행하여 회수율과 분석오차를 측정하였다.
한편, 유지함량이 0.1∼0.4%로써 비유지 시료로 분류되는 고추, 배추 및 사과에서는 제거되는 비극성 유지성분 및 불순물의 양이 매우 작고 크로마토그램 상에서 그 정제 효과 또한 미미하였으므로 n-hexane/acetonitrile 분배과정을 생략하였다.

대상 데이터

표준품의 stock solution은 n-hexane에 녹여 500 mg/L의 농도로 조제하여 -20℃의 냉동고에서 보관하고, 필요 시 마다 n-hexane으로 희석하여 사용하였다. Florisil (60~100 mesh)은 J. T. Baker (USA)사로부터 구입하여 130℃에서 하룻밤 이상 가열, 활성화하여 사용하였다. Acetone, n-hexane, dichloromethane 및 acetonitrile은 잔류분석용을, deionized water는 HPLC용을 J.
국내 농약 잔류허용기준(Ministry of Food and Drug Safety, 2018) 중 bifenox, ethalfluralin, metolachlor, oxyfluorfen, pretilachlor, thenylchlor 및 trifluralin의 사용이 등록되어있는 일부 농산물을 분석대상으로 하였으며, Codex의 잔류분석법 대상 대표 농산물군(Codex, 2003)과 국내 식품 소비량을 감안하여 곡류는 현미, 두류는 콩, 채소류는 고추 및 배추, 과일류에서는 사과를 대표시료로 선정하였다. 각 대표적 시료의 무농약 시료는 지역 대형마트에서 유기농 인증시료를 구입한 후 식품공전 상 검체 처리방법(Ministry of Food and Drug Safety, 2012)에 따라 전처리하여 사용하였다. 대조 시료는 잔류농약 검사를 실시하여 무농약 시료임을 확인하였다.
국내 농약 잔류허용기준(Ministry of Food and Drug Safety, 2018) 중 bifenox, ethalfluralin, metolachlor, oxyfluorfen, pretilachlor, thenylchlor 및 trifluralin의 사용이 등록되어있는 일부 농산물을 분석대상으로 하였으며, Codex의 잔류분석법 대상 대표 농산물군(Codex, 2003)과 국내 식품 소비량을 감안하여 곡류는 현미, 두류는 콩, 채소류는 고추 및 배추, 과일류에서는 사과를 대표시료로 선정하였다. 각 대표적 시료의 무농약 시료는 지역 대형마트에서 유기농 인증시료를 구입한 후 식품공전 상 검체 처리방법(Ministry of Food and Drug Safety, 2012)에 따라 전처리하여 사용하였다.
농산물 시료로부터 7종 제초제 성분을 추출하기 위한 용매로는 acetone을 사용하였다. Acetone은 다양한 농약의 추출에 보편적으로 사용되는 표준적 용매로써 이미 많은 연구자들에 의하여 농약 추출에 그 효율과 재현성이 인정된 바 있다.
본 연구는 GC-ECD/MS 분석법을 이용하여 농산물 시료중 dinitroaniline계 제초제 ethalfluralin 및 trifluralin,chloroacetamide계 제초제 metolachlor, pretilachlor 및thenylchlor와 diphenyl ether계 제초제 bifenox 및 oxfluorfen의 계역별 동시 분석법을 확립하였다. 농산물 시료에 acetone을 가하여 추출된 대상농약 7종의 잔류분은n-hexane/dichloromethane(80/20, v/v)을 이용한 분배와 Florisil 흡착 크로마토그래피법으로 정제하여 분석대상 시료로 하였다. DB-1 capillary column을 이용한 GC-ECD 분석 시 불순물의 간섭은 없었으며, 사과, 고추, 배추, 현미 및 콩을 포함한 5종의 대표 농산물 중 대상농약 7종의 정량한계(LOQ)는 bifenox 0.
각 대표적 시료의 무농약 시료는 지역 대형마트에서 유기농 인증시료를 구입한 후 식품공전 상 검체 처리방법(Ministry of Food and Drug Safety, 2012)에 따라 전처리하여 사용하였다. 대조 시료는 잔류농약 검사를 실시하여 무농약 시료임을 확인하였다.
2). 따라서 본 연구의 대상성분인 7종 제초제 성분의 최적 분석용 column은 DB-1 capillary column으로 선정하였으며, Table 1의 GC-ECD 분석조건으로 대상 농약을 분석시 각 성분의 머무름 시간은 ethalfluralin 5.1분, trifluralin 5.4분, metolachlor 10.2분, pretilachlor 14.1분, oxyfluorfen 14.5분, thenylchlor 17.3분 및 bifenox 19.6분을 나타내었다.
본 연구에 사용된 bifenox, ethalfluralin, metolachlor, oxyfluorfen, pretilachlor, thenylchlor 및 trifluralin은 순도 97.7% 이상의 분석용 표준품을 Sigma-Aldrich(USA)로부터 구입하여 사용하였다. 표준품의 stock solution은 n-hexane에 녹여 500 mg/L의 농도로 조제하여 -20℃의 냉동고에서 보관하고, 필요 시 마다 n-hexane으로 희석하여 사용하였다.
본 연구의 대상성분인 Bifenox[methyl 5-(2,4-dichlorophenoxy)-2-nitrobenzoate], oxyfluorfen(2- chloro-α,α,α-trifluoro-p-tolyl 3-ethoxy-4-nitrophenyl ether), ethalfluralin[N-ethyl-α,α,α-trifluoro-N-(2-methylallyl)-2,6-dinitro-p-toluidine], rifluralin(α,α,α-trifluoro-2,6-dinitro-N,N-dipropylp-toluidine), metolachlor[2-chloro-N-(6-ethyl-o-tolyl)-N-[(1R-S)-2-metho-xy-1-methylethyl]acetamide], pretilachlor[2-chloro-2',6'-diethyl-N-(2-propoxyethyl)acetanilide] 및 thenylchlor[2-chloro-N-(3-methoxy-2-thenyl)-2',6'-dimethylacetanilide]의 물리화학적 특성을 살펴보면, 대상농약 7종은 모두 일상적 조건에서 해리하지 않는 중성 화합물로 n-octanol/water 분배계수(Log Pow)는 3.4~5.3 범위의 중간 혹은 비극성 성분이다.
Baker (USA)사에서 구입하여 사용하였으며, 기타 유기용매 및 무기시약은 시약특급 또는 잔류분석용을 사용하였다. 시료용액의 농축은 Eyela NE- 1000SW (Japan)를 사용하였고, 농산물 시료의 마쇄 및 균질화는 고속 호모게나이저(IKA, Ultra-Turrax T-25, USA)를 이용하였다.

이론/모형

농산물 추출액으로부터 대상 성분들과 함께 추출되는 방해물질을 1차적으로 제거하기 위한 조정제법으로는 액-액 분배법을 사용하였다. 즉, 수용성 유기용매 추출액을 다량의 포화식염수와 증류수로 희석한 후 직접 비극성 용매로 분배 추출하는 방법을 사용하였는데, 이는 US FDA법이나 AOAC법에서 중간∼비극성 농약 성분에 대하여 보편적으로 사용되며, 번거로운 추출액의 농축과정을 생략할 수 있는 장점이 있다(AOAC, 2000; Lee et al.
대상 시료 중 현미 및 콩은 유지가 약 1∼3%및 20% 수준 함유되어 있는 시료이므로 유지제거를 위하여n-hexane/ acetonitrile 분배법을 추가로 공시하였다(USFDA, 1999; AOAC, 2000).

성능/효과

5종의 대표 농산물에 대한 대상농약 전체의 회수율은 75.7∼114.8%였으며, 농산물 시료 및 처리수준에 관계없이 10% 미만의 분석오차를 나타내어 잔류분석기준 이내를 만족하였다.
GC-ECD를 이용한 7종 제초제 성분의 최적 분석용column을 선정하기 위하여 column 극성별로 분리양상을 조사하였다. Column에 충전된 phenylsiloxane/methylsiloxane함량별로 극성을 달리하여 분리능을 조사한 결과, methylsiloxane이 50% 함유된 극성계열의 DB-17 capillary column에서는 oven 온도를 비롯한 GC-ECD의 모든 분석인자를 변화시켜도 대상농약 중 ethalfluralin과 trifluralin이 분리되지 않는 양상을 나타내었다. 반면 methylsiloxane이 각각 100% 및 95% 함유되어 DB-17 대비 비극성의 특성을 나타내는 DB-1 및 DB-5 capillary column에서는 모든 성분이 검출 가능한수준에서 분리가 가능하였으나, DB-1 capillary column이 분석 감도 및 분리능 면에서 가장 우수한 양상을 나타내었다(Fig.
Fig. 6은 본 실험에 사용된 농산물 시료 중 콩을 대상으로7종 제초제 성분의 잔류분을 재확인한 SIM (selected-ionmonitoring chromatogram)이며, 본 실험에서 사용된 모든농산물의 무처리 시료에서는 대상 농약성분의 peak가 전혀 관찰되지 않았고, 인위 첨가된 시료에서는 동일 머무름 시간대에 정확하게 대상농약 7종의 잔류분만을 확인할 수 있었다.
Florisil 흡착크로마토그래피용 용매의 다양한 극성 조절을 이용하여 대상농약 7종의 회수율을 조사한 결과, n-hexane/dichloromethane 혼합액(90/10, v/v) 150 mL로 pre-washing한 후, 150 mL의 n-hexane/dichloromethane 혼합액(60/40, v/v)으로 용출할 경우 ethalfluralin과 trifluralin이 각각 92.5% 및 91.9%로 용출되었으며, 연속하여 동일한 칼럼에 150 mL의 dichloromethane/n-hexane/acetonitrile 혼합액(50/49.5/0.5, v/v/v)으로 용출하였을 때 oxyfluorfen및 bifenox가 각각 92.0% 및 97.3% 수준으로 회수되었다. 계속하여 150 mL의 dichloromethane/n-hexane/acetonitrile혼합액(50/46/4, v/v/v)으로 용출하면 metolachlor, pretilachlor 및 thenylchlor가 95.
TIC로부터 각 성분별 EI spectrum (Fig. 5)을 조사한 결과, bifenox, ethalfluralin, oxyfluorfen, trifluralin, pretilachlor 및 thenylchlor의 [M]+ ion인 341.0, 333.0, 361.0, 335.0,311.1 및 232.1 m/z는 충분한 intensity로 관찰되어 각 성분의 분자구조를 EI spectrum을 통해 명확히 확인할 수 있었다.
6%로 다소 낮은 회수율을 나타내어 제한요인으로 판단되었다. n-hexane/dichloromethane 혼합액(80/20, v/v) 100 mL로 분획하였을 때 대상농약 7종의 회수율은 90.4~100.2%로 metolachlor의 회수율이 90.4%로 향상되는 양상을 나타내었으며, n-hexane/dichloromethane 혼합액(20/80, v/v) 100 mL 분획 및 dichloromethane 50 mL로 2회 반복하여 분획하였을 때 metolachlor의 회수율은 92% 수준으로 향상되었으나, 상대적으로 극성이 낮은 ethalfluralin 및 trifluralin의 회수율은 현저히 감소하는 양상을 나타내었다. 또한, 분배용매 중 dichloromethane의 비율이 증가함에 따라 농산물 함유 극성 물질의 다량 혼입이 예상되며, 대상농약 7종의 전체 회수율을 고려해볼 때, 가장 효율적이라 판단되는 분획용매는 조건 Ⅱ의 n-hexane/dichloromethane혼합액(80/20, v/v) 100 mL로 분획을 실시하는 것이 가장효율적인 것으로 판단되었다.
각 무처리 농산물 시료에 대상농약 7종의 표준용액을 정량한계, 정량한계의 10배 및 50배의 농도가 되도록 첨가하고, 상기 확립된 분석방법에 의하여 대표 농산물에 대해 3반복으로 분석하여 회수율을 조사한 결과, 정량한계 수준에서는 75.7∼110.7%, 정량한계 10배 수준에서는 76.3∼107.9%, 정량한계 50배 수준에서는 79.1∼114.8%의 회수율을 나타내었고, 분석오차는 최대 9.1%로 조사되었다.
3% 수준으로 회수되었다. 계속하여 150 mL의 dichloromethane/n-hexane/acetonitrile혼합액(50/46/4, v/v/v)으로 용출하면 metolachlor, pretilachlor 및 thenylchlor가 95.6～100.5% 용출되는 양상을 나타내어 대상성분 7종 모두를 순차적으로 용출해내는 것이 가능하였다. 따라서 Florisil 흡착크로마토그래피법을 이용한 간섭물질 제거를 위한 추가적인 정제법은 상기의 방법과 같이 적용하였다.
따라서 본 연구에서 사용한 GC/MS의 SIM 조건을 이용할 경우에도 GC-ECD를 이용한 정량법과 더불어 잔류분의추가적 정성분석법으로 사용할 수 있음을 확인하였다.
따라서, 처리수준 및 농산물 시료 종류에 관계없이 다성분 잔류분석기준인 회수율 70∼120% 범위와 분석오차 10% 이내를 만족하였다(Table 7~11).
4%로 향상되는 양상을 나타내었으며, n-hexane/dichloromethane 혼합액(20/80, v/v) 100 mL 분획 및 dichloromethane 50 mL로 2회 반복하여 분획하였을 때 metolachlor의 회수율은 92% 수준으로 향상되었으나, 상대적으로 극성이 낮은 ethalfluralin 및 trifluralin의 회수율은 현저히 감소하는 양상을 나타내었다. 또한, 분배용매 중 dichloromethane의 비율이 증가함에 따라 농산물 함유 극성 물질의 다량 혼입이 예상되며, 대상농약 7종의 전체 회수율을 고려해볼 때, 가장 효율적이라 판단되는 분획용매는 조건 Ⅱ의 n-hexane/dichloromethane혼합액(80/20, v/v) 100 mL로 분획을 실시하는 것이 가장효율적인 것으로 판단되었다.
3과 같다. 모든 무농약 농산물의 최종 시료용액에서 대상농약 7종과 동일한 머무름시간에 간섭물질이 존재하지 않음을 확인하였고, 분석기기의 정량한계와 시료량, 그리고 분석과정 중의 농축배율을 계상하여 분석법의 정량한계를 산출하였다.
Column에 충전된 phenylsiloxane/methylsiloxane함량별로 극성을 달리하여 분리능을 조사한 결과, methylsiloxane이 50% 함유된 극성계열의 DB-17 capillary column에서는 oven 온도를 비롯한 GC-ECD의 모든 분석인자를 변화시켜도 대상농약 중 ethalfluralin과 trifluralin이 분리되지 않는 양상을 나타내었다. 반면 methylsiloxane이 각각 100% 및 95% 함유되어 DB-17 대비 비극성의 특성을 나타내는 DB-1 및 DB-5 capillary column에서는 모든 성분이 검출 가능한수준에서 분리가 가능하였으나, DB-1 capillary column이 분석 감도 및 분리능 면에서 가장 우수한 양상을 나타내었다(Fig. 2). 따라서 본 연구의 대상성분인 7종 제초제 성분의 최적 분석용 column은 DB-1 capillary column으로 선정하였으며, Table 1의 GC-ECD 분석조건으로 대상 농약을 분석시 각 성분의 머무름 시간은 ethalfluralin 5.
본 연구에서 무농약 농산물 시료에서 간섭물질이 존재하지 않음을 확인한 후 산출된 대상농약 7종의 각각 정량한계는 bifenox 0.02, ethalfluralin 0.004, metolachlor 0.008, oxyfluorfen 0.002, pretilachlor 0.008, thenylchlor 0.006및 trifluralin 0.004 mg/kg이었으며, 국제기준인 Codex(Codex Alimentarius Commission, 2003) 및 식품공전 잔류농약분석법 실무 해설서(Lee, 2017)에서 권장하는 잔류농약분석법 기준인 0.05 mg/kg 이하 또는 잔류허용기준의1/2 이하의 정량한계 기준에 적합하였다.
분석 대상성분인 bifenox, ethalfluralin, metolachlor, oxyfluorfen, pretilachlor, thenylchlor 및 trifluralin 성분은 분자구조 내에 할로겐 화합물 혹은 카보닐기를 함유하고 있어 GC-ECD (Gas chromatography-electron capturedetector)를 이용한 고감도 분석이 가능하다. ECD를 장착한 GC는 Agilent (USA) 6890을 이용하였고, 내경이 0.
, 2011), 대상 성분들의 분배효율을 조사하였다(Table 4). 액-액 분배조건에 따른 분배효율을 조사한 결과 n-hexane 용액 100 mL로 분획하였을 때 대상농약 7종의 회수율은 85.6~99.1% 수준이었으며, 이 때 metolachlor의 회수율이 85.6%로 다소 낮은 회수율을 나타내어 제한요인으로 판단되었다. n-hexane/dichloromethane 혼합액(80/20, v/v) 100 mL로 분획하였을 때 대상농약 7종의 회수율은 90.
이상의 결과로 볼 때, 본 연구에서 확립된 물리화학적 특성이 유사한 dinitroaniline계 제초제인 ethalfluralin 및 trifluralin 성분, chloroacetamide계 제초제인 metolachlor, pretilachlor 및 thenylchlor 성분과 diphenyl ether계 제초제인 bifenox 및 oxyfluorfen을 포함하는 7종 제초제 성분의 분석법은 국내·외 농산물의 잔류농약 분석 및 검사에 충분히 적용 가능함을 확인하였다.
한편, 대상농약 7종의 농도별 표준용액(0.005∼0.5 mg/L)1 μL를 GC-ECD에 주입, 분석하여 얻은 검량선의 회귀방정식은 모두 우수한 직선성을 나타내었으며(Table 3), 모든 표준검량선에 대한 회귀계수가 R2=0.998** 이상으로 정량의 직선성이 검정되었으므로 해당 범위의 시료 중 잔류량을 비례적으로 산출하는 것이 가능하였다.

후속연구

8%였으며, 농산물 시료 및 처리수준에 관계없이 10% 미만의 분석오차를 나타내어 잔류분석기준 이내를 만족하였다. 본 연구에서 확립된 7종의 제초제 성분인 bifenox, ethalfluralin, metolachlor, oxyfluorfen, pretilachlor, thenylchlor 및 trifluralin의 계열별 동시 분석법은 검출한계, 회수율 및 분석오차 면에서 국제적 분석기준을 만족할 뿐만 아니라, GC/MS SIM을 이용한잔류분의 재확인 과정의 결과를 종합해 볼 때 분석과정의 편리성 및 신뢰성이 확보된 계열별 동시 분석법으로 사용이 가능할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	농산물의 안전성 확보가 사회적 문제로 대두된 배경은?	농산물 재배 시 병해충 및 잡초를 방제하기 위한 농약의사용량은 매년 증가하여 농산물 중 잔류농약에 의한 독성학적 위해 유발 가능성이 지속적으로 제기되어 왔으며, 이에 따라 농산물의 안전성 확보가 커다란 사회적 문제로 대두되고있다(Park and Lee, 2003). 현재 국내 사용되고 있는 농약의 경우 일부 속효성 약제를 제외하고는 살포 후 일정기간 이상 잔류되는 특성이 있어 최종 수확 농산물에 살포농약이 잔류할 가능성이 있으므로, 살포한 농약들로부터의 안전성 확보는 반드시 이루어져야 할 과제이며(Kwon and Lee, 2003),국제기준에 준하는 정확하고 신속한 잔류농약 분석법의 확립이 필요하다.
	LC-MS/MS를 이용한 분석은 무엇 때문에 정제도와 재현성이 불량할 우려가 있는가?	, 2000; Lerch et al., 2003; Raina and Hall, 2008),이들 방법 모두 다성분분석 및 SPE(Solid phase extraction)정제법의 적용으로 인해 정제도와 재현성이 불량할 우려가 있고, chloroacetamide계 제초제인 metolachlor, pretilachlor 및thenylchlor 또한 SPE 정제 후 GC-MS 및 LC/MS/MS로분석된 바 있으나(Yokley et al., 2002; Li, 2004; Yun et al.
	액-액 분배법은 무엇이며, 어떠한 장점을 가지고 있는가?	농산물 추출액으로부터 대상 성분들과 함께 추출되는 방해물질을 1차적으로 제거하기 위한 조정제법으로는 액-액 분배법을 사용하였다. 즉, 수용성 유기용매 추출액을 다량의 포화식염수와 증류수로 희석한 후 직접 비극성 용매로 분배 추출하는 방법을 사용하였는데, 이는 US FDA법이나 AOAC법에서 중간∼비극성 농약 성분에 대하여 보편적으로 사용되며, 번거로운 추출액의 농축과정을 생략할 수 있는 장점이 있다(AOAC, 2000; Lee et al., 2008).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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