메탄올은 부동액, 세제, 살균제, 소독제 및 공업용매 등 다양한 분야에서 사용되는 독성 알코올이며, 섭취, 경피흡수 및 흡입을 통해 인체에 노출된다. 체내에서 메탄올은 포름알데히드와 포름산으로 산화되며, 이러한 생성물을 대사산증, 시신경장애를 일으키고, 심한 경우 사망에 이르기도 한다. 본 연구에서는 국내에서 유통되는 세척제 및 헹굼보조제 중 메탄올의 함량을 모니터링하고자 하였으며, 기존의 식약처에서 고시한 방법보다 더 간단하고 빠른 GC-HS-MS방법으로 진행하였다. 본 분석법은SIM 모드로 진행하였고(메탄올 31 m/z 및 이소프로판올 45 m/z), LOD는 1.09 mg/kg으로 계산되었으며, 정확도와 정밀도는 각각 91.1-97.9%와 10%이하로 나타나 정량분석에 적합한 수준임을 확인하였다. 본 연구는 세척제 중 메탄올 함량을 모니터링한 최초의 연구로써 가치가 있다고 판단된다.
메탄올은 부동액, 세제, 살균제, 소독제 및 공업용매 등 다양한 분야에서 사용되는 독성 알코올이며, 섭취, 경피흡수 및 흡입을 통해 인체에 노출된다. 체내에서 메탄올은 포름알데히드와 포름산으로 산화되며, 이러한 생성물을 대사산증, 시신경장애를 일으키고, 심한 경우 사망에 이르기도 한다. 본 연구에서는 국내에서 유통되는 세척제 및 헹굼보조제 중 메탄올의 함량을 모니터링하고자 하였으며, 기존의 식약처에서 고시한 방법보다 더 간단하고 빠른 GC-HS-MS방법으로 진행하였다. 본 분석법은SIM 모드로 진행하였고(메탄올 31 m/z 및 이소프로판올 45 m/z), LOD는 1.09 mg/kg으로 계산되었으며, 정확도와 정밀도는 각각 91.1-97.9%와 10%이하로 나타나 정량분석에 적합한 수준임을 확인하였다. 본 연구는 세척제 중 메탄올 함량을 모니터링한 최초의 연구로써 가치가 있다고 판단된다.
Methanol is a toxic alcohol used in various products such as antifreeze, detergent, disinfectant and industrial solvent. In the human body, methanol is oxidized to formaldehyde and formic acid, which can lead to metabolic acidosis, optic nerve impairment, and death. In this study, the methanol level...
Methanol is a toxic alcohol used in various products such as antifreeze, detergent, disinfectant and industrial solvent. In the human body, methanol is oxidized to formaldehyde and formic acid, which can lead to metabolic acidosis, optic nerve impairment, and death. In this study, the methanol levels in detergents (n=191) and rinse aids (n=13) were analyzed by gas chromatography-headspace-mass spectrometry (GC-HS-MS). Limit of detection was 1.09 mg/kg, accuracy and precision were 91.1-97.9% and <10%, and it was suitable for quantitative analysis. This analysis method was simple and fast with a higher recovery rate than the conventional MFDS (Ministry of Food and Drug Safety) method of diluting the sample in water and putting it in a headspace vial.
Methanol is a toxic alcohol used in various products such as antifreeze, detergent, disinfectant and industrial solvent. In the human body, methanol is oxidized to formaldehyde and formic acid, which can lead to metabolic acidosis, optic nerve impairment, and death. In this study, the methanol levels in detergents (n=191) and rinse aids (n=13) were analyzed by gas chromatography-headspace-mass spectrometry (GC-HS-MS). Limit of detection was 1.09 mg/kg, accuracy and precision were 91.1-97.9% and <10%, and it was suitable for quantitative analysis. This analysis method was simple and fast with a higher recovery rate than the conventional MFDS (Ministry of Food and Drug Safety) method of diluting the sample in water and putting it in a headspace vial.
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제안 방법
본 연구에서는 「위생용품의 기준 및 규격」5)에서 제시한 세척제 중 메탄올 분석법 (MFDS) 및 시료의 전처리는 MFDS를 따르고 분석기기는 HS-MS를 사용한 분석법(MFDS-HS-MS) 등 3가지 분석방법으로 진행하였다. LOD이하로 검출된 시료에 메탄올을 200, 1,000 및 2,000 mg/L의 농도로 첨가하여 분석방법에 따른 회수율을 비교하였다.
또한 시료의 분석결과를 검증하기 위해 분석방법에 따른 회수율 실험을 진행하였다. 본 연구에서는 「위생용품의 기준 및 규격」5)에서 제시한 세척제 중 메탄올 분석법 (MFDS) 및 시료의 전처리는 MFDS를 따르고 분석기기는 HS-MS를 사용한 분석법(MFDS-HS-MS) 등 3가지 분석방법으로 진행하였다.
컬럼 오븐 온도는 초기에 40℃에서 3분간 유지하고, 분당 10o C씩 증가시켜 150℃가 되도록 하여 2분 간 유지하였다. 메탄올과 이소프로판올의 정량을 위해 선택이온 검색(selected ion monitoring mode, SIM) 모드로 진행하였다. 구체적인 기기조건은 Table 3에 제시하였다.
밀봉된 바이알을 MPS2 자동 시료 주입기(Gerstel, Germany)에 부착된 헤드스페이스용 교반기에 넣고 70℃에서 10분 동안 교반 시킨 후, 기체 1 mL을 GC-MS (Mass spectrometry)에 주입하여 정량분석 하였다. 분석에 사용된 컬럼은 DB-624 (60 m × 250 × 1.
또한 시료의 분석결과를 검증하기 위해 분석방법에 따른 회수율 실험을 진행하였다. 본 연구에서는 「위생용품의 기준 및 규격」5)에서 제시한 세척제 중 메탄올 분석법 (MFDS) 및 시료의 전처리는 MFDS를 따르고 분석기기는 HS-MS를 사용한 분석법(MFDS-HS-MS) 등 3가지 분석방법으로 진행하였다. LOD이하로 검출된 시료에 메탄올을 200, 1,000 및 2,000 mg/L의 농도로 첨가하여 분석방법에 따른 회수율을 비교하였다.
분석법의 유효성 검증을 위해 직선성, 검출한계(Limit of detection, LOD), 정확도 및 정밀도 실험을 실시하였다. 직선성은 검량선의 회귀식의 상관계수(Correlation coefficient, r2)으로 평가했으며, 검출한계는 USFDA에서 제시한 방법으로 계산하였다18).
직선성은 검량선의 회귀식의 상관계수(Correlation coefficient, r2)으로 평가했으며, 검출한계는 USFDA에서 제시한 방법으로 계산하였다18). 일내 정확도와 정밀도 실험은 세척제 및 헹굼보조제 시료에 표준물질(2, 10 및 50 mg/L)을 첨가하여 각각 7개씩 준비하고, 시료와 동일한 전처리 및 분석방법으로 진행하였으며, 일간 정확도와 정밀도 실험은 일내 시험과 동일하게 3일 동안 반복 진행하였다. 정확도와 정밀도는 각각 회수율(%)과 상대표준편차(%)를 계산하여 평가하였다.
일내 정확도와 정밀도 실험은 세척제 및 헹굼보조제 시료에 표준물질(2, 10 및 50 mg/L)을 첨가하여 각각 7개씩 준비하고, 시료와 동일한 전처리 및 분석방법으로 진행하였으며, 일간 정확도와 정밀도 실험은 일내 시험과 동일하게 3일 동안 반복 진행하였다. 정확도와 정밀도는 각각 회수율(%)과 상대표준편차(%)를 계산하여 평가하였다.
메탄올 표준용액은 증류수로 희석하여 1,000 mg/L으로 조제하여 이를 표준원액으로 하였다. 표준용액은 실험 직전에 1, 2, 5, 10, 20, 50 및 100 mg/L가 되도록 증류수에 희석하여 사용하였다. 표준원액은 -20℃에 보관하였고, 표준용액은 각 배치별로 조제하여 사용하였다.
희석된 시료를 헤드 스페이스용 바이알에 1 mL씩 담고, IS (200 mg/L) 100 μL씩 첨가한 후 밀봉하여 기기분석에 이용하였다.
대상 데이터
메탄올(≥ 99.9%)과 이소프로판올(Isopropanol, ≥ 99.7%)은 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) 로부터 구입하여 사용하였으며, 증류수는 Merck Millipore사의 초순수제조 장치로 제조한 3차 증류수(>18.2 MΩ cm resisitivity)를 사용하였다.
본 연구의 대상시료는 한국에서 유통 중인 세척제 및 헹굼보조제이며, 세척제는 1종(109건), 2종(72건), 3종(10건)을 포함하여 191건, 헹굼보조제는 13건으로 총 204건의 시료를 오프라인(대형마트, 슈퍼 및 편의점 등)과 온라인(인터넷 쇼핑몰 등)을 통해 수집하였다.
분석에 사용된 컬럼은 DB-624 (60 m × 250 × 1.4 μm)이었으며, 이동상 기체(carrier gas)는 헬륨(He)을 사용하였고, 유량은 1.5 mL/ min이었다.
이론/모형
. 이 분석법은 별도의 증류장치를 구비해야 하며 실험자의 숙련도에 따라 결과가 상이하게 도출될 수 있으므로, 본 연구에서는 헤드스페이스 (Headspace, HS)법을 이용하여 시료의 전처리가 간편하고, 경제적인 분석법을 사용하였다.
분석법의 유효성 검증을 위해 직선성, 검출한계(Limit of detection, LOD), 정확도 및 정밀도 실험을 실시하였다. 직선성은 검량선의 회귀식의 상관계수(Correlation coefficient, r2)으로 평가했으며, 검출한계는 USFDA에서 제시한 방법으로 계산하였다18). 일내 정확도와 정밀도 실험은 세척제 및 헹굼보조제 시료에 표준물질(2, 10 및 50 mg/L)을 첨가하여 각각 7개씩 준비하고, 시료와 동일한 전처리 및 분석방법으로 진행하였으며, 일간 정확도와 정밀도 실험은 일내 시험과 동일하게 3일 동안 반복 진행하였다.
성능/효과
따라서 MFDS 분석법은 절차가 복잡하고 전처리에 많은 시간이 소요되는 반면, 본 연구에서 진행한 분석법은 시료를 물에 희석하여 헤드스페이스용 용기에 담기만 하면 되는 비교적 간단하고 빠르며, 회수율 또한 우수한 방법이다. 본 연구에서 확립된 세척제 및 헹굼보조제 중 메탄올 정량법은 품질 관리 및 안전관리에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서 진행한 분석방법의 회수율을 84.3±0.04, 87.9±1.03 및 90.3±0.64%로 MFDS에서 제시한 분석법보다 우수한 회수율을 보이는 것이 검증되었다.
분석방법에 따른 회수율 실험을 200 mg/kg, 1000 mg/kg, 2000 mg/kg에 대하여 진행한 결과(Table 5), MFDS 분석 방법의 회수율은 60.0±0.08, 64.3±0.99 및 55.3±0.64% 이었고, MFDS의 전처리와 HS-MS로 분석한 분석법은 66.8±0.02, 70.4±1.02 및 72.6±0.64%으로 약 10%정도 높게 나타났다.
세척제 및 헹굼보조제 제품 총 204개의 메탄올 분석결과는 Table 6에 제시하였다. 시료 중 메탄올의 검출율은 3종 세척제(80.0%), 2종 세척제(55.6%), 헹굼보조제(38.5%) 그리고 1종 세척제(29.4%)순이었으며, 전체 시료 중 메탄올의 검출율은 41.7%이었다. 시료 중 상위 90퍼센타일 (Percentile) 농도는 헹굼보조제(153.
09 mg/kg이었다. 일간 및 일내 정확도는 91.1-97.9%이었고, 정밀도는 10%이하로 정량분석에 적합한 수준을 보였다(Table 4).
후속연구
따라서 MFDS 분석법은 절차가 복잡하고 전처리에 많은 시간이 소요되는 반면, 본 연구에서 진행한 분석법은 시료를 물에 희석하여 헤드스페이스용 용기에 담기만 하면 되는 비교적 간단하고 빠르며, 회수율 또한 우수한 방법이다. 본 연구에서 확립된 세척제 및 헹굼보조제 중 메탄올 정량법은 품질 관리 및 안전관리에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
메탄올이란?
메탄올은 부동액, 세제, 살균제, 소독제 및 공업용매 등 다양한 분야에서 사용되는 독성 알코올이며, 섭취, 경피흡수 및 흡입을 통해 인체에 노출된다. 체내에서 메탄올은 포름알데히드와 포름산으로 산화되며, 이러한 생성물을 대사산증, 시신경장애를 일으키고, 심한 경우 사망에 이르기도 한다.
체내에 메탄올이 노출되었을 때 나타나는 반응은?
메탄올은 부동액, 세제, 살균제, 소독제 및 공업용매 등 다양한 분야에서 사용되는 독성 알코올이며, 섭취, 경피흡수 및 흡입을 통해 인체에 노출된다. 체내에서 메탄올은 포름알데히드와 포름산으로 산화되며, 이러한 생성물을 대사산증, 시신경장애를 일으키고, 심한 경우 사망에 이르기도 한다. 본 연구에서는 국내에서 유통되는 세척제 및 헹굼보조제 중 메탄올의 함량을 모니터링하고자 하였으며, 기존의 식약처에서 고시한 방법보다 더 간단하고 빠른 GC-HS-MS방법으로 진행하였다.
세척제 및 헹굼보조제 중 메탄올에 대한 주의가 필요한 이유는?
세척제 및 헹굼보조제의 성분은 사용과정에서 경피를 통해 흡수될 가능성이 있으며12-13), 메탄올의 휘발성을 고려하면 흡입을 통해서도 인체에 노출될 수 있기 때문에14-17) 유통중인 세척제 제품들의 메탄올 모니터링이 필요하다.
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