환경 용수 내 Triclosan 측정
폴리머 기반 SPE 정화 및 HPLC를 질량분석법 검출과 함께 사용합니다
Olga Shimelis, Michael Halpenny, Ken Espenschied, Kristen Schultz
Reporter US Volume 32.2
서론
Triclosan은 오랫동안 여러 비누와 그 외에 다양한 소비자 및 개인 위생 제품에서 항균제로 사용되어 온 화학물질입니다. Triclosan의 광범위한 사용 및 높은 생산량(1998년 미국 EPA 평가에 근거하면 매년 약 45만 kg을 초과) 때문에 미국 FDA는 "이 성분에 대한 과학적 및 규제적 검토"에 관여하고 있습니다[1]. 2003-2004년에 미국 질병통제예방센터가 실시한 검사에서는 검사 대상인 사람 75%의 소변에서 triclosan이 검출되었습니다[2]. 최근의 동물 연구에서도 triclosan이 잠재적인 내분비 교란물질이라고 밝혀졌습니다. 환경에 대한 triclosan의 영향과 관련하여 모니터링 프로그램으로 검사한 많은 하천에서 triclosan이 검출되었으며, 이는 폐수처리시설의 배출수를 통해 유입됩니다[3]. Triclosan은 LC/MS/MS[4]에 의한 의약품 및 개인 위생 제품의 측정을 위해 개발된 EPA 방법 1694에 포함되었습니다.
이 연구에서는 지역 하천의 환경 용수 시료에서 triclosan이 검출되었으며, 정화에는 Supel™-Select HLB 폴리머 기반 SPE 그리고 검출에는 Ascentis® Express C18 HPLC 칼럼을 이용하였습니다.
실험
물 시료는 지역 폐수처리시설의 배출수에서 수집되었습니다. 시료는 또한 배출 지점에서 360 m 가량 아래에 있는 지류에서도 수집되었습니다.
이 방법은 triclosan 분석용 표준 EPA 방법 1694를 적용하고 Supel-Select HLB SPE 카트리지(카탈로그 번호 54182-U)를 사용하여 개발되었습니다. 방법 1694의 수정 사항에는 용리용매를 1:1 acetonitrile:methanol로 대체하는 것이 포함됩니다. HLB 카트리지로부터 분석물질을 용리하는 데 더 적합하기 때문입니다. 로딩하는 시료 부피는 500 mL에서 50 mL로 줄였으며 용리 부피는 표준 방법에서 사용되는 6 mL 대신 3 mL로 줄였습니다. Triclosan 검출을 위한 최종적인 방법론은 그림 1에 제시되어 있습니다.
환경 용수 시료에 대해 UV 및 MS/MS 검출 방법이 둘 다 검사되었습니다. 폐수처리시설의 용리제 내 triclosan은 농도가 더 높아서 UV로 검출이 가능한 반면, 하천 내 triclosan의 농도는 낮으므로 정확한 정량화를 위해 MS/MS 검출이 필요합니다. HPLC 방법은 Ascentis Express C18 HPLC 칼럼을 이용하여 개발되었습니다. Fused-Core® 기술은 백그라운드 피크에서 triclosan 피크의 좋은 해상도를 제공하므로 triclosan에 대해 더 날카로운 피크 및 더 낮은 검출한계를 얻게 합니다. Ascentis Express 칼럼은 기존의 HPLC 기기(Agilent® 1200 및 Agilent 1100 stack이 사용됨)를 이용하여 낮은 배압에서도 분리를 실행할 수 있게 합니다.
그림 1.Supel-Select HLB SPE 60 mg/3 mL(54182-U)를 이용하여 Triclosan에 대한 물 시료 분석용 시료를 조제하는 방법.
결과
그림 2는 물 시료의 UV 크로마토그램을 보여줍니다.
그림 3은 동일한 물 시료에 대해 MS/MS 크로마토그램을 보여줍니다.
그림 2.280 nm에서 물에 함유된 Triclosan의 UV 크로마토그램.
조건: 칼럼: Ascentis Express C18, 15 cm x 2.1 mm I.D., 2.7 µm(53825-U), 이동상: 40% methanol, 40% acetonitrile, 20% potassium phosphate tribasic, pH 2.5, 유속: 0.150 mL/min, 온도: 30°C, 검출기: UV 280 nm, 칼럼 압력: 112 bar, 주입: 10.0 µL, 기기: Agilent 1200 시리즈 HPLC-UV
그림 3.물에 함유된 Triclosan의 LC/MS/MS 크로마토그램.
조건: 칼럼: Ascentis Express C18, 15 cm x 2.1 mm I.D., 2.7 µm(53825-U), 이동상: 40% methanol, 40% acetonitrile, 20% aqueous 0.1% formic acid, 유속: 0.150 mL/min, 온도: 30°C, 검출기: Q1/Q3 286.8/35.0 ESI 음이온 모드, 주입: 10.0 µL, 기기: Agilent 1100/1200 HPLC 및 AB SCIEX QTRAP® 3200
논의
UV 방법에 의한 triclosan의 검출한계는 물 시료를 50 mL 로딩하였을 때 100 ng/L에서 추정되었습니다. EPA 방법 1694는 500 mL를 로딩한 SPE 부피 및 MS/MS 검출을 이용하여 triclosan의 검출한계를 94 ng/L로 명시하였습니다. Ascentis Express 칼럼을 사용함으로써 더 날카로운 피크 결과를 얻었으며 감도가 떨어지는 UV 검출 기술을 사용하고도 낮은 검출한계를 충족할 수 있었습니다.
폐수처리시설로부터 얻은 시료 내 triclosan 농도는 약 1000 ng/L로 높게 밝혀졌습니다. 이 농도는 UV 방법으로 쉽게 측정 가능합니다. MS/MS 방법을 통해 UV 방법이 제공한 농도 결과가 올바르다는 것을 확인하였습니다.
360 m 가량 하류에서 채취된 시료의 triclosan 농도는 지류의 물 때문에 더욱 희석되었으며, 이는 UV 방법의 검출한계보다 농도가 낮아지는 결과를 만들어냈습니다. MS/MS 방법론은 폐수처리시설의 배출 지점보다 하류에 있는 지류의 triclosan 검출을 가능하게 하였습니다. MS/MS 방법에 의한 triclosan의 검출한계는 50 mL 물 시료를 사용할 때 50 ng/L로 추정되었습니다.
결론
환경 용수 시료 내 triclosan 검출 방법은 Supel Select SPE 정화 및 간편한 50 mL 로딩 시료 부피를 이용하여 개발되었습니다. Fused-Core Ascentis Express C18 HPLC 칼럼은 낮은 배압에서 더 날카로운 피크, 더 낮은 검출한계를 허용하며, 기존 HPLC 시스템에서 사용되었습니다. 폐수처리시설 배출수 내 triclosan은 약 1000 ng/L에서 UV 및 MS/MS 방법 둘 다에 의해 검출되었습니다. Triclosan은 지류의 물에 63 ng/L로 존재하며 이 농도에서는 MS/MS 검출이 필요합니다.
참고문헌
- http://www.fda.gov/forconsumers/consumerupdates/ucm205999.htm
- http://www.dailyfinance.com/2010/04/09/fda-epa-to-review-safety-ofcommon-antibacterial-ingredient/
- http://www.epa.gov/oppsrrd1/REDs/factsheets/triclosan_fs.htm
- US EPA 방법 1694 “HPLC/MS/MS에 의한 물, 토양, 퇴적물 및 바이오 고형물에서 의약품 및 개인 위생 제품” http://water.epa.gov/scitech/methods/cwa/bioindicators/upload/2008_01_03_methods_method_1694.pdf
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