KR101028042B1 - Method for determination of volatile organic compounds metabolites in urine - Google Patents

Method for determination of volatile organic compounds metabolites in urine Download PDF

Info

Publication number
KR101028042B1
KR101028042B1 KR1020090043849A KR20090043849A KR101028042B1 KR 101028042 B1 KR101028042 B1 KR 101028042B1 KR 1020090043849 A KR1020090043849 A KR 1020090043849A KR 20090043849 A KR20090043849 A KR 20090043849A KR 101028042 B1 KR101028042 B1 KR 101028042B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
urine sample
volatile organic
acid
metabolites
organic compound
Prior art date
Application number
KR1020090043849A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20100124910A (en
Inventor
이정애
정봉철
표희수
김민화
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020090043849A priority Critical patent/KR101028042B1/en
Publication of KR20100124910A publication Critical patent/KR20100124910A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101028042B1 publication Critical patent/KR101028042B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/487Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/493Physical analysis of biological material of liquid biological material urine
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/62Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72Mass spectrometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/96Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation using ion-exchange
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N2030/009Extraction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N2030/022Column chromatography characterised by the kind of separation mechanism
    • G01N2030/025Gas chromatography

Abstract

생체 뇨 시료 내 휘발성 유기 화합물(VOC) 대사체 농도 분석 방법으로서, 생체 뇨 시료로부터 휘발성 유기 화합물 대사체들을 추출하기 위하여 생체 뇨 시료의 pH를 산성으로 조절하고, 산성으로 조절된 생체 뇨 시료로부터 음이온 교환 카트리지를 이용하여 휘발성 유기 화합물 대사체들을 고체상 추출하는 방법을 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 분석 방법을 이용함으로써, 적은 양의 생체 뇨 시료를 이용해서, 뇨 시료에서의 주요 VOC 대사체들의 농도를 동시에 정확하게 분석할 수 있다. 분석된 VOC 대사체들의 농도를 이용하여, 인체 내 VOC 유입에 따른 영향을 판별하기 위한 지표로 활용할 수 있다. A method for analyzing volatile organic compound (VOC) metabolite concentration in a biological urine sample, wherein the pH of the biological urine sample is adjusted to acid to extract volatile organic compound metabolites from the biological urine sample, and anion is obtained from the acid controlled bio urine sample. A method of solid phase extraction of volatile organic compound metabolites using an exchange cartridge is provided. By using the analytical method according to an embodiment of the present invention, it is possible to simultaneously and accurately analyze the concentration of the major VOC metabolites in the urine sample using a small amount of biological urine samples. By using the concentration of the analyzed VOC metabolites, it can be used as an indicator for determining the effects of VOC influx in the human body.

뇨 시료, 휘발성 유기 화합물, 대사체, 고체상 추출 Urine samples, volatile organic compounds, metabolites, solid phase extraction

Description

생체 뇨 시료 내 휘발성 유기 화합물(VOC) 대사체 분석 방법 {Method for determination of volatile organic compounds metabolites in urine} Methods for determination of volatile organic compounds metabolites in urine

본 발명은 생체 뇨 시료 내 휘발성 유기 화합물 대사체의 농도를 분석하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for analyzing the concentration of volatile organic compound metabolites in a urine sample.

휘발성 유기 화합물(volatile organic compounds, VOC)은 생태계 뿐만 아니라 인체에도 매우 해로운 물질로서, 중추 신경장애, 호흡기 장애, 백혈병 등 만성, 급성적으로 많은 부작용을 발생시키며 심할 경우 암을 유발한다. 주로 석유 화학, 철강, 식품 산업 등에서 발생되며, 특히 VOC는 광화학 반응을 통하여 오존 등과 같은 2차 오염 물질인 광화학 산화물을 생성시켜 인체에 많은 영향을 미친다. 인체 내로 VOC가 유입되면 대사 과정을 거쳐 주로 소변으로 배출되므로, 뇨 시료에서의 VOC 대사체의 농도를 측정하여, 농도가 상승하는 경우 인체 내에 VOC가 유입된 영향으로 볼 수 있다. Volatile organic compounds (VOCs) are very harmful to the human body as well as the ecosystem, and cause many chronic and acute side effects such as central nervous system disorders, respiratory disorders, and leukemia. It mainly occurs in petrochemical, steel, food industry, etc. In particular, VOC has a large effect on the human body by generating photochemical oxides, which are secondary pollutants such as ozone, through photochemical reactions. When the VOC is introduced into the human body is mainly discharged to the urine through the metabolic process, by measuring the concentration of the VOC metabolite in the urine sample, it can be seen as the effect of VOC introduced into the human body when the concentration rises.

본 발명은 인체 내 VOC 유입에 따른 영향을 판별하기 위한 지표로 활용하기 위하여, 생체 뇨 시료에서의 VOC 대사체의 농도를 분석하는 방법, 구체적으로는 주요 VOC 대사체들의 농도를 동시에 정확하게 분석할 수 있는 방법을 제공하고자 한다. In order to use the present invention as an indicator for determining the effects of VOC influx in the human body, a method of analyzing the concentration of VOC metabolites in a biological urine sample, specifically, can accurately analyze the concentrations of major VOC metabolites simultaneously. I want to provide a way.

본 발명은 생체 뇨 시료로부터 휘발성 유기 화합물 대사체들을 추출하는 단계; 및 추출된 휘발성 유기 화합물 대사체들을 기체크로마토그래피-질량스펙트로메트리(GC-MS)를 이용하여 정량분석하는 단계를 포함하는 생체 뇨 시료 내 휘발성 유기 화합물 대사체 농도 분석 방법으로서, 상기 추출 단계는, 생체 뇨 시료의 pH를 산성으로 조절하는 단계; 및 산성으로 조절된 생체 뇨 시료로부터 음이온 교환 카트리지를 이용하여 휘발성 유기 화합물 대사체들을 고체상 추출하는 단계를 포함하는 생체 뇨 시료 내 휘발성 유기 화합물 대사체 농도 분석 방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of extracting volatile organic compound metabolites from the urine sample; And quantitatively analyzing the extracted volatile organic compound metabolites using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), wherein the extracting step comprises: Adjusting the pH of the biological urine sample to acidic; And solid phase extraction of volatile organic compound metabolites from an acid-controlled biological urine sample using an anion exchange cartridge.

본 발명의 일실시예에 따른 분석 방법을 이용함으로써, 적은 양의 생체 뇨 시료를 이용해서, 뇨 시료에서의 주요 VOC 대사체들의 농도를 동시에 정확하게 분석할 수 있다. 분석된 VOC 대사체들의 농도를 이용하여, 인체 내 VOC 유입에 따른 영향을 판별하기 위한 지표로 활용할 수 있다. By using the analytical method according to an embodiment of the present invention, it is possible to simultaneously and accurately analyze the concentration of the major VOC metabolites in the urine sample using a small amount of biological urine samples. By using the concentration of the analyzed VOC metabolites, it can be used as an indicator for determining the effects of VOC influx in the human body.

본 발명은 인체 내 VOC 유입에 따른 영향을 판별하기 위한 지표로 활용하기 위하여, 뇨 시료에서의 VOC 대사체의 농도를 분석하는 방법에 관한 것이며, 구체적으로는 주요 VOC 대사체의 농도를 동시에 분석할 수 있는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for analyzing the concentration of VOC metabolites in the urine sample in order to use as an indicator for determining the effects of VOC influx into the human body, specifically, the concentration of the main VOC metabolites can be analyzed simultaneously It is about how it can be.

본 발명의 일실시예에 의해, 생체 뇨 시료의 pH를 산성으로 조절하고, 산성으로 조절된 생체 뇨 시료로부터 음이온 교환 카트리지를 이용하여 휘발성 유기 화합물 대사체들을 고체상 추출한 후, 추출된 휘발성 유기 화합물 대사체들을 기체크로마토그래피-질량스펙트로메트리(GC-MS)를 이용하여 정량분석하여, 생체 뇨 시료 내 휘발성 유기 화합물 대사체 농도를 분석할 수 있다. 생체 뇨 시료의 pH를 산성으로 조절함으로써, 이량체(dimer) 형태로 이루어진 물질을 이온화할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, pH 조절을 위하여, 염산(HCl)을 사용할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, pH를 1.0~2.0로 조절할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the pH of the biological urine sample is adjusted to acidic, solid phase extraction of the volatile organic compound metabolites from the acidic controlled urine sample using an anion exchange cartridge, and then the extracted volatile organic compound metabolism. Sieves can be quantitatively analyzed using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) to analyze the concentration of volatile organic compound metabolites in biological urine samples. By adjusting the pH of the biological urine sample to acidic, it is possible to ionize a substance in the form of a dimer. In one embodiment of the present invention, hydrochloric acid (HCl) may be used for pH adjustment. In one embodiment of the invention, the pH can be adjusted to 1.0 ~ 2.0.

본 발명의 일실시예에서는, 가장 대표적인 대기 중 유해 VOC로서 소변으로 약 80% 가 배출되는 톨루엔, 2-자일렌, 3-자일렌, 4-자일렌, 벤젠 및 스티렌의 인체 내 유입의 영향 지표를 획득하기 위하여, 톨루엔의 대사체 히푸르산(hippuric acid, HA), 2-자일렌의 대사체 2-메틸히푸르산(2-methylhippuric acid, 2-MHA), 3-자일렌의 대사체 3-메틸히푸르산(3-methylhippuric acid, 3-MHA), 4-자일렌의 대사체 4-메틸히푸르산(4-methylhippuric acid, 4-MHA), 벤젠의 대사체 트랜스, 트랜스-뮤콘산(trans, trans-muconic acid, t,t-MU) 및 스티렌의 대사체 만델산(mandelic acid, MA)을 동시에 분석하였다. In one embodiment of the present invention, the indicator of the influence of toluene, 2-xylene, 3-xylene, 4-xylene, benzene, and styrene in the human body, which is about 80% released into the urine as the most representative harmful VOC in the atmosphere To obtain the metabolite of toluene, hipuric acid (hippuric acid, HA), 2-xylene metabolite, 2-methylhippuric acid (2-MHA), 3-xylene metabolite 3-methylhippuric acid (3-MHA), 4-xylene metabolite 4-methylhippuric acid (4-MHA), benzene metabolite trans, trans-mu The metabolite mandelic acid (MA) of choline (trans, trans-muconic acid, t, t-MU) and styrene was analyzed simultaneously.

히푸르산(hippuric acid, HA)은 화학식 1, 2-메틸히푸르산(2-methylhippuric acid, 2-MHA)은 화학식 2, 3-메틸히푸르산(3-methylhippuric acid, 3-MHA)은 화학식 3, 4-메틸히푸르산(4-methylhippuric acid, 4-MHA)은 화학식 4, 트랜스, 트랜스-뮤콘산(trans, trans-muconic acid, t,t-MU)은 화학식 5, 만델산(mandelic acid, MA)은 화학식 6의 구조를 갖는다. Hippuric acid (HA) is represented by Chemical Formula 1, 2-methylhippuric acid (2-MHA) is represented by Formula 2, 3-methylhippuric acid (3-MHA). Formula 4, 4-methylhippuric acid (4-MHA) is formula 4, trans, trans-muconic acid (t, t-MU) is formula 5, mandelic acid ( mandelic acid (MA) has the structure of Formula 6.

Figure 112009030119142-pat00001
Figure 112009030119142-pat00001

Figure 112009030119142-pat00002
Figure 112009030119142-pat00002

Figure 112009030119142-pat00003
Figure 112009030119142-pat00003

Figure 112009030119142-pat00004
Figure 112009030119142-pat00004

Figure 112009030119142-pat00005
Figure 112009030119142-pat00005

Figure 112009030119142-pat00006
Figure 112009030119142-pat00006

본 발명의 일실시예에 있어서, 생체 뇨 시료로부터 휘발성 유기 화합물 대사체들을 고체상 추출하는 것은, 생체 뇨 시료를 음이온 교환 카트리지에 주입, 2 ~ 3 % 암모니아수로 세척하여 카트리지를 염기상태로 만들어 준 후 염기성 매트릭스를 제거하기 위하여 메탄올로 카트리지를 세척, 포름산 2 ~ 3 % 를 포함하는 메탄올을 이용하여 용출(elution)시키는 단계를 거쳐 수행될 수 있다. 세척은 암모니아수로 1회 세척한 후 메탄올로 1회 세척할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the solid phase extraction of volatile organic compound metabolites from the biological urine sample is injected into the anion exchange cartridge, washed with 2 to 3% ammonia water to make the cartridge base In order to remove the basic matrix, the cartridge may be washed with methanol, followed by elution with methanol containing 2 to 3% formic acid. The wash may be washed once with ammonia water and then with methanol.

본 발명의 일실시예에서는, 생체 뇨 시료 내 VOC 대사체를 효과적으로 추출하기 위하여 세척 용매 및 용출 용매의 조건을 확인하였다. 일반적으로 사용하는 역상 카트리지와는 달리, 세척 용매로서 약 2 ~ 3 %의 암모니아수를 이용하는 경우 다른 농도에 비하여 카트리지의 염기 정도가 추출에 가장 적합함을 확인하였다. 또한 용출 용매로서 포름산 2 ~ 3 % 를 포함하는 메탄올을 사용하는 경우 다른 농도에 비하여 방해물질(background) 매트릭스를 감소시키면서 회수율을 확보할 수 있어 가장 적합함을 확인하였다.In one embodiment of the present invention, in order to effectively extract the VOC metabolite in the urine sample, the conditions of the washing solvent and the elution solvent were confirmed. Unlike the commonly used reversed phase cartridges, it was confirmed that the base level of the cartridge is most suitable for extraction when using about 2-3% ammonia water as the washing solvent. In addition, when methanol containing 2 to 3% of formic acid is used as the elution solvent, it is a background compared to other concentrations. It was confirmed that the most suitable as it was possible to secure the recovery rate while reducing the matrix.

본 발명의 일실시예에 있어서, 산성으로 조절된 생체 뇨 시료에 0.2 ~ 0.5 % 아스코르브산(Ascorbic acid)을 첨가하여, 분석 물질, 특히 MA 와 t,t-MU 의 산화로 인한 물질 변성을 방지하여, 정량 분석시 분석 물질을 정확이 분석할 수 있다.In one embodiment of the present invention, 0.2-0.5% ascorbic acid is added to an acid-controlled biological urine sample to prevent denaturation due to oxidation of analytes, especially MA and t, t-MU. Thus, the analyte can be accurately analyzed during quantitative analysis.

본 발명의 일실시예에 있어서, 생체 뇨 시료의 부피는 0.1~1mL 일 수 있고, 구체적으로는 0.5mL 일 수 있다. 종래의 VOC 대사체 분석을 위해서는 뇨 시료가 1mL~10mL 정도 필요하였으나, 본 발명의 분석 방법을 이용하는 경우, 뇨 시료 내 VOC 대사체를 효과적으로 추출하고, 효과적으로 방해물질을 제거할 수 있으므로 적은 양의 뇨 시료로도 VOC 대사체 동시 분석이 가능하다. In one embodiment of the present invention, the volume of the biological urine sample may be 0.1 ~ 1mL, specifically 0.5mL. In the conventional VOC metabolite analysis, the urine sample required about 1 mL to 10 mL. However, when using the analytical method of the present invention, a small amount of urine can be effectively extracted and the interfering substance can be effectively removed. Simultaneous analysis of VOC metabolites is possible with samples.

생체 뇨 시료를 전처리 하고, VOC 대사체들을 추출한 후에는, 기체크로마토그래피-질량스펙트로메트리(GC-MS)를 통하여 VOC 대사체들의 농도를 정량분석한다.After pretreatment of the biological urine sample and extraction of the VOC metabolites, the concentration of the VOC metabolites is quantitated through gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS).

본 발명의 일실시예에 있어서, 정량 분석을 위하여 내부표준법을 사용할 수 있다. 내부표준법은, 먼저 여러 가지 농도비로 시료에 표준물질을 넣어 분석하고 피크 높이(넓이)의 비와 농도비를 이용하여 검량곡선을 만든 후, 정확한 양의 내부표준물질을 미지의 시료에 넣어 내부표준물질과 시료의 피크 높이의 비를 측정하고, 미리 만들어진 검량곡선 상에서 미지의 시료와 내부표준물질의 농도비를 구하 는 정량 분석 방법을 의미한다. 본 발명의 일실시예에서 내부표준물질로는, 히푸르-d5-산 (HA-d5), 만델-d5-산 (MA-d5), 트랜스,트랜스- 뮤콘-d4-산 (t,t-MU-d4)을 사용할 수 있다. 히푸르-d5-산 (HA-d5)은 화학식 7, 만델-d5-산 (MA-d5)은 화학식 8, 트랜스,트랜스- 뮤콘-d4-산 (t,t-MU-d4)은 화학식 9의 구조를 갖는다.In one embodiment of the present invention, an internal standard method may be used for quantitative analysis. In the internal standard method, first, the standard material is analyzed in various concentration ratios, and the calibration curve is made by using the ratio of the peak height (width) and the concentration ratio, and then the internal standard is added to the unknown sample with the correct amount of the internal standard material. It is a quantitative analysis method that measures the ratio of the peak height of the sample and the concentration ratio of the unknown sample and the internal standard material on the previously prepared calibration curve. As internal standard according to the embodiment of the present invention, hippuric -d 5 - acid (HA-d 5), mandelate -d 5-acid (MA-d 5), trans, trans-4 myukon -d-acid (t, t-MU-d 4 ) can be used. Hippuric -d 5 - acid (HA-d 5) the following formula (7), mandelate -d 5-acid (MA-d 5) are formula (8), trans, trans-myukon -d 4-acid (t, t-MU- d 4 ) has the structure of Formula 9.

Figure 112009030119142-pat00007
Figure 112009030119142-pat00007

Figure 112009030119142-pat00008
Figure 112009030119142-pat00008

Figure 112009030119142-pat00009
Figure 112009030119142-pat00009

본 발명의 일실시예에서, GC-MS의 SIM(Selective Ion Monitoring) 모드로 정량 분석할 수 있다. SIM 모드는, 선택된 몇 가지 이온에 대해서만 질량 대 하전비(m/z)로 모니터링함으로써, 정량 분석의 정밀성과 정확성을 향상시킬 수 있다. 여러 개의 목적 성분 분석을 위해 용리시간별 이온에 대한 시간 프로그램이 가능하다. In one embodiment of the present invention, it can be quantitatively analyzed in the selective ion monitoring (SIM) mode of the GC-MS. SIM mode can improve the precision and accuracy of quantitative analysis by monitoring the mass-to-charge ratio (m / z) for only a few selected ions. A time program for elution time ions is possible for the analysis of several target components.

이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, specific examples are provided to help understanding of the present invention, but the following examples are merely to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

[실시예][Example]

1. 생체 뇨 시료 전처리1. Bio-Urine Sample Preparation

내부표준물질인 HA-d5, MA-d5 와 t,t-MU-d4 (C/D/N isotope사, Quebec, Canada)가 100ng/mL의 농도로 첨가된 뇨 시료 0.5 mL에, 카트리지를 활성화하기 위하여 Milli-Q 시스템(Millipore, Milford, MA, USA)을 통과한 증류수 2 mL 을 첨가하였다. 6N-HCl 100㎕를 첨가하여 pH를 조절하고, 분석물질의 산화를 방지하기 위해서 0.2% 아스코브르산 (Sigma-Aldrich사, Steinheim, Germany) 용액 50㎕ 넣어준 후, 진탕기(Maxi Mix Ⅱ Thermolyne, Barnstead International, Dubuque, U.S.A)를 이용하여 약 20초간 흔들어 섞어 준다. To a 0.5 mL urine sample containing the internal standards HA-d 5 , MA-d 5 and t, t-MU-d 4 (C / D / N isotope, Quebec, Canada) at a concentration of 100 ng / mL, 2 mL of distilled water was passed through a Milli-Q system (Millipore, Milford, Mass., USA) to activate the cartridge. Adjust the pH by adding 100 µl of 6N-HCl, add 50 µl of 0.2% ascorbic acid (Sigma-Aldrich, Steinheim, Germany) solution to prevent oxidation of the analyte, and shaker (Maxi Mix II Thermolyne). , Barnstead International, Dubuque, USA) and shake for about 20 seconds.

이후 메탄올 2 mL와 증류수 2 mL로 충분히 세척된 음이온 교환 카트리 지(Waters, Mildford, MA, USA)에 시료를 주입하고, 암모니아수 1 mL, 메탄올 1 mL로 세척한 후, 포름산이 2% 함유된 메탄올 1 mL로 3번 용출(elution)시켜 시험관에 받아 증발, 건조시켰다. The sample was then injected into an anion exchange cartridge (Waters, Mildford, MA, USA) sufficiently washed with 2 mL methanol and 2 mL distilled water, washed with 1 mL ammonia water and 1 mL methanol, followed by methanol containing 2% formic acid. Elution three times with 1 mL, received in a test tube, evaporated and dried.

뇨 시료에서 고농도로 존재하는 HA분석을 위해서, 용출물을 4mL의 메탄올로 녹여 희석한 후 50㎕을 취하여 HA를 분석하였고 나머지는 2-MHA, 3-MHA, 4-MHA, t,t-MU와 MA 분석을 위하여 사용하였다. 50㎕를 취한 시험관에 HA-d5가 1000ng/mL의 농도가 되도록 HA-d5를 넣어준 후 다시 N2 Turbo Vap을 이용하여 완전히 건조시켰다. For high concentration HA analysis in urine samples, the eluate was dissolved in 4 mL of methanol, diluted, and 50 μl of HA was analyzed. The rest was 2-MHA, 3-MHA, 4-MHA, t, t-MU. It was used for and MA analysis. After the test tube taken 50㎕ HA-d 5 gave into the HA-d 5 at a concentration of 1000ng / mL and completely dried again using N 2 Turbo Vap.

GC-MS로 검출하기 위하여 MSTFA/TMCS/TMSI 100:5:2(v/v/v) 혼합용액(Sigma-Aldrich사, Steinheim, Germany)을 50㎕ 가하고 60℃에서 15분간 반응시켜 유도체화 하여 GC-MS에 2㎕을 주입하였다.To detect by GC-MS, 50 µl of a mixed solution of MSTFA / TMCS / TMSI 100: 5: 2 (v / v / v) (Sigma-Aldrich, Steinheim, Germany) was added and reacted for 15 minutes at 60 ° C for derivatization. 2 μl were injected into GC-MS.

2. 크레아티닌의 측정2. Measurement of creatinine

뇨 시료 정량 분석에 있어 각 분석대상 개체의 내재적 차이를 보정하기 위해 크레아티닌 농도를 함께 측정하였다 (Jaffe 반응법에 의해 측정). 크레아티닌은 요소질소나 요산과 마찬가지로 체내에서 에너지로서 사용된 단백질의 노폐물이다. 크레아티닌은 근육 내에서 에너지로 사용된 후 크레아티닌이나 크레아틴 인산으로 형상되어 혈중으로 유출되어 신장으로부터 뇨로 배설된다. 즉 크레아티닌 농도를 측정하는 것은 신장기능이 정상인지를 판단할 수 있는 지표로 사용하기 위함이며 개 인 간에 나타나는 차이를 보정하기 위한 것이다. In quantitative analysis of urine samples, creatinine concentrations were measured together (corrected by Jaffe reaction method) to correct for intrinsic differences in each subject. Creatinine, like urea and uric acid, is a waste product of proteins used as energy in the body. Creatinine is used as energy in the muscles, then formed into creatinine or creatine phosphate, which is released into the blood and excreted from the kidneys into urine. In other words, the measurement of creatinine concentration is intended to be used as an index to determine whether the kidney function is normal and to correct for differences in individuals.

측정 방법은 뇨 시료 200 μL에 증류수 4.5 mL을 첨가한 후 10% 텅스텐산 나트륨(Na2WO4) 100 μL와 0.6N H2SO4 200 μL를 첨가하였다. 진탕기로 균등하게 섞어준 후 원심분리기를 이용하여 분리시켜 그 상층액 2mL를 취한다. 상층액에 0.036 M 피크르산(Allied Chemical사, Gujarat, India) 1 mL와 0.75 N NaOH 1 mL를 가하고 20분간 방치시킨 후 UV 스펙트로포토미터 (DU 530 UV 스펙트로미터, Beckman, Califonia, U.S.A)를 이용하여 λMAX 520 nm에서 흡광도를 측정하였다.In the measurement method, 4.5 mL of distilled water was added to 200 μL of urine samples, and then 100 μL of 10% sodium tungstate (Na 2 WO 4 ) and 200 μL of 0.6NH 2 SO 4 were added. Mix evenly with a shaker, separate using a centrifuge, and take 2 mL of the supernatant. 1 mL of 0.036 M picric acid (Allied Chemical, Gujarat, India) and 1 mL of 0.75 N NaOH were added to the supernatant, and left to stand for 20 minutes using a UV spectrophotometer (DU 530 UV spectrometer, Beckman, Califonia, USA). Absorbance was measured at λMAX 520 nm.

3. GC-MS 분석3. GC-MS Analysis

본 발명의 일실시예에서 사용된 GC-MS 기기는 Agilent Technology사 (Santa Clara, CA. USA)의 Agilent 7890 Plus 가스크로마토그래프에 직접 연결된 Agilent 5975c 질량 선택적 탐지기를 사용하였다. 시료는 Agilent 7683B Series 주입기를 사용하여 GC 에 주입하였다.The GC-MS instrument used in one embodiment of the present invention used an Agilent 5975c mass selective detector connected directly to an Agilent 7890 Plus gas chromatograph of Agilent Technology (Santa Clara, Calif., USA). Samples were injected into the GC using an Agilent 7683B Series Injector.

(1) 2-MHA, 3-MHA, 4-MHA, MA, t,t-MU 분석(1) 2-MHA, 3-MHA, 4-MHA, MA, t, t-MU analysis

분리관은 DB-1701 ((14%-Cyanopropyl-phenyl)methylpolysiloxan, 길이 30m, 내경 0.25㎜ I.D., 0.25㎛ film thickness)를 사용 하였으며, 휘발용 온도 프로그래밍은 초기온도 150℃에서 1분간 머무른 후 270℃까지 15℃/분으로 상승시키고 2분간 유지시켜 시료를 분석하였다. 주입량은 2㎕이고, 순도 99.999%의 헬륨 가스를 1.2mL/분의 흐름속도로 흘려주었으며 스플릿 모드 (ratio 10 : 1)로 설정하였다. 이온화에 사용한 전자에너지는 70eV 이고, 분석 물질 중 몇 개의특정 이온만을 선택하여 검출하는 방법(selected ion monitoring, SIM 모드)을 이용하였다. GC-MS 작동 조건을 표 1에 정리하였다. The separation tube used DB-1701 ((14% -Cyanopropyl-phenyl) methylpolysiloxan, length 30m, inner diameter 0.25mm ID, 0.25㎛ film thickness), the volatile temperature programming for 1 minute at 150 ℃ initial temperature after 270 ℃ Samples were analyzed by raising to 15 ° C./min and holding for 2 minutes. The injection amount was 2 μl, helium gas with a purity of 99.999% was flowed at a flow rate of 1.2 mL / min, and set to split mode (ratio 10: 1). The electron energy used for ionization was 70 eV, and a method of selecting and detecting only a few specific ions of the analyte (selected ion monitoring, SIM mode) was used. GC-MS operating conditions are summarized in Table 1.

Figure 112009030119142-pat00010
Figure 112009030119142-pat00010

(2) HA 분석(2) HA analysis

분리관은 DB-1701 ((14%-Cyanopropyl-phenyl)methylpolysiloxan, 길이 30m, 내경 0.25㎜ I.D., 0.25㎛ film thickness)를 사용 하였으며, 휘발용 온도 프로그래밍은 초기온도 150℃에서 1분간 머무른 후 180℃까지 15℃/분으로 상승시키고 270℃ 까지 20℃/분으로 상승시킨 후 1분간 유지시켜 시료를 분석하였다. 주입량은 2㎕이고, 순도 99.999%의 헬륨 가스를 1.2mL/분의 흐름속도로 흘려주었으며 스플릿 모드 (ratio 10 : 1)로 설정하였다. 이온화에 사용한 전자에너지는 70eV 이고, 분석 물질 중 몇 개의특정 이온만을 선택하여 검출하는 방법(selected ion monitoring, SIM 모드)을 이용하였다. GC-MS 작동 조건을 표 2에 정리하였다. The separation pipe used DB-1701 ((14% -Cyanopropyl-phenyl) methylpolysiloxan, length 30m, inner diameter 0.25mm ID, 0.25㎛ film thickness), and the temperature programming for volatilization was carried out at 150 ℃ for 1 minute after initial temperature at 150 ℃. Samples were analyzed by raising them to 15 ° C./min until 20 ° C./min to 270 ° C. and holding them for 1 minute. The injection amount was 2 μl, helium gas with a purity of 99.999% was flowed at a flow rate of 1.2 mL / min, and set to split mode (ratio 10: 1). The electron energy used for ionization was 70 eV, and a method of selecting and detecting only a few specific ions of the analyte (selected ion monitoring, SIM mode) was used. GC-MS operating conditions are summarized in Table 2.

Figure 112009030119142-pat00011
Figure 112009030119142-pat00011

4. 분석 결과4. Analysis result

분석 대상 물질인 VOC 대사체 MA, t,t-MU, 2-MHA, 3-MHA, 4-MHA, HA 검정범위는 사람의 뇨 시료 내에서 검출되는 농도에 따라 결정되었다. 검량곡선의 농도범위는 HA를 제외한 5종의 VOC 대사체 표준물질 혼합액에 대하여, 1, 5, 10, 50, 100, 500, 1000ng/mL의 농도를 선택하여 본 발명의 실시예의 방법에 따라 측정하여 검량곡선을 만들었다. HA의 검량곡선 농도 범위는 0.1, 0.5, 1, 2, 5, 10, 20㎍/mL의 농도를 선택하였다. 검출한계 측정은 신호 대 잡음비(S/N; Signal to noise) 방법을 이용하였으며, 신호 대 잡음비가 10 이상으로 나타나는 농도를 정량한계(LOQ)로 나타내었다. 각 화합물의 검정 범위와 직선성 상관계수는 표 3에 정리 하였다. 모든 검량곡선은 정량 범위 내에서 직선성 (r2 > 0.996)을 나타내었다. The analyte VOC metabolite MA, t, t-MU, 2-MHA, 3-MHA, 4-MHA, HA assay range was determined according to the concentration detected in human urine samples. The concentration range of the calibration curve is measured according to the method of the embodiment of the present invention by selecting concentrations of 1, 5, 10, 50, 100, 500, and 1000 ng / mL with respect to the mixture of five VOC metabolite standards excluding HA. To create a calibration curve. The calibration curve concentration range of HA was selected from 0.1, 0.5, 1, 2, 5, 10 and 20 µg / mL. The detection limit was measured using a signal to noise (S / N) method, and the concentration of the signal-to-noise ratio of 10 or more was expressed as a quantitative limit (LOQ). The test range and linearity correlation coefficient of each compound are summarized in Table 3. All calibration curves showed linearity (r 2 > 0.996) within the quantitative range.

Figure 112009030119142-pat00012
Figure 112009030119142-pat00012

또한, 5종의 VOC 대사체 표준물질 혼합액에 대하여, 정확도, 정밀도 관리를 위하여 30, 200ng/mL의 농도를 선택하여 측정하였다. 30, 200ng/mL의 농도에 대하여, 동일한 농도의 시료를 5회 반복 처리한 결과와 7일간 동일한 농도의 시료를 처리한 결과를 통하여 정확도 (accuracy, %)와 정밀도 (precision)로 표현되어 표 4에 나타내었다. 정확도(Accuracy)란, 참 값에 가까운 정도이고, 정밀도(precision)란, 측정값의 흩어짐이 작은 정도를 의미한다. 표 4에 의하면, 정확도는 85 ~ 127.9%, 정밀도는 4.4 ~ 24.8%범위의 값을 얻을 수 있었다. 따라서, 분석 결과의 유효성이 검증되었다. In addition, the concentrations of 30 and 200 ng / mL were measured and measured for the accuracy and precision of the five VOC metabolite standard liquid mixtures. For concentrations of 30 and 200 ng / mL, the results of five repeated treatments of the same concentration sample and the same concentration of the sample for seven days are expressed in accuracy (accuracy,%) and precision (Table 4). Shown in Accuracy means a degree close to a true value, and precision means a degree where scattering of measured values is small. According to Table 4, values of 85 to 127.9% accuracy and 4.4 to 24.8% accuracy were obtained. Therefore, the validity of the analysis result was verified.

Figure 112009030119142-pat00013
Figure 112009030119142-pat00013

내부 표준 물질 및 표준 물질을 이용하여 각 분석 물질의 머무름 시간들을 비교하고 내부표준물질 피크에 대한 분석 대상 VOC 대사체의 피크의 높이 비를 대조해봄으로써 피크를 동정하였다. 6종의 VOC 대사체의 전체 이온 크로마토그램(total ion chromatogram, TIC) 및 HA 대사체의 이온 크로마토그램을 도 1 및 도 2에 나타내었다. 크로마토그램 상 분리되지 않은 VOC 대사체도 각각 다른 m/z 값을 나타내어 SIM mode에서 충분히 구별되었다. SIM 모드 분석을 위한 질량 스펙트럼 상에서의 특정 이온들은 표 5에 정리하여 나타내었다. Peaks were identified by comparing the retention times of each analyte using an internal standard and a standard and contrasting the height ratio of the peak of the analyte VOC metabolite to the internal standard peak. Total ion chromatograms (TICs) of the six VOC metabolites and ion chromatograms of HA metabolites are shown in FIGS. 1 and 2. VOC metabolites that were not separated on the chromatogram also exhibited different m / z values, which were sufficiently distinguished in SIM mode. Specific ions on the mass spectrum for SIM mode analysis are summarized in Table 5.

Figure 112009030119142-pat00014
Figure 112009030119142-pat00014

도 1은 6종의 VOC 대사체의 전체 이온 크로마토그램(total ion chromatogram, TIC)을 나타내고, 각 피크는 하기와 같다. 1. MA-d5, 2. MA, 3. t,t-MU-d4, 4. t,t-MU, 5. HA-d5, 6. HA, 7. 2-MHA, 8. 3-MHA, 9. 4-MHA1 shows a total ion chromatogram (TIC) of six VOC metabolites, each peak being as follows. 1.MA-d 5 , 2.MA, 3.t, t-MU-d 4 , 4.t, t-MU, 5.HA-d 5 , 6.HA, 7.2-MHA, 8. 3 -MHA, 9. 4-MHA

도 2는 HA 대사체의 이온 크로마토그램을 나타내고, 피크 1은 HA-d5 피크 2는 HA를 나타낸다. 2 shows an ion chromatogram of HA metabolites, peak 1 shows HA-d 5 peak 2 shows HA.

Claims (5)

생체 뇨 시료로부터 휘발성 유기 화합물 대사체들을 추출하는 단계; 및Extracting volatile organic compound metabolites from a biological urine sample; And 추출된 휘발성 유기 화합물 대사체들을 기체크로마토그래피-질량스펙트로메트리(GC-MS)를 이용하여 정량분석하는 단계를 포함하는 생체 뇨 시료 내 휘발성 유기 화합물 대사체 농도 분석 방법으로서, 상기 추출 단계는, A volatile organic compound metabolite concentration analysis method comprising quantitating extracted volatile organic compound metabolites using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), wherein the extracting step comprises: 생체 뇨 시료의 pH를 산성으로 조절하는 단계; 및Adjusting the pH of the biological urine sample to acidic; And 산성으로 조절된 생체 뇨 시료로부터 음이온 교환 카트리지를 이용하여 휘발성 유기 화합물 대사체들을 고체상 추출하는 단계를 포함하는, 생체 뇨 시료 내 휘발성 유기 화합물 대사체 농도 분석 방법.A solid phase extraction of volatile organic compound metabolites from an acid controlled biological urine sample using an anion exchange cartridge. 제1항에 있어서, 상기 생체 뇨 시료로부터 휘발성 유기 화합물 대사체들을 고체상 추출하는 단계는,The method of claim 1, wherein the solid phase extraction of volatile organic compound metabolites from the biological urine sample, 생체 뇨 시료를 음이온 교환 카트리지에 주입하는 단계;Injecting the biological urine sample into an anion exchange cartridge; 2 ~ 3 % 암모니아수로 세척 후 메탄올로 세척하는 단계; 및Washing with 2-3% ammonia water and then washing with methanol; And 포름산 2 ~ 3 % 를 포함하는 메탄올을 이용하여 용출(elution)시키는 단계를 포함하는, 생체 뇨 시료 내 휘발성 유기 화합물 대사체 농도 분석 방법.A method of analyzing volatile organic compound metabolite concentration in a biological urine sample, comprising eluting with methanol containing 2-3% formic acid. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 산성으로 조절된 생체 뇨 시료에 0.2~0.5 % 아스코르브산을 첨가하는 단계를 더 포함하는, 생체 뇨 시료 내 휘발성 유기 화합물 대사체 농도 분석 방법. A method for analyzing the concentration of volatile organic compound metabolites in a urine sample further comprising adding 0.2-0.5% ascorbic acid to the acid-controlled urine sample. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 휘발성 유기 화합물 대사체들은 톨루엔의 대사체 히푸르산(hippuric acid, HA), 2-자일렌의 대사체 2-메틸히푸르산(2-methylhippuric acid, 2-MHA), 3-자일렌의 대사체 3-메틸히푸르산(3-methylhippuric acid, 3-MHA), 4-자일렌의 대사체 4-메틸히푸르산(4-methylhippuric acid, 4-MHA), 벤젠의 대사체 트랜스, 트랜스-뮤콘산(trans, trans-muconic acid, t,t-MU) 및 스티렌의 대사체 만델산(mandelic acid, MA)을 포함하는, 생체 뇨 시료 내 휘발성 유기 화합물 대사체 농도 분석 방법. The volatile organic compound metabolites are metabolite of toluene (hippuric acid (HA)), 2-xylene metabolite 2-methylhippuric acid (2-MHA), 3-xylene Metabolite 3-methylhippuric acid (3-MHA), 4-xylene metabolite 4-methylhippuric acid (4-MHA), benzene metabolite trans, trans A method for analyzing the concentration of volatile organic compound metabolites in a biological urine sample, comprising: metaconic acid mandelic acid (MA) of styrene and trans, trans-muconic acid (t, t-MU). 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 생체 뇨 시료의 부피는 0.1~1mL 인 것을 특징으로 하는, 생체 뇨 시료 내 휘발성 유기 화합물 대사체 농도 분석 방법. The volume of the biological urine sample is 0.1 ~ 1mL, volatile organic compound metabolite concentration analysis method in a biological urine sample.
KR1020090043849A 2009-05-20 2009-05-20 Method for determination of volatile organic compounds metabolites in urine KR101028042B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090043849A KR101028042B1 (en) 2009-05-20 2009-05-20 Method for determination of volatile organic compounds metabolites in urine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090043849A KR101028042B1 (en) 2009-05-20 2009-05-20 Method for determination of volatile organic compounds metabolites in urine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100124910A KR20100124910A (en) 2010-11-30
KR101028042B1 true KR101028042B1 (en) 2011-04-08

Family

ID=43408892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090043849A KR101028042B1 (en) 2009-05-20 2009-05-20 Method for determination of volatile organic compounds metabolites in urine

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101028042B1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103134863A (en) * 2011-11-29 2013-06-05 江西中烟工业有限责任公司 Method of determining content of methanol, isobutanol, isoamylol of alcohol
CN103869012B (en) * 2014-03-14 2015-03-11 国家烟草质量监督检验中心 Measuring method for mandelic acid in urine by liquid chromatography-tandem mass spectrometry
CN103852534A (en) * 2014-03-26 2014-06-11 昆山洛丹伦生物科技有限公司 Detecting method for PBDEs (polybrominated diphenyl ethers) in plastic component of electronic element
CN103869017A (en) * 2014-03-26 2014-06-18 昆山洛丹伦生物科技有限公司 Method for detecting PBBs (Polybrominated Biphenyls) in plastic components of electronic components and devices
CN106645453A (en) * 2016-10-10 2017-05-10 青岛环湾检测评价股份有限公司 Gas chromatography method for organic mixture

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100537402B1 (en) 2003-07-02 2005-12-19 한국과학기술연구원 Determination Method of Hydroxy-PCBs in Urine
KR100613400B1 (en) 2004-11-10 2006-08-17 한국과학기술연구원 METHOD FOR DETERMINATION OF PAHs AND PCBs IN SAMPLE BY GC/MS WITH SPME
KR100643177B1 (en) 2004-11-27 2006-11-10 한국과학기술연구원 Method for determination of volatile organic compounds in sample by gc/ms with spme

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100537402B1 (en) 2003-07-02 2005-12-19 한국과학기술연구원 Determination Method of Hydroxy-PCBs in Urine
KR100613400B1 (en) 2004-11-10 2006-08-17 한국과학기술연구원 METHOD FOR DETERMINATION OF PAHs AND PCBs IN SAMPLE BY GC/MS WITH SPME
KR100643177B1 (en) 2004-11-27 2006-11-10 한국과학기술연구원 Method for determination of volatile organic compounds in sample by gc/ms with spme

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문 1: 한국대기환경 학회 춘계학술대회 논문집

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100124910A (en) 2010-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017077401A1 (en) Method for the ultra-sensitive determination of catecholamines and their metabolites
Ngongang et al. Analysis of nine N-nitrosamines using liquid chromatography-accurate mass high resolution-mass spectrometry on a Q-Exactive instrument
CN111366652A (en) Method for determining 16 mycotoxins in tea by using ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry
Oh et al. Simple determination of hydrazine in waste water by headspace solid-phase micro extraction and gas chromatography-tandem mass spectrometry after derivatization with trifluoro pentanedione
KR101028042B1 (en) Method for determination of volatile organic compounds metabolites in urine
CN102147397B (en) Method for detecting taurine in functional beer by adopting high performance liquid chromatography (HPLC)
KR20170099233A (en) method of simultaneous analysis for aldehydes using gas chromatography with mass spectrometry
US20240085386A1 (en) Detection and quantitation of guanidinoacetate, creatine, and creatinine by mass spectrometry
KR101463459B1 (en) Method of simultaneous analysis for formaldehyde and 1,4-dioxane using gas chromatography with mass spectrometry
KR101321034B1 (en) Method for Determination of metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbons in biological material
KR100948589B1 (en) Method for assaying mycotoxin
CN111189956A (en) By means of H2O2Method for detecting content of nitrite in sodium chloride sample by combining oxidation method with ion chromatography
KR100902571B1 (en) Simultaneous determination of demethylamphetamine, amphetamine and their metabolites by liquid chromatography
Fu et al. High-performance liquid chromatography with post-column chemiluminescence detection for simultaneous determination of trace N-nitrosamines and corresponding secondary amines in groundwater
CN113866305A (en) Method for rapidly and accurately analyzing theanine in fresh tea leaves based on liquid chromatography-mass spectrometry technology
Monser Liquid chromatographic determination of four purine bases using porous graphitic carbon column
Zhang et al. Fast simultaneous detection of three diterpenoids in Herba Siegesbeckiae using solid phase extraction followed by HPLC-UV with a core–shell particle column
Wang et al. Application of solvent demulsification dispersive liquid–liquid microextraction for nicotine and cotinine measurement in human urine combined with hydrophilic interaction chromatography tandem mass spectrometry
Ai et al. Simple and rapid determination of N6‐(Δ2‐isopentenyl) adenine, zeatin, and dihydrozeatin in plants using on‐line cleanup liquid chromatography coupled with hybrid quadrupole‐Orbitrap high‐resolution mass spectrometry
Yi et al. Quantitation of L-arginine and asymmetric dimethylarginine in human plasma by LC-selective ion mode-MS for Type 2 diabetes mellitus study
Das et al. Trends and advances in separation and detection of SSRIs and SNRIs in biological matrices
Jurič et al. Development of a solid phase microextraction method for the determination of nicotine in dried mushrooms
Lucentini et al. Determination of low-level acrylamide in drinking water by liquid chromatography/tandem mass spectrometry
Tamošiūnas et al. Thiocyanate determination by ion pair chromatography
Wojcik et al. Ion-chromatography of inorganic selenium species with a preliminary preconcentration step

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee