KR102087611B1

KR102087611B1 - 가속용매추출장치를 이용한 해양퇴적토 또는 수산물 생체시료내의 HBCDs와 TBBPA 동시분석을 위한 원스텝 추출 및 정제방법

Info

Publication number: KR102087611B1
Application number: KR1020190126347A
Authority: KR
Inventors: 최민규; 이인석; 김민섭; 손지영; 박세진; 윤세라; 이봉민
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2020-03-11

Abstract

본 발명은 해양환경 오염물질의 분석시료를 간섭물질의 흡착제와 함께 추출킷트의 내부로 투입시키고, 해당 추출킷트를 가속용매추출장치(ASE: Accelerated solvent extraction)에 장착시킨 다음, ASE에 구비된 오븐기구와 펌프기구를 이용하여 추출킷트를 가열시키는 한편 헥산(Hexane)과 디클로로메탄(Dichloromethane)이 혼합된 용매를 추출킷트의 내부로 가압 주입시키는 과정을 거쳐 시료액을 추출토록 함으로서, 액체 크로마토그래피-질량분광계 분석(Liquid chromatography-mass spectrometry determination) 단계 이전에 수행되었던 시료의 추출 및 간섭물질의 제거에 이르는 다단계의 전처리 과정이 시료액의 추출 과정에서 일괄적인 원스텝(One-step) 방식으로 모두 수행될 수 있도록 하되, 기존 흡착제인 활성구리 및 활성실리카겔를 배제시키고 황산처리 실리카겔만을 간섭물질의 흡착제로 사용하더라도 지방과 유기화합물 및 단백질의 제거가 가능토록 하며, 이를 통하여 추출킷트의 세팅작업을 보다 더 간소화시키면서도 해양퇴적토 시료 뿐만 아니라 수산물의 생체시료에 포함된 브롬화 난연제로서의 HBCDs와 TBBPA 성분의 동시 분석이 가능토록 한 가속용매추출장치를 이용한 해양퇴적토 또는 수산물 생체시료내의 HBCDs와 TBBPA 동시 분석을 위한 원스텝 추출 및 정제방법에 관한 것이다.

Description

가속용매추출장치를 이용한 해양퇴적토 또는 수산물 생체시료내의 HBCDs와 TBBPA 동시분석을 위한 원스텝 추출 및 정제방법{One-step integrated extraction and cleanup method for analysis of HBCDs and TBBPA in marine sediments or organism samples using accelerated solvent extractor}

본 발명은 해양환경 오염물질의 분석을 위한 분석시료를 간섭물질의 흡착제와 함께 추출킷트의 내부로 투입시킨 다음, 해당 추출킷트를 가속용매추출장치에 장착하여 가열시키는 한편, 헥산과 디클로로메탄이 혼합된 용매를 추출킷트의 내부로 가압 주입시키는 과정을 거쳐 시료액을 추출토록 함으로서, 실질적인 분석 단계 이전에 수행되었던 시료의 추출 및 간섭물질의 제거에 이르는 다단계의 전처리 과정이 시료액의 추출 과정에서 일괄적인 원스텝 방식으로 모두 수행될 수 있도록 하되, 기존 흡착제인 활성구리와 활성실리카겔을 배제시키고 황산처리 실리카겔만을 간섭물질의 흡착제로 사용하더라도 지방과 유기화합물 및 단백질의 제거가 가능토록 하며, 이를 통하여 추출킷트의 세팅작업을 보다 더 간소화시키면서도 해양퇴적토 시료 뿐만 아니라 수산물의 생체시료에 포함된 브롬화 난연제로서의 HBCDs(헥사브로모사이클로도데칸)와 TBBPA(테트라브로모비스페놀A) 성분의 동시 분석이 가능토록 한 가속용매추출장치를 이용한 해양퇴적토 또는 수산물 생체시료내의 HBCDs와 TBBPA 동시 분석을 위한 원스텝 추출 및 정제방법에 관한 것이다.

일반적으로 난연제(Flame retardant)라고 하는 것은 연소하기 쉬운 성질을 가진 제품에 연소를 억제하거나 완화시키기 위해 첨가되는 물질로서, TV와 컴퓨터 등의 가전제품이나 실내장식제나 건축자재 또는 가정용 섬유와 같은 각종 가연성 제품에 첨가되어져 왔으며, 이와 같은 난연제 중에서 브롬화 난연제는 전세계 시장의 절반 가까이를 차지하고, 국내에서도 브롬화 난연제의 사용량이 전체 난연제의 50% 이상으로 가장 많았으며, TBBPA, deca-BDE, HBCDs 순으로 많이 사용되었다.

HBCDs는 주로 EPS(Expanded polystyrene foam)나 XPS(Extruded polystyrene foam) 또는 HIPS(High impact polystyrene)에 첨가되어 건축물의 단열제로 사용되고, 전기전자제품의 피복물이나 섬유 또는 실내기구 등에 코팅되어 사용되며, 난분해성, 잔류성, 생물 축적성 등의 유해성을 가짐에 따라 2013년 국가적으로 관리되는 잔류성 유기오염물질(POPs)로 분류되어 사용이 금지되었고, 양식장에서 주로 사용되었던 기존 부표의 경우 HBCDs가 포함된 EPS가 대부분이었기 때문에 해양환경의 관점에서 해저퇴적물과 수산물의 오염이 우려되는 상황이다.

그리고, TBBPA는 브롬화 난연제 중 가장 많이 생산 및 사용되고 있는 물질로서, 주로 에폭시(Epoxy), 폴리카보네이트(Polycarbonates), 불포화폴리에스테르수지(Unsaturated polyester resins) 등의 생산에 사용되고, 전기전자분야에서는 TV나 냉장고 또는 사무자동화기기 등의 전자제품에 주로 사용되는 바, TBBPA는 2010년 10월에 REACH(화학물질을 등록, 평가, 허가, 제한하는 EU의 화학물질 관리제도)에 등록된 물질이며, 2010년 개정된 RoHS 지침(유해물질 제한지침)에서는 아직까지 규제되지 않고 있다.

상기와 같은 HBCDs와 TBBPA의 분석작업은 해양퇴적토와 같은 시료를 통하여 많이 이루어지고 있지만 수산물과 같은 식품이나 생체시료에 대해서는 그 연구가 미미한 실정이고, 생체시료 중에 포함된 브롬화 난연제인 HBCDs와 TBBPA를 분석하는 작업 또한 다른 POPs 물질의 분석 과정과 유사하게 이루어지는 바, 시료의 추출로부터 간섭물질의 제거를 위한 다단계의 정제과정을 거친 다음, 질량분석기를 이용하여 최종 정량시키는 방식이 적용되고 있다.

상기와 같이 HBCDs와 TBBPA의 모니터링에 의한 해양환경 분석작업의 일환으로서, 해저면에서 채취한 퇴적토 시료 또는 수산물의 생체시료로부터 오염물질 분석용 시료액을 준비하는 과정은 매트릭스의 복잡성으로 인하여 통상 여러 단계를 거쳐 수행되지만, HBCDs와 TBBPA 성분의 신뢰성 있는 분석결과를 도출하기 위해서는 분석시료(해양퇴적토 시료 또는 수산물 생체시료)로부터 시료액을 추출하는 단계와 추출된 시료액의 정제 및 농축단계가 가장 중요하다고 볼 수 있다.

상기와 같이 해양퇴적토 시료 또는 수산물 생체시료를 분석시료로 하여 오염물질 분석용 시료액을 추출하기 위하여 기존에 사용되었던 방법으로서, 속실렛 추출법(Soxhlet extraction method)이나 초음파 추출법(Supersonic extraction method) 또는 고체상 추출법(Solid-phase extraction method) 등을 대표적인 예로 들 수 있으나, 해당 추출법은 시료액의 일차적인 추출 이후에 다층 칼럼의 까다로운 정제 과정이 요구되므로, 최종 시료액의 획득까지 매우 긴 시간이 소요될 뿐만 아니라 불필요하게 많은 량의 용매가 소비되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 기존 추출방식들의 문제점으로 인하여 가압액체추출장치(PLE: Pressurized liquid extractor) 또는 가속용매추출장치(ASE: Accelerated solvent extractor)를 이용한 추출방식이 개발되었는 바, 해당 추출방식은 분석시료가 저장된 추출용기의 내부로 특정 용매를 고압으로 주입시킴에 따라 오염물질이 포함된 시료액을 추출토록 한 것으로서, 용매의 사용량을 줄여 경제성과 안전성을 도모할 수 있는 동시에, 시료의 농축에 필요한 처리시간을 단축시켜 분석결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 잇점을 제공한다.

상기와 같은 잇점으로 인하여 PLE 또는 ASE를 이용한 추출방식은 다양한 고체형 샘플에 존재하는 유기성 오염원을 분석하는 지표로서 미국 환경보호청(USEPA: US Environment protection agency)으로부터 공인되었고, 현재 그 사용이 지속적으로 증가하는 추세에 있으며, 이중에서 ASE를 이용한 시료추출방식은 고온(50~200℃)으로 가열된 유기용매를 사용하여 분석시료에 대한 침투력과 오염물질의 운반력을 강화시키는 한편, 고압(1500 psi 이상)을 적용하여 끓는점 이상의 유기용매를 액상의 밀도로 유지시키는 조건하에서 시료액을 추출하는 방법이다.

도 1에서는 가속용매추출장치(ASE)의 구조를 모식적으로 나타내었는 바, 용매가 저장되는 다수 개(통상 2개 또는 3개)의 용매저장용기(1)와, 각각의 용매저장용기(1)로부터 용매공급라인(1a)을 따라 배출되는 용매를 특정 비율로 혼합시키는 혼합밸브(2)와, 상기 혼합밸브(2)를 거쳐 공급되는 용매를 용매주입라인(3a)을 통하여 추출킷트(Extraction kit)(10)의 내부로 주입시키기 위한 주입펌프(3)와, 상기 추출킷트(10)를 가열시키기 위한 가열오븐(4)과, 상기 추출킷트(10)로부터 정압밸브(8)가 구비된 시료추출라인(5a)을 거쳐 배출되는 시료액을 저장하기 위한 시료저장용기(5)를 포함하여서 이루어진다.

상기 추출킷트(10)의 개략적인 구성은 도 3에 도시된 바와 같이, 스테인레스 스틸 재질을 이용하여 실린더 형태로 제작되는 추출기몸통(11)과, 동일 재질로 제작되어 상기 추출기몸통(11)의 상,하단측에 각각 조립 설치되는 상단캡(12)과 하단캡(13)으로 이루어지며, 상기 추출기몸통(11)의 내측 바닥부에 여과필터(14)인 셀룰로오스 필터(Cellulose filter)가 설치되고, 상기 상단캡(12)과 하단캡(13)의 중앙부에 용매주입구(12a)와 시료추출구(13a)가 각각 수직 방향으로 관통 형성된 것이다.

따라서, 상기 추출킷트(10)의 내부로 분석시료(15)를 투입시킨 후, 해당 추출킷트(10)를 ASE에 장착시킨 상태에서, 용매저장용기(1)로부터 배출되는 용매를 혼합밸브(2)를 이용하여 일정 비율로 혼합시킨 다음, 주입펌프(3)를 이용하여 추출킷트(10)의 내부로 용매를 가압 주입시키는 한편, 가열오븐(4)을 이용하여 추출킷트(10)를 소정의 온도로 가열시키게 되면, 분석시료(15)중의 오염물질이 용매속으로 녹아 들어가게 되며, 그 이후 릴리프밸브(7)를 거쳐 용매주입라인(3a)과 연결된 고압질소탱크(6)로부터 추출킷트(10)의 내부로 질소가스가 주입되도록 함에 따라, 오염물질이 포함된 용매를 추출기몸통(11) 바닥측의 여과필터(14)를 거쳐 시료액으로 추출할 수 있는 것이다.

상기와 같은 가속용매추출장치(ASE) 및 이에 사용되는 추출킷트(10)는 해양퇴적토를 포함하는 각종 토양 샘플로부터 환경오염물질의 분석을 위한 시료액을 추출하는 용도 뿐만 아니라, 유기용매를 이용하여 특정 시료중에 포함된 분석성분을 추출하는 데 널리 적용되는 공지의 장치이며, 그 대표적인 예로서는 미국 Dionex Corporation사에서 모델명 ASE 350으로 제작 및 판매되는 제품을 들 수 있다.

그러나, ASE를 이용한 시료추출방식 뿐만 아니라 PLE를 이용한 시료추출방식 역시 마찬가지로 도 2에서와 같이, 추출킷트(10)의 내부에 분석시료(15)를 투입하는 시료처리단계(S1)와, 해당 추출킷트(10)를 ASE에 장착시켜 시료액을 추출하는 시료추출단계(S2-1)를 거친 이후에, 지질 성분이나 단백질 성분 또는 황성분이나 색소 성분 또는 지방 성분이나 콜레스테롤 성분 등과 같이 시료액에 포함되어 오염물질의 분석에 지장을 초래하는 다양한 간섭물질을 제거시키는 시료정제단계(S2-2)가 추가로 수행되어야 한다.

통상의 시료정제단계(S2-2)는 알루미나(Alumina)나 플로리실(Florisil) 또는 실리카겔(Silica gel) 등의 고형분 흡착제를 이용하여 시료액중의 유기화합물을 제거하는 단계를 포함하여서 이루어지며, 정제된 시료액으로부터 흡착제를 걸러내고 이를 다시 농축시키는 과정이 추가로 수반되며, 이러한 일련의 추가적인 전처리 과정이 액체 크로마토그래피-질량분광계 분석(LC/MS: Liquid chromatography-mass spectrometry determination)에 의한 실질적인 시료분석단계(S3) 이전에 수행되어야 한다는 것이다.

상기와 같이 해양환경 오염물질의 분석에 필요한 시료액을 얻어내는 과정이 추출-농축-정제-농축의 여러 단계로 나뉘어 수행됨에 따라, 각각의 단계를 거치는 과정에서 분석 가능한 오염물질 성분의 휘발이나 유실로 인하여 분석결과의 신뢰성이 저하될 우려가 높은 문제점이 있었고, 시료액을 확보하는 데 걸리는 시간이 불필요하게 지연됨으로 말미암아 최종 분석결과를 도출하기까지 약 5일 정도의 비교적 긴 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 시료액의 추출과 정제 및 농축을 거치는 과정에서 용매의 불필요한 낭비를 초래하는 문제점이 있었으며, ASE 또는 PLE로부터 추출된 시료액을 저장하는 시료저장용기(5)와 함께 상기 시료정제단계(S2-2)에서도 시료액의 저장을 위한 유리용기가 추가로 사용됨에 따라 시료용기의 불필요한 남용을 초래함은 물론이고, 시료용기의 세척작업이나 시료용기의 파손에 따른 교체작업에도 불필요한 시간과 비용이 소요되는 등, 분석작업에 필요한 최종 시료액을 얻어내기까지의 과정이 다소 불합리하고 비경제적인 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 추출킷트(10)의 추출기몸통(11) 내부로 분석시료(15)를 투입시키기 이전에 간섭물질의 흡착제로서 활성실리카겔(17)과 활성구리(16)를 순차적으로 투입시키는 시료처리단계(S1)와, 해당 추출킷트(10)를 가속용매추출장치에 장착시켜 100±10℃의 가열온도와 1600±100 psi의 용매주입압력하에서 8~12분간의 반응시간을 둔 다음, 추출킷트(10)로부터 시료액을 추출토록 하고, 상기 용매로서는 헥산(Hexane)과 디클로로메탄(Dichloromethane)이 4:1 또는 85:15의 체적비율로 혼합된 것을 사용함에 따라, 도 2에서 점선으로 묶여진 바와 같이 기존의 시료추출단계(S2-1)와 시료정제단계(S2-2)가 시료액의 추출 과정에서 일괄적으로 동시 수행될 수 있도록 한 원스텝(One-step) 추출 및 정제방법이 본 출원인에 의하여 2013년 특허출원 제 153759호로 선출원 및 특허등록(제 10-1421077호)되어 알려져 있다.

상기와 같은 선출원에 따르면, ASE를 이용하여 활성구리(16)와 활성실리카겔(17)을 거친 원스텝 방식의 추출작업만으로도 추출-구리정제-실리카겔정제의 3단계로 나뉘어 수행된 기존의 방식과 거의 동등한 수준의 맑은 시료추출액을 얻어낼 수 있었으며, 이를 통하여 분석 가능한 오염물질 성분의 휘발이나 유실을 방지함으로서 분석결과의 다양성을 제공할 수 있는 동시에, 분석용 시료액을 매우 신속하게 확보토록 함으로서 시료처리단계(S1)로부터 시료분석단계(S3)를 거쳐 최종 분석결과를 도출하는 데 소요되는 시간을 기존 5일에서 2일 정도로 크게 단축시킬 수 있었으며, 도 3에서 도면부호 18은 용매분산층(상단)과 완충층(하단)을 형성하는 규조토이고, 도면부호 19는 완충층을 형성하는 모래이다.

그러나, 선출원된 원스텝 추출 및 정제방법의 경우 상기 분석시료(15)로서 해양퇴적토 시료를 사용하고 분석의 대상이 되는 오염물질을 PAHs로 할 경우에는 분석결과의 신뢰도가 매우 우수한 시료액을 얻어낼 수 있었으나, 해당 시료액을 이용하여 브롬화 난연제인 HBCDs와 TBBPA 성분을 분석할 경우 그 분석결과의 신뢰도가 크게 저하되는 문제점이 있었으며, 그 이유로는 브롬화 난연제인 HBCDs와 TBBPA는 PAHs보다 높은 분자량과 극성도를 가짐에 따라 시료에서 잘 회수되지 않고 상당량이 시료중에 남게 될 뿐만 아니라, 열에 의한 이성체의 전환이 높아져서 농도의 불확실성이 크기 때문이다.

다른 한편으로, 선출원된 원스텝 추출 및 정제방법에 있어 수산물의 생체시료를 분석시료(15)로 하여 시료액을 추출할 경우에는, 생체조직을 이루는 지방이나 단백질 성분이 용매에 다량으로 녹아 들어감에 따라, 해당 성분들이 HBCDs와 TBBPA의 분석 및 검출작업에 상당한 간섭을 일으키는 문제점이 있었으며, 이에 따라 해양환경 오염물질의 분석작업에 비교적 많은 잇점을 제공하는 것임에도 불구하고 선출원된 원스텝 추출 및 정제방법이 해양퇴적토 시료중의 PAHs 분석에만 국한적으로 적용되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제 10-1421077호

명칭: 가속용매추출장치(ASE) 및 다층크로마토그래피를 이용한 어패류 중의 dioxin-like PCBs의 분석, 수록지명: 한국식품과학회지. 제39권 제2호 통권 제192호 (2007년 4월) pp.122-127, 발행사항: 한국식품과학회, 2007.04.30.

본 발명은 상기와 같은 선출원의 문제점을 보완하기 위하여 안출된 것으로서, 브롬화 난연제인 HBCDs와 TBBPA의 분석 측면에 장애요인이 되었던 기존 흡착제인 활성구리와 활성실리카겔을 배제시키고 황산처리 실리카겔만을 간섭물질의 흡착제로 사용하여 추출킷트의 내부로 투입시키는 한편, 헥산과 디클로로메탄간의 용매 배합비율과 가속용매추출장치에서의 반응시간을 조정시킴에 따라, 황산처리 실리카겔의 단독 투입만으로도 지방과 유기화합물 및 단백질 등의 간섭물질이 일괄적으로 제거될 수 있도록 하며, 이를 통하여 해양퇴적토 시료 뿐만 아니라 수산물의 생체시료에 포함된 HBCDs와 TBBPA의 동시 분석이 가능토록 한 원스텝 추출 및 정제방법을 제공하는 것을 그 주된 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 용매주입구가 제공된 상단캡과 시료추출구가 제공된 하단캡이 실린더 형상의 추출기몸통 상,하단부에 각각 조립되고 추출기몸통의 내측 바닥면에는 여과필터가 구비된 스테인레스 스틸 재질의 추출킷트 내부로 분석시료를 투입시키는 시료처리단계와, 해당 추출킷트를 가속용매추출장치에 장착시켜 추출킷트를 가열시키는 한편, 추출킷트의 내부로 용매를 가압 주입시키는 시료추출단계를 거쳐 해양환경 오염물질의 분석을 위한 시료액을 추출하는 방법에 있어서, 상기 분석시료는 해양퇴적토를 동결 건조시켜 시료중의 수분을 제거한 해양퇴적토 시료 또는 수산물의 생체 부위를 소정의 크기로 절단하여 이를 동결 건조시킴으로서 시료중의 수분을 제거한 다음, 해당 시료를 분쇄하여 분말화시킨 생체시료 중에서 택일한 것이 되고, 상기 시료처리단계는 60~70mL의 내용적을 가지는 추출킷트의 추출기몸통 내부로 12~18g의 황산처리 실리카겔을 일차 투입시킨 다음, 상기 황산처리 실리카겔의 상부에 2~5g의 분석시료를 투입시키는 과정을 거치며, 상기 시료추출단계는 황산처리 실리카겔과 분석시료가 순차적으로 투입된 추출킷트를 가속용매추출장치에 장착시키는 단계와, 헥산과 디클로로메탄이 1:1의 체적비율로 혼합된 용매를 1600±100 psi의 압력으로 주입시키는 한편, 90±10℃의 온도조건하에서 20~30분 동안 용매와 분석시료를 반응시키는 단계를 거쳐 추출킷트로부터 시료액을 추출토록 하는 것을 특징으로 한다.

이와 더불어, 상기 분석시료가 되는 생체시료의 분말입도는 250~350 메쉬가 되고, 상기 황산처리 실리카겔은 70~230 메쉬의 입도를 가지는 분말이 사용되는 것을 특징으로 하며, 상기 시료처리단계에서는 여과필터와 황산처리 실리카겔의 사이에 규조토와 무수황산나트륨의 순차적 투입에 의한 완충층을 형성시키고, 상기 분석시료의 상부에는 규조토의 투입에 의한 용매분산층을 형성시키는 과정이 추가로 수행되는 것을 특징으로 하며, 상기 시료처리단계에서는 분석시료와 황산처리 실리가켈의 사이에도 여과필터를 삽입시키는 과정이 추가로 수행되 것을 특징으로 하고, 상기 황산처리 실리카겔은 실리카겔을 400~500℃에서 4~6시간 동안 활성화시킨 다음 이를 상온에서 냉각시킨 후, 냉각된 실리카겔 100g을 기준으로 하여 98% 황산 25~35g을 균일하게 혼합 및 반응시킨 것이 사용됨을 특징으로 하며, 상기 규조토와 무수황산나트륨은 400~500℃에서 3~5시간 동안 가열시킨 후 이를 데시게이터에서 냉각시킨 것이 사용됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 선출원이 가지는 모든 작용효과를 수반함과 아울러, 황산처리 실리카겔의 단독 투입만으로도 지방과 유기화합물 및 단백질 등의 간섭물질을 일괄적으로 제거시킬 수 있도록 함으로서, 해양퇴적토 시료 뿐만 아니라 수산물의 생체시료에 포함된 브롬화 난연제인 HBCDs와 TBBPA 성분의 동시 분석이 가능한 시료액을 얻어낼 수 있는 효과를 제공하며, 이를 통하여 해양환경 오염물질 분석작업의 적용범위를 선출원의 경우보다 한층 더 폭넓게 확보할 수 있는 효과를 제공하는 동시에, 간섭물질의 흡착제를 분석시료와 함께 추출킷트의 추출기몸통 내부로 투입시키는 시료세팅단계 역시 선출원의 경우와 비교하여 보다 더 손쉽고 용이하게 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 가속용매추출장치(ASE)의 개략적인 구성을 나타내는 모식도.
도 2는 ASE를 이용한 분석시료의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 3은 선출원의 원스텝 추출 및 정제방법에 따라 분석시료가 흡착제와 함께 투입된 추출킷트의 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 원스텝 추출 및 정제방법을 나타내는 순서도.
도 5는 본 발명의 원스텝 추출 및 정제방법에 따라 분석시료가 흡착제와 함께 투입된 추출킷트의 측단면도.
도 6은 본 발명에 따라 추출된 시료액의 HBCDs와 TBBPA 동위원소 회수율을 기존 방식과 비교하여 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명에 따라 추출된 시료액의 표준인증물질 중 HBCDs 농도를 나타내는 그래프.
도 8은 거제도 연안의 퇴적물을 해양퇴적토 시료로 하여 추출된 시료액 중의 HBCDs와 TBBPA 농도를 분석한 그래프.
도 9는 거제도 연안에서 채취한 참굴을 수산물 생체시료로 하여 추출된 시료액 중의 HBCDs 농도를 분석한 그래프.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 원스텝 추출 및 정제방법 역시 마찬가지로, 도 4에서 점선으로 나타낸 화살표 경로와 같이, 간섭물질의 제거를 위한 시료정제단계(S2a)가 가속용매추출장치(ASE)를 이용한 시료추출단계(S2)에 포함되도록 하여 오염물질의 분석을 위한 시료액을 원스텝 방식으로 추출토록 한 것이며, 이를 위하여 간섭물질의 제거를 위한 흡착제를 시료처리단계(S1)에서 분석시료(15)와 함께 추출킷트(10)의 내부로 투입시키도록 한다는 것은 선출원의 방식과 일맥 상통하는 것이다.

본 발명에서는 ASE를 이용하여 해양퇴적토 시료 뿐만 아니라 수산물의 생체시료에 포함된 브롬화 난연제인 HBCDs와 TBBPA 성분의 동시 분석이 가능한 시료액을 얻어낼 수 있도록 하는 것이 주된 목적이기 때문에, 상기 분석시료(15)는 해양퇴적토를 동결 건조시켜 시료중의 수분을 제거한 퇴적토 시료 또는 수산물의 생체 부위를 소정의 크기로 절단하여 이를 동결 건조시킴으로서 시료중의 수분을 제거한 다음, 해당 시료를 분쇄하여 분말화시킨 생체시료 중에서 택일한 것이 된다.

상기 분석시료(15) 중 퇴적토 시료의 경우는, 해양환경 오염물질의 분석과 모니터링이 요구되는 수역의 해저면 표층으로부터 채취한 샘플을 알루미늄 호일로 감싸서 냉동기로 즉시 냉동시킨 후, -20℃의 온도 조건하에서 실험실로 운반시킨 다음, 이를 공지된 실험실 전용의 소형 동결건조장치로 투입하여 동결 건조처리를 수행함으로서, 퇴적토 시료에 포함된 HBCDs와 TBBPA 성분의 유실이나 변질을 최소화시키는 것이 바람직하다.

이와 더불어, 상기 분석시료(15) 중 생체시료의 경우는, 해양환경 오염물질의 분석과 모니터링이 요구되는 수역 또는 이와 인접한 수역에서 포획된 어패류(魚貝類) 등을 살아 있는 상태 또는 냉장 보관 상태로 하여 실험실로 운반시킨 다음, 해당 어패류의 생체조직, 예를 들어 근육이나 피부 또는 내장 등을 적당한 크기로 절단하여, 이를 공지된 실험실 전용의 소형 동결건조장치로 투입시킴으로서, 해당 시료중의 수분 함량을 최대 1% 미만으로 낮추어 주는 동시에, 생체조직이 그 전반에 걸쳐 균질화되도록 한다.

상기와 같이 어패류 등의 수산물을 살아 있는 상태 또는 냉장 보관 상태로 하여 실험실로 운반시킴에 따라, 과도한 동결처리나 부패에 의한 생체조직의 손상이나 변질을 최소화시키는 것이 HBCDs와 TBBPA 성분의 정확한 분석작업 측면에서 바람직하다고 볼 수 있으며, 생체조직을 통한 용매의 침투성과 이에 따른 분석성분의 회수율을 극대화시킬 수 있도록, 동결 건조 처리된 생체시료는 소형분쇄기나 믹서기 등을 이용하여 250~350 메쉬의 수준으로 잘게 분쇄시킨 후 이를 분석시료(15)로 사용하는 것이 바람직하다.

다시 말해서, 동결 건조된 퇴적토 시료의 경우는 그 자체가 고운 입자 형태를 이루기 때문에 별다른 분체화(粉體化) 처리가 필요하지 않지만, 생체시료의 경우는 복잡한 유기체의 덩어리가 되므로, 동결 건조 처리 이후에 분체화 처리를 추가로 수행한다는 것이며, 생체시료의 입도가 250 메쉬 미만이 되면, 용매의 침투율과 분석성분의 회수율을 충분하게 확보하기가 어렵고, 생체시료의 입도가 350 메쉬를 초과하는 것은 분체화 작업에 소요되는 시간과 비용 등을 감안할 경우 분석작업의 효율 측면에서 비경제적이라 볼 수 있다.

상기와 같은 방식으로 분석시료(15), 즉 해양퇴적토 시료나 수산물 생체시료가 준비된 이후에, 해당 분석시료(15)를 간섭물질의 흡착제와 함께 추출킷트(10)의 내부로 투입시키게 되는 바, 본 발명에 사용되는 추출킷트(10) 역시 마찬가지로, 스테인레스 스틸 재질을 이용하여 실린더 형태로 제작되는 추출기몸통(11)과, 동일 재질로 제작되어 상기 추출기몸통(11)의 상,하단측에 각각 조립 설치되는 상단캡(12)과 하단캡(13)을 포함하여서 이루어지며, 상기 추출기몸통(11)의 내측 바닥부에 여과필터(14)가 설치되고, 상기 상단캡(12)과 하단캡(13)의 중앙에는 용매주입구(12a)와 시료추출구(13a)가 각각 수직 방향으로 관통 형성되어 있다.

그러나, 본 발명에서는 선출원에 사용되었던 22mL 또는 34mL 내용적의 추출킷트(10)보다 2~3배 정도 큰 60~70mL의 내용적을 가지는 추출킷트(10)를 사용하는 바, 그 이유는 HBCDs와 TBBPA 성분의 분석 측면에 장애요인이 되었던 기존 흡착제인 활성구리 및 활성실리카겔을 배제시키고 황산처리 실리카겔(20)만을 흡착제로 사용하더라도 해양퇴적토 시료나 수산물 생체시료에 상관없이 해당 분석시료(15) 중에 포함된 간섭물질을 충분히 제거할 수 있도록 황산처리 실리카겔(20)의 투입량을 선출원된 활성실리카겔 4~8g에 비하여 12~18g 수준으로 늘리기 위한 것이다.

상기 황산처리 실리카겔(20) 또한 용매의 용이한 침투와 시료액의 원활한 추출을 보장하면서도 분석시료(15) 중의 간섭물질이 효과적으로 흡착 및 제거될 수 있도록, 70~230 메쉬 입도의 분말 제품을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 여과필터(14)는 통상 거름종이로 불리우는 셀룰로오스 필터가 설치되는 것이 일반적이지만, 용매 및 시료액 성분과 화학반응을 일으키지 아니하고 셀룰로오스 필터와 동등한 수준의 여과기능을 수행할 수 있는 것이라면 어떠한 종류의 필터를 사용하더라도 무방함을 밝혀두는 바이다.

상기와 같이 해양퇴적토 시료 또는 수산물 생체시료 중에서 택일한 분석시료(15)를 간섭물질의 흡착제인 황산처리 실리카겔(20)과 함께 ASE용 추출킷트(10)의 추출기몸통(11) 내부로 투입시키는 시료처리단계(S1)는, 도 5에서와 같이 여과필터(14)의 직상부에 해당하는 추출기몸통(11)의 내측 하부공간으로 황산처리 실리카겔(20)을 일차 투입시킨 다음, 그 상부로 분석시료(15)를 투입시키는 과정을 거쳐 수행되는 것이며, 분석시료(15)의 투입량은 60~70mL의 내용적을 가지는 추출킷트(10)의 처리용량을 고려하여 2~5g 정도로 하는 것이 바람직하다.

상기 시료처리단계(S1)에 있어 용매의 주입량과 시료액의 추출량 및 ASE에서의 처리시간 등을 동시에 고려한 최적의 세팅조건은, 66mL의 내용적을 가지는 추출킷트(10)의 내부로 분석시료(15) 3±0.5g과 황산처리 실리카겔(20) 15±0.5g을 투입시키는 한편, 여과필터(14)와 활성실리카겔(17)의 사이에 규조토(18)와 무수황산나트륨(21)의 순차적 투입에 의한 완충층을 각각 형성시키고, 상기 분석시료(15)의 상부에는 규조토(18)의 투입에 의한 용매분산층을 형성시키는 것이다.

상기와 같이 용매의 주입위치와 시료액의 추출위치에 맞추어 규조토(18)와 무수황산나트륨(21)을 적절한 량으로 투입시키게 되면, 추출기몸통(11)의 내부 공간을 통한 용매의 균일한 분산침투가 가능하게 되는 한편, 여과필터(14)를 통한 시료액의 국부적인 추출 및 이에 따른 여과성능의 저하 등을 방지하는 측면에서 유리한 잇점을 제공하며, 상기 무수황산나트륨(21)은 황산처리 실리카겔(20)을 거쳐 용출될 수 있는 미량의 황산 성분을 고체화시킴으로서, 이후의 시료분석단계(S3)에 사용되는 측정장비를 황산 성분으로부터 보호하는 측면에도 기여할 수 있다.

상기와 같이 분석시료(15)의 상부에서 규조토(18)의 투입에 의하여 형성되는 용매분산층 및 황산처리 실리카겔(20)과 여과필터(14)의 사이에서 규조토(18)와 무수황산나트륨(21)의 순차 투입에 의하여 형성되는 추출분산층과 완충층은 분석시료(15)와 황산처리 실리카겔(20)이 차지하고 남은 추출기몸통(11)의 나머지 빈 공간 부분을 각각 1/3씩 나누어 가지도록 하는 것이 바람직하고, 상단캡(12)의 체결시 상기 용매분산층과 상단캡(12)의 사이에 빈 공간이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 분석시료(15)와 황산처리 실리카겔(20)의 사이에 여과필터(14)를 추가로 배치시킴으로서, 지방과 유기화합물 및 단백질 등의 간섭물질을 1차로 제거하여 황산처리 실리카겔(20)에서의 간섭물질 처리부하를 어느 정도 줄이도록 할 수도 있음을 밝혀두는 바이다.

상기 황산처리 실리카겔(20)은 지방과 유기화합물 및 단백질 등이 포함된 간섭물질의 흡착 특성을 최대한으로 확보할 수 있도록, 70~230 메쉬의 입도를 가지는 실리카겔 분말을 400~500℃에서 4~6시간 동안 활성화시킨 다음 이를 상온에서 냉각시킨 후, 냉각된 실리카겔 100g을 기준으로 하여 98% 황산 25~35g을 균일하게 혼합 및 반응시킨 것을 사용하는 것이 바람직하며, 위에서 언급되어진 처리조건을 벗어날 경우 황산처리 실리카겔(20)의 활성도 및 간섭물질의 흡착성능을 요구하는 수준으로 발현시키기가 어렵게 된다.

또한, 상기 규조토(18)와 무수황산나트륨(21)은 특정한 입도를 한정하지는 아니하였으나, 규조토(18)의 경우는 여과용으로 널리 사용되는 2.3g/cm³ 밀도의 제품을 사용하면 무방하고, 무수황산나트륨(21)의 경우는 99% 이상의 함량으로 하여 시중에 시판되는 분말제품을 그대로 투입하는 것만으로도 충분하며, 상기 규조토(18)와 무수황산나트륨(21)은 수분의 제거에 따른 표면 활성화를 위하여 400~500℃에서 3~5시간 동안 가열시킨 후 이를 데시게이터에서 냉각시킨 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 일련의 과정을 거쳐 시료처리단계(S1)를 수행한 이후에는, 황산처리 실리카겔(20)과 분석시료(15)가 순차적으로 투입된 추출킷트(10)를 ASE에 장착시키는 단계와, 헥산(Hexane)과 디클로로메탄(Dichloromethane)이 1:1의 체적비율로 혼합된 용매를 1600±100 psi의 압력으로 주입시키는 한편, 90±10℃의 온도조건하에서 20~30분 동안 용매와 분석시료(15)를 반응시키는 단계를 거쳐 추출킷트(10)로부터 분석용 시료액을 추출하는 시료추출단계(S2)를 거침으로서, 본 발명에 따른 원스텝 추출 및 정제방법이 완료되는 것이다.

상기 시료추출단계(S2)에 적용되는 가열온도와 용매주입압력의 범위는 헥산과 디클로로메탄이 혼합된 용매를 끓는점 이상으로 가열하여 분석시료(15)를 통한 침투력과 분석물질(HBCDs와 TBBPA 성분)의 운반력을 강화시키는 한편, 끓는점 이상으로 가열된 용매가 추출킷트(10)의 내부에서 액상으로 존재하는 밀도를 가지도록 하는 범위가 되며, 상기 용매의 배합비율과 반응시간은 황산처리 실리카겔(20)의 단독 투입만으로도 지방과 유기화합물 및 단백질 등의 간섭물질을 일괄적으로 제거시킬 수 있는 최적의 조건이 된다.

이는 본 발명의 시료추출단계(S2)에 선출원에 적용된 것과 같은 용매의 배합비율(헥산과 디클로로메탄이 4:1 또는 85:15)과 반응시간(8~12분)을 적용시킨 결과, 해양퇴적토 시료에서는 간섭물질의 제거 측면에서 별다른 문제가 발생하지 아니하였으나, 수산물의 생체시료에서는 지방과 유기화합물 및 단백질 등의 간섭물질이 충분히 제거되지 못하여 정확한 분석데이터가 도출되지 아니함에 따라, 해양퇴적토 시료와 수산물의 생체시료에 관계없이 해당 분석시료(15)에 포함된 간섭물질의 효과적인 제거가 가능한 용매의 배합비율과 처리시간을 다양한 변수조건하에서 장기간의 실험을 통하여 밝혀낸 것이다.

다시 말해서, 본 발명의 시료추출단계(S2)에 사용되는 용매의 배합비율이 헥산과 디클로로메탄의 1:1 범위를 벗어나거나, 용매와 분석시료(15)간의 반응시간이 20분 미만이 되면, 분석시료(15)중에 포함된 간섭물질의 제거를 요구하는 수준으로 달성할 수 없게 된다는 것이고, 용매와 분석시료(15)간의 반응시간이 30분을 넘기는 것은 시료추출작업의 불필요한 지연과 ASE의 가동에 따른 에너지의 낭비를 유발시키므로 바람직하지 못하며, 이러한 조건하에서 분석시료(15)중에 포함된 지방과 유기화합물 및 단백질 등의 간섭물질을 제거하는 시료정제단계(S2a)가 시료추출단계(S2)에 포함된 상태로 동시에 일괄 수행되는 것이다.

본 발명에 따른 시료추출단계(S2)에 있어서도 도 1을 기초로 하는 종래 기술의 내용에서 설명되어진 바와 같이, 추출킷트(10)의 가열온도는 가열오븐(4)에 의하여 조정 및 유지되고, 용매의 주입압력은 주입펌프(3) 및 정압밸브(8)에 의하여 조정 및 유지되며, 헥산과 디클로로메탄을 1:1의 체적비율로 혼합시키는 것 역시 주입펌프(3)와 혼합밸브(2)에 의하여 달성되고, 추출킷트(10)로부터 분석용 시료액을 추출하는 것은 고압질소탱크(6)로부터 릴리프밸브(7)와 용매주입라인(3a)을 거쳐 공급되는 질소가스에 의하여 수행된다.

또한, 시료액의 추출을 위한 용매와 분석시료(15)간의 반응시간은 분석시료(15) 3±0.5g과 황산처리 실리카겔(20) 15±0.5g의 투입량을 기준으로 하여 21분으로 하되, 7분간 3회에 걸쳐 반응시간을 분산시키는 것이 바람직하며, 질소가스를 이용하여 추출킷트(10)로부터 분석용 시료액을 추출하는 데 소요되는 시간은 약 4분 정도가 되는 바, 이에 따라 시료처리단계(S1)를 거친 추출킷트(10)를 ASE에 장착시킨 직후로부터 분석용 시료액의 추출에 이르기까지 소요되는 시간은 20~30분 정도가 된다.

본 발명의 원스텝 추출 및 정제방법에 따라 얻어낸 분석용 시료액을 실험군으로 하고, 기존의 ASE 추출 후 다층 칼럼의 정제과정을 거쳐 얻어낸 분석용 시료액을 대조군으로 하여 HBCDs와 TBBPA의 동위원소 회수율을 실험한 결과, 도 6의 그래프에서와 같이 해양퇴적토 시료와 생체시료의 구분없이 기존의 추출방식(평균 회수율 75~85%)보다 더 우수한 회수율(평균 81~93%)을 나타내었으며, 도 7의 그래프에서와 같이 수산물의 표준인증물질(Certified Reference Material, NIST SRM 1947, HBCD 농도값 3.39 ng/g)에 대한 분석결과, 본 발명의 원스텝 추출 및 정제방법에 따라 얻어낸 분석용 시료액을 실험군으로 하였을 때, 인증물질의 농도 측정값이 3.74±0.15 ng/g으로 매우 양호한 수준을 나타내었는 바, 이는 HBCDs와 TBBPA 성분의 분석에 간섭을 일으키는 오염물질들이 본 발명의 시료추출단계(S2)를 거치는 과정에서 효과적으로 제거되었음을 의미한다.

결론적으로, 본 발명에 따른 원스텝 추출 및 정제방법은 황산처리 실리카겔(20)의 단독 투입만으로도 HBCDs와 TBBPA의 분석에 간섭을 일으키는 물질을 시료추출단계(S2)에서 일괄적으로 제거시킬 수 있다는 것이며, 이를 통하여 해양퇴적토 시료 뿐만 아니라 수산물의 생체시료에 포함된 HBCDs와 TBBPA 성분의 동시 분석이 가능한 시료액을 얻어낼 수 있음에 따라, 해양환경 오염물질 분석작업의 적용범위를 선출원의 경우보다 한층 더 폭넓게 확보할 수 있는 동시에, 간섭물질의 흡착제를 분석시료(15)와 함께 추출킷트(10)의 추출기몸통(11) 내부로 투입시키는 시료세팅단계(S1) 역시 선출원의 경우와 비교하여 보다 더 손쉽고 용이하게 수행할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 원스텝 추출 및 정제방법은 아래의 실시예에 의하여 더욱 구체화될 것이지만, 본 발명이 아래의 실시예로 한정되는 것을 의미하지는 아니하며, 상기 분석시료(15)가 되는 해양퇴적토 시료는 경남 거제도 연안해역의 16여군데(HG1~HG16)에 걸쳐 해저 표층으로부터 0~4cm 깊이에서 채취하였고, 채취된 샘플은 각각 알루미늄 호일로 감싸서 즉시 냉동기로 냉동시킨 후, -20℃의 온도 조건하에서 실험실로 운반시킨 다음 동결 건조처리를 행하였다.

그리고, 수산물 생체시료의 경우는 경남 거제도 연안해역의 10여군데(HGO 01~HGO 10)에서 채취한 참굴을 살아 있는 상태로 실험실까지 운반시킨 다음, 패각을 제거한 후 몸통살 부분을 일정한 크기로 잘라내어 동결 건조된 각각의 생체부위는 믹서기로 투입하여 300메쉬 수준의 입도로 분체화시켰으며, 상기 황산처리 실리카겔(20)은 150메쉬 수준의 입도를 가지는 실리카겔 분말을 600℃에서 2시간 동안 활성화시켜 냉각시킨 후 냉각된 실리카겔 100g과 98% 황산 29g로 균일하게 반응시켜서 사용하였다.

[실시예 1]

황산처리 실리카겔 12g과 분석시료(퇴적토 또는 생체시료) 3g을 62mL 용량의 추출킷트 내부에 적층식으로 순차 투입시키고, 황산처리 실리카겔과 여과필터의 사이에 3g의 규조토와 3g의 무수황산나트륨를 이용한 시료분산층과 완충층을 각각 형성시키는 한편, 분석시료의 상부에는 4g의 규조토를 이용하여 용매분산층을 형성시켰으며, 해당 추출킷트를 ASE에 장착시킨 다음, 헥산과 디클로로메탄이 1:1의 체적비율로 혼합된 용매를 1600 psi의 압력으로 추출킷트에 주입시키고, 80℃의 가열온도 조건하에서 1회 10분간 총 2회에 걸친 반응시간을 두어 4분간의 추출작업을 수행함으로서, 간섭물질이 제거된 매우 깨끗한 상태의 시료액이 추출킷트로부터 100mL 정도로 추출되어 시료저장용기에 저장되었다.

[실시예 2]

황산처리 실리카겔 15g과 분석시료(퇴적토 또는 생체시료) 4g을 66mL 용량의 추출킷트 내부에 적층식으로 순차 투입시키되, 황산처리 실리카겔과 여과필터의 사이에 4g의 규조토와 5g의 무수황산나트륨를 이용한 시료분산층과 완충층을 각각 형성시키는 한편, 분석시료의 상부에는 4g의 규조토를 이용하여 용매분산층을 형성시켰으며, 해당 추출킷트를 ASE에 장착시킨 다음, 헥산과 디클로로메탄이 1:1의 체적비율로 혼합된 용매를 1600 psi의 압력으로 추출킷트에 주입시키고, 90℃의 가열온도 조건하에서 7분간 3회에 걸친 반응시간을 두어 4분간의 추출작업을 수행함으로서, 간섭물질이 제거된 매우 깨끗한 상태의 시료액이 추출킷트로부터 100mL 정도로 추출되어 시료저장용기에 저장되었다.

[실시예 3]

황산처리 실리카겔 18g과 분석시료(퇴적토 또는 생체시료) 5g을 70mL 용량의 추출킷트 내부에 적층식으로 순차 투입시키되, 황산처리 실리카겔과 여과필터의 사이에 5g의 규조토와 6g의 무수황산나트륨를 이용한 시료분산층과 완충층을 각각 형성시키는 한편, 분석시료의 상부에는 5g의 규조토를 이용하여 용매분산층을 형성시켰으며, 해당 추출킷트를 ASE에 장착시킨 다음, 헥산과 디클로로메탄이 1:1의 체적비율로 혼합된 용매를 1700 psi의 압력으로 추출킷트에 주입시키고, 90℃의 가열온도 조건하에서 7분간 3회에 걸친 반응시간을 두어 4분간의 추출작업을 수행함으로서, 간섭물질이 제거된 매우 깨끗한 상태의 시료액이 추출킷트로부터 100mL 정도로 추출되어 시료저장용기에 저장되었다.

참조사항으로서, 앞서 언급되어진 HBCDs와 TBBPA의 동위원소 회수율 분석에 있어 본 발명에 따른 실험군의 처리는, 상기 각각의 실시예와 동일한 방식으로 시료액을 추출토록 하되, 동위원소가 포함된 회수용 표준물질을 분석시료(15)의 상부에 직접 주입시킨 상태에서, 추출킷트(10)의 폐쇄 후 상온조건하에서 3시간 정도 순응시킨 다음 ASE로 시료액을 추출하였으며, 해당 시료액을 액체 크로마토그래피-질량분광계(LC/MS) 분석장치에 투입하여 HBCDs와 TBBPA 동위원소의 회수율을 분석하는 방식으로 수행되었다.

1 : 용매저장용기 1a : 용매공급라인 2 : 혼합밸브
3 : 주입펌프 3a : 용매주입라인 4 : 가열오븐
5 : 시료저장용기 5a : 시료추출라인 6 : 고압질소탱크
7 : 릴리프밸브 8 : 정압밸브 10 : 추출킷트
11 : 추출기몸통 12 : 상단캡 12a : 용매주입구
13 : 하단캡 13a : 시료추출구 14 : 여과필터
15 : 분석시료 16 : 활성구리 17 : 활성실리카겔
18 : 규조토 19 : 모래 20 : 황산처리 실리카겔
21 : 무수황산나트륨

Claims

용매주입구(12a)가 제공된 상단캡(12)과 시료추출구(13a)가 제공된 하단캡(13)이 실린더 형상의 추출기몸통(11) 상,하단부에 각각 조립되고 추출기몸통(11)의 내측 바닥면에는 여과필터(14)가 구비된 스테인레스 스틸 재질의 추출킷트(10) 내부로 분석시료(15)를 투입시키는 시료처리단계(S1)와, 해당 추출킷트(10)를 가속용매추출장치에 장착시켜 추출킷트(10)를 가열시키는 한편, 추출킷트(10)의 내부로 용매를 가압 주입시키는 시료추출단계(S2)를 거쳐 해양환경 오염물질의 분석을 위한 시료액을 추출 및 정제하는 방법에 있어서,
상기 분석시료(15)는 해양퇴적토를 동결 건조시켜 시료중의 수분을 제거한 해양퇴적토 시료 또는 수산물의 생체 부위를 소정의 크기로 절단하여 이를 동결 건조시킴으로서 시료중의 수분을 제거한 다음, 해당 시료를 분쇄하여 분말화시킨 생체시료 중에서 택일한 것이 되며,
상기 시료처리단계(S1)는 60~70mL의 내용적을 가지는 추출킷트(10)의 추출기몸통(11) 내부로 규조토(18)와 무수황산나트륨(21)의 순차적 투입에 의한 완충층을 여과필터(14)의 상부에 일차 형성시킨 다음, 상기 완충층의 상부에 12~18g의 황산처리 실리카겔(20)을 투입시키고, 상기 황산처리 실리카겔(20)의 상부에 2~5g의 분석시료(15)를 투입시키는 과정을 거쳐서 이루어지며,
상기 시료추출단계(S2)는 규조토(18)와 무수황산나트륨(21)과 황산처리 실리카겔(20)과 분석시료(15)가 순차적으로 투입된 추출킷트(10)를 가속용매추출장치에 장착시키는 단계와, 헥산(Hexane)과 디클로로메탄(Dichloromethane)이 1:1의 체적비율로 혼합된 용매를 1600±100 psi의 압력으로 주입시키는 한편, 90±10℃의 온도조건하에서 20~30분 동안 용매와 분석시료(15)를 반응시키는 단계를 거쳐 추출킷트(10)로부터 시료액을 추출토록 하는 것을 특징으로 하는 가속용매추출장치를 이용한 해양퇴적토 또는 수산물 생체시료내의 HBCDs와 TBBPA 동시 분석을 위한 원스텝 추출 및 정제방법.
제 1항에 있어서, 상기 분석시료(15)가 되는 생체시료의 분말입도는 250~350 메쉬(Mesh)가 되고, 상기 황산처리 실리카겔(20)은 70~230 메쉬의 입도를 가지는 분말이 사용되는 것을 특징으로 하는 가속용매추출장치를 이용한 해양퇴적토 또는 수산물 생체시료내의 HBCDs와 TBBPA 동시 분석을 위한 원스텝 추출 및 정제방법.
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제 1항에 있어서, 상기 시료처리단계(S1)에서는 분석시료(15)와 황산처리 실리가켈(20)의 사이에도 여과필터(14)를 삽입시키는 과정이 추가로 수행되는 것을 특징으로 하는 가속용매추출장치를 이용한 해양퇴적토 또는 수산물 생체시료내의 HBCDs와 TBBPA 동시 분석을 위한 원스텝 추출 및 정제방법.
제 1항과 제 2항과 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 황산처리 실리카겔(20)은 실리카겔을 400~500℃에서 4~6시간 동안 활성화시킨 다음 이를 상온에서 냉각시킨 후, 냉각된 실리카겔 100g을 기준으로 하여 98% 황산 25~35g을 균일하게 혼합 및 반응시킨 것이 사용됨을 특징으로 하는 가속용매추출장치를 이용한 해양퇴적토 또는 수산물 생체시료내의 HBCDs와 TBBPA 동시 분석을 위한 원스텝 추출 및 정제방법.
제 1항과 제 2항과 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 규조토(18)와 무수황산나트륨(21)은 400~500℃에서 3~5시간 동안 가열시킨 후 이를 데시게이터에서 냉각시킨 것이 사용됨을 특징으로 하는 가속용매추출장치를 이용한 해양퇴적토 또는 수산물 생체시료내의 HBCDs와 TBBPA 동시 분석을 위한 원스텝 추출 및 정제방법.