KR102356394B1 - 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법 및 프탈산 에스테르의 분리방법 - Google Patents

자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법 및 프탈산 에스테르의 분리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 커피 찌꺼기로부터 제조된 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법 및 프탈산 에스테르 분리방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 커피 찌꺼기로부터 제조된 자성 탄소 입자는 자기고체상 추출방법에서 우수한 흡착 효능을 나타내며, 특히, 프탈산 에스테르에 대해 자기 고체상 추출 방법에서 우수한 추출 감도, 정밀도 및 정확성을 갖는다.

Description

자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법 및 프탈산 에스테르의 분리방법{Magnetic solid phase extraction method using magnetic carbon particles and separation method of phthalic acid ester}
본 발명은 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커피 찌꺼기로부터 제조된 자성 탄소 입자를 이용하여 자기 고체상 추출방법으로 프탈산 에스테르를 추출하는 방법에 관한 것이다.
프탈산 에스테르(phthalic acid ester, PAE)는 플라스틱 포장재의 유연성, 탄력성 및 내구성을 향상시키기 때문에 식품 포장 봉투 및 장난감을 포함한 여러 소비자 제품에서 가소제로 널리 사용된다. 그러나 인간의 암 유발제, 내분비 교란 물질로서 여러 프탈산 에스테르 의 건강에 해로운 영향과 간, 신장 및 심장을 포함한 여러 장기 시스템에서 생식 독성에 미치는 영향으로, 미국 환경 보호국 (EPA) 및 유럽 연합은 특정 프탈산 에스테르를 그 사용을 주의해야 할 우선 순위 물질로 표시했다. 그럼에도 불구하고 환경 시료에 대한 프탈산 에스테르 규제는 여전히 불충분하다. 또한, 이들 화합물은 일반적인 분석 방법으로는 효율적으로 분석되지 않는 문제가 제기되어 왔고, 결과적으로 환경 시료에서 프탈산 에스테르 분석을 위한 빠르고 효율적인 모니터링 방법이 필요한 실정이다.
액체-액체 추출, 분산액-액체 미세 추출, 고상 미세 추출, 교반 막대 흡착 추출 (SBSE), 고상 추출 (SPE), QuEChERS 추출 및 자기 고체상 추출 (MSPE)을 포함하여 환경 오염된 시료에서 프탈산 에스테르를 추출하기 위한 다양한 시료 전처리 기술이 연구되었다. 이들 방법 중에서, 자기 고상 추출 방법은 높은 효율, 특히 낮은 운영 비용 및 광범위한 자성 탄소 입자에 대한 넓은 적용 가능성으로 인해 바람직하다. 자기 고상 추출 방법은 자성 물질을 흡수성 매트릭스로 사용하는 기술이며 최근에 새로운 시료 제조 기술로 개발되었다. 자성 탄소 입자는 추가적인 원심 분리 또는 여과가 필요없이 외부 자기장에 의해 쉽게 분리되며 완전히 분산되어 고상 추출 절차를 단순화하고 추출 효율을 향상시킨다. 또한, 분석물은 자성 탄소 입자로부터 쉽게 용출되어 분석물 및 자성 탄소 입자를 회수한다. 상기 언급된 특성으로 인해, 다양한 고체가 이미 자성 탄소 입자로서 사용되어왔다.
효율적인 자기 고상 추출 방법을 위해서는 흡착 물질의 선택이 특히 중요하다. 최근에, Fe3O4-코팅된 폴리피롤 및 산화 그래핀 입자는 물 샘플에서 프탈산 에스테르를 사전 농축하고 결정하는데 사용되어왔다. 산화 그래핀은 친수성, 초고표면적 및 높은 분산 안정성으로 인해 유망한 흡착제 물질로 관심을 끌었다. 이와 관련하여, 산화 그래핀을 사용하여 몇몇 프탈산 에스테르가 또한 결정되었다. 그러나 나노 스케일 재료는 대규모 합성 및 흡착 후 처리와 관련된 위험 측면에서 몇 가지 단점이 있다고 알려져 있다. 따라서, 환경 오염 물질의 흡착에 저렴하고 자연 유래 물질을 사용하는 것이 더 적합하며 이에 대한 연구 개발이 더 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 프탈산 에스테르에 대해 우수한 추출 감도, 정밀도 및 정확성을 갖는 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 자기고체상 추출방법을 이용한 프탈산 에스테르의 분리방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 자기 고체상 추출방법에 사용되는 자성 탄소 입자의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은,
추출하고자 하는 분석물이 함유된 시료에 자성 탄소 입자를 처리하여 분석물과 흡착시키는 단계;
외부 자기장을 인가하여 상기 분석물이 흡착된 자성 탄소 입자를 분리하는 단계; 및
상기 분리된 자성 탄소 입자를 유기용매에 첨가하고, 초음파 처리하여 분석물을 자성 탄소 입자로부터 분리하는 단계를 포함하는,
자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법을 제공한다.
나아가, 본 발명은,
프탈산 에스테르가 함유된 시료에 자성 탄소 입자를 처리하여 프탈산 에스테르와 흡착시키는 단계;
외부 자기장을 인가하여 상기 프탈산 에스테르가 흡착된 자성 탄소 입자를 분리하는 단계; 및
상기 분리된 자성 탄소 입자를 아세톤 및 헥산의 혼합물에 첨가하고, 초음파 처리하여 프탈산 에스테르을 자성 탄소 입자로부터 분리하는 단계를 포함하는,
자기고체상 추출 방법을 이용한 프탈산 에스테르의 분리방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 염화철(III) 6수화물 및 염화철(II) 4수화물을 포함하는 수용액을 제조하는 단계;
상기 수용액에 탄소원을 첨가하여 탄소 현탁액을 제조하는 단계;
상기 탄소 현탁액에 수산화 나트륨 용액을 첨가하여 산화철을 침전시켜 산화철이 코팅된 입자를 제조하는 단계; 및
상기 산화철이 코팅된 입자를 자기분리에 의해 수득하여 자성 탄소 입자를 제조하는 단계를 포함하는, 자성 탄소 입자의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법은 프탈산 에스테르에 대해 우수한 추출 감도, 정밀도 및 정확성을 가져 프탈산 에스테르를 추출하는 능력이 매우 우수하다. 특히, 커피 찌꺼기를 탄소원으로 사용하여 환경 친화적인 장점이 있다.
본 발명에 따른 자성 탄소 입자는 수용액상에서 분산도가 우수하며, 대량 합성이 가능한 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법은 고효율 및 저비용으로 흡착 및 회수효율을 향상시킬 수 있다.
다만, 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 자성 탄소 입자를 유효성분으로 포함하는 자기 고체상 추출용 조성물이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성 탄소 입자를 나타내는 SEM 이미지: (A) 산화 그래핀, (B) 숯, (C) 사용한 커피 찌꺼기 및 (D) 글루코스 (스케일 바: 10 μm)이며, 삽입된 부분은 입자 표면의 확대된 이미지(스케일 바: 500 nm)를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자성 탄소 입자의 자기 히스테리시스 루프(magnetic hysteresis loops)를 나타내는 도면이며, 삽입된 부분은 자석을 사용하여 1 분 동안 물에 분산된 커피 찌꺼기로부터 제조된 자성 입자에 대한 분리 공정을 나타내는 도면이다.
도 3은 다른 탄소 재료로 제조된 자성 탄소 입자의 X-선 회절 패턴을 나타내는 도면이다.
도 4는 0.1 mg/L의 급상승 수준(spiked level)에서 다양한 자성 탄소 입자에 대한 (A) 회수 및 (B) 매트릭스 효과의 비교를 나타내는 도면이다.
본 명세서에 개시된 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 명세서에 개시된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 명세서에 개시된 기술은 본 명세서에 개시된 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 자성 탄소 입자는 자기분리(magnetic separation)라는 고액분리 공정을 이용할 때 분석물을 흡착하는 입자로서 자성 또는 초상자성을 갖는 탄소 입자를 의미한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 자성 탄소 입자는 당해 기술분야에 공지된 탄소 재료, 예를 들면, 커피 찌꺼기(coffee grounds), 숯, 글루코스 또는 산화 그래핀으로부터 제조될 수 있다. 보다 바람직하게 커피 찌꺼기를 탄소원으로 하여 제조되는 것이 자기 고체상 추출 방법에서 추출 감도, 정밀도 및 정확성을 높일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 자성 탄소 입자의 직경은 0.1 ㎛ 이상 1 mm 이하, 바람직하게 1 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하일 수 있다. 탄소 재료는 나노 스케일로 작아질수록 소수성 성질이 강하게 나타나며 물 등의 수용액상 분산되기 쉽지 않은 문제가 있는데, 상기 자성 탄소 자성 입자는 수 마이크로 이상의 크기를 갖고 있으며 수용액상에서 분산이 가능하여, 수용액상에 녹아있는 오염물질을 흡착 분리하는데 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 상기 자성 탄소 입자는 나노 스케일의 탄소 입자와 비교하여 대량 합성에 유리하며, 분석물을 흡착한 후에도 탈착이 용이한 장점이 있다.
일 실시형태에 따르면, 커피 찌꺼기를 탄소원으로 하는 자성 탄소 입자는 커피 찌꺼기 입자 표면에 철 나노입자가 흡착된 형태로 제조될 수 있다. 커피 찌꺼기는 건조후 파쇄 과정을 통해 세밀화 되며 이 과정에서 0.1 ㎛ 이상 1 mm 이하의 크기로 조절되며, 자성 탄소 입자의 크기는 커피 찌꺼끼의 크기에 의존해 결정된다. 그 후 철 이온이 용해된 용액상에서 커피 찌꺼기를 넣고 환원 과정을 통해 커피 찌꺼기 입자 표면에 철 나노입자가 환원-흡착되도록 유도한다. 최종적으로 미리 준비된 커피 찌꺼기 입자 표면에 철 나노입자가 랜덤하게 흡착된 형태로 자성 탄소 입자가 제조된다.일 실시형태에 따르면, 상기 탄소 입자의 표면은 당해 기술분야에 공지된 자성을 띠는 물질, 예를 들면, 철, 니켈, 코발트, 망간, 가돌리늄 및 이들의 산화물, 마그네타이트, 마그헤마이트, 일산화철, 질화철, 코발트백금 크롬 합금, 바륨 페라이드 합금, 망간 알루미늄 합금, 철 백금 합금, 철 팔라듐 합금, 코발트 백금 합금, 또는 사마륨 코발트 합금으로 코팅될 수 있다. 보다 바람직하게 마그네타이트 (magnetite, Fe3O4), 마그헤마이트 (maghemite, γ-Fe2O3)와 같은 산화철로 코팅되는 것이 자성 탄소 입자의 자력이 저하되지 않고, 내화학성 및 내구성을 유지할 수 있으므로 더욱 효과적이다.
일 실시형태에 따르면, 상기 자성 탄소 입자는 폐수나 수돗물, 생수 등에 용존되어 있는 약물 성분(drugs), 방향족 성분(aromatic compound), 유기물질 또는 이온물질 등과 같은 분석물을 흡착시키는 데 사용할 수 있다. 일 실시형태에 따른 커피 찌꺼기를 탄소원으로 하는 자성 탄소 입자는 커피 찌꺼기의 다공성 구조를 흡수성 매트릭스로 사용하여 상기 분석물을 흡착할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 분석물은 농약, 염료, 약물(drugs), 항생제, 발암물질, 금속이온, 다환방향족탄화수소(PAHs, polycyclic aromatic hydrocarbons), 프탈산 에스테르(phthalic acid ester, PAE)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것일 수 있다.
상기 농약은 살충제, 살균제, 제초제, 생장조정제, 전착제 등을 모두 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 상기 염료는 직접 염료(direct dyes), 황화 염료(sulphurdyes), 배트 염료(vat dyes), 인디고 염료(indigo dyes), 아조익 염료(azoic dyes), 반응성 염료(reactive dyes), 산성 염료(acid dyes), 크롬(매염) 염료(chrome dyes/mordant dyes), 분산 염료(disperse dyes), 알칼리 염료(basic dyes), 피그먼트 염료(pigment dyes) 등을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
상기 약물은 지용성 약물(lipophilic drug) 또는 수용성 약물(water soluble drug)일 수 있다. 상기 지용성 약물은, (i) 지질(lipids)에 대한 친화도(affinity)를 가진 약물, (ii) 물 보다 지질(lipid) 또는 리포이드(lipoid)에 대하여 강한 친화력을 가지는 약물, (iii) 비극성(non-polar) 유체에 대하여 친화력을 가지는 약물 및 (iv) 지질(lipid) 또는 리포이드(lipoid)에 대하여 결합 가능한 기능기(functional group)을 가지는 약물을 모두 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 상기 수용성 약물이란, 지용성 약물과 반대로, (i) 물에 대한 친화도(affinity)를 가진 약물, (ii) 지질(lipid) 또는 리포이드(lipoid) 보다 물에 대하여 강한 친화력을 가지는 약물, (iii) 극성(polar) 유체에 대하여 친화력을 가지는 약물 및 (iv) 물에 대하여 결합 가능한 기능기(functional group)을 가지는 약물을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
상기 항생제는 베타락탐계, 페니실린계, 세팔로스포린계, 모노박탐계, 카바페넴, 아미노클리코사이드계, 마크로라이드계, 테트라사이클린계, 글리코펩티드계, 린코마이신계, 퀴놀론계 등을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
상기 발암물질은 암 발생에 직접적으로 원인이 되는 물질이나 세균, 바이러스를 의미하며, 예시적으로, 비소, 벤젠, 베릴륨, 카드뮴, 6가크롬화합물, 에틸렌옥사이드, 니켈, 라돈, 염화 비닐 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 금속이온은 금속 원자가 산화되어 양이온의 형태로 존재하는 이온을 의미하며, 상기 금속은 예시적으로, K, Na, Li, Sr, Ca, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, Cu, Hg, Ag, Pt, Au 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 다환방향족탄화수소는 예시적으로, Phenanthrene, Fluoranthene, Chrysene, Benzo(a)pyrene, Indeno(1,2,3-cd)pyrene, Anthracene, Pyrene, Benzo(a)anthracene, Benzo(e)pyrene, Benzo(k)fluoranthene 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시형태에 따르면, 상기 자성 탄소 입자는 자기 고체상 추출에서 프탈산 에스테르(phthalic acid ester, PAE)에 대한 우수한 추출 감도, 정밀도 및 정확성을 가지므로, 프탈산 에스테르를 추출하는데 사용될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 프탈산 에스테르는 디이소부틸 프탈레이트 (DIBP), 디(4-메틸-2-펜틸) 프탈레이트 (DMPP), 디-n-아밀 프탈레이트 (DnAP), 디-n-헥실 프탈레이트 (DnHP), 벤질부틸 프탈레이트 (BBP), 헥실-2-에틸헥실 프탈레이트 (HEHP), 디-2-에틸헥실 프탈레이트 (DEHP) 및 디-n-옥틸 프탈레이트 (DNOP)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법은,
추출하고자 하는 분석물이 함유된 시료에 자성 탄소 입자를 처리하여 분석물과 흡착시키는 단계; 외부 자기장을 인가하여 상기 분석물이 흡착된 자성 탄소 입자를 분리하는 단계; 및 상기 분리된 자성 탄소 입자를 유기용매에 첨가하고, 초음파 처리하여 분석물을 자성 탄소 입자로부터 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 자성 탄소 입자를 처리하여 프탈산 에스테르와 흡착시키는 단계에서, 자성 탄소 입자를 추출 대상 분석물이 포함된 용액에 투입하여 분석물이 자성 탄소 입자에 의해 흡착되도록 약 2 분 동안 격렬하게 볼텍싱한다. 상기 분석물은 농약, 염료, 약물(drugs), 항생제, 발암물질, 금속이온, 다환방향족탄화수소(PAHs, polycyclic aromatic hydrocarbons) 및 프탈산 에스테르(phthalic acid ester, PAE)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 상기 자성 탄소 입자는 커피 찌꺼기를 탄소원으로 하는 것일 수 있다. 여기서, 상기 분석물의 농도는 0.005 내지 0.1 mg/L일 수 있다.
상기 외부 자기장을 인가하여 자성 탄소 입자를 분리하는 단계에서, 흡착이 완료된 후, 외부 자기장을 인가하여 자성 탄소 입자를 따로 분리하여 수집한 후, 남은 용액은 버린다. 도 2의 삽입된 부분은 자석을 사용하여 1 분 동안 물에 분산된 커피 찌꺼기로부터 제조된 자성 입자에 대한 분리 공정을 나타낸다.
상기 초음파 처리 단계에서, 수집된 자성 탄소 입자를 유기 용매에 첨가하고, 약 1 분 동안 초음파 처리하여 분석물을 자성 탄소 입자로부터 탈착시킨다. 여기서, 유기 용매는 헥산, 아세토니트릴, 아세톤, 에틸아세테이트, 디클로로메테인 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 분석물이 프탈산 에스테르일 경우, 상기 유기 용매 선택 기준은 프탈산 에스테르의 극성에 따라 달라질 수 있는데, 비극성 용매인 헥산과 헥산보다 극성이 높은 아세톤의 혼합액은 넓은 범위의 성분을 동시에 탈착할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 8종의 프탈산 에스테르의 극성을 고려하여 자성 탄소 입자로부터 효과적으로 탈착하기 위한 용매 조성으로 아세톤 및 헥산의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 아세톤 및 헥산의 혼합물에서 아세톤 및 헥산이 50:50 내지 1:99의 부피비로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 50:50 의 부피비로 포함될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 자기고체상 추출방법을 이용한 프탈산 에스테르의 분리방법은, 프탈산 에스테르가 함유된 시료에 자성 탄소 입자를 처리하여 프탈산 에스테르와 흡착시키는 단계; 외부 자기장을 인가하여 상기 프탈산 에스테르가 흡착된 자성 탄소 입자를 분리하는 단계; 및 상기 분리된 자성 탄소 입자를 아세톤 및 헥산의 혼합물에 첨가하고, 초음파 처리하여 프탈산 에스테르를 자성 탄소 입자로부터 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자기 고체상 추출방법은 0.998을 초과하는 결정 계수를 갖는 양호한 선형성을 가진다. 또한, 상기 자기 고체상 추출방법에 의해 추출된 프탈산 에스테르에 대한 검출 한계 (LOD)는 0.00003 내지 0.002 mg/L이고, 정량 한계 (LOQ)는 0.0001 내지 0.005 mg/L 범위이다(실시예 2.4, 표 1 참조). 따라서, 프탈산 에스테르에 대한 우수한 정밀도와 정확도를 제공하는 효과적인 사전 농축(preconcentration) 기술로서 응용될 수 있다.
본 발명은 자성 탄소 입자의 제조방법을 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 자성 탄소 입자의 제조방법은,
염화철(III) 6수화물 및 염화철(II) 4수화물을 포함하는 수용액을 제조하는 단계; 상기 수용액에 탄소원을 첨가하여 탄소 현탁액을 제조하는 단계; 상기 탄소 현탁액에 수산화 나트륨 용액을 첨가하여 산화철을 침전시켜 산화철이 코팅된 입자를 제조하는 단계; 및 상기 산화철이 코팅된 입자를 자기분리에 의해 수득하여 자성 탄소 입자를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 염화철 수용액 제조 단계에서, 산화철의 전구체로서 염화철(III) 6수화물 및 염화철(II) 4수화물을 사용할 수 있다. 여기서, 염화철(III) 6수화물 및 염화철(II) 4수화물은 질량비로 약 2:1의 비로 혼합할 수 있다.
상기 탄소 현탁액 제조 단계에서, 탄소 전구체로 사용될 탄소 재료을 염화철 수용액에 혼합한 현탁액을 약 70 ℃에서 기계적으로 교반한다. 상기 탄소 재료로는 커피 찌꺼기를 사용할 수 있다. 여기서, 염화철(III) 6수화물, 염화철(II) 4수화물 및 탄소 재료는 약 2:1:5의 질량비로 혼합될 수 있다.
상기 산화철 코팅된 입자 제조 단계에서, 약 1M의 수산화 나트륨 용액을 상기 현탁액에 첨가하여 약 1시간 정도 유지시켜 산화철을 침전시킨다. 여기서, 산화철은 상기 탄소 입자에 코팅되며 자성 탄소 입자가 생성된다.
상기 자기분리에 의해 수득한 자성 탄소 입자 제조 단계에서, 생성된 자성 탄소 입자를 자기분리에 의해 수집하고 여과된 탈이온수로 3회 정도 세척한 후, 70 ℃ 오븐에서 밤새 건조시켜 자성 탄소 입자를 제조할 수 있다.
본 발명은 자기 고체상 추출방법에서 분석물을 흡착하는 자성 탄소 입자의 용도를 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 자성 탄소 입자는 커피 찌꺼기로부터 제조된 것일 수 있다. 상기 분석물은 농약, 염료, 약물(drugs), 항생제, 발암물질, 금속이온, 다환방향족탄화수소(PAHs, polycyclic aromatic hydrocarbons) 및 프탈산 에스테르(phthalic acid ester, PAE)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 커피 찌꺼기를 탄소원으로 제조된 자성 탄소 입자는 기존의 다른 탄소원들, 예를 들면, 산화 그래핀, 숯 또는 글루코스로부터 제조된 자성 탄소 입자와 비교하여 프탈산 에스테르 등에 대한 추출 감도, 정밀도 및 정확성이 더 우수하다.
일 실시형태에 따르면, 상기 자성 탄소 입자는 자기 고체상 추출방법에서 프탈산 에스테르를 흡착하는 용도로 사용될 수 있다. 상기 자성 탄소 입자를 사용한 자기 고체상 추출방법에서 프탈산 에스테르의 흡착 및 탈착이 용이하며, 높은 회수율을 나타낸다.
실시예 1
1.1 화학 물질 및 시약
볶은 커피 원두는 한국의 현지 시장에서 구입하였으며 사용한 커피 찌꺼기는 60 °C에서 24 시간 동안 건조시킨 후 탄소 재료로 사용되었다. 산화 그래핀, 숯 및 글루코스는 Sigma-Aldrich (St. Louis, Mo, USA)로부터 구입하여 탄소 재료로 사용하였다. 염화철 (III) 6수화물[Iron(III) chloride hexahydrate], 염화철 (II) 4 화물[iron(II) chloride tetrahydrate], 1 M 수산화 나트륨 용액, 멜라민 및 28 % 암모니아 용액을 Sigma-Aldrich로부터 구입하였다.
1000 μg/L의 디이소부틸 프탈레이트 (DIBP), 디(4-메틸-2-펜틸) 프탈레이트 (DMPP), 디-n-아밀 프탈레이트 (DnAP), 디-n-헥실 프탈레이트 (DnHP), 벤질부틸 프탈레이트 (BBP), 헥실-2-에틸헥실 프탈레이트 (HEHP), 디-2-에틸헥실 프탈레이트 (DEHP) 및 디-n-옥틸 프탈레이트 (DNOP)를 포함하는 헥산의 표준 혼합 용액은 Dr. Ehrenstorfer (Augs Augsburg, Germany)에서 구입하였다. 모든 용매는 분석 등급이며 J. T. Baker (Phillipsburg, NJ, USA)에서 구입하였다. 표준 저장 용액을 헥산으로 0.005 내지 0.1 mg/L의 최종 농도로 희석하였다. 이들 용액은 사용 전에 -4 ℃에서 보관하였다.
1.2 자성 탄소 입자 준비
커피 찌꺼기, 산화 그래핀, 숯 및 글루코스를 탄소원으로 사용하여 자성 탄소 입자를 제조하였다. 전술한 바와 같이 상기 언급된 탄소 재료의 표면에 산화철을 침전시킴으로써 자성 탄소 입자를 간단히 제조하였다. 구체적으로, 4g의 염화철(III) 6수화물 및 2g의 염화철(II) 4수화물을 포함하는 300mL 수용액에서 탄소 재료 (커피 찌꺼기, 산화 그래핀 또는 숯)의 10g 현탁액을 70 ℃에서 기계적으로 교반하였다. 산화철을 침전시키기 위해, 150mL의 1M 수산화 나트륨 용액을 적가하고 동일한 조건에서 1 시간 동안 유지시켰다. 제조된 자성 탄소 입자를 자기분리에 의해 수집하고 여과된 탈이온수로 3 회 세척하였다. 얻어진 물질을 70 ℃ 오븐에서 밤새 건조시켰다. 글루코스-기반 자성 탄소 입자는 전술한 바와 같이 열수로 제조되었다. 여과된 탈이온수에 3g의 멜라민 및 8g의 d-글루코스를 용해시켜 반응 혼합물을 제조 한 후, 5.5g의 염화철(III) 6수화물 및 2g의 염화철(II) 4수화물을 반응 혼합물에 첨가하고 용해되도록 1 시간 동안 기계적으로 교반하였다. 28 % 암모니아 용액을 적가하여 용액 pH를 10으로 조정 한 후, 테플론-봉인 오토 클레이브 (120mL)로 옮기고 180 ℃에서 18 시간 동안 가열하였다. 흑색 침전물을 상기 언급한 바와 같이 수집, 세척 및 건조시켰다.
1.3 준비된 자성 탄소 입자의 특성
제조된 자성 탄소 입자 현탁액을 플라즈마 처리된 실리콘 웨이퍼 기판 상에 적하하고 진공 데시케이터에서 건조시켰다. 20kV의 가속기 전압에서 전하-감소 모드 (AIS1800S, Seron Technologies, Korea)에서 주사 전자 현미경 (SEM)에 의해 입자 형태를 검사하였다. 제조된 샘플을 Cu Kα 방사선 진동 샘플 자기 측정법 (VSM; LakeShore 7404, Lake Shore Cryotronics, Inc., OH, USA)을 사용하여 10° 내지 80° 2θ 범위에서 고분해능 분말 X-선 회절법 (XRD; Empyrean, PANalytical, USA)에 적용하여 실온에서 자성 탄소 입자의 자기 특성을 특성화하기 위해 수행하였다. 부피당 동일한 중량으로 입자 현탁액을 제조하였다.
1.4 자기 고체상 추출
4 가지 유형의 재료로부터 제조된 자성 탄소 입자를 사용하여 분석물을 추출하였다. 각각의 자성 탄소 입자 (10 mg)를 1 mL의 샘플 용액 (실제 또는 스파이크)을 함유하는 2-mL 유리 바이알에 넣었다. 이어서, 바이알을 PTFE-실리콘 격막으로 밀봉하고 분석물이 자성 탄소 입자에 의해 흡착되도록 2 분 동안 격렬하게 볼텍싱하였다. 추출 후, 외부 자기장을 사용하여 자성 탄소 입자를 튜브의 한쪽 면에 모아 용액을 버렸다. 수집된 자성 탄소 입자에 아세톤 및 헥산의 1mL (1:1, v/v) 혼합물을 첨가하고, 분석물을 1 분 동안 초음파 처리하여 자성 탄소 입자로부터 탈착시켰다. 유동 N2 기체 하에서 용매를 증발시키고, 잔류물을 0.5 mL의 헥산에 용해시킨 후, 1.0 μL의 샘플을 GC-MS/MS 기기에 주입 하였다.
1.5 GC-MS/MS
프탈산 에스테르는 Shimadzu TC8050 삼중 사중 극자 질량 분석기 (Kyoto, Japan)와 결합된 Shimadzu GC-2010 PLUS System (Kyoto, Japan)을 사용하여 GC-MS/MS에 의해 분석되었다. 분석물을 RxiR-5Sil MS 모세관 컬럼 (30m x 0.25mm, 즉 0.25μm 필름 두께; Restek, Bellefonte, PA, USA)에서 분리하였다. GC 오븐은 처음에 60 °C에서 1 분 동안 유지 된 다음 20 °C/분에서 220 °C로 상승한 다음 5 °C/분에서 280 °C로 상승하여 4 분 동안 유지되었다. 스플릿리스 주입 모드에서 1 μL의 주입 부피가 사용되었고 (1 분), 용매 지연 시간은 7 분이 사용되었다. 이송 라인 및 인젝터의 온도는 각각 280 ℃ 및 285 ℃로 설정되었다. MS는 70eV의 이온화 전압 및 300 ℃의 이온 소스 온도에서 전자 충격 모드로 수행되었다. 정량 및 검증 목적을 위해, 기기를 50 내지 300 m/z 스캔 범위에서 충돌 유발 해리 가스로서 아르곤 (순도 99.9 %)을 사용하여 다중 반응 모니터링 (MRM) 모드에서 작동시켰다.
1.6 검증 연구 및 매트릭스 효과
이 방법은 ICH/2005/Q2/R1 (ICH, 2005) 프로토콜에 따라 검증되었다. 선형성을 평가하기 위해, 매트릭스-매칭(matrix-matched) 보정 표준은 0.005, 0.01, 0.02, 0.05 및 0.1 mg/L의 농도로 설정되었다. 3 가지 농도 (0.01, 0.05 및 0.1 mg/L)에서 표준 용액으로 스파이킹된 블랭크 샘플을 결정함으로써 매트릭스-매칭 표준에 대한 회수율 (%)을 평가하였다. 상대 표준 편차 (RSD)로 결정된 정밀도 (반복성 및 재현성)는 각각 같은 날과 다른 날에 최소 6 회 반복 분석으로 결정되었다. 검출 한계 (LOD) 및 정량 한계 (LOQ)는 5 개의 독립적으로 스파이킹된 PAE 농도 (0.005, 0.01, 0.02, 0.05 및 0.1 mg/L)로부터 결정되었다. LOD 및 LOQ는 응답 및 기울기의 표준 편차를 기반으로 계산되었으며 LOD = 3.3 σ/s 및 LOQ = 10 σ/s (여기서 σ = 응답의 표준 편차, s = 매트릭스-매칭 보정 곡선 기울기)로 표시된다. 프탈산 에스테르 표준 용매 및 매트릭스-매칭 보정 곡선의 기울기는 다음 식을 사용하여 매트릭스 효과 (ME)를 평가하기 위해 사용되었다: %ME = [(매트릭스-매칭 보정 곡선 기울기) / (용매 표준 보정 곡선 기울기)-1] × 100.
실시예 2
2.1 GC-MS/MS 파라미터 최적화
프탈산 에스테르는 휘발성 및 열 안정성으로 인해 유도체화 없이 GC에 의해 분석되었다. 본 명세서에서 8 개의 프탈산 에스테르를 RxiR-5Sil MS 모세관 컬럼을 사용하여 분석하였다. 25 분의 분석 시간을 필요로하는 최적의 GC 조건으로 상이한 용리액 구배를 조사하였다. 각 화합물의 특징적인 단편의 질량은 SCAN 모드에서 초기에 결정되었고, 그들의 정체성은 NIST-라이브러리 데이터를 사용하여 확인되었다. MS 시스템은 하나 또는 두 개의 전구체와 두 개의 생성 이온을 사용하여 MRM 모드에서 작동하며 상대 이온 강도 (최대 허용 오차 ± 20 %) 및 식별 포인트로 사용된 체류 시간이 있다 (European Commission, 2002). 선택된 프탈산 에스테르는 문헌 (Xu et al., 2018)에 기술 된 바와 같이 공통 특성 전이 (149> 121, 149> 93 및 149> 65)를 갖는다.
모든 프탈산 에스테르는 완전히 분리되었으며 체류 시간 및 피크 모양 측면에서 우수한 해상도가 관찰되었다.
2.2 자성 탄소 입자의 특성
탄소원으로서 산화 그래핀, 숯, 커피 찌꺼기 및 글루코스로부터 자성 탄소 입자를 합성하였다. 제조된 자성 탄소 입자를 자기적으로 분리하고 탈이온수로 세척하고 SEM으로 검사하였다. 도 1은 제조된 자성 탄소 입자의 대표적인 SEM 이미지를 보여주며, 이는 입자 형태 및 크기가 탄소원 및 합성 방법에 크게 의존한다는 것을 보여준다. 산화 그래핀, 숯 및 커피 찌꺼기가 사용될 때 사용된 물질의 표면에 산화철이 침전되었으며, 글루코스 분자는 산화철과 복합되어 매끄러운 입자를 형성하는 것으로 나타났다. 또한, 성게 구조를 갖는 미립자로서 산화 그래핀 시트가 조립되고 산화철로 장식되었다. 미세화된 숯과 커피 찌꺼기는 다공성 표면에 침전된 산화철로 직접 장식되었다. 전술한 바와 같이 제조된 자성 탄소 입자는 SEM 이미지에 따라 크기가 비슷하다.
제조된 자성 탄소 입자의 자기 특성을 진동 샘플 자력 측정법 (VSM)으로 조사하였다. 히스테리시스 루프 데이터는 산화 그래핀, 숯, 커피 찌꺼기 및 글루코스를 사용하여 제조된 자성 탄소 입자가 각각 7.1, 11.3, 8.5 및 22.5 emu/g의 포화 자화 값을 나타내는 자성 탄소 입자와 강한 초상자성 거동과 일치했다 (도 2 참조). 도 2는 수용액에 분산된 커피 찌꺼기로부터 제조된 자성 탄소 입자가 균질물로부터 쉽게 분리된 다음 자기장을 제거한 후 간단한 진탕에 의해 용이하게 재현탁됨을 보여준다. 다른 물질들 (산화 그래핀, 숯 및 글루코스)은 자기 분리 실험 동안 산화철 장식 후 유사한 특성을 나타냈다. 이러한 결과는 제조된 자성 탄소 입자가 샘플 용액으로부터 실제 표적 분자를 자기적으로 분리하기 위한 우수한 자기 응답성을 갖는다는 것을 확인한다. XRD 패턴 (도 3 참조)은 산화철이 30 °, 35 °, 43 °, 57 ° 및 62 °의 2θ 값에서 피크와 함께 Fe3O4의 전형적인 XRD 패턴을 나타냈다. 산화철로 장식된 숯, 커피 찌꺼기 및 글루코스의 XRD 패턴은 산화철의 대표적인 피크를 보여주었지만, 산화 그래핀으로부터 제조된 자성 탄소 입자는 XRD 패턴에서 약한 초상 자성 거동과 일치하여 약한 산화철 피크를 나타냈다.
2.3 다양한 자성 탄소 입자의 회수율과 매트릭스 효과 비교
프탈산 에스테르를 결정하는 동안의 다양한 자성 탄소 입자의 성능은 도면 4A에서 비교될 수 있다. 커피 찌꺼기에서 제조된 자성 탄소 입자는 숯, 글루코스 및 산화 그래핀으로 제조된 것과 비교하여 다수의 프탈산 에스테르에 대한 회수율이 가장 높았으며, 이는 커피 찌꺼기 자성 탄소 입자가 다른 재료에 비해 프탈산 에스테르에 대한 탁월한 추출 효율을 나타냄을 보여준다. 다른 자성 탄소 입자를 추출에 사용했을 때 2-5 개의 분석 물질에 대한 데이터는 권장 복구 값 (70 % 내지 120 %)에서 벗어났다. 숯 (DIBP, DMPP, BBP, DEHP 및 DNOP의 경우), 글루코스 (DIBP, DMPP 및 DEHP의 경우) 및 산화 그래핀 (DIBP 및 DEHP의 경우)을 기반으로 한 추출 방법을 사용하여 66 % 미만의 회수가 관찰되었다. DIBP 및 DEHP는 커피 찌꺼기 자성 탄소 입자에 의해서만 효율적으로 추출되었다. 이 화합물은 식품 응용 분야에서 가소제로 주로 사용되기 때문에 DEHP의 검출이 중요하다고 알려져 있다 (Cao, 2010). 또한 DEPA는 EPA와 미국 식품의 약국 (EPA, 2012)에 의해 생수에 대한 최대 농도 제한 (6 μg/L)이 설정된 유일한 프탈산 에스테르이다. 도 2의 자화 값에 따르면, 커피 찌꺼기 자성 탄소 입자는 수용액에 분산될 수 있으며, 용액으로부터 쉽게 분리될 수 있고, 자기장을 제거한 후 간단한 쉐이킹으로 재현탁될 수 있다. 따라서, 커피 찌꺼기 자성 탄소 입자는 우수한 자기 반응성으로 인해 표적 분자의 분리에 이용가능성이 매우 높다. 커피 찌꺼기 자성 탄소 입자는 0.1 mg/L로 강화되었을 때 91 % 내지 120 %의 회수율을 보였으며 RSD는 0.8 % 내지 7.7 %였다 (표 1 참조). 일부 회수율은 100 %를 초과했으며 이는 아마도 샘플의 매트릭스 효과 (ME) 때문일 수 있다.
[표 1]
Figure 112020068292070-pat00001
용매 표준 및 매트릭스-매칭 보정-용액 곡선을 사용하여 얻은 기울기를 비교하여 표적 분석물이 샘플 매트릭스에 의해 영향을 받는지 여부를 결정하였다. 이들 자기 고체상 추출 방법을 사용하여 모든 분석물에 대해 32 % 내지 128 %의 이온화 향상이 관찰되었으며, 커피 찌꺼기 자성 탄소 입자를 사용하는 자기 고체상 추출 방법의 % ME는 32 % 내지 92 %의 범위이며, 산화철 장식된 숯과 산화 그래핀의 값은 각각 34 % 내지 114 %와 32 % 내지 109 %이었다 (도면 4B 참조). 자기적으로 장식된 글루코스는 가장 높은 % ME (44 % 내지 128 %)를 나타냈다. 결과적으로, 도 4에 도시된 결과에 기초하여, 커피 찌꺼기 자성 탄소 입자는 높은 회수율 및 낮은 % ME로 인해 프탈산 에스테르 분석을 위해 선택될 수 있다.
2.4 커피 찌꺼기에서 제조된 자성 탄소 입자를 사용한 GC-MS/MS 분석법 검증
커피 찌꺼기 자성 탄소 입자의 선형성, 측정 계수, LOD, LOQ, 정밀도 및 RSD는 표 1에 나열되어 있다. 매트릭스-매칭 보정 곡선은 0.005 내지 0.1 mg/L 범위의 5 가지 분석물 농도를 사용하여 구성되었다. 0.998을 초과하는 결정 계수를 갖는 양호한 선형성이 수득되었다. MRM 모드에서 수득 된 8 개의 프탈산 에스테르에 대한 LOD는 0.00003 내지 0.002 mg/L이고, LOQ는 0.0001 내지 0.005 mg/L 범위이다. 커피 찌꺼기 자성 탄소 입자는 DIBP, DMPP 및 DnAP (0.0001 내지 0.001 mg/L)에 더 민감하다. ICH/2005/Q2/R1 (ICH, 2005) 기준에 따르면 분석법 검증은 RSD가 20 % 미만일 때 70 내지 120 %의 복구 범위를 충족해야 한다. 8 개의 분석물에 대해 산화철 장식된 커피 찌꺼기를 사용하여 얻은 회수율은 91 % 내지 120 % 범위였다. 3 개의 농도 (0.01, 0.05, 및 0.1 mg/L)에서 5 개의 스파이크된 물 샘플을 분석하여 일중(intraday) 및 종일(interday) 정밀도를 평가했다. 모든 샘플은 17 % 미만의 RSD를 나타냈다. 일중 RSD는 3 가지 강화 수준에서 모든 분석물에 대해 0.8 % 내지 15 % 범위에 있는 반면, 종일 RSD는 3 가지 강화 수준에서 16.3 % 미만이었다.
2.5 자성 커피 분쇄 탄소 입자 분석 방법 적용
선택된 커피 찌꺼기로부터 제조된 자기 고체상 추출용 자성 탄소 입자는 현지 시장에서 구입한 플라스틱 생수 샘플에서 프탈산 에스테르를 추출하는 데 사용되었다. 자기 고체상 추출용 자성 탄소 입자의 10mg 샘플을 각 샘플에 첨가하였다. 후속 정량 분석 결과, 샘플이 LOD 값을 초과하는 프탈산 에스테르 잔기를 함유하지 않는 것으로 나타났다. 이들 결과는 커피 찌꺼기로부터 제조된 새로 합성된 자기 고체상 추출용 자성 탄소 입자가 실제 물 샘플에서 프탈산 에스테르를 결정하는데 사용될 수 있음을 입증한다.
2.5.1 기존의 다른 추출 흡착제와 비교
자기 고체상 추출에 의한 프탈산 에스테르 사전 농축(preconcentration)은 수성 샘플을 빠르고 편리하게 분리할 수 있는 능력으로 인해 광범위하게 연구되어왔다. 표 2을 참조하면, 본 발명에 따른 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법은 기존의 프탈산 에스테르 추출 및 결정 방법과 비교될 수 있다. 본 발명에 따른 자기 고체상 추출방법은 물 샘플에서 다른 기존의 자기 고체상 추출 방법과 비교할 때 비슷한 LOD, LOQ 및 회수율을 나타낸다. 또한, 본 발명에 따른 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법은 콜로이드 그래핀 및 SBSE와 폴리 디메틸실록산을 사용하는 분산-SPE를 사용하는 다른 추출 방법보다 낮은 LOD를 나타냈다.
[표 2]
Figure 112020068292070-pat00002
이와 같은 결과는, 본 발명에 따른 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법이 실제 샘플에 대해 우수한 정밀도와 정확도를 제공하는 효과적인 사전 농축(preconcentration) 기술임을 보여준다.
결론적으로, 흡착제의 재료 중에서, 커피 찌꺼기로 제조된 자성 탄소 입자는 더 높은 흡착 용량을 나타내었고 외부 자기장을 사용하여 신속하게 분리되었다. 커피 찌꺼기로 제조된 자성 탄소 입자는 또한 산화 그래핀에 기초한 자성 탄소 입자와 필적하거나 더 우수한 추출 효율을 보여주었다. 커피 찌꺼기 자성 탄소 입자를 사용하는 본 발명에 따른 자기 고체상 추출 방법은 8 개의 프탈산 에스테르에 대해 우수한 추출 감도, 정밀도 및 정확성을 제공한다. 커피 찌꺼기 자성 탄소 입자는 시간 소모적인 정제 과정 없이 고상 추출 (SPE)에 비해 추출 효율이 향상되었다. 따라서, 본 발명에 따른 자성 탄소 입자는 프탈산 에스테르를 측정하는데 성공적으로 사용될 수 있고, 플라스틱 생수 샘플에서 프탈산 에스테르의 분리 가능성이 가장 높음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (12)

  1. 염화철(III) 6수화물 및 염화철(II) 4수화물을 포함하는 수용액을 제조하는 단계;
    상기 수용액에 탄소원을 첨가하여 탄소 현탁액을 제조하는 단계;
    상기 탄소 현탁액에 수산화 나트륨 용액을 첨가하여 산화철을 침전시켜 산화철이 코팅된 입자를 제조하는 단계; 및
    상기 산화철이 코팅된 입자를 자기분리에 의해 수득하여 자성 탄소 입자를 제조하는 단계를 포함하는
    자성 탄소 입자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소원은 커피 찌꺼기인 것을 특징으로 하는 자성 탄소 입자의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성 탄소 입자는 산화철로 코팅된 것을 특징으로 하는 자성 탄소 입자의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성 탄소 입자는 직경이 0.1 ㎛ 이상 1 mm 이하인 것을 특징으로 하는 자성 탄소 입자의 제조방법.
  5. 추출하고자 하는 분석물이 함유된 시료에 제 1 항에 따라 제조된 자성 탄소 입자를 처리하여 분석물과 흡착시키는 단계;
    외부 자기장을 인가하여 상기 분석물이 흡착된 자성 탄소 입자를 분리하는 단계; 및
    상기 분리된 자성 탄소 입자를 유기용매에 첨가하고, 초음파 처리하여 분석물을 자성 탄소 입자로부터 분리하는 단계를 포함하는
    제 1 항에 따라 제조된 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 분석물은 농약, 염료, 약물(drugs), 항생제, 발암물질, 금속이온, 다환방향족탄화수소(PAHs, polycyclic aromatic hydrocarbons) 및 프탈산 에스테르(phthalic acid ester, PAE)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 자성 탄소 입자는 커피 찌꺼기를 탄소원으로 하는 것을 특징으로 하는 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 유기용매는 아세톤 및 헥산의 혼합물인 것을 특징으로 하는 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법.
  9. 프탈산 에스테르가 함유된 시료에 제 1 항에 따라 제조된 자성 탄소 입자를 처리하여 프탈산 에스테르와 흡착시키는 단계;
    외부 자기장을 인가하여 상기 프탈산 에스테르가 흡착된 자성 탄소 입자를 분리하는 단계; 및
    상기 분리된 자성 탄소 입자를 아세톤 및 헥산의 혼합물에 첨가하고, 초음파 처리하여 프탈산 에스테르를 자성 탄소 입자로부터 분리하는 단계를 포함하는
    제 1 항에 따라 제조된 자성 탄소 입자를 이용하는 자기 고체상 추출 방법을 이용한 프탈산 에스테르의 분리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 자성 탄소 입자는 커피 찌꺼기를 탄소원으로 하는 것을 특징으로 하는 자기 고체상 추출 방법을 이용한 프탈산 에스테르의 분리 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 프탈산 에스테르는 디이소부틸 프탈레이트 (DIBP), 디(4-메틸-2-펜틸) 프탈레이트 (DMPP), 디-n-아밀 프탈레이트 (DnAP), 디-n-헥실 프탈레이트 (DnHP), 벤질부틸 프탈레이트 (BBP), 헥실-2-에틸헥실 프탈레이트 (HEHP), 디-2-에틸헥실 프탈레이트 (DEHP) 및 디-n-옥틸 프탈레이트 (DNOP)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 자기 고체상 추출 방법을 이용한 프탈산 에스테르의 분리 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 자성 탄소 입자는 산화철로 코팅된 것을 특징으로 하는 자기 고체상 추출 방법을 이용한 프탈산 에스테르의 분리 방법.
KR1020200080862A 2020-07-01 2020-07-01 자성 탄소 입자를 이용한 자기 고체상 추출방법 및 프탈산 에스테르의 분리방법 KR102356394B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101556538B1 (ko) 2014-11-28 2015-10-02 한국해양과학기술원 토양에서 분리한 자성분리입자를 이용한 오염수 내의 인(p) 제거방법

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