KR20140100350A - 폴리디메틸실록세인 및 c18 로 층상 코팅된 흡착 추출용 교반 막대를 이용한 파네졸 추출 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시료 내 파네졸(farnesol)을 추출하기 위한 폴리디메틸실록세인(PDMS) 및 C18로 층상 코팅된 교반 막대 흡착 추출(stir bar sorptive extraction)용 교반 막대, 이의 제조방법, 및 이를 이용해 시료 내 파네졸을 추출하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 시료 내 파네졸(farnesol)을 고효율로 추출할 수 있을 뿐만 아니라, 더욱이 상기 교반 막대를 나선형으로 비틀어 제작하면 추출하는 동안 코팅제의 소실을 줄여 추출의 민감도를 높일 수 있고, 교반 막대를 반복적으로 사용할 수 있어 경제적이다.

Description

폴리디메틸실록세인 및 C18 로 층상 코팅된 흡착 추출용 교반 막대를 이용한 파네졸 추출 방법{Extraction method of farnesol using polydimethylsiloxane and C18 layer coated stir bar for stir bar sorptive extraction}
본 발명은 교반 막대 흡착 추출(stir bar sorptive extraction)용 교반 막대 및 이를 이용해 액상 시료 성분을 분석하는 방법에 관한 것이다.
교반 막대 흡착 추출법(Stir bar sorptive extraction; SBSE)은 고상 미세추출법(solid-phase microextraction; SPME)의 출현 후 10년이 경과한, 1999년에 처음 도입되었다. 용매 없이 시료 전처리를 수행하는 두 가지 주요 현대 기술의 특성은 식료품 분석 분야에서 다양하게 비교되어 왔다. SBSE는 유사한 원리에 기초하나, SPME와 비교해 SBSE는, 상대적으로 많은 양의 추출상을 가지며 결과적으로 더 낮은 검출 한계를 가진다. 또한, SBSE는 SPME에 비해, 액상 식료품 시료의 성분 분석에 보다 유리할 것으로 예상된다.
그러나 SBSE에 이용되는 상업용 바(commercial bars)는 몇 가지밖에 없어 제한적으로 이용가능하고, 이용가능한 갯수가 SPME의 화이버 코팅 타입(fiber coating type)에 비해 훨씬 적다. 가장 통상적으로 사용되는 교반 막대 코팅물질은 비극성 폴리디메틸실록세인(polydimethylsiloxane; PDMS)이며, 최근 개발된 극성이 높은 2가지 코팅물질로는 폴리아크릴레이트(polyacrylate; PA)와 에틸렌 글리콜 (ethylene glycol; EG)이 있다. 이외에, 지난 몇 년간, 졸-겔[W.M. Liu, H.M. Wang, Y.F. Guan, J. chromatogr., A. 1045 (2004) 15-22, Y.L. Hu, Y.J. Zheng, F. Zhu, G.K. Li, J. chromatogr., A. 1148 (1) (2007) 16-22, C.H. Yu, X. Li, B. Hu, J. chromatogr., A. 1202 (1) (2008) 102-106], 모놀리식 물질(monolithic material) [X. J. Huang, N. N. Qiu, D. X. Yuan, B. L. Huang, Talanta, 78 (1) (2009) 101-106, X. J. Huang, J. B. Lin, D. X. Yuan, R. Z. Hu, J. chromatogr., A. 1216 (16) (2009) 3508-3511, X. J. Huang, J. B. Lin, D. X. Yuan, J. chromatogr., A.1217 (30) (2010) 4898-4903], 분자 임프린티드 고분자(molecular imprinted polymer) [Z. G. Xu, Y. F. Hu, Y. L. Hu, G. K. Li, J. chromatogr., A. 1217 (22) (2010) 3612-3618, Y. L. Hu, J. W. Li, Y. F. Hu, G. K. Li, Talanta, 82 (2) (2010) 464-470, Y. L. Hu, J. W. Li, G. K. Li, J. Sep. Sci, 34 (10) (2011) 1190-1197] 등 새로운 교반 막대 코팅물질을 개발하려는 시도가 있어왔다.
그러나, SBSE를 위한 교반 막대 제작시 한가지 난점은 큰 부피를 안정적으로 코팅하기 어렵다는 것이다. 더욱이, SBSE 직접 추출 모델에서는 교반 막대가 시료 용기의 표면과 직접 닿기 때문에, 이는 코팅 안정성의 저하 및 코팅 유실로 귀결된다. 이에, 보다 강하고 안정적인 단층 코팅을 위해 모놀리식 물질이 적용되거나, 둥근-바닥 글라스 플라스크를 도입하여 접촉을 줄이고 교반 막대의 반감기를 연장하고자 하는 시도가 있어왔다.
한편, 파네졸(farnesol) 및 관련 이소프레노이드(isoprenoids), 페릴릴 알코올(perillyl alcohol) 및 제라니올(geraniol)은 많은 과일 및 아로마 식물에서 발견되는 자연 화합물이라고 보고되어왔다. 특히, 파네졸은 물에는 불용성이나, 오일과는 혼합가능하다. 이소프레노이드 알코올 파네졸은 다양한 암종(carcinoma) 세포 타입의 세포 싸이클 휴지기(cell cycle arrest) 및 세포사멸에 관한 효과적인 유도체이다. 파네졸이 몇몇 동물 모델에서 종양생성을 억제한다는 것이 보고되면서, 인 비보(in vivo) 화학예방요법(chemopreventative) 및 항암제로서 유용할 것이라 예상되고 있다(McAnally, Jung, & Mo, 2003; Lim, & Park, 2006; Ong, Heidor, De Conti, Dagli, & Moreno, 2006; Joo, Liao, Collins, Grissom, & Jetten, 2007; Joo, & Jetten, 2010).
이에, 본 발명자들이 해결하고자 하는 과제는 시료 내 파네졸(farnesol)을 고효율로 추출하기 위해, 폴리디메틸실록세인(polydimethylsiloxane; PDMS) 및 C18로 층상 코팅한, 교반 막대 흡착 추출용 교반 막대를 제공하는 것이다. 특히, 상기 교반 막대는 휘굽은 형태를 가지도록 제작하여, 추출하는 동안 코팅제의 소실 없이 파네졸을 추출하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 일 양태로 시료 내 파네졸(farnesol)을 추출하기 위한 폴리디메틸실록세인(polydimethylsiloxane; PDMS) 및 C18로 층상 코팅된 교반 막대 흡착 추출(stir bar sorptive extraction)용 교반 막대 및 이를 이용해 시료 내 파네졸을 추출하는 방법을 제공한다.
또한, 다른 양태로 시료 내 파네졸(farnesol)을 추출하기 위한 교반 막대흡착 추출용 휘굽은 교반 막대 제조방법을 제공하는바, 보다 구체적으로 자성 막대(magnetic bar)를 절단하고 나선형으로 비트는 단계, 및 상기 자성 막대를 PDMS 및 C18이 결합된 실리카 입자가 충진된 용기 내에 넣어 자성 막대의 표면을 PDMS 및 C18로 코팅하는 단계를 포함한다.
본 발명에 있어서, '파네졸'에는 이의 이성질체, 유도체 등도 포함되며, 바람직하게 상기 파네졸은 E,E-파네졸을 의미한다.
본 발명에 있어서, '교반 막대 흡착 추출용 교반 막대'는 교반 막대흡착 추출법에 통상적으로 사용되는 도구로써, 시료가 포함된 용기 내에 상기 교반 막대 흡착 추출용 교반 막대를 넣으면 시료에 포함된 목적 물질이 교반 막대의 코팅층에 흡착되는 원리를 이용해 목적 물질을 추출한다.
추출하고자 하는 목적 물질의 종류에 따라 교반 막대의 표면을 코팅할 수 있다. 예를 들어, 목적 물질의 분자량, 휘발성/비휘발성, 또는 극성/비극성 등을 고려하여 코팅물질을 선택할 수 있다.
그러나, 종래에는 코팅물질의 종류가 제한적이고 추출 과정 중에 코팅물질이 소실되는 문제가 있었을 뿐만 아니라, 시료 내 파네졸을 추출하기 위해 어떠한 물질로 코팅하는 것이 효율적인지 공지된 바 없었다. 이에, 본 발명자들은 시료 내 파네졸을 추출함에 있어서, 교반 막대 흡착 추출용 교반 막대를 폴리디메틸실록세인(PDMS) 및 C18로 층상 코팅함으로써 파네졸을 고수율로 추출할 수 있음을 확인하였다. 구체적 실시예에 따르면, PDMS로 코팅된 교반 막대와 비교해, 본 발명에 따른 PDMS 및 C18 로 층상 코팅된 교반 막대를 이용하면 30분 정도의 단시간 내에 약 20배 이상의 고수율로 파네졸을 추출할 수 있다.
PDMS 및 C18 코팅은 층상구조로 이뤄지며, 이는 PDMS 코팅층과 C18 코팅층이 교대로 반복되는 구조를 의미한다. 코팅층의 횟수는 이에 제한되지 않으나, 예를 들어 2-3회일 수 있으며, PDMS는 C18을 유지시키는 접착제와 같은 역할을 하는바 PDMS 코팅층 다음에 C18 코팅층이 교반 막대 외곽쪽으로 존재하는 것이 바람직하다. 코팅층의 두께는 10 - 150 μｍ일 수 있으며, 10 μｍ 미만인 경우 교반 막대 표면에 전정기 등이 발생하여 고르게 코팅이 되지 않는 단점이 있고 150 μｍ를 초과한 경우는 코팅층의 표면적이 상대적으로 적어져 흡착율이 낮아지는 단점이 있다.
상기 교반 막대 흡착 추출용 교반 막대는 용기 내 시료에 담그어(immerse) 교반하는 방식으로 목적 물질을 상기 교반 막대의 코팅층에 흡착시킬 수도 있고, 또는 용기 내 시료가 포함되지 않은 용기의 상부(headspace)에 교반 막대를 홀딩하는 방식으로 목적 물질을 상기 교반 막대의 코팅층에 흡착시킬 수도 있다.
상기 교반 막대는 다양한 형태로 제작될 수 있으며, 예를 들어, 직선형, 덤벨형, 또는 휘굽은형으로 제작될 수 있으나, 바람직하게 휘굽은형으로 제작될 수 있다. 본 발명의 명세서에 있어서, 용어 “휘굽은형”이란 나선형으로 비틀어진 형태를 의미하며, 대표적으로 도 1에 도시된 바와 같은 형태를 가질 수 있다. 본 발명에 다른 교반 막대는 휘굽은 나선형으로 제작함으로써, 시료 내 교반시 용기와 휘굽은 교반 막대와의 접촉 횟수가 줄어들어 코팅 물질이 소실되는 것을 예방할 수 있고 따라서 추출 민감도를 증가시키고 휘굽은 교반 막대의 재사용이 가능하므로 경제적이다.
상기 휘굽은 교반 막대의 길이는 바람직하게 3-4cm 이고, 폭은 바람직하게 0.2-0.4 cm 일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며 통상의 기술자라면 휘굽은 교반 막대의 소재, 휘굽은 각도, 또는 휘굽은 교반 막대 코팅층의 두께 등을 고려하여 조절할 수 있다.
상기 휘굽은 교반 막대는 자성(magnetic) 휘굽은 교반 막대인 것이 바람직하고, 자성을 가지는 물질이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으나, 예를 들어 아이런(Iron) 막대를 사용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 시료는 파네졸을 검출하고자 하기 위한 대상이라면 제한되지 않지만, 바람직하게 주류일 수 있고, 더욱 바람직하게 막걸리이다.
본 발명에 따른 교반 막대 흡착 추출은 시료의 종류에 따라 차이가 있을 수 있으나, 예를 들어 시료가 막걸리인 경우 바람직하게 30분 이상, 더욱 바람직하게 30분 내지 2시간 동안, 더 더욱 바람직하게 30분 내지 1시간 동안, 가장 바람직하게 30분 내지 40분 동안 추출할 수 있다. 30분 미만으로 추출하는 경우 충분한 흡착량을 수득할 수 없다.
본 발명에 따르면, 시료 내 파네졸(farnesol)을 고효율로 추출할 수 있을 뿐만 아니라, 더욱이 교반 막대를 휘굽은형으로 제작하면 추출하는 동안 코팅제의 소실을 줄여 추출의 민감도를 높일 수 있고, 교반 막대를 반복적으로 사용할 수 있어 경제적이다.
도 1은 나선형의 휘굽은 교반 막대를 도시한 것이다.
도 2는 PDMS-C18 (A) 및 PDMS (B)로 코팅된 휘굽은 교반 막대를 이용해 E,E-파네졸을 추출할 때의 효율을 비교한 결과 데이터를 도시한 것이다.
도 3은 PDMS-MWCNT, PDMS-C18, 및 PDMS-XAD2 로 코팅된 교반 막대로 E-E-파네졸을 추출할 때의 효율을 비교한 결과 데이터를 도시한 것이다.
(PDMS-MWCNT, polydimethylsiloxane - multiwalled carbon nanotubes; PDMS-C18, polydimethylsiloxane - octadecyl bonded on silica particle; PDMS-XAD2, polydimethylsiloxane-styrene & divinylbenzene)
도 4는 6% 에탄올 내 E,E-파네졸을 분석할 때의 흡착제(A, PDMS-C18; B, PDMS)의 농도 효과를 비교한 결과 데이터를 도시한 것이다.
도 5는 PDMS-C18로 코팅된 휘굽은 교반 막대를 이용해 6% 에탄올 내 E,E-파네졸을 추출할 때의 추출 시간에 따른 추출 효율을 도시한 것이다.
도 6은 100배 희석한 막걸리 내 E,E-파네졸의 GC-MS 크로마토그램(A)과 본 발명에 따른 100배 희석한 막걸리 내에서 PDMS-C18 휘굽은 교반 막대로 추출한 10 mg/L E,E-파네졸을 표시한 것(B)이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 비교예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.
[실험방법]
1. 시료 및 물질
한국 경기도 지방에서 막걸리를 구입하였다. 막걸리 시료를 분석하기 전까지 4℃ 에 보관하였다. 분석용 품위 에탄올(99.8%, Sigman-Aldrich) 및 E,E-파네졸(Sigma-Aldrich) 이 사용되었다. Milli Q system (Millipore, Bedfords, MA, USA) 에서 초정수(ultra-pure water)를 수득하였다. 크로마토그래프 순도를 가지는 SE-30 은 Shanghai Chemical Reagent Co. 에서 구매하여, 디클로로메탄 내에 용해하였다. 125 Å 공극 크기(pore size) 및 330 m2/g 표면적(surface area)을 가지는 C18 결합된 실리카 입자는 Waters Co. (USA)로부터 수득하였다.
2. 신규한 휘굽은 교반 막대 제작
아이런 바(Iron bar) (길이: 3.0 cm, 폭: 0.3 cm)를 절단하고 도 1에 도시한 바와 같이 나선형으로 비틀었다. 상기 바(bar)를 알코올로 세척하고 N2 스팀으로 280℃ 에서 건조시켰다. 상기 바(bar)를 메틸렌 클로라이드 내의 10% SE-30 용액 내에서 10분 동안 교반하고, 실온에서 몇분간 건조시킨 후, 상기 바(bar)의 표면을 코팅하기 위해 폴리디메틸실록세인-C18(polydimethylsiloxane-C18; PDMS-C18)이 결합된 실리카 입자, PDMS-멀티월드 카본 나노튜브(PDMS-multiwalled carbon nanotubes; PDMS-MWCNTs), 및 PDMS-스티렌 및 디비닐벤젠(PDMS-styrene and divinylbeneze; PDMS-XAD2)이 충진된 튜브 내에서 부드럽게 흔들고, 질소 대기의 보호하에 280℃ 에서 열적으로 탈착시켰다.
3. 시료 추출
추출 전에, 상기 휘굽은 바(bar)를 가벼운 질소 대기(gentle nitrogen stream) 하에서 30분 동안 250 ℃ 에서 세척하였다. 평평한 바닥의 22ml 바이알 내에서 20 ml 시료를 넣고 동시에 멀티플 자성 스터러(multiple magnetic stirrer)로 추출하였다. 상기 바(bar)를 바이알 내에 넣자, E,E-파네졸이 시료액과 상기 바(bar) 사이에서 분획되어 시료 중의 E,E-파네졸과 코팅이 되어있는 상기 바(bar)의 표면 사이에 상평행이 일어나기 시작하였다. E,E-파네졸의 추출은 실온에서 1시간 동안 450 rpm의 회전속도로 수행되었다. 그리고 나서, 상기 바(bar)는 주입 전에 고 휘발성 화합물의 손실을 피하기 위해 건조하여 -20℃에서 보관하였다.
4. 열 탈착(Thermal desorption)
각 추출이 완료된 후, 상기 바(bar)에 흡착이 되어있는 E,E-파네졸의 탈착을 위해 상기 바(bar)를 표시된 직선 튜브에 넣었다. 상기 바(bar)는 온-라인 게스텔 열 탈착 유닛(on-line Gerstel thermal desorption unit; TDU) 내에서 열 탈착시키고, 이는 CIS-PTV 에 연결되었다. 첫째, Tenax TA 로 충진된 글래스 라이너와 함께 CIS 를 -20 ℃ 에 세팅하였다. 그리고나서, 상기 바(bar)를 함유하는 TDU 시스템의 파라미터를 다음과 같이 프로그램했다; 20분 동안 40 ℃ 에 홀딩, 600 ℃ min-1 의 비율로 260 ℃ 까지 온도 상승, 및 2분 동안 유지. TDU 를 40 ℃ 까지 냉각시킨 후, CIS 는 프로그램을 시작; 0.2 분 동안 -20 ℃ 에서 유지, 12 ℃ sec-1 비율로 250 ℃ 까지 온도 상승, 및 5분 동안 유지.
5. 가스 크로마토그래피-질량 분석기( Gas chromatography - mass spectrometry; GC - MS )
E,E-파네졸의 모든 분석은 Agilent MD 5973 쿼드러플 질량 분석기(quadruple mass spectrometer)에 커플링된 Agilent 6890 GC system 에서 수행되었다. 화합물은 5 % 디페닐(diphenyl)-95% 디메틸 실록산 융합된 실리카 모세관 컬럼(dimethyl siloxane fused-silica capillary column) (HP-5MS, 길이: 30 m, 0.25 ㎛ i.d., 0.25 ㎛ 필름 두께, Agilent Technologies, Middleburg, OI, USA)을 이용해 분리되었다. 캐리어 가스(carrier gas)는 1.1 ml min-1 유속의 헬륨이고, 그리고 스플릿레스(splitless) 모드가 이용되었다. 인젝터 온도는 250 ℃ 에서 세팅하였다. 실시하는 동안 컬럼 온도 프로그램은 하기와 같이 사용되었다: 시작온도는 40 ℃ (20 min 동안 유지), 그리고 나서 3 ℃ min-1 비율로 150 ℃ 까지 상승, 그리고 최종적으로 컬럼 내 남아있는 방해물질 제거를 위해 10 ℃ min-1 비율로 280 ℃ 까지 상승(15 min 동안 유지). 트랜스퍼 라인(transfer line), 이온 소스(ion source) 및 쿼드러폴(quadrupole) (q) 분석기 온도는 각각 280 ℃, 230 ℃, 및 150 ℃ 에서 유지되었다. 풀-스캔 모드에서, 35-350 m/z 범위 내에 있는 전자 이온화 질량 스펙트라는 70 eV 전자 에너지로 기록되었다. 상기 질량 스펙트라는 풀-스캔 모드(full-scan mode)에서 수득되었고 Wiley 275 mass spectral database (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)와 비교되었다. 데이터 기록 및 기구 컨트롤은 MSD Chemstation software (G1701CA; version C.00.00; Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)로 수행되었다. 41, 69, 81, 93, 136 및 222 질량의 이온이 E,E-파네졸을 결정 및 확인하기 위해 선택되었다.
6. E,E- 파네졸 분석에 관한 방법 유효성
0.02, 0.10, 0.50, 2.00, 20.00 및 100 ng ml-1 농도의 캘리브레이션( calibration) 용액을 6% 에탄올 용액으로 E,E-파네졸 스탠다드를 희석시켜 준비했다. 관심있는 농도에 대한 캘리브레이션 커브를 결정함으로써 본 방법의 리니어 범위(linear range)를 연구했다. 자동 인젝션은 최적 조건에서 수행되었다.
[실험 결과]
1. 신규한 SBSE 용 휘굽은 교반 막대( bar )의 제작
휘굽은 막대(bar) 위에 흡착제(adhesive)로 PDMS를 매우 얇게 박막 코팅하고, 그리고 나서 C18 결합 실리카 입자를 PDMS 층 표면 위에 결합시켜 도 1에 도시된 바와 같은 바(bar)를 생산하였다.
E,E-파네졸에 대한 PDMS 및 PDMS-C18 의 흡착 효율성 비교 데이터(도 2)에 따르면, PDMS-C18 의 흡착능이 PDMS의 흡착능에 비해 20배 이상 우수함을 알 수 있었다. 이로써, PDMS-C18 표면 위의 C18 입자는 E,E-파네졸 흡착에 중요한 역할을 함을 알 수 있었다. PDMS 또한, E,E-파네졸을 흡착하는 역할을 하나, 본 실험에서 PDMS-C18이 코팅된 바(bar) 표면 위에 코팅된 PDMS의 양은 흡착제로써 효과를 발휘하기에 충분한 양은 아니였다.
멀티월드 카본 나노튜브(multiwalled carbon nanotubes; MWCNT), 스티렌 & 디비닐벤젠(styrene & divinylbenzene (XAD2)) 레진, 및 C18로 PDMS를 코팅한 경우, 각각의 흡착능 비교 결과를 도 3에 도시하였다. 그들 중, PDMS-MWCNT 가 가장 낮은 흡착능을 보였으며, PDMS-C18 과 PDMS-XAD 는 비슷한 결과를 보였다. 비록 PDMS-XAD2 가 PDMS-C18 과 비슷한 정도의 흡착능을 보인다 할지라도, PDMS-XAD2는 사용 전에 에탄올 내에서의 컨디셔닝이 필요하고, 더욱이 PDMS-XAD2 바(bar) 표면 위 흡착제는 추출 과정 동안 쉽게 제거되었다. 그러므로, PDMS-C18 은 막걸리 내 E,E-파네졸의 추출을 위해 사용가능한 코팅물질 중 가장 우수한 흡착제이다.
2. 흡착제 농도에 따른 효과
흡착제로써 ‘PDMS'를 사용하는 경우와 ’PDMS-C18‘을 사용하는 경우를 비교하여, 흡착제 별로 흡착제 농도에 따른 효과를 관찰하였다. 보다 구체적으로, PDMS 코팅 바(bar) 및 PDMS-C18 코팅 바(bar)를 제작하고, 흡착제의 농도 변화에 따른 흡착양 변화를 측정하였다. PDMS 코팅 바(bar)의 흡착양에서 PDMS-C18 코팅 바(bar)의 흡착양을 뺐을 때, 그 차이 값이 C18 결합된 실리카 입자에 의한 흡착양이다. 도 4에 도시한 바와 같이, PDMS-C18 코팅 바(bar)에 의한 흡착양이 상대적으로 안정적으로 유지되는 반면에, PDMS 코팅 바(bar)에 의한 흡착양은 흡착제의 농도에 비례하여 증가되는 양상을 나타냈다. 이로써, PDMS만 단독 코팅한 PDMS 코팅 바(bar)에 비해, PDMS-C18 코팅 바의 경우 안정적인 흡착력을 지니고 있음을 알 수 있었다.
3.바( bar )의 층( layer ) 수 및 길이에 따른 효과
많은 양의 흡착제를 바(bar) 표면에 흡착시키면 흡착제의 표면흡착 안정성이 저하되기 때문에, 바(bar) 표면 위 C18 결합된 실리카 입자의 양이 제한된다. 이에, PDMS-C18의 코팅 횟수와 바(bar)의 길이에 따라 흡착양에 미치는 효과를 관찰하엿다. PDMS-C18의 코팅 횟수와 바(bar)의 길이 따른 흡착력의 비교결과는 표 1과 같다. 표 1의 값은 동일한 실험을 3번 반복하여 평균값을 기록한 것이다. 상기 바(bar)는 PDMS 및 C18 입자로 반복적으로 코팅되었다. C18의 첫번째 코팅층은 PDMS 두번째 코팅 층으로 덮어씌우는 방식으로 코팅하였다. 하기 표 1의 treatment(처리) 횟수는 PDMS-C18 코팅 횟수를 의미한다. 그 결과, 2회 이상의 코팅에 의해 흡착력이 증가하는 결과를 나타냈으나, 코팅 회수에 비례하여 흡착력이 증가하지는 않았다. 아울러, 흡착양은 오직 PDMS의 필름 두께 증가에 의해서만 서서히 증가했다. C18의 말단 층이 추출에 가장 효과적이였다. 또한, 표 1을 통해 알 수 있듯이, 바(bar)의 길이에 따른 흡착율을 측정하였을 때 바(bar)의 길이가 길어짐에 따라서 흡착양도 비례해서 증가하는 것을 알 수 있었다.
Treatment Peak area / 100000
Number of coating 1 9.5±1.2
2 12.7±0.9
3 15.5±1.1
Length, cm 2 6.1±1.2 b
3 9.4±1.1
4 11.2±0.8
5 15.2±1.3
b The surface of twister bar was coated by PDMS-C18 a time
Gerstel automated Thermal Unit의 경우, 아이런(iron) 바의 길이를 최대 5 cm로 절단하고 나선형으로 비틀 수 있다. 그러나, 그런 종류의 SBSE 추출 시에 20-mL 바이알은 100-mL 바이알에 의해 대체되는 것이 필요하다. 본 연구에서 사용된 바(bar) 홀더(holder)와 시료 바닥 크기를 고려하여 바(bar)의 길이는 3 cm로 고정하였다.
4. 추출시간에 따른 효과
추출시간에 따른 E,E-파네졸의 흡착율을 비교한 결과는 도 5와 같다. 추출시간이 30분에 이르기까지 흡착율은 증가하였고 그 후 약간 감소하는 것을 알 수 있었다. 따라서 추출시간은 30분 정도가 가장 적절하다는 것을 알 수 있었다. 상업용 트위스트(twist)™ PDMS를 사용하는 경우, 동일한 타겟 화합물에 대한 평형 시간(equilibrium time)이 5시간을 초과하였다. 따라서, 본 발명에 따른 PDMS-C18 바는 우수한 민감성은 물론이고 신속한 평형 효과를 가짐을 알 수 있었다.
5. 유효 파라미터(Validation parameter)
신규한 휘굽은 PDMS-C18 바를 사용하여 막걸리 내의 파네졸을 분석하기 위한 분석법의 유효성 파라미터(validation parameter) 측정 결과는 표 2와 같다. 0.06-100 ug/L에 직선성(r=0.9994)을 나타내었고 LOD와 LOQ는 0.02와 0.06이었다.
Linear equation Linear range, mg/L R2 LOD, mg/L LOQ, mg/L
y=268978x-36159 0.06~100 0.9994 0.02 0.06
6. 적용(Application)
PDMS-C18 코팅된 휘굽은 바(bar)를 사용하여 막걸리 중의 E,E-파네졸을 분석한 결과는 도 6과 같다. 막걸리 중의 파네졸이 성공적으로 분리되었고, 본 방법의 유효성 파라미터 결과를 볼 때 이 방법을 이용하면 막걸리 뿐만 아니라 각종 주류 중의 파네졸의 추출도 가능할 것으로 예상된다.

Claims (12)

  1. 시료 내 파네졸(farnesol)을 추출하기 위한, 폴리디메틸실록세인(PDMS) 및 C18 로 층상 코팅된 교반 막대 흡착 추출(stir bar sorptive extraction)용 교반 막대.
  2. 제1항에 있어서, 상기 PDMS 및 C18 은 교반 막대에 교대로 코팅되는 것을 특징으로 하는 교반 막대 흡착 추출용 교반 막대.
  3. 제2항에 있어서, PDMS 코팅층 다음에 C18 코팅층이 교반 막대 외곽쪽으로 존재하는 것을 특징으로 하는 교반 막대 흡착 추출용 교반 막대.
  4. 제1항에 있어서, 상기 교반 막대의 길이는 3-4cm 이고, 폭은 0.2-0.4cm 인 것을 특징으로 하는 교반 막대 흡착 추출용 교반 막대.
  5. 제1항에 있어서, 상기 교반 막대는 휘굽은형인 것을 특징으로 하는 교반 막대흡착 추출용 교반 막대.
  6. 제1항에 있어서, 상기 시료는 막걸리인 것을 특징으로 하는 교반 막대흡착 추출용 교반 막대.
  7. 폴리디메틸실록세인(PDMS) 및 C18 로 층상 코팅된 교반 막대를 이용해 교반 막대 흡착 추출(Stir bar sorptive extraction)법으로 시료 내 파네졸(farnesol)을 추출하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 교반 막대는 휘굽은형인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 시료는 막걸리인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제7항에 있어서, 교반 막대 흡착 추출은 30분 이상 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 자성 막대(magnetic bar)를 절단하고 나선형으로 비트는 단계; 및
    상기 자성 막대의 표면을 PDMS 및 C18로 코팅하는 단계를 포함하는,
    시료 내 파네졸(farnesol)을 추출하기 위한 교반 막대 흡착 추출용 휘굽은 교반 막대 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 자성 막대는 아이런(iron) 막대인 것을 특징으로 하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4746518B2 (ja) 2005-11-07 2011-08-10 新日本製鐵株式会社 不定形耐火物の混練方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160115286A (ko) * 2015-03-26 2016-10-06 한국식품연구원 막걸리로부터 파네졸 및 스쿠알렌의 용매 추출법
CN105727591A (zh) * 2016-03-01 2016-07-06 武汉大学 一种聚苯胺涂层螺旋搅拌棒及其制备方法与应用
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