Development of comprehensive analytical method for 85 Persistent organic pollutants in human serum samples by modified QuEChERS preparation with different ionization sources in GC-MS/MS
- 주제(키워드) persistent organic pollutants , atmospheric pressure chemical ionization , electron ionization , QuEChERS , human serum
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 오한빈
- 발행년도 2020
- 학위수여년월 2020. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화학과
- UCI I804:11029-000000064876
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
본 연구에서는 38종의 polychlorinated biphenyls, 23종의 polybrominated diphenyl ethers 그리고 24종의 organochlorine pesticides를 포함하는 총 85종의 잔류성 유기오염물질(POPs)을 200 µL 의 인간 혈청에서 분석하는 통합분석법을 개발하였다. 개선된 QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, and Safe) 전처리법을 적용해 시료량을 최소화하였고, 추출 용매, 추출 튜브, 그리고 추출 횟수 조건을 최적화하였다. 추출 횟수는 ethyl acetate/hexane/acetone 혼합 용매를 이용해 두 번 추출하는 것으로 최적화하였고, 추출 튜브는 간섭 물질의 영향을 최소화하는 튜브로 선정되었다. 기체 크로마토그래피-질량분석기를 사용하여 분석법을 완성하고, 서로 다른 이온화 방식인 전자 이온화 방식(EI)과 대기압 화학 이온화 방식(APCI)를 적용해 각각의 감도 및 분석 성능을 비교하였다. 대기압 화학 이온화 방식은 연성 이온화 방식으로 모분자의 조각 이온이 거의 발생하지 않고, 전자 이온화 방식은 경성 이온화 방식으로 모분자의 조각 이온이 다수 발생한다. 두 이온화 방식을 비교한 결과, 총 85종의 POPs 중, 59종(69.4%)의 물질이 대기압 화학 이온화 방식에서 2~50배 더 낮은 검출 한계를 나타내었다. 본 연구에서 개발된 분석법의 유효성을 검증하고자 검출 한계, 직선성, 회수율, 매질 효과, 정확성, 정밀성의 항목이 포함된 유효성 평가를 진행하였다. 유효성 검증을 마친 분석법을 이용해 실제 시료 25개를 전자 이온화 방법과 대기압 화학 이온화 방법으로 비교 분석하였다. 그 결과 총 32종의 물질이 검출 한계 이상 수준에서 검출되었고, 그 중 11종의 물질은 높은 감도로 인하여 대기압 화학 이온화 방법에서만 검출되었다.
more초록/요약
In this study, a comprehensive method was developed, validated, and applied for quantifying 85 persistent organic pollutants (POPs), including 38 polychlorinated biphenyls, 23 polybrominated diphenyl ethers, and 24 organochlorine pesticides from 200 μL of human serum. A modified QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, and Safe) method was applied to minimize the required sample amount and optimize various conditions including the extraction solvent, tube, and number of extractions. The extraction efficiency was optimized using double extraction with an ethyl acetate/hexane/acetone mixture, and a tube was selected to minimize interference. Gas chromatography coupled with triple-quadrupole mass spectrometry was utilized for analysis, and two different ionization sources, electron ionization (EI) and atmospheric pressure chemical ionization (APCI), were used to compare their performances. The APCI source employed soft ionization at atmospheric pressure, producing abundant molecular ion formation with minimal fragmentation, in contrast to extensive fragmentation caused by EI. Of the 85 POPs analyzed, 59 target compounds (69.4%) showed lower limits of detection that were two- to 50-fold lower in APCI than those determined using EI. The developed method was validated with respect to its detection limit, precision, recovery, matrix effect, and accuracy. Its linearity was R2 > 0.99 for 84 compounds, and 94% average accuracy was obtained using National Institute of Standards and Technology (NIST) standard reference materials (NIST 1957 and 1958). These ionization methods were compared by analyzing 25 real human serum samples. A total of 32 compounds were observed at a significant level, and only 11 compounds were detected with APCI due to its enhanced sensitivity.
more