DNPH Cartridge를 이용한 대기 중 Formaldehyde 측정시험방법의 QA/QC 검토
홍원필⋅임승민⋅김기현*⋅이은희1)⋅김윤신1)
세종대학교 환경에너지융합학과, 1)한양대학교 일반대학원 보건학과
QA/QC test of DNPH-Cartridge Sampling Method in the Analysis of formaldehyde
One Feel Hong⋅Sung Min Lim⋅Ki Hyun Kim*⋅Eun Hee Lee1)⋅Yoon Shin Kim1) Department of Environment & Energy, Sejong University
1)Department of Public Health Graduate school, Hanyang University
Abstract
In this study, the QA/QC test for the combined application of DNPH cartridge – HPLC/UV method was investigated in the collection and analysis of formaldehyde in air using three types of DNPH cartridge samplers made by three independent manufacturers. For these experiments, gaseous standards of formaldehyde (FA) were prepared at 7 concentration levels that fell in the range of 44.1~3400 nmol/mol.
According to our analysis, the levels of cartridge blank (0.13 ~ 0.26 ng) are found to be fairly high to require routine check up for each experiment. The recovery patterns of FA were highly comparable between different cartridge products, when standard gases are supplied in the concentration range up to 177 nmol/mol. All 3 types of DNPH cartridge exhibited highly similar recovery rates at concentrations below 1.7
㎛ol/mol, while the maximum recovery was attained from the product B. The overall results of our study suggest that one should calibrate the samples in the optimal range of recovery with routine check up of blank values.
Keywords：DNPH cartridge, Formaldehyde, Recovery rate, Breakthrough
* Corresponding author. Tel：+82-2-499-9151, E-mail：[email protected]
1. 서 론
대기환경학적 측면에서 알데히드와 케톤 등을 포함하는 카보닐계 화합물(carbonyl compounds:
CC)들은(독성물질로써 그리고 대기오염의 주요 성분으로써) 다양한 연구의 주제로 주목 받고 있 다(황 윤정 외, 1998). 아세트 알데하이드를 비롯 한 일부 카보닐계 화합물은 이러한 측면 외에도 환경부에서 규정하는 관리대상지정 악취성분으로 서 중요한 의미를 지닌다(KMOE, 2008). 또한 for- maldehyde (FA) 성분의 경우, 새집증후군 등 실내 공기질 오염에 영향을 미치는 핵심성분으로써 주 목받고 있다. 따라서 이러한 성분은 실내거주자에 게 여러 가지 악영향을 미치는 주요 관리항목에 해당한다(Baek et al., 2001). 이처럼 CC성분들에 대한 정량분석 또는 그러한 정보에 기반한 실내대 기질 개선에 대한 관심이 증대하고 있다(Fedoruk et al., 2003, 이석조 외, 2005).
대기 환경에 포함되어 있는 CC 성분의 분석방 식은 gas chromatography(GC) 방식 또는 high per- formance liquid chromatography(HPLC) 방식을 위 주로 발전하였다(Raktim et al., 2008). 그런데 GC 방식의 분석을 적용할 경우, HPLC/ultraviolet- visible(UV) detector 방식에 비해 상대적으로 분석 감도가 낮고 저분자량의 CC에 대한 재현성이나 감도에 대한 문제점이 나타나기도 한다(정지연 등, 2000). 반면에 2,4-DNPH는 화학적으로 불안정 한 카보닐계 화합물들과 효과적으로 반응하여, 안 정한 유도체를 형성하는 것으로 잘 알려져 있다 (조덕희 외, 2006). DNPH 카트리지에 의한 채취방 식은 이미 국내·외의 많은 연구자들이 광범위하게 활용하고 있다. 그리고 GC 방식으로 분석이 용이 하지 않은 저분자량의 CC화합물, 특히 FA 또는
acetaldehyde와 같은 성분들의 채취에 가장 적합한 것으로 알려져 있다(조덕희 외, 2006, Possanzini et al., 1997). 따라서 현재 많은 연구자들이 일상적으 로 카보닐계 화합물들에 대한 정성 및 정량분석 (기기분석법)을 적용하기 위해 DNPH 카트리지에 의한 채취 그리고 HPLC에 의한 분석기법을 연계 하여 활용하고 있다.
본 연구에서는 FA 성분의 분석에 효과적인 것 으로 알려진 DNPH Cartridge – HPLC/UV 방식에 기반한 Gas상 FA 성분의 측정시험방법을 검토하 고자 하였다. 이를 위해, 시장에서 널리 보급 중인 3가지 종류의 DNPH cartridge를 대상으로 선정하 여 제품별 성능을 다각도로 비교해 보고자 하였 다. 3가지 서로 다른 cartridge에 대한 FA성분의 회 수능 및 시료 채취 단계의 편차를 파악하고, 이 결 과를 토대로 Gas상 FA성분에 대한 DNPH Cartridge – HPLC/UV 방식의 분석기법을 고찰하 고자 하였다.
2. 연구방법
2.1 표준시료 제조 및 카트리지 선정
본 연구의 대상성분으로 선정한 FA성분의 gas 상 표준시료를 제조하기 위하여, 1차적으로 FA용 permeation tube(9.6 ㎝, 500 ng/min, 70℃, VICI, USA)를 이용하여 고농도(약 6 ㎛ol/mol 수준)의 원 표준시료를 제조하였다(Table 1A). 그리고 이를 초 순수 질소(Nitrogen: 이하 N2, 99.999%)로 희석하 여, 각각 44.1~3403 nmol/mol 범위로 총 7가지 단 계의 농도로 작업용 표준시료를 제조하였다. 각각 의 작업용 표준시료는 10 L Tedlar bag을 이용, 원 표준시료를 136, 68, 34, 9, 6, 3.5, 1.7배 희석 혼합
Table 1. Basic information of the target compound, formaldehyde (FA) investigated in this study along with instrumental setup for its detection.
A. The basic information of target compound investigated in this study
Compound Odor thresholda MDLb RSEc
Full name Short name Structural formula CAS number (ppb, v/v) (ppb) (%)
Formaldehyde FA HCHO 50-00-0 500 0.10 0.44
O
aOdor thresholds measured by the triangle odor bag method(Nagata, 2003)
bMethod detection limit: SD(n=7)ⅹ3.14
cRelative standard error = (SE/MEAN)ⅹ100(%)
B. The operational conditions of HPLC/UV systema for carbonyl compounds analysis 1) Injector volume: 20 μL 3) UV detecor
Model 500, Lab Alliance(USA) wavelength:
360 ㎚
2) Pump
flow rate:
mobile phase:
analysis time:
1.5 mL·min-1 ACN：H2O = 7：3
15 min
4) Column
Model: 5 C18, Hichrom (UK) film thickness:
temp:
4.6 ㎛ 20 ℃
aHPLC (Series 1500, Lab Alliance, USA)
Table 2. Procedures involved in the preparation of gaseous working standards of FA.
Standard concentration Gas volume
nmol/mol Dillution factor Standard volume (mL) N2 volume (mL) Total volume (L) 44.1
88.3 177 681 1021 1702 3403
136 68.0 33.9 8.81 5.88 3.53 1.76
73.5 147 295 1135 1702 2837 5672
9926.5 9853 9705 8865 8298 7163 4328
10 10 10 10 10 10 10
* Primary FA standard concentration is 6000 ㎛ol/mol 하여, 각각의 농도대로 분할 제조하였다(Table 2).
위와 같은 방식으로 제조한 gas상 표준시료는 그
다음 단계에서 DNPH cartridge 방식으로 채취하였 다. 이 때, 제품별 성능비교를 위하여 가장 보편적
A. 3 types of cartridge in this study B. Extraction procedure by 2,4-DNPH cartridge
Fig. 1. Picture of cartridge products investigated in this study.
으로 사용 중인 각기 다른 3가지 제조사의 cartridge를 선정하여 실험을 진행하였다. 3종의 cartridge는 제조사 별로 구분하였으며, 각각 A:
Waters, B: Top trading, C: Supelco로 정하였다. 본 연구에서 선정한 3종의 cartridge의 형태를 Fig. 1A 에 제시하였다.
2.2 시료채취 및 전처리
제조한 표준시료는 적산유량형 소형펌프 (SIBATA ∑-300, Japan)를 이용하여 일반적인 시 료를 공급하는 것과 유사하게 채취를 진행하였다.
이 때, 타 성분의 간섭을 최소화하기 위하여, 요오 드화 칼륨 (KI)을 충진한 Sep-Pak Ozone scrubber (Waters)를 함께 사용한다. 채취 유량은 0.8 L/min 의 유속으로 총 8 L를 채취하였다. DNPH cartridge 에 시료를 흡수한 후 타물질의 유입을 차단하기 위하여, 즉시 카트리지의 양 끝을 밀봉시켜 주었 다. 그리고 가능한 즉시 용매 추출을 시도해 주었 다. 그렇지 못할 경우 추출 전까지 이를 냉장조건 (4°C이하)으로 보관하였다.
채취한 시료는 액상으로 용출하기 위하여 acetonitrile(HPLC grade, J.T. Baker)용액 5 mL로 탈 착을 유도하였다. 용출 시에는 GHP Acrodisc 13 (0.45 ㎛, PALL)을 사용해, 타 물질의 간섭작용을 최소화하였다. 처음 용출 시 5 mL보다 조금 부족 한 양으로 용출한 후, acetonitrile을 첨가하여 정확 히 5 mL를 채우도록 하였다. 이 때, 시료의 탈착을 충분하게 유도하기 위해, 1초에 약 1~2방울 정도 로 용출속도를 유지시켜 주었다(Fig. 1B). 이러한 방식을 준수함으로써 FA성분의 회수율 분석 시 발생 가능한 오염 가능성을 최대한 차단하고자 하 였다.
2.3 분석시스템의 구성
본 연구에서는 각각의 DNPH cartridge로 채취한 대기 중의 FA성분을 액상으로 추출하여 HPLC/
UV 시스템으로 분석하는 방식의 기본적인 특성 을 조사하고자 하였다. 본 연구에 사용한 HPLC/UV (Lab Alliance, Model 500)시스템은 다음과 같이 운 전조건을 설정하여 분석에 활용하였다(Table 1B).
Table 3. The calibration results derived using 3 types of cartridge products.
Injected amount Peak area
nmol/mol ㎍ A B C
44.1 88.3 177 681 1021 1702 3403
1.32 2.65 5.31 20.4 30.6 51.1 102
2545926 5408489 10228956 26167750 36551581 70671665 100738925
2694338 5596211 10741565 26725335 39661431 69360229 91503612
2623153 5315249 10523545 27919340 36175126 70438266 94858624 Calibration*
slope value R2
40024 0.9878
40348 0.9934
40127 0.9867
* Except the maximum concentration Calibration point (3403 nmol/mol) 검출파장은 DNPH(349nm)와 aldehyde성분들의 최
대 흡광도 (364㎚)를 동시에 감안하여, 360 nm로 고정한다. HPLC용 펌프는 이중 헤드펌프(dual head pump)를 이용하여, 이동상의 압력변화에 따 른 노이즈(noise)를 최소화를 유도한다. DNPH 화 합물의 형태로 검출하는 비극성 formaldehyde 성 분의 효과적인 분리를 위해, 컬럼은 비극성인 HICHROM 5C18 (25㎝×4.6㎜, particle size 5μm)을 사용하였다. Acetonitrile 과 water를 7:3의 비율로 혼합한 용액을 이동상으로 사용하였다. 이 때, 시 료를 안정적으로 주입하기 위하여, 20 ㎕ 루프에 유속을 1.5 mL/min으로 고정시켜 주었다(홍원필 외, 2010).
3. 결과 및 고찰
FA성분은 일반적으로 대기환경 중에 10 nmol/mol 이하로 존재한다. 그러나 새집증후군 및 관련 알레르기를 호소하는 환자의 실내환경 중에
는 약 80~90 nmol/mol 수준 이상으로 존재한다(문 경환 외, 2005). 따라서 본 연구에서는 (1)비교적 낮은 농도대(44.1 nmol/mol), (2)새집증후군 환자의 실내공기질 농도 수준, (3)극단적인 고농도(3403 nmol/mol)영역까지DNPH cartridge 방식의 흡착범 위(또는 채취 단계의 직선성)를 최대한 확장한 조 건에서 연구하였다(Table 3).
3.1 분석시스템의 QA/QC
본 연구에 사용한 분석 시스템의 검출한계 (minimum detection limit: MDL)를 평가하였다. 이 는 공정시험법에 제시한 알데하이드류의 분석방 식에 따라 검출한계에 근접할 것이라 예상 가능한 농도로 시료를 제조하였다. 이를 7번 반복 측정한 표준편차값에 3.14를 곱하여 계산하였다(환경부, 2008) (여기서 3.14는 7회 반복분석에 대한 99%
신뢰구간에서 자유도 값을 의미한다). 그 결과 분 석 시스템의 MDL은 0.22 ng 수준으로 나타났다.
이를 시료 채취량(Gas volume) 8L를 감안하면 0.1 nmol/mol 의 농도대로 표현 가능하다(Table 1A).
Table 4. The basic QA parameters of the DNPH-HPLC/UV system investigated in this study.
A. Precisiona Liquid STD
(0.6 ng/μL) Data Peak area
(n=3)
4,380,844 4,358,254 4,424,019 ng /μL
0.66 0.66 0.67 ppb
0.54 0.53 0.54 Mean
SD
4,387,706 33,415
RSE (%) 0.44
aRelative standard error = (SE/MEAN)ⅹ100
B. Accuracyb Liquid STD
concentration (ng/μL) Data 0.15
0.30 0.60
10,523,65 2,083,931 25,08,001 ng/μL
0.16 0.32 0.66 ppb
0.13 0.26 0.54
%R
106 105 111
Accuracy 107
b%R = (measured value/true value) ⅹ100 분석 방식의 재현성을 평가하기 위해, RSE값을
산출하였다. 이를 위해, 0.6 ng/㎕ 농도의 액상 표 준시료를 이용하여, 상대 표준오차 (relative standard error: RSE = (SE/MEAN) ⅹ 100, %)를 산 출하였다(여기에서 RSE (%)=상대표준 오차, SE = 3회 반복 분석한 측정치의 표준오차, Mean=반복 분석 측정치의 평균). 참고로 악취공정시험법상 QC 부분의 재현성은 relative standard deviation (RSD)값10% 범위 안에 포함되도록 정하고 있다 (환경부, 2008). 이는 RSE값으로 약 5% 이내의 범 위에 해당한다. 실험 결과, FA성분에 대한 RSE값 은 0.44%로 우수한 재현성을 보였다(Table 4A).
FA에 대한 공인 기체상 표준시료를 확보할 수 없 기 때문에, 분석시스템의 정확도(accuracy)를 평가 하는 것이 어렵다. 따라서 이를 간접적인 방식으
로 유추하기 위해, 검량선 범위에 포함되는 3가지 농도대(0.15, 0.3, 0.6 ng/㎕)의 액상 표준시료를 준 비하였다. 그리고 이들 시료를 분석한 결과를
%R값으로 표현하는 간접적인 방식으로 정확도를 유추하였다(%R = (measured value / true value)ⅹ 100). 그 결과, %R 값의 평균은 107 %로 양호한 범위에 포함되었다(Table 4B).
3.2 DNPH cartridge별 QC
3종의 cartridge제품에 대한 상대적 성능을 비교 하기 위해 우선적으로 오차의 발생 정도를 평가해 보았다. 이를 위해 동일 농도의 표준시료를 각각 채취 후 용출하여 생성한 액상 시료를 3회 반복 실험하여, 상대 표준오차를 산출하였다. 그 결과, 제품별로 각각 A: 0.13%, B: 0.12%, C:0.33%으로 3
Table 5. Comparison of relative standard error (RSE) of FA analysis between 3 types of cartridge products.
Sample ID Manufacturer
A Waters
B Top trading
C Supelco Peak area
(n=3)
21,367,348 21,421,802 21,326,095
21,897,246 21,987,917 21,952,038
20,940,317 21,070,437 21,177,726 Mean
SD
21,371,748 48,005
21,945,734 45,663
21,062,827 118,887
RSE (%) 0.13 0.12 0.33
가지 제품 모두 좋은 재현성을 보였다(Table 5).
DNPH-cartridge 방식의 경우, 채취할 대상성분인 FA 또는 기타 CC들이 이미 제품공정상 일정 수준 오염에 노출되는 경우가 대부분이다. 이러한 부분 을 고려하지 않고 분석을 진행하게 되면 저농도 시료의 경우 상대적으로 매우 큰 blank오차가 발 생 할 수 있다. 따라서 정량분석 전 cartridge의 자 체적인 blank를 측정하고 이를 보정하는 것이 상 당히 중요하다. 본 연구에서는 이러한 점을 감안 하여, 3가지의 cartridge제품들의 blank수준을 조사 하였다. 아무런 시료도 채취하지 않은 상태의 사 용 전 cartridge를 용출하여 HPLC/UV 시스템으로 분석하였다. 이러한 방법을 4회 반복 실시하여 각 각의 cartridge blank의 평균값을 산출하였다(Table 6). 그 결과, A=134pg, B=260pg, C=250pg의 blank 값을 보였다. 이를 8 L의 gas volume을 감안하 면 A=3.39 nmol/mol, B=6.58 nmol/mol, C=6.32 nmol/mol 로 전환할 수 있다. 이 경우 이 실험의 SD값은 각각 3.91, 1.58, 12.6 nmol/mol 로 나타났 다. 따라서 Cartridge blank 값의 경우, 제품 A가 가 장 낮은 수준으로 나타나, 정량분석에 가장 적은 영향을 받는 것으로 보였다. 그러나 실험을 진행 시 B 제품을 제외한 A, C 제품의 경우 blank 값이
일정하게 나타나지 않았다. B 제품의 경우 blank 값은 다소 높게 나왔으나, 다른 제품에 비해 낮은 SD 값이 4번의 반복실험에서 고르게 나타났다. 따 라서 blank값의 안정도는 B, A, C 제품 순으로 파 악되었다. DNPH-cartridge를 이용한 FA 분석시, 매 실험 blank의 check가 반드시 수반되어야 한다는 점을 알 수 있다.
3.3 DNPH cartridge별 회수능 평가
FA성분에 대한 DNPH cartridge의 회수능을 알 아보기 위하여, 본 실험은 총 7가지 단계의 농도 를 대표하는 작업용 표준시료를 준비하여 진행하 였다. 그리고 이렇게 설정한 농도조건하에서 산출 한 분석결과로 각 cartridge별 검량선을 작성하여 FA성분에 대한 각 cartridge별 회수능과 연계하여 경향성을 파악하고자 하였다. 우선 새집증후군이 나타나는 실내 공기 중 FA 농도수준이 44.1~177 nmol/mol 농도까지라고 감안하고, 이러한 수준에 맞추어 검량선 작성을 실시하였다(Fig. 2A). 그 결 과 제품별로 각각 A=0.9977, B=0.9988, C=0.9999 의 R2 값을 나타냈다. 그리고 이들의 감도에 상응 한 기울기 값들이 대체로 일정 범위 내에 드는 것 을 볼 수 있다. 이는 본 연구에서 설정한 저농도
Table 6. Comparison of blank concentration levels of FA between 3 types of cartridge products.
Sample ID Manufacturer
A Waters
B Top trading
C Supelco Mass (pg)*
(n=4)
272 0 0 263
230 235 221 353
0 0 0 998 Mean
ppb**
SD
134 3.39 3.91
260 6.58 1.58
250 6.32 12.6
* solution in 20 μL, ** gas volume of 8 L
수준에서는 3종의 cartridge가 모두 설정 범위에서 FA성분에 대해 유사한 회수능을 유지한다는것을 알 수 있다. 그 중 C 제품의 회수능이 가장 높음 을 알 수 있었다. 다음으로 44.1~1702 nmol/mol 까 지 총 6단계의 농도대를 포함한 광역 범위의 검량 선을 작성하였다(Fig 2B). 이 때 3종의 카트리지 검량선 모두에서 6번째 검량점인 50 ㎍ 수준까지 는 직선성이 뚜렷하게 나타난다. 그러나 7번째 100 ㎍을 초과하는 선에서 직선성이 훼손되는 양 상을 확인할 수 있다. 따라서 마지막 검량점을 제 외할 경우, R2 값이 각각 A=0.9878, B=0.9934, C=0.9867로 나타났다. 따라서 DNPH cartridge방식 을 적용하여 FA 시료를 채취할 경우 1700 nmol/mol(~ 2000 nmol/mol) 농도 수준까지는 직선 성을 확인할 수 있는 영역으로써 정량분석이 가능 한 것으로 판단된다. 또한 대상시료의 농도가 증 가할 경우, B 제품의 FA 회수능이 A와 C 제품에 비해 상대적으로 좋은 결과를 보였다. 그러나 최 종적으로 3403 nmol/mol 수준의 고농도 표준시료 에 대한 분석결과를 포함할 경우, 3가지 제품 모 두 R2 값이 0.91 수준으로 저하되는 것으로 나타
났다. 이를 감안하면, FA 성분 1.7~3 ㎛ol/mol농도 사이에서 cartridge의 흡수능의 한계(즉, 파과현상) 또는 HPLC의 직선성에 변화가 나타나는 것을 유 추할 수 있다.
3.4 Formaldehyde 농도와 DNPH cartridge 회 수율 변화의 관계
3.3의 실험결과에서 FA성분의 농도에 따른 DNPH cartridge의 회수능을 어느 정도 파악할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 농도변화에 따른 회수율의 경향성을 명확하게 파악하기 위하여, FA 성분 농도별 검량선에서 이탈정도를 percent error(PE)로 각각 구하여 비교･제시하였다(Fig. 3).
PE는 분석 후 구한 실제검출 농도와 표준시료 제 조시 예상한 농도와의 차이에 100을 곱하여 %단 위로 산출한 결과에 해당한다. 그 결과, 본 연구에 서 설정한 넓은 농도범위로부터 구한 검량기준을 적용할 경우, 새집증후군이 발생가능한 44.1~177 nmol/mol 농도에서는 3가지 제품에서 모두 일관적 으로 40~60% 수준으로 양의 오차를 나타냈다. 이 와 같이 저농도대에서 직선성 구간의 오차 범위가
A. Low concentration range (44.1~177 nmol/mol)
L o w r a n g e c a l ib r a ti o n ( A ) y = 5 85 63 x
R2 = 0 .99 77 ( B ) y = 61 34 0x
R2 = 0. 998 8 ( C) y = 59 71 6x
R2 = 0. 999 9
0 .E+00 3 .E+06 6 .E+06 9 .E+06 1 .E+07
0 50 1 00 15 0 20 0
nmo l/mo l a re a
A B C
B. Full concentration range (44.1~1702 nmol/mol)*
F u l l r a n g e c a l i b r a ti o n (A ) y = 40 02 4x
R2 = 0. 98 78 ( B ) y = 40 34 8x
R2 = 0. 99 34 (C) y = 401 27 x
R2 = 0 .9 86 7
0.E+0 0 2.E+0 7 4.E+0 7 6.E+0 7 8.E+0 7 1.E+0 8 1.E+0 8
0 5 00 1 00 0 1 500 2 00 0 2 50 0 3 00 0 3 50 0 4 00 0
n nmo l/mo l ar e a
A B C
* The Calibration curve derived is plotted after excluding the highest concentration point (3403 nmol/mol) Fig. 2. Comparison of calibration results between 3 types of cartridge products.
확장된다는 점을 감안하면, 검량할 시료의 농도 범위에 적합한 검량선을 확보하는 것이 중요하다.
다음으로 681 ppb~1701 nmol/mol 농도 수준에서 는 PE값이 약한 음의 영역(-10~3%) 이내로 가장 안정적인 경향을 보여주었다. 이는 이 범위에서 가장 이상적인 회수율의 구간대가 형성되는 것을
알 수 있다. 마지막으로 본 연구에서 설정한 최대 농도인 3403 nmol/mol 에서는 3가지 제품에서 모 두 PE값이 -30% 이하로 나타난다. 이와 같이 큰 폭으로 음의 오차가 나타나는 것은 직선성의 이 탈에 따른 문제가 원인으로 작용한 것으로 추정 할 수 있다.
PE*
-40 -20 0 20 40 60 80
44 88 177 681 1021 1702 3403
Expected quantity of FA(nmol/mol) PE(%)
A B C
*PE(percent error) = [(measured amount of FA - expected amount of FA) / expected amount of FA]ⅹ100 Fig. 3. Comparison of analytical bias in the analysis of gaseous formaldehyde: the results
expressed in terms of percent errors (PE) as a function of standard concentration.
4. 결 론
본 연구에서는 HPLC/UV 방식을 이용한 FA성 분의 분석에서 DNPH cartridge의 상대 성능을 파 악하고자 하였다. 이러한 연구에서 각기 다른 3종 류의 DNPH cartridge를 적용해 줌으로써, 제조사 별 제품의 성능도 동시에 비교해 보고자 하였다.
이를 위해, FA 표준시료를 총 7단계의 농도로 준 비하여 실험을 진행하였다.
본 실험에 앞서 cartridge별로 기본적인 정도관 리를 실시하였다. 그 결과, 우선 3종의 cartridge 모 두 0.1~0.3 % 수준의 RSE값을 취하며 높은 재현 성을 보였다. Cartridge 별 blank 측정에서는 3종 제품에서 3~7 nmol/mol 수준의 blank 값을 보였다.
따라서 매 실험마다 blank 측정이 필요하다는 점 을 재확인 할 수 있었다. 그리고 SD값으로 평가한 blank값의 발생빈도는 B 제품이 1.58 nmol/mol .로
가장 안정적으로 평가되었다. 반면 C 제품의 경 우, SD값이 12 nmol/mol 이상으로 나타나며, 불안 정한 모습을 보였다.
제품별 FA성분의 회수능을 상대적인 감도의 비 교를 통해 살펴보았다. 우선 새집증후군을 유발하 는 실내공기질의 재현을 모사하기에 적합한 저농 도대에서는 C 제품의 회수능이 가장 좋은 것으로 나타났다. 다른 2가지 제품도 그에 근접한 수준의 좋은 회수능을 유지하였다. 그리고 일정 수준(1.7
㎛ol/mol)까지 FA 표준시료의 농도를 증가시키면 서 회수능을 관찰하였다. 그 결과, 3종의 제품 모 두 검량선의 R2값이0.98 이상으로 좋은 회수능을 유지하는 것을 알 수 있다. 또한, 대상시료의 농도 가 증가할 경우, B 제품의 회수능이 A와 C 제품 에 비해 상대적으로 좋은 것으로 나타났다. DNPH cartridge방식을 시료 채취에 적용할 경 우, FA 성분을 흡수 가능한 최적의 농도 범위를
최대 3 ㎛ol/mol 수준(~ 00 ㎍)까지 살펴보았다. 그 결과, 3가지 제품에서 모두 1.7 ㎛ol/mol (~50 ㎍)을 초과하고 3 ㎛ol/mol 대 이전에 직선성이 약해지 는 경향을 관찰할 수 있었다. 또한 회수율의 변화 추이를 PE로 평가하였을 경우, 3가지 제품 모두 FA 성분이 공기중에서 고농도대로 증가할수록 향 상하는 것을 볼 수 있다. 특히, 직선성이 훼손되기 직전인 1.7 ㎛ol/mol 수준의 농도대까지 DNPH cartridge가 이상적인 회수율을 보이는 것을 확인 하였다. 따라서 이러한 점을 감안할 때, blank 측 정을 감안하고, 이에 덧붙여 cartridge의 회수능도 이상적인 상태를 유지하는 농도범위대에서 분석 을 실시할 때가 가장 정확한 정량이 가능하다는 것을 확인할 수 있다. 이러한 연구결과를 바탕으 로 실제 FA성분의 정량분석을 위하여, DNPH cartridge 방식에 대한 최적의 현장 적용조건(수분, 온도조건 등)에 대한 기준을 제시하기 위한 후속 연구가 필요하다.
감사의 글
이 논문은 2006년도 정부(교육과학기술부)의 재 원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행한 연구 임.(No. 2009-0093848)
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