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연구 보고서
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구조?활성 상관관계(QSAR) 방법을 이용한 혼합물질의 유해성 예측 평가 연구(Ⅱ) - 인쇄업 중심
- 연구책임자
- 김기웅
- 수 행 연 도
- 2014년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- , 1. 연구제목: 구조활성 상관관계(QSAR) 방법을 이용한 혼합물질의 유해성 예측평가 연구(II) - 그라비아인쇄업에서 취급하는 혼합물질 중심 -
2. 연구의 필요성 및 목적
그라비아 인쇄업에서는 주성분으로 ethyl acetate(EA), isopropyl alcohol(IPA), methyl ethyl ketone(MEK), toluene(TOL)과 xylene(XYL) 등을 취급하고 있으며, 그 외도 다양한 화학물질들을 혼합물질 상태로 취급하고 있어서 근로자의 건강장해 위험이 매우 높은 업종 중의 하나이다. 그럼에도 불구하고 혼합물질에 의한 건강장해를 평가하고 예측하는 연구는 이루어지고 있지 않다.
이에 본 연구는 그라비아인쇄업에서 취급하는 화학물질의 상태(단일과 혼합물질)에 따라 변화되는 물리ㆍ화학적 특성과 반수영향농도(half maximal effective concentration, EC50)를 분석하고, 분석된 결과를 변수로 하여 QSAR 방법으로 혼합물질에 대한 독성을 예측하고자 하였다.
3. 연구내용 및 방법
연구대상 물질은 그라비아인쇄업에서 주성분으로 사용하고 있는 EA, IPA, MEK, TOL과 XYL의 혼합비율에 따라 변화되는 물리ㆍ화학적 특성과 반수영향농도(half maximal effective concentration, EC50) 등을 측정하여 독성을 예측하였다.
1) 공기 중 화학물질의 노출 농도
작업장 내의 공기 중 화학물질의 노출 농도는 미국국립산업안전보건연구소(National Institute of Occupational Safety and Health , NIOSH)에서 추천하는 공정시험법 1501(NIOSH, 2003)과 2500(NIOSH, 1996)에 따라 분석하였다.
2) 물리ㆍ화학적 특성 실험
(1) 끊는 점: 한국표준규격 시험분석법(2007)「KS M 1071-2」
(2) 비중: 한국표준규격 시험분석법(1997)「KS M 0004」
(3) 증기압: 한국표준규격 시험분석법(2003)「KS M ISO 3007」
(4) 인화점: 한국표준규격 시험분석법(2008)「KS M 2010」
2) 반수영향농도(EC50) 배양액을 제거한 후 CCK-8 assay kit(Woongbee, Seoul, Korea)를 사용하여 DMEM 배양액에 1/10로 희석하여 처리한 후 37℃ incubator에서 1시간 30분 배양하여 생성된 formazan을 450 nm에서 흡광도를 측정하여 EC50을 구하였다.
4. 연구결과
1) 공기 중 화학물질의 노출 농도
페인트제조업 사업장 중 A 사업장에서 확인된 취급물질은 EA, TOL과 XYL이었으며, 이들 물질의 노출농도는 각각 3.4±5.1 ppm(EA), 12.7±16.1 ppm(TOL)과 12.6±19.1 ppm(XYL)으로 고용노동부의 TWA 기준이하 수준으로 측정되었다. B사업장의 경우에는 EA 노출수준이 20.6±19.9 ppm, IPA는 3.2±2.6ppm, MEK는 20.6±33.1 ppm 그리고 TOL과 XYL은 각각 26.5±32.2와 21.5±21.8 ppm으로 측정되었다. 그라비아인쇄업 사업장 중 1개 사업장에서 IPA와 XYL이 검출되지 않았고 기타의 사업장에서는 EA, IPA, MEK, TOL과 XYL이 측정되었다.
2) 실험군별 물리ㆍ화학적 특성 비교
단일물질의 TOL과 XYL의 끊는 점은 각각 110.0과 139.2℃이었는데, 이들 물질이 다른 화학물질과 혼합되면서 끊는 점이 유의하게 낮아졌으며(p<0.01), 단일물질의 EA는 기타의 물질과 혼합되면서 비중이 통계적으로 유의하게 낮아졌다(p<0.01). rVP는 TOL과 XYL이 단일물질에서보다 EA, IPA, MEK와 혼합되면서 유의하게 높아졌으며(p<0.01), 인화점은 EA와 MEK가 음의 값을 가지고 있기 때문에 이들 물질과 기타의 물질이 혼합되면서 낮아지는 결과를 보였다.
3) 세포생존율 및 EC50
HepG2 세포는 단일물질보다 혼합물질 처리군에서 세포의 괴사가 많았으며 세포괴사는 MEK
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