연구 보고서
중장기적인 정책연구과제와 대안을 포괄적인 시각에서 이론적 · 실중적 분석을 통해 제시함으로써 연구원의 설립목표를 가장 잘 실행하고있는 보고서입니다.
혈장 중 납의 납 독성 지표로서 활용성 평가(I)-극미량분석 기반구축 중심으로-
- 연구책임자
- 이성배,양정선,최성봉
- 수 행 연 도
- 2011년
- 핵 심 단 어
- 주 요 내 용
- , 1.연구 필요성 및 목적 최근 산업 형태와 근로인구 등의 변화로 인한 잠재적 직업병자에 대한 패러다임이 바뀌고 있지만 아직도 중금속,화학물질에 의한 직업병자는 지속적으로 발생하고 있다.2009년 현재 우리나라 납 취급 사업장 수는 1.334개소이며 7,000여명의 근로자가 납에 직업적으로 노출되고 있으며 2007년 납땜 작업자 중 32명이 납에 의한 직업병 유소견자로 판정받은 바 있다. 납의 노출지표로 가장 유력하게 사용되어온 혈중 납량은 반감기가 약 40일로 최근의 노출을 잘 반영하고 있지만,미량으로 장기간 노출에 의한 건강장해에 대한 임상적 생물학적 지표로서 혈장 중 납량의 효과성에 관한 연구가 최근에 시도되었다.체내에 흡수된 납은 골조직에 침착되며 활성화된 납의 형태로 서서히 혈액으로 용출된다.전혈 중 납이 최근의 노출을 효과적으로 반영하는 지표라면,혈장 중 납량은 경골로부터 장기간에 걸쳐 서서히 방출되는 납을 전달하는 매개체로서 납의 독성을 보다 직접적으로 반영하며,(혈장중 납량)/(혈중 납량)의 비는 납독성의 감작성과 관련이 있을 것으로 생각된다.그러나 혈장 중 납량은 <1.0㎍/L로 분석기기의 검출한계에 가까우며 표준시료의 미비,시료처리 단계에서의 오염 등의 어려움 때문에 위의 가정을 뒷받침할 수 있는 충분한 데이터가 부족한 실정이다. 본 연구에서 1차 년도는 ICP-MS(inductively coupledplasmamassspectrometry)를 이용하여 혈장 중 극미량의 납 분석법을 확립하고 독성지표로서 활용성 평가를 위한 기반을 구축하고자 하였다. 2.연구 내용 및 방법 PPT(ng/L)수준의 극미량의 납 분석을 위해서는 Class1,000수준의 청정룸 환경조건이 필요하다.본 연구에서는 ppt수준의 분석 작업을 위하여 필요한 청정도 Class1,000이내의 환경조건을 확보하고,부유 분진량은 분진 측정장비인 레이저 입자 계수기(Laser particle counter,HACH사,MetOneModel:227B,China)를 이용하여 청정도를 검증하였다. ICP/MS분석을 위한 MS검출기의 표준용액으로 납 표준원액과 내부 표준물질로 Rh 표준원액,그리고 혈장내의 용혈 정도를 알기 위하여 Fe 표준원액을 탈이온수로 희석하여 Pb 20,50,200,1,000,그리고 2,000ng/L 표준용액을 만들어 검량선을 작성하였다.희석용액은 혈장과 희석하고자 제조한 동일한 용액을 사용하였으며,기준물질은 우(牛) 태아 혈청(foetalbovinereferenceserum,FBS)용액을 사용하였다. 기계적 분석한계(InstrumentalDetectionLimit,IDL)및 시험분석 한계(Method Detection Limit, MDL), 정량한계(Limit of Quantitation,LOQ)를 구하기 위하여 Pb 표준원액과 Rh 내부표준원액,그리고 혈장내의 용혈 정도를 알기 위하여 Fe표준원액을 탈이온수로 희석하여 희석용액을 만든 후 Pb 10,50,200,그리고 500 ng/L 표준용액을 만들어 검량하였다.각 분석한계는 기준혈청을 이용하여 미국국립산업보건연구소(NIOSH)에서 제시한 표준검량선 외삽법으로 산출하였다.일간(between run)분석 오차를 검증하기 위하여 공시료에서 부터 500ng/L 농도 수준에서 각 시료를 당일 3회 반복시험을 실시하였으며,일내(withinrun)분석 오차를 검증하기 위하여 조제한 날로부터 6일까지 각 시료를 3회 반복 측정하여 표준측정오차를 구하였다. 표준시료를 사용하여 검증된 분석법의 현장 시료 적용 가능성을 시험하기 위하여 순천향대학교 환경산업의학연구소 시료은행에 보관된 납노출 사업장의 현직 근로자 160명과 납노출 사업장에 근무하지 않는 일반인 17명의 혈액을 이용하여 동일한 방법으로 혈액시료를 전처리하여 혈장 중 납농도를 분석하였다. 3.연구 결과 극미량의 납 분석을 위한 Class 1,000수준의 청정룸을 설치한 후 가동 전과 후의 부유 분진량을 측정한 결과, <0.3㎛ 크기는 28.0-3.0개,<0.5㎛ 크기는 9.3-0.3개로 요구 환경에 부합하였다. 탈이온수를 이용하여 노이즈(3 noise)방법으로 산출한 검출한계는 0.50 ng/L로 기기 자체적으로 계산된 IDL값은 0.46 ng/L에 근접한 결과를 얻었다.기준혈청을 사용하여 표준용액 조제방법에 의하여 제조한 시료를 ICP-MS를 이용하여 분석한 납의 일간 분석 결과는 조제한 날로부터 6일까지 측정한 blank시료로부터 500ng/L 농도 데이터 값이 모두 재현성 있는 결과를 얻을 수 있었다.또한 blank를 제외한 10ng/L 농도 이상에서 RSD는 대부분 2% 이내로 허용기준을 만족하였다.기준혈청을 사용하여 미국국립산업보건연구소(NIOSH)에서 제시한 표준검량선 외삽법으로 산출한 MDL값은 4.29ng/L,LOQ값은 12.19ng/L이었으며,노이즈방법으로 산출한 MDL값은 7.02ng/L,LOQ값은 22.09ng/L이었다. 일부 납 노출 근로자의 혈장 중 납량은 평균 786.07ng/L였고 상관성분석에서 혈장 중 납량은 혈중 ZPP 농도,요중 δ-ALA 배설량과는 상관성이 낮았으며 혈중 납량과 0.4의 상관성을 나타내었다.이중에서 금연 및 음주하는 그룹에서의 상관성이 0.55로 전체그룹보다 높은 상관성을 나타내었다.일반인의 혈장 중 납량은 평균 75.14ng/L이었고 상 관성분석에서 혈장 중 납량은 혈중 납량과 0.57로 혈중 ZPP 농도,요 중 δ-ALA 배설량과 비교하여 높은 상관성을 나타내었다.이중에서 금연 및 음주하는 그룹에서의 상관성이 0.84로 전체그룹보다 높은 상관성을 나타내었다. 4.결론 본 연구에는 Class1,000수준의 청정룸 환경에서 기준혈청을 사용하여 ICP/MS를 이용하여 혈청 중 납량을 분석하였으며 분석한계는 7.02ng/L,정량한계는 22.09ng/L이었다.일부 납 노출 근로자의 혈장 중 납량은 평균 786.07ng/L이었고 일반인의 혈장 중 납량은 평균 75.14ng/L이었다.따라서 본 연구에서 제시한 ICP-MS를 사용한 납 분석법은 납 노출근로자의 혈장 및 혈청 중 납 분석에 있어서ng/L(ppt)단위의 극미량 분석에 적용이 가능할 것으로 판단된다.더불어 퇴직 근로자들의 혈중 납량 수준이 낮다고 하나 만성지표인 뼈 중 납 부담률이 결코 낮다고 볼 수 없기 때문에 향후 이들의 상관성을 밝히는 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 5.활용 및 기대효과 ○ 혈장 중 극미량 납의 ICP-MS 분석법 확립 ○ ICP-MS의 극미량 표준 분석법 제시 ○ 혈장(혈청)중 납의 납 독성 지표로서 활용성 평가 (2차년도) 6.중심어 납,혈장 (plasma),ICP-MS,극미량 분석법
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