이 연구에서는 선행연구에서 개발한 molecular imprinting 방법을 통해 제작된 1-OHP 특이적 \( \mathrm{TiO}_{2} \)-Bead의 실제 소변에서의 성능을 평가하였다. 12명의 대상자로부터 샘플을 채취하고, 이를 기존의 glucuronidase/sulfatase 전처리 방법과 비교해 본 결과, 두 방법 사이의 상관계수는 \(0.74(p<0.01)\)로, \( \mathrm{TiO}_{2} \)-Bead를 이용한 새로운 방법의 유용성을 입증하였다. 이 새로운 방법은 간편하고 비용 효율적으로 소변에서 1-OHP 농도를 측정할 수 있다는 장점이 있다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <p>본 연구는 선행연구에서 molecular imprinting 방법을 이용하여 개발한 1-OHP 특이적 \( \mathrm{TiO}_{2} \)-Bead가 실제 소변 중의 1-OHP를 효율적으로 검출할 수 있는지 평가하기 위해서 시행되었다. \( \mathrm{TiO}_{2} \)-Bead를 이용한 전처리 과정을 거친 1-OHP 추출 용액은 기존의 HPLC-형광 검출기 시스템에서 매우 깨끗한 크로마토그램을 보여주었다. 기존의 측정방법에서 효소 전처리 과정을 거친 후의 HPLC 크로마토그램은 다양한 물질의 혼합으로 인해 1-OHP 피크를 분리하는데 다소 어려움이 있었으며 특히, 1-OHP 농도가 낮은 경우는 주변의 노이즈피크와 잘 구분되지 않는 경우도 있었다. 그런 면에서 \( \mathrm{TiO}_{2} \)-Bead를 이용한 전처리 방법은 피크분리가 상대적으로 우수함을 보여 주었다(Fig. 1).</p> <p>1-OHP-\( \mathrm{TiO}_{2} \)-Bead가 용액 상태의 1-OHP를 정확하게 검출하는지 알아보기 위해 \( 10 \mathrm{ng} / \mathrm{ml} \) 의 1-OHP를 bead에 가한 후 추출용액으로 추출하여 가해준 양에 대한 회수된 농도를 계산하였다. 회수율은 1-OHP 농도가 \( 10 \mathrm{ng} / \mathrm{ml} \)가 되도록 표준용액을 첨가한 5개의 시료를 전처리과정을 거쳐 HPLC 형광검출기로 분석한 다음 그 평균값으로 정하였다. 그 결과, 평균 회수율은 \( 103.3 \pm 5.87 \% \) 인 것으로 조사되었다. 회수율이 \( 100 \% \) 를 넘는 이유는 실험 오차에 의한 가능성으로 생각되며 이를 감안한다면 가해준 1-OHP의 거의 모든 양이 회수되는 것으로 판단된다.</p> <p>본 연구에서 개발한 측정 방법의 재현성을 평가하기 위하여 3개의 시료를 3일간 반복하여 1-OHP 농도를 측정하고 1일 내(within-day)와 각 다른 날짜 별(between-day) 평균 및 표준 편차를 각각 계산하여 변이계수(coefficient of variation)를 구하였다(Table 2). 그 결과, within-day 변이계수는 \( 4.97 \% \) 로 나타났고 between-day 변이계수는 \( 4.43 \% \) 로 나타나 \( \mathrm{TiO}_{2} \) 코팅 bead와 HPLC를 결합한 본 측정방법이 매우 안정적인 측정방법임을 확인할 수 있었다.</p> <p>실제로 사람의 소변에서 1-OHP 농도를 측정하는 경우 소변에 존재하는 매우 다양한 이물질들에 의해 \( \mathrm{TiO}_{2} \) 코팅 bead가 1-OHP를 인식하는데 있어 방해를 받을 가능성이 있다. 본 연구자들은 제조한 \( \mathrm{TiO}_{2} \) 코팅 bead가 1-OHP와 구조적으로 유사한 다른 물질들과 혼합된 상태에서 1-OHP를 정확하게 인식하여 결합할 수 있는지 알아보기 위하여 1-OHP의 유사 물질인 1-nitropyrene, pyrene, 2-naphthol, 1-pyrene butyric acid, 1-pyrene carboxylic acid 등 총 6가지 물질의 혼합 용액을 모두 \( 10 \mathrm{ng} / \mathrm{ml} \)의 농도로 \( \mathrm{TiO}_{2} \) 코팅 bead에 가한 후 동일한 방법으로 추출하여 1-OHP의 농도를 측정하고 그것의 회수율을 계산하였다. 그 결과, 평균 \( 105.6 \% \)의 회수율을 나타내어 제조한 \( \mathrm{TiO}_{2} \) 코팅 bead는 1-OHP와 유사 물질인 1-ni-tropyrene, pyrene, 2-naphthol, 1-pyrene butyric acid, 1-pyrecarboxylic acid가 혼합된 용액에서도 1-OHP를 성공적으로 인식하여 부착함을 확인할 수 있었다.</p> <p>12 명 대상자의 일시 뇨를 채취하여 \( \mathrm{TiO}_{2} \) 코팅 bead를 이용하여 요중 1-OHP의 농도를 측정하고 이를 기존의 측정방법인glucuronidase/sulfatase 전처리 방법과 비교하였다. 그 결과 두 방법 간에는 \( 0.74(p<0.01) \) 의 상관계수를 보여 bead를 이용한 요중 1-OHP의 새로운 측정 방법의 유용성을 확인할 수 있었다. 새로운 방법을 통해 측정한 요중 1-OHP의 평균 농도는 \( 0.48 \pm 0.26 \mathrm{ng} / \mathrm{ml} \)로 기존의 효소처리 방법 \( 1.08 \pm 0.41 \) \( \mathrm{ng} / \mathrm{ml} \)에 비해 \( 46 \% \)정도로 낮게 측정되었다. 이는 기존의 효소전처리 방법이 conjugate form과 free form을 모두 측정하는 반면, 새로운 방법은 free form만을 측정하기 때문인 것으로 생각할 수 있다. Free form의 농도가 conjugate form의 \(20\%\)정도인 것을 감안하면 bead를 이용한 새로운 측정 방법이 효소 처리를 이용한 기존의 방법에 비해 약 2배 정도의 높은 검출률을 보임을 알 수 있다. 그러나 향후, 보다 많은 시료를 대상으로 한 비교분석이 필요할 것으로 생각된다.</p> <p>대기오염 물질인 PHA에의 노출은 발암작용 이외에도 각종 호흡기 질환을 유발하는 등 국민보건에 미치는 영향이 매우 심각하다. 따라서, 개개인의 PAH 노출을 정확히 평가하는 것은 이러한 질병을 사전에 예방할 수 있다는 점에서 매우 중요하다.</p> <p>본 연구에서 개발한 새로운 측정방법은 기존의 측정방법에 비해 요중 1-OHP 농도를 보다 간편하고 저렴한 가격으로 측정할 수 있다는 장점이 있다. 기존의 여러 선행연구를 통하여 요중 1-OHP 농도가 PAH 노출에 대한 유용한 지표임이 입증이 되었으나, 본 측정 방법에서는 1-OHP의 free form만을 측정하는 것이므로 향후, PAH 노출에 대한 biomarker로서의 유용성 평가가 필요할 것으로 생각된다. 또한, 본 \( \mathrm{TiO}_{2} \) 코팅 bead를 응용한 요중 1-OHP 센서의 개발도 가능할 것으로 생각되며, 분자주형을 이용한 bead의 개발은 1-OHP 이외의 다른 화학물질의 분석에도 다양하게 응용할 수 있을 것으로 기대된다.</p>