수용액 내 가축용 항생제 chloretracycline의 이성질체화 동역학 분석 = Kinetic Study on Epimerization and Isomerization of Chlortetracycline Antibiotics in Liquid Phase
저자
이창민 ( Changmin Lee ) ; 이영수 ( Young Su Lee ) ; 김재영 ( Jae Young Kim ) 연구자관계분석
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학술지명
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발행연도
2020
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-주제어
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학술저널
수록면
209-209(1쪽)
제공처
가축의 질병 치료를 위해 사용되는 가축용 항생제는 가축 분뇨를 통해 배출된다. 가축 분뇨에 포함된 항생제는 자연계에서 항생제 내성율 증가, 내분비계 교란, 환경 독성 문제를 야기한다. 그 중에서도 클로르테트라싸이 클린(Chlortetracycline, 이하 CTC)은 사용량이 많고 환경 내 독성과 잔존성이 크기 때문에, 환경 위해성이 클것으로 예상되는 항생제다. CTC는 수계에서 입체이성질체인 epi-chlortetracycline (ECTC)와 구조이성질체인 iso-chlortetracycline (ICTC)로 일부 변환되는데, 이 이성질체들은 CTC의 항생 능력을 여전히 가지고 있다. 따라서 가축 분뇨와 관련된 폐기물 관리 시, CTC와 함께 이성질체들의 존재를 고려해야한다. 유럽에서는 ECTC를 포함하여 식품 내 CTC 잔류 농도를 보고한다. 본 연구는 1) 수용액 내 epi-iso-chlortetracycline (EICTC)의 발생여부를 확인하고, 2) ECTC, ICTC, EICTC를 포함하는 CTC의 이성질체화 동역학을 분석하기 위해 수행되었다. EICTC의 존재를 확인하기 위해 epimerization 조건(pH 5.4)에서 ICTC의 액체크로마토그래피-질량분석 크로마토그램 변화를 분석했다. 이성질체화 동역학을 분석하기 위해 증류수 조건(pH 7.0)에서 CTC를 주입하고 ECTC, ICTC, CTC의 농도 변화를 측정했다. 그리고 문헌조사 결과를 바탕으로 1차 동역학과 가역, 비가역 반응을 가정한 수학적 모델을 사용하여 이성질체화 속도 상수를 분석했다. 그 결과, 크로마토그램 변화를 이용한 정성 분석에서 EICTC의 존재를 확인했다. 먼저, ICTC 분자량과 같은 크로마토그램의 면적이 시간에 따라 변하지 않는 것을 통해 다른 분해가 일어나지 않았음을 확인했다. 그리고 다른 체류 시간에서 같은 분자량(m/z =479) 피크가 증가한 것을 관찰했다. Isomerization은 비가역 반응이고 epimerization은 가역 반응임을 고려할 때, 증가한 피크는 ICTC에 epimerization이 일어난 EICTC인 것으로 예상된다. 1차 동역학을 가정한 모델을 통해, ECTC ICTC, EICTC를 포함한 이성질체의 발생을 해석할 수 있었다. 본 연구에서 사용한 모델로 혐기성 소화와 같은 분뇨 처리 과정 중 수용액 내 이성질체화를 예측 수 있다. 하지만 상업적으로 이용 가능한 EICTC의 표준 시료가 없기 때문에 크로마토그래피 결과를 바탕으로 EICTC를 구분할 수 있는 방법이 필요하다. 또한 보다 정확한 거동 평가를 위해서 흡착 및 생물학적 분해 반응도 고려해야 한다.
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