관련 제품명 : Thermo Desorption System 

서 론

Di(2-ethyl hexyl)phthalate(DEHP)는 냄새와 색이 없는 액체기름으로 플라스틱을 비롯하여 로켓 연료에 이르기까지 널리 사용되는 화학물질로서 플라스틱에 첨가될 경우에 탄력성, 내열성, 광택성, 내약품성을 향상시킨다.

가소제로 다량 첨가되는 물질로서 오래전부터 산업재로서 사용해 왔었고, 현재도 널리 사용하고 있지만, 환경보존측면에서는 공해물질로 분류된다.

DEHP는 PVC (Polyvinylchloride) 제조시 주요물질이며, PVC가 혼합제작된 의료용품을 사용 시 탄력성을 준다는 장점을 갖고 있어 요즈음 40%의 의료용품 제조에 도입되고 있고, 정맥 주사용품들이 그 예이다.

그러나 사용은 과거 사용하던 딱딱한 의료용품보다 더 높은 농도의 가소제가 쉽게 용해된다는 문제가 있다.

즉, PVC를 사용하고 있다면 환경공해물질인 DEHP의 존재를 생각할 수 있는 것이다.

용해된 가소제는 용매와 함께 혈액으로 주사되어 인체는 PVC에서 용해된 DEHP의 위험에 노출되는 것이다.

따라서 혈액투석중인 환자나 그러한 용품을 사용하고 있는 사람은 DEHP가 직접 혈액으로 투입되는 문제를 가져와 근래에 DEHP자체의 독성과, 그 대사물들이 큰 관심이 되었다.

또한 의료용품에는 PVC의 혼합 이외에도 산화방지제, 촉진제, 반응억제제, 열 안정제 등이 가미되고 있어서 인체의 위험은 증가되었다.

DEHP에 대해 발암성, 퍼옥시즘 증식, 돌연변이 활성, 불임성, 지질대사 변형 등의 영향을 준다는 실험이 그간 사람과는 대사과정이 다른 동물실험에서만 밝혀졌다.

그 동안 동물실험에서 DEHP는 혈액으로 녹아드는 성질을 가지고 있음이 증명되었고, 사람의 원형질 혹은 중환자에게서도 검출되어 인체에 결국은 유해하다는 인식이 대두되었다.

이 논문에서는 30개의 다양한 플라스틱 용기에서 DEHP의 양을 조사하였다.

시스템 구성

- 열탈착장비 : GERSTEL TDS2, CIS4 

- 분석장비 : Agilent GC 6890

- 검출기 : Agilent 5972 MSD

응용 분석

플라스틱 재질에 따라 다양한 가소제와 용매가 검출되었다.

어떤 플라스틱은 최대 30가지의 서로 다른 화합물이 검출되었다＜표 1＞.

가장 흔한 가소제는 DEHP로 나타났고, diethyl phthalata(DEP)과 dibutyl phthalate(DBP)가 다음 순으로 검출되었다.

몇 개의 혈액투석튜브에서 Cyclohexanone이 검출되었고, 다른 휘발성 물질도 투석환자와 다른 환자들의 소변에서 검출되었다.

의료용품에 주로 사용하는 서로 다른 19가지 PVC 플라스틱의 분석에서 내분비계 장애물질로 분류된 프탈레이트(Phthalates) 화합물이 주로 발견되었다＜표 2＞.

폴리프로필렌(Polypropylene)이 주성분인 피펫이나 소변통, 다른 용매의 보관용으로 사용되는 보관함에서는 DEHP가 검출되지 않았다.

반면에 다양한 알칸(alkanes), 알켄(alkenes)과 BHT(Butylated Hydroxy toluene)가 다량으로 발견되었고 DEP와 DBP는 더 낮은 농도로 검출되었다.

결론

생체 내에서의 DEHP의 대사 과정에서 생성되는 2-ethylhexanol, 4-heptanone, 2-heptanone은 혈청, 소변, 호흡 등에서 발견된다.

현재 진행중인 인체 대상의 연구에서 가소제 DEHP는 혈액투석중인 환자의 혈장과 소변에서 혹은 집중 치료중인 중환자에게서 4-heptanone와 2-heptanone에서의 증가농도와 같은 성향으로 발견된다는 것을 알 수 있었다.

DEHP는 PVC소재의 주사용품이나 혈액 저장고에서 발견되었지만 딱딱한 플라스틱 보관고에서는 발견되지 않았으며 이러한 발견은 의료용품의 생산시에 특히 혈액과 용매 보관용으로 사용되는 용품에 대해 DEHP를 비롯한 휘발성 물질의 함유량과 용해도 표시를 필요로 한다.

또한 의료용기구가 인체에 미치는 독성연구를 위해서는 DEHP의 대사연구뿐만 아니라 플라스틱에 가미되는 많은 종류의 휘발성화합물과 첨가물-산화방지제, 촉진제, 반응억제제, 열 안정제-의 분석이 요구된다.

과거 가소제의 표준분석방법은 알코올/물 액체추출후 GC나 GC/MS로 분석하는 것이었으나 이러한 방법의 문제는 용매의 사용 그 자체만으로도 가소제의 분석에 있어 오염물로서 작용할 수 있다는 것이다.

따라서 본 실험에 응용한 열탈착법은 가소제 분석에 있어서 매우 편리한 방법일 뿐만 아니라, 용매추출법에서 우려되었던 용매오염 없이 플라스틱 제품의 분석이 가능하다.

실험에서 사용한 플라스틱 전처리장비는 GERSTEL사의 열탈착장비인 TDS2(ThermoDesorption System)와 냉각주입장치인 CIS4(Cooled Injection System)이다.

TDS2는 고체에서의 미량 휘발성유기화합물의 분석을 가능하게 했을 뿐만 아니라 기체, 젤형, 액체의 분석 또한 가능하다.

CIS의 사용은 TDS에서 열탈착된 시료를 냉각응축하기 위해 사용되었으며 GC 컬럼의 정지상 bleeding 현상을 방지해 검출이 어려웠던 많은 성분들에 대해 솔루션을 제시하고 있다.

TDS를 이용한 열탈착에 의한 플라스틱의 분석은 용매의 사용이 없으며, 분석시간은 짧아졌고, 2차 오염을 방지하는 효과를 가져와 미량원소의 고감도 분석에 알맞은 솔루션을 제시하고 있다.