GC에 의한 메탄올 분석방법 개발 검증에 대한 연구
A study on the development and Validation of Methanol analysis method by GC
- 주제(키워드) Validation , DMSO , Methanol
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 김문석
- 발행년도 2018
- 학위수여년월 2018. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 공학대학원 화학생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000026898
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 연구의 목적은 작업장 공기 중의 Methanol분석을 위한 시험방법 검증을 보완하여 직업안전보건 국립연구원 (NIOSH ; National Institute of Occupational Safety and Health)과 직업안전보건청 (OSHA ; Occupational Safety and Health Administration)의 Methanol의 분석방법과 동등하게 활용할 수 있는지를 확인하는 것이다. 이를 위하여 직업안전보건 국립연구원, 직업안전보건청 및 대한민국 식약청의 시험방법 검증방법을 참고하여 검증항목을 선정하였다. 본 연구에 활용한 시험방법 검증항목은 특이성 (Specificity), 정확성 (Accuracy ; 탈착율), 정밀도 (Precision), 검정곡선, 직선성 , 범위, 검출한계 및 정량한계 (Calibration curve, linearity, range, limit of detection and limit of quantitation), 완건성 (Robustness), GC 시스템의 적합성 [System suitability ; 머무름 시간 (tR), 분리인자 (⍺), 이론 단 수 {n(이론 단 높이, H)}, 분리능(Rs)]등을 검토하였다. 검증항목별 연구 결과는 다음과 같다. 1. 특이성 ; Methanol 분석에 영향을 줄 수 있는 Ethanol 및 Isopropanol을 혼합용액을 제조 분석하였다. 그 결과 분석 시 Ethanol 및 Isopropanol은 Methanol 분석에 영향을 주지 않았다. 2. 정확성 (탈착율) ; 노출 기준의 0.1, 0.5, 2.0배의 각 농도를 각각 3개씩 9개를 만들어 일주일 간격으로 2회에 걸쳐 총 18개 준비하여 분석한 결과 평균 탈착율은 88.7%이며, 범위는 79.6~98.7%로 NIOSH의 기준인 75%를 상회하였다. 3. 정밀도 ; 반복성 및 실험실내 정밀성을 검토하였다. 각각의 실험은 6회 연속, 6일 연속으로 진행했다. 6회 연속 실험의 결과는 Methanol 머무름 시간에 대한 상대표준편차 (r.s.d)는 0.19%이고, 6일 연속 실험의 결과는 상대표준편차 (r.s.d)는 0.55%였다. 4. 검정곡선, 직선성 , 범위, 검출한계 및 정량한계 ; 검정곡선은 Methanol의 노출기준 TWA의 0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0배를 조제한 표준용액으로 일주일 간격으로 2회 실험한 후 이 범위에서의 1차 검정곡선의 상관계수 (r)는 1차 0.9990, 2차는 0.9999였다. 0.9990과 0.9999로 직선성은 매우 양호하였다. 2차례의 검출한계 평균은 잔차에 의한 것이 0.18 mg/㎖, 절편에 의한 것이 0.18 mg/㎖이었다. 2차례의 평균 감도는 5.33%였다. 5. 완건성 ; 운반기체의 속도 변화 (1.0~3.0㎖/min)에서의 분리인자는 1.06~1.09, 컬럼 온도의 변화 (35~65℃)에서의 분리인자는 1.05~1.12로 분리에 거의 영향이 없었다. 6. 기타 실험 ; Silica gel에 흡착시킨 Methanol 시료를 탈착하는 조건을 결정하기 위하여 실온에서 10, 20, 30, 40분간 10분 간격으로 흔들어 주며 모든 시료를 상기 동일한 분석조건으로 분석하였다. 적합한 탈착시간은 실온에서 20분이 적당하였다. 또한 흡착제인 Silica gel 자체가 탈착용매인 DMSO의해 어떤 영향을 주는지를 검토한 결과 기계적인 Baseline과 Silica gel을 DMSO로 추출 후 얻은 Baseline이 약 15분 동안 거의 일치하는 것으로 보아 DMSO로 인한 Silica gel의 영향은 본 연구의 조건하에서는 없는 것으로 판단된다. 표준용액과 시료용액의 안정성 실험에서는 단기간 및 장기간에 걸쳐 안정성 실험을 검토하였는데 단기간 실험의 상대표준편차 (r.s.d) 평균은 2.7%, 장기간 시료의 상대표준편차 (r.s.d) 결과는 3.68%이다. 7. 시스템 적합성 ; 시스템 적합성은 머무름 시간 (tR), 분리인자 (⍺), 이론단수 (이론 단 높이)(n(H), 분리능 (Rs) 등을 검토하였다. 검토결과 Methanol의 머무름 시간은 3.547분, Methanol과 Ethanol의 분리인자는 1.09 (기준 ; 1.05<⍺<2.0), Methanol의 이론 단 수 (n) 및 이론 단 높이(H)는 n=258,064 (기준 ;>150,000), H=0.19mm (기준 ; <0.2mm), Methanol과 Ethanol의 분리능 11.6 (기준선 분리기준 ;>1)로 전체적으로 적합하였다. 결론적으로 위의 시험방법 각 항목의 검증결과를 검토한 결과 직업안전보건 국립연구원 (NIOSH)나 직업안전보건청 (OSHA)의 Methanol 분석방법과 동등하게 본 연구의 Methanol 분석방법을 활용할 수 있을 것으로 사료된다.
more초록/요약
The object of this study is confirmation to be applied or not with NIOSH (National Institute of Occupational Safety and Health) and OSHA (Occupational Safety and Health Administration) analytical method of Methanol through the validation supplement for the new developed analytical method of Methanol. For this aim, referenced the validation items for analytical method of NIOSH, OSHA and Korean FDA. The validation items were specificity, accuracy (desorption efficiency), precision, calibration curve (linearity, range, limit of detection and limit of quantitation), robustness, and GC system suitability [retention time (tR), separation factor (⍺), number of theoretical plate(n) {(height to equivalent of theoretical plate(H)} and resolution(Rs)] etc. The results for the validation items were as follows. 1. Specificity ; To confirm influence as interferences, analysed the Methanol/ Ethanol/ Isopropanol mixed solution. Ethanol and Isopropanol did not affect in analysis of Methanol. 2. Accuracy (desorption efficiency) ; Analysed 18 samples by times in one week interval (exposure limit 0.1, 0.5, 2.0 times ; 3conc. x 3ea x 2 times) and average desorption efficiency 88.7%, the range of desorption efficiency was 79.6~98.7%, and these results were in excess of NIOSH specification 75%. 3. Precision (Repeatability and intra-precision) ; Each experiment was conducted 6 time, 6 days. The results of 6 times were r.s.d 0.19% and intra-precision results for 6 days was r.s.d 0.55%. 4 Calibration curve (linearity, range, limit of detection and limit of quantitation) ; The calibration curves (y=ax+b) were gained by analysis of the TWA 0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 times standard solutions by one week interval. 1st calibration curve was corelation coefficient (r) 0.9990 and 2nd calibration curve was corelation coefficient (r) 0.9999. 2 times average LOD by residual was 0.18mg/㎖ and LOD by intercept was 0.18 mg/㎖. 2 times average sensitivity was 5.33%. 5. Robustness ; The separation factor by carrier gas change (1.0~3.0㎖/min) was 1.06~1.09 and the separation factor by column temperature change (35~65℃) was 1.05~1.12. As the result, satisfied the specification (1.05<⍺<2.0) and did not affect to the analysis of Methanol in these carrier gas and column temperature changes range. 6. The other tests ; To determine the desorption time of Methanol from silica gel by room temperature standing. After desorption at each condition during 10, 20, 30, 40min, analyzed by the same analytical condition. The suitable desorption time was 20min at room temperature. Also, To inspect effect of DMSO solvent and Silica gel adsorbent, the baseline of DMSO itself and the extraction solution of Silica gel by DMSO was tested for 15 minutes and gained the same baselines. Consequently, DMSO and Silica gel did not affect each other. In the stability test of the standard solution and the sample solution, the experiment was conducted over a short period of time and a long period of time. As the result, a short period of time r.s.d was 2.7%, a long period of time r.s.d was 3.68%. 7. GC system suitability{tR, ⍺, n(H) and Rs} etc ; Retention time of Methanol was 3.547 min. The separation factor between Methanol and Ethanol was 1.09 (specification ; 1.05<⍺<2.0), n of Methanol was 258,064 (specification ;>150,000), H=0.19mm (specification ; <0.2mm), Rs between Methanol and Ethanol was 11.6 (specification for baseline separation ;>1), As the result, The all factors satisfied the specification and were suitable. Consequently the validation results for the new analytical method of Methanol of this study were suitable and optimum. And so, the analytical method of this study is considered to be able to apply with NIOSH and OSHA Methanol analytical methods
more목차
Ⅰ. 서론
1.1 Methanol의 사회 이슈화
1.2 Methanol의 원천 및 신진대사
1.3 Methanol 분석방법
1.4 Validation 탄생 이전의 상황
1.5 Validation의 탄생
1.6 Validation의 타 산업 확대
Ⅱ. 실험 및 방법
2.1 실험
2.1.1 대상물질 및 시약
2.1.2 기기분석조건
2.1.3 표준용액
2.2 연구방법
2.2.1 검증항목 (Validation items)
2.2.2 항목별 검증방법
Ⅲ. 연구결과 및 고찰
3.1 특이성 (Specificity)
3.2 정확성 {Accuracy ; 탈착율(Desorption efficiency)}
3.3 정밀도 (Precision)
3.3.1 반복성 (Repeatability ; intra-precision)
3.3.2 실험실내 재현성
3.3.3 실험실간 정밀성 (Intermediate precision ; reproducibility)
3.4 검정곡선, 직선성, 범위, 검출한계 및 정량한계 (Calibration curve, linearity, range, limit of detection and limit of quantitation)
3.4.1 검정곡선, 직선성 및 범위
3.4.2 검출한계 (LOD) 및 정량한계 (LOQ)
3.4.3 검정곡선의 감도 (Sensitivity)
3.4.4 직선성 및 범위
3.5 완건성 (Robustness)
3.5.1 이동상 속도에 따른 완건성
3.5.2 컬럼 온도에 따른 완건성
3.6 표준용액과 시료용액의 안정성 실험
3.7 기타 실험
3.7.1 DMSO용매에 의한 탈착실험 시간의 결정
3.7.2 Silica gel 흡착제의 영향검토
3.8 GC 시스템의 적합성 (System suitability)
3.8.1 머무름 시간 (Retention time ; tR)
3.8.2 분리인자 (Separation factor ; ⍺)
3.8.3 이론 단 수 {n(이론 단 높이 ; H)}
3.8.4 분리능 (Resolution ; Rs)
3.8.5 van' Deemter plot
Ⅳ. 결론
References
