최근 수질분석기술의 급속한 발전과 더불어 항생제를 포함한 잔류의약물질이 상수원인 하천수와 수돗물 등 일반 수환경중에서 지속적으로 검출되고 있다. 잔류의약물질은 1790년대 미국에서 최초로 보고 되었으며, 도시하수처리장에서 콜레스테롤강하제인 클로피브릭산(clofibric acid)이 1~95 ㎍/L 수준으로 검출된 사례가 있고, 유럽에서는 잔류의약물질이 물 환경에 1 ㎍/L 수준까지 오염될 수 있다는 연구결과가 발표되기도 하였다. 국내에서도 다양한 기초조사가 지금까지 이뤄져 중점검출항목등이 도출되어 있다.
현 의약물질을 분석하는 방법은 주로 추출과 추가 농축 과정 등 기기분석 이전 단계에 번거로운 절차가 불가피하다. 본 연구는 시료의 온라인농축 및 Orbitrap 질량분석법과 연계하여 10분 이내에 분석 종료 및 원인 물질을 정확히 확인 할 수 있는 방법을 검토하여 활용 가능성을 제안하고자 한다. 예비 검토를 위해 국내에서 사용 빈도가 높은 의약물질을 상정하여 8개 품목을 우선 검토 대상물질로 선정하고, 온라인농축 및 Orbitrap 질량분석법을 접목하여 신속 진단 방법을 검토하였다. 의약물질 표준물질은 10-100 μg/mL 범위의 제품을 이용하였으며 적용 물질은 다음과 같다. carbadox, chloramphenicol, clofiric acid, warfarin, bezafibrate, indomethacin, diethylstilbestrol(DES), equilin, gemfibrozil. 질량분석장치는 Orbtrap Exactive (Thermo, USA) 모델을 사용하여 분해능 50,000 및 스캔범위 100-500에서 분석하였다. 성분 확인 및 구조해석은 Xcalibur 2.1에서 질량스펙트럼을 관찰하였다.
Orbitrap MS로 측정한 결과, 모든 시료는 수소이온이 치환된 분자이온 및 동위원소 패턴이 확인되었으며, 6분 정도의 빠른 분석 시간에 정확한 물질 확인이 가능함을 보여주었다. 또한 저농도 성분 확인 가능성을 검토하기 위해 무작위로 선정한 warfarin (C19H16O4)를 30 pg/mL에서 단계적으로 1 pg/mL까지 희석하여 분석한 결과, 90%의 정확도 및 2% 미만의 정밀도, 직선성은 0.9991, 정량한계 1.25 pg/mL, 검출한계 0.39 pg/mL 를 보였다. gemfibrozil (C15H22O3)를 30 pg/mL에서 단계적으로 1 pg/mL까지 희석하여 분석한 결과, 90%의 정확도 및 5% 미만의 정밀도, 직선성은 0.9959, 정량한계 2.92 pg/mL, 검출한계 0.91 pg/mL 를 보였다. bezafibrate (C19H20ClNO4)를 30 pg/mL에서 단계적으로 3 pg/mL까지 희석하여 분석한 결과, 110%의 정확도 및 5% 미만의 정밀도, 직선성은 0.9992, 정량한계 4.34 pg/mL, 검출한계 1.36 pg/mL 를 보였다. 따라서 본 방법은 농약류, 조류독수에 이어 의약물질에 대한 미량분석의 적용성이 시사되었다.