조류를 이용한 제조 나노물질의 혼합 독성 연구

Abstract

본 연구에서는 OECD(Organisation for Economic Co-operation and Development) 지정 우선 연구대상 제조나노물질의 이종 혼합체(Binary mixture)에 대한 독성 경향을 연구하였다. 독성 예측 모델을 이용하여 각 혼합체의 독성값(Toxic units, TU)을 통계적으로 예측하고, 실제 시험한 데이터와 비교하였을 때, 실제 독성이 증가한 경우, 감소한 경우 및 예측 모델과 유사하게 나타나는 경우를 각각 Synergistic effect, Antagonistic effect 및 Additive effect로 구분하였다. 각 물질에 대한 독성 시험은 OECD에서 제공한 ‘화학물질에 대한 독성 영향 평가 가이드 라인(TG 201)’에 따라 진행하였으며, 시험종은 Raphidocelis subcapitata를 사용하였다. 대상물질은 OECD 우선 연구대상 제조나노물질 11종 중 독성이 너무 낮아 EC50 산정이 어려운 Au과 Bentonite를 제외한 9종(SWCNTs, MWCNTs, Fullerene, Ag, CeO2, Dendrimers, SiO2, TiO2, ZnO)으로 선정하였다. 물질의 시험종에 대한 영향을 시험 용액 내에서 고르게 하기 위하여 분산제(Gum Arabic)를 사용하였으며, 분산 안정도는 Turbidity test를 통하여 확인하였다. 독성 평가는 세포 계수법을 이용하여 각 혼합물질이 시험종의 생장을 저해시키는 정도를 측정하여 평가하였고, 모든 시험은 72시간 만성 독성 시험으로 진행하였다. 결과적으로 제조나노물질 9종의 36개 혼합체에서 19개의 혼합체가 독성이 증가하는 Synergistic effect를 나타냈고, 8개의 혼합체는 독성이 감소하는 Antagonistic effect를, 나머지 9개의 경우 독성이 증가 또는 감소하지 않는 Additive effect를 나타냈다. 제조나노물질은 혼합 시 독성이 증가하는 경향이 대다수이므로 제조나노물질 배출 시 혼합되지 않도록 유의할 필요가 있다. 본 연구를 통하여 우선 연구대상 제조나노물질의 상호작용에 의한 독성 특성 변화를 통합적으로 나타낼 수 있었고, 이는 추후 환경과 생태계로 배출되는 제조나노물질의 적절한 규제를 마련하기 위한 자료로 활용될 수 있을 것이다.|In this study, designation of organization for economical co-operation and development (OECD) Priority, the toxic tendency to binary mixture of nanomaterials prepared in the study was studied. Toxic units (TU) of each mixture were statistically predicted using a toxicity prediction model, and compared with the actual tested data, cases where the actual toxicity increased and decreased, and cases similar to the predictive model were classified into Synthetic effects, and additive effects, respectively. Toxicity tests for each substance were conducted in accordance with the 'Toxicity Impact Assessment Guidelines for Chemical Substances (TG 201)' provided by oecd, and the test species were Raphidosellis subcapitata. The target material is 9 of the 11 nanomaterials manufactured by OECD priority study (SWCNTs, MWCNTs, Fullerene, Ag, CeO2, Dendrimers, Si, except for Au and Bentonite, which are too low to calculate EC50. A dispersant was used to uniformize the influence of the material on the test species in the test solution, and dispersion stability was confirmed through a turbidity test. Toxicity evaluation was evaluated by measuring the degree to which each mixture inhibits the growth of test species using cell counting, and all tests were conducted as a 72-hour chronic toxicity test. As a result, in 36 mixtures of 9 kinds of produced nanomaterials, 19 mixtures showed a synergistic effect in which toxicity increases, and in the remaining nine mixtures, toxicity increases or decreases, and thus it is necessary not to mix when discharging produced nanomaterials. Through this study, it was possible to express the change in toxicity characteristics caused by the interaction of the manufacturing nanomaterials to be studied, which is not appropriately regulated for manufacturing nanomaterials discharged to the Environment and ecosystem.