AN-1022 · Phenomenex Application Note (Weck Laboratories, Inc. 공동 수행) · © 2021
컬럼 교체 없이 한 방법으로
흔히 선택성이 다른 컬럼 두 개로 나눠 돌리는 PCB와 다이옥신·퓨란을 ZB-Dioxin 하나, 같은 조건으로 분석했습니다. 원문이 겨냥한 것은 컬럼 교체에 따른 MS 벤트·진공 회복·튜닝 다운타임입니다
40 m에서 24분 이내
40 m × 0.18 mm × 0.14 µm: PCB 20종은 19분 이내, 다이옥신·퓨란·PCB 혼합물은 24분 이내(마지막 OCDF 23.73분). 같은 혼합물이 60 m에서는 OCDF 27.67분
MRM 70개 · 두 컬럼 RT 표
Table 1에 PCB 20종과 2,3,7,8-치환 다이옥신·퓨란 17종의 전이·CE·dwell과 40 m·60 m 머무름 시간을 함께 실었습니다 — 방법 셋업의 출발점
PCB(폴리염화비페닐)는 비페닐 고리 두 개에, 다이옥신(PCDD)·퓨란(PCDF)은 산소가 든 고리 골격에 염소가 몇 개, 어느 자리에 붙느냐에 따라 수많은 형제 화합물이 생깁니다. 이 형제들을 동질체라 부릅니다. 원문 서론은 두 계열 모두 구조가 비슷한 동질체가 많아, 가장 독성이 큰 이성질체를 나머지로부터 가르려면 높은 크로마토그래피 선택성이 필요하다고 적습니다. 이름의 숫자(예: 2,3,7,8-TCDD)는 염소가 붙은 자리 번호이고, 접두 T·Pe·Hx·Hp·O는 염소 4·5·6·7·8개를 뜻합니다(예: TCDD = 염소 4개, OCDF = 염소 8개).
원문에 따르면 PCB와 다이옥신은 흔히 선택성이 다른 GC 컬럼 두 개로 나눠 GC-HRMS나 GC-MS/MS로 분석합니다. 컬럼을 바꾸려면 질량분석기를 벤트하고, 진공을 다시 잡고, 다시 튜닝해야 합니다. 컬럼을 꽂는 시간보다 장비가 다시 측정 가능한 상태가 되기까지가 길다는 뜻입니다. AN-1022의 출발점은 "한 컬럼·한 방법으로 두 계열을 다 돌릴 수 있는가"입니다.
삼중 사중극자(GC-MS/MS)의 MRM은 정해진 전구 이온 → 생성 이온 쌍만 골라 기록합니다. 원문은 다이옥신·퓨란은 고리에 산소(헤테로 원자)가 있고 PCB는 비페닐 골격이라 EI 조각화와 MS/MS 전이로 두 계열이 스펙트럼상 구분된다고 설명합니다. 그래서 컬럼은 같은 계열 안의 이성질체를 가르는 데 집중하고, 계열 사이는 질량이 갈라 주는 구조입니다. 예컨대 Table 1(40 m)에서 2,3,7,8-TCDF(15.00분)·PCB 138(15.1분)·2,3,7,8-TCDD(15.25분)·PCB 126(15.4분)은 0.1~0.15분 간격으로 이웃하지만 전구 이온이 서로 다릅니다.
캐필러리 컬럼의 상비(phase ratio, β)는 기체가 지나는 공간과 정지상 막의 부피 비로, 대략 내경 ÷ (4 × 막두께)로 계산합니다. 상비가 같으면 같은 온도에서 성분이 정지상에 머무는 정도가 비슷해져 용리 순서·양상이 닮습니다. AN-1022의 두 컬럼은 40 m(0.18 mm, 0.14 µm) 약 321, 60 m(0.25 mm, 0.20 µm) 약 313입니다(컬럼피아 계산). 원문은 이 점을 들어 두 치수가 비슷한 분리 양상을 준다고 설명합니다. 같은 원리로 컬럼을 줄인 사례는 잔류농약 Fast-GC Method Translation 페이지에 있습니다.
20종
PCB (Table 1)
17종
2,3,7,8-치환 다이옥신·퓨란 (Table 1)
70개
MRM (Table 1, Total MRMs)
23.73분
40 m 마지막 용리 OCDF
| 파라미터 | 40 m 구성 (Figure 1·2·3) | 60 m 구성 (Figure 4·5·6) |
|---|---|---|
| Column | Zebron ZB-Dioxin | |
| Dimension | 40 m × 0.18 mm × 0.14 µm | 60 m × 0.25 mm × 0.20 µm |
| Part No. | 7PD-G045-47 | 7KG-G045-10 |
| Injection | Splitless for 1.5 min @ 290 °C, 1 µL | |
| Recommended Liner | Zebron PLUS Z-Liner™ (원문: Agilent® & Thermo® GC instrument 호환) · AG2-0A13-05 | |
| Carrier Gas | Helium @ 0.8 mL/min (constant flow) | Helium @ 1.5 mL/min (constant flow) |
| Oven 최종 유지 | 300 °C 10분 | 300 °C 15분 |
| Detector · Ion Source | GC-MS/MS · EI | |
| Transfer Line · Source · Quad | 300 °C · 300 °C · 150 °C | |
| Mode (원문 표기) | Scan (100-450 m/z) — 아래 Table 1은 MRM 파라미터 | |
| Solvent Delay | 8.0 min | |
※ 원문은 GC·MS 장비 모델명을 밝히지 않았습니다. 라이너 항목의 Agilent·Thermo는 라이너 호환 표기이며 이 실험의 사용 장비를 뜻하는 것이 아닙니다. 조건 상자의 "Mode: Scan (100-450 m/z)"는 원문 표기 그대로이며, 정량 그림(Figure 2·5)과 Table 1은 MRM으로 제시되어 있습니다 — 원문은 두 표기의 관계를 따로 설명하지 않습니다.
| 구간 | 승온 속도 | 도달 온도 | 유지 | 누적 시간 (컬럼피아 계산) |
|---|---|---|---|---|
| 시작 | — | 45 °C | 0 min | 0 min |
| 1 | 50 °C/min | 175 °C | — | 2.6 min |
| 2 | 15 °C/min | 220 °C | — | 5.6 min |
| 3 | 5 °C/min | 250 °C | 3 min | 11.6 → 14.6 min |
| 4 | 50 °C/min | 300 °C | 40 m: 10 min · 60 m: 15 min | 15.6 → 25.6 min (40 m) · 30.6 min (60 m) |
※ 누적 시간은 원문 프로그램 문자열("45 °C for 0 min to 175 °C @ 50 °C/min, to 220 °C @ 15 °C/min, to 250 °C @ 5 °C/min for 3 min, to 300 °C @ 50 °C/min for 10 min")을 컬럼피아가 단순 합산한 값입니다. 냉각·평형 시간은 포함하지 않았습니다. 원문의 "24 min run time"은 마지막 피크(OCDF 23.73분)가 나오는 시점과 맞고, 오븐 프로그램 전체 길이(25.6분)와는 다릅니다.
| 항목 | 값 |
|---|---|
| Total MRMs | 70 |
| Minimum / Maximum Concurrent MRMs | 1 / 8 |
| Min / Max Dwell (group average) | 40.8 / 186.7 ms |
| Estimated Cycle Time | 250 (단위 원문 미기재) |
| Ion Source · Source Temp. | EI · 300 °C |
| Solvent Delay | 8 min |
| Analyte | 계열 | MRM 1 (CE, V) | MRM 2 (CE, V) | RT 40 m (min) | RT 60 m (min) | Dwell (ms) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PCB 28 | PCB | 258→186 (25) | 256→186 (25) | 9.19 | 10.77 | 72.1 |
| PCB 31 | PCB | 258→186 (25) | 256→186 (25) | 9.5 | 10.77 | 72.1 |
| PCB 52 | PCB | 292→220 (27) | 220→150 (35) | 9.82 | 11.48 | 40.8 |
| PCB 101 | PCB | 326→256 (35) | 254→184 (35) | 11.71 | 13.79 | 124 |
| PCB 81 | PCB | 292→220 (27) | 290→220 (24) | 12.54 | 14.87 | 124.1 |
| PCB 77 | PCB | 292→220 (27) | 290→220 (24) | 12.86 | 15.16 | 124.1 |
| PCB 123/118 | PCB | 326→256 (25) | 324→254 (25) | 13.36 / 13.38 | 15.56 / 15.64 | 186.7 |
| PCB 114 | PCB | 326→256 (25) | 324→254 (25) | 13.47 | 15.88 | 92.9 |
| PCB 153 | PCB | 362→290 (30) | 360→290 (30) | 14.14 | 16.03 | 92.9 |
| PCB 105 | PCB | 326→256 (25) | 324→254 (45) | 14.45 | 16.23 | 124.1 |
| 2,3,7,8-TCDF | PCDF | 306→243 (40) | 304→241 (40) | 15 | 16.61 | 75.5 |
| PCB 138 | PCB | 362→290 (30) | 360→290 (30) | 15.1 | 16.65 | 51.2 |
| 2,3,7,8-TCDD | PCDD | 322→259 (26) | 320→257 (26) | 15.25 | 16.8 | 47.7 |
| PCB 126 | PCB | 326→256 (35) | 324→254 (45) | 15.4 | 16.9 | 82.5 |
| PCB 128/167 | PCB | 358→288 (24) | 360→290 (30) | 15.71 | 17.25 | 124.1 |
| PCB 156 | PCB | 360→290 (30) | 358→288 (24) | 16.18 | 17.79 | 64.3 |
| PCB 157 | PCB | 360→290 (30) | 358→288 (24) | 16.27 | 17.9 | 44.3 |
| PCB 180 | PCB | 396→324 (25) | 394→359 (15) | 16.43 | 18.08 | 44.3 |
| 1,2,3,7,8-PeCDF | PCDF | 340→277 (40) | 338→275 (40) | 16.46 | 18.18 | 72 |
| 2,3,4,7,8-PeCDF | PCDF | 340→277 (40) | 338→275 (40) | 16.89 | 18.67 | 75.5 |
| PCB 169 | PCB | 360→290 (30) | 358→288 (24) | 16.92 | 18.68 | 54.7 |
| 1,2,3,7,8-PeCDD | PCDD | 356→293 (26) | 354→291 (26) | 16.97 | 18.76 | 75.5 |
| PCB 189 | PCB | 394→324 (34) | 392→322 (28) | 17.65 | 19.55 | 124.1 |
| 1,2,3,4,7,8-HxCDF | PCDF | 376→313 (40) | 374→311 (40) | 18.19 | 20.28 | 92.9 |
| 1,2,3,6,7,8-HxCDF | PCDF | 376→313 (40) | 374→311 (40) | 18.26 | 20.37 | 92.9 |
| 2,3,4,6,7,8-HxCDF | PCDF | 376→313 (40) | 374→311 (40) | 18.6 | 20.79 | 64.3 |
| 1,2,3,4,7,8-HxCDD | PCDD | 392→329 (25) | 390→327 (25) | 18.64 | 20.84 | 43.5 |
| 1,2,3,6,7,8-HxCDD | PCDD | 392→329 (25) | 390→327 (25) | 18.71 | 20.92 | 43.5 |
| 1,2,3,7,8,9-HxCDD | PCDD | 392→329 (25) | 390→327 (25) | 18.86 | 21.13 | 64.3 |
| 1,2,3,7,8,9-HxCDF | PCDF | 376→313 (40) | 374→311 (40) | 19.17 | 21.56 | 124.1 |
| 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF | PCDF | 410→347 (40) | 408→345 (40) | 19.98 | 22.59 | 124.1 |
| 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD | PCDD | 426→363 (24) | 424→361 (24) | 20.81 | 23.67 | 124.1 |
| 1,2,3,4,7,8,9-HpCDF | PCDF | 410→347 (40) | 408→345 (40) | 21.37 | 24.45 | 124.1 |
| OCDD | PCDD | 460→397 (24) | 458→395 (24) | 23.43 | 27.21 | 92.9 |
| OCDF | PCDF | 444→381 (40) | 442→379 (40) | 23.73 | 27.67 | 61.6 |
※ 강조한 두 행은 원문이 두 성분을 한 행(같은 전이)으로 묶은 경우입니다. PCB 123/118 행은 두 전이 줄에 RT를 따로 적었고(13.36/13.38, 15.56/15.64), PCB 128/167 행은 RT 하나만 적었습니다. 원문 표의 일부 행은 "PCB" 접두 없이 숫자만(138·156·157·180·169·189·128/167) 또는 "PC 114"로 적혀 있어 이 페이지는 PCB 번호로 통일했고, 다이옥신·퓨란 이름은 쉼표를 넣어 표기했습니다(예: 2378-TCDF → 2,3,7,8-TCDF). 전이 값·CE·RT·dwell은 원문 그대로이며 PCB 180의 두 번째 전이(394→359, CE 15)도 원문 값입니다. 계열 열은 컬럼피아 분류입니다.
원문 안에서 서로 어긋나는 지점 (컬럼피아 대조)
조건표는 원문 조건 상자와 Table 1을 옮긴 것입니다. 원문에는 이 밖에 각 그림 옆의 성분 범례와 고객 사용 후기 2건(개인 의견으로 표시됨, 측정 데이터 아님)이 실려 있습니다. 검출한계·직선성·회수율 같은 정량 성능 자료와 실제 시료 결과는 원문에 별도 수록되지 않았습니다.
AN-1022 원문 보기
40 m 컬럼에서 PCB 20종의 크로마토그램(상대 강도, 9~19분 구간). 첫 PCB 피크(1, 2: PCB-28·31)가 약 9.2분, 마지막 20번 PCB-189가 약 17.6분에 나옵니다. 14·15번(PCB-167·128)은 한 피크로, 1·2번은 한 라벨로 표기되어 있습니다.

같은 전이(324→254)를 쓰는 PCB 다섯 종만 뽑아 본 그림입니다. 원문이 대표적인 임계 쌍으로 든 PCB 123(1)과 PCB 118(2)이 약 13.35분·약 13.5분에 각각 기저선 가까이 내려온 두 피크로 보입니다(그림 판독). 같은 전이라 질량으로는 가를 수 없는 쌍이므로, 이 분리는 컬럼이 맡은 몫입니다.

40 m 컬럼, 같은 방법으로 PCB와 다이옥신·퓨란을 한 번에 분석한 크로마토그램입니다. PCB-28/31(약 9.2분)부터 OCDD·OCDF(23분대)까지 24분 안에 용리됩니다. 2,3,7,8-TCDF·TCDD는 15분 부근에서 PCB 138·126과 이웃하며, 이들은 서로 다른 MRM 전이로 구분됩니다(Table 1).

같은 혼합물을 60 m × 0.25 mm × 0.20 µm에서 분석한 결과로, 마지막 피크(36번, OCDF)가 약 27.7분에 나옵니다. 피크 번호는 원문 범례 기준인데, 위 ②에 적은 대로 25~32·34번은 범례 이름과 Table 1 RT가 맞지 않으니 Table 1의 60 m RT로 읽으십시오. 17·18번(PCB-167·128)은 60 m에서도 한 라벨입니다.
이 페이지에 싣지 않은 그림은 원문에 있습니다 — Figure 2a·2c·2d(40 m, 전이별 PCB: 290→220, 360→290, 394→324), Figure 4(60 m, PCB 20종), Figure 5a~5d(60 m, 전이별 PCB). 특히 PCB 156·157 쌍은 Figure 2c(40 m)와 5c(60 m)에서 확인할 수 있습니다.
AN-1022 원문에서 나머지 그림 보기원문의 24분은 40 m에서 마지막 성분 OCDF가 나오는 23.73분과 맞습니다. 오븐 프로그램을 끝까지 돌리면 25.6분이고, 60 m는 30.6분입니다(컬럼피아 계산, 냉각·평형 제외). 원문은 "전통적으로 다이옥신·PCB 분석은 최대 60분이 걸릴 수 있다"고 적지만, 그 60분이 어떤 컬럼·조건의 값인지는 밝히지 않았습니다. 따라서 이 페이지는 단축 비율을 계산하지 않습니다. 자기 실험실의 현행 두 컬럼 방법의 실제 소요 시간과 직접 견주어 보십시오.
원문은 60 m(0.25 mm × 0.20 µm)가 시료 부하 여유(loadability)를, 40 m(0.18 mm × 0.14 µm)가 비슷한 분리 양상·분해능을 더 짧은 시간에 준다고 정리합니다. Table 1 기준 마지막 OCDF는 40 m 23.73분, 60 m 27.67분으로 3.94분(약 14%) 빠릅니다(컬럼피아 계산). 다만 Table 1의 40 m·60 m RT 비율은 성분마다 일정하지 않습니다(예: PCB 28 0.85, 2,3,7,8-TCDD 0.91 — 컬럼피아 계산). 두 컬럼은 유량(0.8 vs 1.5 mL/min)과 최종 유지 시간도 달라 "길이만 바꾼 비교"가 아닙니다. 치수를 옮길 때는 RT 창을 Table 1의 해당 컬럼 값으로 다시 잡으십시오.
원문 본문은 PCB 123과 118, PCB 105와 153, PCB 156/157을 "흔히 분석되는 임계 쌍"으로 들고 서로 완전히 분리되었다고 적습니다. Table 1로 나눠 보면 성격이 다릅니다. 123과 118, 156과 157은 같은 전이를 써서 질량으로는 구분되지 않으므로 그림의 분리는 컬럼의 몫입니다(Figure 2b·2c). 105와 153은 전이가 다르고(324→254 / 360→290) RT도 14.45·14.14분으로 떨어져 있습니다. 반면 PCB 28/31과 PCB 128/167은 같은 전이를 쓰면서 그림에서 한 라벨로 표기되어, 원문 자료만으로는 개별 정량 근거를 확인할 수 없습니다(PCB 28/31은 Table 1이 40 m RT를 9.19·9.5분으로 따로 적지만 그림과 어긋납니다 — 위 ③). 원문은 이 두 쌍의 분리 여부를 따로 언급하지 않습니다. 개별 보고가 필요한 실험실이라면 단일 표준품으로 각각의 RT를 먼저 확인하십시오.
오븐은 15.6분에 300 °C에 이르고 그 뒤로는 온도가 그대로입니다(컬럼피아 계산). 40 m에서는 15.71분의 PCB 128/167부터 OCDF(23.73분)까지, 즉 Pe·Hx·Hp·Octa 다이옥신·퓨란 15종 전부가 이 유지 구간에서 용리됩니다. 실무적으로는 이 구간의 RT를 승온 속도가 아니라 유량과 유지 온도가 정하고, 유지 시간은 마지막 성분이 런 안에 들어오는지를 정한다는 뜻이므로, 장비를 옮길 때 운반기체 유량 제어(정유량 0.8 mL/min)를 원문과 같게 맞추는 것이 우선입니다. 유지 시간을 줄여 런을 더 당기는 것은 원문이 다루지 않은 변경이며, OCDF 이후 남는 시간(40 m 약 1.9분)은 컬럼 세척 몫일 수 있으니 자체 확인 없이 줄이지 마십시오.
AN-1022는 표준 혼합물의 분리와 MS/MS 파라미터 자료입니다. 실제 환경·식품 시료, 전처리, 검출한계·정량한계, 검량 직선성, 반복성, 컬럼 수명 데이터는 원문에 없습니다. 혼합물의 다이옥신·퓨란은 모두 2,3,7,8-치환체라서 2,3,7,8-TCDD를 다른 TCDD 이성질체와 가르는 능력은 이 자료로 판단할 수 없습니다 — 그 데이터는 Zebron ZB-Dioxin 제품 페이지의 TCDD·TCDF 이성질체 머무름 시간 표를 보십시오. 검출기도 GC-MS/MS만 다루며 GC-HRMS 결과는 없습니다. 또 원문은 특정 규제 기준이나 시험법 적합성을 다루지 않습니다.
AN-1022의 조건과 결과를 기준으로 한 컬럼피아의 판단 틀입니다. 어느 경우든 자체 표준품·시료로 병행 확인이 먼저입니다.
| 우리 랩 상황 | 판단 | 근거 |
|---|---|---|
| PCB와 다이옥신을 다른 컬럼으로 나눠 돌리며, 교체 때마다 MS 벤트·튜닝으로 시간을 잃음 | 검토 가치 있음 | 원문의 출발 문제 그대로. 같은 방법으로 두 계열을 한 런에 분석한 자료 |
| GC-MS/MS로 처리량을 늘리는 것이 우선 | 40 m 구성부터 | 40 m OCDF 23.73분 vs 60 m 27.67분, 원문은 비슷한 분리 양상이라고 설명 |
| 고농도 시료·부하 여유가 중요 | 60 m 구성 검토 | 원문: 60 m 치수가 loadability 제공. 유량 1.5 mL/min, 최종 유지 15분 |
| PCB 28과 31, 128과 167을 각각 보고해야 함 | 자체 확인 필수 | 그림에서는 한 라벨, PCB 28/31의 Table 1 40 m RT(9.19·9.5)는 그림과 어긋남(③) — 분리를 확인할 일관된 근거가 원문에 없음 |
| 비-2,3,7,8 이성질체와의 분리 입증이 필요 | 이 자료로는 부족 | 혼합물이 2,3,7,8-치환체만 포함. 제품 페이지의 이성질체 RT 데이터를 함께 볼 것 |
| 검출기가 GC-HRMS | 이 자료 범위 밖 | AN-1022는 GC-MS/MS 조건만 제시 |
이 원문의 컬럼 — Zebron ZB-Dioxin
40 m(7PD-G045-47)·60 m(7KG-G045-10)·가드 일체형 주문 정보, TCDD·TCDF 이성질체 머무름 시간, 컬럼 간 재현성 자료와 국내 공정시험기준의 컬럼 규정을 제품 페이지에 정리했습니다.
Zebron ZB-Dioxin 보기AN-1022: Fast GC-MS/MS Analysis of PCBs and Dioxins on a Single Zebron™ ZB-Dioxin GC Column
Ramkumar Dhandapani, Richard Jack, Rola Elabaji (Phenomenex, Inc.); Agustin Pieri, Eduardo Morales, Eric Cull (Weck Laboratories, Inc.) · © 2021 Phenomenex, Inc.
원문 고지: 연구는 Weck Laboratories, Inc.가 수행했으며 Phenomenex는 Weck Laboratories와 제휴 관계가 없다고 밝힘. FOR RESEARCH USE ONLY.
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