본 연구에서는 농약의 음성시료에서는 acetylcholinesterase와 acetylthiocholine을 반응시켜 +전하와 -전하를 가지는 thiocholine으로 분해되어 금나노입자를 응집시켜 역 Y자 스트립상에서 청자색의 반응선(띠)을 형성하고 양성 시료에서는 생성시키지 않는 원리를 이용한 신속 농약 검출법을 개발 하였다. 개발한 분석법은 유기인계 농약 말라옥손과 카바메이트계 농약 카보퓨란을 각각 10 ng/mL 수준까지 검출이 가능한 것으로 확인되었으며, 2종의 유기인계와 카바메이트계 농약(EPN, dichlorvos)에 대해 추가적으로 검출 한계를 확인한 결과에서도 10 ng/mL 수준까지 모두 검출 가능함을 확인 할 수 있었다. 그러나 3종의 트리아진 계열의 농약과 각 1종의 피레스로이드, 카복사마이드, 페닐아마이드 및 유기염소 계열의 농약에 대해서는 반응성이 없는 것으로 확인되어 유기인계와 카바메이트계 농약 분석에 적용이 가능한 것으로 확인되었다. 마지막으로, 임의로 오염시킨 농산물 시료를 대상으로 분석법의 회수율을 확인한 결과, 말라옥손에 대해서 96.4에서100.7%, 카보퓨란은 81에서112.7%의 회수율이 확인되어 본 연구에서 개발한 역 Y자 스트립을 농약 검출법으로 이용한다면 농산물과 농업환경 중 존재하는 유기인계 및 카바메이트계 잔류농약을 신속하게 검출할 수 있을 것으로 판단된다.

선박용 디젤엔진의 NOx 환원제로 액체 우레아를 사용하는 SCR 기술이 널리 사용되고 있다. 하지만 액체 우레아 대신에 고체 상의 암모늄 카바메이트를 NOx 환원제로 사용하면 저온 NOx 저감율 및 암모니아 저장용량 측면 등에서 다양한 장점이 있다. 이에 따라 본 연구에서는 암모늄 카바메이트를 EA, FTIR, XRD 방법으로 분석하여 순도를 관리하는 방법을 제시하고자 하였으며, 다양한 온도와 압력 조건에 암모늄 카바메이트가 노출되었을 때의 물질 변화 특성을 고찰하고자 하였다. 본 연구를 통하여 암모늄 카바메이트의 순도를 EA 분석을 통해 효과적으로 관리 할 수 있음을 알 수 있었으며, 선박용 디젤엔진의 SCR 시스템에 적용될 것으로 예상되는 열분해 온도 조건에서 가열과 냉각을 반복한 암모늄 카바메이트에 대한 FTIR 분석결과, 물질 특성은 변화하지 않는 것을 확인하였다. 또한, 대기 중에 장기간 노출된 암모늄 카바메이트는 암모늄 카보네이트로 물질 변화함을 알 수 있었다.

본 연구에서는 시판되고 있는 혈청 내 AChE가 acetylthiocholine과 반응하여 GNP에 aggregation 일으키는 원리를 이용하여 신선채소 농산물 중에 저농도 농약을 신속하고 간편하게 분석할 수 있는 비색-신속 농약 검출법을 개발하는 연구를 수행하였다. 먼저 비색-신속 농약 검출법의 최적화를 위해 GNP 입자의 크기에 따른 응집정도 를 확인하여 15~20 nm 직경의 GNP를 선정하였고, 혈청의 희석배수와 acetylthiocholine의 농도를 확인하여 GNP 응집 차이가 가장 큰 혈청 1000배 희석과 acetylthiocholine 1 mM을 최적화 조건으로 선정하였다. 비색-신속 농약 검출법의 평가를 위해 최적화된 비색농약분석법을 이용하여 유기인계 농약은 dimethyl amine으로 카바메이트계 농약은 carbofuran으로 민감도를 분석한 결과 모두 7.5 ng/mL 까지 검출이 가능한 것으로 확인되었으며 이는 기존의 비색-신속 농약 검출법과 비교했을 때 높은 민감도와 특이성을 나타내었다. 농약 이외에 화학물질인 곰팡이독소 등에 대한 반응성은 확인되지 않아 높은 특이성을 나타내었 다. 또한 상추, 깻잎, 양상추에 대한 시료 전처리법을 확 립하고 임의로 오염시킨 3종(상추, 깻잎, 양상추)의 농산물에 대해서 회수율을 확인한 결과유기인계와 카바메이트계 농약을 83.85~133.16% 정도의 회수율이 확인되었다. 이상의 결과 볼 때 본 연구에서 개발한 비색-신속 농약 검 출법을 이용한다면 시판 농산물의 잔류농약을 신속하고 민감도 높게 검출할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 HPLC-UVD/MS를 이용하여 농산물 중 valinamide carbamate계 살균제 iprovalicarb의 잔류 분석법을 확립하였다. 대표 농산물은 사과, 고추, 배추, 현미 및 콩을 선정하였고, acetonitrile를 이용하여 추출한 iprovalicarb는 nhexane/ dichloromethane(20/80, v/v) 혼합용매를 이용한 액-액 분배법과 florisil 흡착크로마토그래피법으로 정제하여 HPLCUVD/ MS의 분석시료로 사용하였다. Iprovalicarb의 정량분석을 위한 최적 HPLC-UVD 분석 조건을 확립하였으며, 정량한계(LOQ)는 0.04 mg/kg 이었다. 각 대표 농산물에 대한 정량한계, 정량한계의 10배 및 50배 수준에서 회수율을 검토한 결과, 모든 처리농도에서 87.5~101.6% 수준의 회수율을 나타내었고, 반복 간 변이계수(CV)는 최대 7.7%를 나타내어 잔류분석 기준인 회수율 70~120% 및 분석오차 10% 이내를 충족시키는 만족한 결과를 도출하였으며, LC/MS/SIM을 이용하여 실제 농산물 시료에 적용하여 재확인 하였다. 이상의 결과로 신규 iprovalicarb의 HPLC-UVD/MS 분석법은 국내·외 농산물 잔류농약 검사 시 검출한계, 회수율 및 분석오차 면에서 국제적 분석기준을 만족하는 신뢰성이 확보된 정량 분석법으로 사용 가능할 것이다.

국내 유통 주류 95점에 대하여 에틸카바메이트 잔류실태 조사를 실시하였다. 탁주, 약주, 청주, 과실주를 비롯하여 소주, 브랜디 그리고 에틸카바메이트 잔류가 많이 보고되고 있는 리큐르 등을 대상으로 하였다. 액액분배를 통하여 정제하였으며, GC/MS/MS 분석법을 정립하였다. 카트리지(cartridge)나 농축 과정이 없기 때문에 식품공전에등재되어 있는 GC/MS 분석법보다 분석시간이나 소요비용 면에서 매우 효율적이었다. 정성한계는 1.3 ug/L이었으며, 정량한계는 4.0 ug/L이었다. 탁주, 약주, 청주에 대하여각각 0.63, 7.01, 14.11 ug/L의 평균 잔류량을 나타내 캐나다의 청주 허용기준 200 ug/L나 약주, 청주에서 논의되고있는 허용기준치 200 ug/L와 비교하여 보았을 때 안전한수준인 것으로 나타났다. 복분자주, 포도주에서는 각각 평균 1.66, 2.64 ug/L 검출되어 현재 캐나다, 체코에서 포도주허용기준치로 설정되어 있는 30 ug/L와 비교하여 보았을 때역시 안전한 것으로 나타났다. 과실주 중 매실주의 경우 평균 79.18 ug/L로 본 연구를 통하여 평가된 모든 주종 중 가장 높은 잔류량을 나타내었으나, 외국의 다른 유사 주종에대한 허용기준치 (예로서 캐나다의 경우 400 ug/L 과실 브랜디)와 비교하여 보았을 때 안전한 수준으로 평가할 수있었다. 증류식 소주, 일반증류주, 리큐르도 논의되고 있는기준치와 비교하여 보았을 때 안전한 것으로 조사되었다. 이러한 조사결과는 우리술의 에틸카바메이트 잔류실태가위험한 수준이 아니라는 근거 자료로 활용할 수 있을 것이며, 향후 이러한 유해물질의 지속적인 잔류조사 및 위해평가를 통하여 우리 술 및 전통발효식품의 품질 및 안전성을 확보해 나가야 할 것이다.

The resistance levels to carbamate (CB) and organophosphate (OP) insecticides were determined by topical application in 14 field strains of Nilaparvata lugens. The resistance levels to CB and OP were 1.3~47.5-fold and 1.4~14.4-fold higher than a susceptible strain, respectively. A quantitative sequencing (QS) protocol was established to determine the allele frequencies of four acetylcholinesterase point mutations putatively associated with CB and OP resistance. The allele frequencies of the four mutations (G119A, F/Y330S, F331H and I332L) in field strains ranged from ca. 0.0~51.7%, 0.0~88.9%, 2.5~47.7%, 5.1~56.0% and 6.7~57.3%, respectively. The F331H and I332L were tightly linked each other, suggesting these mutations may occur simultaneously. In the correlation analysis, G119A was not well correlated with actual resistance levels (r2= < 0.232), whereas F331H and I332L showed a better correlation with the resistance levels of benzofuranyl methylcarbamates (r2= 0.595). This finding indicates that F331H and I332L mutation frequencies may be used as molecular markers for detecting carbamate resistance in N. lugens. A QS protocol detecting the F331H and I332L mutation frequencies would be employed as a supportive tool for rapid monitoring of CB insecticide resistance levels in N. lugens

The resistance levels against carbamates (CB) and organophosphates (OP) were determined through bioassay and quantitative sequencing (QS) methods in 16 field populations of Nilaparvata lugens. The resistance levels to CB and OP by bioassay were 1.3~47.5-fold and 1.4~14.4-fold higher than a susceptible strain, respectively. The QS protocol was established to determine the allele frequencies of eight point mutations on acetylcholinesterase putatively associated CB and OP resistance. The allele frequencies of four mutations in local populations (G119A, F/S330Y, F331H and I332L) ranged from ca. 0.0~51.7%, 1.0~44.3%, 8.5~57.3% and 7.12~56.6%, respectively. The average prediction limits were –9.6±5.1~7.7±2.9%. The F330Y, F331H and I332L were tightly linked each other, suggesting these mutations may occur simultaneously. In the correlation analysis, G119A was not well correlated with both insecticides (r2= less 0.25), whereas F/S330Y, F331H and I332L showed better correlation with the resistance levels of carbamate (r2=0.590) than organophosphate (r2=0.235). This finding indicates that F/S330Y, F331H and I332L mutation frequencies are suitable for detecting carbamate resistance in N. lugens. QS will be applicable for the rapid monitoring of resistance levels to CB insecticides in N. lugens.

A quantitative sequencing (QS) protocol was established for predicting the frequencies of the A298S and G324A mutations in the diamondback moth (Plutella xylostella) type-1 acetylcholinesterase locus, putatively involved with organophosphate and carbamate insecticideresistance. The nucleotide signal ratio at each mutation site was generated from sequencing chromatograms and plotted against the corresponding resistance allele frequency. Frequency prediction equations were generatedfrom the plots by linear regression, and the signal ratios were shown to highly correlated with resistance allele frequencies (r2>0.987). QS analysis of 15 representative regional field populations of DBM in Korea revealed that the allele frequencies of both A298S and G324A were over 70% in most field populations. As judged by inhibition assay, all populations showed resistance to paraoxon, DDVP, carbaryl, and carbofuran. In addition, different DBM strains exhibited differential sensitivities to both OPs and CBs depending on the structure of inhibitor, implying that the resistance of DBM against OPs and CBs is saturated and widespread in Korea.

The effects of part of plum, alcohol content and addition of t-resveratrol on the formation of ethyl carbamate during the fermentation for wine were investigated at a time interval (45 days) for 6 months. The concentration of the ethyl carbamate in plum wine was determined according to KFDA guideline for ethyl carbamate analysis. In the plum wine with 16% or 30% alcohol content, the concentrations of ethyl carbamate were increased with time of fermentation periods. The maximum concentrations of ethyl carbamate in 16% and 30% plum wines after the fermentation for 6 months were 0.071 μg/g and 0.188 μg/g, respectively. When t-resveratrol was added at the level of 10 μg/g in both 16% and 30% plum wine, the concentrations of ethyl carbamate at 6 months were 0.078 and 0.216 μg/ g, respectively. The addition of t-resveratrol at the level of 300 μg/g in both 16% or 30% plum wine, the concentrations of ethyl carbamate at 6 months were 0.078 and 0.169 μg/g, respectively. The ethyl carbamate in the plum wine was not formed during fermentation for 6 month as using the flesh of plum, but 0.588 μg/g of ethyl carbamate was formed as using plum with plum seed. The addition of 300 μg/g of t-resveratrol actually increased the concentration of the ethyl carbamate by 0.088 μg/g as fermented for 6 months using plum with seed. These results suggest that the flesh of plum should be used to reduce the formation of ethylcarbamate for production of plum wine and that the addition of t-resveratrol during fermentation of plum wine can not reduce the concentration of the ethyl carbamate.

벼멸구의 살충제 저항성 기구를 구명하고자 fenobucarb와 carbofuran으로 벼멸구를 18세대 이상 누대 선발하여 얻어진 저항성 벼멸구를 대상으로 저항성 기루를 조사하였으며, 얻어진 결과 중 살충제의 체벽 투과량, 대사 및 대사산무렝 대하여 보고하고자 한다. Fenobucarb및 carbofuran은 처리 1시간 이내에 처리된 양의 50%이상이 벼멸구 체벽을 투과하였고, 계통별 체벽 투과량 차이는 크지 않았으나, 저항성 계통에서 적었으며, 배설된 양도 처리 3시간 이후 저항성 계통에서 증가하여 5시간 후에는 감수성 계통에 비해 각각 1.9배, 1.6배가 많았다. 벼멸구 체내에서는 두 살충제 모두 감수성 계통에 비하여 저항성 계통에서 2시간 정도 빠르게 분해되었다. 벼멸구 homogenate를 이용하여 대사산물을 조사한 결과 fenbucarb의 주 대사산물은 OSBP(o-sec-butyl phenol)이고, crbofuran의 주 대사산물은 3-ketocarbofuran phenol이었으며, 대사산물량은 저항성 계통에서 2배 정도 증가하였다. 주 대사산물인 OSBP 및 3-ketocarbofuran phenol의 감수성 벼멸구에 대한 반수치사약량은 100/g 이상으로 독성이 없었다. 살충제의 빠른 분해대사는 벼멸구의 주요한 저항성 기구중 하나인 것으로 나타났다.

4종류(種類)의 살충제(殺蟲劑)(monocrotophos, diazinon(유기인계(有機燐系)), carbofuran, BPMC(carbamates계(系)) 중 두 약제(藥劑)를 택하여 1대 1 비율로 섞은 6가지 혼합제(混合劑) 조합(組合)들에 대한 협력작용(協力作用)을 보이는 조합(組合)을 발견하기 위하여 벼멸구(Nilaparvata lugens)와 끝동매미충(Nephotettix virescens)을 공시하여 실험을 수행하였다. 1. 벼멸구에 대하여는 carbofuran과 diazinon 조합(組合) 및 BPMC와 carbofuran 조합(組合)이 협력작용계수(協力作用係數) 200정도로 효과적이었다. 2. 끝동매미충(N. virescens)에 대하여는 diazinon과 monocrotophos 조합(組合)이 협력작용(協力作用) 계수(係數) 234로 효과적이었다. 3. 여타의 조합(組合)들은 독립용작(獨立用作)내지 부가작용을 보였다.

This study was designed to investigate the formation of ethyl carbamate (EC) during the ripening of Maesil with sugar and Soju (19.5~35% alcohol contents) using a homemade method. Maesil, sugar and Soju were purchased at ordinary market in June of 2012. The preparation of sample for analysis was conducted by method of Henry et al. The analysis of GC/MS was used SIM mode (m/z 89, 74, 62). Quantification was performed in terms of the 62 ion and was based on an internal standard procedure. Good linearity was obtained with a regression coefficient (r2 = 0.993). Low detection limits (LOD) was achieved 4.31 ug/kg and recovery for alcohol was 74.8%. During 90 days, fermentation with sugar was not detected EC (under LOQ). 15 days ripened Maesil wine contained EC between non detected~32.7 ug/kg and 90 days ripened Maesil wine was 19.7~87.4 ug/kg. Higher proportion of Maesil and Soju increased EC contents. EC levels were increased 32.7 ug/kg to 87.4 ug/kg in the ratio of Maesil to 35% alcohol-Soju (1:1). In the ratio of Maesil to 35% alcohol-Soju (1:3) was increased non detected to 69.7 ug/kg. After 90 days, Maesil wine was filtered Maesil through a seive and ripened by 180 days to investigate the formation of EC compared with non filtered. Treatment of filtered, EC contents was much higher level compared with non filtered. Therefore, this result showed that alcohol contents contribute to increase EC formation more than Maesil.

This study was carried out with the detection for multiresidue of the carbamate pesticide such as carbaryl and cabofuran by enzyme-inhibition method. The check time for determination of acetylcholinesterase(AChE) activity was selected at 60 sec. The AChE activity in chicken brain determined by the Ellman's method was 162 μmol/min/g protein. I50 for AChE by carbamate pesticide with wet kit was 0.169 mg/L of carbaryl and 0.089 mg/L of cabofuran, respectively. The incubation time for enzyme kit with substrate kit was 30min for determination of AChE activity. Enzyme kit with substrate kit was stable at 4oC and 25℃ for 5 days. Limit detection concentration of carbaryl with dry kit for AChE was 0.05 mg/L. The dry kit such as wet kit applied Enzyme-Inhibition(EI) method with AChE was confirmed the multiresidue method to detect the carbamate pesticides.

Carbamate 농약에 대한 cholinesterase(ChE)활성저해 관계를 규명 하고자 in vivo와 in vitro 실험을 하였다. ChE의 최적 pH는 8.0이었다. 병아리 혈장의 ChE 활성은 기질로 acetylcholin를 사용할 경우 24.6 μmol/min/g protein이었다. in vivo에서 BPMC을 0.32 mg/kg 경구 투여한 15분 후에 ChE 활성이 60% 까지 저해되었으며 그후 12시간 후에 97% 까지 회복이 일어났다. in vitro에서 효소 활성이 50%로 저해되는데 필요한 농도인 I50이 Phenyl N-methylcarbamate계에 XMC는 329 μg/ℓ였고, metolcarb은 214 μg/ℓ였다. BPMC는 111 μg/ℓ, propoxur는 107 μg/ℓ, isoprocarb는 104 μg/ℓ 이었다. Aromatic N-methylcarbamate계에 속하는 carbaryl의 I50은 280 μg/ℓ이었고, carbofuran 114 μg/ℓ이었다.

The effects of organophosphorus and carbamate pesticides were examined inhibition of the acetylcholinesterase activity in the chicken brain with enzyme - inhibition methods. The acetylcholinesterase activity in chicken brain determined by the Ellman method was 167 μmol/min/g protein. The optimum pH of acetycholinesterase was 8.2. pI_50 of acetycholinesterase by some organophosphorus were 3.80M of phosphorodithioate, 4.04M of phosphorothioate, 6.33M of phosphate, and 6.60M of phosphrothiolate. pI_50 of acetycholinesterase by some carbamates were 5.10M of XMC, 5. 90M of carbofuran, 6.16M of isoprocarb, 6.30M of carbaryl, 6.47M of BPMC, and 6.77M of propoxur. pI_50 of carbamates selected was similar to that of phosphorothioate and phosphate organophosphates