배추좀나방의 독성시험방법 비교와 지역별 계통의 약제저항성 수준을 조사한 결과, 약제저항성 수준결정을 위한 다섯가지 독성시험 방법비교에서 leaf disc법의 CV가 11.4%로 정밀도가 높았으며 간편하고 처리가 용이한 방법이었다. Topical application법의 CV는 8.0%로 가장 정밀하고 반복성이 높았으나 시간을 요하고 시험조작이 불편한 점이 결점이었으며, insect-direct dipping법(CV=14.9%), leaf disc+insect spray법(CV=17.4%) 및 pot spray법(CV=21.4%)은 비교적 변이계수가 큰 편이었다. 배추좀나방의 지역별 계통에 대하여 topical application법에 의한 약제저항성수준은 $LC_{50}$,치로 감수성계통과 비교한 결과 공주, 김해, 제주 및 인제계통에 대하여 prothifos는 각각 61.1, 5.6, 5.4, 및 3.3배이고, cartap은 33.3, 12.8, 12.3 및 10.5배이며, cypermethrin은 141.7, 37.2, 32.5, 및 7.5배이며, Bacillus thringiensis에 대해 leaf disc법으로 조사한 저항성 수준은 광주, 김해, 제주 및 인제계통에 대하여 8.1, 2.7, 2.3 및 1.9배의 저항성으로 지역이나 약제에 따라 다른 수준의 살충제저항성을 나타냈다.
Gentamicin은 임상에서 많이 사용되는 aminoglycoside계 항생물질로서 세균의 세포막 단백질 합성을 억제하여 살균작용을 나타낸다. 최근 Gentamicin이 동물사료에 포함되거나 동물약품으로 많이 사용되어, 이를 복용한 식용가축에서의 잔류 량에 대한 인체유해성이 WHO/FAO 식품첨가물 전문가 협의회에서 논의되고 있다. Gentamicin의 육가공류의 잔류허용량 기준설정을 위한 독성 재평가의 일환으로 in vivo. in vitro 염색체이상시험을 실시하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 체외 염색체이상시험에서는 포유동물 배양세포인 chinese hamster lung cell을 배양하여 gentamicin sulfate 및 gentamicin을 최고 처리농도 5mg/$m\ell$부터 세포독성시험을 실시한 결과, 세포독성을 나타내지 않았다. 본 시험에서는 5mg/$m\ell$를 최고농도로 2.5, 1.25mg/$m\ell$의 3농도를 직접법 및 대사활성화법으로 각 농도당 2매의 플레이트씩 슬라이드를 제작, 결과를 판독한 결과, 직접법 및 대사활성화법 모두에서 전 농도 군에서 음성대조군과 같은 정도의 염색체이상을 유발하여 유전독성이 없음을 나타내었다. 2. 체내 염색체 이상시험에서는 ddY마우스를 이용하여 gentamicin sulfate의 LD$_{50}$의 1/2에 해당하는 200mg/kg을 최고농도로 gentamicin 과 gentamicin sulfate를 암수 각각 3마리씩 공비 2의 3농도로 투여한 후, 24시간째 골수세포의 염색체 표본을 제작하여 관찰한 결과, 세포독성 및 염색체 이상을 유발하지 않았다. 또한 동물약품으로 사용되는 치료용량 및 투약방법에 근거하여 10mg/kg 및 5, 2.5mg/kg을 1일 1회씩 4회 투여한 군에서도 암수에 상관없이 전 농도 군에서 염색체이상을 나타내지 않아 유전독성을 나타내지 않음을 관찰하였다.
국내에서는 현재 샌드위치패널의 화재성능 평가를 위하여 KS F 2271(건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험방법)을 사용하고 있다. 그 중 연기 및 연소독성가스에 대한 시험인 가스유해성 시험은, 건축 재료 및 내장재의 연소시 발생하는 가스의 유해성을 마우스의 평균 행동정지시간으로 측정하는 방법으로, 정량적인 방법이 아니므로 마우스의 상태나 시험조건에 따라 시험결과가 달라질 수 있다. ISO 5659-2 연소챔버 시험방법은 광학밀도를 정량적으로 측정할 수 있으며, FTIR을 이용한 유독가스 분석이 가능하다. 본 연구에서는 ISO 5659-2 연소챔버 시험방법을 사용하여, 국내에서 일반적으로 사용되는 4종의 샌드위치패널 단열재의 광학밀도를 측정하여 각 시험체와 비교하였다. 또한, 시험체마다 3번의 시험 중 두 번째 시험시 FTIR 분석을 수행하여 HCl, $NO_2$ 등의 정량적 결과를 비교하였다.
국내 농약등록을 위한 어독성시험은 잉어(Cyprinus carpio)와 송사리(Oryzias latipes) 그리고 미꾸리(Misgurnus anguillicaudatus)를 대상으로 하고 있으나, 어독성은 잉어에 대한 독성값으로 평가되어지고 있다. 그러나 잉어는 실내사육이 어렵고 사육환경에 따른 감수성 차이와 한정된 시험시기 등 문제점이 제기되고 있어 시험종에 대한 재검토가 필요하다. 본 연구에서는 잉어와 송사리에 대한 급성독성시험 결과를 이용하여 두 시험종간의 상관성과 감수성을 파악하고 농약 어독성시험을 위해 보다 현실적으로 적합한 시험종을 검토하고자 하였다. 급성독성시험은 국내 등록농약 70종에 대한 시험을 수행하였으며, 48시간 $LC_{50}$값을 산출하여 비교하였다. 그 결과, 잉어와 송사리의 상관계수(R)가 0.8480로 상관성이 높았고 종간 감수성에 있어서 잉어와 송사리의 $LC_{50}$값이 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 그리고 잉어와 송사리에 대한 $LC_{50}$값을 현재 국내 어독성 분류 방법에 따라 분류하였을 경우, 18종 농약에서 분류 등급의 변동이 발생하였으나 특이한 경향성은 없었다. 그러므로 급성독성의 상관성 및 감수성 측면과 어류 사육에 대한 표준화 측면에서 잉어보다 유리한 송사리에 대해서 독성시험종으로서의 재검토가 필요하다.
기기의 광독성 유발 물질 및 자외선 차단제 그리고 수종의 천연물에 대해 in-vitro 와 in-vivo에서 광독성 시험을 하였다. In-vitro시험은 C. albicans와 S. typhymurium TA 98을 이용 광독성 시험을 하였으며, 광조사는 시료, 시료와 미생물 모두 각각의 시료와 미생물 조사하는 방법을 사용하여 비교하여 보았다. 조사 방법에 따른 유의성은 관찰되지 않았는데, 제한된 시료를 사용했다는 것도 여러 원인 중에 하나가 될 수 있다. 한편 사용된 두 균주의 감수성은 C. albicans에 비해 S. typhimurium TA 98을 이용했을 때 높게 나타났고, S. typhimurium TA 98을 이용한 in-vitro method(Method I)와 in-vivo method를 시험 결과 측면에서 볼 때 상관 관계가 높게 나타났다.
본 연구에서는 in vivo 광독성 시험을 대체할 수 있는 방법에 관한 연구를 수행하였다. 인체 유래의 섬유아세포를 활용하여 광독성 물질(promethazine, chlorpromazine chlortetracycline, 8-methoxypsoralen, neutral red, bithionol)과 비광독성 물질(cinnamic aldehyde, p-aminobenzoic acid, sodium lauryl sulfate, L-cysteine)을 평가하였다. 세포 생존율은 neutral red uptake (NRU)로 평가하였다. NRU 광독성 시험 결과 bithionol를 제외한 화합물에서 모두 in vivo 실험결과와 유사한 결과를 보였다. 같은 방법으로 화장품 성분인 $Medimin^{(R)}$ A, $Medimin^{(R)}$ D, $LG^{(R)}$ 106W, $Phytoclear^{(R)}$ EL-1, 단삼동 추출물, 미인초 추출물, 산거울 추출물, $Parsol^{(R)}$ MCX와 $Parsol^{(R)}$ 1789를 평가 하였다. 평가 결과 단삼동 추출물을 제외한 원료에서 광독성이 없는 것으로 평가되었다.
해양생태독성시험의 국제표준시험종 중 생산자에 속하는 대표적인 Skeletonema sp.와 Dunaliella tertiolecta의 생태독성학적 차이점을 알아보기 위해 각 표준시험법(규격)을 비교하였고 환경에 대한 종 적합성과 다양한 시험물질에 대한 민감도를 비교 분석하였다. 그 결과, 시험법의 경우 대부분 동일하였으나 시험 유효성의 기준에서 pH 변화 제한과 초기접종밀도에서 차이가 나타났으며 이는 D. tertiolecta의 낮은 성장률에 기인된 것으로 추정된다. 적합성에서는 두 종 모두 규격에서 요구하는 유효성의 기준을 연속 만족하여 시험수행의 일관성을 보였고 시험한계 염분범위는 Skeletonema sp.와 D. tertiolecta 각각 20 및 10 psu로 나타났다. 마지막으로 민감도의 경우, 시험규격에서 제시하는 참조물질, 실제 오염 배출수(선박평형수) 및 기타 다양한 화학물질에서 모두 Skeletonema sp.가 D. tertiolecta에 비해 독성 민감도가 상대적으로 높음을 확인하였으며 이는 해양생태독성시험 수행에 있어 생산자를 이용한 시험의 경우 최소 2종 이상의 다른 분류군의 미세조류를 이용하는 것이 시험결과의 신뢰성과 객관성을 높일 수 있는 방법임을 시사한다.
발암물질의 조기검색법을 개발하고자 변이원성 물질의 스크리닝법으로 널리 사용되고 있는 Ames test 및 chromosomal aberration test를 본 연구에서 개발하고자 하는 DNA 및 Protein-adduct 형성시험법과 비교 연구하였다. 벤조피렌과 아플라톡신 B$_1$을 모델 발암물질로 하여 실시한 Ames test에서는 두 화합물 모두 양성을 나타냈으나 용량-반응 관계가 뚜렷하지 않았다. 또한 고농도에서는 시험물질의 독성체 의해 정상적인 Ames test의 수행이 어려됐다. Chromosomal aberration test에서도 Ames test와 비슷한 결과를 나타냈으며 특히 고농도에서 시험을 실시했을 경우 Ames test에서와 마찬가지로 세포독성의 현상이 관찰되었다. 그러나 본 연구에서 새로이 개발한 DNA 및 Protein-adduct형성 시험법은 저농도에서 고농도에 이르기까지 뚜렷한 용량-반응 관계를 나타냈으며 Ames test 및 chromosomal test에서 일어날 수 있는 false positive나 false negative의 결과를 가져다 줄 우려가 없다. 또한 시험시간이 1-2시간 정도 소요되므로 기존의 방법보다 시험시간을 약 40배 가량 단축시킬 수 있었다.
국내 문화재 생물피해 방제는 농약에서 유래한 화학적 약제를 사용하여 왔다. 그러나 인체와 환경에 대한 유해성 문제로 인하여 사용이 점차 제한되고 있으며, 새로운 방제약제의 탐색과 안전성 연구에 대한 관심이 지속적으로 증가되고 있다. 개발된 천연 생물방제제의 안전성은 동물실험을 통한 독성평가로 확인하고 있으며, 치사량과 자극성 평가를 위하여 경구독성, 경피독성, 안점막자극 및 피부자극 시험법을 이용하여 안전성을 평가한다. 독성평가를 위해 실험용 쥐와 토끼를 이용하며, 쥐에 대해 단회 경구독성과 경피독성 시험을 실시하고, 토끼에 대해 안점막자극시험 및 피부자극 시험을 시행한다. 본 시험에 이용한 천연 생물방제물질은 목재부후균과 흰개미에 대한 항진균활성 및 살충활성이 조사된 족두리풀 추출물을 적용하였다. 쥐에 대한 단회 경구투여한 결과 $LD_{50}$ 값이 수컷 4,000 mg/kg 이상, 암컷 2,000 mg/kg 이상으로 판정되었으며, 단회 경피 투여한 결과 $LD_{50}$ 값이 암수 모두 10,000 mg/kg 이상으로 판정되었다. 토끼의 눈에 대한 자극시험에서는 무자극성으로 판정되었으며, 피부에 대해서는 약한 자극성이 있는 물질로 판단되었다. 본 연구를 통해 천연 생물방제물질인 족두리풀 추출물의 안전성을 동물실험으로 확인함으로써 화학 물질의 안전성 검증을 위한 기본적인 유해성 평가 방법으로 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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