Hitachi LaChromUltra 2000U를 사용하여 역상의 초고속액체크로마토그래피 방법으로 식품 중의 PAHs 14종을 신속하게 분석하는 방법을 개발하였다. PAHs분석을 위한 방법은 solid phase extraction (SPE)법에 의한 정제 후 u-HPLC를 사용하여 형광검출기로 분석하였다. 이 분석법은 감도가 매우 좋았으며, 식품 중의 PAHs를 ${\mu}g$/kg수준에서 분석이 가능하였다. 6개의 시료를 분석한 결과 모든 시료에서 PHE가 검출되었고, 그 함량은 2.5~19.9 ${\mu}g$/kg이었다. Benzo[c]fluorine (BCL), pyrene (PYR), benzo[a]anthracene (BaA), chrysene (CHR), benzo[b]fluoranthene (BbF), benzo[k]fluoranthene (BkF) 이 ${\mu}g$/kg이하의 농도에서 검출되었으나 그 농도는 모두 정량한계 이하이었다.
토양에 존재하는 다핵방향족탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)의 처리를 위하여 자연계로부터 분리된 균주는 Pseudomonas sp.로 동정되었으며, 이 균주를 KM1으로 명명하였다. 균주의 최적 성장조건은 회분식 배양에서 $35^{\circ}C$, pH 7로 나타났다. 분리균주 Pseudomonas sp. KM1에 의한 7-PAHs(naphthalene, acenaphthylene, acenaphthene, fluorene, phenanthrene, fluoranthene and pyrene)의 분해실험결과 배양 1일 만에 fluoranthene을 제외한 naphthalene, acenaphthylene, acenaphthene, fluorene, phenanthrene and pyrene 이 분해됨을 확인할 수 있었다. 그리고 토양유무에 따른 PAHs 분해실험 결과, 흡착분배계수와 유기물함량(%)이 큰 신동방이 경방이나 봉동보다 분리균주에 의한 생분해율(%)이 낮았다. 토양에 오염된 유기화합물의 분배특성과 토양 내 유기물함량(%)이 오염된 토양의 생물학적 처리효과에 영향을 미치는 중요한 인자인 것으로 나타났다.
CYP1A1 is known to be inducible by xenobiotic compouds such as polyciclic aromatic hydrocarbons(PAHs) and 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin(TCDD). These chemicals have been identified worldwide and can have a significant impact on the human health and well being of human and wildlife. Given these issues, the detection and quantification of these chemicals in biological, environmental and food samples is important. We investigated the effect of dietaty flavonoid, such as CYP1A1 promoter activity, 7-ethoxyresorufin-O-deethylase(EROD) activity and CYP1A1 mRNA expression induced by benzo(k)fluoranthene(B(k)F) in MCF-7 cells. Based on the three criteria of frequency of occurrence in the environment, toxicity and potential exposure to humans, B(k)F is one of the top-listed PAHs. We found that B(k)F significantly up-regulates the level of CYP1A1 promoter activity, EROD and CYP1A1 mRNA. when cells were treated with daidzein inhibited the B(k)-induced CYP1A1 prompter activity and mRNA level at high concentration. But daidzein exhibited stimulatory effects B(k)F-induced CYP1A1 promoter activity and mRNA level at low concentration. Overall, results from these studies demonstrate flavonoids might interfere the action of B(k) with AhR system to stimulate CYP1A1 gene expression.
We investigated the effect of dietaty flavonoid, such as CYP1A1 promoter activity, 7-ethoxyresorufin-O-deethylase(EROD) activity and CYP1A1 mRNA expression induced by benzo(k)fluoranthene(B(k)F) in MCF-7 cells. Based on the three criteria of frequency of occurrence in the environment, toxicity and potential exposure to humans, B(k)F is one of the top-listed PAHs. We found that B(k)F significantly up-regulates the level of CYP1A1 promoter activity, EROD and CYP1A1 mRNA. When cells were treated with morin alonem, it was not changed that EROD and CYP1A1 mRNA, compared to that of control. However, morin inhibited the B(k)-induced CYP1A1 prompter activity and mRNA level at high concentration. But morin exhibited stimulatory effects B(k)F-induced CYP1A1 promoter activity and mRNA level at low concentration. Overall, results from these studies demonstrate morin might interfere the action of B(k) with AhR system to stimulate CYP1A1 gene expression. CYP1A1 is known to be inducible by xenobiotic compouds such as polyciclic aromatic hydrocarbons(PAHs) and 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin(TCDD). These chemicals have been identified worldwide and can have a significant impact on the human health and well being of human and wildlife. Given these issues, the detection and quantification of these chemicals in biological, environmental and food samples is important.
CYP1B1 enzyme metabolize PAHs and estradiol. CYP1B1 metabolize estradiol to 4-hydroxyestradiol that is considered as carcinogenic metabolite. Luciferase activity was induced about 20 folds over that control by 1 nM TCDD (2,3,7,8-tetrchlorodibenzo-p-dioxin) and these inductions were dose-dependent. Recent industrialized society, human hasbeen widely been exposed to widespread environmental contaminants such as PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbon) that are originated from the incomplete combustion of hydrocarbons. PAHs are known to be ligands of the AhR (aryl hydrocarbon receptor). Induction of cytochrome P4501B1(CYP1B1) in cell culture is widely used as a biomarket for PAHs. Therefore we have studied the effect of PAHs in the human breast cancer cells MCF-7 to evaluate bioactivity of PAHs. Cytochrome P4501B1(CYP1B1) is known to be inducible by xenobiotic compounda such as policyclic aromatic hydrocarbon (PAH) and dioxins such as 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin(TCDD). And these induction of CYP1B1 is also regulated by many categories of chemicals. In order to investigate the effects of several chemicals on CYP1B1 gene expression in luciferase gene, and then transfected into these cells. After treatment of chemicals, the luciferase activity was measured. We examined effects of PAHs on the CYP1B1-lucifrease reporter gene and CYP1B1 mRNA level. Benzo(k)fluoranthene showed strong response to CYP1B1 promoter activity stimulation, and also CYP1B1 mRNAs increase in MCF-7 cells in a concentration-dependent manner. flvonoids such as genistein decreased B(k)F induced luciferase activity at low concentration. it exhibited stimulatory effect at high concentration.
Park, Seung-Shik;Kim, Young-J.;Kang, Chang-H.;Cho, Sung-Yong;Kim, Tae-Young;Kim, Seung-Jai
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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제22권E2호
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pp.57-68
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2006
Four intensive seasonal sampling campaigns between October 1998 and October 1999 were undertaken at an urban site of Chongju, in which polyurethane foam (PUF) sampler was used to collect particulate- and vapor-phase polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). The contribution to total (particulate+vapor) PAH concentration by the vapor phase component exceeded the particulate phase contribution by factor of ${\sim}2.6$. Summed concentrations of phenanthrene (30.9%), pyrene (16.6%), naphthalene (11.3%) and fluoranthene (11.0%) account for significant amounts of the vapor-phase, while chrysene (12.5%), benzo[b]fluoranthene (11.6%), indeno[123-cd]pyrene (9.9%), benzo[ghi]perylene (9.5%), benzo[k]fluoranthene (9.4%), pyrene (8.9%), and benzo[a]pyrene (8.3%) are found to be the most common PAH compounds in the particulate phase. The results from application of principal component analysis to particulate-phase PAH data demonstrate that a combination of PAH and $PM_{2.5}$ inorganic data is a more powerful tracer of emission sources than PAH species data alone. Particulate-phase PAH species were found to be associated predominantly with emissions from diesel engine vehicles and incineration.
The hazards associated with the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are known to be recalcitrant by their structure, but white rot fungi are capable of degrading recalcitrant organic compounds. Phlebia brevispora KUC9045 isolated from Korea was investigated its efficiency of degradation of four PAHs, such as phenanthrene, anthracne, fluoranthene, and pyrene. And the species secreted extracellular laccase and MnP (Manganese dependent peroxidase) during degradation. P. brevispora KUC9045 demonstrated effective degradation rates of phenanthrene (66.3%), anthracene (67.4%), fluoranthene (61.6%), and pyrene (63.3%), respectively. For enhancement of degradation rates of PAHs by the species, Remazol Brilliant Blue R (RBBR) was preferentially supplemented to induce ligninolytic enzymes. The biodegradation rates of the three PAHs including phenanthrene, fluoranthene, and pyrene were improved as higher concentration of Remazol Brilliant Blue R was supplemented. However, anthracene was degraded with the highest rate among four PAHs after two weeks of the incubation without RBBR addition. According to the previous study, RBBR can be clearly decolorized by P. brevispora KUC9045. Hence, the present study demonstrates simultaneous degradation of dye and PAHs by the white rot fungus. And it is considered that the ligninolytic enzymes are closely related with the degradation. In addition, it indicated that dye waste water might be used to induce ligninolytic enzymes for effective degradation of PAHs.
Surface sediments (0- 5 cm), mussels (Mytilus coruscus and M. edulis) and oysters (Crassostrea gigas) were sampled at 20 stations in Korean coast during a period of February to July 2000. Samples were analyzed for polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) content using gas chromatography coupled to mass spectrometer detector (GC/MSD). The sediment $\sum PAH$ concentration varied from 7 to 1,214 ng/g dry weight and the level of carcinogenic PAHs of six species ranged from 1 to 563 ng/g dry weight in surface sediments. In organisms, the levels of $\sum PAH$ were in the range of 63-876 ng/g dry weight and the concentrations of carcinogenic PAHs of six species were in the range of 4-582 ng/g dry weight. The highest PAH concentrations in sediments and organisms were in samples from Station 5 in Pohang coast and Station 8 in Jinhae coast, respectively. $\sum PAH$ concentrations in sediments and organisms collected from Korean coast were slightly low or comparable to those in other countries. The contribution of ring aromatic groups to sum of 16 PAHs in sediments and organisms showed a similar pattern for most stations. In sediments, the predominant contributions were four and five ring aromatics like fluoranthene, pyrene, benzo[a]anthracene, chrysene, benzo[b]fluoranthene, benzo[k]fluoranthene and benzo[a]pyrene. In the organisms, four ring aromatics like fluoranthene, pyrene, benzo[a]anthracene and chrysene were predominant PAH species. Several molecular indices such as phenanthrene/anthracene, fluoranthene/pyrene and LMW/HMW ratio were used to identify the origin of PAH contamination in sediments. The results indicate that PAHs of Korean coast were mainly of pyro1ytic contaminants with slight petrogenic input. A high correlation within individual PAH compound in marine sediments was observed, while correlation in organisms showed a highly significant relationship for heavier molecular weight PAHs.
Biological activities of PAHs are not known although PAHs are considered as carcinogens. Recent industrial society has human widely exposed to PAHs (polynuclear aromatic hydrocarbons) that are comming from the incomplete combustion of organic material as wider spread environmental contaminants. Our laboratory have been studied the effect of PAHs in the human breast cancer MCF-7 cells. In this study, we examined the human breast cancer MCF-7 cells as a new system to evaluate bioactivity of PAHs. We have selected 13 PAHs to examine bioassay using CYP1A1-luciferase reporter gene expression system where CYP1A1 1.6 Kb 5flanking region DNA was cloned in front of luciferase reporter gene and this plasmid was transfected into MCF-7 cells transiently. This cells then used for the study to observe the effect of PAHs. We demonstrated that PAHs induced the CYP1A1 promoter, CYP1A1 mRNA and 7-ethoxyresolufin O-deethylase (EROD) activities in a concentration-dependant manner. None of PAHs that we have tested showed stronger stimulatory effect on CYP1 gene expression than TCDD. Benz(a)anthracene and benzo(b)fluoranthene were weak responders to CYP1A1 promoter activity stimulation, CYP1A1 mRNA and EROD induction in MCF-7 cells and these chemicals seemed to respond less either CYP1A1 mRNA or EROD than CYP1A1 promoter activity. Benzo(k)fluoranthene, chrysene, and dibenzo(a, h)anthracene showed strong response to CYP1A1 promoter activity stimulation, CYP1A1 mRNA increase and also EROD induction in MCF-7 cells. Results of dose response study suggested that two strong responding PAHs, such as benzo(k)fluoranthene and dibenzo(a, h)anthracene might be mediated through Aryl hydrocarbon receptors system in MCF-7 cells.
Wastewaters being treated and final effluents were collected from 3 wastewater treatment plants of petrochemical industries, from August 31 to October 4, 1993 in an interval of 10 days, and further analysed by GC/FID to investigate discharge situation and removal efficiency on polycyclic aromatic hydrocarbons. The results were as follows: 1. The PAHs 294.57 $\mu$g/l were discharged in primary treatment effluent of plant A to manufacture vinyl acetate resin and acryl, and removed 54.51% by aeration and totally 84.71%. 2. The PAHs of the highest concentration were discharged in primary treatment effluent of plant B to manufacture PS resin and ABS resin, but removed 91.65% by activated sludge process and 98.19% by activated carbon to discharge PAHs of the lowest concentration comparing to another treatment operations. 3. The PAHs 99.96 $\mu$g/l of the lowest concentration were discharged in wastewater of plant C to manufacture epoxy resin, and removed 80.48% by activated sludge process. 4. B treatment system including activated carbon showed up the best removal efficiency of PAHs. Activated carbon therefore, seems to be effective as tertiary treatment. 5. Correlation coefficient of components to total PAHs was generally low, and correlation coefficients of phenanthrene, pyrene and acenaphthylene to total PAHs were each 0.98, 0.97 and 0.80, respectively. Correlation coefficient of the sum of phenanthrene, pyrene and acenaphthylene to total PAHs was 0.99, so that the sum of phenanthrene, pyrene and acenaphthylene was available as index to estimated total PAHs. 6. Phenanthrene and Chrysene were very well treated biologically and acenaphthylene and fluoranthene were untreated biologically. 7. Considering EPA standards, it seems that the concentration of phenanthrene, pyrene, fluoranthene, and benzo(k)fluoranthene is high level.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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