• 제목/요약/키워드: Isotope dilution technique

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Isotope-Dilution Mass Spectrometry for Quantification of Urinary Active Androgens Separated by Gas Chromatography

  • Lee, Su-Hyeon;Choi, Man-Ho;Lee, Won-Yong;Chung, Bong-Chul
    • Mass Spectrometry Letters
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    • 제1권1호
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    • pp.29-32
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    • 2010
  • Cross reacting antibodies can cause an overestimation of the results of immunoassays. Therefore, alternative methods are needed for the accurate quantification of steroids. Gas chromatography combined with isotope-dilution mass spectrometry (GC-IDMS) is developed to quantify urinary active androgens, testosterone, epitestosterone and dihydrotestosterone, which are clinically relevant androgens to both hair-loss and prostate diseases. The method devised involves enzymatic hydrolysis with $\beta$-glucuronidase, solid-phase extraction, liquid-liquid extraction using methyl tert-butyl ether and subsequent conversion to pentafluorophenyldimethylsilyl-trimethylsilyl (flophemesyl-TMS) derivatives for sensitive and selective analysis in selected-ion monitoring mode. Flophemesyl-TMS derivatization not only eliminates matrix interference but also has a good peak resolution within a 6 min-run. A selective and sensitive GC technique with flophemesyl-TMS derivatives also allows accurate quantitative analysis of three active androgens when combined with IDMS. The limit of quantification of the three analytes was <50 pg/mL, and extraction recoveries ranged from 91.9 to 102.1%. The precision and accuracy were 1.2~6.5% and 89.0~106.7%, respectively. This GC-IDMS method can be useful for evaluating the drug efficacy and monitoring the biological processes responsible for male-pattern baldness and prostate diseases.

동위원소희석 유도결합플라스마질량분석법에 의한 저 합금강 표준시료중의 Ni, Cr, Mo의 분석 (Determination of Ni, Cr, Mo in Low Alloy Steel Reference Materials by Isotope Dilution Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)

  • 서정기;우진춘;민형식;임명철
    • 분석과학
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    • 제16권1호
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    • pp.82-89
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    • 2003
  • Isotope dilution mass spectrometry (IDMS) was applied to the determination of Ni, Cr, Mo in low alloy steel reference materials. The Mo isotope ratio measurement was performed by dynamic reaction cell inductively coupled plasma mass spectrometry (DRC-ICP/MS) using ammonia as a reaction cell gas. In the case of Ni and Cr measurement, all data were obtained at medium resolution mode (m/${\Delta}m=3000$) of double focusing sector field high resolution inductively coupled plasma mass spectrometry (HR-ICP/MS). For the method validation of the technique was assessed using the certified reference materials such as NIST SRM 361, NIST SRM 362, NIST SRM 363, NIST SRM 364, NIST SRM 36b. This method was applied to the determination of Ni, Cr and Mo in low alloy steel sample (CCQM-P25) provided by NMIJ for international comparison study.

동위원소희석법을 이용한 열이온 질량분석: 희토류원소 지구화학에의 응용 (Thermal Ion Mass Spectrometry with Isotope Dilution Method: An application to Rare Earth Element Geochemistry)

  • 이승구;성낙훈;김용제
    • 암석학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.190-201
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    • 2001
  • 동위원소희석법은 스파이크(농축 동위원소)를 사용하여, 질량분석기에서 얻어지는 각 원소들의 동위원소 스펙트럼을 비교함으로써 정량화하는 방법으로서, 현재까지 개발된 정량분석 방법 중 가장 정확한 방법이다. 특히 열이온 질량분석기(Thermal Ion Mass Spectrometer)를 이용한 동위원소희석법은 현재까지 알려진 분석방법 중 가장 신뢰도가 높은 결과(1% 이내의 정도까지 가능함)를 얻을 수가 있다. 동위원소회석법에 의해 정량분석을 하고자 할 때, 가장 중요한 요인중의 하나로서 스파이크(농축 동위원소)의 선택이다. 회토류원소의 복합 스파이크용액을 만들 때의 개개의 회토류원소의 스파이크는 $^{138}$ $La^{142}$ , $Ce^{145}$ /Nd, $^{149}$ /, $Sm^{151}$ , $Sm^{151}$Eu, $^{157}$ Gd, $^{163}$ Dy, $^{167}$ Er, $^{171}$ , $Yb^{176}$ Lu를 많이 쓴다. 이 동위원소희석법에 의한 정량분석이 가장 유용하게 쓰여지고 있는 지구화학적 연구분야는 암석이나 광물의 연대를 측정하고자 할 때의 관심원소의 정량 및 자연계시료의 회토류 원소의 미세구조를 들 수가 있다. 특히 희토류원소의 테트라드 효과를 연구하고자 할 때, 이 동위원소희석법은 아주 효과적인 방법이다.

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A Technique to Minimize Impurity Signal from Blank Rhenium Filaments for Highly Accurate TIMS Measurements of Uranium in Ultra-Trace Levels

  • Park, Jong-Ho;Choi, In-Hee;Song, Kyu-Seok
    • Mass Spectrometry Letters
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    • 제1권1호
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    • pp.17-20
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    • 2010
  • As background significantly affects measurement accuracy and a detection limit in determination of the trace amounts of uranium, it is necessary to minimize the impurities in the filaments used for thermal ionization mass spectrometry (TIMS). We have varied the degassing condition such as the heating currents and duration times to reduce the backgrounds from the filaments prepared with zone-refined rhenium tape. The most efficient degassing condition of the heating current and the duration time was determined as 3.5 A and 60 min, respectively. The TIMS measurement combined with the isotope dilution mass spectrometry (IDMS) technique showed that the uranium backgrounds were determined to be in a few fg level from blank rhenium filaments. The background minimized filaments were utilized to measure the uranium isotope ratios of a U030 (NIST) standard sample. The excellent agreement of the measurement with the certified isotope ratios showed that the degassing procedure optimized in this study efficiently reduced the impurity signals of uranium from blank rhenium filaments to a negligible level.

논토양에서 중질소(N-15)를 이용한 표면시용 요소로부터 유래하는 질소의 행동에 관한 연구 (A Study on the Behavior of Surface-Applied Urea with $^{15}N$ Isotope Dilution Technique in Paddy Soil)

  • 이상모;류순호
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제37권4호
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    • pp.277-286
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    • 1994
  • 중질소(N-15)를 추적자로 사용하는 동위원소 희석법(isotope dilution technique)을 이용하여 수도를 pot 재배하면서 중질소로 표지된 요소를 15kg N/10a(관행구)와 30kg N/10a(배비구) 수준으로 사용한 후 토양과 수도체의 중질소함량을 안정동위원소비 질량분석기로 분석하여 사용한 요소로부터 유래하는 질소의 수지(balance)를 계산하였다. 수도체 중 시용한 요소로부터 유래하는 질소가 차지하는 비율(NDFF)은 관행구에서 평균 64%, 배비구에서 평균 89%로서 배비구가 높았으나, 수도체에 의한 시용된 요소의 회수율은 관행구와 배비구가 각각 65.5와 54.2%로서 시용된 요소의 효율은 관행구가 높았다. 시용된 요소 중 토양에 무기태 질소의 형태로 남아있는 잔류율은 관행구과 배비구에서 수도를 재배하지 않은 경우 각각 $13.5%(NH_4-N\;5.53%,\;NO_3-N\;7.99%)$$16.5%(NH_4-N\;7.49%,\;NO_3-N\;8.98%)$이고, 수도를 재배한 경우 각각 $2.0%(NH_4-N\;0.63%,\;NO_3-N\;1.32%)$$2.3%(NH_4-N\;0.87%,\;NO_3-N\;1.40%)$로서 수도를 수확한 직후의 토양에서 관행구와 배비구 모두 시용된 요소는 $NH_4-N$의 형태보다는 $NO_3-N$의 형태로서의 잔류율이 높았다. 시용된 요소 중 토양에 유기태 질소의 형태로 남아있는 잔류율은 수도를 재배한 경우에는 관행구와 배비구가 각각 23.65와 26.93%로서 비슷하였으나, 수도를 재배하지 않은 경우에는 각각 64.98과 41.83%로서 큰 차이가 있었다. 수도체와 토양에 의한 시용된 요소의 전체 회수율은 수도를 재배하지 않은 경우 관행구 78.5%, 배비구 58.3%이고, 수도를 재배한 경우 관행구 91.1%, 배비구 83.4%로서 시용된 요소의 전체 회수율은 관행구가 높았다.

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답리작 춘계포장에서 보리 및 이탈리안 라이그라스와 두과의 혼파비율이 동위원소 희석법 및 차이법을 이용한 질소고정 및 이동에 미치는 영향 (Effect of Barley, Italian ryegrass and Legume Mixture on Nitrogen Fixation and Transfer to Grasses on Spring Paddy Field using Isotope Dilution and Difference Method)

  • 이효원;이효진;김원호;윤봉기;고한종
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.318-324
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    • 2016
  • 본 연구는 전남농업기술원 답리작 시험포장에서 2006년과 2007년 사이에 보리와 이탈리안 라이그래스와 각종 두과를 혼파비율을 달리한 처리하여 파종하였다. 주구는 보리 및 이탈리안 라이그래스와 자운영, 크림손클로버, 헤어리벳치, 사료용 완두였고 세구는 화본과와 두과를 각각 50:50, 60:40, 70:30 그리고 80:20이었다. 공중질소 고정량 및 이의 이동을 측정하기 위하여 질소동위원소($^{15}N(NH_4)_2SO_4$)를 2007년 4월 15일 처리 후 쿼드랏 안의 식물체를 6월 8일에 수확하여 화본과 및 두과로 분리한 후 안정성동위원소 질량분석기를 이용하여 분석하였다. 공중질소 고정률은 두과에서 화본과로, 질소이동은 차이법과 동위원소 희석법을 이용하여 구하였다. 본 실험결과의 주요내용은 동위원소 초과는 화본과에서는 차가 없었던 반면 보리와 두과와 혼파비율이 60:40인 처리에서 유의적인 차이가 있었다. 그 값은 보리와 혼파한 두과는 0에서 0.54 범위였다. 이탈리안 라이그래스와 두과 혼파에서는 초과 값이 더 높아 보리에서는 0.71에서 0.82, 두과는 0.37에서 1.01 사이였다. 공중 질소 이용비율은 보리와의 조합은 0%~49.5%, 이탈리안 라이그라스 조합은 0~60.5%의 범위로 다양한 결과를 나타내었다. 차이법에 의한 이동량 시험에서는 보리와의 조합에서 12.3~90.9 kg/ha, 이탈리안 라이그래스 조합에서는 보리보다 더 많아 31.7~107.8 kg 사이였다. 한편 동위원소 희석법에서는 보리와 두과 혼파조합은 0~36.1 kg/ha 그리고 이탈리안 라이그래스와 두과 혼파에서는 0~50.6 kg/ha로 이탈리안 라이그래스 조합이 더 많은 것으로 나타났다. 차이법에 의한 질소 이동량이 동위원소 희석법보다 더 많은 것으로 나타났다.

Comparative GC-MS Based In vitro Assays of 5α-Reductase Activity Using Rat Liver S9 Fraction

  • Lee, Su-Hyeon;Lee, Dong-Hyoung;Lee, Jeong-Ae;Lee, Won-Yong;Chung, Bong-Chul;Choi, Man-Ho
    • Mass Spectrometry Letters
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    • 제3권1호
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    • pp.21-24
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    • 2012
  • $5{\alpha}$-Dihydrotestosterone (DHT) is the primary active metabolite of testosterone, catalyzed by $5{\alpha}$-reductase ($5{\alpha}R$) in the skin, prostate, and liver. In this study, the $5{\alpha}R$ activity in rat liver S9 fraction in the presence of a NADPH-generating system was evaluated and compared by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)-based in vitro assays. Testosterone and a $5{\alpha}R$ inhibitor, finasteride, were added to the S9 fractions and incubated at $37^{\circ}C$ for 1 h. Both testosterone and DHT were quantitatively measured and compared with two different GC-MS-based steroid profiling techniques. DHT was not detected by conventional GC-MS analysis in the absence of finasteride when the concentration of testosterone in the S9 fraction was less than $0.2{\mu}M$, whereas the isotope-dilution GC-MS (GC-IDMS) system was able to evaluate the $5{\alpha}R$ activity. Because the S9 fraction contains more reactive enzymes and is easier to collect from tissues compared with a microsomal solution, the combination of the S9 fraction and GC-IDMS technique may be a promising assay for evaluating the $5{\alpha}R$ activity in large-scale clinical studies.

Quantitative Speciation of Selenium in Human Blood Serum and Urine with AE- RP- and AF-HPLC-ICP/MS

  • Jeong, Ji-Sun;Lee, Jonghae;Pak, Yong-Nam
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권12호
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    • pp.3817-3824
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    • 2013
  • Various separation modes in HPLC, such as anion exchange (AE), reversed-phase (RP), and affinity (AF) chromatography were examined for the separation of selenium species in human blood serum and urine. While RP- and AE-HPLC were mainly used for the separation of small molecular selenium species, double column AF-HPLC achieved the separation of selenoproteins in blood serum efficiently. Further, the effluent of AF-HPLC was enzymatically hydrolyzed and then analyzed with RP HPLC for selenoamino acid study. The versatility of the hybrid technique makes the in-depth study of selenium species possible. For quantification, post column isotope dilution (ID) with $^{78}Se$ spike was performed. ORC ICP/MS (octapole reaction cell inductively coupled plasma/mass spectrometry) was used with 4 mL $min^{-1}$ Hydrogen as reaction gas. In urine sample, inorganic selenium and SeCys were identified. In blood serum, selenoproteins GPx, SelP and SeAlb were detected and quantified. The concentration for GPx, SelP and SeAlb was $22.8{\pm}3.4\;ng\;g^{-1}$, $45.2{\pm}1.7\;ng\;g^{-1}$, and $16.1{\pm}2.2\;ng\;g^{-1}$, respectively when $^{80}Se/^{78}Se$ was used. The sum of these selenoproteins ($84.1{\pm}4.4\;ng\;g^{-1}$) agrees well with the total selenium concentration measured with the ID method of $87.0{\pm}3.0\;ng\;g^{-1}$. Enzymatic hydrolysis of each selenium proteins revealed that SeCys is the major amino acid for all three proteins and SeMet is contained in SeAlb only.

동위원소희석 ICP-MS분석법에 의한 남극 세종기지 주변 토양의 중금속 측정 (Measurement of heavy metals in antarctic soil at the king sejong station: application of isotope dilution inductively coupled plasma mass spectrometry)

  • 서정기;황의진;민형식
    • 분석과학
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    • 제21권5호
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    • pp.364-374
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    • 2008
  • 2000년도에 COMNAP/SCAR에 의해 극지지역의 환경모니터링에 관한 표준기술지침서인 'Antarctic Environmental Monitoring Handbook'이 발간되었다. 이 지침서에 따라 남극세종기지주변지역의 토양시료중의 중금속을 분석하였다. 시료분해방법은 고압산분해 방법을 사용하였고, 분석방법으로는 동위원소희석 유도결합플라스마질량분석법을 사용하여 토양중의 Pb, Cu, Zn 성분을 분석하였다. 분석방법의 정확성을 확인하기 위해 표준시료인 NIST 2702를 분석한 결과 인증값의 99.5~100.8% 범위내에서 일치하였다. Chelex 100 이온교환수지를 사용하여 간섭이온을 제거하기 위해 매질을 분리하였다. 측정결과 인위적오염이 예상되는 기지주변지역의 중금속의 평균농도는 각각 Pb 332.9 mg/kg, Cu 95.6 mg/kg, Zn 115.3 mg/kg로 나타났으며, 기지에서 멀리 떨어진 지역의 평균농도는 각각 Pb 28.1 mg/kg, Cu 101.8 mg/kg, Zn 115.6 mg/kg로 나타났다. Pb 농도는 기지주변지역과 멀리 떨어진 지점에서 현저한 차이를 보였다.

셀레늄 강화 스피룰리나에서의 낮은 분자량 셀레노 화합물 분석 (Analysis of Low Molecular Weight of Seleno compounds in Selenium-Fortified Spirulina)

  • 지영;이정석;한영석;박용남
    • 대한화학회지
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    • 제63권5호
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    • pp.335-341
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    • 2019
  • 배양한 셀레늄 강화 스피룰리나를 ICP-MS에서 동위원소희석법을 이용하여 총농도를 정량하였고, HPLC-ICP/MS를 이용하여 낮은 분자량의 셀레늄 화학종들을 각각 분리하고 정량하였다. 셀레노 화합물들은 일차적으로 증류수를 이용하여 추출하였고 이차적으로는 단백질 분해 효소 protease XIV를 이용하여 단백질들을 분해한 뒤에 추출하였다. 배양한 스피룰리나의 셀레늄 총량은 $414.9{\pm}4.0mg\;g^{-1}$으로 나타났고 증류수로 추출하였을때, 분리한 상등액과 가라앉은 residue는 각각 $318.3mg\;g^{-1}$$90.9mg\;g^{-1}$으로서 총량의 약 77%와 22%로 분포되어 있었다. 셀레늄 화학종의 분포는 상등액에서는 주로 selenate ($222.7mg\;g^{-1}$)가 존재하였고 단백질 가수분해를 시키고 조사한 결과, 유기셀레늄들 SeMet ($12.13mg\;g^{-1}$)과 SeCys ($15.20mg\;g^{-1}$)이 추가로 나타났다. Residue에서는 무기 셀레늄이 거의 검출되지 않았고 SeCys과 SeMet이 나타났으며 단백질 분해효소를 사용하여 추출한 경우, 더 많은 셀레노 아미노산들, SeCys ($9.35mg\;g^{-1}$)과 SeMet ($18.23mg\;g^{-1}$), 및 MeSeCys ($1.5mg\;g^{-1}$)이 검출되었다. 무기셀레늄은 주로 스피룰리나의 표면에 흡착된 것으로 보이며 증류수 추출로 이들을 충분히 제거할 수 있었고 결과, residue에서는 대부분 유기셀레늄(99% 이상)만 존재하였다.