Microtox 생물검정법을 이용한 은 이온과 은 나노입자의 수용액과 토양에서의 독성 비교 평가

위민아; 오세진; 김성철; 김록영; 이상필; 김원일; 양재의

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자료유형: 학술저널

저자정보: 위민아 (강원대학교) 오세진 (강원대학교) 김성철 (충남대학교) 김록영 (강원대학교) 이상필 (강원대학교) 김원일 (농촌진흥청) 양재의 (강원대학교)

저널정보: 한국토양비료학회 한국토양비료학회지 한국토양비료학회지 제45권 제6호

발행연도: 2012.12

수록면: 1,114 - 1,119 (6page)

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Ag+ 이온을 주성분으로 하는 Ag+N과 Ag0 나노입자를 주성분으로 하는 Ag0NP의 미생물학적 독성을 Microtox 생물검정법을 이용하여 수용액과 토양에서 용량-반응관계를 이용하여 비교, 평가하였다. 수용액 실험에서 Vibrio fisheri의 50% 발광 저해율을 보여주는 EC50 값은 Ag+N이 Ag0NP보다 현저히 낮게 나타나, 이온상태의 Ag+N이 독성이 훨씬 높음을 알 수 있었다. 노출시간이 15분에서 30분으로 증가하면 독성 또한 증가했다. 반대로 토양 추출액 실험에서는 Ag+N의 ED50 값이 Ag0NP의 값 보다 높아, Ag+N의 독성이 더 낮게 나타났다. 이것은 Ag+N의 Ag+가 토양 입자 또는 부식산에 강하게 흡착 되거나, Microtox 희석제 NaCl과 반응하여 난용해성 AgCl 침전물을 형성하여, 토양 추출액 중의 활성 Ag 농도가 감소한 것에 기인하는 것으로 판단되었다. Microtox 분석에 의한 Ag 나노용액의 생물학적 독성은 Ag의 존재형태 (Ag+, Ag0), 반응매질 (수용액, 토양), 노출시간에 따라 서로 상이한 결과를 보여 주었다.

This study was conducted to assess the microbial toxicity of ionic silver solution (Ag+N) and silver nanoparticle suspension (Ag0NP) based on the Microtox bioassay. In this test, the light inhibition of luminescent bacteria was measured after 15 and 30 min exposure to aqueous solutions and soils spiked with a dilution series of Ag+N and Ag0NP. The resulting dose-response curves were used to derive effective concentration (EC25, EC50, EC75) and effective dose (ED25, ED50, ED75) that caused a 25, 50 and 75% inhibition of luminescence. In aqueous solutions, EC50 value of Ag+N after 15 min exposure was determined to be < 2 mg L-1 and remarkably lower than EC50 value of Ag0NP with 251 mg L-1. This revealed that Ag+N was more toxic to luminescent bacteria than Ag0NP. In soil extracts, however, ED50 value of Ag+N with 196 mg kg-1 was higher than ED50 value of Ag0NP with 104 mg kg-1, indicating less toxicity of Ag+N in soils. The reduced toxicity of Ag+N in soils can be attributed to a partial adsorption of ionic Ag+ on soil colloids and humic acid as well as a partial formation of insoluble AgCl with NaCl of Microtox diluent. This resulted in lower concentration of active Ag in soil extracts obtained after 1 hour shaking with Ag+N than that spiked with Ag0NP. With longer exposure time, EC and ED values of both Ag+N and Ag0NP decreased, so their toxicity increased. The toxic characteristics of silver nanomaterials were different depending on existing form of Ag (Ag+, Ag0), reaction medium (aqueous solution, soil), and exposure time.

#AgNP #dose-response curve #EC< #SUB> #50< #/SUB> #ED< #SUB> #50< #/SUB> #microtox

참고문헌 (24)

참고문헌 신청

1. [단행본] - AZUR Environmental / 1998 / The Microtox acute basic, DIN, ISO and wet test procedure / Carlsbad

2. [보고서] - Cho, G.Y. / 2011 / Chemicals management division

3. [학술지(정기간행물)] - Feng, Q.L. / 2000 / A mechanistic study of the antibacterial effect of silver ions on Escherichia coli and Staphylococcus aureus / J. Biomed. Mater. Res 52 : 662 ~

4. [학술지(정기간행물)] - Haensch, M. / 2010 / Effects of silver nanoparticles on the microbiota and enzyme activity in soil / J. Plant Nutiri. Soil Sci 173 : 554 ~ 558

5. [학술지(정기간행물)] - Jacobson, A.R. / 2005 / The desorption of silver and thallium from soils in the presence of a chelating resin with thiol functional groups / Water Air Soil Poll 160 : 41 ~ 54

이 논문의 저자 정보

위민아

소속기관 강원대학교

주요연구분야 농수해양학 > 농학

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주요연구분야 농수해양학 > 농학 공학 > 건축공학 > 토목공학

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Sung Chul Kim

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주요연구분야 농수해양학 > 농학 TOP 5% 농수해양학 > 농수해양학 일반

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김록영

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Sang-Phil Lee

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Won-Il Kim

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Jae-Eui Yang

소속기관 강원대학교

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