| 초록 |
비전통 안정동위원소(Non-traditional stable isotope)는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 아연(Zn), 니켈(Ni) 등과 같이 최근에서야 연구되어지는 안정동위원소를 말한다. 이 원소들은 기존의 안정동위원소에 비해서 상대적으로 연구가 이루어지지 않았지만, 최근 다검출기 유도결합 플라즈마 질량분석기(MC-ICP-MS) 등 분석기기의 발달로 인해서 활발하게 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 국내 최초로 컬럼관과 음이온 교환수지를 이용한 이온교환 크로마토그래피를 통하여 비전통 안정동위원소 중 Mo, Zn, Ni의 분리 및 MC-ICP-MS 를 이용한 동위원소 분석에 대하여 연구를 수행하였다. 실험은 크게 Mo, Zn, Ni 원소를 분리 및 회수하기 위한 컬럼 작업(Chromatography)과 MC-ICP-MS를 이용한 동위원소 분석으로 진행되었다. 실험 전 안전 및 오염에 주의가 필요하였고, 모든 작업은 후드안에서 이루어졌다. 실험에는 ppt 단위로 불순물이 들어 있는 초고순도 시약(Optima Grade, Fisher Scientific) 및 정제시약이 사용되었다. 원소 분리작업은 컬럼관(BioRad PolyPrep Ⓡ column, 10ml)과 음이온 교환수지(Anion exchange resin)를 사용한 이온교환 크로마토그래피 작업을 통하여 이루어졌고, 원소별로 사용하는 음이온 교환수지와 시약이 다르게 사용되었다. Mo 원소분리는 BioRad Resin AG Ⓡ 1-X8, 200-400 mesh 음이온 교환수지, Zn은 AG Ⓡ MP-1M, 100-200 mesh, 그리고 Ni은 Bio-Rad Ⓡ 50W-X8, 200-400 mesh와 Eichrom Ni Resin, 100-150μ 2가지의 음이온 교환수지를 사용하여 실험을 진행하였다. 그 결과 세 원소 모두 각각의 시약의 변경에 따라 분리구간을 확인할 수 있었고, 회수율도 높았다. 이 실험을 통해 Mo, Zn, Ni 원소는 완전히 분리할 수 있었다. 또한 Zn를 분리하는 과정에서 부수적으로 Cu의 분리도 성공하였다. 분리 후에는 한국기초과학지원연구원 오창센터에서 보유하고 있는 MC-ICP-MS를 사용하여 동위원소를 분석하였다. 원소마다 분석조건은 다르며 사용한 동위원소 표준물질도 Mo는 JMC-Mo, Zn은 IRMM-3702 그리고 Ni은 NIST986으로 달랐다. 이번 연구에서 발견한 분리법을 적용하였을 때 동위원소 분석이 가능한지에 대한 신뢰성을 판단하기 위해서 BHVO-2, SDO-1, PACS-2, NOD-P-1 등 지질표준물질을 이용하여 원소를 분리하고 동위원소 분석을 하였다. 그 결과 Mo 동위원소는 BHVO-2, SDO-1, PACS-2, IAPSO의 δ 98/95 Mo 값이 각각 –0.32±0.24‰, 0.66±0.11‰, 0.91±0.16‰, 1.88±0.08‰을 나타내었다. Zn 동위원소의 경우 BHVO-2, BCR-2, BIR-1의 δ 66 Zn 값이 각각 0.21±0.18‰, 0.17±0.30‰, 0.10±0.29‰을 나타내었다. 그리고 Ni 동위원소는 표준물질 BHVO-2, SDO-1. NOD-P-1의 δ 60/58 Ni 값이 –5.22±0.05‰, -3.90±0.07‰, 2.58±0.04‰을 나타내었다. 연구결과 동위원소 분석이 성공적으로 이루어졌다. 이 연구를 통해 국내 최초로 Mo, Zn, Ni 비전통 안정동위원소의 분석이 성공적으로 이루어져, 이들 비전통 동위원소 분석이 국내에서도 가능하게 되었다. 또한 연구결과는 국내외 학회지에 7편 게재되었고, 국내외 학술대회에서 5편 발표되었다. 또한 이 연구를 통해 3명의 대학원생이 수해를 받아 이중 2명이 졸업하고 1명은 재학중이다. (출처 : 연구결과 요약문 3p) |
