디스플레이 유기 발광/변조 재료(DOLMs)는 환경에서 점차 많이 검출되며 건강 문제를 야기하고 있으나, 독성 데이터와 메커니즘 연구가 부족하여 정확한 위해성 평가에 어려움이 있습니다. 본 연구는 네트워크 독성학 및 분자 도킹을 통합하여 1838개 DOLMs에 대한 체계적인 전산 독성 평가를 최초로 수행했습니다.
세 가지 플랫폼을 활용하여 심장 독성, 신장 독성, 간 독성, 호흡기 독성, 미토콘드리아 독성, 눈 자극 독성 등 6가지 주요 독성 종말점을 식별했습니다. 이 독성 종말점들에서 39개의 핵심 DOLMs와 20개의 핵심 표적(5개 독성 종말점에서 공유된 12개 표적, 눈 자극과 관련된 9개 표적, MMP2 중복)이 확인되어 다중 독성 간의 공유 분자 메커니즘 가능성을 시사합니다.
기능 농축 분석 결과, 이러한 표적들은 주로 외래 자극 반응, 세포자멸사 과정의 음성 조절과 같은 핵심 생물학적 과정에 관여하며, AGE-RAGE, FoxO, PI3K-AKT, MAPK, HIF-1 등 주요 신호 전달 경로와 관련이 있었습니다. 분자 도킹 결과는 대부분의 핵심 DOLMs와 핵심 표적 간의 우수한 결합 친화도를 보여 6가지 독성 종말점에서의 잠재적 역할을 뒷받침합니다.
본 연구는 DOLM 유발 독성의 잠재적 분자 메커니즘을 규명하는 중요한 전산 프레임워크를 구축하고, 신흥 오염 물질의 위해성 평가를 위한 효율적인 전략을 제시합니다.
오염된 공기는 전 세계적인 주요 건강 위험 요인이지만, 대기 중 가스 및 입자의 복잡성과 시료 채취의 어려움으로 인해 화학적 조성과 독성에 대한 연구는 미흡합니다. 본 연구팀은 최근 폴리디메틸실록산(PDMS) 폼(실리콘 폼)을 이용한 수동 공기 채취법을 개발하여 실내 공기의 비표적 화학 프로파일링을 위한 간단하고 비용 효율적인 방법을 제시했습니다.
본 연구에서는 상용 PDMS 폼을 활용하여 실내외 환경에서 그 적용 범위를 확장했습니다. 구체적으로는 액체 및 기체 크로마토그래피-고분해능 질량분석법을 통해 220가지 이상의 우선순위 물질을 정량적으로 분석하고, 축적된 미세 입자의 미세 구조 및 비표적 프로파일링을 수행했습니다. 또한, 독성 데이터와 비표적 분석을 결합한 독성 유도 분석을 통해 유해 물질을 발견했습니다.
분석 결과, 중간 정량 한계는 0.12 ng/mL였으며, 표적 분석 물질의 90%가 70~130%의 회수율을 보였습니다. 에틸렌 글리콜, 살충제, 자외선 차단제와 같은 유해 물질이 발견되었고, 현미경 분석을 통해 풍부한 미세 입자의 축적이 확인되었으며, 형광성 입자의 대부분은 4 μm 미만이었습니다. 실외 시료 추출물은 인간 폐세포 생존율을 감소시켰고, 다변량 모델링을 통해 잠재적 독성 물질군이 가상 독성 유도 분석에서 확인되었습니다.
PDMS 폼 디스크는 선형 샘플링 속도 결정을 위한 현장 보정이 필요하지만, 현재 결과와 적용 가능성은 PDMS 폼이 대기 중 화학 물질 정량, 독성 분석 및 분자 발견을 통합하는 다중 모드 수동 샘플러임을 입증합니다. 이는 대기 오염 물질 연구에 새로운 지평을 열 것으로 기대됩니다.
