화장품에 방부제(살균/보존제)로 사용되는 1, 2-hexanediol (HD)로 인한 부작용을 극복하기 위하여, Escherichia coli (E. coli)의 ${\beta}-galactosidase$ (${\beta}-gal$)를 이용하여 transgalactosylation 반응으로 1, 2-hexanediol galactoside (HD-Gal)를 합성하였다. 본 연구에서는 합성된 HD-Gal의 인간 피부세포에 대한 독성이 어느 정도인지를 HD와 비교하여 관찰하였다. HD-Gal과 HD의 세포독성은 인간 피부각질형성세포(HaCaT cell line)에 HD와 HD-Gal을 처리한 후, cell proliferation assay를 이용하여 비교 분석하였다. 또한 이때, 위상차 현미경으로 HD-Gal과 HD로 처리한 세포의 상태를 비교 관찰하였다. 그 결과, HD-Gal은 42.2 mM에서 211 mM의 농도 범위에서 세포독성이 관찰되지 않았으며, 현미경 관찰에서도 큰 변화를 관찰할 수 없었다. 그러나, HD의 경우에는 저농도에서(42.2 mM and 84.4 mM)는 세포독성이 관찰되지 않았으나, 고농도(168.8 and 211 mM)에서 매우 높은 세포독성을 나타내었고, 현미경 관찰에서는 고농도에서는 물론이고, 세포독성이 관찰되지 않은 HD의 저농도에서도 세포모양과 세포 수에서의 변화가 관찰되었다. 앞으로 세포독성이 감소된 HD-Gal이 HD의 대체제로서 안전, 건강 및 웰빙 개념의 새로운 용도로 개발될 수 있을 것으로 생각된다.
Cosmetic activities of the leaves of Curcuma longa L. were compared according to different drying methods, to expand the use of the by-products of Curcuma longa L. The highest extraction yield of 29.4% was obtained from vacuum drying process (VD), whose value was very close to 29.2% from freeze drying process (FD). Relatively lower extraction yield were observed as 24.5% and 25.3% from the raw leaf (RL) as control and hot air drying process (HD). The cytotoxicity was observed lower FD and VD than RL and HD. It shows that cytotoxicity was closely related to cosmetic activities such as tyrosinase and melanin inhibition activities by showing much better cosmetic activities of the extracts from both FD and VD than those from the RL and HD. It was interesting that was differences of the cosmetic activities and cytotoxicity between FD and VD, which implies that VD method should be a more efficient process than FD method in terms of drying time and operation costs: 6 hours vs 24 hours and 3-5 times higher extraction costs in drying. It was observed that VD is more excellent dry method than others. This result could be utilized to effectively dry other soft plant biomass.
재조합 대장균의 ${\beta}-galactosidase$ (${\beta}-gal$)을 이용하여 transgalactosylation 반응으로 1, 2-hexanediol galactoside (HD-gal) 합성을 수행하였다. 먼저, 합성 반응을 수행할 때의, ${\beta}-gal$의 양, 1, 2-hexanediol(HD)의 양, 반응 pH, 반응 온도 등 반응조건을 최적화하였다. ${\beta}-Gal$은 4.8 U/mL, HD는 75 mM, pH는 7.0, 온도는 $37^{\circ}C$의 조건이 최적 합성 조건이었으며, 이때, 약 96%의 HD가 HD-gal로 conversion 되었다. 그리고, 돼지 epidermis를 이용하여 HD와 HD-gal의 water holding capacity (WHC)를 비교 측정하여 보았는데, 이때, epidermis 표면에 HD와 HD-gal을 84.4, 126.6, 168.8, 211.0 mM을 처리하였으며, 84.4, 126.6, 168.8 mM의 HD와 HD-gal을 처리하였을 경우 HD-gal이 HD보다 더 큰 WHC 값을 보여 주었고, 168.8 mM의 경우에는 HD-gal이 HD와 비교하여 최대 약 20% 정도의 더 큰 WHC 값을 보여 주었다. 그러나, HD-gal의 MIC (minimal inhibitory concentration) 값을 측정해 본 결과, Enterococcus faecalis의 경우에는 HD의 MIC와 같았으나, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus의 경우에는 약 3배에서 10배까지 HD-gal의 MIC 값이 HD에 비하여 증가되는 현상이 관찰되었다. 결론적으로, HD의 transgalactosylation 반응으로 인하여 합성된 HD-gal의 보습력은 HD에 비하여 증가되고, HD-gal의 항균력은 HD와 비교하여 감소하는 현상을 관찰하였다.
최근 화장품에 쓰이는 방부제에 대한 피부 부작용이 보고되고 있다. 그 중에서 1,2-hexanediol (HD)는 방부기능과 보습기능을 가지고 있는 물질로 알려져 있는데, 본 연구에서는 보다 안전한 화장품용 소재를 개발하기 위하여 β-galactosidase (β-gal)을 함유하고 있는 대장균 세포를 이용한 transgalactosylation 반응을 통하여 1,2-hexanediol galactoside (HD-G)을 합성하는 연구를 수행하였다. 이 반응은 높은 농도의 lactose (300 g/l) 조건에서 24시간 동안 수행되었으며, 반응 시간이 12시간 지난 후부터 새로운 spot이 TLC 분석으로 확인되었다. 이 spot을 잠정적으로 HD-G로 추정한 후, 이 물질을 silica gel chromatography로 정제한 후, mass spectrometry 분석을 통하여, 이 물질이 HD-G의 sodium adduct ion ([M+Na]+, m/z=303.1423)임을 확인하였다. 추가적으로 정제된 HD-G를 시판되는 β-gal을 이용하여 가수분해하고, 유리된 단당류를 TLC로 분석하여 보았다. 이 때, galactose 한 분자가 HD-G로부터 유리 되는 것을 확인하였다. 결론적으로, 재조합 대장균 β-gal을 이용하여 HD로부터 HD-G이 합성되었음을 확인할 수 있었으며, 앞으로 추가연구를 통하여 항균력의 변화와 피부세포에 대한 세포독성 변화를 조사할 예정이며, 기능성에 변화가 없는 보다 안전한 화장품용 방부제가 개발되기를 기대하고 있다.
화장품용 방부제로 사용하고 있는 1, 2-hexanediol (HD)에 높은 농도의 lactose (300 g/l)를 넣고, 재조합 대장균 ${\beta}$-galactosidase (${\beta}$-gal)를 이용하여 galactose 한 분자를 결합시키는 transgalactosylation 반응을 시켜서, 1, 2-hexanediol galactoside (HD-gal)을 합성하였다. 그리고, 합성된 HD-gal 분자를 확인하기 위하여, HD-gal에 대한 NMR ($^1H$- and $^{13}C$-) 스펙트럼 분석과 mass 스펙트럼 분석을 실시하였다. HD-gal의 $^1H$ NMR 스펙트럼에서 HD에 갈락토실화가 되었음을 보여주는 다양한 피크를 확인하였다. $^1H$ NMR 스펙트럼의 다운필드인 ${\delta}_H$ 4.44 ppm과 ${\delta}_H$ 3.96~3.58 ppm에서 나타나는 다양한 피크들은 HD에 갈락토실화가 되었다는 것을 잘 암시하고 있으며, 또한 $^1H$ NMR 스펙트럼의 업필드에서 나타나는 ${\delta}_H$ 1.60~1.35 ppm과 0.92 ppm의 피크는 HD의 $CH_2$와 $CH_3$ 작용기로부터 나타나는 피크로써 HD가 본 물질에 존재한다는 것을 나타내고 있다. $^{13}C$ NMR 스펙트럼에서는 HD-gal의 알파-아노머와 베타-아노머의 구조에서 기인하는 총 21의 카본피크가 나타났고, 각 아노머마다 12개의 카본이 존재하는데 이중 ${\delta}_C$ 68.6, 60.9 and 13.2 ppm에 보이는 3개의 카본은 겹쳐서 나타나 총 24개의 피크 중 21개가 나타났다. 또한, 질량스펙트럼 분석에서는 protonated HD-gal인 281.1601 (m/z)의 peak를 확인할 수 있었다. 이를 종합하면, NMR ($^1H$- and $^{13}C$-) 스펙트럼 분석 결과와 질량분석 결과들은 우리가 기대했던 HD-gal의 구조와 매우 잘 일치하고 있다는 것을 알 수 있었다. 앞으로 추가적으로, 세균에 대한 minimum inhibitory concentrations (MICs) 조사와 human skin cell에 대한 독성연구를 추가적으로 진행할 예정이며, 이러한 결과를 근거로 항균력을 유지하면서 피부세포에 대한 독성이 감소된 화장품용 방부제의 연구/개발이 계속되기를 기대하고 있다.
본 연구에서는 기질 화합물로써 일련의 4-hydroxybenzyl alchol (4-HBA) 유도체들의 치환기($R_1$ 및 $R_2$) 변화에 따른 tyrosinase 활성저해에 관한 3차원적인 구조-활성 상관관계(3D-QSARs) 모델을 유도하고 정량적으로 검토하였다. 그 결과, 입체장(S), 정전기장(E), 소수성장(Hy), 수소결합 받게장(HA) 및 수소결합 주게장(HD)의 조합조건에서 통계적으로 양호한 CoMSIA FF 모델(상관성; $r^2$ = 0.858 및 예측성; $q^2$ = 0.951)을 유도하였다. 등고도 분석결과에 의하면 기질분자의 $R_2$-치환기는 입체적으로 작고 음전하를 띄며, 소수성이면서 수소결합 주게장을 선호하지 않는 치환기가 올수록 tyrosinase 활성저해 작용이 용이하다. 그리고 $R_1$-치환기는 수소결합 주게장을 선호하는 치환기 이어서 $R_1$-치환체가 용이하게 탈 양성자화가 일어나야 tyrosinase 활성저해 작용을 용이하게 할 것이라고 예상되며, 이를 위해서는 $R_1$-치환기가 비 치환체(H)이어야 될 것으로 예상되었다.
Background: Benzalkonium chloride (BKC) has been extensively used as a preservative in industrial products and in hygiene, medical, and cosmetic applications. Humidifier disinfectant (HD) products containing BKC have been used in South Korea. Objectives: This study was aimed to review types of products containing BKC, to summarize the regulations in the US, EU, Japan, and South Korea, and to review the health effects associated with the use of HD. Methods: We reviewed and summarized documents which were searched through PubMed and Google Scholar with the key words: BKC and asthma/contact dermatitis, humidifier disinfectant-associated lung injury (HDLI), and more. Results: Regulations in most countries including South Korea do not allow its use as disinfectants in spray-type of products for medicine, cosmetics, and household products. Two types of HD containing BKC (800~1,270 ppm) were marketed in South Korea from 1996~2003. Health effects reported from people who used products containing BKC were allergic contact dermatitis, erythema, and respiratory disease, including asthma. Two people who responded as HD users containing BKC only were confirmed to have developed asthma. HD-associated lung injury (HDLI) was reported by consumers who used both HD containing polyhexamethylene guanidine (PHMG) and HD containing BKC. Conclusions: In conclusion, the use of BKC as a biocide has to be controlled considering the route and pattern of exposure. Products containing BKC as preservatives were reviewed with exposure routes and sites in the human body such as skin, eyes, and the respiratory tract. HD containing BKC was clinically evaluated to be associated with asthma.
선행연구에서 화장품 소재로서 보습력과 방부력을 가지고 있는 1, 2-hexanediol (HD)의 transgalactosylation 반응을 통하여 galactose한 분자가 HD에 결합한 1, 2-hexanediol galactoside (HD-gal)의 합성을 확인하였다. 본 연구에서 재조합 ${\beta}$-galactosidase (${\beta}$-gal)가 발현된 Escherichia coli (E. coli) 세포를 이용하여 약 94%의 수율로 HD-gal가 합성되는 것을 관찰하였고, HD-gal을 합성한 후, 보다 효과적인 HD-gal의 정제 방법에 대하여서도 연구하였다. 먼저 고농도의 lactose (300 g/l) 존재 하에서 ${\beta}$-gal을 함유한 E. coli 세포를 이용하여, 48 시간 동안 75 mM의 HD로 부터 HD-gal이 합성되는 것을 TLC 분석으로 확인하였고, 반응액에서 E. coli ${\beta}$-gal의 존재를 Western blotting으로 확인할 수 있었다. HD-gal을 효과적으로 순수 정제하기 위하여, 용매를 사용하여 transgalactosylation 반응이 끝난 후 잔여 HD를 우선 제거하고, 이어서 silica gel chromatography를 수행하는 방법을 실시하였다. 물에 녹지 않는 용매로는 methylene chloride와 ethyl acetate를 선택하여 비교 실험하였는데, ethyl acetate를 사용하여 4회 물층을 분획하여, 잔여 HD를 효과적으로 제거할 수 있었다. 그 후, 이어서 silica gel chromatography 수행하여, 순수한 HD-gal을 효과적으로 정제하였다. 반응에 첨가된 75 mM의 HD를 기준으로 최종 정제된 HD-gal의 생산 수율은 mole 기준으로는 약 $8.9{\pm}0.6%$ (n=3), weight 기준으로 약 $21.1{\pm}1.4%$ (n=3) 정도였다. 앞으로 이러한 정제 방법을 이용하여 얻은 HD-gal의 항균력 변화를 HD와 비교하여 평가할 예정이고, 피부세포에 대한 독성 변화를 역시 HD와 비교하여 분석할 예정이다.
The influence of digital media according to environmental change of multi-media came to have significance more than what we imagine. In accordance with high resolution of HDTV in digital media era, the cautious awareness is required for skin color by the immediate color such as replica of TV color, lighting and clothing. As for the broadcasting makeup expression technique caused by a change in broadcasting environment in the digital media era, the first, There is necessity for natural makeup technique, and for expressing the whole makeup evenly and very delicately. The makeup work gets much more delicate. For the delicate expression, more time is being required than the existing makeup time. Second, Lots of time and manpower are required for elaborate real-object processing on all the production fields such as background set, stage properties, and makeup. Third, Realistic expression is available on the screen. Importance of basic makeup is highlighted. Thus, even the skin care shop came to be prevalent. Development in only HD cosmetics is needed for foundation with fine particle in new material and with diverse colors hereafter. The video-media field is a method that is ignored a sense of distance through vehicles such as camera, picture tube, and several kinds of broadcasting machinery and equipment and that is delivered vividly to viewers through screen, unlike the stage makeup, thereby being needed the makeup technology proper for HDTV according to the changing broadcasting environment and media. The video machinery and equipment are proceeding with being gradually high-tech and precise. Thus, an expert in makeup needs to know common sense on the video machinery and equipment before makeup, and needs to make an effort according to it. And, a follow-up research can be said to be necessary on the advance in makeup method and on more diverse dedicated cosmetics along with a research on color tone proper for HDTV.
It is inevitable to use chemical germicidal agents like paraben, imidazolidinyl urea and phenoxyethanol to preserve the emulsions which is usually used in cosmetics. Although these chemical preservatives are good enough to reduce the microbiological contamination, they are irritative, allergenic to the skin. Several kinds of polyols are used in cosmetics as moisturizer and solvent. In this study, we evaluate the effects of polyols on anti-microbial activities, safety and resistant index. MIC(minimal inhibitory concentration) of polyols determined against 6 germs including Staphylococcus aureus. The order of MIC was PG $\cong$ DPG $\cong$ 1,3BG > HG > 1,2-PD > 1,2-HD $\cong$ 1,2-OD. The $2{\sim}3\;wt%$ of 1,2-HD(hexanediol) shows good anti-microbial effects in emulsions without allergenic response. Resistant index of 1,2-HD was less than 2 and this value was smaller than that of chemical preservatives. The mechanism of antimicrobilogical effect might be disturb the membrane of germs by investigating using electron microscope. Added to that, using this paradigm, low preservative contents, paraben-free system, and even preservative-free systems can be expected from these results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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