The aim of this study is to elucidate the anti-microbial activity and anti-oxidative activity of water-soluble chitosan with a molecular weight of 5,000-200,000. Water-soluble chitosans have demonstrated a regular anti-microbial activity on the tested strians by the paper disk method. In the MIC (Minimum Inhibitory Concentration) test, CC-01 (MW=5,000) with the lower MW showed the higher MIC value than the higher MW chitosan. The MW of chitosan increase, the MIC decreases. MICs of 4 chitosans(CC-02∼CC-05) against S. aureusTCC 65389, E coli ATCC 8739, p. aeruginosa, ATCC 9027 and C. albicans ,ATCC 10231 were 7.0-39.O$\mu\textrm{m}$, whereas MICs of chitosans against A. niger were over 2.OmM. Formula containing chitosan showed higher anti-microbial activities than the formula made with the chemical preservatives(Methylparaben 0.2% and Imidazolidinyl Urea 0.3%). Among 5 water-soluble chitosans, CC-03(MW=92,163) showed the most potent anti-oxidative activity (IC$\sub$50/ : 0.2mM). In conclusion, the water-soluble low molecular weight chitosan could be served as natural preservatives and antioxidant in cosmetics.
다양한 분자량을 가진 저분자량 수용성 키토산을 얻기 위해 젖산염이 결합되어 있는 키토산 올리고당을 한외여과막 장치를 이용하여 분리하였고, 새로운 염 제거법으로 유리 아민기를 가진 LMWSC를 제조하였다. 젖산염이 제거된 LMWSC의 특성과 탈아세틸화도가 적외선 분광기(Infrared spectroscopy, IR) 및 핵자기공명장치($^1H-Nuclear$ Magnetic Resonance, $^1H-NMR$)에 의해 확인되었다. 분자량을 나타내는 다분산지수(PDI)는 $1.278{\sim}1.499$로 비교적 좁은 분자량분포를 나타내었다. 유전자 전달체로서의 가능성을 확인하기 위하여, 성공적으로 분자량에 따라 분리된 키토산 올리고당과 염이 제거된 LMWSC의 유전자 전이효율이 293T cell을 이용하여 확인하였다. 또한 유전자 전이효율을 향상시키기 위해 제조된 LMWSC 유도체가 Balb/C mice를 이용하여 평가되었다.
항균제 대체제로 응용하기 위하여 다양한 저분자량 수용성 키토산(LMWSC; MW1, MW3, MW5, MW10)을 제조하였으며, 이들의 항균제 대체제 사용 가능여부와 그 작용 기작에 대하여 연구하였다. 먼저, 다양한 분자량 형태의 LMWSC를 이용하여 사람에게 유해한 각종 박테리아를 이용하여 항균효과를 확인하였고, 그 중 MW10의 항균효과가 가장 우수한 것으로 확인되었다. 그 반면 사람의 적혈구를 이용한 용혈활성 실험에서 독성을 나타내지 않았다. MW10의 항균 효과가 세균의 어느 부분에서 일어나는지 확인하기 위해 박테리아의 세포막 조건(PE/PG=7/3, w/w)으로 인공리포좀을 만들었고, 여기에 MW10을 처리한 결과 세균 막에서 항균효과를 나타냄을 추론할 수 있었다.
천연 고분자 물질인 chitosan을 효소 가수분해시켜 수용성이며, 이미 이취가 없고 점성이 낮은 chitosan 분해물을 제조하여 식품첨가물로서의 이용가능성을 평가하고자 하였다. Chitosan의 효소적 분해 반응조건을 chitosan : enzyme이 1 : 0.3, $40^{\circ}C$, 20hr으로 정하였을 때 56%의 각 분획별$(M.W.\;3{\sim}100\;kDa)$ 수율을 얻을 수 있었다. 수용성 chitosan의 용해도는 작은 분자량(3 kDa 이하)일수록 증가하였으며, 점도는 분자량이 클수록 증가하였고, 고분자량(100 kDa 이상)에서는 pH가 높을수록 점도가 증가하였다. 지방 결합능력은 저분자$(3{\sim}30\;kDa)$ chitosan에서는 약 500%의 지방결합능력을 나타내었고, 30 kDa 이상의 고분자량에서는 약 800%의 지방결합능력을 나타내었다. 유화 안정성은 저분자의 수용성 chitosan일수록 낮은 유화안정성을 나타내었고, 냉동-해동 안정성은 분자량에 관계없이 안정적으로 나타났다. 표면색도는 각 분자량대별로 별 차이가 나타나지 않았다. Cholesterol 결합능력은 $3{\sim}0.2\;kDa$의 chitosan 분해물질이 가장 작은 결합력(24.7%)을 보였고, 나머지 chitosan 분해물질은 비슷한 결합력을 보였다. 수용성 chitosan의 관능적 특성은 분자량$(3{\sim}100\;kDa)$이 작을수록 쓴맛과 떫은맛의 강도가 현저히 낮게 나타났고, 큰 분자량(100 kDa 이상)에서는 비린내가 감지되었다.
수용성 chitosan의 응용범위 확대 및 기능성 강화식품 개발을 위하여 시유에 수용성 chitosan을 첨가하여 이화학적 및 관능적 특성을 조사하였다. 수용성 chitosan을 첨가한 시유의 pH와 산도는 ethyl alcohol로 세척한 chitosan을 사용하면 신선유에 적합한 품질을 나타내었다. 점도와 표면색도는 chitosan의 분자량이 작을수록 좋은 품질을 보였으며, 분자량이 커질수록 점도의 증가와 갈변현상이 일어났다. 살균 온도는 $73^{\circ}C$, 15초간 살균하는 것이 $88^{\circ}C$, 1초간 살균하는 것 보다 단백질의 응고 및 점도의 증가를 방지할 수 있었고, 수용성 chitosan의 첨가 농도는 1.0% 이내가 안정적이었다. 저분자 chitosan$(MW\;0.2{\sim}3\;kDa)$은 B. bifibum의 생육을 촉진하는 기능성을 보였으며 배양 32시간 이후에는 약 10배 이상의 생육 촉진 기능성을 나타내었다. Chitosan을 첨가한 시유의 관능적 특성을 조사한 결과 색깔과 화학적 이취가 강하게 느껴졌다. 커피우유에 수용성 chitosan을 첨가한 경우 삼점검사 결과 관능적으로 대조구와 차이가 없었다. 수용성 chitosan을 첨가한 커피우유를 $0^{\circ}C,\;5^{\circ}C,\;10^{\circ}C$에서 냉장저장한 결과 30일간의 저장 중 $0^{\circ}C$와 $5^{\circ}C$에서 저장한 시료는 pH, 산도 및 점도의 변화가 거의 없었지만, $10^{\circ}C$에서 저장한 시료는 16일 이후 품질의 변화를 보였다. 표면색도의 변화는 적었으며, 전반적으로 L값은 감소하였으나 a, b값은 증가하는 경향을 보였다. 관능적 특성의 변화는 향미에서 먼저 느껴졌으며, $10^{\circ}C$에서 저장한 경우 12일 이후부터 변화를 보였다. 총균수의 변화는 저장 온도가 높을수록 크게 증가하였고, chitosan을 첨가한 커피우유에서는 미생물의 생육이 억제되는 효과를 보였다.
To investigate anti-HIV-1 activity of water soluble chitosans, sulfated chitosan derivatives were prepared in mild condition. Various sulfated chitosan derivatives (N-3,6-O-S-chitosan, N-desulfated 3,6-O-S-chitosan, 3,6-O-S-chitin, and 3,6-O-sulfated-N-(o-carboxybenzoyl) chitosan) were synthesized with sulfurtrioxidepyridene complex in pyridine solvent. Characterization of the sulfated chitosan derivatives was carried out by $^{13}C$ NMR and IR spectroscopies. To observe ionic reaction properties, pKas of the sulfated chitosan derivatives and chitosan of low molecular weight were estimated by potentiometric titration. The sulfated chitosan derivatives had high water solubility, pKas (pKa : 7.7) of N-3,6-O-S-chitosan and N-desulfated 3,6-O-S-chitosan were increased than pKa of water insoluble chitosan (pKa : 6.2), These results suggest the participation of electrostatic interaction of amino and sulfate groups on the sulfated chitosans. Anti-HIV-1 drugs, such as AZT, ddC, and ddI for anti-HIV activity had higher selective index compared with SCB-chitosan but N-3,6-O-S-chitosan has shown higher selective index compared with ddC and ddI as HIV drugs.. These results suggest that sulfated chitosan derivatives were expected as an anti-HIV drug with differential driving force mechanism against some nucleoside analogs drug in the future.
Kim Dong-Gon;Choi Changyong;Jeong Young-Il;Jang Mi-Kyeong;Nah Jae-Woon;Kang Seong-Koo;Bang Moon-Soo
Macromolecular Research
/
제14권1호
/
pp.66-72
/
2006
The purpose of this study is to develop novel nanoparticles based on polyion complex formation between low molecular weight water-soluble chitosan (LMWSC) and all-trans retinoic acid (atRA). LMWSC nanoparticles encapsulating atRA based on polyion complex were prepared by mixing of atRA into LMWSC aqueous solution using ultrasonication. In FTIR spectra, the carbonyl group of atRA at 1690 $cm^{-1}$ disappeared or decreased when ion complexes were formed between LMWSC and atRA. In ${1}^H$ NMR spectra, specific peaks of atRA disappeared when atRA-encapsulated LMWSC (RAC) nanoparticles were reconstituted into $D_{2}O$ while specific peaks both of atRA and LMWSC appeared in $D_{2}O$/DMSO (1/3, v/v) mixture. XRD patterns also showed that the crystal peaks of atRA were disappeared by encapsulation into LMWSC nanoparticles. LMWSC nanoparticles encapsulating atRA have spherical shapes with particle size below 200 nm. The mechanism of encapsulation of atRA into LMWSC nanoparticles was thought to be an ion complex formation between LMWSC and atRA. LMWSC nanoparticles showed high atRA loading efficiency over 90$\%$ (w/w). AtRA was continuously released from nanoparticles over 10 days. In in vitro cell cytotoxicity test, free atRA showed higher cytotoxic effect against CT 26 colon carcinoma cell line on 1 day. However, RAC nanoparticles showed similar cytotoxicity against CT 26 cells on 2 day. These results suggest the potential for the introduction of LMWSC nanoparticles into various biomedical fields such as drug delivery.
물에 잘 녹지 않는 고분자량의 키토산을 가수분해하여 수용성을 갖는 저분자량 키토산을 제조하였다. 키토산을 효율적인 유전자 전달체로 개발하기 위하여 항산화제의 일종인 리포산과 결합하여 빗살 형태의 공중합체를 제조하였다. 양친성을 가지는 공중합체는 수용액 상에서 자기조립을 하여 나노입자를 형성하였다. 나노입자의 평균크기는 217.6 nm이었고 유전자와 복합체를 이루었을 때의 평균크기는 170 nm로 나타났다. 새롭게 만들어진 키토산-리포산 공중합체는 낮은 세포독성을 나타내었고 순수한 키토산에 비하여 10배 정도 높은 형질 발현효율을 보여주었다.
유전자 치료에 있어서 안전성의 장점을 지니고 있는 비바이러스성 전달체에 대한 관심도가 높아져가고 있다. 비바이러스성 전달체 중, 양이온성 리포좀이나 합성 유전자 전달체는 in vitro계에서 효율적인 DNA 전달체이지만, 낮은 생체적합성으로 인하여 in vivo 계에서의 응용성은 크게 뒤떨어지고 있다. 한편, 천연 양이온성 다당류인 키토산은 낮은 독성과 강한 양전하를 띠고 있어 유전자 전달 시스템 (gene delivery system)에 있어 아주 기대되는 전달체이다. 본 연구에서는 저분자량 수용성 키토산 (low molecular water-soluble chitosan ; LMWSC)을 이용하여 동맥 벽 세포를 표적할 수 있는 표적성 유전자 전달체를 합성하였다. 상대 점도와 Kina 적정법을 이용하여 LMWSC의 점도 평균 분자량 $(M_W)$과 탈아세틸화도 (degree of de acetylation ; DDA)를 측정하였고 구조는 FTIR, $^1H-NMR$, 그리고 $^{13}C-NMR$을 통하여 분석하였다. 동맥 벽을 표적하기 위한 유전자 전달체로서 pegylated LMWSC 의 말단에 특이성 세포 표적 펩타이드인 artery wall binding peptide (AWBP)를 결합시킴으로써 AWBP-PEG-g-LMWSC을 합성하였고 FTIR, $^1H-NMR$. zeta potentiometer. 그리고 atomic force microscopy (AFM)을 이용하여 분석하였다.
본 연구에서는 folic acid(FA)가 복합화된 저분자량 수용성 키토산(LMWSC) 나노입자(water soluble chitosan-folic acid nanoparticle, WSCFA)를 제조하고, 또한 DNA와 나노복합체 합성 및 특성을 분석함으로써 in vitro에서 세포내 독성을 평가하였다. WSCFA 합성을 확인하기 위하여 분광학적 분석 방법을 사용하여 분석하였으며, WSCFA 나노입자는 110 nm 이하의 입자 크기인 구형의 형태를 가지고 있음을 알 수 있었다. In vitro 세포내 독성 실험에서, WSCFA-DNA 복합체는 세포내 독성을 전혀 나타내지 않음으로 높은 세포 생존율을 보여주었다. 전기영동 실험을 통해 WSCFA의 DNA 응축능력을 확인하였고, in vitro에서의 전이효율은 형광 광도계에 의해 평가하였다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.