| 초록 |
□연구개발 목표 및 내용 최종 목표 점토광물-항생제 상호작용 및 안정성의 연구를 통해 점토광상 탐사단계에서의 점토광물 활용도 분류 점토광물-항생제 안정성 연구를 통해 복합물의 약물전달체로의 가능성과 항생제 분해능력을 평가 점토광물의 특성별로 항생제의 흡·탈착 정도와 복합물의 안정도를 평가하여 향후 국내 점토광상 탐사단계에서 고품위 점토광물의 활용도 예측 전체 내용 Smectite series 광물종의 표준시료 습득과 특성분석 : The Clay Minerals Society에서 공급하는 Source Clay 중 smectite 계열에 속하는 10종의 점토광물 시료와 포항 감포지역에서 채취된 시료, 세계적으로 상용으로 공급되는 kunipia, Veegum 2종의 시료 -SEM-EDS, RIR-XRD, OM-XRD, TG-DTA, XRF를 통해 기본적인 광물의 특성분석 -습식실험을 통해 점토광물내 교환가능한 양이온 (CEC) 분석 및 layer charge 분석 - Trace element (REE) distribution과 TAS diagram을 통해 점토광물의 모암파악 대상 광물종과 Aminoglycoside 계열 대표 항생제 3종의 흡·탈착 실험 Aminoglycoside 계열 대표 항생제 (gentamicin, Neomycin, Netilmycin)의 분석법 및 분석구간 확정 - Gentamicin의 경우 흡광점이 없어 정량적 분석이 어렵고, LC-MS를 이용한 분석이 최선임 흡착실험을 통해 이론적 항생제의 흡착 매커니즘 규명 또는 이론적 최대 치환량 규명 탈착실험을 통해 항생제-점토광물 상호간 kinetics 해석 (시간대별, pH조건별 용출실험) 안정성실험을 위한 적정 치환량 선정 및 점토광물-항생제 복합물 (이하 복합물) 작성 복합물의 시간별 안정성 실험 Aminoglycoside 계열 대표 항생제 (gentamicin, Neomycin, Netilmycin)의 확정된 분석법에 따라 각 복합물 별 일정 시간대비 용출실험 (1년여 실험계획 익일, 7일, 15일, 1달 이후 1달 간격) 각 실험 시간대별 용출실험 이후 잔여물로 흡착량 대비 용출량의 변화 관찰 - MS (Mass Spectrometer)를 이용하여 용출시의 항생제가 분해되었는지의 여부를 확실하게 파악 가능 - 점토광물 내 치환된 항생제의 분해 kinetics가 어떤 경로로 이뤄지는지 명확하지 않아 충분한 기간동안 적절한 시간간격으로 실험이 필수적임 실험 후 자료를 다각도로 해석하여 복합물 내 항생제의 안정성에 영향을 미치는 smectite광물의 특성에 대해 제시 실험 후 자료를 토대로 Molecular simulation model을 구성하여 점토광물-항생제 상호작용 예측 □연구개발성과 1차년도의 연구목표는 점토광물종의 습득과 그 특성분석 및 전처리, 그리고 기초적인 대상 항생물질과의 흡, 탈착 실험에 초점이 맞춰져 있었고, 2~3차년도에 복합물의 시간대별 안정성 실험이 예정되었다. 본 연구는 1차년도 중 약 5개월여의 연구기간을 수행하였고, 1차년도의 연구 목표중 자체 평가 기준 80%이상을 달성하였다. 세부 내역으로는 목표 점토광물 15종 중 14종의 취득과 그 특성분석을 수행하였고, 특정 입도분포의 시료만을 선택하여(전처리) 대상 항생물질 중 Gentamicin에 대해 흡착곡선을 획득하였다. 그 결과 본 연구책임자가 이전에 연구했던 Clarithromycin과는 달리 Aminoglycoside계열 항생제는 그 흡착패턴이 Langmuir 등온 흡착곡선을 따르지 않아 mono-layer intercalation을 보이지 않음을 알 수 있었다. 이러한 경우 해당 항생제의 이론적 최대 치환량을 구하는 것은 비교적 의미가 적으며, Freundlich 등온흡착곡선을 도입하여 이론적 농도대비 흡착량을 유추하는 것이 효과적이다. □연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 점토광물-항생제 복합물 연구에서 점토광물의 선택에 기준을 제시함 ►점토광물의 특성에 따른 실험의 실패 요인을 현저하게 낮출 수 있음 ►점토광물에 흡착되거나 용출되는 항생제의 양이 적정량에 현저하게 미달할 경우를 예측하여 대상 약용물질의 탐색과정에서 빠른 판단이 가능해짐 ►Bio-광물학 융합연구로 국내 점토광상의 활용도를 재고할 수 있게 됨 ►축산 및 의료폐기물의 전처리 과정에서 반영구적으로 사용된다면 보다 낮은 비용으로 슈퍼박테리아의 출현을 방지할 수 있음 (출처 : 요약문 2p) |
