JP7022399B2 - A kit for removing radioactive iodine containing a strain of Deinococcus radiodurance having the ability to synthesize silver nanoparticles and a method for removing radioactive iodine using the kit. - Google Patents

A kit for removing radioactive iodine containing a strain of Deinococcus radiodurance having the ability to synthesize silver nanoparticles and a method for removing radioactive iodine using the kit. Download PDF

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Description

本発明は、銀ナノ粒子合成能を有するデイノコッカス・ラディオデュランス(Deinococcus radiodurans)菌株を含む放射性ヨウ素除去用キット及びこれを用いた放射性ヨウ素除去方法に関するものである。 The present invention relates to a kit for removing radioactive iodine containing a strain of Deinococcus radiodurans having the ability to synthesize silver nanoparticles, and a method for removing radioactive iodine using the kit.

原子力発電所の事故および廃棄物による放射能流出の危険性が増大しており、2011年に日本の福島原子力発電所の爆発事故の発生よって周辺国である韓国でも、放射性ヨウ素およびセシウム(Cesium、Cs)などが検出されたことがある。また、甲状腺抗がん治療に放射性ヨウ素(I131)が用いられるに伴い、最近甲状腺がん患者の急速な増加により、放射性廃棄物の容量もまた増加している。放射性ヨウ素が自然環境に露出すると土壌、水系などの生態系に深刻な汚染を引き起こす可能性があり、人体に継続的に露出すると、がんまたはホルモン異常を誘発し得る。したがって、効率的な放射性ヨウ素の除去技術および放射性廃棄物の処理方法の技術開発が求められている。 The risk of nuclear power plant accidents and radioactive spills due to waste is increasing, and due to the 2011 Fukushima nuclear power plant explosion in Japan, the neighboring countries of South Korea also have radioactive iodine and cesium (Cesium). Cs) etc. have been detected. Also, with the use of radioactive iodine (I 131 ) for thyroid anticancer treatment, the volume of radioactive waste has also increased due to the recent rapid increase in thyroid cancer patients. Exposure of radioactive iodine to the natural environment can cause serious pollution to ecosystems such as soil and water systems, and continuous exposure to the human body can induce cancer or hormonal abnormalities. Therefore, there is a need for efficient technological development of radioactive iodine removal technology and radioactive waste treatment method.

ウラン(Uranium、U)、セシウム、およびテクネチウム(Technetium、Tc)などの金属放射性同位元素を除去する技術に比べて、放射性ヨウ素の除去方法に対しては、相対的に多くの研究が行われていない。現在、水溶液上に含まれた放射性ヨウ素の除去のためにゼオライトおよびアルミナのような吸着剤、活性炭(activated carbon)(非特許文献1)、活性炭繊維(activated carbon fiber)または陰イオン交換樹脂(anion exchange resin)などが活用されたことがあるが、新しい固体放射性廃棄物が蓄積されることがあり、その除去効率も低いという問題点がある。最近では、ナノ化合物を用いた放射性同位元素の除去に対する報告が増加している傾向にあり、微生物を利用する方法も報告されている。 Compared to techniques for removing metal radioisotopes such as uranium (U), cesium, and technetium (Technetium, Tc), relatively much research has been done on methods for removing radioactive iodine. do not have. Currently, adsorbents such as zeolite and alumina, activated carbon (Non-Patent Document 1), activated carbon fiber or anion exchange resin (anion) for the removal of radioactive iodine contained in the aqueous solution. Exchange resin) has been used, but there is a problem that new solid radioactive waste may be accumulated and its removal efficiency is low. Recently, there has been an increasing number of reports on the removal of radioisotopes using nanocompounds, and methods using microorganisms have also been reported.

特に、デイノコッカス・ラディオデュランス(Deinococcus radiodurans)菌株は、生物のDNAまたはタンパク質に直接損傷を受け得るイオン化放射線に対して耐性を有しており、酵素的または非酵素的システムによって、細胞内に生成された活性酸素種(ROS)を効果的に除去することができる能力を有している。このような特性のため、前記の菌株は、放射性廃棄物の浄化に用いることができ、医薬、保健、バイオテクノロジーなどの様々な分野で活用することができる。 In particular, Deinococcus radiodurans strains are resistant to ionizing radiation that can directly damage the DNA or protein of an organism and are produced intracellularly by enzymatic or non-enzymatic systems. It has the ability to effectively remove active oxygen species (ROS). Due to these properties, the strain can be used for purification of radioactive waste and can be utilized in various fields such as medicine, health, and biotechnology.

しかし、従来のデイノコッカス・ラディオデュランス菌株のような微生物を活用した放射性同位元素の除去技術は、除去効率が非常に高く、新しい二次汚染物質を発生させず、汚染された環境および現場にすぐに適用が可能であるという利点がある反面、放射性同位元素が吸着した微生物の回収が容易ではないという限界がある。そこで、本発明者らは半透過性膜を用いて、放射性ヨウ素が吸着した微生物の回収が容易な放射性ヨウ素除去方法を考案し、これをキット化することにより、本発明を完成した。 However, conventional microbial-based radioisotope removal techniques such as Deinococcus radiodurans strains are highly efficient in removing new secondary contaminants and are readily available in contaminated environments and sites. While it has the advantage of being applicable, it has the limitation that it is not easy to recover microorganisms that have adsorbed radioisotopes. Therefore, the present inventors have devised a method for removing radioactive iodine, which facilitates recovery of microorganisms adsorbed with radioactive iodine, using a semi-permeable membrane, and completed the present invention by making this into a kit.

E Chmielewska-Horvatova et al,J Radioanal Nucl Chem 200:351,1995E Chmielewska-Horvatova et al, J Radioanal Nucl Chem 200: 351, 1995

本発明の目的は、銀ナノ粒子合成能を有するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を含む放射性ヨウ素除去用キット及びこれを用いた放射性ヨウ素除去方法を提供するものである。 An object of the present invention is to provide a kit for removing radioactive iodine containing a Dinococcus radiodurance strain capable of synthesizing silver nanoparticles and a method for removing radioactive iodine using the same.

前記目的を達成するために、本発明は、1)銀イオン(Ag+)を含む培地でデイノコッカス・ラディオデュランス(Deinococcus radiodurans)菌株を培養して、菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を収得する工程; 2)半透過性膜の容器に培養培地と一緒に前記の菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を接種する工程;および3)前記容器を、放射性ヨウ素汚染水と接触させ、放射性ヨウ素が半透過性膜を通過して菌株の表面の銀ナノ粒子と結合するようにして、放射性ヨウ素が結合した銀ナノ粒子が菌株の表面に付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を収得する工程を含む放射性ヨウ素除去方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention 1) cultivates a Deinococcus radiodurans strain in a medium containing silver ions (Ag + ), and silver nanoparticles biosynthesized on the surface of the strain are formed. Step to obtain the attached Deinococcus radiodurance strain; 2) Inject the Deinococcus radiodurance strain with the silver nanoparticles biosynthesized on the surface of the strain together with the culture medium into a container with a semi-permeable membrane. Steps; and 3) The container is brought into contact with radioactive iodine-contaminated water so that the radioactive iodine passes through the semi-permeable membrane and binds to the silver nanoparticles on the surface of the strain, and the silver nanoparticles to which the radioactive iodine is bound. Provided is a method for removing radioactive iodine, which comprises a step of obtaining a Deinococcus radiodurance strain adhering to the surface of the strain.

また、本発明は、銀イオンを含む培地で培養し、菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株、前記菌株の培養培地および半透過性膜を含む放射性ヨウ素除去用キットを提供する。 In addition, the present invention removes radioactive iodine containing a Deinococcus radiodurance strain, a culture medium of the strain, and a semi-permeable membrane, which are cultured in a medium containing silver ions and have silver nanoparticles biosynthesized on the surface of the strain. Kits are provided.

本発明に係る銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を含む放射性ヨウ素除去用キットは、少量の菌体量でも、さまざまな種類の溶液に存在する放射性ヨウ素を98%以上の高効率で除去することができ、使用及び使用後の管理が非常に簡単である。したがって、前記の放射性ヨウ素除去用キット及びこれを用いた放射性ヨウ素除去方法は、大規模病院、産業体、および原発事故などで発生する放射性ヨウ素の除去に非常に有用に用いることができる。 The kit for removing radioactive iodine containing the Deinococcus radiodurance strain that synthesizes silver nanoparticles according to the present invention removes radioactive iodine present in various types of solutions with a high efficiency of 98% or more even with a small amount of cells. It can be used and is very easy to use and manage after use. Therefore, the above-mentioned kit for removing radioactive iodine and the method for removing radioactive iodine using the same can be very usefully used for removing radioactive iodine generated in large-scale hospitals, industrial bodies, nuclear accidents, and the like.

硝酸銀が含まれていないTGY培地および硝酸銀を含むTGY培地でそれぞれ培養したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の培養液を示した図である。It is a figure which showed the culture solution of the strain of Deinococcus radiodurance cultured in the TGY medium containing silver nitrate and the TGY medium containing silver nitrate, respectively. 図1aの培養液を遠心分離して上澄み液を除去した沈殿物を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a precipitate from which the supernatant liquid has been removed by centrifuging the culture solution of FIG. 1a. 銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の培養液の吸光度をUV-Vis分光光度計で測定した結果のグラフである。It is a graph of the result of measuring the absorbance of the culture solution of the Deinococcus radiodurance strain that synthesizes silver nanoparticles with a UV-Vis spectrophotometer. デイノコッカス・ラディオデュランス菌株から合成した銀ナノ粒子の大きさの分布を示した結果のグラフである。It is a graph of the result which showed the distribution of the size of the silver nanoparticles synthesized from the strain of Deinococcus radiodurance. 野生型デイノコッカス・ラディオデュランス菌株の細胞表面を示した図である。It is a figure which showed the cell surface of the wild-type Deinococcus radiodurance strain. 銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の細胞表面を示した図である(X50k)。It is the figure which showed the cell surface of the Deinococcus radiodurance strain which synthesizes silver nanoparticles (X50k). 銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の細胞表面を示した図である(X100k)。It is the figure which showed the cell surface of the Deinococcus radiodurance strain which synthesizes silver nanoparticles (X100k). 銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株培養液のエネルギー分散型X-線分析の結果を示した図である。It is a figure which showed the result of the energy dispersive X-ray analysis of the culture solution of the strain of Deinococcus radiodurans which synthesizes silver nanoparticles. 銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の放射性ヨウ素除去率を測定した結果のグラフである。It is a graph of the result of having measured the radioiodine removal rate of the Deinococcus radiodurans strain which synthesizes silver nanoparticles. 銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の時間に伴う放射性ヨウ素除去率を測定した結果のグラフである。It is a graph of the result of measuring the radioiodine removal rate with time of the Deinococcus radiodurans strain that synthesizes silver nanoparticles. デイノコッカス・ラディオデュランス菌株から分離及び精製した銀ナノ粒子をろ過および吸着させたセルロース膜濾過紙を示した図である。It is a figure which showed the cellulose membrane filter paper which filtered and adsorbed the silver nanoparticles isolated and purified from the Deinococcus radiodurans strain. デイノコッカス・ラディオデュランス菌株から分離及び精製した銀ナノ粒子をろ過および吸着させたセルロースの走査電子顕微鏡写真を示した図である(X50k)。FIG. 5 shows a scanning electron micrograph of cellulose isolated and purified from a Deinococcus radiodurans strain and filtered and adsorbed with silver nanoparticles (X50k). デイノコッカス・ラディオデュランス菌株から分離及び精製した銀ナノ粒子をろ過および吸着させたセルロースの走査電子顕微鏡写真を示した図である(X100k)。FIG. 3 shows a scanning electron micrograph of cellulose isolated and purified from a Deinococcus radiodurans strain and filtered and adsorbed with silver nanoparticles (X100k). 図6aのエネルギー分散型X-線分析の結果を示した図である。It is the figure which showed the result of the energy dispersive X-ray analysis of FIG. 6a. 計量したTGY培地粉末を示した図である。It is a figure which showed the weighed TGY medium powder. 図7aの粉末を滅菌蒸留水に溶解させる写真を示した図である。It is the figure which showed the photograph which dissolves the powder of FIG. 7a in sterile distilled water. 銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の凍結乾燥された菌体を示した図である。It is a figure which showed the lyophilized cell of the Deinococcus radiodurance strain which synthesizes silver nanoparticles. 図7bに図7cを追加した写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph which added FIG. 7c to FIG. 7b. 図7dを12時間反応させた後、活性化した放射性ヨウ素除去用キットを示した図である。FIG. 7d shows a kit for removing radioactive iodine that was activated after reacting with FIG. 7d for 12 hours. 図7eを用いて、放射性ヨウ素を除去する方法を示した図である。FIG. 7e is a diagram showing a method for removing radioactive iodine using FIG. 7e. 銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を含むキットの放射性ヨウ素除去率を測定した結果のグラフである。It is a graph of the result of measuring the radioiodine removal rate of the kit containing the Deinococcus radiodurans strain that synthesizes silver nanoparticles.

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明は、1)銀イオン(Ag+)を含む培地でデイノコッカス・ラディオデュランス(Deinococcus radiodurans)菌株を培養して、菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を収得する工程; 2)半透過性膜の容器に培養培地と一緒に前記の菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を接種する工程;および3)前記容器を、放射性ヨウ素汚染水と接触させ、放射性ヨウ素が半透過性膜を通過して菌株の表面の銀ナノ粒子と結合するようにして、放射性ヨウ素が結合した銀ナノ粒子が菌株の表面に付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を収得する工程を含む放射性ヨウ素除去方法を提供する。 In the present invention, 1) a Deinococcus radiodurans strain is cultured in a medium containing silver ions (Ag + ), and a Deinococcus radiodurans strain having biosynthesized silver nanoparticles attached to the surface of the strain is obtained. Steps to obtain; 2) Steps to inoculate a container with a semi-permeable membrane together with a culture medium with a Deinococcus radiodurans strain with silver nanoparticles biosynthesized on the surface of the strain; and 3) Deinococcus, in which radioactive iodine adheres to the surface of the strain by contacting it with radioactive iodine-contaminated water so that the radioactive iodine passes through the semi-permeable membrane and binds to the silver nanoparticles on the surface of the strain. -Providing a method for removing radioactive iodine, which comprises a step of obtaining a radiodurance strain.

前記の工程1)の銀イオンを含む培地は、銀イオンが分離される塩を含む培地で、具体的には硝酸銀(AgNO3)を含む培地であり得る。 The medium containing silver ion in the above step 1) may be a medium containing a salt from which silver ions are separated, and specifically, a medium containing silver nitrate (AgNO 3 ).

前記の工程2)の菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株は、菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の凍結乾燥した菌体であり得る。 The Deinococcus radiodurance strain on which the biosynthesized silver nanoparticles were attached to the surface of the strain in step 2) above was freeze-dried of the Deinococcus radiodurance strain on which the biosynthesized silver nanoparticles were attached to the surface of the strain. It can be a cell.

前記の工程1)または2)の培地は、TGY培地、PGYM培地(10g/Lペプトン、2g/Lグルコース、4g/L酵母抽出物、10g/L肉(meat)抽出物および2g/L塩化ナトリウム)、栄養培地(3g/L牛肉(beef)抽出物および5g/Lペプトン)またはYPD培地(5g/L酵母抽出物、10g/Lペプトンおよび10g/Lデキストロース)であり得るが、これらに制限されるものではない。 The medium of the above step 1) or 2) is TGY medium, PGYM medium (10 g / L peptone, 2 g / L glucose, 4 g / L yeast extract, 10 g / L meat extract and 2 g / L sodium chloride. ), Nutrition medium (3 g / L beef extract and 5 g / L peptone) or YPD medium (5 g / L yeast extract, 10 g / L peptone and 10 g / L dextrose), but limited to these. It's not something.

前記半透過性膜、放射性ヨウ素は、自由に通過が可能であるが、デイノコッカス・ラディオデュランス菌株、および放射性ヨウ素と銀の反応沈殿物が通過できないもので、空隙の大きさ(pore size)が1μm以下であり得る。 The semi-permeable membrane and radioactive iodine can pass freely, but the Deinococcus radiodurance strain and the reaction precipitate of radioactive iodine and silver cannot pass through, and the pore size is 1 μm. It can be:

前記銀(Ag)は、その形態が制限されるものではないが、平均粒径が1nm~1μmの粒子形態であり得、好ましくは、平均粒径が10nm~100nmである粒子形態であり得るが、これに限定される訳ではない。 The form of silver (Ag) is not limited, but it may be a particle form having an average particle size of 1 nm to 1 μm, preferably a particle form having an average particle size of 10 nm to 100 nm. , Not limited to this.

前記放射性ヨウ素除去方法は、半透過性膜容器を回収する工程をさらに含むことができる。既存の微生物を活用した放射性同位元素の除去技術は、放射性同位元素を削除した後、放射性同位元素が吸着した微生物の回収が容易ではないという問題があるが、本発明の方法は、前記半透過性膜容器を回収する工程をさらに含み、放射性ヨウ素除去後の処理を容易にすることができる。 The method for removing radioactive iodine can further include a step of recovering the semi-permeable membrane container. The radioisotope removal technique utilizing existing microorganisms has a problem that it is not easy to recover the radioisotope-adsorbed microorganism after removing the radioisotope. However, the method of the present invention has the above-mentioned semipermeability. A step of recovering the sex membrane container can be further included, and the treatment after removal of the radioactive iodine can be facilitated.

前記ヨウ素は、水溶液中でヨウ素陰イオン(I-)、ヨウ素陽イオン(I+)、ヨウ素酸イオン(IO3 -)またはヨウ素(I2)などの形態で存在することができるが、これに限定されるものではない。 The iodine can be present in aqueous solution in the form of iodine anion (I ), iodine cation (I + ), iodate ion (IO 3- ) or iodine (I 2 ). Not limited.

本発明において、「ヨウ素」とは、前記のようなすべての可能な形態のヨウ素を含むことを意味する。 In the present invention, "iodine" is meant to include all possible forms of iodine as described above.

本発明の放射性ヨウ素除去方法で、前記のヨウ素汚染水はヨウ素を含んだ溶液であり、水溶液、有機溶媒溶液、またはこれらの組み合わせであり得るが、これに限定されるものではない。 In the method for removing radioactive iodine of the present invention, the iodine-contaminated water is a solution containing iodine, and may be, but is not limited to, an aqueous solution, an organic solvent solution, or a combination thereof.

前記水溶液は、酸性溶液、中性溶液または塩基性溶液であり得、前記有機溶媒は、エタノールまたはジメチルスルホキシド(dimethylsulfoxide、DMSO)などを含む有機溶媒またはこれらの混合物であり得るが、これに限定されない。 The aqueous solution can be an acidic solution, a neutral solution or a basic solution, and the organic solvent can be, but is not limited to, an organic solvent containing ethanol, dimethyl sulfoxide, DMSO, or the like, or a mixture thereof. ..

また、前記ヨウ素を含んだ溶液は、液体または気体の状態であり得るが、これに限定されない。 Further, the iodine-containing solution may be in a liquid or gaseous state, but is not limited thereto.

本発明の具体的な実施例では、本発明者らはデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を硝酸銀を含むTGY培地で培養することにより、銀ナノ粒子の合成を誘導し、デイノコッカス・ラディオデュランス菌株から合成された銀ナノ粒子の特性を確認した(図1a~4cを参照)。また、前記銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランスの放射性ヨウ素除去効果を確認し、前記菌株をセルロース膜濾過紙(cellulose membrane filter)にろ過および吸着させ、銀ナノ粒子を膜濾過紙に固定することができることを確認した(図5aおよび6cを参照)。また、銀ナノ粒子を合成する菌株の凍結乾燥した菌体と、これを活性化させることができる培養培地をセルロース透過膜(cellulose dialysis membrane)に入れて携帯が容易な放射性ヨウ素除去用キットを製造して、前記キットの放射性ヨウ素除去効果を確認した(図7aおよび8を参照)。したがって、前記のナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株および半透過性膜を活用した放射性ヨウ素除去方法は、大規模病院、産業体、および原発事故などで発生する放射性ヨウ素の除去に有用に用いることができる。 In a specific embodiment of the present invention, the present inventors induced the synthesis of silver nanoparticles by culturing the Deinococcus radiodurans strain in a TGY medium containing silver nitrate, and synthesized from the Deinococcus radiodurance strain. The characteristics of silver nanoparticles were confirmed (see Figures 1a-4c). In addition, the effect of removing radioactive iodine from Dinococcus radiodurance, which synthesizes the silver nanoparticles, was confirmed, the strain was filtered and adsorbed on a cellulose membrane filter, and the silver nanoparticles were fixed to the membrane filter paper. Confirmed that it can be done (see Figures 5a and 6c). In addition, the freeze-dried cells of the strain that synthesizes silver nanoparticles and the culture medium that can activate them are placed in a cellulose dialysis membrane to manufacture a kit for removing radioactive iodine that is easy to carry. Then, the effect of removing radioactive iodine from the kit was confirmed (see FIGS. 7a and 8). Therefore, the method for removing radioactive iodine using the Deinococcus radiodurance strain that synthesizes the nanoparticles and the semi-permeable membrane is usefully used for removing radioactive iodine generated in large-scale hospitals, industrial bodies, nuclear accidents, and the like. be able to.

本発明は、銀イオンを含む培地で培養し、菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株、前記菌株の培養培地および半透過性膜を含む放射性ヨウ素除去用キットを提供する。 The present invention is a kit for removing radioactive iodine, which comprises a Deinococcus radiodurance strain, which is cultured in a medium containing silver ions and biosynthesized silver nanoparticles are attached to the surface of the strain, a culture medium of the strain, and a transpermeable membrane. I will provide a.

前記銀イオンを含む培地は、硝酸銀を含む培地であり得る。 The medium containing silver ion can be a medium containing silver nitrate.

前記菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株は、菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の凍結乾燥された菌体であり得る。 The Deinococcus radiodurans strain with biosynthetic silver nanoparticles attached to the surface of the strain is a freeze-dried cell of the Deinococcus radiodurance strain with biosynthetic silver nanoparticles attached to the surface of the strain. obtain.

前記培養培地は、TGY培地、PGYM培地、栄養培地またはYPD培地であり得るが、これらに限定されるものではない。 The culture medium can be, but is not limited to, TGY medium, PGYM medium, nutrient medium or YPD medium.

前記半透過性膜は、放射性ヨウ素は自由に通過が可能であるが、デイノコッカス・ラディオデュランス菌株、および放射性ヨウ素と銀の反応沈殿物が通過できないもので、空隙の大きさ(pore size)が1μm以下であり得る。 The semi-permeable membrane allows radioactive iodine to pass freely, but cannot pass through the Dinococcus radiodurance strain and the reaction precipitate of radioactive iodine and silver, and has a pore size of 1 μm. It can be:

前記ヨウ素は、水溶液中でヨウ素陰イオン(I-)、ヨウ素陽イオン(I+)、ヨウ素酸イオン(IO3 -)またはヨウ素(I2)などの形態で存在することができるが、これに限定されるものではない。 The iodine can be present in aqueous solution in the form of iodine anion (I ), iodine cation (I + ), iodate ion (IO 3- ) or iodine (I 2 ). Not limited.

本発明の具体的な実施例で、本発明者らはデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を硝酸銀を含むTGY培地で培養することにより、銀ナノ粒子の合成を誘導して、前記銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランスの放射性ヨウ素除去効果を確認し(図1a~5bを参照)、銀ナノ粒子を合成する菌株の凍結乾燥した菌体と、これを活性化させることができる培養培地をセルロース透過膜に入れて携帯が容易な放射性ヨウ素除去用キットを製造し、前記キットの放射性ヨウ素除去効果を確認した(図6a~8を参照)。したがって、前記の放射性ヨウ素除去用キットは、大規模病院、産業体、および原発事故などで発生する放射性ヨウ素の除去に有用に用いることができる。 In a specific embodiment of the present invention, the present inventors induce the synthesis of silver nanoparticles by culturing a strain of Deinococcus radiodurance in a TGY medium containing silver nitrate, and synthesize the silver nanoparticles. -Confirmed the effect of radiodurance on removing radioactive iodine (see Figures 1a to 5b), and put the freeze-dried cells of the strain that synthesizes silver nanoparticles and the culture medium that can activate them into a cellulose permeable membrane. A kit for removing radioactive iodine, which is easy to put in and carry, was manufactured, and the effect of removing radioactive iodine from the kit was confirmed (see FIGS. 6a to 8). Therefore, the above-mentioned radioactive iodine removal kit can be usefully used for removing radioactive iodine generated in large-scale hospitals, industrial bodies, nuclear accidents, and the like.

(発明を実施するための形態)
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
(Form for carrying out the invention)
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

但し、下記の実施例は、本発明を例示するだけのものであり、本発明の内容が下記の実施例によって限定されるものではない。 However, the following examples are merely examples of the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples.

実施例1.デイノコッカス・ラディオデュランス菌株の銀ナノ粒子の合成誘導
野生型のデイノコッカス・ラディオデュランス菌株(ATCC 13939、農業遺伝資源情報センター、大韓民国)を、TGY液体培地(0.5%(w/v)のトリプトン、0.1%(w/v)のグルコース及び0.3%(w/v)の酵母抽出物)5mlで前培養した。250mlのフラスコに50mlのTGY培地を入れ、500μlの前記前培養液を添加して、30℃、200rpmで培養液の吸光度が1になるまで培養した。以後、硝酸銀(AgNO3)溶液を最終濃度1mMで培養液に処理し、2時間適応させた後、50mlのコニカルチューブに移し、4,000rpmで20分間遠心分離した。沈殿した細胞を滅菌蒸留水で2回洗浄し、50mlのTGY培地に再懸濁した後、硝酸銀溶液を最終濃度2.5mMで添加して、24時間培養して、デイノコッカス・ラディオデュランス菌株が銀ナノ粒子を合成できるようにした。
Example 1. Induction of synthesis of silver nanoparticles of Deinococcus radiodurance strain Wild-type Deinococcus radiodurance strain (ATCC 13939, Agricultural Genetic Resource Information Center, Republic of Korea) was used in TGY liquid medium (0.5% (w / v) tripton, 0.1%. Precultured with (w / v) glucose and 0.3% (w / v) yeast extract) 5 ml. 50 ml of TGY medium was placed in a 250 ml flask, 500 μl of the preculture solution was added, and the cells were cultured at 30 ° C. and 200 rpm until the absorbance of the culture solution became 1. After that, the silver nitrate (AgNO 3 ) solution was treated into a culture solution at a final concentration of 1 mM, adapted for 2 hours, transferred to a 50 ml conical tube, and centrifuged at 4,000 rpm for 20 minutes. Precipitated cells were washed twice with sterile distilled water, resuspended in 50 ml of TGY medium, then silver nitrate solution was added at a final concentration of 2.5 mM, and the cells were cultured for 24 hours. Made it possible to synthesize particles.

比較例1.野生型デイノコッカス・ラディオデュランス菌株の培養
野生型のデイノコッカス・ラディオデュランス菌株(ATCC 13939)を、硝酸銀溶液が添加されていないTGY培地で培養したことを除いては、前記実施例1に記載されたものと同じ方法で培養した。
Comparative example 1. Culturing of Wild-type Deinococcus Radiodurance Strain The wild-type Deinococcus radiodurance strain (ATCC 13939) described in Example 1 above, except that it was cultured in TGY medium to which no silver nitrate solution was added. It was cultured in the same way as.

実験例1.デイノコッカス・ラディオデュランス菌株から合成された銀ナノ粒子の特性確認
デイノコッカス・ラディオデュランス菌株から合成された銀ナノ粒子の特性を確認するために、前記実施例1および比較例1で培養した各菌株の培養液で下記のような実験を行った。
Experimental example 1. Confirmation of characteristics of silver nanoparticles synthesized from Deinococcus radiodurance strain In order to confirm the characteristics of silver nanoparticles synthesized from Deinococcus radiodurance strain, culture of each strain cultured in Example 1 and Comparative Example 1 above. The following experiments were performed with the liquid.

1-1.培養液の色の違いを通じた銀ナノ粒子の存在確認
前記実施例1および比較例1で培養した各菌株の培養液の色を比較した結果、野生型デイノコッカス・ラディオデュランス菌株の培養液は、黄色であるのに対し、硝酸銀溶液を添加した培地で培養したデイノコッカス・ラディオデュランスの培養液は、ダークブラウンであることを確認することによって、銀ナノ粒子が合成されたことを確認した(図1aおよび図1b)。
1-1. Confirmation of the presence of silver nanoparticles through the difference in the color of the culture medium As a result of comparing the colors of the culture medium of each strain cultured in Example 1 and Comparative Example 1, the culture medium of the wild-type Dinococcus radiodurance strain was yellow. On the other hand, it was confirmed that silver nanoparticles were synthesized by confirming that the culture solution of Dinococcus radiodurance cultured in the medium supplemented with the silver nitrate solution was dark brown (Fig. 1a and). Figure 1b).

1-2.銀ナノ粒子の最大吸収波長を確認
UV-Vis分光光度計を用いて、TGY培地に硝酸銀溶液を最終濃度2.5mMで添加した溶液、比較例1の培養液および実施例1の培養液の吸光度を400nm~800nmの範囲の波長で測定した。
1-2. Confirm the maximum absorption wavelength of silver nanoparticles
Using a UV-Vis spectrophotometer, measure the absorbance of the TGY medium to which a silver nitrate solution was added at a final concentration of 2.5 mM, the culture solution of Comparative Example 1 and the culture solution of Example 1 at wavelengths in the range of 400 nm to 800 nm. did.

その結果、銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の培養液のみ400nm~800nmの範囲内で最大吸収波長を示し、約440nmで最大吸収波長を示した(図2)。これは、デイノコッカス・ラディオデュランス菌株から合成された銀ナノ粒子の最大吸収波長が約440nmであることを提示する。 As a result, only the culture solution of the Deinococcus radiodurance strain that synthesizes silver nanoparticles showed the maximum absorption wavelength in the range of 400 nm to 800 nm, and showed the maximum absorption wavelength at about 440 nm (Fig. 2). This suggests that the maximum absorption wavelength of silver nanoparticles synthesized from the Deinococcus radiodurans strain is about 440 nm.

1-3.銀ナノ粒子の大きさ確認
動的光散乱(dynamic light scattering)分析機を用いて、実施例1で培養したデイノコッカス・ラディオデュランスの培養液内での銀ナノ粒子の大きさを測定した。
1-3. Confirmation of size of silver nanoparticles Using a dynamic light scattering analyzer, the size of silver nanoparticles in the culture solution of Deinococcus radiodurance cultured in Example 1 was measured.

その結果、銀ナノ粒子の大きさは、18nm~68.1nmの分布を示し、28.2nmの大きさの銀ナノ粒子が最も多く分布することを確認した(図3)。 As a result, it was confirmed that the size of silver nanoparticles showed a distribution of 18 nm to 68.1 nm, and that silver nanoparticles with a size of 28.2 nm were the most distributed (Fig. 3).

1-4.銀ナノ粒子の形態確認
前記実施例1および比較例1で培養した各菌株の培養液を走査型電子顕微鏡(scanning electron microscope、SEM)で観察した。
1-4. Morphological Confirmation of Silver Nanoparticles The culture medium of each strain cultured in Example 1 and Comparative Example 1 was observed with a scanning electron microscope (SEM).

その結果、野生型デイノコッカス・ラディオデュランス菌株の細胞表面は滑らかなのに対し、銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の細胞表面には、球形の銀ナノ粒子が多数存在することを確認した(図4a~4c)。 As a result, it was confirmed that the cell surface of the wild-type Deinococcus radiodurance strain was smooth, whereas the cell surface of the Deinococcus radiodurance strain that synthesizes silver nanoparticles contained a large number of spherical silver nanoparticles (Fig.). 4a-4c).

1-5.銀ナノ粒子の構成元素確認
前記実施例1の培養液をエネルギー分散型X線分析装置(energy dispersive X-ray spectrometer、EDX)で分析した。
1-5. Confirmation of constituent elements of silver nanoparticles The culture solution of Example 1 was analyzed with an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX).

その結果、3keV付近で強い銀(Ag)信号が検出されることを確認し、前記実験例1-4で観察されたデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の細胞表面に吸着した粒子が銀ナノ粒子であることを再確認した(図4d)。 As a result, it was confirmed that a strong silver (Ag) signal was detected near 3 keV, and the particles adsorbed on the cell surface of the Deinococcus radiodurans strain observed in Experimental Example 1-4 were silver nanoparticles. Was reconfirmed (Fig. 4d).

実験例2.銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の放射性ヨウ素除去効果確認
前記実施例1で培養した銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の放射性ヨウ素除去効果をラジオ-薄層クロマトグラフィー(radio-thin layer chromatography、ラジオ-TLC)分析で調査した。
Experimental example 2. Confirmation of radioactive iodine removal effect of Deinococcus radiodurans strain that synthesizes silver nanoparticles Radio-thin layer chromatography (radio-) It was investigated by thin layer chromatography, radio-TLC) analysis.

具体的には、実施例1および比較例1の培養液をそれぞれ50mlのコニカルチューブに移し、4,000rpmで20分間遠心分離した後、沈殿した細胞を滅菌蒸留水で3回洗浄し、滅菌蒸留水5mlに再懸濁した。各懸濁液1mlを100μCi[125I] NaIを含んだ5mlの蒸留水と混合して、室温で反応させて、ラジオ-TLC分析で反応時間(1分、5分または15分)によるヨウ素除去率(%)を測定した。デイノコッカス・ラディオデュランス菌株の細胞濃度による比較のために、前記実施例1に記載された培養液の吸光度が1になるまで培養した培養液の代わりに、前記培養液を滅菌蒸留水で2倍(OD 0.5)または100倍(OD 0.01)希釈した培養液を用いたことを除いては、実施例1に記載したのと同じ方法で製造したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の培養液を用いた。 Specifically, the culture broths of Example 1 and Comparative Example 1 were each transferred to a 50 ml conical tube, centrifuged at 4,000 rpm for 20 minutes, and then the precipitated cells were washed with sterile distilled water three times, and the sterile distilled water was used. Resuspended in 5 ml. Mix 1 ml of each suspension with 5 ml of distilled water containing 100 μCi [ 125 I] Na I, react at room temperature, and remove iodine by reaction time (1 minute, 5 minutes or 15 minutes) by radio-TLC analysis. The rate (%) was measured. For comparison by cell concentration of Deinococcus radiodurance strain, the culture medium was doubled with sterile distilled water instead of the culture medium cultured until the absorbance of the culture solution described in Example 1 became 1. The culture medium of the Deinococcus radiodurance strain produced by the same method as described in Example 1 was used except that the culture medium diluted OD 0.5) or 100-fold (OD 0.01) was used.

その結果、野生型デイノコッカス・ラディオデュランス菌株は15分間、約9.5%の放射性ヨウ素を除去することができるが、銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株は、同じ条件で約97.5%の放射性ヨウ素除去能を示した(図5a)。また、デイノコッカス・ラディオデュランス菌株の細胞濃度による比較結果、培養液の吸光度が1になるまで培養した場合(約2.5×105個の細胞)に5分間、約97.6%の放射性ヨウ素除去能で最も高い効果を示した(図5b)。 As a result, the wild-type Deinococcus radiodurance strain can remove about 9.5% of radioactive iodine for 15 minutes, whereas the Deinococcus radiodurance strain that synthesizes silver nanoparticles has about 97.5% of radioactive iodine under the same conditions. The removal ability was shown (Fig. 5a). In addition, as a result of comparison based on the cell concentration of the Deinococcus radiodurans strain, when the culture solution was cultured until the absorbance became 1, (about 2.5 x 10 5 cells), it was the most effective in removing radioactive iodine at about 97.6% for 5 minutes. It showed a high effect (Fig. 5b).

実施例2.銀ナノ粒子がコーティングされた膜濾過紙(membrane filter)の製造
2-1.デイノコッカス・ラディオデュランス菌株から銀ナノ粒子の分離及び精製
前記実施例1で培養した銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株から銀ナノ粒子を分離した。
Example 2. Manufacture of membrane filters coated with silver nanoparticles
2-1. Separation and Purification of Silver Nanoparticles from Deinococcus Radiodurance Strain Silver nanoparticles were isolated from the Deinococcus radiodurance strain that synthesizes the silver nanoparticles cultured in Example 1.

具体的には、実施例1の培養液を4,000rpmで20分間遠心分離し、上澄み液を除去した後、滅菌蒸留水で沈殿物を3回洗浄し、0.9%塩化ナトリウム5mlを添加して再懸濁した。前記懸濁液内の細胞を超音波破砕機で3分間破砕した後、遠心分離して上澄み液を除去した。沈殿物に25mlの0.5M塩化ナトリウムおよび0.5Mスクロースを含む水溶液を順に添加して懸濁し、4,000rpmで20分間遠心分離した後、上澄み液を除去した。沈殿物に35mlの完全塩溶液(complete salt solution; 0.3M塩化ナトリウム、10mM塩化カリウム、50mM硫酸マグネシウム水溶液(MgSO4・7H2O)および1mMトリス(Tris)(pH7.5))を入れて再懸濁した後、20mgのリゾチーム(lysozyme)を処理し、37℃で22時間反応させた。反応が完了した溶液を遠心分離して上澄み液を除去した後、沈殿物を完全塩溶液で2回洗浄した後、完全塩溶液5mlを添加して懸濁し、最終的にデイノコッカス・ラディオデュランス菌株から分離及び精製されたナノ粒子を得た。 Specifically, the culture solution of Example 1 was centrifuged at 4,000 rpm for 20 minutes, the supernatant was removed, the precipitate was washed 3 times with sterile distilled water, and 5 ml of 0.9% sodium chloride was added again. Suspended. The cells in the suspension were crushed with an ultrasonic crusher for 3 minutes and then centrifuged to remove the supernatant. An aqueous solution containing 25 ml of 0.5 M sodium chloride and 0.5 M sucrose was added to the precipitate in order, suspended, centrifuged at 4,000 rpm for 20 minutes, and then the supernatant was removed. Add 35 ml of complete salt solution (0.3 M sodium chloride, 10 mM potassium chloride, 50 mM magnesium sulfate aqueous solution (DDL 4.7H 2 O) and 1 mM Tris (pH 7.5)) to the precipitate and re-do. After suspension, 20 mg of lysozyme was treated and reacted at 37 ° C. for 22 hours. After centrifuging the completed solution to remove the supernatant, the precipitate was washed twice with a complete salt solution, then 5 ml of the complete salt solution was added and suspended, and finally from the Deinococcus radiodurance strain. Separated and purified nanoparticles were obtained.

2-2.銀ナノ粒子がコーティングされた膜濾過紙の製造
前記実施例2-1で精製した銀ナノ粒子を0.22μmの空隙(pore)を有するセルロース膜濾過紙に真空(vacuum)装置を用いてろ過吸着させて、室温で自然乾燥させ、銀ナノ粒子がコーティングされた膜濾過紙を製造した(図6a)。
2-2. Production of Film Filter Paper Coated with Silver Nanoparticles The silver nanoparticles purified in Example 2-1 above are filtered and adsorbed on a cellulose membrane filter paper having a pore of 0.22 μm using a vacuum device. Then, it was naturally dried at room temperature to produce a film filter paper coated with silver nanoparticles (Fig. 6a).

2-3.銀ナノ粒子がコーティングされた膜濾過紙の特性確認
前記実施例2-2で製造した銀ナノ粒子がコーティングされた膜濾過紙をエネルギー分散型X線分析装置を装着した走査電子顕微鏡(SEM/EDX)で観察し、その特性を分析した。
2-3. Confirmation of characteristics of film filter paper coated with silver nanoparticles Scanning electron microscope (SEM / EDX) equipped with an energy dispersive X-ray analyzer on the film filter paper coated with silver nanoparticles produced in Example 2-2. ), And its characteristics were analyzed.

その結果、膜濾過紙の表面に球状の粒子が均一にコーティングされていることを確認し(図6b及び6c)、3 keV付近で強い銀(Ag)信号が検出されることを確認して、前記濾過紙表面に吸着した粒子が銀ナノ粒子であることを確認した(図6d)。 As a result, it was confirmed that spherical particles were uniformly coated on the surface of the membrane filter paper (Figs. 6b and 6c), and it was confirmed that a strong silver (Ag) signal was detected near 3 keV. It was confirmed that the particles adsorbed on the surface of the filter paper were silver nanoparticles (Fig. 6d).

実施例3.放射性ヨウ素除去用キットの製造
3-1.凍結乾燥した菌体の製造
銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の培養液は、銀の酸化によって長時間の保管が難しく、毎回菌体を培養しなければならない煩わしさがあるので、最適化した条件で計量を容易にしてキットの性能維持のために凍結乾燥した菌体を使用するために、下記のような実験を行った。
Example 3. Manufacture of kit for removing radioactive iodine
3-1. Production of freeze-dried cells The culture solution of the Deinococcus radiodurans strain that synthesizes silver nanoparticles is optimal because it is difficult to store for a long time due to the oxidation of silver and it is troublesome to culture the cells every time. The following experiments were conducted in order to facilitate weighing under these conditions and to use lyophilized cells to maintain the performance of the kit.

具体的には、前記実施例1で培養した銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の培養液50mlを4,000rpmで30分間遠心分離して上澄み液を除去し、沈殿物を滅菌蒸留水で2回洗浄した後、同一条件で遠心分離して上澄み液を除去した。以後、-80℃で1時間凍結させ、凍結乾燥機で24時間菌体を完全に乾燥させて残存水分を除去した。粉状の菌体を乳鉢でつぶし、精密秤でこれを計量してキットの製造に用いた。 Specifically, 50 ml of the culture solution of the Dinococcus radiodurance strain synthesizing the silver nanoparticles cultured in Example 1 was centrifuged at 4,000 rpm for 30 minutes to remove the supernatant, and the precipitate was prepared with sterile distilled water. After washing twice, the supernatant was removed by centrifugation under the same conditions. After that, the cells were frozen at -80 ° C for 1 hour, and the cells were completely dried in a freeze-dryer for 24 hours to remove residual water. The powdery cells were crushed in a mortar and weighed with a precision scale and used in the manufacture of the kit.

3-2.使い捨て放射性ヨウ素除去用キットの製造
前記実施例1で用いたTGY培地と同じ組成の培地を製造するために、培地の総容量1Lを基準に、0.5gのトリプトン、0.1gのグルコースおよび0.3gの酵母抽出物を50mlのチューブに入れ、混合して十分に混ざるようにした(TGY培地粉末)。12~14kDaの大きさ以下の物質のみ透過が可能なセルロース透過膜(平断面(flat width)25mm、直径16mm、Spectrum Laboratories,Inc.,米国)を10cmの長さに切った後、両端をクリップで固定して内容物が下に落ちないようにした。マイクロピペットを用いて前記膜中に10mlの滅菌蒸留水を添加し、TGY培地粉末を9mg添加して完全に溶解するまで混合した(図7aおよび7b)。溶解したTGY培地に、前記実施例3-1で製造した銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の凍結乾燥した菌体を5、10、50または100mg添加し、常温で12時間活性化させた(図7c~7e)。
3-2. Production of Disposable Radioiodine Removal Kit In order to produce a medium having the same composition as the TGY medium used in Example 1 above, 0.5 g of tryptone, 0.1 g of glucose and 0.3 g of the medium are based on a total volume of 1 L of the medium. The yeast extract was placed in a 50 ml tube and mixed to mix well (TGY medium powder). Cut a cellulose permeable membrane (flat width 25 mm, diameter 16 mm, Spectrum Laboratories, Inc., USA) that can permeate only substances with a size of 12 to 14 kDa to a length of 10 cm, and then clip both ends. I fixed it with to prevent the contents from falling down. Using a micropipette, 10 ml of sterile distilled water was added into the membrane, 9 mg of TGY medium powder was added and mixed until completely dissolved (Figs. 7a and 7b). To the dissolved TGY medium, 5, 10, 50 or 100 mg of freeze-dried cells of the Deinococcus radiodurance strain synthesizing the silver nanoparticles produced in Example 3-1 was added and activated at room temperature for 12 hours. (Figs. 7c-7e).

比較例2.野生型デイノコッカス・ラディオデュランス菌株の凍結乾燥した菌体を含む対照群キットの製造 Comparative example 2. Production of control group kit containing lyophilized cells of wild-type Deinococcus radiodurance strain

前記実施例1で培養した銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の培養液の代わりに比較例1で培養した野生型デイノコッカス・ラディオデュランス菌株の培養液を用いて凍結乾燥した菌体を製造し、膜内溶解したTGY培地に凍結乾燥した菌体を、100mg添加したことを除いては、実施例3に記載したのと同じ方法で、対照群のキットを製造した。 A freeze-dried cell was produced by using the culture medium of the wild-type Deinococcus radiodurance strain cultured in Comparative Example 1 instead of the culture medium of the Deinococcus radiodurance strain synthesizing the silver nanoparticles cultured in Example 1. Then, a control group kit was produced by the same method as described in Example 3 except that 100 mg of the lyophilized cells was added to the TGY medium dissolved in the membrane.

実験例3.銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を含むキットの放射性ヨウ素除去効果確認
前記実施例3で製造したキットの放射性ヨウ素除去効果を確認するために、ラジオTLC分析を行った。
Experimental example 3. Confirmation of Radio-Iodine Removal Effect of Kit Containing Deinococcus Radiodurance Strain for Synthesizing Silver Nanoparticles Radio TLC analysis was performed to confirm the radio-iodine removal effect of the kit produced in Example 3 above.

具体的には、100μCi[125I] NaIを含んだ500mlの滅菌蒸留水をビーカーに入れ、前記実施例3および比較例2で製造した各キットをビーカーに入れて室温で反応させ、ラジオTLC分析で反応時間(1分、5分または15分)によるヨウ素除去率(%)を測定した(図7f)。 Specifically, 500 ml of sterile distilled water containing 100 μCi [ 125 I] NaI was placed in a beaker, and each kit produced in Example 3 and Comparative Example 2 was placed in a beaker and reacted at room temperature for radio TLC analysis. Iodine removal rate (%) by reaction time (1 minute, 5 minutes or 15 minutes) was measured in (Fig. 7f).

その結果、野生型デイノコッカス・ラディオデュランス菌株を含んだキットは、約3%の放射性ヨウ素除去率を示したのに対し、銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を含んだキットは、15分以内に最大98 %の高い除去率を示し、凍結乾燥した菌体5mgを含有したキットが100mgを含有したキットと大きな違いなしに高い放射性ヨウ素除去率を示すことを確認した(図8)。 As a result, the kit containing the wild-type Deinococcus radiodurans strain showed a radioactive iodine removal rate of about 3%, whereas the kit containing the Deinococcus radiodurance strain synthesizing silver nanoparticles was 15 minutes. It was confirmed that the kit containing 5 mg of lyophilized cells showed a high removal rate of up to 98% within the period, and the kit containing 100 mg showed a high removal rate of radioactive iodine without any significant difference (Fig. 8).

本発明に係る銀ナノ粒子を合成するデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を含む放射性ヨウ素を除去用キットは、少量の菌体量でも、さまざまな種類の溶液に存在する放射性ヨウ素を98%以上の高効率で除去することができ、使用及び使用後の管理が非常に簡単である。したがって、前記の放射性ヨウ素除去用キット及びこれを用いた放射性ヨウ素除去方法は、大規模病院、産業体、および原発事故などで発生する放射性ヨウ素の除去に非常に有用に用いることができる。 The kit for removing radioactive iodine containing the Deinococcus radiodurance strain that synthesizes silver nanoparticles according to the present invention has a high efficiency of 98% or more of radioactive iodine present in various types of solutions even with a small amount of cells. It can be removed and is very easy to use and manage after use. Therefore, the above-mentioned kit for removing radioactive iodine and the method for removing radioactive iodine using the same can be very usefully used for removing radioactive iodine generated in large-scale hospitals, industrial bodies, nuclear accidents, and the like.

Claims (10)

1)銀イオン(Ag+)を含む培地でデイノコッカス・ラディオデュランス(Deinococcus radiodurans)菌株を培養して、菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を収得する工程、
2)半透過性膜の容器に培養培地と一緒に前記の菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を接種する工程、および
3)前記容器を、放射性ヨウ素汚染水と接触させ、放射性ヨウ素が半透過性膜を通過して菌株の表面の銀ナノ粒子と結合するようにして、放射性ヨウ素が結合した銀ナノ粒子が菌株の表面に付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を収得する工程を含む放射性ヨウ素除去方法。
1) A process of culturing a Deinococcus radiodurans strain in a medium containing silver ions (Ag + ) to obtain a Deinococcus radiodurans strain having biosynthesized silver nanoparticles attached to the surface of the strain.
2) A step of inoculating a Deinococcus radiodurans strain in which silver nanoparticles biosynthesized on the surface of the strain together with a culture medium are inoculated into a container of a semi-permeable membrane.
3) The container is brought into contact with radioactive iodine-contaminated water so that the radioactive iodine passes through the semi-permeable membrane and binds to the silver nanoparticles on the surface of the strain, and the silver nanoparticles bound to the strain are the silver nanoparticles of the strain. A method for removing radioactive iodine, which comprises a step of obtaining a strain of Deinococcus radiodurance adhering to the surface.
前記工程2)の菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株が、菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株の凍結乾燥した菌体である、請求項1に記載の放射性ヨウ素除去方法。 The Deinococcus radiodurans strain with the biosynthesized silver nanoparticles attached to the surface of the strain in step 2) is a freeze-dried bacterium of the Deinococcus radiodurance strain with the biosynthesized silver nanoparticles attached to the surface of the strain. The method for removing radioactive iodine according to claim 1, which is a body. 前記工程1)または2)の培養培地が、TGY培地、PGYM培地、栄養培地またはYPD培地である、請求項1に記載の放射性ヨウ素除去方法。 The method for removing radioactive iodine according to claim 1, wherein the culture medium of the step 1) or 2) is a TGY medium, a PGYM medium, a nutrition medium or a YPD medium. 前記半透過性膜が、空隙の大きさ(pore size)が1μm以下である、請求項1に記載の放射性ヨウ素除去方法。 The method for removing radioactive iodine according to claim 1, wherein the semi-permeable membrane has a pore size of 1 μm or less. 前記半透過性膜の容器を回収する工程をさらに含む、請求項1に記載の放射性ヨウ素除去方法。 The method for removing radioactive iodine according to claim 1, further comprising a step of recovering the container of the semi-permeable membrane. 銀イオンを含む培地で培養し、菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株、前記菌株の培養培地および半透過性膜を含む放射性ヨウ素除去用キット。 A kit for removing radioactive iodine, which comprises a Deinococcus radiodurance strain, which is cultured in a medium containing silver ions and biosynthesized silver nanoparticles are attached to the surface of the strain, a culture medium of the strain, and a semi-permeable membrane. 前記銀イオンを含む培地が、硝酸銀を含む培地である、請求項6に記載の放射性ヨウ素除去用キット。 The kit for removing radioactive iodine according to claim 6, wherein the medium containing silver ion is a medium containing silver nitrate. 前記菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株が、菌株の表面に生合成された銀ナノ粒子が付着したデイノコッカス・ラディオデュランス菌株を凍結乾燥した菌体である、請求項6に記載の放射性ヨウ素除去用キット。 The Deinococcus radiodurans strain with the biosynthesized silver nanoparticles attached to the surface of the strain is a lyophilized cell of the Deinococcus radiodurance strain with the biosynthesized silver nanoparticles attached to the surface of the strain. The kit for removing radioactive iodine according to claim 6. 培養培地が、TGY培地、PGYM培地、栄養培地またはYPD培地である、請求項6に記載の放射性ヨウ素除去用キット。 The kit for removing radioactive iodine according to claim 6, wherein the culture medium is a TGY medium, a PGYM medium, a nutrient medium, or a YPD medium. 前記半透過性膜が、空隙の大きさが1μm以下である、請求項6に記載の放射性ヨウ素除去用キット。
The kit for removing radioactive iodine according to claim 6, wherein the semi-permeable membrane has a void size of 1 μm or less.
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