KR100635427B1 - 양음 두 이온의 작용에 의해 항원성 물질을 실활시키는 방법 및 장치 - Google Patents
양음 두 이온의 작용에 의해 항원성 물질을 실활시키는 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 항원성 물질에 대하여 양이온과 음이온을 작용시킴으로써 항원성 물질을 실활시키는 방법에 관한 것으로, 이 방법에서는 양음 두 이온의 농도가 각각 약 5 만개/cm3 이상, 보다 바람직하게는 약 10 만개/cm3 이상이 되는 분위기 중에서 양이온과 음이온을 작용시킨다.
항원성 물질, 양이온, 음이온, 과산화수소, 이산화수소, 히드록시 라디칼, 알레르기 질환
Description
본 발명은 양음 두 이온의 작용 등에 의해 항원성 물질(알레르겐이라고도 하지만, 본원에서는 항원성 물질이라 함)을 실활시키는 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 방법 및 장치를 이용한 공기 조절 장치(예를 들면, 공기 청정기, 공기 조절 장치, 제습기, 가습기, 전기 가열기, 석유 스토브, 가스 가열기, 냉각 박스 및 냉장고 등)에 관한 것이다.
최근, 주거 환경의 변화에 따라 사람 알레르기 질환의 원인이 되는 화분이나 진드기 등의 유해한 공기 중 부유 물질을 제거하여 건강하고 쾌적한 생활을 영위하고 싶어하는 요망이 강해지고 있다. 이 요망에 대응하기 위해서, 예를 들면 일본 공개 특허 공보 (평)6-154298호, 일본 공개 특허 공보 (평)7-807호, 일본 공개 특허 공보 (평)8-173843호 및 일본 공개 특허 공보 제2000-111106호에 개시된 바와 같이, 각종 필터를 구비한 공기 조절 장치가 개발되어 있다.
그러나, 이러한 공기 조절 장치는 공간의 공기를 흡인하여 필터에 의해 유해한 부유 물질을 흡착 또는 여과하는 방식을 이용하기 때문에, 장기간에 걸쳐 사용 하면 필터 교환 등의 유지가 불가결하고, 더구나 필터의 특성이 충분하지 않기 때문에 만족할 수 있는 성능을 얻지 못하는 경우가 있다.
한편, 백신 등에 의한 예방 방법이 제안되어 있지만, 사람 각자마다 면역의 질 및 양이 다르기 때문에 효과가 발휘되지 않는 경우가 있다.
따라서, 현재 시점에서 이들 문제점이나 곤란을 수반하지 않고 알레르기 질환을 저감시키는 유효한 방법은 알려져 있지 않다.
<발명의 개시>
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명이 목적으로 하는 것은 정기적인 필터 교환 등의 번잡함이 없으며 항체의 개인차에 의한 영향을 받는 등의 예방법상의 곤란함을 수반하지도 않는, 알레르기 질환을 저감시키는 유효한 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭한 결과, 알레르기 질환을 유발하는 직접적인 원인이 화분 등 그 자체에 있는 것이 아니라 거기에 포함되어 있는 항원성 물질에 있고, 이 항원성 물질을 실활시키는 것이 가장 효과적이라는 것을 발견하였으며, 이 발견에 기초하여 연구를 더 계속한 결과 드디어 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 항원성 물질에 대하여 양이온과 음이온을 작용시킴으로써 항원성 물질을 실활시키는 방법에 관한 것이다. 상기 항원성 물질은 단백질 또는 당단백질을 포함하는 것이고, 이러한 항원성 물질에 대하여 양이온과 음이온을 작용시키면 상기 물질(특히 그의 항체 반응 부위)은 변성 내지 파괴되고, 이에 의해 알레르기 반응성이 실활되며, 이에 따라 알레르기 질환 유발이 저감되는 것을 기대할 수 있다.
또한, 상기 항원성 물질을 실활시키는 방법은 양음 두 이온의 농도가 각각 약 5 만개/cm3 이상이 되는 분위기 중에서 양이온과 음이온을 작용시킴으로써 실행할 수 있다. 이러한 이온 농도를 설정함으로써, 양음 두 이온의 작용에 의해 항원성 물질을 효과적으로 실활시킬 수 있다. 또한, 본 명세서에서 이온 농도란 임계 이동도를 1 cm2/Vㆍ초 이상의 작은 이온의 농도를 의미하고, 상기 작은 이온의 농도 측정은 공기 이온 카운터(예를 들면 단 가가꾸(Dan Kagaku) 제조 공기 이온 카운터(품번 83-1001B))를 이용하여 행한다.
또한, 상기 항원성 물질을 실활시키는 방법은 양음 두 이온의 농도가 각각 약 10 만개/cm3 이상이 되는 분위기 중에서 양이온과 음이온을 작용시킴으로써 실행할 수 있다.
또한, 상기 항원성 물질을 실활시키는 방법은 양음 두 이온의 농도가 각각 약 3000 개/cm3 이상이 되는 공간 평균 농도에서 양이온과 음이온을 작용시킴으로써 실행할 수 있다. 항원성 물질은 공간내에 확산되어 부유하므로, 양음 두 이온을 송출하는 장치의 흡출구 부근만의 농도로 규정하는 것보다는 공간 전체의 농도로 규정하는 것이 효과적인 경우가 있기 때문이다.
또한, 상기 항원성 물질을 실활시키는 방법은, 양음 두 이온의 농도가 각각 약 10000 개/cm3 이상이 되는 공간 평균 농도에서 양이온과 음이온을 작용시킴으로써 실행할 수 있다.
또한, 상기 방법에 있어서의 양이온은 H3O+(H2O)n(n은 0 또는 자연수)이고, 음이온은 O2 -(H2O)m(m은 0 또는 자연수)일 수 있다. 또한, 여기서 양이온으로서 기재한 H3O+(H2O)n(n은 0 또는 자연수)는 표기 방법을 변경하여 H+(H2O)n(n은 자연수)로 기술하는 것도 가능하며, 이는 동등한 이온을 나타내는 것이다.
또한, 상기 양이온과 음이온은 화학 반응함으로써 과산화수소(H2O2), 이산화수소(HO2) 또는 히드록시 라디칼(ㆍOH) 중 1종 이상을 생성할 수 있다.
또한, 상기 항원성 물질은 삼나무 항원성 물질일 수 있다. 또한, 상기 항원성 물질은 진드기 항원성 물질 또는 진드기 분진일 수 있다.
또한, 본 발명은 항원성 물질의 항체 반응 부위를 전기적 충격 및(또는) 화학 반응에 의해 변성 내지 파괴시킴으로써 항원성 물질을 실활시키는 방법에 관한 것이다.
한편, 본 발명은 항원성 물질에 대하여 양이온과 음이온을 작용시키기 위해 양이온과 음이온을 공기 중에 송출하는 기구를 갖는 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 장치에 관한 것이다.
또한, 상기 장치는 과산화수소(H2O2), 이산화수소(HO2) 또는 히드록시 라디칼(ㆍOH) 중 1종 이상을 생성할 수 있다.
또한, 상기 장치는 양음 두 이온의 농도가 각각 약 5 만개/cm3 이상이 되는 분위기를 제공하도록 양이온과 음이온을 공기 중에 송출할 수 있다.
또한, 상기 장치는 양음 두 이온의 농도가 각각 약 10 만개/cm3 이상이 되는 분위기를 제공하도록 양이온과 음이온을 공기 중에 송출할 수 있다.
또한, 상기 장치는 양음 두 이온의 농도가 각각 약 3000 개/cm3 이상이 되는 공간 평균 농도를 제공하도록 양이온과 음이온을 공기 중에 송출할 수 있다.
또한, 상기 장치는 양음 두 이온의 농도가 각각 약 10000 개/cm3 이상이 되는 공간 평균 농도를 제공하도록 양이온과 음이온을 공기 중에 송출할 수 있다.
또한, 상기 장치에서 항원성 물질이 삼나무 항원성 물질일 수 있다. 또한, 상기 장치에서 항원성 물질이 진드기 항원성 물질 또는 진드기 분진일 수 있다.
또한, 본 발명은 항원성 물질의 항체 반응 부위를 전기적 충격 및(또는) 화학 반응에 의해 변성 내지 파괴시키기 위한 방전 기구를 갖는 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 장치에 관한 것이다.
또한, 상기 각 장치는 공기 조절 기구를 구비할 수 있다. 이에 의해, 항원성 물질을 실활시키는 능력을 갖은 각종 공기 조절 장치(예를 들면, 공기 청정기, 공기 조절 장치, 제습기, 가습기, 전기 가열기, 석유 스토브, 가스 가열기, 냉각 박스 및 냉장고 등)를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 이온 발생 소자의 구조에 대한 일례를 나타낸 개략도이다.
도 2A는 이온 발생 소자로부터 생성되는 양이온의 질량 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 2B는 이온 발생 소자로부터 생성되는 음이온의 질량 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 3은 항원성 물질을 실활시키는 방법을 실행하기 위한 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 4A는 항원성 물질(삼나무 항원성 물질)을 이온 처리한 경우와 미처리한 경우에 대하여, 화분증 환자 19 내지 29의 혈청 IgE 항체의 알레르기 반응 관계를 나타내는 도면이다.
도 4B는 항원성 물질(삼나무 항원성 물질)을 이온 처리한 경우와 미처리한 경우에 대하여, 화분증 환자 30 내지 40의 혈청 IgE 항체의 알레르기 반응 관계를 나타내는 도면이다.
도 5A는 항원성 물질(삼나무 항원성 물질)을 이온 처리한 경우와 미처리한 경우에 대하여, 화분증 환자 41 내지 51의 혈청 IgE 항체의 알레르기 반응 관계를 나타내는 도면이다.
도 5B는 항원성 물질(삼나무 항원성 물질)을 이온 처리한 경우와 미처리한 경우에 대하여, 화분증 환자 52 내지 60의 혈청 IgE 항체의 알레르기 반응 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 항원성 물질을 이온 처리한 경우와 미처리한 경우에 대하여, Cry j 1 및 Cry j 2와 그의 모노클로날 항체의 반응성 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 ELISA 저해법(ELISA inhibition)에 의해 항원성 물질(삼나무 항원성 물질)을 이온 처리한 경우와 미처리한 경우에 대하여, 항원성 물질과 화분증 환자의 혈청 IgE 항체의 알레르기 반응성 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 양음 두 이온 각각의 농도와 반응 실활률의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 항원성 물질을 실활시키는 방법을 실행하기 위한 장치의 일례이며, 오존 농도를 감소시키는 장비를 구비한 장치를 나타내는 개략도이다.
도 10은 항원성 물질(진드기 항원성 물질)을 이온 처리한 경우와 미처리한 경우에 대하여, 진드기 알레르기 환자 a 내지 r의 혈청 IgE 항체의 알레르기 반응 관계를 나타내는 도면이다.
도 11은 항원성 물질을 실활시키는 방법을 실행하기 위한 장치의 일례이며, 송풍기와 회수 필터를 구비한 장치를 나타내는 개략도이다.
도 12는 항원성 물질을 실활시키는 방법을 실행하기 위한 장치의 일례이며, 송풍기와 회수 용기를 구비하고 있는 장치를 나타내는 개략도이다.
도 13은 양음 두 이온의 공간 평균 농도(3000 개/cm3)하에 ELISA 저해법에 의해 진드기 분진을 이온 처리한 경우와 미처리한 경우에 대하여, 항원성 물질과 진드기 알레르기 환자의 혈청 IgE 항체의 알레르기 반응성 관계를 나타내는 도면이다.
도 14는 양음 두 이온의 공간 평균 농도(10000 개/cm3)하에 ELISA 저해법에 의해 진드기 분진을 이온 처리한 경우와 미처리한 경우에 대하여, 항원성 물질과 진드기 알레르기 환자의 혈청 IgE 항체의 알레르기 반응성 관계를 나타내는 도면이다.
발명을 실시하기
위한 최선의 형태
<항원성 물질>
본 발명이 대상으로 하는 항원성 물질은 삼나무, 노송나무, 두드러기쑥 등의 화분류나 진드기 등의 생물에 포함되는 물질이며, 생체에 작용함으로써 항원 항체 반응의 일종인 알레르기 반응을 일으켜 알레르기 질환을 유발하는 물질을 말한다. 상기 항원성 물질은 통상 단백질 또는 당단백질을 포함하지만, 그의 형상 또는 크기는 특별히 한정되지 않으며, 이들 단백질이나 당단백질 자체 분자상의 것, 또는 이들이 집합하여 입자상으로 된 것, 또는 그 분자상의 것의 일부인 항원 결정기 등을 포함한다.
이러한 항원성 물질의 구체적인 예로는, 예를 들면 삼나무 항원성 물질이나 진드기 항원성 물질을 들 수 있다.
또한, 진드기 항원성 물질은 진드기 자체 체내에 포함된 것이지만, 일반 생활 환경에 있어서는 진드기 자체보다 오히려 진드기 분진 중에 포함된 것이 문제가 되는 경우가 많다. 여기서 진드기 분진이란, 진드기 자체를 비롯하여 진드기의 사체나 신체의 일부, 및 진드기의 음식물이나 배설물을 포함한 미립상의 것을 말한다. 본 발명에 있어서 항원성 물질이란, 이러한 진드기 분진도 포함한다.
<항체 반응 부위>
항체 반응 부위란 항원성 물질에 포함되는 특정 부분이며, 항체와 결합하는 부위를 말한다. 항원성 물질은 이 항체 반응 부위가 변성 내지 파괴(분해)되면 항체와 결합할 수 없게 되고, 이 때문에 알레르기 반응을 억제할 수 있다.
<항원성 물질을 실활시키는 방법>
본 발명에 따른 항원성 물질을 실활시키는 방법은 항원성 물질에 대하여 양이온과 음이온을 작용시킴으로써 달성된다. 이들 양음 두 이온은, 양이온 또는 음이온 각각 단독으로서는 항원성 물질에 대하여 각별한 효과는 나타내지 않는다. 그러나, 이들 이온이 공존하면 후술하는 것과 같은 화학 반응에 의해 활성 물질을 발생시키고, 이 활성 물질이 항원성 물질을 구성하는 단백질, 특히 그 항체 반응 부위를 공격하여 상기 단백질을 변성 내지 파괴(분해)함으로써 항원성 물질을 실활시키는 것으로 해석된다.
여기서, 항원성 물질을 실활시킨다는 것은, 상술한 바와 같이 항원성 물질을 변성 내지 파괴(분해)함으로써 항원성 물질을 소멸시키는 것 뿐만 아니라 상기 항원성 물질의 양을 감소시키거나 그의 활성도를 저하시키는 것도 포함한다.
<양음 두 이온의 농도>
항원성 물질에 대하여 양이온과 음이온을 작용시키는 분위기에서의 양음 두 이온의 농도는, 상기 양음 두 이온이 각각 2.5 만개/cm3 이상, 바람직하게는 5 만개/cm3 이상, 더욱 바람직하게는 10 만개/cm3 이상인 것이 바람직하다. 2.5 만개/cm3 미만인 경우에는 항원성 물질에 대하여 충분한 효과를 발휘할 수 없다고 생각되기 때문이다.
한편, 양음 두 이온 농도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 과도하게 고농도의 이온을 발생시키면 인체에 유해한 양의 오존이 발생되기 때문에 바람직하지 않다. 즉, 후술하는 바와 같이 이들 양음 두 이온은 통상 방전에 의해 발생하지만, 양음 두 이온을 고농도로 발생시키기 위해서는 고전압을 인가할 필요가 있으며, 이에 의해 오존이 부생할 우려가 있다. 그 때문에, 양음 두 이온의 농도를 각각 300 만개/cm3를 초과하지 않는 범위로 설정함으로써, 경시 변화 등도 포함하여 본 발명의 기술로 제품을 조립한 경우에 송풍구 부근에서 오존 농도가 0.1 ppm을 초과하는 일이 없도록 설계할 수 있다. 이 0.1 ppm이라는 농도는 일본에서 산업 위생학회가 8 시간 노동시 허용 농도로서 정하는 기준 농도를 초과하는 것이고, 또한 미국 노동 위생 전문관 회의(ACGIH)가 정하는 허용 농도도 초과하는 것이다. 이 때문에 양음 두 이온 농도의 상한은 각각 300 만개/cm3 미만, 더욱 충분한 안전성을 고려하면 바람직하게는 200 만개/cm3 미만으로 할 수 있다. 이에 의해 오존 등의 인체에 유해한 부생성물의 농도가 충분한 안전성 기준내에 속하도록 하는 것이 가능해진다. 또한, 이온 농도의 상한을 상기와 같이 예시하였지만, 방전 방식 을 개선함으로써 상기 제한을 완화시키는 것이 가능하다. 또한, 오존 흡수성 물질, 예를 들면 산화구리 또는 활성탄 등을 배치하여 오존을 분해하는 구조를 설치하는 대책에 의해 마찬가지로 상기 제한을 더욱 완화시킬 수 있다. 특히 오존만을 흡수하는 물질을 사용하면 효과적이다.
이와 같이 본 발명의 방법에 따르면, 인체에 유해한 양의 오존 등을 부생하지 않고 항원성 물질을 실활시킬 수 있는 매우 유리한 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서 항원성 물질을 실활시키는 분위기란 양음 두 이온의 농도가 상술한 것과 같은 범위내에 속하는 분위기를 말하지만, 예를 들면 양음 두 이온을 송출하는 장치의 흡출구로부터 10 cm 이내의 범위에서 상술한 이온 농도가 달성되었다면 그와 같은 계는 본 발명에서 말하는 항원성 물질을 실활시키는 분위기에 해당한다.
한편, 항원성 물질을 실활시키기 위해서는, 양음 두 이온의 공간 평균 농도를 양음 두 이온 각각이 약 3000 개/cm3 이상, 더욱 바람직하게는 약 10000 개/cm3 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 항원성 물질은 공간내에 확산되어 부유하므로, 양음 두 이온을 송출하는 장치의 흡출구 부근만의 농도로 규정하는 것보다는 공간 전체의 농도로 규정하는 것이 효과적인 경우가 있기 때문이다.
여기서, 양음 두 이온의 공간 평균 농도가, 양음 두 이온 각각이 약 3000 개/cm3 미만이 되는 경우에는 항원성 물질을 효과적으로 실활시킬 수 없는 경우가 있다. 또한, 본 발명에서의 양음 두 이온의 공간 평균 농도란 어떤 체적을 갖는 공 간 전체의 평균 농도를 말하고, 예를 들면 적절하게 공기가 체류하는 실내의 중심 부근으로부터 상호 50 cm 이상 떨어진 5개의 포인트에서의 양음 두 이온 각각의 농도를 이온 카운터(예를 들면, 안데스 덴끼(Andes Denki) 제조 공기 이온 카운터, 품번 ITC-201A)를 이용하여 측정하고, 그 5개 포인트의 평균 농도를 구함으로써 측정할 수 있다.
<양음 두 이온의 송출 방법>
본 발명에 따른 양음 두 이온은 주로 이온 발생 소자의 방전 현상에 의해 발생하는 것이고, 통상 양음의 전압을 교대로 인가함으로써 양음 두 이온을 거의 동시에 발생시켜 공기 중에 송출할 수 있다. 그러나, 본 발명의 양음 두 이온의 송출 방법은 이것만으로 한정되지 않고, 양음 어느 한쪽 전압만을 일정 시간 인가하여 양음 어느 한쪽만의 이온을 먼저 송출시킨 후에 반대 전압을 일정 시간 인가하여 이미 송출된 이온과는 반대 전하를 갖는 이온을 송출시킬 수도 있다. 또한, 이들 양음 두 이온의 발생, 송출에 필요한 인가 전압은 전극의 구조에 따라 달라지지만 전극 간 피크 대 피크(peak to peak) 전압으로서 2 내지 10 kV, 바람직하게는 3 내지 7 kV의 범위로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 양이온 및 음이온은 20 내지 90 ％, 바람직하게는 40 내지 70 ％의 상대 습도하에서 발생시키는 것이 바람직하다. 후술하는 바와 같이 양음 두 이온의 발생은 공기 중의 물 분자의 존재와 관계되기 때문이다. 즉, 상대 습도가 20 ％ 미만인 경우에는, 이온을 중심으로 위치하는 물 분자에 의한 클러스터화가 적절하게 진행되지 않아 이온끼리의 재결합이 일어나기 쉬워지기 때문에, 발생 한 이온의 수명이 짧아진다. 또한 90 ％를 초과하는 경우에는, 이온 발생 소자의 표면에 수분이 결로(結露)함으로써 이온의 발생 효율이 현저히 저하되고, 발생한 이온도 클러스터화가 지나치게 진행되어 많은 물 분자에 의해 둘러싸이기 때문에, 중량이 증가하여 그다지 멀리 방출되지 않는 채로 침강해 버리는 상황이 발생할 우려가 있다. 따라서, 이와 같이 극단적인 저습도나 고습도에서의 이온의 발생은 어떤 경우에도 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 양음 두 이온의 송출 방법으로 상술한 것과 같은 방전 현상뿐 아니라 자외선이나 전자선을 방사하는 장치 등을 이용하는 방법을 사용할 수도 있다.
<양이온과 음이온의 동정>
본 발명의 양이온 및 음이온은 방전 소자의 표면에 존재하는 산소 분자 및(또는) 물 분자를 원료로 하여 발생시킬 수 있다. 이 발생 방법에 따르면, 특별한 원료를 필요로 하지 않기 때문에 비용적으로 유리할 뿐 아니라, 원료 자체에 유해성이 없고 또한 다른 유해한 이온이나 물질을 발생하는 일이 없기 때문에 바람직하다.
상기 이온 발생 소자의 방전 현상에 의해 발생한 양음 두 이온의 조성 중, 주로 양이온으로서는 플라즈마 방전에 의해 공기 중의 물 분자가 전리하여 수소 이온(H+)이 생성되고 이것이 용매화 에너지에 의해 공기 중의 물 분자와 클러스터링함으로써 H3O+(H2O)n(n은 0 또는 자연수)가 형성된다. 물 분자가 클러스터링하고 있는 것은, 도 2A에서 최소로 관측되는 피크가 분자량 19의 위치에 있고 그 뒤의 피크는 이 분자량 19에 대하여 물 분자량에 해당하는 18을 차례로 더한 위치에 나타나는 것으로부터 분명히 알 수 있다. 즉, 이 결과는 분자량 1의 수소 이온(H+)과 분자량 18의 물 분자가 일체화되어 수화된 것을 나타낸다. 한편, 음이온으로서는 플라즈마 방전에 의해 공기 중의 산소 분자 또는 물 분자가 전리하여 산소 이온(02 -)이 생성되고 이것이 용매화 에너지에 의해 공기 중의 물 분자와 클러스터링함으로써 O2 -(H2O)m(m은 0 또는 자연수)이 형성된다. 물 분자가 클러스터링하고 있는 것은, 도 2B에서 최소로 관측되는 피크가 분자량 32의 위치에 있고 그 뒤의 피크는 이 분자량 32에 대하여 물 분자량에 해당하는 18을 차례로 더한 위치에 나타나는 것으로부터 분명히 알 수 있다. 즉, 이 결과는 분자량 32의 산소 이온(O2 -)과 분자량 18의 물 분자가 일체화되어 수화된 것을 나타낸다.
또한, 공간에 송출된 이들 양음 두 이온은 공기 중에 부유하고 있는 항원성 물질을 둘러싸고, 항원성 물질의 표면에서 양음 두 이온이 이하와 같은 화학 반응(1) 내지 (2)에 의해 활성종인 과산화수소(H2O2), 이산화수소(HO2) 또는 히드록시 라디칼(ㆍOH)를 생성한다.
H3O+ + O2 - -> ㆍOH + H2O2 ㆍㆍㆍ(1)
H3O+ + O2 - -> HO2 + H2O ㆍㆍㆍ(2)
또한, 이와 같이 양음 두 이온이 작용하여 생성된 과산화수소(H2O2), 이산화수소(HO2) 또는 히드록시 라디칼(ㆍOH)는, 항원성 물질의 항체 반응 부위를 변성 내지 파괴(분해)하여 항원성 물질과 항체와의 결합 능력을 상실시킴으로써 효율적으로 공기 중의 항원성 물질을 실활시킬 수 있는 것으로 이해된다.
또한, 상기 설명에서는 양이온으로서 H3O+(H2O)n(n은 0 또는 자연수), 음이온으로서 O2 -(H2O)m(m은 0 또는 자연수)를 각각 중심으로 서술하였지만, 본 발명에 있어서 양음 두 이온은 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 상기 2종의 양음 두 이온을 주체로 하면서, 예를 들면 양이온으로서는 N2 +, O2 + 등을, 음이온으로서는 NO2 -, CO2 - 등을 각각 예시할 수 있으며 이들을 포함해도 동일한 효과를 기대할 수 있다.
<이온 발생 소자>
본 발명의 이온 발생 소자는 양이온과 음이온을 발생시키는 것이고, 또한 후술한 것과 같은 전기적 충격에 의해 직접적으로 항원성 물질의 알레르기 반응을 실활시킬 수 있는 것일 수도 있다. 이러한 이온 발생 소자의 부설 부분은 특별히 한정되지 않지만, 통상 항원성 물질을 실활시키는 장치의 풍로에 부설되어 있는 것이 바람직하다. 이는 이온 발생 소자에 의해 발생되는 양음 두 이온이 단시간내에 소 실되기 때문에 이들 양음 두 이온을 양호한 효율로 공기 중에 확산시킬 수 있도록 하기 위해서이다. 또한, 이온 발생 소자의 설치 갯수는 1개 또는 2개 이상이어도 지장이 없다.
이러한 이온 발생 소자로서, 방전 기구에 의해 양음 두 이온을 발생시키는 종래 공지된 이온 발생 소자가 이용된다. 특히, 항원성 물질에 대하여 양이온과 음이온을 작용시키는 분위기 중 양음 두 이온의 농도가 각각 약 5 만개/cm3 이상이 되도록 양이온과 음이온을 공기 중에 송출할 수 있는 것이 바람직하고, 또한 양음 두 이온 각각의 공간 평균 농도가 3000 개/cm3 이상이 되도록 양이온과 음이온을 공기 중에 송출할 수 있는 것이 바람직하다.
여기서 말하는 방전 기구란, 절연체를 전극 사이에 끼운 구조를 가지고, 한쪽에 교류의 고전압을 인가시킴과 동시에 다른 한쪽 전극은 접지시켜 고전압을 인가시킴으로써 접지 전극에 접해 있는 공기층에 플라즈마 방전을 형성하여 공기 중의 물 분자나 산소 분자를 전리 또는 해리시킴으로써 양음 두 이온을 생성하는 것과 같은 기구를 말한다. 이러한 방전 기구에서, 예를 들면 전극의 형상을 전압 인가측은 판상 또는 메쉬상으로 하고, 접지측 전극을 메쉬상으로 한 경우에 고전압을 인가하면 접지측 전극의 메쉬 단면부에 전계가 집중되어 연면 방전(surface discharge)이 일어나 플라즈마 영역이 형성된다. 이 플라즈마 영역에 공기를 유입시키면 양음 두 이온이 생성될 뿐 아니라 플라즈마에 의한 전기적 충격이 얻어진다.
이러한 방전 기구를 갖는 소자로서 예를 들면 연면 방전 소자, 코로나 방전 소자, 플라즈마 방전 소자 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 방전 소자의 전극의 형상이나 재질도 상술한 것만으로 한정되는 것은 아니며, 바늘형 등을 포함하여 모든 형상, 재질의 것을 선택할 수 있다.
이러한 이온 발생 소자로서 보다 구체적으로는, 도 1에 나타낸 바와 같이 유전체(1003)을 판 형상의 전극(1002)와 메쉬 형상의 전극(1004) 사이에 끼우고, 전원(1001)에 의해 판 형상의 전극에 양극과 음극의 전압을 교대로 인가함으로써 메쉬 형상 전극의 메쉬 단면에 전계를 집중시켜 플라즈마 방전을 발생시키고 이에 따라 플라즈마 영역(1005)가 형성되어 양음 두 이온이 생성되는 것과 같은 구조의 것이 특히 바람직하다.
또한, 이들 양음 두 이온의 발생, 송출에 필요한 인가 전압은 이온 발생 소자의 구조에 따라 달라지지만 전극 간 피크 대 피크 전압으로서 2 내지 10 kV, 바람직하게는 3 내지 7 kV의 범위로 할 수 있다.
<그 밖의 방법 등>
항원성 물질을 실활시키는 방법으로 상술한 바와 같은 화학 반응뿐 아니라 항원성 물질의 항체 반응 부위를 전기적 충격에 의해 변성 내지 파괴시키는 방법을 실행하는 것도 가능하다. 즉, 항원성 물질의 항체 반응 부위는 양음 두 이온을 발생시킬 때의 전압 인가에 의한 플라즈마 방전 자체에 의해서도 변성 내지 파괴되고, 따라서 이러한 전기적 충격에 의해 항원성 물질과 항체의 결합 능력이 상실되어 항원성 물질을 실활시킬 수 있다. 따라서, 항원성 물질의 항체 반응 부위를 전 기적 충격 및(또는) 화학 반응에 의해 변성 내지 파괴시킴으로써 항원성 물질을 실활시킬 수 있고, 특히 상기 작용, 즉 전기적 충격과 화학 반응 모두가 상승적으로 발휘됨으로써 항원성 물질의 실활을 촉진시킨다고 생각된다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
본 실시예는 삼나무 화분의 항원성 물질을 이용하여 양음 두 이온의 작용에 의한 항원성 물질의 실활을 확인한 것이다. 이하, 도 3 내지 8을 참조하여 설명한다.
도 3은 양이온과 음이온의 작용에 의해 항원성 물질을 실활시키는 방법을 실행하기 위한 장치의 개략도이다. 도 4A, 도 4B, 도 5A, 도 5B는 ELISA법에 의한 삼나무 항원성 물질(약칭 CJP)과 환자 19 내지 60의 총 42명의 혈청 IgE와의 반응성 평가를 나타낸 도면이다. 또한, 도 3의 장치는 도 1의 이온 발생 소자를 구비하며, 이에 의해 송출되는 양이온 및 음이온의 질량 스펙트럼을 도 2A 및 도 2B에 각각 나타내었다.
<항원성 물질을 실활시키는 방법을 실행하기 위한 장치>
우선, 도 3에 나타낸 장치에서는 이온 발생 소자(1021)(도 1에 나타낸 이온 발생 소자와 동일한 것)으로서 세로 37 mm, 가로 15 mm의 평판상의 연면 방전 소자를 이용하였다. 전극 간에 양음의 전압을 교대로 인가함으로써 표면 전극부에서 연면 방전을 일으키고, 대기압하에서의 방전 플라즈마에 의해 양이온(1022)와 음이온(1023)을 거의 동시에 생성하여 송출시켰다. 인가한 전압은 전극 간 피크 대 피크 전압으로서 3.3 kV 내지 3.7 kV이고, 이 범위의 전압에서 유해한 양의 오존이 발생하는 일은 없었다. 상기 이온 발생 소자 4개를 내경 140 mm, 길이 500 mm의 아크릴제 원통형 밀폐 용기(1027)의 내부에 부착하여 고정시키고, 이 용기의 한쪽에는 항원성 물질을 포함하는 용액을 분무하는 주입구(1028)을, 다른 한쪽에는 항원성 물질을 포함하는 용액의 회수 용기(1025)를 부착함과 동시에, 이 용기의 바닥부에 탈기용 탈기구(1026)을 설치하였다.
즉, 이 도 3에 나타낸 장치에서, 항원성 물질은 주입구(1028)로부터 분무되어 회수 용기(1025)까지 자유 낙하하는 사이에 양음 두 이온에 노출되어 그의 작용을 받게 된다.
<삼나무 화분 및 항원성 물질>
항원성 물질로는 삼나무 화분으로부터 추출한 항원성 물질을 이용하였다. 삼나무 화분은 히로시마켄 유타카마찌에서 생육하는 일본 삼나무(학명: Cryptomeria japonica)의 가지로부터 채취하였다. 이 때, 메쉬를 부착한 청소기를 이용하고, 그 후에 체질하여 수집하였다. 수집 후의 보존은 -30 ℃의 동결기를 이용하였다.
또한, 삼나무 화분으로부터 항원성 물질을 추출하기 위해서, 삼나무 화분 80 g을 20 mM의 인산 완충 용액(PBS, pH 7.4) 3.2 L 중에서 온도 4 ℃하에 4 시간 교반한 후에 6000 rpm으로 30 분간 원심 분리하였다. 그 후, 상청액에 최종 포화 농 도가 80 ％가 되도록 황산암모늄을 첨가하고, 6000 rpm으로 30 분간 원심 분리하였다. 이 원심 분리 후, 6 시간의 투석을 6회 반복하고, 계속해서 10000 rpm으로 30 분간 원심 분리하였다. 이 원심 분리 후, 얻어진 상청액을 동결 건조시켜 이를 삼나무 항원성 물질이라 하였다. 또한, 이 삼나무 항원성 물질에는 항원성 물질인 Cry j 1과 Cry j 2가 더 포함되어 있다.
<폴린 로우리(Folin-Lowry)법에 의한 단백질의 정량>
삼나무 항원성 물질을 포함한 용액 0.2 ㎖와 하기 D액 1 ㎖를 혼합하여 10 분간 방치하였다. 이어서, 하기 A액을 0.1 ㎖ 첨가하여 30 분간 방치한 후 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 또한, 소혈청 단백질(BSA)로 표준 계열을 제조하여 동일한 순서로 검량선을 제조함으로써, 삼나무 항원성 물질의 단백질량을 BSA 환산량으로서 정량하였다. 그 결과, 그 단백질의 농도는 200 ng/㎖였다. 또한, 여기서 이용한 각 시약은 이하와 같다.
(시약)
A액; 페놀 시약을 산으로서 1 N로 만든 것.
B액; 2 ％ Na2CO3 + 0.1 N의 NaOH
C액; 0.5 ％ CuSO4ㆍ5H2O + 1 ％ 시트르산 나트륨
D액; B액:C액 = 50:1(v/v)
<항원성 물질의 분무와 회수>
이와 같이 하여 얻어진 항원성 물질인 삼나무 항원성 물질을 포함하는 용액( 단백질 농도 200 ng/㎖) 8 ㎖를 분무기(1024)에 넣고, 도 3에 나타낸 장치의 항원성 물질 용액 분무용 주입구(1028)에 접속시켰다. 한편, 분무된 항원성 물질을 포함하는 용액을 회수할 수 있도록 회수 용기(1025)를 원통형 밀폐 용기(1027)의 바닥에 설치하였다.
분무기는 공기 압축 장치와 접속하여 압축 공기(유량 5 L/분)에 의해 주입구(1028)로부터 항원성 물질을 분무하였다. 분무량은 8.0 ㎖(분무 시간 90 분)로 하였다. 90 분 후에 원통형 밀폐 용기(1027) 바닥에 침강한 항원성 물질을 회수 용기(1025)에 회수하였다. 또한, 분무된 항원성 물질이 원통형 밀폐 용기(1027) 내를 자유 낙하하는 데 약 90 초가 걸렸다.
또한, 이러한 항원성 물질의 분무와 회수는 이온 발생 소자(1021)을 작동시키는 경우(즉, 이온 처리한 경우)와 작동시키지 않은 경우(즉, 미처리한 경우)의 두 경우에 대하여 행하였다.
이온 발생 소자(1021)을 작동시킴으로써 항원성 물질에 대하여 양이온과 음이온을 작용시키는 경우에 그 분위기 중(즉, 원통형 밀폐 용기(1027) 중)의 양음 두 이온의 농도는, 이온 발생 소자(1021)을 설치한 원통형 밀폐 용기(1027)의 항원성 물질 용액 분무용 주입구(1028)로부터 공기 압축 장치에 의해 유량 5 L/분으로 공기를 흘리고, 항원성 물질 용액의 회수 용기(1025)에 단 가가꾸 제조 공기 이온 카운터(품번 83-1001B)를 설치하여 양음 두 이온의 농도를 측정함으로써 구하였다. 그 결과, 상기 이온 발생 소자(1021)에 전극 간 피크 대 피크 전압으로서 3.3 kV 내지 3.7 kV의 전압을 각각 인가한 경우에 원통형 밀폐 용기(1027)내의 양음 두 이 온의 농도는 각각 10 만개/cm3였다. 또한, 공간 분위기는 온도 25 ℃, 상대 습도 60 ％RH였다. 또한, 도 2A 및 도 2B에 각각 나타낸 바와 같이 송출된 양이온은 H3O+(H2O)n(n은 0 또는 자연수), 음이온은 O2 -(H2O)m(m은 0 또는 자연수)이고, 이들 양음 두 이온은 상기 화학 반응 (1) 내지 (2)에 의해 과산화수소(H2O2), 이산화수소(HO2) 또는 히드록시 라디칼(ㆍOH)를 생성한 것으로 추정되었다.
<ELISA법에 의한 반응성의 평가>
계속해서, 이와 같이 하여 포집된 삼나무 항원성 물질과 화분증 환자 19 내지 60으로부터 채취한 혈청 IgE 항체의 반응성을 ELISA(enzyme-liked immunosorbent assay)법으로 측정하였다. 또한, 항원성 물질에 대해서는, 상기한 대로 양이온과 음이온을 작용시킨 것(이온 처리된 삼나무 항원성 물질)과 미처리한 것(미처리된 삼나무 항원성 물질)을 비교함으로써 상기 반응성을 평가하였다.
구체적으로는, ELISA용 96웰 플레이트(ELISA용 96-well plate)에서 탄산수소나트륨 완충 용액(Bicarbonate buffer)을 사용하여 0.1 ㎍/㎖로 희석한 이온 처리된 삼나무 항원성 물질과 미처리된 삼나무 항원성 물질을 웰에 50 ㎕ 첨가하였다. 동시에 인간 IgE 표준(human IgE standard)을 탄산수소나트륨 완충 용액을 사용하여 200 ㎍/㎖로부터 2배 희석하는 것을 5회 반복한 것을 각각 50 ㎕씩 웰에 첨가하여 실온에서 2 시간 정치하였다. 세정용 완충 용액(Washing buffer)으로 플레이트를 3회 세정한 후, 블로킹용 완충 용액(Blocking buffer)을 300 ㎕ 첨가하여 4 ℃ 에서 밤새 정치하였다.
밤새 정치한 후, 플레이트를 3회 세정하고, (3 ％ 스킴 밀크 + 1 ％ BSA)/PBST로 삼나무 화분증 환자 혈청을 10배로 희석하고, 1 시간 배양한 것을 웰에 50 ㎕ 첨가하여 4 시간 정치하였다. 플레이트를 3회 세정한 후, (3 ％ 스킴 밀크 + 1 ％ BSA)/PBST로 1000배 희석한 비오틴 표지된 항-인간 IgE(Biotin-labeled anti-human IgE)를 웰에 50 ㎕ 첨가하여 2.5 시간 정치하였다.
상기 정치 후, 플레이트를 3회 세정하고, (3 ％ 스킴 밀크 + 1 ％ BSA)/PBST로 1000배 희석한 알칼리 포스파타제 표지된 스트렙타비딘(streptavidin)을 50 ㎕ 첨가하여 실온에서 1.5 시간 정치하였다. 플레이트를 4회 세정한 후, 아토포스(상표) 기질 완충 용액(Attophos(상표) substrate buffer) 50 ㎕를 웰에 첨가하여 차광 상태에서 발색할 때까지 방치하였다. 그의 형광 강도를 분광 광도계(시토(Cyto)(상표) 플로우르(Fluor) II)로 측정하였다. 그 결과를 도 4A, 도 4B, 도 5A, 도 5B에 나타내었다.
도 4A, 도 4B, 도 5A, 도 5B에 나타낸 바와 같이, 이온 발생 소자(1021)을 작동시키지 않은 경우(즉, 양음 두 이온이 발생하지 않아 미처리된 상태)와 양음 두 이온의 농도가 각각 10 만개/cm3가 된 경우에서의 화분증 환자의 혈청 IgE 항체와 삼나무 항원성 물질과의 반응성(결합성)은, 화분증 환자 19 내지 60의 42인 중 환자 40, 환자 49, 환자 54 및 환자 57을 제외한 38명의 환자에서 상기 이온 처리를 행한 항원과 상기 환자의 혈청 IgE 항체의 반응성이 유의하게 저하된 것이 확인 되었다(형광 강도가 낮을수록 반응성이 낮은 것을 나타냄). 또한, 이 중 33명의 환자에서 현저하게 항체 반응성이 저하된 것을 알 수 있었다. 또한, 여기서 이용한 각 시약은 이하와 같다.
(시약)
탄산수소나트륨 완충 용액; 100 mM의 NaHCO3(pH 9.2 내지 9.5)
인산 완충 용액(PBS); 4 g의 NaCl, 0.1 g의 Na2HPO4ㆍ12H2O, 1.45 g의 KCl, 1 g의 KH2PO4를 증류수를 사용하여 500 ㎖로 증량함
PBST; PBS + 0.5 ％ 트윈 20(Tween-20)
블로킹용 완충 용액; PBS + 3 ％ 스킴 밀크 + 1 ％ BSA
세정용 완충 용액; 43 g의 Na2HPO4ㆍ12H2O, 3.6 g의 NaH2PO4, 263 g의 NaCl, 15 ㎖의 트윈 20을 증류수를 사용하여 3 L로 증량함
<ELISA법에 의한 모노클로날 항체와의 반응성 평가>
분무기(1024)로 분무한 후, 이온 발생 소자(1021)을 작동시키지 않고 미처리한 경우와 상기 소자에 전극 간 피크 대 피크 전압으로서 3.3 kV 내지 3.7 kV의 전압을 각각 인가하여 양음 두 이온을 송출하여 원통형 밀폐 용기(1027)내의 양음 두 이온의 농도를 양음 두 이온이 각각 10 만개/cm3가 되도록 한 경우의 항원성 물질 Cry j 1 및 Cry j 2와 그의 모노클로날 항체와의 반응성의 저하를 조사하였다.
구체적으로는, ELISA용 96웰 플레이트에서 탄산수소나트륨 완충 용액을 사용 하여 0.1 ㎍/㎖로 희석한 이온 처리된 Cry j 1, 이온 처리된 Cry j 2와 미처리된 Cry j 1, 미처리된 Cry j 2를 웰에 50 ㎕ 첨가하였다. 세정용 완충 용액으로 플레이트를 3회 세정한 후, 블로킹용 완충 용액을 300 ㎕ 첨가하여 4 ℃에서 밤새 정치하였다.
밤새 정치한 후, 플레이트를 3회 세정하고, (3 ％ 스킴 밀크 + 1 ％ BSA)/PBST를 사용하여 항 Cry j 1 및 Cry j 2 토끼 항체를 1000배 희석한 것을 각각 50 ㎕씩 웰에 첨가하여 1 시간 정치하였다. 그 후, 플레이트를 3회 세정한 후, (3 ％ 스킴 밀크 + 1 ％ BSA)/PBST로 HRP 표지된 항-토끼 IgE(HRP 표지된 anti-rabbit IgE)를 1500배 희석한 것을 웰에 50 ㎕ 첨가하여 1 시간 정치하였다.
상기 정치 후, 플레이트를 3회 세정하고, 기질 용액(500 ㎕의 ABTS(20 mg/㎖), 10 ㎕의 30 ％ 과산화수소수, 1 ㎖의 0.1 M 시트르산(pH 4.2) 및 8.49 ㎖의 증류수를 포함하는 것) 5O ㎕을 웰에 첨가하여 차광 상태에서 발색할 때까지 정치하였다. 그의 형광 강도를 분광 광도계(아르보(ARVO)(상표) SX)로 측정하였다. 또한, 시약은 특별히 언급하지 않는 한 상기와 같은 것을 각각 이용하였다.
상기에서 얻어진 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6에 나타낸 바와 같이 이온 발생 소자를 작동시키지 않은 경우(즉, 미처리된 Cry j 1, 미처리된 Cry j 2)와 양음 두 이온의 농도가 각각 10 만개/cm3가 되는 분위기에서 작용시킨 경우(즉, 이온 처리된 Cry j 1, 이온 처리된 Cry j 2)를 비교하면, 이온 처리를 한 경우에서 항원성 물질인 Cry j 1 및 Cry j 2와 그의 모노클로날 항체와의 반응성(결합성)이 유의 하게 저하된 것이 확인되었다. 즉, Cry j 1과 모노클로날 항체와의 반응성은 미처리한 것과 이온 처리한 것 사이에서 약 5 분의 1로 저하되었고, Cry j 2의 경우에도 약 2분의 1로 저하된 것을 알 수 있었다.
<ELISA 저해법에 의한 평가>
또한, 이온 처리된 삼나무 항원성 물질 및 미처리된 삼나무 항원성 물질과 화분증 환자의 혈청 IgE와의 반응성을 정량적으로 평가하기 위해서 ELISA 저해법(enzyme-liked immunosorbent assay inhibition)을 이용하여 확인하였다.
구체적으로는, 분무한 후 회수한 삼나무 항원성 물질을 원심 분리기(Centriprep YM-10)에 넣어 2500 rpm으로 원심 농축하였다. 또한, 이 농축액을 원심 분리기(ULTRA FLEE-MC)에 넣어 7000 rpm으로 원심 농축하였다. 농축한 이온 처리된 삼나무 항원성 물질 및 미처리된 삼나무 항원성 물질을 단백질 농도 11 ㎍/㎖부터 5배 희석하는 것을 8회 반복하였다. 희석한 각각의 항원성 물질 50 ㎕와 10배 희석한 환자 혈청 IgE 50 ㎕를 혼합하여 4 ℃에서 밤새 예비 배양하였다.
ELISA용 96웰 플레이트에서 탄산수소나트륨 완충 용액을 사용하여 1 ㎍/㎖로 희석한 삼나무 항원성 물질(분무도 행하지 않은 것)을 웰에 50 ㎕ 첨가하여 2 시간 정치하였다. 세정용 완충 용액으로 플레이트를 3회 세정한 후, 블로킹용 완충 용액을 300 ㎕ 첨가하여 4 ℃에서 밤새 정치하였다.
밤새 정치한 후, 플레이트를 3회 세정하고, 예비 배양한 샘플을 각각 50 ㎕ 웰에 첨가하여 4 시간 정치하였다. 플레이트를 3회 세정한 후, (3 ％ 스킴 밀크 + 1 ％ BSA)/PBST로 1000배 희석한 비오틴 표지된 항-인간 IgE 50 ㎕를 웰에 첨가하 여 2.5 시간 정치하였다.
상기 정치 후, 플레이트를 3회 세정하고, (3 ％ 스킴 밀크 + 1 ％ BSA)/PBST로 1000배 희석한 알칼리 포스파타제 표지된 스트렙타비딘을 50 ㎕ 첨가하여 실온에서 1.5 시간 정치하였다. 플레이트를 4회 세정한 후, 아토포스(상표) 기질 완충 용액(Attophos(상표) substrate buffer) 50 ㎕를 웰에 첨가하여 차광 상태에서 발색할 때까지 방치하였다. 그의 형광 강도를 분광 광도계(시토(상표) 플루오르 II)로 측정하였다. 또한, 시약은 특별히 언급하지 않는 한, 상기와 동일한 것을 각각 이용하였다.
이온 발생 소자를 작동시키지 않고 미처리한 경우(즉, 미처리된 삼나무 항원성 물질)와 상기 소자에 전극 간 피크 대 피크 전압으로서 3.3 kV 내지 3.7 kV의 전압을 각각 인가하여 양음 두 이온을 송출하여 원통형 밀폐 용기(1027)내의 양음 두 이온의 농도를 양음 두 이온이 각각 10 만개/cm3가 되도록 한 경우(즉, 이온 처리된 삼나무 항원성 물질)에 대한 화분증 환자의 혈청 IgE 항체와의 반응성( 결합성)을 조사하였다. 그 결과를 도 7에 나타내었다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 미처리된 삼나무 항원성 물질은 50 ％ 저해(삼나무 항원성 물질의 혈청 IgE 항체에 대한 반응성이 50 ％로 저하하는 것)에 필요한 삼나무 항원성 물질량이 2.53×103 pg/웰인 데 비해, 이온 처리된 삼나무 항원성 물질은 50 ％ 저해에 필요한 삼나무 항원성 물질량이 1.34×104 pg/웰이 되어 반응 실활률이 81 ％가 되는 것을 확인하였다. 또한, 여기서 말하는 반응 실활률은 이하 의 수학식 1에 의해 구하였다.
A: 50 ％ 저해에 필요한 미처리된 삼나무 항원성 물질량
B: 50 ％ 저해에 필요한 이온 처리된 삼나무 항원성 물질량
<양음 두 이온의 농도와 반응 실활률과의 관계>
상기 ELISA법에서 환자 19의 혈청 IgE를 항체로서 이용하고, 항원성 물질(삼나무 항원성 물질)의 농도(단백질 농도로서)를 100 ng/㎖, 200 ng/㎖, 400 ng/㎖, 800 ng/㎖의 4 가지 농도로 하여, 상기와 동일(즉, 장치로서는 도 3의 장치를 이용하고, 이온 처리하는 경우에는 양음 두 이온이 각각 10 만개/cm3인 농도로 함)하게 하여 ELISA법에 의해 각각 미처리된 삼나무 항원성 물질과 이온 처리된 삼나무 항원성 물질의 형광 강도를 구하였다. 또한, 이 형광 강도로부터 이하의 수학식 2에 기초하여 알레르기 반응의 반응 실활률을 구하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 나타내었다.
| 항원성 물질 농도(ng/ml) | 100 | 200 | 400 | 800 |
| 반응 실활률(％) | 94 | 83 | 78 | 56 |
C: 이온 처리된 삼나무 항원성 물질의 형광 강도
D: 미처리된 삼나무 항원성 물질의 형광 강도
계속해서, 상기 항원성 물질의 농도가 200 ng/㎖인 경우를 기준으로 선택하여 이온 농도와 항원성 물질의 농도 사이에 이하의 관계가 성립한다는 전제하에 양음 각각의 이온 농도와 반응 실활률과의 관계를 구하였다. 즉, 반응 실활률이 일정하면 이온 농도와 항원성 물질 농도 사이에는 일정한 관계가 성립한다고 생각되어, 예를 들면 이온 농도를 일정하게 하고 항원성 물질 농도를 반으로 만든 상태와 항원성 물질 농도를 일정하게 하고 이온 농도를 2배로 한 상태에서 동일한 반응 실활률이 얻어진다고 생각된다. 이 때문에, 상기 실험에서의 이온 농도가 양음 두 이온이 각각 10 만개/cm3인 것 및 상기 항원성 물질의 농도가 200 ng/㎖인 것 두 가지를 기준으로 하여, 양음 각각의 이온 농도와 반응 실활률과의 관계를 도 8에 나타내었다. 즉, 도 8 중 양음 두 이온의 농도가 2.5 만개/cm3, 5 만개/cm3, 10 만개/cm3, 20 만개/cm3인 경우의 데이터는, 각각 상기 ELISA법에서의 항원성 물질의 농도가 800 ng/㎖, 400 ng/㎖, 200 ng/㎖, 100 ng/㎖인 경우의 데이터에 대응한다(또한, 도 8의 횡축은 양음 두 이온 각각의 농도를 나타냄).
도 8로부터 분명한 바와 같이, 양음 두 이온의 농도가 증가하면 반응 실활률도 향상되고, 특히 양음 두 이온 농도가 각각 5 만개/cm3이면 78 ％ 정도의 반응 실활률이 달성되어 항원성 물질의 안정한 실활 효과를 얻을 수 있다. 또한, 양음 두 이온의 농도가 각각 10 만개/cm3이면 83 ％의 반응 실활률을 달성할 수 있고, 또한 양음 두 이온의 농도가 각각 15 만개/cm3이면 약 90 ％의 반응 실활률을 달성할 수 있어 화분증이나 진드기 알레르기 등의 알레르기 질환이 효과적으로 억제되는 것을 기대할 수 있다.
<피부내 반응 시험>
이온 처리된 삼나무 항원성 물질 및 미처리된 삼나무 항원성 물질을 각각 0.9 ％ NaCl을 사용하여 단백질 농도 0.5 ㎍/㎖로 희석한 것 0.02 ㎖를 투베르쿨린용 주사기로 삼나무 화분증 환자의 팔뚝 안쪽 피부내에 주사하였다. 약 15 분 후에 나타난 홍반 및 두드러기의 직경과 단경을 측정하고, 이들의 평균 직경으로부터 반응성을 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
| 피부내 반응 시험 | 결막 반응 시험 | |||
| 미처리 | 이온 처리 | 미처리 | 이온 처리 | |
| 환자 A | +++ | + | - | - |
| 환자 B | +++ | + | + | - |
| 환자 C | +++ | + | + | - |
| 환자 D | +++ | + | + | - |
| 환자 E | +++ | + | + | - |
| 환자 F | +++ | + | + | - |
상기 표 2에 있어서, 홍반이 10 mm 미만인 경우를 「-」, 홍반이 10 mm 이상 20 mm 미만인 경우를 「±」, 홍반이 20 mm 이상 30 mm 미만이거나 또는 두드러기가 10 mm 미만인 경우를 「+」, 홍반이 30 mm 이상 40 mm 미만이거나 또는 두드러기가 10 mm 이상 15 mm 미만인 경우를 「++」, 홍반이 40 mm 이상이거나 또는 두드러기가 15 mm 이상의 두드러기로 위족을 나타낸 경우를 「+++」라 하였다.
표 2에 나타낸 바와 같이, 이온 발생 소자를 작동시키지 않고 미처리한 경우(즉, 양음 두 이온이 발생하지 않은 상태, 미처리된 삼나무 항원성 물질)과, 양음 두 이온의 농도가 각각 10 만개/cm3인 분위기 중에서 처리한 경우(이온 처리된 삼나무 항원성 물질)을 비교하면, 화분증 환자 A 내지 F의 6명 전원의 피부내 반응성이 유의하게 저하된 것이 확인되었다.
<결막 반응 시험>
이온 처리된 삼나무 항원성 물질 및 미처리된 삼나무 항원성 물질을 각각 0.9 ％ NaCl을 사용하여 단백질 농도 5 ㎍/㎖로 희석한 것 5 ㎕를 피펫으로 삼나무 화분증 환자 A 내지 F의 눈에 적하하고, 약 15 분후에 결막 반응의 유무로서 반월 주름, 안검 피부 및 구결막의 충혈, 가려움, 유루(lacrimation) 등을 관찰하였다.
판정은 전혀 충혈이 확인되지 않는 경우를 -, 약간 충혈이 확인되며 가려운 느낌이 있는 경우를 ±, 구결막 상부 또는 하부의 한쪽에 충혈이 확인되는 경우를 +, 구결막의 상부 및 하부 모두에 충혈이 확인되는 경우를 ++, 구결막 전체에 충혈이 확인되는 경우를 +++, 또한 안검의 부종 등이 확인되는 경우를 ++++라 하였다. 그 결과는 상기 표 2에 나타내었다.
표 2에 나타낸 바와 같이, 이온 발생 소자를 작동시키지 않고 미처리한 경우(즉, 양음 두 이온이 발생하지 않은 상태, 미처리된 삼나무 항원성 물질)과 양음 두 이온의 농도가 각각 10 만개/cm3인 분위기 중에서 처리한 경우(즉, 이온 처리된 삼나무 항원성 물질)을 비교하면, 화분증 환자 A 내지 F의 6명 중 환자 A를 제외한 5명에서 결막 반응성이 유의하게 저하된 것이 확인되었다.
<실시예 2>
본 실시예는 진드기 분진의 항원성 물질을 이용하여 양음 두 이온의 작용에 의한 항원성 물질의 실활을 확인한 것이다. 이하, 도 9 내지 10을 참조하여 설명한다.
도 9는 양이온과 음이온의 작용에 의해 항원성 물질을 실활시키는 방법을 실행하기 위한 장치의 개략도이다. 도 10은 ELISA법에 의한 진드기 항원성 물질(약칭 Derf)과 환자 a 내지 r의 총 18명의 혈청 IgE와의 반응성 평가를 나타낸 도면이다. 또한, 도 9의 장치는 도 3의 장치와 동일하게 도 1의 이온 발생 소자를 구비하고, 이에 의해 송출되는 양이온 및 음이온의 질량 스펙트럼은 도 2A 및 도 2B에 각각 나타내었다.
<항원성 물질을 실활시키는 방법을 실행하기 위한 장치>
우선, 본 실시예에서 사용되는 도 9에 나타낸 장치는 도 3에 나타낸 장치와 동일한 것이고(이 때문에, 도 3과 도 9에서 동일한 참조 부호를 부여한 것은 동일한 부분 또는 상응하는 부분을 나타냄), 단 오존 농도를 감소시키는 장비를 구비한 점만이 다르다. 즉, 도 9의 장치에서는 한쪽 탈기구(1026)과 분무기(1024)가 필터(1029)를 통해 접속되어 있다. 상기 필터(1029)는 활성탄과 분자체를 포함하고, 원통형 밀폐 용기(1027) 중에서 발생한 오존을 제거하는 작용을 갖는다. 이 때문에, 상기 원통형 밀폐 용기(1027) 중의 오존 농도는 0.025 ppm 이하로 유지되어 있다.
이 도 9에 나타낸 장치에서는, 도 3의 장치와 동일하게, 항원성 물질(1038)이 주입구(1028)로부터 분무되어 회수 용기(1025)까지 자유 낙하하는 사이에 양음 두 이온에 노출되어 그의 작용을 받게 된다.
<진드기 분진 및 항원성 물질>
항원성 물질로는 진드기 분진으로부터 추출한 항원성 물질을 이용하였다. 진드기 분진은 일반 가정에 존재하는 것을 대상으로 하여, 방석이나 카페트로부터 메쉬를 부착한 청소기를 이용하여 수집하고 그 후에 체질하여 수집하였다. 수집 후의 보존은 -30 ℃의 동결기를 이용하였다.
또한, 진드기 분진으로부터 항원성 물질을 추출하기 위해서, 진드기 분진 0.1 g을 20 mM의 인산 완충 용액(PBS, pH 7.4) 15 mL 중에서 온도 4 ℃하에 16 시간 교반한 후에 막 필터(0.2 ㎛)를 통과시킨 것을 진드기 항원성 물질이라 하였다. 또한, 이 진드기 항원성 물질에는 항원성 물질인 Derf 1과 Derf 2가 더 포함되어 있다.
<폴린 로우리법에 의한 단백질의 정량>
진드기 항원성 물질을 포함한 용액 0.2 ㎖와 하기 D액 1 ㎖를 혼합하여 10 분간 방치하였다. 이어서, 하기 A액을 0.1 ㎖ 첨가하여 30 분간 방치한 후 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 또한, 소혈청 단백질(BSA)로 표준 계열을 제조하여 동일한 순서로 검량선을 제조함으로써, 진드기 항원성 물질의 단백질량을 BSA 환산량으로서 정량하였다. 그 결과, 그 단백질의 농도는 94.1 ㎍/㎖였다. 또한, 여기서 이용한 각 시약은 이하와 같다.
(시약)
A액; 페놀 시약을 산으로서 1 N으로 만든 것.
B액; 2 ％ Na2CO3 + 0.1 N의 NaOH
C액; 0.5 ％ CuSO4ㆍ5H2O + 1 ％ 시트르산 나트륨
D액; B액:C액 = 50:1(v/v)
<항원성 물질의 분무와 회수>
이와 같이 하여 얻어진 항원성 물질인 진드기 항원성 물질을 포함하는 용액(단백질 농도 94.1 ㎍/㎖) 8 ㎖를 분무기(1024)에 넣고, 도 9에 나타낸 장치의 항원성 물질 용액 분무용 주입구(1028)에 접속시켰다. 한편, 분무된 항원성 물질을 포함하는 용액을 회수할 수 있도록 회수 용기(1025)를 원통형 밀폐 용기(1027)의 바닥에 설치하였다.
분무기는 공기 압축 장치와 접속하여 압축 공기(유량 5 L/분)에 의해 주입구(1028)로부터 항원성 물질(1038)을 분무하였다. 분무량은 8.0 ㎖(분무 시간 90 분)으로 하였다. 90 분 후에 원통형 밀폐 용기(1027)의 바닥에 침강한 항원성 물질을 회수 용기(1025)에 회수하였다. 또한, 분무된 항원성 물질(1038)이 원통형 밀폐 용기(1027) 중에서 자유 낙하하는 데 약 90 초가 걸렸다.
또한, 이러한 항원성 물질(1038)의 분무와 회수는 이온 발생 소자(1021)을 작동시키는 경우(즉, 이온 처리한 경우)와 작동시키지 않은 경우(즉, 미처리한 경우)의 두 경우에 대하여 행하였다.
이온 발생 소자(1021)을 작동시킴으로써 항원성 물질에 대하여 양이온과 음이온을 작용시키는 경우에 그의 분위기 중(즉, 원통형 밀폐 용기(1027) 중) 양음 두 이온의 농도는, 이온 발생 소자(1021)을 설치한 원통형 밀폐 용기(1027)의 항원성 물질 용액 분무용 주입구(1028)로부터 공기 압축 장치에 의해 유량 5 L/분으로 공기를 흘리고, 항원성 물질 용액의 회수 용기(1025)에 안데스 덴끼 제조 공기 이온 카운터(품번 ITC-201A)를 설치하여 양음 두 이온의 농도를 측정함으로써 구하였다. 그 결과, 상기 이온 발생 소자(1021)에 전극 간 피크 대 피크 전압으로서 3.3 kV 내지 3.7 kV의 전압을 각각 인가한 경우에 원통형 밀폐 용기(1027)내의 양음 두 이온의 농도는 각각 10 만개/cm3가 되는 분위기였다. 또한, 다른 공간 분위기는 온도 25 ℃, 상대 습도 60 ％RH였다. 또한, 도 2A 및 도 2B에 각각 나타낸 바와 같이 송출된 양이온은 H3O+(H2O)n(n은 0 또는 자연수), 음이온은 O2 -(H2O)m(m은 0 또는 자연수)이고, 이들 양음 두 이온은 상기 화학 반응 (1) 내지 (2)에 의해 과산화수소(H2O2), 이산화수소(HO2) 또는 히드록시 라디칼(ㆍOH)를 생성한 것으로 추정되었다.
<ELISA법에 의한 반응성의 평가>
계속해서, 이와 같이 하여 포집된 진드기 항원성 물질과 진드기 알레르기 의 환자 a 내지 r로부터 채취한 혈청 IgE 항체의 반응성을 ELISA법으로 측정하였다. 또한, 항원성 물질에 대해서는, 상기한 대로 양이온과 음이온을 작용시킨 것(이온 처리된 진드기 항원성 물질)과 미처리한 것(미처리된 진드기 항원성 물질)을 비교함으로써 상기 반응성을 평가하였다.
구체적으로는, ELISA용 96웰 플레이트에서 탄산수소나트륨 완충 용액을 사용하여 0.1 ㎍/㎖로 희석한 이온 처리된 진드기 항원성 물질과 미처리된 진드기 항원성 물질을 웰에 50 ㎕ 첨가하였다. 동시에 인간 IgE 표준을 탄산수소나트륨 완충 용액을 사용하여 200 ㎍/㎖로부터 2배 희석하는 것을 5회 반복한 것을 각각 50 ㎕씩 웰에 첨가하여 실온에서 2 시간 정치하였다. 세정용 완충 용액으로 플레이트를 3회 세정한 후, 블로킹용 완충 용액을 300 ㎕ 첨가하여 4 ℃에서 밤새 정치하였다.
밤새 정치한 후, 플레이트를 3회 세정하고, (3 ％ 스킴 밀크 + 1 ％ BSA)/PBST로 진드기 알레르기 환자 혈청을 20배로 희석하고, 1 시간 배양한 것을 웰에 50 ㎕ 첨가하여 4 시간 정치하였다. 플레이트를 3회 세정한 후, (3 ％ 스킴 밀크 + 1 ％ BSA)/PBST로 1000배 희석한 비오틴 표지된 항-인간 IgE를 웰에 50 ㎕ 첨가하여 2 시간 정치하였다.
상기 정치 후, 플레이트를 4회 세정하고, (3 ％ 스킴 밀크 + 1 ％ BSA)/PBST로 1000배 희석한 알칼리 포스파타제 표지된 스트렙타비딘을 50 ㎕ 첨가하여 실온에서 1 시간 정치하였다. 플레이트를 5회 세정한 후, 아토포스(상표) 기질 완충 용액(Attophos(상표) substrate buffer) 50 ㎕를 웰에 첨가하여 차광 상태에서 발색할 때까지 방치하였다. 그의 형광 강도를 분광 광도계(시토(상표) 플루오르 II)로 측정하였다. 그 결과를 도 10에 나타내었다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 이온 발생 소자(1021)을 작동시키지 않은 경우(즉, 양음 두 이온이 발생하지 않아 미처리된 상태)와 양음 두 이온의 농도가 각각 10 만개/cm3가 된 경우에서의 진드기 알레르기 환자의 혈청 IgE 항체와 진드기 항원성 물질의 반응성(결합성)은, 진드기 알레르기 환자 a 내지 r의 18인 중 총 18명의 환자에서 상기 이온 처리를 행한 항원과 상기 환자의 혈청 IgE 항체의 반응성이 현저히 저하된 것이 확인되었다(형광 강도가 낮을수록 반응성이 낮은 것을 나타냄). 또한, 여기서 이용한 각 시약은 이하와 같다.
(시약)
탄산수소나트륨 완충 용액; 100 mM의 NaHCO3(pH 9.2 내지 9.5)
인산 완충 용액(PBS); 4 g의 NaCl, 0.1 g의 Na2HPO4ㆍ12H2O, 1.45 g의 KCl, 1 g의 KH2PO4를 증류수를 사용하여 500 ㎖로 증량함
PBST; PBS + 0.5 ％ 트윈 20
블로킹용 완충 용액; PBS + 3 ％ 스킴 밀크 + 1 ％ BSA
세정용 완충 용액; 43 g의 Na2HPO4ㆍ12H2O, 3.6 g의 NaH2PO4, 263 g의 NaCl, 15 ㎖의 트윈 20을 증류수를 사용하여 3 L로 증량함
<반응 실활률>
상기 ELISA법에서는 환자 a 내지 r의 혈청 IgE를 항체로서 이용하여 ELISA법에 의해 각각 미처리된 진드기 항원성 물질과 이온 처리된 진드기 항원성 물질의 형광 강도를 구하고, 또한 이 형광 강도로부터 이하의 수학식 3에 기초하여 알레르기 반응의 반응 실활률을 구하였다. 그 결과를 이하의 표 3에 나타내었다.
| 환자 | 반응 실활률(％) |
| 환자 a | 48.8 |
| 환자 b | 24.8 |
| 환자 c | 67.2 |
| 환자 d | 58.2 |
| 환자 e | 64.2 |
| 환자 f | 48.3 |
| 환자 g | 61.7 |
| 환자 h | 35.4 |
| 환자 i | 38.9 |
| 환자 j | 69.1 |
| 환자 k | 49.2 |
| 환자 l | 73.2 |
| 환자 m | 84.9 |
| 환자 n | 63.7 |
| 환자 o | 59.7 |
| 환자 p | 57.0 |
| 환자 q | 50.0 |
| 환자 r | 86.5 |
| 평균 | 57.8 |
E: 이온 처리된 진드기 항원성 물질의 형광 강도
F: 미처리된 진드기 항원성 물질의 형광 강도
표 3으로부터 분명한 바와 같이, 환자 a 내지 r의 평균 반응 실활률은 57.8％이고, 진드기 알레르기 질환이 효과적으로 억제되는 것을 기대할 수 있다.
<실시예 3>
본 실시예는 진드기 분진을 직접 이용하여 양음 두 이온의 작용에 의한 진드 기 분진(중에 포함되는 항원성 물질)의 실활을 확인한 것이다. 이하, 도 11 내지 13을 참조하여 설명한다. 또한, 진드기 분진에 포함되는 진드기 항원성 물질 중의 단백질량에 대한 폴린 로우리법에 의한 정량은 실시예 2와 동일한 조작에 의해 행하였다.
<진드기 분진의 확산과 회수>
진드기 분진의 확산과 회수는 도 11에 나타낸 장치를 이용하여 행하였다(또한, 도 11 중 다른 도면과 동일한 참조 부호를 부여한 것은 동일 부분 또는 상응하는 부분을 나타냄). 즉, 상기 장치는 송풍기(1033)과 작업용 창(1034)를 구비한 밀폐 상태의 박스(1030)을 포함하며, 상기 송풍기(1033)의 공기 분출구 부분에는 이온 발생 소자(1021)이 부설되어 있다.
우선, 이온 발생 소자(1021)을 작동시킴과 동시에 송풍기(1033)도 작동시켰다. 그 조건으로, 양음 두 이온의 공간 평균 농도가 각각 3000 개/cm3가 되도록 상기 이온 발생 소자(1021)의 전극 간 피크 대 피크 전압을 90 V로 조절하고, 또한 상기 송풍기(1033)의 팬 풍량을 2 m3/분으로 하였다.
또한, 상기 박스(1030) 중 양음 두 이온의 공간 평균 농도는, 상기 박스 중심 부근으로부터 상호 50 cm 이상 떨어진 5개의 포인트에서 양음 두 이온 각각의 농도를 안데스 덴끼 제조 공기 이온 카운터(품번 ITC-201A)를 이용하여 측정하였을 때, 그의 평균이 양음 두 이온 각각에 대하여 3000 개/cm3가 되도록 하였다. 또한, 상기 박스(1030) 중의 공간 분위기는 온도 25 ℃, 상대 습도 60 ％RH였다. 또한, 도 2A 및 도 2B에 각각 나타낸 바와 같이 송출된 양이온은 H3O+(H2O)n(n은 0 또는 자연수), 음이온은 O2 -(H2O)m(m은 0 또는 자연수)이고, 이들 양음 두 이온은 상기 화학 반응 (1) 내지 (2)에 의해 과산화수소(H2O2), 이산화수소(HO2) 또는 히드록시 라디칼(ㆍOH)를 생성한 것으로 추정되었다.
이어서, 일단 상기 이온 발생 소자(1021)과 상기 송풍기(1033)을 정지시켰다. 그 후에 상기 박스(1030)에 진드기 분진(2g)를 담지시킨 물품(1032)를 배치시킨 후에 다시 상기와 동일한 조건에서 이온 발생 소자(1021)과 송풍기(1033)을 작동시켰다.
계속해서, 창(1034)를 통해 확산 기구(1035)를 이용하여 물품(1032)를 두드려 진드기 분진(1031)을 확산(산포, 부유)시켰다. 여기서, 물품(1032)로는 예를 들면 이부자리, 모포, 카페트, 다다미, 베개, 방석, 쿠션 등을 들 수 있지만, 본 실시예에서는 방석을 이용하였다. 또한, 확산 기구(1035)로는 예를 들면 이부자리 터는 채, 먼지 떨이, 빗자루 등을 들 수 있지만, 본 실시예에서는 이부자리 터는 채를 이용하였다. 또한, 확산시키는 조작법으로서 물품(1032)를 두드리는 것 이외에도 흔들거나 낙하시키거나 하는 방법을 채용할 수 있다. 본 실시예에서는 확산 기구(1035)로서 이부자리 터는 채를 이용하여 5 분간 총 20회로 물품(1032)인 방석을 강하게 두드렸다.
계속해서, 방석 두드리기를 종결시키자마자 상기 박스(1030)의 상부에 부설 되어 있는 공기 흡인 펌프(1037)을 작동시키고, 30 분간 박스(1030) 중의 분진을 회수 필터(1036)에 의해 흡인 포집하였다.
계속해서, 30 분간 경과한 후에 공기 흡인 펌프(1037)을 정지시키고, 다시 물품(1032)인 방석을 확산 기구(1035)인 이부자리 터는 채로 5 분에 걸쳐 20회 두드렸다. 그 후에 재차 공기 흡인 펌프(1037)을 작동시키고, 30 분간 박스(1030) 중의 분진을 회수 필터(1036)에 의해 흡인 포집하였다.
상기와 같이 하여, 2회의 흡인 포집에 의해 회수 필터(1036)에 의해 포집된 분진량을 칭량한 결과 0.7 mg이었다.
또한, 상기 조작법은 이온 발생 소자(1021)을 작동시킴으로써 진드기 분진에 대하여 양이온과 음이온을 작용시키는 것이지만(즉, 이와 같이 처리된 것을 이온 처리된 진드기 분진이라 하고, 이로부터 추출된 것을 이온 처리된 진드기 항원성 물질이라고 함), 비교를 위해 이온 발생 소자(1021)을 작동시키지 않은 것을 제외하고 그 밖에는 모두 상기와 동일한 조작법을 행함으로써 진드기 분진을 포집하였다(즉, 이와 같은 비교 대상을 미처리된 진드기 분진이라 하고, 그로부터 추출된 것을 미처리된 진드기 항원성 물질이라 함).
또한, 이러한 조작에 사용되는 장치로서 상기와 같이 도 11에 나타낸 장치 이외에도 다양한 장치를 사용할 수 있고, 예를 들면 도 12(도 11과 동일한 참조 부호는 동일 부분 또는 상응하는 부분을 나타냄)에 나타낸 바와 같이, 도 11의 공기 흡인 펌프(1037)과 회수 필터(1036)을 부설하는 대신에 회수 용기(1025)를 설치하여 자유 낙하하는 분진을 포집하도록 할 수 있다.
<ELISA 저해법에 의한 평가>
이온 처리된 진드기 항원성 물질 및 미처리된 진드기 항원성 물질과, 진드기 알레르기 환자의 혈청 IgE와의 반응성을 정량적으로 평가하기 위해서 ELISA 저해법에 의해 확인하였다
구체적으로는, 확산시킨 후 회수한 진드기 분진으로부터 진드기 항원성 물질을 추출하여 원심 분리기(Centriprep YM-10)에 넣고 2500 rpm으로 원심 농축하였다. 또한, 이 농축액을 원심 분리기(ULTRA FLEE-MC)에 넣어 7000 rpm으로 원심 농축하였다. 농축한 이온 처리된 진드기 항원성 물질 및 미처리된 진드기 항원성 물질을 단백질 농도 7.66 ㎍/㎖로부터 5배 희석하는 것을 11회 반복하였다. 희석한 각각의 항원성 물질 50 ㎕와 10배 희석한 환자 혈청 IgE 50 ㎕를 혼합하여 4 ℃에서 밤새 예비 배양하였다.
ELISA용 96웰 플레이트에서 탄산수소나트륨 완충 용액을 사용하여 1 ㎍/㎖로 희석한 진드기 항원성 물질(분무도 행하지 않은 것)을 웰에 50 ㎕ 첨가하여 2 시간 정치하였다. 세정용 완충 용액으로 플레이트를 3회 세정한 후, 블로킹용 완충 용액을 300 ㎕ 첨가하여 4 ℃에서 밤새 정치하였다.
밤새 정치한 후, 플레이트를 3회 세정하고, 예비 배양한 샘플을 각각 50 ㎕ 웰에 첨가하여 4 시간 정치하였다. 플레이트를 3회 세정한 후, (3 ％ 스킴 밀크 + 1 ％ BSA)/PBST로 1000배 희석한 비오틴 표지된 항-인간 IgE 50 ㎕를 웰에 첨가하여 2.5 시간 정치하였다.
상기 정치 후, 플레이트를 4회 세정하고, (3 ％ 스킴 밀크 + 1 ％ BSA)/PBST 로 1000배 희석한 알칼리 포스파타제 표지된 스트렙타비딘을 50 ㎕ 첨가하여 실온에서 1.5 시간 정치하였다. 플레이트를 5회 세정한 후, 아토포스(상표) 기질 완충 용액(Attophos(상표) substrate buffer)를 웰에 50 ㎕ 첨가하여 차광 상태에서 발색할 때까지 방치하였다. 그의 형광 강도를 분광 광도계(시토(상표) 플루오르 II)로 측정하였다. 또한, 시약은 특별히 언급하지 않는 한 상기와 동일한 것을 각각 이용하였다.
이온 발생 소자를 작동시키지 않고 미처리한 경우(즉, 미처리된 진드기 항원성 물질)와 상기 소자를 작동시켜 양음 두 이온 각각의 공간 평균 농도가 3000 개/cm3가 되는 조건하에서 이온 처리한 경우(즉, 이온 처리된 진드기 항원성 물질)에 대한 진드기 알레르기 환자의 혈청 IgE 항체의 반응성(결합성)을 조사하였다. 그 결과를 도 13에 나타내었다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 미처리된 진드기 항원성 물질은 50 ％ 저해(진드기 항원성 물질의 혈청 IgE 항체에 대한 반응성이 50 ％로 저하하는 것)에 필요한 진드기 항원성 물질량이 500 ng/㎖인 것에 비해, 이온 처리된 진드기 항원성 물질은 50 ％ 저해에 필요한 진드기 항원성 물질량이 1900 ng/㎖가 되어 반응 실활률이 74 ％가 되는 것을 확인하였다. 또한, 여기서 말하는 반응 실활률은 상기 식 1에 의해 구하였다.
이와 같이 하여, 양음 두 이온의 작용은 항원성 물질에 대하여 직접적으로 작용할 뿐 아니라 항원성 물질을 포함한 진드기 분진에 대해서도 영향을 미치는 것 이 확인되었다. 또한, 양음 두 이온 각각의 공간 평균 농도가 3000 개/cm3가 되는 경우에 항원성 물질을 실활시키는 효과가 발휘되는 것을 확인할 수 있었다.
<실시예 4>
실시예 3에 있어서 양음 두 이온 각각의 공간 평균 농도를 10000 개/cm3로 하는 것(상기 이온 발생 소자(1021)의 전극 간 피크 대 피크 전압을 100 V로 하고, 상기 송풍기(1033)의 팬 풍량을 8 m3/분으로 하는 것)을 제외하고, 그 밖에는 실시예 3과 모두 동일하게 하여 진드기 분진에 대한 양음 두 이온의 작용을 확인하였다. 그 결과를 도 14에 나타내었다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 미처리된 진드기 항원성 물질은 60 ％ 저해(진드기 항원성 물질의 혈청 IgE 항체에 대한 반응성이 60 ％로 저하하는 것)에 필요한 진드기 항원성 물질량이 345 ng/㎖인 것에 비해, 이온 처리된 진드기 항원성 물질은 60 ％ 저해에 필요한 진드기 항원성 물질량이 3823 ng/㎖가 되어 반응 실활률이 91 ％가 되는 것을 확인하였다. 또한, 여기서 말하는 반응 실활률은 상기와 동일하게 식 1에 의해 구하였다.
이와 같이 하여, 양음 두 이온 각각의 공간 평균 농도가 10000 개/cm3가 되는 경우에 항원성 물질을 실활시키는 효과가 발휘되는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 도 13과 도 14를 비교하면 50 ％ 저해되고 60 ％ 저해되는 차이는 있지만, 도 13으로부터 판단하여 50 ％ 저해되는 경우와 60 ％ 저해되는 경우에 반응 실활률은 거의 동일하다고 생각되었기 때문에 공간 평균 농도가 높아질수록 반응 실활률이 높아지는 것을 확인할 수 있었다.
이와 같이 본 발명의 방법에 따라 양음 두 이온을 작용시킴으로써 항원성 물질을 효과적으로 실활시킬 수 있기 때문에, 이러한 종류의 항원성 물질이 원인이 되는 화분증이나 진드기 알레르기 등의 각종 알레르기 질환이 효과적으로 저감되는 것을 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법 또는 장치를 공기 조절 장치의 내부 또는 외부에 이용함으로써 항원성 물질이 실활된 공기의 송풍이나 상기 이온 방출에 의해 공중에 부유하는 항원성 물질을 직접 실활시키는 것이 가능해진다.
상기 각 실시 형태에서는 화분 및 진드기에 포함되는 알레르겐에 특히 주목하여 설명하였지만, 본 발명에 기초하는 공기 정화 장치는 화분이나 진드기 이외에 곰팡이 등에 포함되는 알레르겐에 대해서도 효과를 발휘한다고 생각된다.
본 발명의 방법에 따르면 정기적인 필터 교환 등의 번잡함이 없고 또한 항체의 개인차에 의한 영향을 받는 등의 예방법상의 곤란함을 수반하지 않는, 양음 두 이온의 작용에 의해 항원성 물질을 실활시키는 방법을 제공할 수 있다. 따라서, 이에 의해 알레르기 질환이 유효하게 저감되는 것을 기대할 수 있다. 또한, 항원성 물질에 대하여 양음 두 이온을 작용시킬 때, 인체에 유해한 양의 오존 등의 부생성물을 수반하는 일도 없다. 또한, 본 발명의 장치에 따르면 양음 두 이온을 공기 중에 송출하여 항원성 물질을 실활시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 방법 또는 장치를 이용한 공기 조절 장치는 효율적으로 공기 중의 항원성 물질을 실활시키는 수 있기 때문에 알레르기 질환을 저감시킨 쾌적한 주거 공간 등을 제공할 수 있게 된다.
Claims (18)
- 항원성 물질에 대하여 양이온과 음이온을 작용시킴으로써 항원성 물질을 실활시키는 방법.
- 제1항에 있어서, 양음 두 이온의 농도가 각각 약 5 만개/cm3 이상이 되는 분위기 중에서 양이온과 음이온을 작용시키는 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 방법.
- 제1항에 있어서, 양음 두 이온의 농도가 각각 약 10 만개/cm3 이상이 되는 분위기 중에서 양이온과 음이온을 작용시키는 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 방법.
- 제1항에 있어서, 양음 두 이온의 농도가 각각 약 3000 개/cm3 이상이 되는 공간 평균 농도에서 양이온과 음이온을 작용시키는 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 방법.
- 제1항에 있어서, 양음 두 이온의 농도가 각각 약 10000 개/cm3 이상이 되는 공간 평균 농도에서 양이온과 음이온을 작용시키는 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 방법.
- 제1항에 있어서, 양이온이 H3O+(H2O)n(n은 0 또는 자연수)이고, 음이온이 O2 -(H2O)m(m은 0 또는 자연수)인 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 방법.
- 제1항에 있어서, 양이온과 음이온이 화학 반응함으로써 과산화수소(H2O2), 이산화수소(HO2) 또는 히드록시 라디칼(ㆍOH) 중 1종 이상을 생성하는 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 방법.
- 제1항에 있어서, 항원성 물질이 삼나무 항원성 물질인 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 방법.
- 제1항에 있어서, 항원성 물질이 진드기 항원성 물질 또는 진드기 분진인 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 방법.
- 항원성 물질에 대하여 양이온과 음이온을 작용시키기 위해 양이온과 음이온을 공기 중에 송출하는 기구를 갖는 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키 는 장치.
- 제10항에 있어서, 과산화수소(H2O2), 이산화수소(HO2) 또는 히드록시 라디칼(ㆍOH) 중 1종 이상을 생성하는 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 장치.
- 제10항에 있어서, 양음 두 이온의 농도가 각각 약 5 만개/cm3 이상이 되는 분위기를 제공하도록 양이온과 음이온을 공기 중에 송출하는 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 장치.
- 제10항에 있어서, 양음 두 이온의 농도가 각각 약 10 만개/cm3 이상이 되는 분위기를 제공하도록 양이온과 음이온을 공기 중에 송출하는 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 장치.
- 제10항에 있어서, 양음 두 이온의 농도가 각각 약 3000 개/cm3 이상이 되는 공간 평균 농도를 제공하도록 양이온과 음이온을 공기 중에 송출하는 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 장치.
- 제10항에 있어서, 양음 두 이온의 농도가 각각 약 10000 개/cm3 이상이 되는 공간 평균 농도를 제공하도록 양이온과 음이온을 공기 중에 송출하는 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 장치.
- 제10항에 있어서, 항원성 물질이 삼나무 항원성 물질인 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 장치.
- 제10항에 있어서, 항원성 물질이 진드기 항원성 물질 또는 진드기 분진인 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 장치.
- 제10항에 있어서, 공기 조절 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는, 항원성 물질을 실활시키는 장치.
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