KR101773442B1 - 흡혈성 절지동물 기피제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡혈성 절지동물 기피제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인간을 비롯한 동물들에게 질병을 매개하거나 직접적으로 흡혈로 불쾌감 또는 스트레스를 일으키는 흡혈성 절지동물 기피제 조성물에 관한 것이다.
상기 흡혈성 절지동물 기피제 조성물은 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde) 또는 바닐린 아세테이트(Vanillin acetate)를 포함하며, 아니스(anis), 베이(bay), 캘러무스(calamus), 카난가(cananga), 샐러리씨드(celery seed), 다바나(davana), 미르(myrrh), 네롤리(neroli), 패촐리(patchouly), 파슬리씨드(parsley seed), 타라곤(tarragon), 리치아큐베바(litsea cubeba) 및 윈터그린(wintergreen)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 식물 정유를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 흡혈성 절지동물 기피제 조성물은 모기, 진드기 등의 흡혈성 절지동물에 대한 기피능이 우수할 뿐만 아니라, 기피능이 장시간 지속되므로, 인간을 포함한 동물들을 보호해 줄 수 있는 흡혈성 절지동물 기피제로 활용될 수 있다.

Description

흡혈성 절지동물 기피제 조성물{Repellent Composition against Biting Arthropods}
본 발명은 흡혈성 절지동물 기피제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인간을 비롯한 동물들에게 질병을 매개하거나 직접적으로 흡혈로 불쾌감 또는 스트레스를 일으키는 흡혈성 절지동물 기피제 조성물에 관한 것이다.
흡혈성 절지동물은 가금류 등의 동물 뿐만 아니라 인간을 흡혈하여 질병을 매개하거나 직접적인 흡혈로 수면방해, 체중감소 등의 스트레스를 일으키는 동물로서, 모기, 진드기(참진드기, 털진드기 등), 파리(침파리, 곱추파리, 체체파리 등), 등에, 사면발이, 빈대, 응애 등이 있다.
이들 절지동물들 중 모기는 인간에게 말라리아, 황열병, 뎅기열, 일본뇌염, 웨스트나일바이러스, 지카바이러스, 치쿤군야 등 감염성 질병들을 매개하고 있다(Service, M.W., Management of vectors. In: Youdeowei, A.,Service, M.W. (Eds.), Pest and Vectors Management in the Tropics, pp. 265-280, 1983). 또한 작은소참진드기를 비롯한 털진드기 등 주로 동물에 기생하는 거미강류 절지동물들은 라임병, 반점열, 리케차, 중증 열성 혈소판 감소 증후군, 쯔쯔가무시병 등을 매개하는 중요한 매개체들이다.
기피제는 흡혈성 절지동물로 인한 질병매개를 차단할 수 있는 가장 적절한 수단으로 알려졌다. 1950년대부터 상업화되어 현재 가장 널리 사용되고 있는 유기합성 기피제는 DEET(N,N-diethyl-m-toluamide)로 모기를 포함한 다양한 곤충들에게 기피능을 인정받고 있다(McCabe, E.T. et al., Insect repellents, III. N, n-diethylamides. Journal of Organic Chemistry. 19: 493-498, 1954). 하지만 DEET는 우수한 효과만큼 불쾌한 냄새, 플라스틱이나 고무 손상, 중추신경계 억제, 피부염 유발, 포유동물 DNA 손상 등 다양한 부작용들이 있는 것으로 알려져 있다(Katz, T. M., J. H. Miller, and A. A. Hebert, Insect repellents: historical perspectives and new developments. J. Am. Acad. Dermatol. 58: 865~871, 2008).
또 다른 유기합성 기피제로 한국공개특허 제2009-0130037호는 히드라지드 화합물 및 이를 함유하는 유해 절지동물-방제제를 개시하였고, 한국등록특허 제1012547호는 1,2,4-티아디아졸 화합물 및 이를 함유하는 절지동물 방제조성물을 개시하였으며, 한국공개특허 제2016-0079851호는 절지동물 방제용 치환 벤즈아미드를 개시하였다.
최근 친환경적인 흡혈성 절지동물 기피제 소재로서 식물체 정유를 이용하는 연구들이 이루어지고 있으나, 일반적으로 식물체 정유는 유기합성 기피제에 비하여 모기, 진드기 등의 흡혈성 절지동물에 대한 유효성이 낮고, 기피 지속력도 떨어지며, 많은 양을 사용해야 하는 문제점이 있다.
이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 노력한 결과, 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde) 및 바닐린 아세테이트(Vanillin acetate)가 흡혈성 절지동물에 대하여 우수한 기피효과가 있고, 기피효과가 다소 낮은 식물 정유와 함께 특정 비율로 혼합 사용시 기피효과를 극대화 시킬 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 흡혈성 절지동물에 대하여 우수한 기피능 및 장시간 지속력을 갖는 흡혈성 절지동물 기피제 조성물을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde) 또는 바닐린 아세테이트(Vanillin acetate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡혈성 절지동물 기피제 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 흡혈성 절지동물 기피제 조성물은 아니스(anis), 베이(bay), 캘러무스(calamus), 카난가(cananga), 샐러리씨드(celery seed), 다바나(davana), 미르(myrrh), 네롤리(neroli), 패촐리(patchouly), 파슬리씨드(parsley seed), 타라곤(tarragon), 리치아큐베바(litsea cubeba) 및 윈터그린(wintergreen)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 식물 정유를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 식물 정유 및 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde)의 혼합비는 중량비로 1:1 내지 1:5인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 식물 정유 및 바닐린 아세테이트(Vanillin acetate)의 혼합비는 중량비로 1:1 내지 1:5인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 흡혈성 절지동물 기피제 조성물은 모기, 진드기 등의 흡혈성 절지동물에 대한 기피능이 우수할 뿐만 아니라, 기피능이 장시간 지속되므로, 인간을 포함한 동물들을 보호해 줄 수 있는 흡혈성 절지동물 기피제로 활용될 수 있다.
본 발명에서는 흡혈성 절지동물에 대한 기피능을 갖는 신규 합성 화합물을 탐색하고자 하였다.
본 발명의 일 실시예에서는 대표적인 흡혈 절지동물인 모기와 진드기를 대상으로 합성 화합물들에 대한 기피능을 평가하였다. 그 결과, 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde) 및 바닐린 아세테이트(Vanillin acetate)가 흡혈 절지동물인 모기와 진드기에 대한 기피능이 있다는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명은 일 관점에서, 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde) 또는 바닐린 아세테이트(Vanillin acetate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡혈성 절지동물 기피제 조성물에 관한 것이다.
한편, 본 발명에서는 보다 친환경적이고, 부작용이 낮은 것으로 알려진 식물 정유를 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde) 또는 바닐린 아세테이트(Vanillin acetate)와 특정 혼합비로 함께 사용할 경우, 합성 화합물인 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde) 또는 바닐린 아세테이트(Vanillin acetate)의 사용량은 줄이면서, 시너지 효과로 인하여 흡혈성 절지동물에 대한 기피효과를 극대화시킬 수 있을 것으로 예측하였다.
본 발명의 다른 실시예에서는 식물 정유와 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde)를 함께 사용시, 정유 또는 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde)를 단독으로 사용할 때보다 흰줄숲모기(Aedes albopicus) 성충에 대한 기피능이 상승하고, 기피 지속력 또한 증가한다는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 흡혈성 절지동물 기피제 조성물은 식물 정유를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 식물 정유는 상기 식물체들로부터 수득되는 것으로서, 통상의 용매(예컨대, 물, 에탄올, 아세톤, 메탄올, 프로판올, 에테르, 헥산, 에틸아세테이트, 클로로포름 또는 혼합 용매)를 이용한 냉침법, 온침법, 열수 추출법, 발효 추출법, 여과 침출법, 초임계유체 추출법 등의 방법들 중 하나를 활용해서 수득할 수 있고, 더욱 바람직하게는 수증기 증류법으로 수득한 것일 수 있다. 또한, 상기 정유는 뿌리, 줄기, 잎, 과육, 꽃, 열매, 종자, 및/또는 껍질 등 식물 부위별로 각각 얻거나 식물 전체로부터 얻은 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 식물 정유는 흡혈성 절지동물에 대한 기피활성을 갖고, 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde) 또는 바닐린 아세테이트(Vanillin acetate)와 함께 사용시 시너지 효과를 나타내는 것이라면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 아니스(anis), 베이(bay), 캘러무스(calamus), 카난가(cananga), 샐러리씨드(celery seed), 다바나(davana), 미르(myrrh), 네롤리(neroli), 패촐리(patchouly), 파슬리씨드(parsley seed), 타라곤(tarragon), 리치아큐베바(litsea cubeba), 윈터그린(wintergreen) 등을 예시할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 식물 정유와 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde) 또는 바닐린 아세테이트(Vanillin acetate)의 혼합비는 상호 혼합성 및 기피력의 극대화를 고려하여 중량비로 1:1 내지 1:5인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1:4이다.
본 발명에 있어서, 흡혈성 절지동물 기피제 조성물이 적용될 수 있는 흡혈성 절지동물은 포유류 또는 조류의 피부로부터 혈액 또는 체액을 취하여 살아가는 모든 생물들을 의미하는 것으로, 모기과 곤충들 및 침파리, 체체파리, 등에 등의 흡혈 파리류, 빈태, 사면발이, 이 등을 예시할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 흡혈성 절지동물 기피제 조성물은 사용 목적이나 적용 환경에 따라 적절한 첨가제나 부형제 또는 담체를 더 포함하여 제형화될 수 있다. 상기 부형제 또는 담체는 사용 용이성, 경제성, 제형 또는 기피능과 기피시간의 증진을 위한 통상의 물질일 수 있으며, 그 예로는 향료, 유화제, 알콜류, 분산제 등을 예시할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제형은 에어로졸제, 펌프 스프레이제, 과립제, 분제, 산제, 미립제, 캡슐제, 연고제, 크림제, 비드제, 정제, 엑스제, 유동엑스제, 로션제 등을 예시할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 크림제, 펌프 스프레이제 또는 에어로졸제로 적용될 수 있다.
본 발명의 흡혈성 절지동물 기피제 조성물은 흡혈성 절지 동물들이 주로 발생하는 지역에 직접 분산 또는 산포하거나, 사람 또는 가축을 포함하는 포유류 또는 조류의 피부에 직접 사용하거나, 의류, 가방, 밴드, 텐트 등의 생활용품이나 실내에 적용할 수 있다.
흡혈성 절지동물들이 주로 발생하는 지역에 적용시에는 공기 중에 직접 분산시키거나 산포하여 적용할 수 있는데, 예를 들어, 건물 내와 같이 일정 공간에 적용하는 경우, 기피제 조성물을 지속적으로 방출하는 다공성 담체를 거치할 수 있다.
포유류나 조류의 피부에 직접 사용하는 경우, 적당량을 피부에 도포 또는 분사하여 사용할 수 있다. 피부에 직접 사용하는 경우, 자극성이 없거나, 있더라도 피부 문제를 일으키지 않을 정도로 극히 적어야 한다.
또한 생활용품에 적용할 때에는 기피제 조성물을 담지한 캡슐을 제조하여 생활용품의 재료인 옷감이나 천, 밴드 제조시 또는 플라스틱류에 직접 혼입 가공함으로써 캡슐이 마찰에 의해 터질 때 담지된 기피제 조성물이 공기중으로 발산하여 기피력을 나타내거나 또는 직접 혼입되어 있다가 공기 중으로 서서히 방출되게 하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따르는 흡혈성 절지동물 기피제 조성물은 또한 공기 청정기, 공기 조화기, 에어컨 등의 가전 제품에 적용할 수 있다. 이러한 가전 제품으로의 적용은 통상의 방법에 따라 적절히 변형 가능하다.
[실시예]
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
재료 및 조성물 준비
바닐린(Vanillin), 바닐린이소뷰티레이트(Vanillin isobutyrate), 바닐린아세테이트(Vanillin acetate), 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-Dimethoxybenzaldehyde), 4-벤질옥시-3-메톡시벤즈알데하이드(4-Benzyloxy-3-methoxybenzaldehyde), 4-하이드록시-3-메톡시벤질아민하이드로클로라이드(4-Hydroxy-3-methoxybenzylamine hydrochloride), 바닐릴아세톤(Vanillylacetone), 터셔리-부틸-4-포밀-2-메톡시페닐카보네이트(tert-Butyl 4-formyl-2-methoxyphenyl carbonate), 유제놀(Eugenol) 등은 Tokyo Chemical Industry (TCI Chemical, Tokyo, Japan)에서 구입하였고, 아니스(anis), 베이(bay), 캘러무스(calamus), 카난가(cananga), 샐러리씨드(celery seed), 다바나(davana), 미르(myrrh), 네롤리(neroli), 패촐리(patchouly), 파슬리씨드(parsley seed), 타라곤(tarragon), 리치아큐베바(litsea cubeba) 및 윈터그린(wintergreen)은 미국 버제사(Berje, Bloomfield, NJ)에서 구입하였다.
실험 곤충
일반적으로 흡혈성 절지동물들은 흡혈할 숙주를 탐색하거나 흡혈행동을 활발히 보이는 활동 시간대가 다르다. 본 발명에서는 낮에도 왕성하게 흡혈행동을 보이는 숲모기 종(Aedes aegypti 또는 Aedes albopictus) 및 질병매개 해충으로 중요한 작은소참진드기(Haemaphysalis longicornis)를 진드기 검정을 위한 대표종으로 선정하였다.
실내 시험에 사용한 에집트숲모기(Aedes aegypti)는 수년 간 전혀 살충제 노출 없이 실내에서 계대 사육한 서울대학교에서 사육 관리 중인 모기 콜로니들이었다. 또한 흰줄숲모기(Aedes albopictus)는 질병관리본부에서 사육 관리 중인 계통을 알을 분양 받아 사육 후 본 발명에 활용하였다. 그리고 작은소참진드기(Haemaphysalis longicornis) 약충은 경기도 화성시 봉담면 일대에서 채집한 야외 계통을 이용하였다.
사육시 모기는 마우스를 직접 흡혈하도록 하여 산란을 유도하였고 10%(w/v) 설탕물을 제공하여 부족한 탄수화물을 얻을 수 있도록 공급 관리하였다. 유충은 플라스틱 트레이(24×35×5cm)에 넣어 0.5g의 멸균 인공먹이(40-메쉬 치어사료 파우더/효모, 4:1, w/w)를 제공하였다.
그리고 진드기는 야외에서 채집하여 수분을 미리 공급해 둔 탈지면이 든 바이엘에 넣어 실험실로 이동시켰다. 이들을 26 ± 2℃, 상대습도 70 ± 5％로 하여 명암을 16:8 시간으로 유지하였다.
피부노출법
<모기 기피능>
에집트숲모기 및 흰줄숲모기 성충에 대한 준비된 시료들의 기피능은 피부노출법인 cage-in-arm test를 실시하였다. 즉, 고무장갑 손등에 직경 5㎝의 구멍을 내고 노출된 시험자들의 손 등에 골고루 준비한 시료들을 에탄올 100㎕에 녹여 처리한 후 피부시험을 수행하였다. 시험자들은 건강한 21-40세의 남성들이었다. 대조구는 에탄올 100㎕만을 처리하였다. 5-8일된 에집트숲모기 또는 흰줄숲모기 암컷 성충을 모기 성충 사육용 케이지(25×25×25㎤)에 250-300개체를 넣고 실험 개시 12-24시간 전 실내 조건에 순응시켰다. 대조구 팔뚝을 1분간 노출시켜 6개체 이상 앉거나 흡혈행동을 보이면 충분한 흡혈압(biting pressure)으로 판단하고 기피능 시험을 진행하였다. 30분 간격으로 상기 조성물들을 처리한 팔뚝을 3분 동안 노출시켜 모기 성충이 2초 이상 앉아 있거나 주둥이를 피부에 찔러 넣는 행동 또는 직접 흡혈을 하는 개체가 연속된 시험에서 2개체 이상 보이면 그 실험을 중단하였다. 최초 물질을 처리한 시점과 2개체 이상이 연속으로 처리 부위에 앉거나 흡혈행동을 보인 시점까지를 완벽한 기피 지속시간[complete protection time, CPT]으로 간주하였다. 또한 농도에 대한 기피능은 이와 상관없이 일정 시간 동안 노출시켜 아래 식을 이용해 기피율을 산출하여 각 시료들의 효과를 비교하였다. 모든 시험은 3반복으로 하였다.
기피율 % = (무처리구에서 흡혈행동 보인 개체수-처리구에서 흡혈행동 보인 개체수)/무처리구에서 흡혈행동 보인 개체수)×100
<진드기 기피능>
경기도 화성시 봉담 일대에서 채집한 작은소참진드기 야외 개체군을 대상으로 진드기에 대한 기피능을 finger-tip method를 이용하여 검정하였다. 에탄올 50㎕에 각 시료 2 mg을 녹이고 가운데 손가락 둘째 마디에 처리한 후 25분 마다 5분 간격으로 진드기 약충 10개체씩을 손톱에 방사한 후 기피능을 평가하였다. 모든 시험은 3반복으로 실시하였다.
기피율 % = (무처리구에서 흡혈행동 보인 개체수-처리구에서 흡혈행동 보인 개체수)/무처리구에서 흡혈행동 보인 개체수)×100
실시예 1: 합성 화합물의 흡혈성 절지동물 기피능 평가
1-1: 에집트숲모기에 대한 기피능 평가
에집트숲모기 성충에 대한 표 1 합성 화합물(4 mg)의 기피능을 평가하기 위하여 상기 cage-in-arm test를 실시하고, 완벽한 기피 지속시간[complete protection time, CPT]을 표 1에 나타내었다.
물 질 CPT, 분
Vanillin 30
Vanillin isobutyrate 45
Vanillin acetate 63
3,4-Dimethoxybenzaldehyde 70
4-Benzyloxy-3-methoxybenzaldehyde 22
4-Hydroxy-3-methoxybenzylamine hydrochloride 10
Vanillylacetone 10
tert-Butyl 4-formyl-2-methoxyphenyl carbonate 10
Eugenol 10
DEET 90
표 1에서, 바닐린(Vanillin)의 CPT는 30분, 바닐린이소뷰티레이트(Vanillin isobutyrate)는 45분, 바닐린아세테이트(Vanillin acetate)는 63분, 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-Dimethoxybenzaldehyde)는 70분, 4-벤질옥시-3-메톡시벤즈알데하이드(4-Benzyloxy-3-methoxybenzaldehyde)는 22분, 4-하이드록시-3-메톡시벤질아민하이드로클로라이드(4-Hydroxy-3-methoxybenzylamine hydrochloride)는 10분, 바닐릴아세톤(Vanillylacetone)은 10분, 터셔리-부틸-4-포밀-2-메톡시페닐카보네이트(tert-Butyl 4-formyl-2-methoxyphenyl carbonate)는 10분 그리고 천연 양성 대조화합물인 유제놀(Eugenol)은 10분, 합성 양성 대조화합물로 이용한 디트(DEET)는 90분으로 나타났다.
즉, 대조화합물인 디트(DEET)가 가장 우수한 기피능을 나타냈고 다음으로 3,4-디메톡시벤즈알데하이드와 바닐린아세테이트가 1시간 이상의 CPT를 보여 식물 유래 대조 화합물인 유제놀의 10분에 비해 훨씬 더 우수한 기피능을 보임을 알 수 있었다.
1-2: 흰줄숲모기( Aedes albopicus )에 대한 기피능 평가
1-1에서 에집트숲모기 성충에 대하여 우수한 기피능을 나타내는 것으로 확인된 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde)의 다른 흡혈성 절지동물에 대한 기피능을 확인하기 위하여 흰줄숲모기(Aedes albopicus)를 대상으로 4개의 농도구간을 설정하고 180분 동안 cage-in-arm test를 실시하고, 기피율을 계산하여 표 2에 나타내었다. 참고로, 모기 기피능은 천연 양성대조군으로 정향 오일, 합성 양성대조군으로 디트를 이용하여 비교하였다.
물질
 기피율 (mean±SE, %)
mg/cm2 10 30 60 90 120 150 180

3,4-dimethoxy benzaldehyde
 0.25 100±0 100±0 100±0 100±0 100±0 95±3.2 58±4.4
0.20 100±0 100±0 99±2.3 94±4.6 91±1.7 83±2.6 65±6.0
0.10 100±0 93±4.3 90±4.1 83±8.8 58±5.5 - -
0.03 100±0 75±7.1 54±4.3 - - - -

deet

 0.25 100±0 100±0 100±0 100±0 100±0 100±0 84±4.3
0.20 100±0 100±0 100±0 100±0 95±3.3 96±1.2 85±3.0
0.10 100±0 96±2.6 86±4.2 83±4.3 82±9.5 57±5.2 27±3.8
0.03 77±5.8 67±3.3 69±6.9 19±5.2 - - -

정향

 0.25 100±0 93±2.6 69±4.9 24±4.7 - - -
0.20 100±0 80±3.0 60±4.7 22±4.4 - - -
0.10 98±2.0 57±6.7 44±4.0 - - - -
0.03 50±3.8 16±3.5 - - - - -
표 2에서, 양성대조군으로 사용한 정향은 처리 60분을 기준으로 0.25mg/cm2 처리시 기피율이 69%, 0.20mg/cm2로 처리시 60%, 0.10mg/cm2 처리시 44%로 급격한 기피능 감소를 보였다.
이에 반해 3,4-디메톡시벤즈알데하이드는 처리한 전 농도 수준에서 양성대조군인 디트(deet)에 필적할만한 기피율을 나타냈다. 이 기피율은 CPT에 있어서도 디트와 비교할만한 하였다.
1-3: 작은소참진드기에 대한 기피능 평가
1-1에서 에집트숲모기 성충에 대하여 우수한 기피능을 나타내는 것으로 확인된 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde)의 다른 흡혈성 절지동물에 대한 기피능을 확인하기 위하여 작은소참진드기(Haemaphysalis longicornis) 약충(nymph)을 대상으로 4개의 농도구간을 설정하고 300분 동안 finger-tip method를 실시하고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
mg/cm2 기피율 (mean±SE, %)
15 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300분
0.01 100±0 100±0 98±2.5 98±2.5 90±5.8 95±2.9 95±2.9 73±10.3 65±2.9 43±4.8 -
0.02 100±0 100±0 100±0 98±2.5 98±2.5 100±0 98±2.5 95±5.0 85±2.9 63±4.8 48±2.5
0.05 100±0 100±0 100±0 98±2.5 98±2.5 85±2.9 83±6.3 85±6.5 78±4.8 70±4.1 50±4.1
0.09 100±0 100±0 100±0 98±2.5 100±0 100±0 100±0 98±2.5 83±2.5 73±6.3 65±2.9
표 3으로부터, 3,4-디메톡시벤즈알데하이드는 작은소참진드기에 대해서도 농도 및 처리 시간에 의존적인 기피능을 나타내는 것을 알 수 있었다. 처리 수준이 0.02mg/cm2 이상이면 처리 후 4시간이 지나도 78% 이상의 작은소참진드기에 대한 기피율을 유지하였고, 0.01mg/cm2에서는 65%의 기피율을 유지하였다.
이상의 결과로부터, 3,4-디메톡시벤즈알데하이드는 우리나라에서 상용화된 천연 기피제 유효성분인 정향보다 모기 및 진드기에 대하여 보다 우수한 기피능을 나타내는 것을 알 수 있었다.
실시예 2: 정유 및 합성 화합물 혼합시료의 흡혈성 절지동물 기피능 평가
2-1: 단일 정유의 흡혈성 절지동물에 대한 기피능 평가
흰줄숲모기 성충 및 작은소참진드기 약충에 대한 식물체 정유 단독 처리에 따른 기피능을 확인하기 위하여, 표 4의 16종 식물 정유를 대상으로 실시예 1-2 및 1-3과 동일한 방법으로 각각 cage-in-arm test 및 finger-tip method를 실시하고, 기피율을 계산한 후, 표 4에 나타내었다.
재료 농도, mg 기피율(평균±SE, %)
작은소참진드기 흰줄숲모기 30분 60분 90분
작은소참진드기 흰줄숲 모기 작은소참진드기 흰줄숲 모기 작은소참진드기 흰줄숲 모기
anis 2 4 93±3.3 83±8.8 53±3.3 66±3.3 30±5.8 28±5.8
basil 2 4 43±8.8 63±5.8 - 24±5.8 - -
bay 2 4 100±0 100±0 70±5.8 70±5.8 50±5.8 16±3.7
calamus 2 4 93±3.3 88±5.8 53±3.3 43±8.8 - -
cananga 2 4 87±3.3 78±3.3 60±5.8 63±6.3 27±8.8 33±3.3
carrot seed 2 4 70±5.8 54±5.8 50±5.8 24±3.3 33±3.3 -
celery seed 2 4 93±3.3 86±3.3 70±5.8 48±5.8 40±5.8 -
davana 2 4 83±3.3 73±3.3 67±3.3 54±6.7 33±3.3 13±8.8
litsea cubeba 2 4 50±5.8 86±3.3 33±3.3 44±5.8 - -
myrrh 2 4 83±3.3 63±3.3 73±6.7 33±5.8 50±10.0 -
neroli 2 4 93±3.3 70.2±1.1 57±6.7 57.5±3.3 33±8.8 48.2±0.8
patchouly 2 4 93±3.3 63±3.3 30±5.8 24±5.8 -
parsley seed 2 4 97±3.3 59.7±6.7 90±5.8 36.4±2.5 67±6.7 -
tarragon 2 4 97±3.3 33.5±5.8 77±3.3 19.5±3.8 40±10.0 -
tea tree 2 4 63±3.3 48±3.3 43±3.3 - - -
wintergreen 2 4 67±3.3 87±5.8 10±0.0 62±8.8 - 24±5.8
표 4로부터, 처리 30분 후, 2종의 흡혈성 절지동물 모두에 대해 90% 이상의 강한 기피능을 나타낸 식물 정유는 베이(bay), 샐러리씨드(celery seed)이었고, 작은소참진드기에 대해 90% 이상 강한 기피능을 보인 식물 정유는 아니스(anis), 베이(bay), 캘러무스(calamus), 샐러리씨드(celery seed), 네롤리(neroli), 패촐리(patchouly), 파슬리씨드(parsley seed), 타라곤(tarragon)인 것을 확인할 수 있었다.
또한 작은소참진드기에 대해 30분 후까지 80% 이상 강한 기피능을 보인 식물정유는 카난가(cananga), 다바나(davana), 미르(myrrh) 등이었고, 흰줄숲모기 성충에 80% 이상 기피능을 보인 식물들은 아니스(anis), 베이(bay), 캘러무스(calamus), 아니스(anis), 베이(bay), 캘러무스(calamus), 샐러리씨드(celery seed), 리치아큐베바(litsea cubeba), 윈터그린(wintergreen) 등 이었다.
이들 식물 정유들의 기피능은 시간이 지날수록 기피능이 감소되는 경향을 보였는데, 처리 60분 후 70% 이상의 기피능을 작은소참진드기와 흰줄숲모기에 보인 식물은 베이(bay)였고, 작은소참진드기에 대해 파슬리씨드(parsley seed)는 90%의 강한 기피능을 보였다. 하지만 기피능을 나타낸 이들 식물들 대다수는 처리 90분 후 기피능이 50% 이하로 급감하였다.
2-2: 혼합 정유의 흡혈성 절지동물에 대한 기피능 평가
2-1에서 살펴본 바와 같이, 식물 정유는 피부에 처리 후, 공기 중으로 휘발되거나 피부흡수에 따른 소실로 농도 변화가 발생되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 2종의 식물 정유간 적정비율의 혼합이 모기에 증진된 기피능을 나타내는지 여부를 확인하였다.
16종 정유 전체 조합에 대한 평가는 현실적으로 어렵기 때문에, 대표적으로 활성이 우수한 2종(베이, 캘러무스), 중간정도의 활성을 보이는 2종(카난가, 윈터그린), 낮은 활성을 나타낸 2종(바질, 리치아큐베바) 등 6종을 선정하여 1:1, 1:4, 4:1의 비율로 혼합하여 cage-in-arm test를 실시하고, 기피율을 계산하여 표 5에 나타내었다.
혼합 정유
 기피율(평균±SE, %)
30분 60분 90분

bay:calamus
 2mg:2mg 90±2.7 83±4.2 38±6.3
1mg:4mg 98±3.3 97±1.8 63±3.3
4mg:1mg 100±0 91±5.1 58±4.7

bay:wintergreen
 2mg:2mg 88±5.8 83±4.6 63±3.3
1mg:4mg 86±5.1 74±4.8 44±2.4
4mg:1mg 100±0 98±1.2 65±1.7

bay:litsea cubeba
 2mg:2mg 93±1.7 88±2.7 30±5.8
1mg:4mg 95±2.1 71±6.4 58±3.3
4mg:1mg 100±0 78±4.2 54±4.8

cananga:wintergreen
 2mg:2mg 78±2.8 54±5.1 24±1.6
1mg:4mg 95±1.2 62±3.9 45±5.1
4mg:1mg 88±5.8 82±3.1 62±3.9

canaga:litsea cubeba
 2mg:2mg 63±6.3 45±5.1 -
1mg:4mg 84±2.9 65±3.6 31±8.8
4mg:1mg 98±1.7 71±5.8 33±3.3

basil:litsea cubeba
 2mg:2mg 62±3.9 28±1.4 -
1mg:4mg 92±1.8 70±2.3 40±3.5
4mg:1mg 77±4.0 56±4.3 16±3.8
표 5에서, 기피 활성이 강한 2종 정유(베이, 캘러무스)들 간 1:1 혼합비 보다는 1:4 또는 4:1과 같이 상호 혼합비의 격차를 두는 것이 기피능을 더욱 증진시킨다는 것을 알 수 있었다. 이러한 경향은 기피능이 낮은 정유들 간의 조합(바질, 리치아큐베바)에서도 동일하였다.
또한, 이러한 적절한 비율에 따른 기피능을 어느 정도 나타내는 식물 정유들 간의 혼합은 동일량을 기준으로 볼 때 단독 정유 처리에 비해 더 향상된 기피능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 기피제 개발에 있어 단순히 오일들을 혼합하는 것이 아닌 적정 비율(1:4 또는 4:1)로 혼합하는 것이 흡혈 해충들로부터 인간을 보호하는데 훨씬 더 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
2-3: 합성 화합물 및 정유의 흡혈성 절지동물에 대한 기피능 평가
합성 화합물 및 식물 정유의 혼합사용에 따른 흡혈성 절지동물에 대한 기피능 시너지 효과를 확인하기 위하여, 단독으로 사용시 기피율이 낮은 것으로 확인된 리치아큐베바와 1-1에서 평가한 합성 화합물들을 1:1, 1:4, 4:1의 비율로 혼합하여 에집트숲모기 성충에 대하여 cage-in-arm test를 실시하고, 완벽한 기피 지속시간[complete protection time, CPT]을 표 6에 나타내었다.
정유 및 합성 화합물 혼합 CPT
Litsea cubeba oil:Vanillin 2mg:2mg 30
1mg:4mg 90
4mg:1mg 30
Litsea cubeba oil:Vanillin isobutyrate 2mg:2mg 10
1mg:4mg 33
4mg:1mg 20
Litsea cubeba oil:Vanillin acetate 2mg:2mg 50
1mg:4mg 60
4mg:1mg 30
Litsea cubeba oil:3,4-Dimethoxybenzaldehyde 2mg:2mg 70
1mg:4mg 105
4mg:1mg 50
Litsea cubeba oil:4-Benzyloxy-3-methoxybenzaldehyde 2mg:2mg 50
1mg:4mg 60
4mg:1mg 40
Litsea cubeba oil:4-Hydroxy-3-methoxybenzylamine hydrochloride 2mg:2mg 20
1mg:4mg 10
4mg:1mg 20
Litsea cubeba oil:Vanillylacetone 2mg:2mg 20
1mg:4mg 30
4mg:1mg 30
Litsea cubeba oil:tert-Butyl 4-formyl-2-methoxyphenyl carbonate 2mg:2mg 30
1mg:4mg 30
4mg:1mg 10
Litsea cubeba oil:Eugenol 2mg:2mg 10
1mg:4mg 30
4mg:1mg 20
DEET 4mg 90
표 6으로부터, 식물 정유인 리치아큐베바와 함께 사용시, 바닐린, 4-벤질옥시-3-메톡시벤즈알데하이드, 3,4-디메톡시벤즈알데하이드, 바닐릴아세톤, 4-하이드록시-3-메톡시벤질아민하이드로클로라이드 및 터셔리-부틸-4-포밀-2-메톡시페닐카보네이트는 단독으로 사용하는 것에 비하여 기피능이 향상되었으며 특히, 3,4-디메톡시벤즈알데하이드는 혼합 사용에 따른 기피능이 월등하게 향상된다는 것을 확인할 수 있었다.
2-4: 3,4-디메톡시벤즈알데하이드 및 윈터그린 정유의 흡혈성 절지동물에 대한 기피능 평가
합성 화합물 및 식물 정유의 혼합사용에 따른 흡혈성 절지동물에 대한 기피능 시너지 효과를 확인하기 위하여, 단독으로 사용시 기피율이 중간으로 확인된 식물 정유인 윈터그린과 기피율이 우수한 것으로 확인된 3,4-디메톡시벤즈알데하이드를 단독 또는 1:4의 비율로 혼합하여 흰줄숲모기 성충에 대하여 cage-in-arm test를 실시하고, 완벽한 기피 지속시간[complete protection time, CPT]을 표 7에 나타내었다.
조 성 CPT, 분
WG 4mg 30
DBA 4mg 50
WG 5mg + DBA 20mg (1:4) 480
WG 0.5mg + DBA 2mg (1:4) 240
Eugenol (정향) 4mg 10
DEET 4mg 90
*WG, winter green oil; DBA, 3,4-dimethoxy benzaldehyde.
표 7로부터, 윈터그린(WG) 4mg 또는 3,4-디메톡시벤즈알데하이드 4mg을 단독으로 처리하는 것보다 윈터그린과 3,4-디메톡시벤즈알데하이드를 5mg:20mg 또는 0.5mg:2mg으로 혼합하여 사용할 경우, 기피 지속시간이 월등하게 상승되었고, 이는 양성 대조구인 정향 10분 및 DEET 90분에 비해서도 월등하다는 것을 알 수 있었다.
2-5: 3,4-디메톡시벤즈알데하이드 및 이카리딘(icaridin)의 흡혈성 절지동물에 대한 기피능 평가
3,4-디메톡시벤즈알데하이드의 상용화 가능성을 평가하기 위하여, 화학합성 기피제로 널리 사용되고 있는 이카리딘(icaridin) 7%를 함유한 유탁제(분무형)와 이카리딘 3.5%와 3,4-디메톡시벤즈알데하이드 3.5%를 에탄올에 녹여 수동 분무기에 넣고 손목 아래 부분에 골고루 처리한 후, 우화한지 5-10일된 흰줄숲모기 암컷 성충 160여 개체가 된 케이지(35×35×35cm)에 1시간 간격으로 3분 동안 노출시켜 CPT를 측정하고, 그 결과를 표 8에 나타내었다.
조성
 CPT, 분 F-value
 t-test
mean±SE
3,4-디메톡시벤즈알데하이드 3.5% + 이카리딘 3.5% 177±21.2
0.15712 (P > 0.05)
0.0281
이카리딘 7%제 113±13.6
표 8에서, 이카리딘 7%제에 비해 유효성분 대비 동일량의 혼합제 7%(이카리딘 3.5% + 3,4-디메톡시벤즈알데하이드 3.5%)가 60분 이상의 기피능이 향상된 통계적으로 유의한 결과(P = 0.05)를 보이는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 1: 3,4-디메톡시벤즈알데하이드 분무제의 실내 기피능 평가
3,4-디메톡시벤즈알데하이드의 기피능에 근간하여 기피제 개발 시 필요한 유효 함량을 결정하기 위하여 실내 기피능을 평가하였다. 3,4-디메톡시벤즈알데하이드 5%, 7%, 10% 및 15%를 함유한 에탄올제와 식약처에서 허가된 정향 2% 분무제, DEET 19% 에어로졸제 및 이카리딘 7% 분무제 각각을 손등에 3회 처리(에어로졸제는 2초)하고 손등에 5cm 구멍이 난 고무장갑을 착용한 후, 5-10일 된 흰줄숲모기(Aedes albopictus) 암컷 120개체가 있는 케이지(35×35×35cm)에 1분간 30분 단위로 노출하고, 기피율을 계산하여 표 9에 나타내었다. 모든 시험은 3반복으로 하였다.
조성 % 기피율 (mean±SE, %)
conc. 10 30 60 120 180 240 300 360 420

3,4-dimethoxy benzaldehyde
분무제		 5% 100±0 100±0 97±1.8 89±0.7 83±3.8 76±4.3 75±0.3 64±2.7 54±2.2
7% 100±0 100±0 100±0 100±0 100±0 84±7.4 84±7.9 73±5.8 69±4.1
10% 100±0 100±0 100±0 100±0 100±0 99±0.7 95±1.7 95±1.8 88±2.8
15% 100±0 100±0 100±0 100±0 100±0 99±0.7 99±0.7 99±1.7 97±0.9
정향 분무제 2% 20±4.5 18±1.9 - - - - - - -
DEET 에어로졸 19% 100±0 100±0 100±0 100±0 100±0 100±0 100±0 99±0.7 99±0.7
이카리딘 분무제 7% 100±0 100±0 90±5.3 78±5.7 66±5.1 54±5.8 - - -
표 9로부터, 2% 정향 분무제는 처리 10분 후에도 20%의 극히 저조한 기피능을 나타내지만, 15% 3,4-디메톡시벤즈알데하이드 분무제는 19% DEET 에어로졸제와 대등한 기피능을 보였고, 5% 이상 3,4-디메톡시벤즈알데하이드 함유한 분무제들은 7% 이카리딘 분무제 보다 우수한 기피능을 갖는 것을 확인하였다.
이상의 결과로부터, 3,4-디메톡시벤즈알데하이드를 유효성분으로 함유한 기피제 개발 시 5% 이상을 함유시키는 것이 적절하다는 것을 알 수 있었다.
실험예 2: 3,4-디메톡시벤즈알데하이드 분무제의 야외 기피능 평가
3,4-디메톡시벤즈알데하이드의 실제 야외 모기 개체군들에 대한 기피능을 평가하기 위해 수원시 일월저수지 인근 야산 및 대나무 숲에서 건강한 30-40대 3명의 피험자들이 반바지를 착용하고 무릎 아래에 약제를 처리한 후 5-15분 동안 의자에 앉아 오후 3-8시까지 모기들에 노출시켜 CPT를 측정하고, 그 결과를 표 10에 나타내었다. 모든 시험은 3반복 이상으로 실시하였다.
조성 함량, % CPT (range), 분 비고
3,4-dimethoxy benzaldehyde 분무제 4 45 (30-60) 3반복
6 150 (120-180) 3반복
9 150 (120-180) 7반복
12 150 (120-180) 3반복
15 180 (120-210 4반복
이카리딘 분무제 7 140 (60-180) 5반복
정향 분무제 2 15 3반복
표 10에서, 3,4-디메톡시벤즈알데하이드 분무제 4%, 6%, 9%, 12% 및 15% 함유 분무제 각각의 완벽한 기피 지속시간[complete protection time, CPT]은 45분, 150분, 150분, 150분 및 180분으로 6%~12% 분무제는 야외 모기 개체군에 대한 CPT가 동일 하였다.
이카리딘 7% 분무제는 140분 CPT를 보여, 6% 이상 3,4-디메톡시벤즈알데하이드를 함유한 분무제와 비슷한 기피능을 보였으나, 정향 2% 분무제는 15분의 CPT를 보여 기피제로서 적합하지 않다는 것을 알 수 있었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (5)

  1. 작은소참진드기 및 모기에 대한 기피능을 갖는 3,4-디메톡시벤즈알데하이드 (3,4-dimethoxybenzaldehyde)를 포함하는 것을 특징으로 하는 작은소참진드기 및 모기 기피제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 아니스(anis), 베이(bay), 캘러무스(calamus), 카난가(cananga), 샐러리씨드(celery seed), 다바나(davana), 미르(myrrh), 네롤리(neroli), 패촐리(patchouly), 파슬리씨드(parsley seed), 타라곤(tarragon), 리치아큐베바(litsea cubeba) 및 윈터그린(wintergreen)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 식물 정유를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 작은소참진드기 및 모기 기피제 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 식물 정유는 리치아큐베바(litsea cubeba)와 윈터그린(wintergreen)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 식물 정유인 것을 특징으로 하는 작은소참진드기 및 모기 기피제 조성물.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 식물 정유 및 3,4-디메톡시벤즈알데하이드 (3,4-dimethoxybenzaldehyde)의 혼합비는 중량비로 1:1 내지 1:5인 것을 특징으로 하는 작은소참진드기 및 모기 기피제 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 식물 정유 및 3,4-디메톡시벤즈알데하이드(3,4-dimethoxybenzaldehyde)의 혼합비는 중량비로 1:4인 것을 특징으로 하는 작은소참진드기 및 모기 기피제 조성물.
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