KR101976955B1 - 박테리오 파지 배양 시스템 - Google Patents

박테리오 파지 배양 시스템 Download PDF

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안영호
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영남대학교 산학협력단
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Abstract

본 출원은 박테리오 파지 배양 시스템에 관한 것으로, 본 출원의 박테리오 파지 배양 시스템에 의하면, 고농축화된 박테리오 파지의 제조가 가능하며, 이에 의해 제조된 박테리오 파지는 병원 세균 감염 질환의 치료, 친환경 대체 항균제 및 생물 방제 등에 유용하게 이용될 수 있다.

Description

박테리오 파지 배양 시스템{CULTURE SYSTEM FOR BACTERIOPHAGE}
본 출원은 박테리오 파지 배양 시스템에 관한 것으로, 특히 박테리오 파지 고농축 배양 시스템에 관한 것이다.
박테리오 파지(bacteriophage)는 세균을 숙주세포로 하는 바이러스의 일군의 총칭으로, 단순히 세균(bacteria)의 균체를 녹여서 증식하여 세균을 먹는다(phage)는 뜻에서 박테리오 파지라고 명명하였으며, 이외에, 세균바이러스 또는 단순히 파지라고도 불리고 있다.
대부분의 파지는 숙주세균의 표면에서 수용체에 대한 특이적 숙주 인지 및 후속 흡착을 가능하게 하는 단백질성 긴 수축 꼬리를 함유하고 있다. 이것은 파지가 그들의 특이성, 신속한 증식 특성 및 원핵생물에 대하여 제한된 감염성으로 인해 감염과 싸울 유망한 항균제의 역할을 하는데 도움이 된다. 그러나 항생제의 발견으로 인해, 지난 50년 동안 파지를 사용하지 않게 되었다. 최근 연구에서 박테리오 파지는 식물, 사람, 가축의 세균 감염치료 및 오염환경의 소독 등 다양한 분야에서 사용될 수 있음이 밝혀졌다. 파지를 매개로 하는 다당 분해 효소를 단독으로 또는 다른 약제와 함께 사용하는 것은 유망하지만 아직까지는 어려운 항미생물 치료법과 의약품에 유용한 진단 도구임을 나타낸다.
T4 박테리오 파지는 대장균 생물막에서 효과적으로 사용되었고, 생물막 EPS가 재조합 효소 박테리오 파지에 의해 효소적으로 분산될 수 있다는 증거가 제시되었다. 파지를 항균 도구로 사용할 가능성을 고려할 때, 폐수 처리시 다양한 박테리아에 대해 특이적인 용균성 파지를 동시에 접종하는 것이 효과적일 것이라고 제안할 수 있다. 폐수 처리에서 항생제 박테리아를 제어하는 용균성 파지의 응용은 우선 특정 파지의 게놈 특징을 이해하는데 있다.
최근 항생제의 무분별한 사용과 확산에 따른 정부 차원의 대책마련이 전 세계적으로 강화됨에 따라, 병원세균 감염질환의 치료와 친환경 대체항균제, 생물방제를 위한 박테리오 파지를 제조하기 위한 장치가 요구되고 있다.
본 출원의 과제는 병원 세균 감염 질환의 치료, 친환경 대체 항균제 및 생물 방제 등에 이용되는 박테리오 파지를 제조하기 위하여, 고농축된 박테리오 파지를 제조할 수 있는 박테리오 파지 배양 시스템을 제공하는 것이다.
본 출원의 박테리오 파지 배양 시스템은 분리막을 포함함으로써, 고농축된 박테리오 파지의 제조가 가능하고, 또한, 분리막으로부터 분리된 고농축된 박테리오 파지를 재배양하고, 재분리하는 과정을 연속적으로 반복함으로써, 더욱 고농축된 박테리오 파지를 제조할 수 있다.
본 출원의 박테리오 파지 배양 시스템에 의하면, 고농축화된 박테리오 파지의 제조가 가능하며, 이에 의해 제조된 박테리오 파지는 병원 세균 감염 질환의 치료, 친환경 대체 항균제 및 생물 방제 등에 유용하게 이용될 수 있다.
도 1 은 본 출원의 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3 및 4는 각각 본 출원의 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템을 이용하여 고밀도로 제조된 장내박테리아 파지 YUEEL01[기탁번호 KCTC13237BP]의 저배율(× 2000) 및 고배율(× 40000) TEM 이미지를 나타낸다.
도 5 및 6은 각각 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템을 이용하여 고밀도로 제조된 장내박테리아 파지 YUEEL01[기탁번호 KCTC13237BP]의 저배율(× 4500) 및 고배율(× 50000) TEM 이미지를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 출원의 박테리오 파지 배양 시스템을 설명하며, 첨부된 도면은 예시적인 것으로, 본 출원의 박테리오 파지 배양 시스템이 첨부된 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 출원은 박테리오 파지 배양 시스템에 관한 것이다. 도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(1000)은 숙주세균 배양조(1100), 박테리오 파지 배양조(1200), 제 1 유입라인(1300), 분리막(1500), 농축파지 추출라인(1600) 및 여과수 배출라인(1700)을 포함한다.
상기 숙주세균 배양조(1100)는 배양액이 공급되고, 숙주세균을 배양하여 숙주 용액을 제조하기 위한 부분이다.
하나의 예시에서, 상기 숙주세균 배양조(1100)로 공급되는 배양액은 유량이 조절 가능하게 마련될 수 있고, 구체적으로 상기 숙주세균 배양조(1100)에는 배양액 공급라인(1110)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 박테리오 파지 배양조(1200)는 박테리오 파지를 배양하여 박테리오 파지 용액을 제조하기 위한 부분으로서, 상기 배양조(1200)에는 상기 숙주세균 배양조(1100)에서 배양된 숙주 용액이 유입된다.
상기 제 1 유입라인(1300)은 상기 숙주세균 배양조(1100)에서 배양된 숙주 용액을 상기 박테리오 파지 배양조(1200)로 유입시키기 위한 부분으로서, 상기 숙주세균 배양조(1100)와 상기 박테리오 파지 배양조(1200)를 연결한다.
하나의 예시에서, 상기 제 1 유입라인(1300)에는 개폐 가능한 밸브(1301)가 마련될 수 있고, 상기 밸브(1301)의 개방에 따라, 상기 박테리오 파지 배양조(1200)로 유입되는 숙주 용액의 유량을 조절할 수 있다.
또한, 상기 제 1 유입라인(1300)에는 압력이 인가되는 펌프(1302)가 마련될 수 있고, 상기 펌프(1302)의 압력 작용에 따라, 상기 숙주세균 배양조(1100)에서 배양된 숙주 용액을 상기 박테리오 파지 배양조(1200)로 유입시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 펌프(1302)의 압력은 박테리오 파지 배양조(1200)로 유입하기 위한 박테리오 파지 용액의 유량에 따라 선택적으로 조절될 수 있다.
상기 박테리오 파지 배양조(1200)에는 인가되는 압력을 조절하기 위하여 압력조절용 분출라인(1400)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 압력조절용 분출라인(1400)은 박테리오 파지 배양조(1200)에 인가된 압력을 상기 박테리오 파지 배양조(1200)의 외부로 분출하기 위하여 상기 박테리오 파지 배양조(1200)와 연결되어 상기 박테리오 파지 배양조(1200)의 외부로 연장되도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 압력조절용 분출라인(1400)은 상기 박테리오 파지 배양조(1200)에 숙주 용액이 유입될 때 인가되는 압력이 소정 압력 이상이 되었을 때, 배양조(1200) 상부의 기체상 부분을 박테리오 파지 배양조(1200) 외부로 분출할 수 있다. 이때 기체의 분출은 상기 압력조절용 분출라인(1400)을 통해 밸브(1401)의 개폐에 따라 수행될 수 있다.
상기 분리막(1500)은 상기 박테리오 파지 배양조(1200)에 저장된 박테리오 파지 용액으로부터 여과수와 박테리오 파지를 분리시켜 농축 박테리오 파지를 제조하기 위한 부분으로서, 상기 박테리오 파지 배양조(1200)의 내부에 마련될 수 있다.
상기 농축파지 추출라인(1600)은 상기 분리막(1500)에 의해 분리되어 고농축화된 박테리오 파지를 박테리오 파지 배양조(1200) 외부로 추출하기 위한 부분으로서, 상기 농축파지 추출라인(1600)은 상기 박테리오 파지 배양조(1200)의 일 측면에 마련될 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(1000)은 박테리오 파지 용액이 박테리오 파지 배양조(1200) 내부의 분리막(1500)을 통과하는 과정에서, 농축파지 추출라인(1600)을 개방시키면, 상기 박테리오 파지 배양조(1200) 외부로 고농축된 박테리오 파지를 추출할 수 있다. 이때, 상기 농축파지 추출라인(1600)의 개방은 밸브(1601)의 개폐에 따라 수행될 수 있다.
상기 여과수 배출라인(1700)은 분리막(1500)을 통과한 여과수를 박테리오 파지 배양조(1200) 외부로 배출시키기 위한 부분으로서, 상기 여과수 배출라인(1700)은 상기 분리막(1500)과 연결되어 상기 박테리오 파지 배양조(1200)의 외부로 연장되도록 마련될 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(1000)은 박테리오 파지 용액이 박테리오 파지 배양조(1200) 내부의 분리막(1500)을 통과하는 과정에서, 여과수 배출라인(1700)을 개방시키면, 박테리오 파지 배양조(1200) 내부의 박테리오 파지 용액의 농도를 증가시킬 수 있다. 이때, 상기 여과수 배출라인(1700)의 개방은 밸브(1701)의 개폐에 따라 수행될 수 있다.
또한, 상기 여과수 배출라인(1700)에는 흡입 압력이 인가되는 펌프(1702)가 마련될 수 있고, 상기 펌프(1702)의 압력 작용에 따라, 상기 분리막(1500)을 통과한 여과수를 박테리오 파지 배양조(1200) 외부로 배출함으로써, 박테리오 파지 배양조(1200) 내부의 박테리오 파지 용액의 농도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 펌프(1702)의 압력은 분리막(1500)의 재질과 형상에 따라 적절히 선택하여 인가될 수 있으며, 하나의 예시에서, 상기 압력은 60 kPa 내지 1500 kPa로 인가될 수 있고, 구체적으로, 상기 압력의 하한은 80 kPa 이상 또는 120 kPa 이상일 수 있으며, 상기 압력의 상한은 1200 kPa 이하, 900 kPa 이하, 600 kPa 이하 또는 300 kPa 이하일 수 있다. 상기 펌프(1702)의 압력을 전술한 범위 내로 인가함으로써, 외부로로 배출되는 배양액의 유량을 조절할 수 있다. 이때, 상기 여과수 배출라인(1700)에는 인가되는 압력을 제어하기 위하여 압력을 측정하는 압력 게이지(1703)가 마련될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(1000)은 반송라인(1800)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 반송라인(1800)은 박테리오 파지 배양 시스템(1000)의 압력과 흐름을 조절하기 위한 부분으로서, 상기 여과수 배출라인(1700)에 분기되어 박테리오 파지 배양조(1200)와 연결되도록 마련될 수 있다. 상기 본 출원의 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(1000)은 반송라인(1800)을 개방하면, 상기 분리막(1500)을 통과하여 농축된 박테리오 파지를 박테리오 파지 배양조(1200) 내부로 반송하여 배양조(1200)의 내부압력을 조절할 수 있다. 이때, 상기 반송라인(1800)의 개방은 밸브(1801)의 개폐에 따라 수행될 수 있다.
본 출원에서, 상기 숙주세균의 배양은 무균의 증식용 배양액을 미량의 숙주세균에 접종하고 자동적으로 작동하여 일정 온도를 유지하도록 만들어진 숙주세균 배양조(1100)에 넣어 수행될 수 있다. 이때, 상기 숙주세균 배양조(1100)에는 숙주세균의 종류에 따라, 광원을 조사하거나, 산소 첨가 여부에 따라 숙주세균의 최적 생육환경을 제공할 수 있다.
상기 숙주세균은 박테리오 파지가 숙주로서 사용되는 세균을 의미하며, 상기 숙주세균의 종류로는 목적하는 박테리오 파지를 제조하기 위하여 적절히 선택하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 숙주세균의 종류로는 호기성, 혐기성, 임의성 또는 광합성 세균을 사용할 수 있다.
상기 호기성 세균(aerobic bacteria)은 산소가 있어야만 살 수 있는 세균으로서, 산소를 최종 전자수용체로 사용하면서 살아가는 산소요구성 세균을 의미한다. 상기 호기성 세균은 산소를 요구하는 정도에 따라 편성 호기성세균 또는 미(微)호기성세균으로 나뉠 수 있다. 예를 들어, 상기 편성 호기성 세균은 산소가 있어야만 생육과 번식이 가능한 세균으로, 초산균, 고초균, 결핵균 또는 아조토박터 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 미(微)호기성세균은 정상적인 산소분압(20%)에서는 살지 못하고 산소분압이 2% 내지 10% 범위에서만 생장이 가능한 세균으로, 나선형의 캄필로박터(campylobacter)속의 C. jejuni, C. coli, C. fetus 또는 Helicobacter pylori 등을 사용할 수 있다. 상기 혐기성 세균(anaerobic bacteria)은 무산소 조건에서 생육하는 세균을 의미한다. 상기 혐기성 세균은 산소가 있는 상태에서 생육할 수 없는 세균을 특히 편성혐기성 세균이라고 하며, 상기 편성혐기성 세균의 종류로는 클로스트리듐, 메탄세균, 황산염환원세균 또는 대부분의 광합성세균을 예로 들 수 있다.
상기 임의성 세균(facultative bacteria)은 산소가 존재하는 곳 및 존재하지 않는 곳에서도 생육이 가능한 세균을 의미하며, 통성 혐기성 세균 또는 통성 호기성 세균이라고도 한다. 상기 임의성 세균의 종류로는 포도상구균, 대장균 또는 티푸스균 등을 예로 들 수 있다.
상기 광합성 세균(photosynthetic bacteria)은 광에너지를 이용하여 탄소동화작용을 하는 세균을 의미한다. 또한, 상기 광합성 세균은 녹색식물에 의한 광합성작용과는 달리 산소를 발생하지 않으며 물을 전자공여체로 이용할 수 없는 원핵생물을 의미한다. 상기 광합성 세균의 종류로는 남세균(cyanobacteria)홍색세균(purple bacteria) 및 녹색세균(green bacteria)을 예로 들 수 있고, 이에 추가로, 할로박테리아를 포함할 수 있다. 상기 홍색 및 녹색 세균은 광합성시 산소를 방출하지 않는 성질을 지닐 수 있다.
상기 홍색세균으로는 홍색황세균(Chromatium 또는 purple sulfur bacteria) 및 홍색무황세균(purple non-sulfur bacteria)을 예로 들 수 있고, 녹색세균으로는 녹색황세균(Chlorobium) 및 녹색활주세균을 예로 들 수 있다. 이들 외에도 광합성 세균으로, 호기성광합성세균(Pseudomonas, Rhizobium, Protminobacter, Erythrobacter, Roseobacter) 또는 헬리오박테리움(Heliobacterium)을 이용할 수 있다. 상기 광합성세균은 S2 －, S2O3 2 －, H2, 유기화합물 등을 전자공여체로 이용하므로 혐기적 조건에서 생육할 수 있다.
상기 배양액은 세균의 증식, 성상검사, 대량의 균체 혹은 대사산물을 얻기 위한 액체의 재료를 의미한다. 상기 배양액의 종류로는 사용 목적에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있으며, 예를 들어, 숙주 세균의 배양을 위해서는 육즙, 혈청 등이 사용될 수 있다.
이에 따라 배양액에 의해 배양된 숙주세균을 박테리오 파지 배양조(1200)에 주입하고 용균성 반응을 유도함으로써, 박테리오 파지 용액를 제조할 수 있다.
상기 분리막(1500)의 소재로는, 폴리머, 무기 입자, 탄소 동소체, 개질된 무기 입자 및 개질된 탄소 동소체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 폴리머 또는 무기 입자로는 각각, 분리막(1500) 소재로서 당업계에 공지된 종류의 폴리머 또는 무기 입자를 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 상기 탄소 동소체로는 탄소 나노 튜브, 그래핀, 풀러렌 및 흑연으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 개질된 무기 입자 또는 개질된 탄소 동소체는 각각, 당업계에 공지된 종류의 무기 입자 또는 상기 전술한 종류의 탄소 동소체에 술폰화 반응을 통한 개질 반응을 통해 술폰산기가 포함된 무기 입자 또는 탄소 동소체를 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 개질된 무기 입자 및 개질된 탄소 동소체는 술폰화 등의 방법을 통해 방오성, 친수성 및 투수성 등의 물성이 향상될 수 있다.
상기 분리막(1500)은 반투과성 막으로서, 분리하고자 하는 입자의 크기에 따라 분류될 수 있으며, 예를 들어, 마이크로여과막(MF), 나노여과막(NF), 한외여과막(UF) 또는 역삼투분리막(RO)으로 분류될 수 있고, 본 출원의 일 실시예에 따른 상기 분리막(1500)은 한외여과막(UF, Ultra Filter membrane) 및 나노여과막(NF, Nano Filter membrane)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 분리막(1500)으로는 한외여과막 또는 나노여과막을 개별적으로 사용할 수 있고, 또 하나의 예시에서, 상기 분리막(1500)으로는 한외여과막 및 나노여과막 모두를 조합하여 사용할 수 있다.
상기 한외여과막의 기공 크기는 0.001 ㎛ 내지 0.1 ㎛일 수 있다. 또 하나의 예시에서, 상기 나노여과막의 기공 크기는 0.005 ㎛ 내지 0.001 ㎛일 수 있다. 상기 전술한 범위 내의 기공 크기를 가지는 한외여과막 또는 나노여과막을 분리막(1500)으로 사용함으로써, 상기 박테리오 파지 용액으로부터 배양액을 분리하여 고농축된 박테리오 파지를 추출할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(1000)은 상기 분리막(1500)이 박테리오 파지 배양조(1200)의 내부에 마련될 수 있다.
또한, 상기 분리막(1500)은 편막 및 중공사막으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 형태로 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 분리막(1500)의 형태로는 편막 또는 중공사막 형태를 개별적으로 사용할 수 있고, 또한, 상기 편막 및 중공사막 형태를 조합하여 사용할 수 있다.
도 2는 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(2000)를 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(2000)은 숙주세균 배양조(2100), 박테리오 파지 배양조(2200), 제 1 유입라인(2300), 압력조절용 분출라인(2400), 분리막(2500), 제 2 유입라인(2600), 반송라인(2700) 및 여과수 배출라인(2800)을 포함한다.
상기 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(2000)의 숙주세균 배양조(2100), 박테리오 파지 배양조(2200), 제 1 유입라인(2300) 및 압력조절용 분출라인(2400)에 관한 구체적인 설명은 각각 상기 본 출원의 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(1000)의 숙주세균 배양조(1100), 박테리오 파지 배양조(1200), 제 1 유입라인(1300) 및 압력조절용 분출라인(1400)에서 기술한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.
하나의 예시에서, 상기 숙주세균 배양조(2100)로 유입되는 배양액은 유량이 조절 가능하게 마련될 수 있고, 구체적으로 상기 숙주세균 배양조(2100)에는 배양액 공급라인(2110)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 상기 1 유입라인(2300)에는 개폐 가능한 밸브(2301)가 마련될 수 있고, 상기 밸브(2301)의 개방에 따라, 상기 박테리오 파지 배양조(2200)로 유입되는 박테리오 파지 용액의 유량을 조절할 수 있다.
또한, 상기 제 1 유입라인(2300)에는 압력이 인가되는 펌프(2302)가 마련될 수 있고, 상기 펌프(2302)의 압력 작용에 따라, 상기 숙주세균 배양조(2100)에서 배양된 숙주 용액을 상기 박테리오 파지 배양조(2200)로 유입시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 펌프(2302)의 압력은 박테리오 파지 배양조(1200)로 유입하기 위한 박테리오 파지 용액의 유량에 따라 선택적으로 조절될 수 있다.
상기 분리막(2500)은 상기 박테리오 파지 배양조(2200)에 저장된 박테리오 파지 용액에서 여과수와 박테리오 파지를 분리시켜, 농축 박테리오 파지를 제조하기 위한 부분이다.
상기 제 2 유입라인(2600)은 상기 박테리오 파지 배양조(2200)에 저장된 박테리오 파지 용액을 상기 분리막(2500)으로 유입시키기 위한 부분으로서, 상기 박테리오 파지 배양조(2200)와 상기 분리막(2500)을 연결한다.
하나의 예시에서, 상기 제 2 유입라인(2600)에는 개폐 가능한 밸브(2601)가 마련될 수 있고, 상기 밸브(2601)의 개방에 따라, 상기 분리막(2500)으로 유입되는 박테리오 파지 용액의 유량을 조절할 수 있다.
또한, 상기 제 2 유입라인(2600)에는 압력이 인가되는 펌프(2602)가 마련될 수 있고, 상기 펌프(2602)의 압력 작용에 따라, 상기 박테리오 파지 배양조(2200)에 저장된 박테리오 파지 용액을 상기 분리막(2500)으로 유입시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 펌프(2602)의 압력은 박테리오 파지 배양조(1200)로 유입하기 위한 박테리오 파지 용액의 유량에 따라 선택적으로 조절될 수 있다. 이때, 상기 제 2 유입라인(2600)에는 인가되는 압력을 제어하기 위하여 압력을 측정하는 압력 게이지(2603)가 마련될 수 있다.
상기 반송라인(2700)은 박테리오 파지 배양 시스템(2000)의 압력과 흐름을 조절하기 위한 부분으로서, 상기 반송라인(2700)은 상기 분리막(2500)과 박테리오 파지 배양조(2200)를 연결한다. 상기 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(2000)은 반송라인(2700)을 개방하면, 상기 분리막(2500)을 통과하여 농축된 박테리오 파지를 박테리오 파지 배양조(2200) 내부로 반송하여 배양조(2200)의 내부압력을 조절할 수 있다. 이때, 상기 반송라인(2700)의 개방은 밸브(2701)의 개폐에 따라 수행될 수 있다. 또한, 상기 반송라인(2700)에는 인가되는 압력을 제어하기 위하여 압력을 측정하는 압력 게이지(2703)가 마련될 수 있다.
상기 여과수 배출라인(2800)은 상기 분리막(2500)을 통과한 여과수를 상기 분리막(2500) 외부로 배출시키기 위한 부분으로서, 상기 여과수 배출라인(2800)은 상기 분리막(2500)과 연결되어 상기 분리막(2500)의 외부로 연장되도록 마련될 수 있다.
본 출원의 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(2000)은 박테리오 파지 용액이 박테리오 파지 배양조(2200) 외부의 분리막(2500)을 통과하는 과정에서, 여과수 배출라인(2800)을 개방시키면, 박테리오 파지 배양조(2200) 내부의 박테리오 파지 용액의 농도를 증가시킬 수 있다. 이때, 상기 여과수 배출라인(2800)의 개방은 밸브(2801)의 개폐에 따라 수행될 수 있다. 또한, 상기 여과수 배출라인(2800)에는 인가되는 압력을 제어하기 위하여 압력을 측정하는 압력 게이지(2803)가 마련될 수 있다.
상기 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(2000)은 농축파지 추출라인(2900)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 농축파지 추출라인(2900)은 분리막(2500)에 의해 분리된 박테리오 파지를 박테리오 파지 배양조(2200) 외부로 추출하기 위한 부분으로서, 상기 농축파지 추출라인(2900)은 상기 박테리오 파지 배양조(2200)의 일 측면에 마련될 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(2000)은 박테리오 파지 용액이 박테리오 파지 배양조(2200) 외부의 분리막(2500)을 통과하는 과정에서, 농축파지 추출라인(2900)을 개방시키면, 상기 박테리오 파지 배양조(2200) 외부로 고농축된 박테리오 파지를 추출할 수 있다. 이때, 상기 농축파지 추출라인(2900)의 개방은 밸브(2901)의 개폐에 따라 수행될 수 있다.
상기 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(2000)의 숙주세균 배양조(2100)에 포함된 숙주세균 및 배양액에 관한 구체적인 설명은 상기 본 출원의 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(1000)의 숙주세균 배양조(1100)에서 기술한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.
또한, 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(2000)의 분리막(2500)의 소재, 종류 및 기공 크기에 관한 구체적인 설명은 상기 본 출원의 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(1000)의 분리막(1500)에서 기술한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.
하나의 예시에서, 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(2000)은 상기 분리막(2500)이 박테리오 파지 배양조(2200)의 외부에 마련될 수 있다. 상기 분리막(2500)의 형태에 관한 구체적인 설명은 상기 본 출원의 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템(1000)의 분리막(2500)에서 기술한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.
본 출원의 일 실시예 및 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템을 이용하여 장내세균(Enterobacteria)을 특이적으로 사멸하는 마이오비리대(Myoviridae)과의 장내박테리아 파지(Enterobacteria phage) YUEEL01[기탁번호 KCTC13237BP]를 제조하고, 투과 전자 현미경(TEM, H7600, Hitachi, Japan)을 이용하여 상기 파지의 분포도를 분석하였다.
도 3 및 4는 각각 본 출원의 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템을 이용하여 고밀도로 제조된 장내박테리아 파지 YUEEL01[기탁번호 KCTC13237BP]의 저배율(× 2000) 및 고배율(× 40000) TEM 이미지를 나타낸다. 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 출원의 일 구현예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템을 이용하여 고밀도로 제조된 장내박테리아 파지 YUEEL01[기탁번호 KCTC13237BP]는 파지의 외형상의 모습과 고밀도로 농축된 것을 확인할 수 있다.
도 5 및 6은 각각 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템을 이용하여 고밀도로 제조된 장내박테리아 파지 YUEEL01[기탁번호 KCTC13237BP]의 저배율(× 4500) 및 고배율(× 50000) TEM 이미지를 나타낸다. 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 출원의 다른 일 실시예에 따른 박테리오 파지 배양 시스템을 이용하여 제조된 장내박테리아 파지 YUEEL01[기탁번호 KCTC13237BP]는 파지의 외형상의 모습과 고밀도로 농축된 것을 확인할 수 있다.
1000, 2000: 박테리오 파지 배양 시스템
1100, 2100: 숙주세균 배양조
1110, 2110: 배양액 공급라인
1200, 2200: 박테리오 파지 배양조
1300, 2300: 제 1 유입라인
1301, 1401, 1601, 1701, 2301, 2401, 2601, 2701, 2801, 2901: 밸브
1302, 1702, 2302, 2602: 펌프
1703, 2603, 2703, 2803: 압력 게이지
1400, 2400: 압력조절용 분출라인
1500, 2500: 분리막
1600, 2900: 농축파지 추출라인
1700, 2800: 여과수 배출라인
1800, 2700: 반송라인
2600: 제 2 유입라인

Claims (30)

  1. 배양액이 공급되고, 숙주세균을 배양하여 숙주 용액을 제조하는 숙주세균 배양조;
    숙주세균 배양조에서 배양된 숙주 용액이 유입되고, 박테리오 파지를 배양하여 박테리오 파지 용액을 제조하는 박테리오 파지 배양조;
    숙주세균 배양조와 박테리오 파지 배양조를 연결하는 제 1 유입라인;
    박테리오 파지 배양조에 저장된 박테리오 파지 용액에서 여과수와 박테리오 파지를 분리시키기 위한 분리막;
    분리막에 의해 분리된 박테리오 파지를 박테리오 파지 배양조 외부로 추출하기 위한 농축파지 추출라인; 및
    분리막을 통과한 여과수를 박테리오 파지 배양조 외부로 배출시키기 위한 여과수 배출라인을 포함하고,
    상기 분리막은 기공의 크기가 0.001 ㎛ 내지 0.005 ㎛인 나노여과막(NF)인 박테리오 파지 배양 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    박테리오 파지 용액이 박테리오 파지 배양조 내부의 분리막을 통과하는 과정에서, 여과수 배출라인의 개방에 따라, 박테리오 파지 배양조 내부의 박테리오 파지 용액의 농도가 증가하는 박테리오 파지 배양 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 유입라인에는 개폐 가능한 밸브가 마련되고,
    상기 밸브의 개방에 따라, 박테리오 파지 배양조로 유입되는 숙주 용액의 유량이 조절 가능한 박테리오 파지 배양 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 1 유입 라인에는 압력의 인가가 가능한 펌프가 마련되는 박테리오 파지 배양 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    숙주세균 배양조로 유입되는 배양액의 유량이 조절 가능하게 마련된 박테리오 파지 배양 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    박테리오 파지 배양조에는 인가되는 압력을 분출하는 압력조절용 분출라인을 추가로 포함하는 박테리오 파지 배양 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    여과수 배출라인으로부터 분기되어, 박테리오 파지 배양조와 연결되는 반송라인을 추가로 포함하는 박테리오 파지 배양 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 숙주세균은 호기성, 혐기성, 임의성 또는 광합성 세균을 포함하는 박테리오 파지 배양 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 분리막은 폴리머, 무기 입자, 탄소 동소체, 개질된 무기 입자 및 개질된 탄소 동소체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 박테리오 파지 배양 시스템.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서, 분리막은 박테리오 파지 배양조의 내부에 마련되는 박테리오 파지 배양 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서, 분리막은 편막 및 중공사막으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 형태인 박테리오 파지 배양 시스템.
  15. 배양액이 공급되고, 숙주세균을 배양하여 숙주 용액을 제조하는 숙주세균 배양조;
    숙주세균 배양조에서 배양된 숙주 용액이 유입되고, 박테리오 파지를 배양하여 박테리오 파지 용액을 제조하는 박테리오 파지 배양조;
    숙주세균 배양조와 박테리오 파지 배양조를 연결하는 제 1 유입라인;
    박테리오 파지 배양조와 연결되며, 박테리오 파지 배양조로부터 공급된 박테리오 파지 용액에서 배양액과 박테리오 파지를 분리시키기 위한 분리막;
    박테리오 파지 배양조와 분리막을 연결하는 제 2 유입라인;
    분리막에 의해 분리된 농축 박테리오 파지를 박테리오 파지 배양조로 반송하기 위한 반송라인; 및
    분리막을 통과한 여과수를 상기 분리막 외부로 배출시키기 위한 여과수 배출라인을 포함하고,
    상기 분리막은 기공의 크기가 0.001 ㎛ 내지 0.005 ㎛인 나노여과막(NF)인 박테리오 파지 배양 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    박테리오 파지 용액이 박테리오 파지 배양조 외부의 분리막을 통과하는 과정에서, 여과수 배출라인의 개방에 따라, 박테리오 파지 배양조 내부의 박테리오 파지 용액의 농도가 증가하는 박테리오 파지 배양 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    제 1 유입라인에는 개폐 가능한 밸브가 마련되고,
    상기 밸브의 개방에 따라, 박테리오 파지 배양조로 유입되는 박테리오 파지 용액의 유량이 조절 가능한 박테리오 파지 배양 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    제 1 유입 라인에는 압력의 인가가 가능한 펌프가 마련되는 박테리오 파지 배양 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    숙주세균 배양조로 유입되는 배양액의 유량이 조절 가능하게 마련된 박테리오 파지 배양 시스템.
  20. 제 15 항에 있어서,
    박테리오 파지 배양조에는 인가되는 압력을 분출하는 압력조절용 분출라인을 추가로 포함하는 박테리오 파지 배양 시스템.
  21. 제 15 항에 있어서,
    제 2 유입라인에는 개폐 가능한 밸브가 마련되고,
    상기 밸브의 개방에 따라, 분리막으로 유입되는 박테리오 파지 용액의 유량이 조절 가능한 박테리오 파지 배양 시스템.
  22. 제 15 항에 있어서, 제 2 유입 라인에는 압력의 인가가 가능한 펌프가 마련되는 박테리오 파지 배양 시스템.
  23. 제 15 항에 있어서,
    분리막에 의해 분리된 박테리오 파지를 박테리오 파지 배양조 외부로 추출하기 위한 농축파지 추출라인을 추가로 포함하는 박테리오 파지 배양 시스템.
  24. 제 15 항에 있어서, 숙주세균은 호기성, 혐기성, 임의성 또는 광합성 세균을 포함하는 박테리오 파지 배양 시스템.
  25. 제 15 항에 있어서, 분리막은 폴리머, 무기 입자, 탄소 동소체, 개질된 무기 입자 및 개질된 탄소 동소체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 박테리오 파지 배양 시스템.
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 제 15 항에 있어서, 분리막은 박테리오 파지 배양조의 외부에 마련되는 박테리오 파지 배양 시스템.
  30. 제 15 항에 있어서, 분리막은 편막 및 중공사막으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 형태인 박테리오 파지 배양 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008502331A (ja) * 2004-06-14 2008-01-31 プロビオゲン アクチエンゲゼルシャフト 細胞培養のための液相／気相露出反応器
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