KR102291267B1 - 황색포도상구균의 성장을 억제하는 미생물을 담지한 담체를 이용한 공기정화장치 - Google Patents

황색포도상구균의 성장을 억제하는 미생물을 담지한 담체를 이용한 공기정화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 포도상구균의 성장을 억제하는 스트렙토마이세스 펄비시무스 SK-6 (streptomyces fulvissimus SK-6) KACC 92272P를 포괄고정한 균주고정담체 및 이를 이용한 공기정화장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

황색포도상구균의 성장을 억제하는 미생물을 담지한 담체를 이용한 공기정화장치{An air purification device using the inhabitation body of the microorganism for inhibiting growth of Staphylococcus aureus}
본 발명은 스트렙토마이세스속(streptomyces sp.) 미생물을 이용하여 공기중의 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)의 성장을 억제하는 미생물을 담지한 담체 및 이를 이용한 공기정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스트렙토마이세스 펄비시무스 SK-6(streptomyces fulvissimus SK-6) KACC 92272P를 포괄고정한 담체 및 이를 충진한 공기정화장치에 관한 것이다.
Streptomyces는 Streptomycetaceae 계통의 속(genus)으로 항생제, 항진균제 및 항기생충제를 생산하며 면역억제제와 같은 다양한 생리활성 화합물(예 : neomycin, cypemycin, grisemycin, bottromycins 및 chloramphenicol)도 생산하는 것으로 알려져 있다.
한편, 포도상구균은 자연계에 널리 분포되어 있는 세균의 하나로서, 건강한 사람의 50% 이상이 비강, 인후두, 피부, 털에 보균하고 있으나 식중독을 많이 일으키는 원인균이며, 연부조직 감염(봉와직염, 화농성 근육염), 화농성 관절염, 화농성 골수염, 중이염, 폐렴, 수술 후 창상 감염, 균혈증, 심내막염, 식중독 등을 일으키는 것으로 알려져 있으며, 특히, 황색포도상구균은 고열, 구토, 설사, 성홍열 유사 발진 등 다양한 증상이 따르는 감염원이다.
포도상구균과 같은 병원성 미생물을 공기중에서 제거하는 기술은, 플라즈마필터를 이용한 공기정화장치(한국등록특허 제487544) 등 다양한 방법들이 있으며, 최근에는 인삼추출물과 같은 항균물질을 필터에 고정한 담체를 사용한 방법(한국등록특허 제1822941)들도 전개되어 있다.
하지만, 본 발명과 같이 항균기능을 가지는 특정 미생물을 다공성 담체에 포괄고정하여 공기 중의 황색포도상구균의 성장을 억제함으로써 병원성 미생물에 오염된 공기를 정화하는 방법은 여지껏 제시되지 않았다.
특허등록 제0487544호 "입체형 셀 구조의 플라즈마 필터를 이용한 공기정화 장치및 그 방법" 특허등록 제1822941호 "공기정화필터 및 그 제조방법"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 포도상구균의 성장을 억제하는 스트렙토마이세스속(streptomyces sp.) 미생물을 다공성 담체에 포괄고정한 후 병원성미생물이 함유된 오염된 공기를 통과시켜 1차적으로 다공성 담체에 물리적으로 흡착시키고, 2차적으로 포도상구균의 성장을 억제시켜 제거함으로써 살균할 수 있는 포도상구균의 성장을 억제하는 미생물을 담지한 담체 및 이를 이용한 공기정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 공기정화장치는, 황색포도상구균의 성장을 억제하는 스트렙토마이세스 펄비시무스 SK-6 (streptomyces fulvissimus SK-6) KACC 92272P를 포괄고정한 균주고정담체(3)를 필터층(2)에 완전히 충진시킨 공기정화장치로서, 상기 균주고정담체는, 상기 스트렙토마이세스 펄비시무스 SK-6 (streptomyces fulvissimus SK-6) KACC 92272P를 다공성 담체에 포괄고정 방법으로 고정시킨 균주고정담체이고, 상기 다공성 담체는, 다공성 팽창세라믹, 우드칩 및 폴리우레탄 폼 중의 어느 하나이며, 상기 다공성 담체의 크기는 5mm ~ 20mm의 범위이고, 상기 다공성 담체는 50㎛ ~ 500㎛의 기공을 가지는 고체배지이며, 상기 균주고정담체(3)의 상기 스트렙토마이세스 펄비시무스 SK-6 (streptomyces fulvissimus SK-6) KACC 92272P 미생물이 건조해지지 않도록 주기적으로 새로운 균주(6)를 분사하여 균주밀도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 하는 수단을 포함하며, 상기 균주밀도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 하는 수단은, 상기 필터층(2)의 전단에 설치된 공기 흡입팬(4); 새로운 균주(6)를 보관하는 균주보관함(5); 상기 균주보관함(5)과 전자밸브(7)를 통해 연결된 분사관(8); 및 상기 분사관(8)의 선단에 설치된 균주분사노즐(9); 을 포함하며, 상기 흡입팬(4)의 가동시간과 연동하여 흡입팬(4)이 일정시간 이상 가동되게 되면 균주보관함(5) 후단에 설치된 전자밸브(7)가 열리면서 균주(6)가 분사관(8)을 통해 균주분사노즐(9)로 공급되어 흡입공기와 함께 필터층(2)에 충진된 균주고정담체(3)에 공급되도록 하여 균주보관함(5)에 보관된 신선한 균주(6)가 주기적으로 보충되도록 하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 포도상구균의 성장을 억제하는 미생물로서 스트렙토마이세스 펄비시무스 SK-6 (streptomyces fulvissimus SK-6) KACC 92272P를 담지한 담체는 황색포도상구균의 억제를 현저히 저감시킬 수 있다.
본 발명의 스트렙토마이세스 펄비시무스 SK-6 (streptomyces fulvissimus SK-6) KACC 92272P를 포괄고정한 담체를 공기정화장치 필터층으로 사용하게 되면 공기 중의 황색포도상구균을 현저히 감소시킬 수 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 관한 담체를 갖는 공기정화장치를 도시한 모식도.
도 2는 여과한 시료에 황색포도상구균 접종 후 시간에 따른 포도상구균의 개체수.
도 3은 본 발명에 사용된 균주의 계통발생 트리이다.
아래에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명에 관한 담체를 갖는 공기정화장치를 도시한 모식도이고, 도 2는 여과한 시료에 황색포도상구균 접종 후 시간에 따른 포도상구균의 개체수를 나타내는 실험 결과의 사진이며, 도 3은 본 발명에 사용된 균주의 계통발생 트리이다.
본 발명에서는 황색포도상구균에 대한 항균미생물을 분리하기 위해 축산폐수처리시설의 폭기조로부터 시료를 채취하여 Strach casein 고체배지(Soluble Statch 10.0g, casein 1.0g, K2HPO4 0.5g, Agar 15g, D·I water 1,000mL)에 평판도말하여 25℃에서 5~7일간 배양하였다.
배양된 콜로니를 관찰한 결과 colony의 색과 형태로 분류하여 streaking 기법을 통해 순수 분리하고 3회 이상 계대배양하여 단일 colony가 배양되도록 순수 분리한 후, 16S rRNA 염기서열 분석을 위하여 27F (5'-AGA GTT TGA TCC TGG CTC-3') 와 1492R (5'-GGT TAC CTT GTT ACG ACT T-3') primer를 사용하여 PCR 증폭을 진행한 후, 솔젠트(주) (Korea)에 의뢰하여 염기서열을 결정하였다.
분석된 16s rRNA 유전자 염기서열은 NCBI(National Center for Biotechnology Information, USA)의 blast search program (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/)을 통해 기존에 보고된 미생물의 16S rRNA 염기서열과 상동성을 비교하여 분리된 균주를 분류하였다.(도 3 참조)
분류결과, 본 발명에서 분리한 SK-6 균주는 Streptomyces fulvissimus strain DSM 40593과 99.89% 유전적 상동성을 보였다.(Identities = 965/966)
본 발명에서는 균주 SK-6의 황색포도상구균에 대한 생육억제특성을 조사하기 위해, 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC)로부터 Staphylococcus aureus (균주번호 KCTC 1927)를 분양받았다.
황색포도상구균 생육억제실험은, 본 발명에서 고안한 SK-6균주를 Strach casein 액체배지(Soluble Statch 10.0g, casein 1.0g, K2HPO4 0.5g, D·I water 1,000mL)에 0.3 wt% 농도로 접종하고, 25℃에서 48시간 배양한 후 G/F filter를 통해 여과하였으며, 여액을 멸균수에 순차적으로 희석하여 10-3 희석시료를 황색포도상구균을 판별하는 선택배지(Mannitol salt Agar, Difco)에 100㎕씩 접종하고, 37℃에서 24시간 배양한 후 희석평판법에 의거하여 생육저하효과를 평가하였다.(도 2 참조)
그 결과, 당초 2.8 × 106 CFU/mL 의 포도상구균이 24시간이 경과한 후 5.5 × 105 CFU/mL로 감소하여 80.4%의 생육억제효과가 있음을 알 수 있었다.
실시예
1. SK-6 균주의 배양
SK-6 균주는 단일균주로서 Strach casein 액체배지(Soluble Statch 10.0g, casein 1.0g, K2HPO4 0.5g, D·I water 1,000mL)에 0.3 wt% 농도로 접종하고 25℃에서 48시간 배양한다.
2. 다공성 담체에 고정
다공성 담체는 SK-6 균주가 서식하기 위한 환경을 조성하는 고체배지로 50㎛ ~ 500㎛의 기공을 가지는 다양한 재질의 다공성 담체가 사용될 수 있다. 대표적으로는 다공성 팽창세라믹이 사용될 수 있으며, 그 외에도 우드칩, 폴리우레탄 폼 등 다양한 재료가 사용될 수 있을 것이다. 다공성 담체의 크기는 5mm ~ 20mm의 범위가 적당할 것이다.
배양된 균주에 다공성 담체가 충분히 잠길 정도로 충진하고 상온에서 48시간을 담지시킨 후 꺼내어 그늘에서 다시 48시간 이상 자연건조시킨다.
3. 필터층에 균주 고정담체 충진
SK-6 균주가 고정된 균주고정담체(3)를 필터층(2)에 가득 충전하고 공기를 통과시킨다 (도 1 참조).
4. 황색포도상구균 제거
공기정화장치(1) 필터층(2)의 전단에는 공기 흡입팬(4)이 설치되어 있어, 외부의 공기를 흡입하게 되면 흡입된 공기는 필터층(2) 내에 충진된 균주고정담체(3)를 통과하면서 황색포도상구균이 제거된다.
시간이 지나면 균주 고정 담체가 건조해지면서 균주 생육상태가 불량해질 수 있으므로 주기적으로 균주분사노즐(9)을 통해 담체에 균주를 살포해줌으로써 균주 밀도를 일정하게 유지할 수 있다.
구체적인 방법은 흡입팬(4)의 가동시간과 연동하여 흡입팬(4)이 일정시간 이상 가동되게 되면 균주보관함(5) 후단에 설치된 전자밸브(7)가 열리면서 균주(6)가 분사관(8)을 통해 균주분사노즐(9)로 공급되어 흡입공기와 함께 필터층(2)에 충진된 균주고정담체(3)에 공급된다.
균주보관함(5)은 주기적으로 신선한 균주(6)를 보충함으로써 본 발명의 기능을 지속적으로 유지할 수 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
1: 공기정화장치 2 : 필터층
3: 균주고정담체 4 : 공기 흡입팬
5: 균주보관함 6 : 균주
7: 전자밸브 8 : 분사관
9: 균주분사노즐
국립농업과학원 KACC92272P 20190828

Claims (7)

  1. 황색포도상구균의 성장을 억제하는 스트렙토마이세스 펄비시무스 SK-6 (streptomyces fulvissimus SK-6) KACC 92272P를 포괄고정한 균주고정담체(3)를 필터층(2)에 완전히 충진시킨 공기정화장치로서,
    상기 균주고정담체는, 상기 스트렙토마이세스 펄비시무스 SK-6 (streptomyces fulvissimus SK-6) KACC 92272P를 다공성 담체에 포괄고정 방법으로 고정시킨 균주고정담체이고,
    상기 다공성 담체는, 다공성 팽창세라믹, 우드칩 및 폴리우레탄 폼 중의 어느 하나이며,
    상기 다공성 담체의 크기는 5mm ~ 20mm의 범위이고,
    상기 다공성 담체는 50㎛ ~ 500㎛의 기공을 가지는 고체배지이며,
    상기 균주고정담체(3)의 상기 스트렙토마이세스 펄비시무스 SK-6 (streptomyces fulvissimus SK-6) KACC 92272P 미생물이 건조해지지 않도록 주기적으로 새로운 균주(6)를 분사하여 균주밀도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 하는 수단을 포함하며,
    상기 균주밀도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 하는 수단은,
    상기 필터층(2)의 전단에 설치된 공기 흡입팬(4);
    새로운 균주(6)를 보관하는 균주보관함(5);
    상기 균주보관함(5)과 전자밸브(7)를 통해 연결된 분사관(8); 및
    상기 분사관(8)의 선단에 설치된 균주분사노즐(9);
    을 포함하며,
    상기 흡입팬(4)의 가동시간과 연동하여 흡입팬(4)이 일정시간 이상 가동되게 되면 균주보관함(5) 후단에 설치된 전자밸브(7)가 열리면서 균주(6)가 분사관(8)을 통해 균주분사노즐(9)로 공급되어 흡입공기와 함께 필터층(2)에 충진된 균주고정담체(3)에 공급되도록 하여 균주보관함(5)에 보관된 신선한 균주(6)가 주기적으로 보충되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
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