KR20090004854A

KR20090004854A - 구조수 중 미네랄 이온

Info

Publication number: KR20090004854A
Application number: KR1020087019491A
Authority: KR
Inventors: 릴리아나 조지; 미렐라 이오니타-만짜투; 바실레 이오니타-만짜투; 조지 시오카; 캐티 크레쯔쉬마르
Original assignee: 이엘씨 매니지먼트 엘엘씨
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2009-01-12
Also published as: KR101106344B1; JP2009526083A; JP4958919B2; WO2007120971A3; WO2007120971A2; US20070187327A1

Abstract

본 발명은 수 불용성 광물에 의해 방출되어 구조수 중 물 클러스터 (cluster)에 통합되는 미네랄 이온을 함유하는 강화된 구조수에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 I 수, S 수, 및 이의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 구조수를 함유하는 조성물을 제공한다. 구조수는, 1종 이상의 미네랄 이온과 결합되어 클러스터 복합체를 형성하게 되는 물 분자의 하나 이상의 하전된 클러스터를 포함한다. 클러스터 복합체 중 미네랄 이온은, 비구조수 중 미네랄 이온과 비교시, 강화된 생물학적 활성을 나타낸다. 또한, 1종 이상의 가교제, 및 1종 이상의 캡핑제 (capping agent)를 클러스터 복합체에 도입함으로써, 본 발명의 조성물은 놀랍고 예기치 못한 색 안정성을 갖는 밝고 강한 색을 나타낸다.

구조수, 물분자 클러스터, 가교제, 캡핑제, 색 안정성

Description

구조수 중 미네랄 이온{MINERAL IONS IN STRUCTURED WATER}

본 발명은 구조수 및 구조수를 함유하는 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 강화된 구조수의 물 클러스터 (cluster)에 통합되어 클러스터 복합체를 형성하게 되는, 수 불용성 광물에 의해 방출된 미네랄 이온을 함유하는 강화된 구조수에 관한 것이다. 상기 클러스터 복합체 중 미네랄 이온은, 비-구조수 중 미네랄 이온과 비교시, 유의하게 개선된 생물학적 활성 (예컨대 콜라게나아제 억제 활성, 콜라겐 합성 강화 활성, 자유 산소 라디칼 억제 활성 등)을 나타낸다. 또한, 1종 이상의 가교제 및 1종 이상의 캡핑제 (capping agent)를 클러스터 복합체에 도입시, 본 발명의 조성물은 놀랍고 예기치 못한 색 안정성을 갖는 밝고 강한 색을 나타낸다.

광물로부터 추출된 필수 이온의 생물학적 역할은 당 분야에서 기록되어 있다. 필수 미네랄 이온 (예를 들어, 구리, 망간, 규소 및 셀레늄 이온)의 각종 생물학적 활성, 예컨대, 예를 들어, 항염증 활성, 항산화 활성, 및 콜라겐 합성 강화 활성을 기술하는, 문헌 [Inflammation Research Vol.2, pp 281-291, Ed.G.Weissman, B.Samuelson 및 R.Paoletti Raven Press, New York 1979]을 참고하라.

그러나, 상기 필수 이온을 함유하는 광물은 주로 수 불용성이다. 상기 수 불용성 광물을 물에 분산시켜 안정된 분산액을 형성하기 위하여, 수 불용성 광물을 미립자로 분쇄하는 것이 필수적이다. 더욱이, 상기 수 불용성 광물은 전형적으로 약 1.5 이상의 비중을 가져서, 이는 광물 입자가 물로부터 쉽게 침전되게 한다. 결정질 셀룰로오스 및 점액 다당류를 물에 첨가함으로써 결정질 셀룰로오스 또는 점액 다당류의 3차원 망상 구조 내에 1차 미립자를 흡착하고 보유함으로써 물 중 수 불용성 광물의 상대적으로 안정된 분산액을 얻기 위한 각종 연구가 수행되어 왔다 (일본 특허 공개 공보 제 (소) 56-117758호 및 일본 심사 특허 공보 제 (소) 57-35945호). 또한 수 불용성 광물 입자를 지방 및 오일에 첨가하고, 상기 입자를 그 내부에 분산하며, 생성되는 혼합물 중 지방 및 오일의 함량을 약 30 중량% 이상까지 조절함으로써 비중을 경감하는 공지된 방법도 존재한다 (일본 특허 공개 공보 제 (소) 57-110167호).

그러나, 상기 기술한 조성물 중 광물은 수 불용성 입자로서 남아있고, 상기 광물 중 필수 이온은 물 구조에 가용화되거나 통합되지 않는다.

따라서 수 불용성 광물에 의해 방출되어, 물 구조에 가용화되고 통합되는 필수 이온을 함유하는 안정된 조성물을 형성할 필요성이 존재한다.

발명의 개요

구조수가 수 불용성 광물로부터의 미네랄 이온을 함유하는 안정된 용액을 형성하기에 특히 효과적임이 본 발명자에 의해 발견되었다. 구조수, 예컨대 I 수 (I water) 및 S 수 (S water), 및 이의 형성 방법은, 그 전문을 모든 목적상 본원에서 참고로 인용하는, 루마니아 특허 제 RO 88053호, RO 88054호, RO 107544호, RO 107545호, 및 RO 107546호; UK 특허 출원 공보 제 GB 2335142호; 및 U.S. 특허 제 5846397호, 6139855호, 6231874호, 6451328호, 및 6958163호에 의해 상세히 기술되어 있다.

하나의 측면에서, 본 발명은 I 수, S 수, 및 이의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 구조수를 포함하는 조성물에 관한 것이고, 여기서 상기 구조수는, 1종 이상의 미네랄 이온과 결합되어 클러스터 복합체를 형성하게 되는 물 분자의 하나 이상의 하전된 클러스터를 포함한다.

본 발명의 조성물에 도입될 수 있는 적절한 미네랄 이온의 비제한적인 예로서, 구리, 망간, 셀레늄, 규소, 아연, 철, 알루미늄, 칼슘, 칼륨, 나트륨, 리튬, 마그네슘, 은 등을 들 수 있다. 필수적이지는 않으나, 바람직하게는, 미네랄 이온은 구리, 망간, 셀레늄, 규소, 아연, 및 철로 이루어진 군 중에서 선택되는 양하전된 이온이다. 더 바람직하게는, 미네랄 이온은 구리 또는 망간 이온이다.

본 발명의 실행에 유용한 대표적 수 불용성 광물의 비제한적인 예로서, 공작석 (구리 이온을 함유하고 CuCO₃·Cu(OH)₂의 화학식을 가짐), 남동석 (구리 이온을 함유하고 2CuCO₃·Cu(OH)₂의 화학식을 가짐), 규공작석 (구리 이온을 함유하고 CuSiO₃·nH₂0의 화학식을 가짐), 능망간석 (망간 이온을 함유하고 MnCO₃의 화학식을 가짐), 장미휘석 (특히, 망간 이온을 함유하고 (Mn,Fe,Mg,Ca)SiO₃의 화학식을 가짐), 전기석 (알루미늄, 붕소, 및 기타 원소의 복합 실리케이트의 형태로 규소 이온 을 함유함), 루비 (알루미늄 이온을 함유하고 Al₂O₃::Cr의 화학식을 가짐), 방해석 (칼슘 이온을 함유하고 CaCO₃의 화학식을 가짐), 적철석 (철 이온을 함유하고 Fe₂O₃의 화학식을 가짐), 및 이의 조합물을 들 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 사용되는 수 불용성 광물은 Cu- 또는 Mn- 함유 광물, 예컨대 공작석, 남동석, 규공작석, 능망간석, 또는 장미휘석이다.

클러스터 복합체가 물 분자 및 미네랄 이온의 하전된 클러스터만을 함유하는 경우, 본 발명의 조성물은 무색 용액이다. 그러나, 1종 이상의 가교제 및 1종 이상의 캡핑제가 미네랄 이온에 추가하여 클러스터 복합체에 도입되는 경우, 본 발명의 조성물은 예기치 못한 놀라운 색 안정성을 갖는 밝고 강한 색을 나타낸다.

본원에서 사용시, 용어 "가교제"는 물 분자의 하전된 클러스터에 결합되어 클러스터 복합체 내부의 전자 이동을 용이하게 하고 전체 조성물에 색을 부여할 수 있는 작용제를 일컫는다. 본 발명의 실행에 적절한 가교제의 예로서 유기산, 예컨대, 예를 들어, 시트르산, 살리실산, 글루타민산, 및 아스파르트산을 들 수 있다.

본원에서 사용시, 용어 "캡핑제"는 물 분자의 하전된 클러스터에 결합되어 클러스터 복합체 내부의 전하의 균형을 맞추고 전체 조성물의 색을 고정/안정화시킬 수 있는 작용제를 일컫는다. 캡핑제의 선택은 조성물에 사용된 구조수의 특정 유형에 의존한다. 예를 들어, I 수를 함유하는 조성물에 사용하기에 적절한 캡핑제는 양하전된 아미노산, 예컨대 아르기닌, 리신, 및 히스티딘, 또는 추가의 I 수를 포함한다. 또다른 예로서, S 수를 함유하는 조성물에 사용하기에 적절한 캡핑 제는 추가의 S 수를 포함한다.

미네랄 이온, 가교제, 및 캡핑제를 함유하는 본 발명의 조성물은 다양한 밝고 강한 색, 예컨대 보라색, 청색, 녹색, 황색, 및 적색을 나타낼 수 있다. 더 중요하게는, 상기 색은, 4 주 이상 동안 색 바램 또는 색 침전이 관측되지 않은, 약 50℃의 승온에서 수행된 색 안정성 시험에 의해 지시되는 바와 같이, 놀랍고 예기치 못하게도 안정하다.

본 발명의 하나의 특정 실시양태에서, 조성물은 그 내부에 물 분자의 음하전된 클러스터를 갖는 I 수를 포함한다. 물 분자의 상기 음하전된 클러스터 중 1종 이상은 구리 이온, 시트르산, 및 L-아르기닌과 함께 결합되어 클러스터 복합체를 형성한다. 상기 조성물은 안정된 청색을 나타낸다.

본 발명의 대안적 실시양태에서, 조성물은 그 내부에 물 분자의 음하전된 클러스터를 갖는 I 수를 포함한다. 물 분자의 상기 음하전된 클러스터 중 1종 이상은 구리 이온, 글루타민산, 및 L-아르기닌과 함께 결합되어 클러스터 복합체를 형성한다. 상기 조성물은 안정된 보라색을 나타낸다.

본 발명의 또다른 대안적 실시양태에서, 조성물은 그 내부에 물 분자의 양하전된 클러스터를 갖는 S 수를 포함한다. 물 분자의 상기 양하전된 클러스터 중 1종 이상은 살리실산, 구리 이온, 및 추가의 S 수와 결합되어 클러스터 복합체를 형성한다. 상기 조성물은 안정된 녹색을 나타낸다.

본 발명의 더욱 또다른 대안적 실시양태에서, 조성물은 그 내부에 물 분자의 음하전된 클러스터를 갖는 I 수를 포함한다. 물 분자의 상기 음하전된 클러스터 중 1종 이상은 망간 이온, 시트르산, 및 L-아르기닌과 결합되어 클러스터 복합체를 형성한다. 상기 조성물은 안정된 황색을 나타낸다.

본 발명의 또다른 대안적 실시양태에서, 조성물은 그 내부에 물 분자의 양하전된 클러스터를 갖는 S 수를 포함한다. 물 분자의 상기 양하전된 클러스터 중 1종 이상은 살리실산, 망간 이온, 및 추가의 S 수와 결합되어 클러스터 복합체를 형성한다. 상기 조성물은 안정된 적색을 나타낸다.

본 발명의 조성물은 1종 이상의 방향제를 더 포함할 수 있고, 이는 임의의 가용화제를 사용하지 않고 가용화되어 클러스터 복합체에 도입된다. 다시 말해, 본 발명의 조성물에는 본질적으로 가용화제가 존재하지 않는다.

또다른 측면에서 본 발명은, 수 불용성 광물의 입자를 I 수와 혼합하는 것을 포함하는, 조성물의 형성 방법에 관한 것이며, 여기서 수 불용성 광물의 적어도 일부는 가용화되어, I 수 중 물 분자의 하나 이상의 음하전된 클러스터와 결합되어 클러스터 복합체를 형성하게 되는 1종 이상의 양하전된 미네랄 이온을 방출한다. 필수적인 것은 아니나, 바람직하게는, 상기 기술한 수 불용성 광물 입자는 약 1 마이크로미터 내지 약 1 mm, 더 바람직하게는 약 10 마이크로미터 내지 약 0.1 mm의 범위인 평균 입자 크기를 갖는다.

생성되는 조성물에 색을 부여하기 위하여, 1종 이상의 양하전된 미네랄 이온과 결합되어 클러스터 복합체의 일부를 형성하는 상기 기술한 바와 같은 1종 이상의 가교제를 혼합물에 더 첨가하는 것이 바람직하다. 1종 이상의 가교제와 결합되어 생성되는 조성물의 색 안정성을 강화시키는 상기 기술한 바와 같은 1종 이상의 캡핑제를 혼합물에 첨가하는 것이 더 바람직하다. 또한, 수 불용성 광물의 비-용해된 입자는, 예를 들어, 약 0.01 마이크로미터 내지 약 1 마이크로미터 범위의 잔류 역치 (retention threshold)를 갖는 필터의 이용으로, 여과에 의해 혼합물로부터 제거된다. 상기 여과는 바람직하게는 1종 이상의 가교제의 첨가 이후이지만, 1종 이상의 캡핑제의 첨가 이전에 수행된다.

추가의 측면에서, 본 발명은

S 수 중 물 분자의 하나 이상의 양하전된 클러스터와 결합되는, 시트르산, 살리실산, 글루타민산, 및 아스파르트산으로 이루어진 군 중에서 선택되는 유기산을 포함하는 1종 이상의 가교제를 S 수에 첨가하는 단계; 및

수 불용성 광물의 입자를 S 수 및 가교제의 혼합물과 혼합하는 단계 (여기서, 수 불용성 광물의 적어도 일부는 가용화되어, 1종 이상의 가교제와 결합되어 클러스터 복합체를 형성하게 되는 1종 이상의 양하전된 미네랄 이온을 방출함)

를 포함하는, 조성물의 형성 방법에 관한 것이다.

필수적인 것은 아니나, 바람직하게는, 상기 기술한 수 불용성 광물 입자는 약 1 마이크로미터 내지 약 1 mm, 더 바람직하게는 약 10 마이크로미터 내지 약 0.1 mm 범위의 평균 입자 크기를 갖는다. 또한, 양하전된 미네랄 이온과 결합되어 클러스터 복합체의 일부를 형성하기 위한 캡핑제로서의 추가의 S 수를 혼합물에 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 수 불용성 광물의 비-용해된 입자는, 수 불용성 광물의 입자와 S 수 및 가교제의 혼합물과의 혼합 이후이지만, 추가의 S 수의 첨가 이전에 여과에 의해 혼합물로부터 제거될 수 있다.

본 발명의 기타 측면 및 목적은 확연하게 하는 명세서, 실시예, 및 청구항으로부터 더 명백해질 것이다.

도 1은, 공작석 분말을 탈이온수와 혼합함으로써 형성된 샘플과 비교시, 공작석 분말을 I 수와 혼합함으로써 형성된 샘플에 의해 나타내어진 자유 산소 라디칼 억제 활성을 예시하는 막대 그래프이다.

도 2는, 공작석 분말을 탈이온수와 혼합함으로써 형성된 샘플과 비교시, 공작석 분말을 I 수와 혼합함으로써 형성된 샘플에 의해 나타내어진 항-콜라게나아제 (또는 콜라게나아제 억제) 활성을 예시하는 막대 그래프이다.

도 3은, 탈이온수 중 동일 성분을 함유하는 샘플과 비교시, I 수 중 공작석 분말, L-글루타민산, 및 L-아르기닌을 함유하는 샘플에 의해 나타내어진 콜라게나아제 억제 활성을 예시하는 막대 그래프이다.

도 4는, 18 ㎍/㎖의 MAP (마그네슘-아스코르빌(Ascorbil)-포스페이트)를 함유하는 양성 대조군 샘플과 비교시, I 수 중 능망간석 분말 및 시트르산을 함유하는 샘플에 의해 나타내어진 콜라겐 합성 활성을 예시하는 막대 그래프이다.

도 5는, 탈이온수 중 동일 성분을 함유하는 샘플과 비교시, S 수 중 공작석 분말 및 살리실산을 함유하는 샘플에 의해 나타내어진 자유 라디칼 억제 활성을 예시하는 막대 그래프이다.

조작예 및 비교예, 또는 달리 명시적으로 지시되는 경우를 제외하고, 반응 물질 또는 조건의 양 또는 비율, 물질의 물리적 특성 및/또는 용도를 나타내는 본 명세서의 모든 숫자는 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로서 이해될 것이다. 모든 양 또는 농도는, 달리 명시되지 않는 한, 최종 조성물의 중량%에 의해 정의된다.

본 발명의 발명자는 수 불용성 광물로부터의 미네랄 이온이 구조수에 효과적으로 가용화될 수 있고 그러한 구조수 중 물 분자의 하전된 클러스터에 결합되어 안정된 클러스터 복합체를 형성할 수 있음을 발견하였다. 미네랄 이온의 특정 생물학적 활성, 예컨대 자유 산소 라디칼 억제 활성, 항-콜라게나아제 활성, 및/또는 콜라겐 합성 활성은, 비-구조수, 예컨대 탈이온수 중 미네랄 이온과 비교시, 상기 클러스터 복합체에 있어서 강화될 수 있다.

상기 기재한 바와 같이, 구조수는 당 분야에서 공지되어 있다. 특히, I 및 S 수는 약 250 내지 450의 전도도, C (μS/cm), 및 약 5.0 내지 7.5의 pH를 갖는 공급수 유래이다. 수돗물의 쌍극성 분자 구조와 전기장과의 상호작용은 I 및 S 수를 동시에 생성한다. I 수의 전도도는 약 500 내지 3500의 C (μS/cm), 및 약 2.0 내지 4.0의 pH로 특징지어지고, S 수의 전도도는 약 600 내지 2500의 C (μS/cm) 및 약 10.0 내지 12.0의 pH로 특징지어진다. 구조수 및 이의 제조 방법에 대한 추가의 세부사항에 대하여, 그 전문을 모든 목적상 본원에서 참고로 인용하는, 루마니아 특허 제 RO 88053호, RO 88054호, RO 107544호, RO 107545호, 및 RO 107546호; UK 특허 출원 공보 제 GB 2335142호; 및 U.S. 특허 제 5846397호, 6139855호, 6231874호, 6451328호, 및 6958163호를 참고하라. 상기 공지된 구조 및 방법은, 본 발명을 모호하게 하는 것을 피하기 위하여, 본원에서 반복되지 않는다. 구체적으로, 본 발명에 사용되는 구조수는 I 수, S 수, 또는 이의 조합물을 포함할 수 있다.

화장료 또는 약학 조성물에 사용될 수 있는 임의의 적절한 미네랄 이온이 본 발명의 구조수에 도입될 수 있다. 적절한 미네랄 이온의 비제한적인 예로서, 구리, 망간, 셀레늄, 규소, 아연, 철, 알루미늄, 칼슘, 칼륨, 나트륨, 리튬, 망간, 은, 및 이의 조합물을 들 수 있다. 상기 미네랄 이온은 전형적으로 수 불용성 광물 또는 준보석, 예컨대 공작석, 남동석, 규공작석, 능망간석, 장미휘석, 전기석, 루비, 방해석, 적철석 등에 함유된다.

더 바람직하게는, 미네랄 이온은 필수 이온, 예컨대 구리, 망간, 셀레늄, 규소, 아연, 및 철 중에서 선택된다. 상기 필수 이온은 피부에 유용할 수 있는 특정 생물학적 활성을 갖는 것으로 일컬어지고, 따라서 국소 조성물의 형성에 특히 유용하다. 예를 들어, 공작석 또는 남동석으로부터의 구리 이온은 항-콜라게나아제, 항-산화제, 항-박테리아, 및 항-여드름 활성을 갖는 것으로 일컬어진다. 또다른 예로서, 능망간석으로부터의 망간 이온은 콜라게나아제 합성 활성을 갖는 것으로 일컬어진다. 그러나, 구조수 중 하전된 클러스터에 도입되는 경우, 미네랄 이온은, 비-구조수, 예컨대 탈이온수 중 미네랄 이온과 비교시, 유의하게 강화된 생물학적 활성을 나타낸다. 상기 강화된 생물학적 활성은 이후 제시되는 실시예에서 증명된다.

본 발명의 조성물 중 미네랄 이온의 농도는, 사용된 광물의 유형에 따라 다양할 수 있다. 전형적으로, 본 발명의 조성물 중 미네랄 이온의 농도는 약 2 ppm 내지 약 2000 ppm의 범위일 수 있다. 구체적으로, 구리 이온의 경우, 농도는 약 2 ppm 내지 약 5000 ppm, 더 바람직하게는 약 100 ppm의 범위일 수 있다. 망간 이온의 경우, 농도는 약 3 ppm 내지 약 500 ppm의 범위일 수 있다. 구조수 중 미네랄 이온의 농도는 구조수의 클러스터 구조 내부의 미네랄 이온 제제의 안정성에 영향을 미친다는 점이 주목되어야 한다. 미네랄 이온의 농도가 너무 높은 경우, 미네랄 이온은 용액으로부터 침전될 수 있다.

클러스터 복합체가 물 분자 및 미네랄 이온의 하전된 클러스터만을 함유하는 경우, 조성물은 색을 거의 또는 전혀 나타내지 않는다. 그러나, 특정 가교제 및 캡핑제가 미네랄 이온에 추가하여 클러스터 복합체에 도입되는 경우, 생성되는 조성물은 예기치 못한 놀라운 색 안정성을 갖는 밝고 강한 색을 나타낸다.

구체적으로, 본 발명의 조성물에 사용되는 가교제는 클러스터 복합체 내부의 전자 이동을 용이하게 하고 조성물에 독특한 색을 부여하는 기능을 한다. 본 발명의 실행에 사용될 수 있는 적절한 가교제의 비제한적인 예로서 유기산, 예컨대 시트르산, 살리실산, 글루타민산, 및 아스파르트산을 들 수 있다. 상기 가교제를 함유하는 조성물은 밝고 강한 색, 예컨대 보라색, 청색, 녹색, 황색, 및 적색을 나타내는 반면, 임의의 가교제가 없는 조성물은 매우 옅은 색을 나타내거나 또는 색을 전혀 나타내지 않는다. 본 발명의 조성물 중 가교제의 농도는, 조성물의 총 중량을 기준으로, 전형적으로 약 0.01% 내지 5%, 바람직하게는 0.1% 내지 2%, 더 바람직하게는 0.2% 내지 1%의 범위이다.

또한, 본 발명의 조성물에 사용되는 캡핑제는 클러스터 복합체 내부의 전하의 균형을 맞추고 조성물에 형성된 색을 고정/안정화시키는 기능을 한다. 상기 언급한 바와 같이, 캡핑제의 선택은 조성물에 사용된 구조수의 특정 유형에 의존한다. 예를 들어, I 수를 함유하는 조성물에 사용하기에 적절한 캡핑제로서 양하전된 아미노산, 예컨대 아르기닌, 리신, 및 히스티딘, 또는 추가의 I 수를 들 수 있다. 또다른 예로서, S 수를 함유하는 조성물에 사용하기에 적절한 캡핑제로서 추가의 S 수를 들 수 있다. 캡핑제를 갖는 조성물은 약 50℃의 승온에서 4 주 이상의 기간 동안 예기치 못한 놀라운 색 안정성을 나타내고, 즉 임의의 색 바램 또는 색 침전이 없는 반면, 캡핑제가 없는 조성물은 시간이 지나면서 유의한 색 바램 또는 색 침전을 나타낸다. 본 발명의 조성물 중 캡핑제의 적절한 농도는 사용된 캡핑제의 유형에 의존한다. 양하전된 아미노산이 캡핑제로서 사용되는 경우, 농도는, 조성물의 총 중량을 기준으로, 전형적으로 0.01% 내지 5%, 바람직하게는 0.1% 내지 2%, 더 바람직하게는 0.2% 내지 1%의 범위이다. 추가의 I 또는 S 수가 캡핑제로서 사용되는 경우, 농도는, 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 1% 내지 약 99%, 더 바람직하게는 약 3% 내지 약 55%로 광범위할 수 있다.

상기 기술한 미네랄 이온, 가교제, 및 캡핑제는 I 및/또는 S 구조수 중 물 분자의 음하전된 및/또는 양하전된 클러스터에 결합되어, 이에 따라 클러스터 복합체를 형성한다. 그 결과, 미네랄 이온은 구조수 내부에서 안정화된다. 더 중요하게는, 클러스터 복합체에 도입된 미네랄 이온은 비-구조수, 예컨대 탈이온수 중 미네랄 이온과 비교시 유의하게 강화된 생물학적 활성을 나타낸다. 본 발명의 구조수 중 미네랄 이온에 의해 나타내어지는 강화된 생물학적 활성으로서, 예를 들어, 자유 라디칼 억제 활성, 항-산화제 활성, 항-콜라게나아제 활성, 콜라겐 합성 활성, 항-여드름 활성 및 항-박테리아 활성 등을 들 수 있다. 더욱이, 밝고 강한 색이 생성되는 조성물에 놀랍고 예기치 못한 안정성으로 부여된다. 상기 밝고 강한 색의 비제한적인 예로서, 보라색, 청색, 녹색, 황색, 및 적색을 들 수 있다. 본 발명의 예시적 조성물의 특정 생물학적 활성 및 색은 이후 더 상세히 예시된다.

상기 기술한 본 발명의 조성물은 또한 수성 성분이 존재하는 임의의 국소 또는 비-국소 화장료 또는 약학 생성물에 미네랄 이온 활성을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 조성물은 화장료 또는 약학 생성물의 전체 수성 성분을 구성할 수 있다. 대안으로, 본 발명의 조성물은 전통적 수성 성분의 오로지 일부를 구성할 수 있고, 즉, 이는 기타 비-구조화된 수성 성분, 예컨대 증류수 또는 플로랄 워터 (floral water)와 배합된다. 구조수의 특이성 및 안정성으로 인하여 구조수와 함께 비구조수를 사용하는 것이 가능하다.

상기 기술한 본 발명의 조성물은, 순수 수성 매개체로서, 수알콜성 (hydroalcoholic) 매개체의 일부로서, 또는 임의의 에멀젼, 예컨대, 예를 들어, 유중수 또는 수중유 에멀젼의 수상의 일부로서 사용될 수 있다. 피부에 국소 도포하기에 적절한 임의의 형태의 매개체, 예컨대, 예를 들어, 용액, 콜로이드 분산액, 에멀젼, 현탁액, 크림, 로션, 겔, 폼, 무스, 스프레이 등이 본 발명의 조성물을 도입하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 이는 스킨케어 제품, 예컨대 세정제, 토너, 보습제, 마스크, 스크럽 등에 사용될 수 있고, 이는 메이크업 제품, 예컨대 립스틱 및 글로스, 파운데이션, 블러쉬, 아이라이너, 아이섀도 등에 사용될 수 있다. 이는 또한 트리트먼트 제품, 예컨대 미네랄 이온의 안정성이 특히 결정적인 약학 제품에도 사용될 것이다.

요구되는 특정 이점(들)에 따라, 기타 생물학적 활성제가 본 발명의 조성물에 첨가될 수 있다. 일상적 실험이 안정된 조성물을 유지하기 위해 요구되는 상기 생물학적 활성제의 양을 결정할 수 있다. 생물학적 활성제는 본 발명의 조성물의 형성 이전에 구조수에 직접, 또는 이의 형성 이후에 본 발명의 조성물에 첨가될 수 있다. 첨가되는 생물학적 활성제의 유형은 국소 화장료 또는 약학 조성물에 이롭게 사용되는 임의의 것일 수 있다. 예를 들어, 구조수는 이의 클러스터 구조 내부에 보습 활성제, 검버섯, 각질 및 주름의 치료에 사용되는 작용제, 뿐만 아니라 진통제, 마취제, 항여드름제, 항박테리아제, 항효모제, 항진균제, 항바이러스제, 항비듬제, 항피부염제, 항소양제, 항구토제, 항멀미제, 자극완화제, 항염증제, 항과다각질용해제, 항건조 피부제, 항발한제, 항건선제, 항지루제, 헤어 컨디셔녀 및 헤어 트리트먼트제, 항노화제, 항주름제, 자외선차단제, 항히스타민제, 피부 미백제, 탈색소제, 상처 치유제, 비타민, 코르티코스테로이드, 셀프 태닝제, 또는 호르몬을 함유할 수 있다.

필수적인 것은 아니나, 특히 바람직한 본 발명의 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 1종 이상의 방향제, 예컨대 식물 유래의 천연 방향유 또는 합성 방향제를 더 포함할 수 있다. 비록 물에 전형적으로 불용성이나, 상기 방향제는 본 발명의 구조수에 의해 효과적으로 가용화되어, 임의의 가용화제를 사용하지 않고, 클러스터 복합체의 일부가 될 수 있다.

추가의 측면에서 본 발명은 상기 기술한 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로는, 각각의 수 불용성 광물로부터 소정의 미네랄 이온을 효과적으로 방출하기 위하여, 수 불용성 광물은 먼저 약 1 마이크로미터 내지 약 1 mm, 더 바람직하게는 약 10 마이크로미터 내지 약 0.1 mm의 평균 입자 크기를 갖는 입자로 분해된다. 미네랄 이온의 안정성을 유지하고 조기의 침전을 피하기 위하여, 상이한 성분이 특정 순서로 첨가되어 생성되는 혼합물 중 전하가 각 공정 단계 동안 균형을 이루는 것이 중요하다. 예를 들어, 구조수가 I 수인 경우, 본 발명의 조성물은, 먼저 수 불용성 광물 입자를 I 수와 혼합함으로써 형성되는 것이 바람직하다. 요구에 따라, 가교제 및 캡핑제의 첨가가 이어서 순차적 순서로 수행되어야 한다. 구조수가 S 수인 경우, 본 발명의 조성물은, 먼저 가교제를 S 수에 첨가하고, 이어서 수 불용성 광물 입자를 S 수 및 가교제의 혼합물과 혼합함으로써 형성되는 것이 바람직하다. 요구에 따라, 캡핑제의 첨가가 이어서 수행되어야 한다. 수 불용성 광물의 비-용해된 입자는 약 0.01 마이크로미터 내지 약 1 마이크로미터의 잔류 역치를 갖는 필터에 의해 혼합물로부터 제거될 수 있다. 실시예가 이후 제공되어 본 발명의 특정 조성물을 형성하기 위한 특정 가공 단계를 예시한다.

실시예 I

I 수 및 탈이온수를 모두, 40 ∼ 60 마이크로미터의 입자 크기를 갖는 1 중량%의 공작석 분말과 혼합하였다. 양쪽 혼합물을 150 RPM의 속도에서 72 시간 동안 연속적으로 교반한 후 무균 여과하였다. I 수 및 공작석 분말의 여과된 혼합물 은 I-공작석 수 (I-MALACHITE WATER)로 일컬어졌다. 이는 매우 희미한 청색을 띠는 약 4.85의 pH 값을 갖는 맑은 용액이었다. 탈이온수 및 공작석 분말의 여과된 혼합물은 D-공작석 수 (D-MALACHITE WATER)로 일컬어졌고, 이는 약 6.48의 pH 값을 갖는 맑은 용액이다. 원자 흡수 분광법을 이용하여 양쪽 용액 중 미네랄 이온 (즉, 이 경우 구리 이온)의 농도를 측정하였다. 구체적으로, D-공작석 수는 0.1% ppm 미만의 구리 이온을 함유한 한편, I-공작석 수는 약 125 ppm의 구리 이온을 함유하였다.

I-공작석 수 중 구리 이온의 생물학적 활성을 그 후 D-공작석 수 중 구리 이온의 생물학적 활성과 비교하였다. 구체적으로, 도 1은, 원액으로서 사용되고 자유 산소 라디칼 억제 시험 동안 약 1% (부피 기준) 및 5% (부피 기준)의 더 희석된 농도에서 측정된, I-공작석 수 및 D-공작석 수의 상대적 자유 산소 라디칼 억제 활성을 도시한다. 또한, 도 2는, 원액으로서 사용되고 콜라게나아제 억제 시험 동안 약 0.6% (부피 기준) 및 1.25% (부피 기준)의 더 희석된 농도에서 측정된, I-공작석 수 및 D-공작석 수의 상대적 콜라게나아제 억제 활성을 도시한다. 도 1 및 2에 도시된 생물학적 활성 시험 결과는 I-공작석 수가, D-공작석 수와 비교시, 강화된 자유 산소 라디칼 억제 활성 및 강화된 콜라게나아제 억제 활성을 가진다는 점을 증명한다.

본 발명에 이용된 자유 산소 라디칼 억제 시험에 관하여, 상기 및 하기 기술되는 바와 같이, 옵소닌화된 자이모산의 존재 하에 다형핵 (PMN) 백혈구의 활성화는, 광 에너지 방출 (화학 발광 활성)과 관련된, 자유 산소 라디칼을 생성하는 것 으로 공지되어 있다. 상기 화학 발광 활성은, 일단 루미놀에 의해 증대되면, 활성화된 PMN 백혈구로부터 방출된 자유 산소 라디칼의 양의 지시 인자로서 발광 측정기 (luminometer)에 의해 쉽게 측량가능하다. 따라서 본 발명에 이용된 자유 라디칼 억제 시험을, PMN으로부터의 자이모산 유도의 루미놀 강화된 화학 발광을 측정하여 그에 의해 방출되는 자유 산소 라디칼의 양을 측정하는, EG & G 버톨드 (EG & G Berthold)사 제 마이크로 루마트 플러스 발광 측정기 (Micro Lumat Plus luminometer)를 이용하여 수행하였다. 구체적으로, 발광 측정기는 시험 샘플의 존재 하에 PMN에 의해 방출된 자유 산소 라디칼의 양, 뿐만 아니라 비-억제성 대조군 샘플 (양성 대조군) 중 PMN에 의해 방출된 자유 라디칼의 양을 측정하고, 실험 결과를 자동적으로 처리하여 백분율 (RLO)을 제공하였다. 상기 백분율 (RLO)은 대조군 샘플 중 PMN에 의해 방출된 것과 비교시 시험 샘플 중 PMN에 의해 방출된 자유 산소 라디칼의 양을 나타내었다. 그 후 백분율 (RLO)을 100으로부터 감하여 억제율 (%)을 제공하였고, 이는 PMN에 의한 자유 산소 라디칼 방출에 대한 시험 샘플의 억제 효과를 나타내었다. 억제율 (%)이 더 높을수록, 시험 샘플의 자유 산소 라디칼 억제 효과가 더 크다.

본 발명에 이용된 콜라게나아제 억제 시험에 관하여, 상기 및 하기 기술되는 바와 같이, 콜라게나아제는 콜라겐의 나선 부위에서 3중 천연 콜라겐 섬유를 소화하여 콜라겐 분해를 야기할 수 있음이 공지되어 있다. 따라서 본 발명에 이용된 콜라게나아제 억제 시험을, 콜라게나아제에 의해 효소적으로 분리되어 친지질성 착색 생성물 (4-페닐-아조-벤질-옥시카르보닐-Pro-Leu)을 형성할 수 있는, 인공 콜라 게나아제 기질 (4-페닐-아조-벤질-옥사카르보닐-Pro-Leu-Gly-Pro-D-Arg)을 이용하여 수행하였다. 에틸 아세테이트에 의한 추출 이후, 친지질성 착색 생성물은, 콜라게나아제 활성의 척도로서, 약 320 nm의 파장에서 분광광도계의 이용으로 측량될 수 있다. 임의의 콜라게나아제 없이 인산염 완충 식염수 (PBS) 중 오로지 인공 콜라게나아제 기질 및 염화칼슘만을 함유하는 제 1 조성물을 "대조군 1"로서 제공하였고, 이는 콜라게나아제 활성의 완전한 부재를 나타내기 위한 음성 대조군 샘플로서 작용하였다. 인산염 완충 식염수 (PBS) 중 인공 콜라게나아제 기질, 염화칼슘, 및 콜라게나아제를 함유하는 제 2 조성물을 "대조군 2"로서 제공하였고, 이는 완전한 비억제된 콜라게나아제 활성을 나타내기 위한 양성 대조군 샘플로서 작용하였다. 그 콜라게나아제 억제 활성이 시험될 조성물을 그 후 인산염 완충 식염수 (PBS) 중 인공 콜라게나아제 기질, 염화칼슘, 및 콜라게나아제와 함께 혼합하여 "샘플" 조성물을 형성하였다. 1 ㎖의 시트르산 및 2.5 ㎖의 에틸 아세테이트를 그 후 대조군 1, 대조군 2, 및 샘플 조성물에 순차적으로 첨가하였다. 대조군 1, 대조군 2, 및 샘플 조성물로부터 상부-상 내용물을 수집하고 각각 150 mg의 Na₂SO₄ 용액에 넣으며, 실온에서 약 25 분 동안 정치시키고, 각 조성물의 액체 함량을 석영 큐벳 중 약 320 nm의 파장에서 UV-VIS 분광광도계에 의해 판독하였다. 흡광 단위 (AU)를 각 조성물에 대하여 기록하였고, 이는 이의 광학 밀도 값을 나타내었다. 시험될 조성물의 콜라게나아제 억제 활성을 하기와 같이 백분율 (%)로서 계산하였고, 여기서 백분율이 더 높을수록, 콜라게나아제 억제 활성이 더 높다:

억제율 (%) = 100 - (샘플 (AU) - 대조군 1 (AU))/(대조군 2 (AU) - 대조군 1 (AU)) x 100.

실시예 II

0.4 그램의 상업적으로 구입한 공작석 분말을 98.6 그램의 I 수와 혼합하고 2 시간 동안 연속적으로 교반하였다. 0.5 그램의 1-글루타민산 (가교제)을 그 후 혼합물에 첨가하고, 이를 5 시간 동안 연속적으로 교반하였다. 약 0.22 마이크로미터의 잔류 역치를 갖는 필터를 이용하여 여과함으로써, 비-용해된 공작석 분말을 용액으로부터 제거하였다. 여과 이후 혼합물의 pH 값을 측정하였고, 이는 대략 3.97이었다. 마지막으로, 0.5 그램의 L-아르기닌 (캡핑제)을 혼합물에 첨가하고, 이를 약 5 내지 10 분 동안 연속적으로 교반하였다. L-아르기닌의 첨가 이후 혼합물의 pH 값을 다시 측정하였고, 이는 대략 4.90이었다. 어떠한 보존제도 첨가하지 않았다. 생성되는 용액은 안정된 보라색에 의해 특징지어지며 I-공작석 (LGA-LA) 수로 일컬어졌다.

유사하게, 0.4 중량%의 상업적으로 구입한 공작석 분말을 98.6 중량%의 탈이온수와 혼합하고 2 시간 동안 연속적으로 교반하였다. 혼합물의 pH 값을 측정하였고, 이는 약 6.35였다. 0.5 중량%의 1-글루타민산 (가교제)을 그 후 혼합물에 첨가하고, 이를 5 시간 동안 연속적으로 교반하였다. 혼합물의 pH 값을 다시 측정하였고, 이는 대략 약 4.31이었다. 다음으로, 0.5 중량% L-아르기닌 (캡핑제)을 혼합물에 첨가하고, 이를 약 10 내지 30 분동안 연속적으로 교반하였다. 약 0.22 마이크로미터의 잔류 역치를 갖는 필터를 이용하여 여과함으로써, 비-용해된 공작석 분말을 용액으로부터 제거하였다. 여과 이후 혼합물의 pH 값을 측정하였고, 이는 대략 5.47이었다. 어떠한 보존제도 첨가하지 않았다. 생성되는 용액은 보라색을 띠며 D-공작석 (LGA-LA) 수로 일컬어졌다.

원자 흡수 분광법을 이용하여 양쪽 용액 중 미네랄 이온 (즉, 이 경우 구리 이온)의 농도를 측정하였다. 구체적으로, D-공작석 (LGA-LA) 수는 약 1140 ppm의 구리 이온을 함유한 한편, I-공작석 (LGA-LA) 수는 약 1435 ppm의 구리 이온을 함유하였다.

I-공작석 (LGA-LA) 수 중 구리 이온의 콜라게나아제 억제 활성을 그 후 D-공작석 (LGA-LA) 수 중 구리 이온의 생물학적 활성과 비교하였다. 구체적으로, 도 3은, 원액으로서 사용되고 콜라게나아제 억제 시험 동안 약 0.003% (부피 기준) 및 0.01% (부피 기준)의 더 희석된 농도에서 측정된, I-공작석 (LGA-LA) 수 및 D-공작석 (LGA-LA) 수의 상대적 콜라게나아제 억제 활성을 도시한다. 도 3에 도시된 시험 결과는 I-공작석 (LGA-LA) 수가, D-공작석 (LGA-LA) 수와 비교시 강화된 콜라게나아제 억제 활성을 가짐을 증명한다.

실시예 III

I 수에 48 시간 동안 약 0.5 mm의 입자 크기를 갖는 5 중량%의 능망간석 입자를 주입하였다. 혼합물을 약 150 RPM의 속도에서 연속적으로 교반하였다. 2 시간 이후 0.5 중량%의 시트르산을 주입 공정에 첨가하였다. 46 시간 이후 주입 공정을 중단하고 용액을 무균 여과하였다. 이에 따라 수득된 용액은 황색을 띠었고 I-능망간석 (CA) 수 (I-RHODOCHROSITE (CA) WATER)로 일컬어졌다. 원자 흡수 분광 법을 이용하여 용액 중 미네랄 이온 (즉, 이 경우 망간 이온)의 농도를 측정하였다. 구체적으로, I-능망간석 (CA) 수는 약 692 ppm의 망간 이온을 함유하였다.

I-능망간석 (CA) 수 중 망간 이온의 콜라겐 합성 활성을 그 후, 18 ㎍/㎖의 망간-아스코르빌-포스페이트 (MAP)를 양성 대조군 샘플로서 사용하여 측정하였다. 구체적으로, 도 4는 I-능망간석 (CA) 수 및 18 ㎍/㎖의 MAP 용액의 상대적 콜라겐 합성 활성을 도시하며, 여기서 I-능망간석 (CA) 수를 원액으로서 사용하였고 콜라겐 합성 시험 동안 약 0.01% (부피 기준), 1% (부피 기준), 및 10% (부피 기준)의 더 희석된 농도에서 측정하였다. 도 4에 도시된 시험 결과는 I-능망간석 (CA) 수가, 콜라겐 합성 강화제로서 공지된 MAP와 비슷한, 상당한 콜라겐 합성 활성을 가짐을 증명한다.

상기 기술한 콜라겐 합성 활성 시험을 인간 배아 섬유아세포를 이용하여 시험관내에서 수행하였다. 구체적으로, 배양 배지 중 성장된 인간 배아 섬유아세포에 의해 합성된 콜라겐을 염료, 즉 다이렉트 레드 80 - 플루카 43665 (Direct Red 80 - Fluka 43665)에 의해 염색한 후, 약 540 nm의 파장에서 비색 측정할 수 있었다. 10%의 소 태아 혈청 (FCS) - 시그마 (Sigma) F 2442가 보충된 기초 변형 이글 (Basal Modified Eagle, BME) - 시그마 B 1522 성장 배지만을 함유한 "대조군" 성장 배지를 제공하였다. 그 콜라게나아제 합성 활성이 시험될 각 조성물을 BME 및 10%의 FCS와 혼합하여 "샘플" 성장 배지를 형성하였다. 또한, 18 ㎍/㎖의 MAP를 배양 배지에 첨가하여 "양성 대조군" 성장 배지를 형성하였다. 상기 대조군, 샘플 및 양성 대조군 내에서 각각 성장된 인간 배아 섬유아세포를 수집하고, 상기 기술 한 방법에 따라 각 인간 배아 섬유아세포에 의해 합성된 콜라겐의 양을 측정하였다. 합성된 콜라겐의 양을 나타내는, 각 흡광 단위 (AU)를 그 후 기록하였다. 시험될 조성물의 콜라겐 합성 활성을 하기와 같이 백분율 (%)로서 계산하였고, 여기서 백분율이 더 높을수록, 콜라겐 합성 활성이 더 높다:

콜라겐 합성률 (%) = (샘플 (AU)/대조군 (AU)) x 100 - 100.

실시예 IV

0.2 그램의 살리실산 (가교제)을 99.75 그램의 S 수에 첨가하고 2 시간 동안 연속적으로 교반하였다. 0.05 그램의 상업적으로 구입한 공작석 분말을 그 후 S 수 및 살리실산의 혼합물과 혼합하고, 이를 5 시간 동안 연속적으로 교반하였다. 약 0.22 마이크로미터의 잔류 역치를 갖는 필터를 이용하여 여과함으로써, 비-용해된 공작석 분말을 용액으로부터 제거하였다. 여과 이후 혼합물의 pH 값을 측정하였고, 이는 대략 3.62였다. 생성되는 혼합물을 동량의 추가의 S 수 (캡핑제)와 혼합한 후 약 0.22 마이크로미터의 잔류 역치를 갖는 필터를 이용하여 다시 여과하였다. 두번째 여과 단계 이후 혼합물의 pH를 측정하였고, 이는 대략 5.18이었다. 어떠한 보존제도 첨가하지 않았다. 생성되는 용액은 안정된 녹색에 의해 특징지어지며 S-공작석 (SA) 수 (S-MALACHITE (SA) WATER)로 일컬어졌다.

유사하게, 0.2 중량%의 살리실산 (가교제)을 99.75 중량%의 탈이온수에 첨가하고 2 시간 동안 연속적으로 교반하였다. 혼합물의 pH 값을 측정하였고, 이는 약 2.58이었다. 0.05 중량%의 상업적으로 구입한 공작석 분말을 그 후 탈이온수 및 살리실산의 혼합물과 혼합하고, 이를 5 시간 동안 연속적으로 교반하였다. 혼합물 의 pH 값을 다시 측정하였고, 이는 대략 약 3.26이었다. 혼합물을 그 후 동량의 추가의 탈이온수와 혼합하고 약 5 내지 약 10 분 동안 교반하였다. 이어서, 약 0.22 마이크로미터의 잔류 역치를 갖는 필터를 이용하여 여과함으로써, 비-용해된 공작석 분말을 용액으로부터 제거하였다. 여과 이후 용액의 pH 값을 측정하였고, 이는 대략 3.30이었다. 어떠한 보존제도 첨가하지 않았다. 생성되는 용액은 무색, 투명하며 D-공작석 (SA) 수 (D-MALACHITE (SA) WATER)로 일컬어졌다.

원자 흡수 분광법을 이용하여 양쪽 용액 중 미네랄 이온 (즉, 이 경우 구리 이온)의 농도를 측정하였다. 구체적으로, D-공작석 (SA) 수는 약 120 ppm의 구리 이온을 함유한 한편, S-공작석 (SA) 수는 약 115 ppm의 구리 이온을 함유하였다.

S-공작석 (SA) 수 중 구리 이온의 자유 산소 라디칼 억제 활성을 그 후 D-공작석 (SA) 수 중 구리 이온의 생물학적 활성과 비교하였다. 구체적으로, 도 5는, 원액으로서 사용되고 자유 산소 라디칼 억제 시험 동안 약 0.5% (부피 기준) 및 1% (부피 기준)의 더 희석된 농도에서 측정된, S-공작석 (SA) 수 및 D-공작석 (SA) 수의 상대적 자유 산소 라디칼 억제 활성을 도시한다. 도 5의 시험 결과는 D-공작석 (SA) 수와 비교시, S-공작석 (SA) 수가 강화된 자유 라디칼 억제 활성을 가짐을 증명한다.

실시예 V

0.4 그램의 상업적으로 구입한 공작석 분말을 98.3 그램의 I 수와 혼합하고 2 시간 동안 연속적으로 교반하였다. 0.5 그램의 시트르산 (가교제)을 그 후 혼합물에 첨가하고, 이를 5 시간 동안 연속적으로 교반하였다. 약 0.22 마이크로미터 의 잔류 역치를 갖는 필터를 이용하여 여과함으로써, 비-용해된 공작석 분말을 용액으로부터 제거하였다. 여과 이후 혼합물의 pH 값을 측정하였고, 이는 대략 3.05였다. 마지막으로, 0.6 그램의 L-아르기닌 (캡핑제)을 혼합물에 첨가하고, 이를 약 10 분 동안 연속적으로 교반하였다. L-아르기닌의 첨가 이후 혼합물의 pH 값을 다시 측정하였고, 이는 대략 4.25였다. 어떠한 보존제도 첨가하지 않았다. 생성되는 용액은 안정된 청색에 의해 특징지어졌다.

실시예 VI

약 0.1 mm의 평균 입자 크기를 갖는 1 그램의 분쇄된 능망간석 입자를 98.5 그램의 I 수 및 0.5 그램의 시트르산 (가교제)과 혼합하고, 이를 8 시간 동안 연속적으로 교반하였다. 약 0.22 마이크로미터의 잔류 역치를 갖는 필터를 이용하여 여과함으로써, 비-용해된 능망간석 입자를 용액으로부터 제거하였다. 마지막으로, 0.2 그램의 L-아르기닌 (캡핑제)을 혼합물에 첨가하였다. L-아르기닌의 첨가 이후 혼합물의 pH 값을 측정하였고, 이는 대략 4.24였다. 어떠한 보존제도 첨가하지 않았다. 생성되는 용액은 안정된 황색에 의해 특징지어졌다.

실시예 VII

0.8 그램의 살리실산 (가교제)을 377 그램의 S 수에 첨가하고 1 시간 동안 연속적으로 교반하였다. S 수 및 살리실산 혼합물의 pH를 측정하였고, 이는 대략 2.72였다. 약 0.1 mm의 평균 입자 크기를 갖는 2.0 그램의 분쇄된 능망간석 입자를 S 수 및 살리실산의 혼합물에 첨가하고 약 5 시간 동안 연속적으로 교반하였다. 능망간석 입자의 첨가 이후 혼합물의 pH를 다시 측정하였고, 이는 대략 5.43이었 다. 20 그램의 추가의 S 수 (캡핑제)를 혼합물에 첨가하고 약 5 내지 10 분 동안 연속적으로 교반하였다. 추가의 S 수의 첨가 이후 혼합물의 pH를 측정하였고, 이는 대략 6.38이었다. 약 0.22 마이크로미터의 잔류 역치를 갖는 필터를 이용하여 여과함으로써, 비-용해된 능망간석 입자를 용액으로부터 제거하였다. 여과 이후 혼합물의 pH 값을 다시 측정하였고, 이는 대략 6.31이었다. 어떠한 보존제도 첨가하지 않았다. 생성되는 용액은 안정된 적색에 의해 특징지어졌다.

본 발명은 특정 측면, 특징 및 실시양태에 대하여 본원에서 기술된 한편, 본 발명은 이에 국한되기보다는, 기타 변형, 수정 및 대안적 실시양태까지 확장되며 이를 포함함이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 모든 상기 기타 변형, 수정, 및 대안적 실시양태를 이후 청구되는 본 발명의 범위 및 의미 이내에 있는 것으로서 포함하는 것으로 광범위하게 이해되고 해석될 것으로 의도된다.

Claims

I 수 (I water), S 수 (S water), 및 이의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 구조수를 포함하며, 여기서 상기 구조수는, 1종 이상의 미네랄 이온과 결합되어 클러스터 복합체 (cluster complex)를 형성하게 되는 물 분자의 하나 이상의 하전된 클러스터를 포함하는 조성물.
제1항에 있어서, 1종 이상의 미네랄 이온이 구리, 망간, 셀레늄, 규소, 아연, 철, 알루미늄, 칼슘, 칼륨, 나트륨, 리튬, 마그네슘, 은, 및 이의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 조성물.
제2항에 있어서, 1종 이상의 미네랄 이온이 구리, 망간, 셀레늄, 규소, 아연, 및 철로 이루어진 군 중에서 선택되는 양하전된 미네랄 이온인 조성물.
제1항에 있어서, 1종 이상의 미네랄 이온이 공작석, 남동석, 규공작석, 능망간석, 장미휘석, 전기석, 루비, 방해석, 적철석, 및 이의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 수 불용성 광물에 의해 방출되는 조성물.
제1항에 있어서, 무색인 조성물.
제1항에 있어서, 클러스터 복합체가 물 분자의 하나 이상의 하전된 클러스터에 결합된 가교제를 더 포함하는 조성물.
제6항에 있어서, 가교제가 시트르산, 살리실산, 글루타민산, 및 아스파르트산으로 이루어진 군 중에서 선택되는 유기산을 포함하는 조성물.
제6항에 있어서, 클러스터 복합체가 물 분자의 하나 이상의 하전된 클러스터에 결합된 캡핑제 (capping agent)를 더 포함하는 조성물.
제8항에 있어서, 구조수가 I 수이고, 캡핑제가 아르기닌, 리신, 히스티딘, 및 추가의 I 수로 이루어진 군 중에서 선택되는 조성물.
제8항에 있어서, 구조수가 S 수이고, 캡핑제가 추가의 S 수를 포함하는 조성물.
제8항에 있어서, 보라색, 청색, 녹색, 황색, 및 적색으로 이루어진 군 중에서 선택되는 안정된 색에 의해 특징지어지는 조성물.
제8항에 있어서, 구조수가 물 분자의 음하전된 클러스터를 포함하는 I 수이고, 물 분자의 상기 음하전된 클러스터 중 1종 이상이 구리 이온, 시트르산, 및 L- 아르기닌과 결합되어 클러스터 복합체를 형성하며, 상기 조성물이 안정된 청색에 의해 특징지어지는 조성물.
제8항에 있어서, 구조수가 물 분자의 음하전된 클러스터를 포함하는 I 수이고, 물 분자의 상기 음하전된 클러스터 중 1종 이상이 구리 이온, 글루타민산, 및 L-아르기닌과 결합되어 클러스터 복합체를 형성하며, 상기 조성물이 안정된 보라색에 의해 특징지어지는 조성물.
제8항에 있어서, 구조수가 물 분자의 양하전된 클러스터를 포함하는 S 수이고, 물 분자의 상기 양하전된 클러스터 중 1종 이상이 살리실산, 구리 이온, 및 추가의 S 수와 결합되어 클러스터 복합체를 형성하며, 상기 조성물이 안정된 녹색에 의해 특징지어지는 조성물.
제8항에 있어서, 구조수가 물 분자의 음하전된 클러스터를 포함하는 I 수이고, 물 분자의 상기 음하전된 클러스터 중 1종 이상이 망간 이온, 시트르산, 및 L-아르기닌과 결합되어 클러스터 복합체를 형성하며, 상기 조성물이 안정된 황색에 의해 특징지어지는 조성물.
제8항에 있어서, 구조수가 물 분자의 양하전된 클러스터를 포함하는 S 수이고, 물 분자의 상기 양하전된 클러스터 중 1종 이상이 살리실산, 망간 이온, 및 추 가의 S 수와 결합되어 클러스터 복합체를 형성하며, 상기 조성물이 안정된 적색에 의해 특징지어지는 조성물.
제1항에 있어서, 가용화되어 클러스터 복합체에 도입되는 1종 이상의 방향제를 더 포함하고, 본질적으로 가용화제가 없는 조성물.
수 불용성 광물의 입자를 I 수와 혼합하는 것을 포함하며, 여기서 수 불용성 광물의 적어도 일부는 가용화되어, I 수 중 물 분자의 하나 이상의 음하전된 클러스터와 결합되어 클러스터 복합체를 형성하게 되는 1종 이상의 양하전된 미네랄 이온을 방출하는, 조성물의 형성 방법.
제18항에 있어서, 수 불용성 광물 입자가 약 1 마이크로미터 내지 약 1 mm 범위의 평균 입자 크기를 갖는 방법.
제18항에 있어서, 1종 이상의 양하전된 미네랄 이온과 결합되어 클러스터 복합체의 일부를 형성하는 1종 이상의 가교제를 혼합물에 첨가하는 것을 더 포함하며, 여기서 상기 1종 이상의 가교제는 시트르산, 살리실산, 글루타민산, 및 아스파르트산으로 이루어진 군 중에서 선택되는 유기산을 포함하는 방법.
제19항에 있어서, 1종 이상의 가교제와 결합되어 클러스터 복합체의 일부를 형성하는 1종 이상의 캡핑제를 혼합물에 첨가하는 것을 더 포함하며, 여기서 1종 이상의 캡핑제는 아르기닌, 리신, 히스티딘, 및 추가의 I 수로 이루어진 군 중에서 선택되는 방법.
제21항에 있어서, 수 불용성 광물의 비-용해된 입자가 1종 이상의 가교제의 첨가 이후이지만, 1종 이상의 캡핑제의 첨가 이전에 여과에 의해 혼합물로부터 제거되는 방법.
S 수 중 물 분자의 하나 이상의 양하전된 클러스터와 결합되는, 시트르산, 살리실산, 글루타민산, 및 아스파르트산으로 이루어진 군 중에서 선택되는 유기산을 포함하는 1종 이상의 가교제를 S 수에 첨가하는 단계; 및

수 불용성 광물의 입자를 S 수 및 가교제의 혼합물과 혼합하는 단계 (여기서, 수 불용성 광물의 적어도 일부는 가용화되어, 1종 이상의 가교제와 결합되어 클러스터 복합체를 형성하게 되는 1종 이상의 양하전된 미네랄 이온을 방출함)

를 포함하는, 조성물의 형성 방법.
제23항에 있어서, 수 불용성 광물 입자가 약 1 마이크로미터 내지 약 1 mm 범위의 평균 입자 크기를 갖는 방법.
제23항에 있어서, 양하전된 미네랄 이온과 결합되어 클러스터 복합체의 일부 를 형성하는 추가의 S 수를 캡핑제로서 혼합물에 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
제25항에 있어서, 수 불용성 광물의 비-용해된 입자가 수 불용성 광물의 입자를 S 수 및 가교제의 혼합물과 혼합한 이후이지만, 추가의 S 수를 첨가하기 이전에 약 0.01 마이크로미터 내지 약 1 마이크로미터 범위의 잔류 역치 (retention threshold)를 갖는 여과에 의해 혼합물로부터 제거되는 방법.