KR20220069227A - 항바이러스 처리 방법, 항바이러스 필터, 및 이를 구비한 마스크 - Google Patents

Abstract

본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 필터는, 다공성 소재로 이루어진 기재(基材) 및 상기 기재에 흡착된 천연 조성물을 포함하고, 상기 천연 조성물은 후코이단을 포함하는 것인, 필터를 제공한다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

항바이러스 처리 방법, 항바이러스 필터, 및 이를 구비한 마스크{METHOD FOR TREATING ANTI-VIRUS, ANTI-VIRUS FILTER, AND MASK COMPRISING ANTI-VIRUS FILTER}

본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 바이러스의 인체 침투를 억제하는 조성물을 대상 물체에 처리하는 방법, 상기 천연 조성물이 흡착된 필터 및 이를 구비한 마스크에 관한 것이다.

2003년에 중국을 중심으로 광범위하게 확산된 중증 급성 호흠기 증후군(severe acute respiratory syndrome, SARS), 2012년 내지 2015년에 창궐한 중동 호흡기 증후군(Middle East respiratory syndrome, MERS) 및 2009년 신종 인플루엔자 A(novel swine-origin influenza A)(H1N1)의 전세계적 확산 등, 호흡기를 통해 침투하는 바이러스에 의한 인명피해는 현대에 들어서도 전세계적으로 확산 일로에 있다.

전세계 보건 및 의료 관계 인력들은 상기 다양한 바이러스에 감염된 환자를 치료하는 의약품을 개발하고 있으나, 임상 단계에서 효과가 입증된 의약품은 드물다. 또한, 드물게 시판된 의약품이라 하더라도 효과를 장담하지 못하는 것은 물론, 우울증과 같은 예기치 못한 부작용을 낳거나, 인체 내성을 유발하기도 한다.

따라서, 전세계 보건 당국에서는 팬데믹(pandemic)을 우려하여 각국의 국민들로 하여금 마스크를 착용하게 하거나, 많은 사람들이 모이는 공공 장소에 접근하거나, 공중이 만질 수 있는 물건(예: 버스 또는 지하철의 손잡이)에 접촉하는 것을 삼가도록 유도하고 있다. 그러나, 위와 같은 바이러스는 그 크기가 나노 스케일인 바, 통상적인 마스크로는 인체 침투를 효과적으로 차단할 수 없으며, 각종 공조장치에 장착되는 필터 역시 마찬가지인 실정이다. 또한, 공중이 만질 수 있는 물건을 전혀 접촉하지 않는 것 역시 현실적인 대안이 될 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로서, 바이러스에 직접 작용할 수 있는 천연 조성물(conjugate)를 마련하고, 상기 천연 조성물이 함유된 조성물을 흡착시킨 필터 및 이를 포함하는 마스크, 상기 조성물을 대상물체(object)에 처리하는 방법 등을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 필터는, 다공성 소재로 이루어진 기재(基材) 및 상기 기재에 흡착된 천연 조성물을 포함하고, 상기 천연 조성물은 해조류에서 분리된 후코이단을 포함하는 것인, 필터를 제공한다.

또한, 본 발명은 통기성 있는 내측 부재, 필터, 및 통기성 있는 외측 부재가 순차로 중첩되어 구성되는 본체 및 인체 또는 동물의 호흡기를 통해 흡기되는 공기가 상기 본체를 통과할 수 있도록, 상기 본체를 상기 호흡기에 밀착시키기 위한 고정 부재;를 포함하고, 상기 필터는, 다공성 소재로 이루어진 기재(基材), 및 상기 기재에 흡착되는 천연 조성물을 포함하고, 상기 천연 조성물은 후코이단을 포함하는 것인, 마스크를 제공한다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 필터 및 이를 포함하는 마스크는, 바이러스와 직접 결합할 수 있는 천연 조성물을 포함하므로, 상기 바이러스는 인체 또는 동물에 도달하기 전에 필터에서 걸러질 수 있다. 또한, 가령 상기 바이러스가 필터를 통과하여 인체 또는 동물에 도달하더라도 상기 천연 조성물과의 결합으로 인하여 인체 또는 동물의 체세포 내부로 침투하지 못할 수 있다. 또한, 공중이 이용할 수 있는 물체 뿐만 아니라 각종 개인 소지품에 상기 바이러스의 감염을 근원적으로 차단할 수 있는 천연 조성물을 부착하도록 처리할 수 있다. 이를 통해 바이러스로 인한 호흡기 질환의 전염을 근본적으로 예방할 수 있어, 바이러스로 인한 팬데믹을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 필터를 나타낸다.
도 2는 일 실시예에 따른 필터의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 마스크를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 필터 카트리지를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 필터 카트리지의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 본 발명은 특정 실시 예에 대해 한정되지 아니며, 본 발명의 실시 예들의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지는 않는다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

일반적으로, 인플루엔자 바이러스(influenza virus)는 오르소믹소 계통(family orthomyxoviridae)에 속하는 RNA 바이러스로서 혈청형은 A형, B형, C형으로 구분된다. 그 중 B형과 C형은 사람에서만 감염이 확인되고 있으며, A형은 사람, 말, 돼지, 기타 포유류 그리고 다양한 종류의 가금과 야생조류에서 감염이 확인되고 있다. A형 인플루엔자 바이러스의 혈청형은 바이러스 표면에 부착된 단백질인 헤마글루티닌(hemagglutinin, HA)와 뉴라미니다제(neuraminidase, NA)의 종류에 따라 구분되는데, 지금까지 144종류(HA 단백질 16종(H1-H16)과 NA 단백질 9종(N1-N9) 포함)가 알려져 있다. HA 단백질은 바이러스가 체세포에 부착하는데 관여하며, NA 단백질은 해당 바이러스가 인체 또는 동물의 세포 내로 침투하는데 관여한다.

최근 "신종 플루" 또는 "신종 플루 바이러스"로도 참조되는 신종 인플루엔자 A(H1N1) 바이러스 (이하, "H1N1 바이러스"로 참조) 는, 사람, 돼지, 조류 인플루엔자바이러스의 유전물질이 혼합되어 있는 새로운 형태의 바이러스로서 2009년 4월 처음 발견되었다. H1N1 바이러스는, 비말(飛沫) 감염, 즉, 감염된 사람의 기침이나 재채기 등을 통하여 주로 사람 대 사람으로 전파되되, 감염자와 인근 범위(반경 약 2m이내)에서 전파되는 것으로 알려져 있다.

인체에 상기 H1N1 바이러스가 감염되면 약 1~7일 간의 잠복기를 거쳐 이른바, "신종 플루 감염 증상"이 발병하게 된다. 이때, "신종 플루 감염 증상"은 발열, 오한, 두통, 기침, 인후통, 콧물, 호흡곤란 등의 상기도 증상, 근육통, 관절통, 피로감, 구토, 설사 등의 증상을 나타낸다. 통상 증상이 발생하기 하루 전부터 발생 후 7일까지 전염력이 있는 것으로 보고되었으며, 어린이의 경우는 10일 이상으로 길어질 수도 있다.

이하, 본 발명이 적용될 수 있는 "바이러스"의 대표적인 예시로서 상기 "H1N1 바이러스"를 중심으로 설명하기로 한다. 다만, "H1N1 바이러스"는 설명의 편의를 위한 예시에 불과한 것으로, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자는, 본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들이 다른 유형(B형, C형)의 인플루엔자 바이러스, 코로나바이러스(Coronavirus), 사스-코로나 바이러스(SARS coronavirus, SARS-CoV)와 같은 다양한 호흡기 질환 바이러스에도 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 필터를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 필터(1)는, 다공성 소재로 이루어진 기재(基材)(100), 및 상기 기재에 흡착된 천연 조성물(200)을 포함할 수 있다.

기재(100)는, 부직포 또는 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터와 같이 다공성 소재로 이루어 질 수 있다. 기재(100)로서 전술한 예 이외에도 다양한 소재가 이용될 수 있으며, 부직포 또는 HEPA 필터에 제한되지 않는다.

조성물(200)은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 후코이단(210)을 포함할 수 있다. 일부 실시 예에 따르면, 상기 조성물(200)은, 상기 조성물(200)이 상기 기재(100)에 적절히 점착할 수 있도록, 지정된 점착제(예: 알긴산나트륨)(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 후코이단(210)과 바이러스(10)와의 결합 효과를 상승시키기 위하여 상기 조성물(200)은 오셀타미비르 카르복실레이트(oseltamivir carboxylate, OC)(미도시)를 더 포함할 수도 있다.

후코이단(210)은 해조류로부터 분리된 후코이단을 포함하는 것일 수 있다.

여기서 상기 해조류는 감태, 쇠미역사촌, 대황 및 미역으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.

도 1의 설명을 통해 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 천연 조성물 및 천연 조성물 함유 조성물 등을 개괄적으로 설명하였다.

도 2는 일 실시예에 따른 필터의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 필터는 단계 S001 내지 S009를 통해 제조될 수 있다. 도 2에서는 도 1에서 사용된 참조번호를 사용하기로 하며, 도 1의 설명을 비롯하여 본 명세서의 다른 기재로부터 자명한 사항은 일부 생략될 수 있다. 또한, 이하 설명되는 용액의 농도, 용질의 중량 등은 모두 예시로서 이하 기재되는 예시에 제한되지 않는다.

단계 S001에서 본 발명에 따른 상기의 푸코이단을 제공할 수 있다.

단계 S003에서 단계 S001에서 얻은 푸코이단을 용매에 용해하여 조성물 용액을 제공할 수 있다. 예를 들면, 단계 S001에서 얻은 푸코이단을 물과 같은 용매에 용해하여 조성물 용액을 얻을 수 있다.

보다 구체적인 예시로서, 푸코이단 100g을 30℃ 물 1L에 용해할 수 있다. 이때 사용되는 푸코이단과 물의 비율 및 물의 온도는 상기 예에 제한되지 않는다.

단계 S005에서 조성물 용액에 점착제를 용해할 수 있다. 상기 점착제는 상기 조성물이 기재에 적절히 점착할 수 있도록 제공되는 물질로서, 다양한 실시 예에 따르면 "코팅제"로도 참조될 수 있다. 상기 점착제는 예컨대 알긴산 나트륨염일 수 있으며, 조성물이 기재에 적절히 점착할 수 있는 한 다양한 물질이 사용될 수도 있다.

보다 구체적인 예시로서, 전술한 푸코이단 수용액 1L에 알긴산 나트륨염 200g을 혼합하여 용해할 수 있다.

단계 S007에서 다공성 소재로 이루어진 기재에 조성물 용액을 소정의 시간(예: 약 10분)동안 용액을 침지시킬 수 있다. 이를 통해 푸코이단은 점착제에 의해 상기 기재에 흡수, 점착, 내지는 코팅될 수 있다.

보다 구체적인 예시로서, 부직포 또는 HEPA 필터와 같은 기재에 전술한 알긴산 나트륨염이 용해된 푸코이단을 약 10분간 침지시킬 수 있다. 이를 통해 푸코이단은 알긴산 나트륨염에 의해 상기 부직포 또는 HEPA 필터와 같은 기재에 점착 내지는 코팅될 수 있다.

단계 S009에서 조성물 용액이 침지된 기재를 소정의 온도에서 건조할 수 있다. 예컨대, 조성물 용액이 침지된 기재를 50℃ 이하의 온도에서 건조시켜 용매를 제거할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 푸코이단을 함유한 조성물이 흡착된 기재, 즉, 필터를 얻을 수 있다.

보다 구체적인 예시로서, 전술한 푸코이단 수용액(알긴산 나트륨염이 용해됨)이 침지된 기재를 50℃ 이하의 온도에서 건조시켜 물을 제거할 수 있다. 이를 통해 푸코이단을 함유한 조성물이 흡착된 기재, 즉, 필터를 얻을 수 있다.

단계 S005에서 조성물(200) 용액에 점착제를 용해할 수 있다. 상기 점착제는 상기 조성물(200)이 기재(100)에 적절히 점착할 수 있도록 제공되는 물질로서, 다양한 실시 예에 따르면 "코팅제"로도 참조될 수 있다. 상기 점착제는 예컨대 알긴산 나트륨염일 수 있으며, 조성물(200)이 기재(100)에 적절히 점착할 수 있는 한 다양한 물질이 사용될 수도 있다.

단계 S007에서 다공성 소재로 이루어진 기재(100)에 조성물(200) 용액을 소정의 시간(예: 약 10분)동안 용액을 침지시킬 수 있다. 이를 통해 천연 조성물(210)는 점착제에 의해 상기 기재(100)에 흡수, 점착, 내지는 코팅될 수 있다.

단계 S009에서 조성물(200) 용액이 침지된 기재(100)를 소정의 온도에서 건조할 수 있다. 예컨대, 조성물(200) 용액이 침지된 기재(100)를 50℃ 이하의 온도에서 건조시켜 용매를 제거할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 후코이단(210)을 함유한 조성물(200)이 흡착된 기재(100), 즉, 필터(1)를 얻을 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 마스크를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 마스크(3)가 도시되어 있다. 다만 이는 예시로서, 예컨대, 인노즈 마스크(In-nose mask), 방독면, 의료용 마스크, 동물용(반려동물용) 마스크, 방역 마스크 등 다양한 유형의 마스크로도 구현될 수 있음은 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 도 3의 설명에 있어서 기 설명된 사항의 설명은 일부 생략될 수 있다.

일 실시예에 따른 마스크(3)은 본체(30) 및 고정 부재(39)를 포함할 수 있다. 본체(30)는 인체 또는 동물의 호흡기에 인접하는 내측 부재(31), 필터(33), 외기(外氣)에 직접 접하는 외측 부재(32)를 포함할 수 있다. 상기 내측 부재(31), 필터(33), 및 외측 부재(32)는 순차로 중첩되어 본체(30)를 구성할 수 있다.

내측 부재(31) 및 외측 부재(32)는 천연섬유(예: 면) 또는 화학섬유(예: 폴리에스테르)로 구성된, 통기성 있는 소재로 이루어질 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 내측 부재(31) 및 외측 부재(32)에는 범용 항균 처리를 가할 수도 있다.

고정 부재(39)는 인체 또는 동물의 호흡기를 통해 흡기되는 공기가 본체(30)를 통과할 수 있도록, 상기 본체 본체(30)를 상기 호흡기에 밀착시킬 수 있다. 상기 고정 부재는(39)는 도 3에 도시된 바와 같이 양 귀에 걸 수 있는 형태로 구성되거나, 또는 후두부에서 결속될 수 있는 부재를 더 포함할 수도 있다. 고정 부재(39)는 이에 제한되지 않으며, 인노즈 마스크(In-nose mask), 방독면, 의료용 마스크, 동물용 마스크, 방역 마스크에 적합하게 다양한 형태로 구현될 수도 있다.

필터(33)는, 다공성 소재로 이루어진 기재, 및 상기 기재에 흡착되는 천연 조성물 함유 조성물을 구비할 수 있다. 상기 천연 조성물은, 코어와, 상기 코어의 표면에 결합된 반응기(예: 시알산, 시알릴락토스 또는 이들의 유도체 중 적어도 어느 하나와 단당류 또는 다당류 중 어느 하나와 결합한 천연 조성물)를 포함할 수 있다. 상기 필터(33)는 도 1에 도시된 필터(1)와 동일 또는 유사한 구성을 포함할 수 있다. 다만, 상기 필터(33)의 형상은 상기 마스크(3)의 본체(30)에 적합한 형태로 디자인될 수 있다.

한편, 도 3의 마스크(3)의 본체(30)에 있어서, 내측 부재(31), 필터(33), 및 외측 부재(33)는 순차로 중첩되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 상기 본체는 오로지 필터(33)로만 제조되거나, 필터(33) 그 자체가 내측 부재(31) 또는 외측 부재(33)일 수도 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 마스크의 제조 방법은 단계 S001 내지 S009 및 S041을 포함할 수 있다. 단계 S001 내지 단계 S009는 도 2에 도시된 단계 S001 내지 단계 S009와 실질적을 동일하다. 도 4에서는 도 3에서 사용된 참조번호를 사용하기로 하며, 도 2 및 도 4의 설명을 비롯하여 본 명세서의 다른 기재로부터 자명한 사항은 일부 생략될 수 있다.

S041에서는, S009에서 얻은 필터를 가공 및 이용하여 마스크(3)를 제조할 수 있다. 예를 들면, S009에서 얻은 필터를 마스크(3)의 본체(30)에 대응하는 크기로 자를 수 있다. 마스크(3)의 본체(30)에 대응하는 크기로 절단된 필터(33)는 내측 부재(31)와 외측 부재(32) 사이에 삽입될 수 있다. 이후 내측 부재(31), 필터(33), 및 외측 부재(32)는 순차 중첩되어 본체(30)를 이룰 수 있다. 예컨대, 상기 본체(30)의 가장자리는 재봉되거나 접착제 등으로 접착될 수 있다. 이후, 본체(30)를 인체 또는 동물의 상기 호흡기에 밀착시키는 고정 부재(39)가 상기 본체(30)에 부착될 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 필터 카트리지를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 필터 카트리지(5)가 도시되어 있다. 상기 필터 카트리지(5)는 예컨대, 실내/실외용 공기청정기, 건물용 공조장치, 차량용 공조장치, 및 축사용 공조장치 등 다양한 유형의 공조 장치에 적합하도록 설계될 수 있다. 또한, 필터 카트리지(5)는 공조장치 용도에 제한되지 않는다. 예컨대, 정수기와 같은 정수 장치 및 정수 시설에도 응용될 수 있다. 한편, 도 5의 설명에 있어서 기 설명된 사항의 설명은 일부 생략될 수 있다.

일 실시예에 따른 필터 카트리지(5)는 카트리지 프레임(51) 및 필터(53)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면 필터 카트리지(5)는 장치될 공조장치/정수장치에 적합한 추가적인 필터를 더 포함할 수 도 있다. 예컨대, 공조장치용 필터 카트리지는 비교적 크기가 큰 입자(예: 먼지)를 차단하기 위한 필터 내지는 금속망/플라스틱망을 더 포함할 수도 있다.

카트리지 프레임(51)은 필터(53)를 물리적으로 지지할 수 있다. 카트리지 프레임(51)의 형상은 상기 필터(5)가 장착될 수 있는 공조장치/정수장치에 적합하도록 매우 다양한 형태로 설계될 수 있다. 상기 카트리지 프레임(51)은 금속, 플라스틱, 고무 등 그 소재에 실질적인 제한이 없다.

필터(53)는, 다공성 소재로 이루어진 기재(바람직하게는 HEPA 필터), 및 상기 기재에 흡착되는 천연 조성물 함유 조성물을 포함할 수 있다. 상기 천연 조성물은, 해조류로부터 분리된 후코이단을 포함할 수 있다. 상기 필터(53)는 도 1에 도시된 필터(1)와 동일 또는 유사한 구성을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 필터(53)의 형상은 상기 카트리지 프레임(51)에 대응하는 형상으로 디자인될 수 있다. 또한, 상기 필터(53)는 공기와의 접촉 면적을 증가시키기 위하여 구불구불 절곡될 수도 있다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 해조류로 부터 푸코이단(fucoidan)의 추출 및 분리

신선한 미역 (Undaria pinnatifida),감태 (Ecklonia cava), 쇠미역사촌 (Costaria costata) 및 대황(Eisenia bicyclis)을 증류수로 수회 세척하여 염분을 제거하였다. 각각을 동결건조한 후 잘게 갈아 분말화하고 95% 에탄올로 실온에서 24시간 동안 2회, 60℃에서 5시간 동안 1회 추출하였으며 다시, 아세톤으로 실온에서 2회 추출하였다. 추출 후 남은 잔사를 건조시키고 20배량 의 0.1N HCl을 사용하여 2회 초음파 추출하였다. 여과 후 추출액은 0.1N NaOH로 중화하고 1/10의 부피로 농축하였으며, 여기에 4배량의 95% 에탄올을 가한 후 석출된 침전을 취하고 이를 다시 증류수에 녹인 후 1N HCl을 사용하여 pH 2로 조절하였으며, 이 용액에 염화칼슘(CaCl2)을 2 w/v %가 되게 가하고 생성된 침전은 3000 rpm에서 원심분리하여 제거하였다. 얻어진 용액에 3배량의 95% 에탄올을 가하고 4℃에서 방치하여 침전을 생성시켰으며 이를 3000 rpm에서 원심분리하여 침전물을 얻었다. 얻어진 침전물을 증류수에 녹이고, 6~8 kDa cutoff의 membrane으로 dialysis를 실시하고 동결 건조하여 푸코이단을 얻었다. 이를 이온 교환 컬럼 크로마토그래피 및 gel-filtration에 적용하여 정제된 푸코이단을 얻었다.

실시예 2. 분리된 푸코이단(fucoidan)의 분석

상기에서 분리, 정제된 푸코이단의 특성을 규명하기 위하여 다음의 분석을 실시하였다.

2-1. 황산기(sulfate group)의 정량

Fucoidan의 sulphate(SO₄ ^2-)함량은 Dodgson과 Price(1962)으로부터 개발된 측정 방법을 이용하였으며, 이 방법은 microtitre plate 용량으로 적용가능한 검색법으로 변형하여 적용하였다. 필요한 시약은 conditioning reagent, 황산칼륨, 3% (w/v) 염화바륨 이수화물(BaCl2·H2O) 용액을 포함한다. Conditioning reagent는 glycerol 50mL, HCl 32% (v/v) (Merck) 30mL, 2-propanol (Merck) 100mL와 5M sodium chloride (Merck) 25mL에 증류수를 가하여 1L로 제조하였다. 푸코이단 stock 용액은 1mg/mL의 농도로 증류수에 녹여 사용하였다. 황산칼륨 표준액과 푸코이단 샘플의 일련의 순차적 희석 용액을 96-well flat bottom microtitre plate에 가하였다. 각각의 시료는 3 쌍으로 나누어 실험하였으며 최종 부피는 250uL로 하였고 표준용액과 샘플들의 구성은 다음과 같다: conditioning reagent 12.5uL와 3% (w/v) 염화바륨 stock 용액 25uL를 포함한 황산칼륨 표준용액 (0-500ug/mL); 푸코이단 stock (1mg/mL) 125uL와 conditioning reagent 12.5uL, 증류수 87.5uL와 3% (w/v) 염화바륨 25uL. Microtitre plate를 1분 동안 실온에서 교반시켜 침전물을 생성하고, 결과로 생기는 현탁액을 나노 분광광도계(BMG LAB-TECH)를 이용해 420nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 물을 사용한 blank는 같은 방법으로 준비하고 처리한 후 기본 데이터에서 보정하였다.

2-2 Uronic acid의 정량

푸코이단에 함유된 uronic acid의 양은 Dische(1947)가 개발하고 Cesaretti(2003)에 의해 최적화된 방법으로 측정하였으며, 이 방법은 microcentrifuge 튜브의 샘플을 끓인 후 microtitre plates에 옮기는 방법으로 변형하여 사용하였다. 시약으로는 진한 황산에 녹인 25mM 농도의 sodium tetraborate(Na2B4O7) 시약과 에탄올에 녹인 0.125% (w/v) carbazole(C12H9N) 시약을 사용하였다. D-Glucuronic acid 표준 용액은 2mL 열안정성 microcentrifuge 튜브에서 1 mg/mL stock 용액을 25~150uL/mL의 농도로 최종 부피가 50uL가 되도록 제조하였다. 2mL 열민감성 microcentrifuge 튜브에 1mg/mL 푸코이단 샘플을 10배 희석하여 최종 부피가 50uL이 되도록 준비하였다. 여기에 25mM Na2B4O7을 200uL 첨가하고 100℃에서 10분간 끓인 후 얼음에서 10분간 식혔다. 다시 C12H9N 50uL를 첨가하고 100℃에서 10분간 끓인 후 얼음에서 식히고 표준물질, 샘플, blank 표본을 96-well flat bottom microtitre plate에 250uL씩 옮겼으며 550nm 파장에서 분광광도계(POLARstar Omega, BMG Labtech)로 흡광도를 측정하였다. Blanks는 푸코이단 시료 대신 증류수를 사용하였으며 실험 시료의 흡광도 측정 전 분광광도계의 보정에 이용하였다.

2-3. HPLC를 이용한 단당류의 분석

상기 실시예 1에서 얻어진 푸코이단을 5M trifluoroacetic acid 용액에 녹이고 100℃에서 2시간 동안 가수분해하였다. 푸코이단 구성 당을 분석하기 위해서 푸코이단 가수분해물을 희석한 후 Luna 5μm NH2 컬럼과 굴절률검출기(RI detector)를 이용한 HPLC 분석법을 적용하였다. 사용한 HPLC 분석조건은 다음과 같다.

푸코이단 함유 단당류의 HPLC 분석조건

HPLC 분석조건
기기	Knauer smartline manager 5000, pump 1000 (x2), RI Detector 2300
컬럼	phenomenex® Luna NH2 analytic column (150 mm x 4.6 mm, 5 μm)
이동상	Acetonitrile/water (80:20)
속도	1.0 ml/min
온도	40℃
검출기	refractive index (RI)
분석시간	30 min
주입 시료양	10 μl

2-5. 분리된 푸코이단의 특성

상기 실시예 1에서 얻어진 푸코이단에서 황산기의 함량, uronic acid 함량, 구성 당의 종류 및 구성비는 아래 표와 같다.

푸코이단의 황산기 함량, uronic acid 함량, 구성 당의 종류 및 구성비

기원식물	황산기	uronic acid	단당류
			fucose	galactose	xylose	glucose	mannose
미역	25.3	1.7	52.0	40.2	3.5	1.1	2.2
감태	28.9	1.9	58.0	34.4	2.9	2.5	2.2
쇠미역사촌	23.1	1.0	63.5	20.2	2.9	1.2	12.2
대황	22.6	0.8	84.3	10.2	1.3	1.0	3.2

실시예 2. 분리된 푸코이단의 신종 코로나바이러스 (SARS-CoV-2) 에 대한 항바이러스 활성 측정

배양된 VeroE6 cell을 DMEM-10 media에서 1x105cells/㎖로 조정하고 12well plate에 well 당 1㎖씩 첨가한 후 37℃ CO2 incubator에서 24~26시간 동안 배양하였다. 배양된 VeroE6 cell에 신종 코로나바이러스와 다양한 농도의 푸코이단 을 가하고 CO2 incubator에서 37 ℃에서 2일 동안 배양하였다(media는 1.5%의 agarose 함유). 배양후, 4% Paraformaldehyde를 각 well에 첨가하고, 상온에서 24시간 세포를 고정시켰다. Overlay solution을 제거 후 Crystal violet solution을 각 well에 첨가하고 30분 정도 염색한 후, 염색액을 제거하고 수돗물로 well을 가볍게 린스하고 상온에서 건조하였다. 생성된Plaque을 계수하여 항바이러스 역가를 계산하였으며 plaque 개수를 50% 억제하는 농도를 IC50로 하였다. 푸코이단의 VeroE6 cell에 대한 세포독성은 일반적인 세포독성 측정법을 적용하였으며 이는 CC50으로 나타내었다. Selectivity index (SI)는 50% 세포독성 농도와 50% 바이러스 억제 농도의 비율로 CC50 / IC50 에 해당하는 값이다.

실시예 3. 푸코이단의 신종 코로나바이러스(SARS-CoV-2)에 대한 항 바이러스 활성

미역 (Undaria pinnatifida),감태 (Ecklonia cava), 쇠미역사촌 (Costaria costata) 및 대황(Eisenia bicyclis)에서 분리된 푸코이단은 시험한 농도인 500 μg/mL 까지의 농도에서 세포독성을 보이지 않았으며, 신종 코로나바이러스(SARS-CoV-2)에 대한 항바이러스 효능은 표 3에서 와 같이 비교적 낮은 농도에서 항바이러스 역가를 나타내었다.

해조류에서 분리된 푸코이단의 신종 코로나바이러스에 대한 항바이러스 활성

기원식물	CC50 (μg/mL)	IC50 (μg/mL)	SI
미역(Undaria pinnatifida)	>500	10.5	>47.6
감태(Ecklonia cava)	>500	7.6	>65.8
쇠미역사촌 (Costaria costata)	>500	9.3	>53.8
대황(Eisenia bicyclis)	>500	10.5	>47.6

Claims (10)

1. 다공성 소재로 이루어진 기재(基材); 및
   상기 기재에 흡착된 천연 조성물;를 포함하고,
   상기 천연 조성물은 후코이단을 포함하는 것인, 필터.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기재는, 부직포 또는 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터를 포함하는, 필터.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 천연 조성물은 상기 기재와 점착하기 위한 점착제를 더 포함하는, 필터.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 점착제는 알긴산나트륨을 포함하는, 필터.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 필터는, 공기청정기, 건물용 공조장치, 차량용 공조장치, 및 축사용 공조장치 중 어느 하나에 포함되는, 필터.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 후코이단은 해조류로부터 분리된 것이며,
   상기 해조류는 감태, 쇠미역사촌, 대황 및 미역으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인, 필터.
   
7. 통기성 있는 내측 부재, 필터, 및 통기성 있는 외측 부재가 순차로 중첩되어 구성되는 본체; 및
   인체 또는 동물의 호흡기를 통해 흡기되는 공기가 상기 본체를 통과할 수 있도록, 상기 본체를 상기 호흡기에 밀착시키기 위한 고정 부재;를 포함하고,
   상기 필터는, 다공성 소재로 이루어진 기재(基材), 및 상기 기재에 흡착되는 천연 조성물을 포함하고,
   상기 천연 조성물은 해조류에서 분리된 후코이단을 포함하는 것인, 마스크.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 마스크는 시트를 포함하는 것인, 마스크.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 시트는 대전 처리한 멜트 블로운 부직포인, 마스크.
   
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 시트는 마찰 대전한 니들 펀치 부직포인, 마스크.
    

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