KR20230154242A - 제형, 방법 및 그 용법 - Google Patents

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지에 린 자슬린 리
밍 쿠안 디디 간
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엔앤이 이노베이션스 피티이. 엘티디.
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Abstract

본 발명은 일반적으로, 항균 용도를 갖는 제형, 및 이를 형성하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 캐슈 테스타 추출물; 철 입자 및/또는 산화철 입자; 및 탄수화물을 포함하는 항균 및 항 바이러스 제형에 관한 것이다. 상기 캐슈 테스타 추출물과 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200이다. 상기 캐슈 테스타 추출물과 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 탄수화물의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:300이다. 상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자내에 적어도 부분적으로 혼합된다.

Description

제형, 방법 및 그 용법
본 발명은 항미생물 적용에 사용하기 위한 제형 및 이의 제형화 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 천연물로부터 제조된 항박테리아 및 항바이러스 제형 및 그 용도에 관한 것이다.
미생물 감염 및 항미생물 내성의 개발은 최근 공공 보건당국이 직면한 주요한 문제 중 하나로 주목된다. 미생물학적 오염은 박테리아, 호모, 몰드, 진균, 바이러스, 프리온, 원생동물 또는 이들의 독소 및 부산물과 같은 미생물의 의도되지 않은 또는 우발적인 개입을 지칭한다. 병원-획득 감염 사례 증가에 관한 문제 또한 존재한다.
양막 고병원성 바이러스에 의해 유발되는 질환 또한 보건 당국에 대한 관심을 증가시킨다. 대표적인 사스 및 메르스 코로나바이러스(SARS-CoV, MERS-CoV), 조류 인플루엔자 바이러스(AIV) 및 에볼라 바이러스(EBOV)에 의해 유발된 질병의 발병이다. 세계화가 증가하면서 이러한 고병원성 바이러스에 의한 질병의 위협은 증폭되었다. 어떤 경우에는 바이러스가 생물학적 테러에 사용될 수 있다는 추가 위협이 있다. 고병원성 바이러스(HP 바이러스)는 현재 백신이 존재하지 안는 모든 바이러스를 포함하며, 여기서 바이러스가 처리되지 않은 경우 인간에게 치명적인 전신 질환을 유발할 수 있고/있거나 생화학적 무기로 사용될 수 있는 모든 바이러스를 포함한다. 미생물 감염과 항균 내성 발달은 최근 공중보건 당국이 직면한 더욱 중요한 문제 중 하나로 주목받고 있다. 미생물학적 오염은 박테리아, 효모, 곰팡이, 균류, 바이러스, 프리온, 원생동물과 같은 미생물의 의도하지 않은 또는 우발적인 도입을 의미한다.
구체적인 예로, 최근에는 코로나19는 신종 바이러스에 의한 감염병이다. 이 질환은 기침, 발열 등의 증상과 함께 호흡기 질환(독감 등)을 일으키며, 더 심한 경우에는 호흡곤란을 일으킨다. 이 모든 바이러스가 인간에게 치명적인 질병을 일으킬 수 있고, 아직 효과적인 치료제나 백신이 없다는 것과 별개로, 다른 중요한 공통점은 모두 인수공통전염병이라는 것, 즉 원래 동물에서 인간으로 전염된다는 것이다. 예를 들어, AIV의 동물 공급원은 새이고, EBOV의 경우 과일 박쥐이고, COVID-19의 경우 박쥐이다.
다른 일반적인 특징은 인간에게 상대적으로 높은 사망률을 보인다는 것이다. 조류 인플루엔자와 같은 일부 사례에서, 이들은 대유행병이 될 가능성이 있어, 바이러스에 걸릴 위험에 처한 일선 의료인에게 많은 수의 사망과 주요 난제를 야기한다. 추가 우려는 이러한 질병의 원인이 되는 바이러스 중 일부가 생물테러 무기로 개발될 수 있는 능력을 가질 수 있다는 것이다.
이러한 질병(예를 들어, 코로나 바이러스 질환)은 주로 감염자가 기침이나 재채기를 할 때 접촉을 통해 전파된다. 사람이 바이러스가 있는 표면이나 물체를 만진 뒤 눈, 코, 입 등을 만지면 확산되어, 공공 영역에서 표면 또는 물체가 살균이나 세척될 필요가 있다.
다양한 산업에서 청결에 대한 우려가 커지면서 항균 제품에 대한 수요가 증가했다. 이들은 미생물에 대하여 표면을 보호하는데 사용될 수 있고, 의료 장치 및 패키징에 적용하는데 사용될 수 있다. 인구 증가 및 도시화로 인해 항균첨가제에 대한 수요도 급격히 확대되고 있다. 이를 위해 2019년 전세계 항균코팅시장 규모는 71억달러로 평가되었고, 2020년부터 2027년까지 12.8%의 연간성장률(CAGR)로 성장할 것으로 전망된다. 현재의 항균 제품은 티타늄, 아연 및 이의 화합물이 효과적인 반면 비싸고 독성 및 중금속에 오염되기 쉽다. 광조사에 의존하기 때문에 항균 효능도 낮다.
이러한 제품이 인간과 동물에 독성이 있는지에 대해서는 또 다른 우려가 있다. 또한, 합성 과정에서 거친 화학물질을 사용하는 경우, 중금속과 같은 독성 전구체가 최종 제품에 유지되어 광범위한 세척이 필요할 수 있다. 이는 생산 비용을 증가시킨다.
싱가포르에서 가장 큰 폐기물 스트림 중 하나가 음식물 폐기물이다. 2019년에는 최대 7억 4,400만 kg의 음식물 폐기물이 발생했다. 이는 싱가포르의 부족한 토지에서 폐기물 처리 시설과 제한된 매립 시설에 부담을 준다. 또한, 식량 낭비는 또한 식품을 성장 및 수입하는 데 사용되는 자원이 낭비되기 때문에 전체 탄소 발자국을 증가시킨다. 이러한 새롭게 대두되는 음식물 쓰레기 문제를 해결하고 우리 환경과 생태계의 지속 가능성을 보장할 필요가 있다.
전술한 문제점 중 적어도 하나를 극복하거나 개선하는 것이 바람직할 것이다.
WO2010/136792A1: 금속산화물 나노입자를 포함하는 항균조성물 {Antibacterial composition comprising metal oxide nanoparticles}
ARAKHA M.ET AL., Antimicrobial activityy of iron oxide nanoparticle upon momodulatitoon of nanoparticle-bacteira interface. Sci Re., 2015.10.6. Vol. 5, 14813p
본 발명은 특정 천연 생성물이 항미생물이고, 제형으로 조합될 때 상승적으로(또는 적어도 추가로) 작용할 수 있다. 특히, 본 발명자들은 캐슈테스타(cashew testa) 추출물이 항균 효능을 갖는다는 점에서 유리함을 발견하였다. 예를 들어, 추출물은 그람 음성균 박테리아 대장균 및 그람 양성 박테리아 스타필로코커스 아우레우스(staphylococcus aureus)에 대한 항균 특성을 갖는 것으로 밝혀졌다.
본 발명은 하기를 포함하는 제형을 제공한다:
a) 캐슈 테스타(cashew testa) 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자; 및
c) 탄수화물을 포함하고;
상기 캐슈 테스타 추출물과 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200이고; 상기 캐슈 테스타 추출물과 철 입자 및/또는 산화철 입자 (a와 b)에 대한 탄수화물(c)의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:300이고; 상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자내에 적어도 부분적으로 혼합된다.
유리하게는, 이러한 비율로 제형화되는 경우, 탄수화물은 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 적용된 표면 상의 철 입자 및/또는 산화철 입자에 의해 생성된 라이칼의 체류 시간을 개선한다. 또한, 탄수화물은 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 적용 표면 상의 부착을 개선한다. 따라서, 항미생물 활성에서 시너지 효과(또는 적어도 첨가제)가 관찰된다.
일 실시예에서, 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철입자 및/또는 산화철 입자(a 및 b)에 대한 상기 탄수화물(c)의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:1이다.
일 실시예에서, 상기 탄수화물의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 1 중량% 내지 약 15 중량%이다.
일 실시예에서, 상기 탄수화물은 키토산으로부터 선택된다.
일 실시예에서, 상기 캐슈테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자(a와 b)의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 0.5 내지 약 8 중량%이다.
일 실시예에서, 상기 제형은 약 4 내지 약 5의 pH를 갖는다.
일 실시예에서, 상기 제형은 착색제, 흡습제, 방향제, 안정제, 투과제, 부착 촉진제, 필름 형성제, 형질전환제, 계면활성제, 용제, 산화 방지제 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 부형제를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제형은 β-카로틴, 아스타잔틴 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 착색제를 더 포함한다.
유리하게는, 상기 착색제는 표면이 항균 코팅으로 코팅된다는 시각적 단서를 사용자에게 제공한다. 이는 사용자에게 신뢰도를 제공하고 필요하다면 코팅의 재적용을 위한 표시를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 착색제의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%이다.
일 실시예에서, 제형은 글리세린, 요소, 피롤리딘 카르복실산, 알로에베라 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 보습제를 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 상기 보습제의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 2 wt% 내지 약 60 wt%이다.
일 실시예에서, 상기 제형은 방향제를 추가로 포함하고, 상기 방향제는 에센셜 오일을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방향제의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 0.01 중량% 내지 약 40 중량%이다.
일 실시예에서, 상기 제형은 폴리에틸렌이민(PEI), 젖산 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 투과제를 더 포함한다.
유리하게는, 상기 투과제는 미생물 세포막이 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대해 더 민감하게 함으로써 항균 효과를 개선한다.
일 실시예에서, 상기 투과제의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 0.01 중량% 내지 약 25 중량%이다.
일 실시예에서, 상기 제형은 코코암포아세트산염, 타우린산염, 이소티오네이트, 올레핀 설포네이트, 술포수신산염, 소듐 라우리노디프로피오네이트, 디소듐 라우로암포디아세테이트 및 폴리소르베이트 에스테르로부터 선택되는 계면활성제를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 계면활성제는 데실 글루코시드(decyl glucoside)이다.
일 실시예에서, 상기 계면활성제의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 0.5 중량% 내지 약 80 중량%이다.
일 실시예에서, 상기 제형은 (3 글리시딜옥시프로필) 트리메톡시실란 및/또는 젤라틴으로부터 선택되는 필름 형성제를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 필름 형성제의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 10 중량% 내지 약 25 중량%이다.
일 실시예에서, 상기 제형은 물, 에틸 아세테이트, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 용매를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제형은 분말형 셀룰로오스를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 분말형 셀룰로오스의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 1 중량% 내지 약 20 중량%이다.
일 실시예에서, 상기 분말형 셀룰로오스는 과일 껍질 및/또는 박테리아 및 효모(SCOBY)의 공생 배양물로부터 추출된다.
일 실시예에서, 상기 제형은 말토덱스트린을 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 캐슈테스타 추출물은 탄닌, 카테킨, 에피카테킨, 에피갈로카테킨, p-쿠마르산, 갈산 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 페놀성 화합물을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자는 상기 캐슈테스타 추출물의 페놀성 화합물에 의해 적어도 부분적으로 패시베이션된다(passivated).
일 실시예에서, 상기 캐슈테스타 추출물은 단백질, 아미노산, 당, 탄수화물 또는 이들의 조합을 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자는 단백질, 아미노산, 당, 탄수화물 또는 이들의 화합물에 의해 적어도 부분적으로 패시배이션된다.
일 실시예에서, 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자는 코어-쉘 입자이고, 상기 코어는 원소 철 코어 또는 철 합금 코어이며, 상기 쉘은 산화철 쉘이다.
일 실시예에서, 상기 캐슈테스타 추출물은 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자의 상기 쉘 내에 적어도 부분적으로 포함된다.
일 실시예에서, 상기 제형은 5분 후에 대장균에 대해 적어도 약 2 로그 감소를 갖는다.
일 실시예에서, 상기 제형은 1분 후에 대장균에 대해 적어도 약 2 로그 감소를 갖는다.
일 실시예에서, 5분 후에 S. Aureus에 대해 적어도 약 2 로그 감소를 갖는다.
일 실시예에서, 1분 후에 S. Aureus에 대해 적어도 약 2 로그 감소를 갖는다.
일 실시예에서, 상기 제형은 적어도 90%의 항바이러스 활성률을 지닌다.
일 실시예에서, 상기 제형은 항균 코팅, 소독제, 손 세정제 및/또는 비누로 사용하기 위한 것이다.
일 실시예에서, 상기 제형은 습식 와이퍼로 사용하기 위한 직물의 적어도 표면에 적용된다.
일 실시예에서, 상기 직물은 부직포이다.
일 실시예에서, 상기 직물은 과일 껍질 또는 박테리아와 효모의 공생 배양물로부터 추출된 셀룰로오스를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 셀룰로오스는 두리안 껍질로부터 추출된다.
본 발명은 또한 본원에 개시된 바와 같은 제형의 사용을 포함하는, 비생물학적 표면을 소독하는 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 본원에 개시된 바와 같은 제형의 사용을 포함하는, 비생물학적 표면을 항균 코팅으로 코팅하는 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 본원에 개시된 바와 같은 제형의 사용을 포함하는 생물학적 표면을 살균하는 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 본원에 개시된 바와 같은 제형의 사용을 포함하는,섬유에 항미생물 기능을 제공하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 a) 캐슈테스타 추출물, 철 입자 및/또는 산화철 입자 및 탄수화물을 혼합하는 단계를 포함하는, 제형을 형성하는 방법을 제공한다; 상기 캐슈 테스타 추출물과 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200이고; 상기 캐슈 테스타 추출물과 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 탄수화물의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:300이다.
일 실시예에서, 상기 (a) 단계 이후에 상기 천연성분 제형의 pH를 약 4 내지 약 5로 조절하는 단계를 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 상기 (a) 단계 이후에 착색제, 흡습제, 방향제, 안정제, 투과제, 부착 촉진제, 필름 형성제, 형질전환제, 계면활성제, 용제, 산화방지제 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 부형제를 첨가하는 단계를 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 상기 (a) 단계 이후에 수성 매질에서 제형을 희석하는 단계를 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 상기 (a) 단계 이전에 상기 캐슈테스타 추출물과 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자를 형성하기 위하여 상기 캐슈테스타 추출물과 철 전구체를 반응시키는 단계를 추가로 포함한다.
천연물 추출물은 녹색 용매(green solvent)에 도포될 수 있고, 표면 및 텍스타일(textile) 상에서 시험될 때 투과적 효과를 가질 수 있다. 추출물은 또한 항바이러스 특성을 갖는 것으로 확인되었다. 또한, 철 입자 및/또는 산화철 입자와 같은 다른 성분과 조합될 때, 항균 효과가 상승(또는 적어도 가산)하는 것으로 관찰되었다. 예를 들어, 캐슈테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자를 합성하기 위한 전구체로 사용될 수 있다. 또한, 탄수화물과 조합될 때, 라디칼의 개선된 체류 시간과 함께, 항미생물 효과가 추가의 상승작용적(또는 적어도 추가적으로) 얻어질 수 있다. 이들 제형이 생물학적 또는 천연재료로부터 합성/제조되기 때문에, 이들은 인간 및 동물에 대해 안전할 수 있다. 이러한 녹색 생합성은 폐기물 생산이 적고, 무독성이며 환경친화적이면서도 비용면에서 효과적이다. 본 발명은 항균 코팅, 소독제, 손 소독제, 및/또는 비누로의 용도를 갖는다.
이하, 본 발명의 실시예는, 제한적이지 않은 예로, 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 캐슈테스타(Cashew testa) 추출물 조성물의 예시적인 개략도이다.
도 2는 캐슈테스타 추출물 조성물의 예시적인 도식적 표현이다.
도 3은 캐슈테스타 추출물 조성물에 노출시킨 후 쿠마시 브릴리언트 블루 r 염료 분해를 보여준다;
도 4는 캐슈테스타 추출물 조성물에 노출시킨 후 코마신 브릴리언트 블루 r 염료 열화를 도시한다.
도 5는 캐슈테스타 추출물 조성물에 노출시킨 후 OH 라디칼 측정 결과를 나타낸다.
도 6은 캐슈테스타 추출물 조성물에 2시간 동안 노출시킨 후 O2 라디칼 측정 결과를 나타내고, 도 7a-d는 캐슈테스타 추출물이 혼합된 철 입자 및/또는 산화철 입자의 주사전자현미경(SEM) 이미지를 나타낸다.
본 발명자는 항균(항-박테리아 및/또는 항-바이러스) 특성을 갖는 제형이 유리할 수 있다고 구상하였다. 제형은 소독제 또는 직물 상에 도포되거나 사용될 수 있다. 이를 위해, 본 발명자는 천연 생성물로부터의 추출물이 특히 유리할 수 있음을 발견하였다. 특히, 본 발명자들은 캐슈테스타(cachew testa) 추출물이 항균 효능을 갖는다는 것을 발견하였다. 본원에 개시된 바와 같은 제형으로 제형화될 때, 항균 효능은 상승적으로 개선될 수 있다. 음식물 쓰레기를 사용하고 업사이클링하여 이를 가치가 더 높은 제품으로 전환시킴으로써 음식물 쓰레기 문제도 줄일 수 있다.
이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 캐슈테스타 추출물은 접촉시 바이러스와 박테리아를 사멸시키는 능력이 있는 것으로 여겨진다. 추출물이 기질 상에 도포될 때, 추출물 내의 화합물은 기질의 표면 상에 존재하는 바이러스 및 박테리아를 사멸시킬 수 있다. 추출물은 보통 미생물이 붙어있는 인간 세포의 부위를 모방하여 미생물을 가두고 이들의 표면(바이러스) 및 세포 벽(박테리아)을 파괴함으로써 미생물을 포획할 수 있다고 가정한다. 상기 추출물은 인플루엔자 A, 조류 독감, 사스, 홍역, 폐렴, 통상적인 감기, 결핵, 헤르페스, MRSA 및 위장염을 유발할 수 있는 세균을 사멸시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다.
항-박테리아 작용 메커니즘은 박테리아 세포막 상의 단백질과 추출물 내의 적어도 페놀성 화합물의 결합인 것으로 알려지며, 이렇게 함으로써 박테리아 세포의 구조 및 기능을 손상시킨다. 또한 필수 금속 이온과의 추적인인 착화는 피브린 형성을 억제한다. 또한 캐슈테스타 추출물 또한 항바이러스 활성을 가질 수 있다. 추출물 내의 화합물은 바이러스 복제 공정의 상이한 단계를 표적할 수 있는 것으로 여겨진다. 이는 세포에 대한 바이러스 부착 동안, 세포외 비리온 자체를 포함하며, 바이러스의 세포 내로의 침투 동안, 숙주 세포에서의 바이러스 복제 공정 동안, 뿐만 아니라 새로운 바이러스 입자, 수송 단백질, 다당류 및 바이러스 효소의 조립 동안 세포 내로 유입된다. 전술한 거의 모든 단계레서, 복합체는 캡시드 또는 수퍼캡시드의 단백질에 영구적으로 결합할 것이다. 단백질은 바이러스 복제에 필요한 특정 바이러스 효소 또는 새로운 바이러스 입자의 생산에 관여하는 새롭게 합성된 바이러스 단백질일 수 있다.
이를 위해, 본 발명자들은 캐슈테스타 추출물이 철 입자 및/또는 산화철 입자와 결합되는 경우, 캐슈테스타 추출물의 항균 효능이 증가될 수 있음을 발견하였다. 철 입자 및/또는 산화철 입자의 첨가는 세균 및 바이러스에 대한 다중 방어 메커니즘을 제공하는 것으로 여겨진다. 철 입자 및/또는 산화철 입자는 ROS 생성 활성 성분이다. 활성 성분은 지속적으로 ROS를 생성하며, 이는 연장된 기간 동안 광범위하게 박테라 및 바이러스를 사멸시키는 자유 라디칼을 확산시킨다.
또한 유리하게는, 천연 중합체(예컨대, 탄수화물)는 미생물에 대해 즉각적인 접촉-사멸 작용을 제공한다. 또한, 활성 성분이 표면에 결합해 양전하로 하전된 '전기 펜스'를 형성해 장기적 무결성과 내구성을 갖게 한다. 이를 위해 특정 비율로 탄수화물과 결합될 때, 탄수화물이 캐슈테스타 추출물 및 적용된 표면 상의 철 입자 및/또는 산화철 입자에 의해 생성된 라디칼의 체류 시간을 개선한다는 것을 발견하였다. 지속되는 확산 및 급성 접촉 메커니즘의 조합은 매우 효과적인 항균 및 항바이러스 성능을 보증한다.
예를 들어, 박테리아 및 바이러스에 대한 이중 방어 시스템은 표면상에 제형을 분무함으로써 제공될 수 있다. 건조 후, 얇은 코팅이 처리된 표면 상에 형성될 것이다. 1차 방어로, 라디칼은 주변(~lmm)으로 꾸준히 확산되며 표면에 근접하지 않은 박테리아와 바이러스를 사멸시킨다. 라디칼의 확산은 3개월에 걸쳐 지속적으로 발생하여 장기간 효과를 제공할 수 있다. 2차 방어로, 1차 방어를 뚫고 표면에 직접 접촉하는 박테리아나 바이러스는 세포막을 물리적으로 '파열(tear up)'해 미생물을 순간적으로 죽이게 된다. 지속적인 확산 및 급성 접촉의 통합된 사멸 작용은 효과적인 항균 및 항바이러스 성능을 보증한다.
따라서, 본 발명은 다음을 포함하는 제형을 제공한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자; 및
c) 탄수화물;
상기 캐슈 테스타 추출물과 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200이고; 상기 캐슈 테스타 추출물과 철 입자 및/또는 산화철 입자(a와 b)에 대한 탄수화물(c)의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:300인 것을 특징으로 한다.
일부 실시양태에서, 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자; 및
c) 탄수화물;
상기 캐슈 테스타 추출물과 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200이고; 상기 캐슈 테스타 추출물과 철 입자 및/또는 산화철 입자(a와 b)에 대한 탄수화물(c)의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300인 것을 특징으로 한다.
일부 실시양태에서, 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자; 및
c) 탄수화물;
상기 캐슈 테스타 추출물과 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200이고; 상기 캐슈 테스타 추출물과 철 입자 및/또는 산화철 입자(a와 b)에 대한 탄수화물(c)의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:300이고, 상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자내에 적어도 부분적으로 혼합된다.
일부 실시양태에서, 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자; 및
c) 탄수화물;
상기 캐슈 테스타 추출물과 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200이고; 상기 캐슈 테스타 추출물과 철 입자 및/또는 산화철 입자(a와 b)에 대한 탄수화물(c)의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300이고, 상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자내에 적어도 부분적으로 혼합된다.
일부 실시양태에서, 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자; 및
c) 탄수화물;
상기 캐슈 테스타 추출물과 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:100이고; 상기 캐슈 테스타 추출물과 철 입자 및/또는 산화철 입자(a와 b)에 대한 탄수화물(c)의 중량비는 약 15:1 내지 약 15:14이고, 상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자내에 적어도 부분적으로 혼합된다.
일부 실시양태에서, 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자; 및
c) 탄수화물;
상기 캐슈 테스타 추출물과 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:100이고; 상기 캐슈 테스타 추출물과 철 입자 및/또는 산화철 입자(a와 b)에 대한 탄수화물(c)의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:1이고, 상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자내에 적어도 부분적으로 혼합된다.
유리하게는, 제형은 표면 또는 사용자의 손에 손상을 줄 수 있는 가혹한 화학물질에 의존하지 않는다. 이를 위하여 최대한 항균 효과를 위한 천연물에 의존한다.
캐슈테스타 추출물은 전세계적으로 흔히 소비되는 견과류이다. 이 견과류는 적갈색의 껍질로 덮여 있는데, 이는 테스타(testa)라고 알려져 있다. 이러한 테스타는 통상적으로 쓴맛 내지 이상한 막으로 인하여 처리 과정에서 제거되고 폐기된다. 이렇게 버려지는 물질은 생산 단가가 저렴하고 친환경적이기도 하여 항균 조성물 합성에 유리하다. 캐슈테스타 추출물은 탄닌산을 포함한 많은 폴리페놀을 함유한다. 탄닌산은 수용성인 적갈색의 분자이다. 탄닌산 및 일반적인 페놀성 화합물은 박테리아에 결합하여 항균 효과를 가질 수 있으며, 박테리아의 세포막 무결성을 파괴하고 박테리아 세포 내의 다양한 기능을 파괴할 수 있는 것으로 여겨진다.
하나의 가설은, 페놀성 화합물이 효소에 수소 결합하거나 세포와의 상이한 상호작용으로 인한 무결성 손실(integrity loss)을 갖는 세포벽 강성(cell wall rigidity)의 변형에 의해 유도되는 다양한 세포내 기능의 변화이다. 이는 세포질 막의 비가역적 손상 및 심지어 세포내 효소의 억제를 초래할 수 있는 세포 내용물의 응고를 유도할 수 있다. 예를 들어, 응축된 페닐프로파노이드-탄닌은 세포막에서 손상을 유도할 수 있고, 심지어 페놀산이 막완전성을 파괴하는 것으로 나타남으로써 결합하는 효소에 의해 대사를 비활성화시킬 수 있으며, 이로 인해 세포내 필수성분의 결과적인 누출을 야기하는 원인이 된다. 플라보노이드는 세포 외부에 위치한 가용성 단백질과 박테리아 세포벽에 연결되어 복합체 형성을 촉진시킬 수 있다. 플라보노이드는 또한 에너지 대사 및 DNA 합성 모두를 억제하여 단백질 및 RNA 합성에 영향을 미치는 것을 통해 작용할 수 있다. 그람양성세균(gram-positive bacteria)의 경우, 세포 내 pH 변형 뿐만 아니라 에너지(ATP) 생성 시스템과의 간섭도 보고되었다.
일부 실시예에서, 상기 캐슈테스타 추출물은 폴리페놀 또는 페놀성 화합물, 예컨대 탄닌, 카테킨, 에피카테킨, 에피갈로카테킨 및 p-쿠마르산, 갈산 또는 이들의 조합을 포함한다. 이러한 폴리페놀은 높은 항산화제를 가지며 높은 자유 라디칼 소거 활성을 나타낸다. 페놀 화합물의 화합물은 임의의 원하는 백분율 또는 비율일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 페놀 화합물은 하이드록실기(-OH)가 부착된 적어도 하나의 방향족 고리를 포함하는 화학적 화합물을 지칭한다.
일 실시예에서, 상기 캐슈테스타 추출물은 단백질, 아미노산, 당, 탄수화물 또는 이들의 조합을 포함한다.
"폴리펩티드", "펩티드" 및 "단백질"은, 본 명세서에서, 펩티드 결합 또는 변형된 펩티드 결합을 통해 연결된 아미노산 잔기(디펩티드 또는 그 이상)의 임의의 중합체 및 이의 변이체 및 합성 유사체를 지칭하도록, 상호교환적으로 사용된다. 따라서, 이들 용어는 하나 이상의 아미노산 잔기가 상응하게 자연 발생된 아미노산의 화학 유사체 뿐 아니라, 합성 비자연 발생 아미노산인 중합체에 적용된다. 예를 들어, 박테리아, 효모, 고등 식물, 곤충 및 포유동물 세포를 포함하는 원핵 또는 진핵 숙주로부터 재조합 기술에 의해 생산되는 생성물, 화학적 합성 절차의 생성물, 및 천연 정제된 생성물을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 폴리펩티드는 비-펩티드성 성분, 예컨대, 탄수화물기를 포함할 수 있다. 탄수화물 및 다른 비-펩티드성 치환체는 폴리펩티드가 생산되는 세포에 의해 폴리펩티드에 첨가될 수 있고, 세포의 종류에 따라 달라질 것이다. 재조합적으로 제조된 폴리펩티드의 경우, 대부분 변형의 성질 및 정도는 특정 숙주 세포의 번역 후 변형 능력 및 문제의 폴리펩티드의 아미노산 서열에 존재하는 변형 신호에 의해 결정될 것이다. 문제의 폴리펩티드의 아미노산 서열에 존재하는 개질신호, 예를 들어, 글리코실화 패턴은 상이한 유형의 숙주 세포 사이에서 변한다. 폴리펩티드는 이들의 아미노산 골격 구조의 측면에서, 탄수화물기와 같은 치환기가 일반적으로 특정되지 않지만 그럼에도 불구하고, 본 명세서에서 정의된다. 게다가 본 발명에서 폴리펩티드는 일부 경우에 숙주-매개 공정의 결과로, 초기 변형된 메티오닌 잔기를 포함할 수도 있다. 단백질은 단량체 또는 다량체 단백질로, 예를 들어 이량체(호모 또는 이종이량체) 또는 삼량체(trimer)로서 존재할 수 있다.
본 명세서의 맥락에서, "아미노산"은 적어도 하나의 1차, 2차, 3차, 또는 4차 아미노기, 및 적어도 하나의 산기를 갖는 것으로 정의되며, 여기서 산기는 카르복실산, 설폰일 수 있고, 또는 포스폰산 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 아미노기는 상기 아미노 그룹(들)에 대해, "알파", "베타", "감마"... "오메가"일 수 있다. "아미노산"의 골격은 할로겐, 히드록시, 구아니도, 헤테로시클릭 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 기로 치환될 수 있다. 따라서 용어 "아미노산"은 또한 글리신, 알라닌, 발린, 류신, 이소류신, 메티오닌, 프롤린, 페닐알라닌, 트립토판, 세린, 트레오닌, 시스테인, 티로신, 아스파라긴, 글루타민, as 파트, 글루타민, 리신, 아르기닌 및 히스티딘, 타우린, 베타인, N-메틸알라닌 등을 포함한다. 아미노산의 (L) 형태 및 (D) 형태가 본원의 범위에 포함된다.
일부 양상에서, 캐슈테스타 추출물은 다음을 포함한다:
a) 탄닌, 카테킨, 에피카테킨, 에피갈로카테킨 및 p-쿠마르산, 갈산 또는 이들의 조합; 및
b) 단백질, 아미노산, 당, 탄수화물 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 페놀계 화합물.
일부 양상에서, 페놀 화합물 대 단백질의 중량비는 약 1:100 내지 약 100:1이다. 다른 구현예에서, 상기 중량비는 약 1:90 내지 약 100:1, 약 1:80 내지 약 100:1, 약 1:70 내지 약 100:1, 약 1:60 내지 약 100:l, 약 1:50 내지 약 100:1, 약 1:40 내지 약 100:l, 약 1:20 내지 약 100:l, 약 1:10 내지 약 100:1, 약 1:1 내지 약 100:1, 약 10:1 내지 약 100:1, 약 20:1 내지 약 100:1, 약 30:1 내지 약 100:1, 약 40:1 내지 약 100:1, 약 40:1 내지 약 100:1, 약 60:1 내지 약 100:1, 또는 약 70:1 내지 약 100:1이다.
일부 양상에서, 페놀 화합물 대 당의 중량비는 약 1:100 내지 약 100:1이다. 다른 구현예에서, 상기 중량비는 약 약 1:90 내지 약 100:1, 약 1:80 내지 약 100:1, 약 1:70 내지 약 100:1, 약 1:60 내지 약 100:l, 약 1:50 내지 약 100:1, 약 1:40 내지 약 100:l, 약 1:20 내지 약 100:l, 약 1:10 내지 약 100:1, 약 1:1 내지 약 100:1, 약 10:1 내지 약 100:1, 약 20:1 내지 약 100:1, 약 30:1 내지 약 100:1, 약 40:1 내지 약 100:1, 약 40:1 내지 약 100:1, 약 60:1 내지 약 100:1, 또는 약 70:1 내지 약 100:1이다.
캐슈테스타 추출물과 철 및/또는 산화철 입자의 조합물
본 발명자들은 캐슈테스타(cashew testa) 추출물을 철 입자 및/또는 산화철 입자와 조합함으로써, 항균 효과가 추가로 개선될 수 있음을 발견하였다. 예를 들어, 표면에 대한 추출물의 체류 시간이 더욱 개선될 수 있다. 비교기에서 추출물의 화합물도 쉽게 분해되기 때문에 항균 효능이 급격히 떨어진다. 또한, 비교기가 다공성 필름에 적용될 때, 비교기 추출물의 화합물은 계면에만 유지되고 침투하지 않는다는 것을 추가로 발견하였다. 따라서, 항균 효과가 오래 지속되는 것은 아니다.
미생물 감염과 항생제 내성 발달은 공중 보건과 안보가 직면한 가장 중요한 문제 중 하나로 주목을 받아왔다. 장기간 안정성과 활동을 갖는 깨끗한 항균 표면의 생성은 의료 기기, 병원 표면, 섬유, 포장, 전기 기기, 해양 방오, 필터 및 공공 표면과 같은 우리 일상 생활의 거의 모든 측면을 포함하는 엄청난 응용을 가지고 있다. 무기 항균 물질, 특히 반도체 항균 물질은 화학적 오염이 덜 일어나며 장기간 안정성을 갖는다. 은, 산화아연 및 산화티타늄 입자와 같은 일부 금속 또는 금속 산화물은 다양한 제품 또는 항균 표면 코팅에서 항균 성분으로 사용되어 왔다. 그러나 이러한 물질들은 (Ag계 물질의 경우) 중금속 오염/독성 등의 한계도 가지고 있다. ZnO 및 TiO2 물질의 경우, 이들은 광 조사에 대한 의존성으로 인해 낮은 항균 효능 및 제한된 응용범위를 겪는다. 또한, 불확실성 나노 독성은 나노 크기 물질의 또 다른 관심사이다.
이를 위해, 본 발명자들은 항미생물 효능이 철 입자 및/또는 철 산화물 입자의 첨가를 통해 상승적으로(또는 적어도 가산적으로) 추가로 개선될 수 있다는 것을 발견하였다. 유리하게는, 본 발명자들은 철계 항균 물질이 무독성이지만, 미생물에 대해 매우 활성일 수 있고, 매우 안정하며, 장기간 활성을 갖는다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 철 분말(마이크론 크기)을, 유기용매가 아닌 조건 하에서, 탄수화물, 아미노산, 식품 첨가제 또는 영양제로 개질하여 철-산화철 조성물을 합성할 수 있다. 이는 예를 들어 유동층 반응기(fluidised bed reactor) 또는 소니케이터를 사용하여 수행될 수 있다.
철 분말은 산화환원 활성이며, 이는 산소 및 수분과 천천히 반응하여 산화철을 형성하고 수소를 방출할 것이다. 철 분말은 그 자체로 활성산소종(ROS)을 발생시키지 않고 박테리아를 죽이지 않는다. 철 분말에서 일부 철 양이온이 방출될 수 있지만 농도가 매우 낮아 세포에 해가 되지 않는다.
철 입자는 철 코어를 덮는 나노 구조의 보호 쉘을 가질 수 있다. 이러한 보호쉘은 예를 들어 산화철 쉘일 수 있다. 코어-쉘 구조는 철 코어와 철 복합체 쉘 사이에 특별한 계면을 만들어 철 코어의 전위를 변화시키고 산화 환원 반응 경로를 변화시킬 수 있다. 이러한 자기-부식 공정은 또한 Fe/FeeO3, Fe/FeeO3 입자 및/또는 이들의 조합 상에서 발생할 수 있다고 여겨진다. 철 부식으로부터 생성된 전자는 에너지적으로 유리한 방식으로 철 산화물의 전도대(CB) 내에 전달될 수 있다. CB 내의 전자는 산소를 감소시키고 ROS를 생성할 수 있다. 철 입자는 슈퍼 옥사이드, 일중항 산소(singlet oxygen) 및 하이드록실 라디칼을 포함하는 상이한 ROS를 생성할 수 있다. 즉, 전자가 철로부터 산화철(CB)로 공여되고, 산소 분자를 환원시켜 에너지적으로 유리한 방식으로 라디칼을 생성한다. 전체 시스템은 외부 자극에 의존하지 않고 ROS 생성 프로세스가 조작될 수 있고, 장기간 안정성을 가질 수 있다. ROS는 접촉한 박테리아와 바이러스를 죽일 것이다. ZnO 및 TiCh와 같은 광촉매 물질과 유사하면서 물질의 ROS 사멸 메커니즘은 철/철 산화물 입자가 자기-촉매되는 물질이라는 점에서 완화되며, ROS를 생성하기 위해 광 조사에 의존하지 않는다. 철 입자는 철심을 희생시켜 ROS를 발생시킨다. 이 개념을 기반으로 설계된 신소재는 광범위한 응용 분야에서 특히 감염병 및 항균성 내성(AMR) 전달의 제어에서 유기 소독제, 방부제 및 항생제를 대체하기 위한 무독성 및 안전한 항균 기술로 중추적인 역할을 할 수 있으며, 산화철의 전도대(CB)로 에너지적으로 유리하게 전달될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, '입자'는 마이크로미터-크기의 마이크로-입자 및/또는 나노-입자를 지칭한다. 마이크로-입자는 크기가 1 내지 1000 ㎛인 입자이다. 나노-입자는 크기가 1 nm 내지 1000 nm인 입자이다. 입자는 임의의 형상 또는 형태, 예컨대 구형, 막대형 또는 비대칭형일 수 있다.
일부 실시형태에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 약 10 nm 내지 약 500 pm 의 입자 크기를 갖는 분말로 제공된다. 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 마이크론 크기의 입자일 수 있다. 다른 구현예에서, 입자 크기는 약 1 ㎛ 내지 약 450 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 400 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 350 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 300 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 250 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 90 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 80 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 70 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 40 ㎛, 또는 약 10 ㎛ 내지 약 40 ㎛ 이다. 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 나노 크기의 입자일 수 있다. 다른 실시양태에서, 입자 크기는 약 l0 nm 내지 약 900 nm, 약 l0nm 내지 약 800 nm, 약 l0nm 내지 약 700 nm, 약 l0nm 내지 약 600 nm, 약 l0nm 내지 약 400 nm, 약 l0nm 내지 약 300 nm, 약 l0nm 내지 약 200 nm, 약 l0 nm10 nm 내지 약 lonm, 약 10 nm 내지 약 80 nm, 약 10 nm 내지 약 60 nm, 또는 약 10 nm 내지 약 40 nm 일 수 있다.
일부 실시양태에서, 철 입자가 사용된다. 다른 실시양태에서, 산화철 입자가 사용된다. 이러한 맥락에서, 철 또는 철 산화물의 분포는 입자 전체에 걸쳐 균질하다. 일부 구현예에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 코어쉘 입자이다. 예를 들어, 코어는 철 원소 코어 또는 철 합금 코어일 수 있다. 쉘은 산화철 쉘일 수 있다. 일부 실시양태에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 철-철 산화물 입자이다. 일부 실시양태에서, 철-철 산화물 조성물은 철, 철 (II) 산화물 및 철 (III) 산화물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 철은 90% w/w 초과이다. 다른 실시양태에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 철은 91% w/w 초과, 92% w/w 초과, 93% w/w 초과, 94% w/w 초과, 95% w/w 초과, 96% w/w 초과, 또는 97% w/w 초과이다. 다른 실시예에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 철은 15% w/w 초과, 20% w/w 초과, 25% w/w 초과, 30% w/w 초과, 35% w/w 초과, 40% w/w 초과, 45% w/w 초과, 50% w/w 초과, 55% w/w 초과, 60% w/w 초과, 65% w/w 초과, 70% w/w 초과, 또는 75% w/w 초과이다. 다른 실시양태에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 철 (II) 산화물 및 철 (III) 산화물은 10% w/w 미만이다. 다른 실시양태에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 철 (II) 산화물 및 철 (III) 산화물은 9% w/w 미만, 8% w/w 미만, 7% w/w 미만, 6% w/w 미만, 5 % w/w, 4% w/w 미만, 또는 3% w/w 미만이다. 다른 실시예에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 철 (II) 산화물 및 철 (III) 산화물은 45% w/w 미만, 40% w/w 미만, 35% w/w 미만, 30% w/w 미만, 25% w/w 미만, 20% w/w 미만, 15% w/w 미만, 10% w/w % 미만, 또는 5% w/w 미만이다. 상대 중량비는, 예를 들어, 에너지 분산 X선 분광법(EDX)를 사용하여 결정될 수 있다.
일부 실시예에서, 철은 원소 철이다. 다른 구현예에서, 철 (II) 산화물은 FeO이다. 다른 실시예에서, 철 (II) 산화물은 Fe2O3 이다. 다른 구현예에서, 철 (II) 산화물 및 철 (III) 산화물은 Fe3O4 이다. 이와 관련하여, 철-철 산화물 조성물은 Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 이들의 혼합물일 수 있다.
일부 실시예에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 이들의 조합을 지칭한다.
일부 실시양태에서, 캐슈테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 물리적으로 혼합된다. 이와 관련하여, 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자를 캡슐화하는 쉘을 형성함으로써, 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 포함될 수 있다. 대안적으로, 캐슈테스타 추출물은 캐슈-철 입자를 형성하기 위해 철 입자 및/또는 철 산화물 입자의 표면을 적어도 부분적으로 패시베이션시킬 수 있다. 예를 들어, 입자는 철심(iron core)을 가질 수 있으며, 이는 캐슈테스타 추출물 쉘로 캡슐화될 수 있다. 일부 실시양태에서, 쉘은 페놀 화합물, 아미노산, 탄수화물 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 쉘은 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 쉘은 탄수화물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 쉘은 페놀 화합물을 포함한다.
유리하게는, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자와의 캐슈테스타 추출물의 물리적 조합이 서로에 대해 상승작용적으로(또는 적어도 적층)작용하여 항균 효과가 증가한다는 것이 발견되었다. 이론에 제한되지 않고, 캐슈테스타 추출물 중 화합물이 철 입자/철 산화물 입자를 패시베이션하여 캐슈-철 입자를 형성하도록 하고, 철 입자/산화철 입자의 응집 및/또는 응축을 감소시킬 수 있다. 또한, 입자의 안정성이 개선됨에 따라, 표면에 적용될 때, 입자는 급격한 저하 없이 표면 상에 존재할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이는 (신속하게 분해되는 경향이 있는) 캐슈테스타 추출물 단독 또는 (표면 상에 보유되지 않은) 철/철 산화물 입자 단독과 대조적이다. 따라서, 표면 상의 제제의 보유 시간이 개선되고, 항-미생물 효능이 상응하게 증가된다.
추가로, 적어도 페놀성 화합물이 철/철 산화물 입자의 표면 상에 흡착될 때, 입자는 열화된 것으로부터 약간 보호되는 것으로 밝혀졌고, 따라서 항균 효과가 더 오래 지속되는 것을 보장하였다.
일부 실시양태에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 캐슈테스타 추출물에 의해 적어도 부분적으로 패시베이션되어 캐슈-철 입자를 형성한다. 일부 실시예에서, 상기 산화철 입자는 상기 캐슈테스타 추출물 내의 페놀성 화합물에 의해 적어도 부분적으로 패시베이션된다. 이를 위해, 캐슈테스타 추출물이 유사-유사 상호작용을 통해 산화철 입자의 표면 상에 물리적으로 흡착될 수 있다. 이는 조성물의 더 큰 안정성, 및 이에 따른 저장 수명을 제공한다.
일부 구체 예에서, 상기 산화철 입자는 상기 c 중 당 및/또는 탄수화물에 의해 적어도 부분적으로 페시베이션된다. 다른 구현예에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 탄수화물을 더 포함한다. 일부 실시양태에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 탄수화물은 약 2% w/w 내지 약 6% w/w 이다. 다른 실시예에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 탄수화물은 약 2% w/w 내지 약 5% w/w 이고, 다른 실시양태에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 탄수화물은 약 20% w/w 내지 약 60% w/w, 약 20% w/w 내지 약 55% w/w, 약 20% w/w 내지 약 50% w/w, 약 20% w/w 내지 약 45% w/w, 약 20% w/w 내지 약 40% w/w, 약 20% w/w 내지 약 35% w/w, 또는 약 20% w/w 내지 약 30% w/w 이다. 상대 중량비는, 예를 들어, 에너지 분산 X선 분광법(EDX)를 사용하여 결정될 수 있다.
탄수화물은 단당류, 이당류, 올리고당 및 다당류로부터 선택될 수 있다. 탄수화물의 예는 글루코스, 갈락토스, 프럭토스, 자일로스, 수크로스, 락토스, 말토오스, 트레할로스, 소르비톨, 만니톨, 말토덱스트린, 라피노스, 스토키오스, 프룩토-올리고당, 아밀로스, 아밀로펙틴, 개질된 전분, 글리코겐, 덱스트란, 키토산, 글리코사미노글리칸, 알지네이트, 얼반(ulvan), 수지(gum), 아라비아 겔형 검(Arabic gellan gum), 셀룰로스, 헤미셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 펙틴, 하이드로콜로이드 및 이들의 조합을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 산화철 입자는 상기 캐슈테스타 추출물 내의 아미노산에 의해 적어도 부분적으로 페시베이션된다. 다른 실시예에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 아미노산을 더 포함한다. 일부 실시예에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 아미노산은 약 2% w/w 내지 약 6% w/w 이다. 다른 실시양태에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 아미노산은 약 2% w/w 내지 약 5% w/w 이고, 또는 약 3% w/w 내지 약 5% w/w이다.
일부 실시예에서, 산화철 입자는 추가로 카르복실산기의 성분(moiety) 또는 수산화기의 성분에 의해 적어도 부분적으로 패시베이션된다. 일부 실시양태에서, 카르복실산은 지방산, 방향족 카르복실산, 디카르복실산, 트리카르복실산, 케토 산, a-히드록실 산, 디비닐에테르 지방산, 인산, 폴리인산, 텅스텐산, 바나듐산, 몰리브덴산, 헤테로폴리산, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 카복실산은 벤조산, 인산, 황산, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.
일부 실시양태에서, 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈테스타 추출물 대 철 입자 및/또는 산화철 입자의 부피비 또는 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이다. 다른 실시양태에서, 상기 비(비율)는(은) 약 100:1 내지 약 1:180, 약 100:1 내지 약 1:160, 약 100:1 내지 약 1:140, 약 100:1 내지 약 1:120, 약 100:1 내지 약 1:100, 약 90:1 내지 약 1:90, 80:1 내지 약 1:80, 70:1 내지 약 1:70, 60:1 내지 약 1:60, 50:1 내지 약 1:50, 40:1 내지 약 1:40, 30:1 내지 약 1:30, 20:1 내지 약 1:20, 10:1 내지 약 1:10, 또는 약 10:9, 약 10:8, 약 10:7, 약 10:6, 약 10:5, 약 10:4, 약 10:3, 또는 약 10:2 이다. 다른 실시예에서, 중량비는 약 90:1 내지 약 1:200, 약 80:1 내지 약 1:200, 약 70:1 내지 약 1:200, 약 60:1 내지 약 1:200, 약 50:1 내지 약 1:200, 약 40:1 내지 약 1:200, 약 30:1 내지 약 1:200, 약 20:1 내지 약 1:200, 약 10:1 내지 약 1:200, 약 1:1 내지 약 1:200, 약 90:1 내지 약 1:100, 약 90:1 내지 약 1:90, 약 80:1 내지 약 1:90, 약 80:1 내지 약 1:80, 약 70:1 내지 약 1:80, 약 70:1 내지 약 1:70, 약 60:1 내지 약 1:70, 약 60:1 내지 약 1:60, 약 50:1 내지 약 1:60, 약 50:1 내지 약 1:50, 약 40:1 내지 약 1:50, 약 40:1 내지 약 1:40, 약 30:1 내지 약 1:40, 약 30:1 내지 약 1:30, 약 20:1 내지 약 1:30, 약 20:1 내지 약 1:20, 약 10:1 내지 약 1:20, 약 10:1 내지 약 1:10, 약 10:1 내지 약 1:8, 약 10:1 내지 약 1:6, 약 10:1 내지 약 1:4, 약 10:1 내지 약 1:2, 또는 약 10:1 내지 약 1:1 이다.
대안적으로, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 철 전구체 및 캐슈테스타 추출물의 존재 하에 제자리에서(in situ) 화학적으로 합성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 제자리로 형성되는데, 이는 철 전구체를 캐슈테스타 추출물과 혼합함으로써 형성된다. 예시적으로 도시된 바와 같이, 철 입자 전구체는 원소 철 분말, 철 (III) 염, 또는 이들의 조합일 수 있다.
일부 실시예에서, 철 (III) 염의 음이온은 니트레이트, 클로라이드, 브로마이드, 플루오라이드, 아이오다이드, 설페이트, 옥살레이트, 퍼클로레이트, 포스페이트, 테트라플루오로보레이트, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다. 철 (III) 염은 이의 수화된(hydrated) 형태일 수 있다.
철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 제자리(in situ)로 형성함으로써, 캐슈테스타 추출물은 철 입자 및/또는 철 산화물 입자에 혼입될 수 있다. 예를 들어,캐슈테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자의 코어 또는 쉘 내에 포함될 수 있다. 이는 유리하게는 응집 및 응축에 대하여 철 입자 및/또는 철 산화물 입자에 보다 높은 안정성을 제공한다.
예를 들어, 철 입자 및/또는 산화철 입자(iron oxide particle)를 형성하기 위해, 캐슈테스타 추출물은 철 분말(iron precursor)과 반응할 수 있다. 유리하게는, 캐슈테스타 추출물이 철 분말과 반응하게 함으로써, 철 산화물의 활성화된 쉘(shell)및 캐슈테스타 추출물이 철 원소 또는 철 합금의 코어 상에 형성될 수 있다. 산화철 쉘의 두께는 반응 조건에 의해 제어될 수 있을 뿐만 아니라, 산철 추출물 대 철 분말 비율에 의해 제어될 수 있다. 캐슈-철 산화물 쉘의 형성은 보유 시간이 길고 접촉 표면적이 증가됨에 따라 더 큰 항미생물 효능을 제공한다. 추가적으로, 철 원소 또는 철 합금의 코어를 갖는 것이 쉘이 사용됨에 따라 외부 철 산화물 쉘을 재생성함에 따라 유리한 것으로 밝혀졌다.
일부 실시 형태에서, 캐슈테스타 추출물은 먼저 철 분말(철 전구체)과 반응하고, 이어서 철 (III) 염(철 전구체)과 반응하여 철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 형성한다. 이는 철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 철 원소 및 캐슈테스타 추출물을 포함하는 코어, 및 이에 의해 형성된 쉘로 제공한다. 대안적으로, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 철심(elemental iron core)및 캐슈테스타 추출물 및 철(III)을 포함하는 이상(biphasic) (층을 갖는; layered) 쉘을 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 캐슈테스타 추출물은 먼저 철 (III) 염(철 전구체), 이어서 철 분말(철 전구체)과 반응하여 철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 형성한다. 이는 철 입자 및/또는 산화철 입자를 제공하며, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 제철 추출물 및 철 (III)의 혼합물을 포함하는 단상 쉘(monophasic shell)및 원소 철 코어를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 캐슈테스타 추출물은 철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 형성하기 위해 철 (III) 염(철 전구체)및 철 분말(철 전구체)과 동시에 반응한다. 이는 철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 철 원소 및 캐슈테스타 추출물을 포함하는 코어, 및 캐슈 추출물 및 철 (III)을 포함하는 쉘로 제공한다. 유리하게는, 이는 활성화된 원소 철 또는 철 합금의 코어 상에서 철 산화물 및 캐슈테스타 추출물의 활성화된 쉘의 형성을 가능하게 한다. 산화철 쉘의 두께는 반응 조건에 의해 조절될 수 있을 뿐만 아니라, 철 전구체 비율에 대한 캐슈도 추출물의 양에 의해 제어될 수 있다. 캐슈-철 산화물 쉘의 형성은 보유 시간이 길고 접촉 표면적이 증가됨에 따라 더 큰 항미생물 효능을 제공한다. 추가적으로, 철 원소 또는 철 합금의 코어를 갖는 것이 쉘이 사용됨에 따라 외부 철 산화물 쉘을 재생성함에 따라 유리한 것으로 밝혀졌다.
따라서, 일부 실시예에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 철, Fe3O4 및 페놀 화합물, 아미노산, 탄수화물 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 철은 95% w/w 초과이고, 철-철 산화물 조성물에 대한 Fe3O4는 2% w/w 미만이고, 페놀 화합물, 아미노산, 철-철 산화물 조성물에 대한 탄수화물 또는 이들의 혼합물은 약 3% w/w 내지 약 5% w/w 이다
일부 구현예에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 철, Fe3O4 및 탄수화물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 철은 95% w/w 초과이고, 철-철 산화물 조성물에 대한 Fe3O4는 2% w/w 미만이고, 철-철 산화물 조성물에 대한 탄수화물은 약 3% w/w 내지 약 5% w/w 이다
일부 실시양태에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 철, Fe3O4 및 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 철은 95% w/w 초과이고, 철-철 산화물 조성물에 대한 Fe3O4는 2% w/w 미만이고, 상기 철-철 산화물 조성물에 대한 아미노산은 약 3% w/w 내지 약 5% w/w 이다. 일부 실시양태에서, 아미노산은 글리신, 알라닌, 발린, 류신, 이소류신, 메티오닌, 프롤린, 페닐알라닌, 트립토판, 세린, 트레오닌(threonine), 시스테인(cysteine), 타이로신(tyrosine), 아스파라긴(asparagine), 아스파르트산(aspartic acid), 글루타민(glutamine), 글루타민산(glutamic acid), 라이신(lysine), 아르기닌(arginine), 히스티딘(histidine), 타우린(taurine), 베타인(betaine), n-메틸알라닌(n-methylalanine) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
다른 구현예에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 아미노산, 탄수화물 또는 이들의 혼합물을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 아미노산, 탄수화물 또는 이들의 혼합물은 약 2% w/w 내지 약 6% w/w 이다 다른 실시양태에서, 철-철 산화물 조성물에 대한 아미노산, 탄수화물 또는 이들의 혼합물은 약 2% w/w 내지 약 5% w/w, 또는 약 3% w/w 내지 약 5% w/w 이다. 예를 들어, 메틸셀룰로오스와 제인(zein)의 혼합물이 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 철 코어-쉘 입자이며, 여기서 코어는 철(Fe)을 포함하고 쉘은 아미노산을 포함한다. 다른 실시예에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 복수의 철 코어쉘 입자이며, 여기서 코어는 철(Fe)을 포함하고, 쉘은 아미노산을 포함하고, 코어와 쉘 사이의 계면은 철 산화물을 포함한다. 일부 구현예에서, 산화철은 Fe3O4이다.
일부 실시예에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 철 코어-쉘 입자이며, 여기서 코어는 철(Fe)을 포함하고 쉘은 철(Fe) 및 아미노산을 포함한다. 다른 실시예에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 철 코어-쉘 입자이며, 여기서 코어는 철(Fe)을 포함하고 쉘은 철(Fe) 및 아미노산을 포함하며, 코어와 쉘 사이의 계면은 철 산화물을 포함한다. 일부 구현예에서, 산화철은 Fe3O4이다.
유리하게는, 철 입자가 쉘로 캡슐화될 때, 철 코어는 아미노산 및/또는 탄수화물을 포함하는 캡슐화 쉘 물질에 의해 보호될 수 있다. 이는 추가로 철 산화물의 형성 및 이에 따라 얼굴 마스크에서 이의 사용 때까지 ROS의 생성을 지연시킬 수 있다. 이는 철 입자의 산화를 방지하거나 감소시키고, 따라서 얼굴 마스크의 더 긴 저장 수명을 가능하게 하고 및/또는 더 긴 시간 기간에 걸쳐 추가의 지속성 ROS를 생성한다. 또한, 아미노산 및/또는 탄수화물 캡슐화 물질은 철 코어의 전위를 변화시키고 산화환원 반응 경로를 변경할 수 있다. 예를 들어, 생성된 산화철은 쉘과 철 코어 사이에 계면층을 형성할 수 있다. 이는 ROS의 생성 및 방출이 제어될 수 있게 한다. 이러한 방식으로, 철 입자 상의 쉘은 철 산화의 속도를 제어하여, ROS 의 일정한 방출이 이용 가능하며, 이는 항균 및/또는 항바이러스 효과를 위해 충분하다. 이는 다중 사용에 대한 이의 적합성을 개선하여, 추가적인 세척을 가능하게 한다. 추가적인 이점은 바이오폴리머와 같은 천연 화합물이 철 입자를 캡슐화하기 위해 사용되므로, 바이오폴리머의 생분해성 성질은 쉘이 시간 경과에 따라 분해되게 하는 것이다. 예를 들어, 쉘은 다중 세척 후 시간 경과에 따라 파괴될 수 있다. 이는, 이전에 덜 접근가능한 내부 철 코어가 이제 보다 용이하게 접근될 수 있기 때문에, 추가적인 항균 및/또는 항바이러스 지속 효과를 제공한다.
일부 실시예에서, 쉘은 약 5 nm 내지 약 1 ㎛, 또는 약 50 nm 내지 약 400 nm 의 두께를 갖는다. 다른 실시양태에서, 두께는 약 50 nm 내지 350 nm, 약 50 nm 내지 약 300 nm, 약 100 nm 내지 약 300 nm, 약 150 nm 내지 약 300 nm, 또는 약 200 nm 내지 약 300 nm 이다.
쉘은 철을 추가로 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 일부 실시양태에서, 쉘은 철 및 아미노산, 탄수화물 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 유리하게, 철(iron)이 입자의 표면에 더 가까울수록, 쉘에서 철의 존재는 철에서 산화철로의 산화를 시작하게 할 수 있다. 이러한 점에서, 제 1 예시에서 ROS의 파열 방출이 제공되는데, 이는 안면 마스크가 처음 사용될 때 그리고 충분한 물이 철심에 수분으로 제공되기 전에 사용자에게 보호를 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 캐슈테스타 추출물 대 철 전구체의 부피비 또는 중량비는 약 100:1 내지 약 1:100 이다. 다른 실시양태에서, 상기 비는 약 90:1 내지 약 1:90, 80:1 내지 약 1:80, 70:1 내지 약 1:70, 60:1 내지 약 1:60, 약 50:1 내지 약 1:50, 약 40:1 내지 약 1:40, 약 30:1 내지 약 1:30, 약 20:1 내지 약 1:20, 약 10:1 내지 약 1:10, 또는 약 10:9, 약 10:8, 약 10:7, 약 10:6, 약 10:5, 약 10:4, 약 10:3, 또는 약 10:2 이다. 다른 실시예에서, 상기 비는 약 1:1 내지 약 1:100, 약 1:10 내지 약 1:100, 약 1:20 내지 약 1:100, 약 1:30 내지 약 1:100, 약 1:40 내지 약 1:100, 약 1:50 내지 약 1:100, 약 1:60 내지 약 1:100, 약 1:70 내지 약 1:100, 약 1:80 내지 약 1:100, 또는 약 1:90 내지 약 1:100이다. 다른 실시예에서, 상기 비는 약 100:1 내지 약 1:1, 약 100:1 내지 약 10:1, 약 100:1 내지 약 20:1, 약 100:1 내지 약 30:1, 약 100:1 내지 약 40:1, 약 100:1 내지 약 50:1, 약 100:1 내지 약 60:1, 약 100:1 내지 약 70:1, 약 100:1 내지 약 80:1, 또는 약 100:1 내지 약 90:1 이다.
일부 실시예에서, 상기 철 전구체 내의 철 함량에 대한 캐슈테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:100 이다. 다른 실시양태에서, 비는 약 90:1 내지 약 1:90, 80:1 내지 약 1:80, 70:1 내지 약 1:70, 60:1 내지 약 1:60, 약 50:1 내지 약 1:50, 약 40:1 내지 약 1:40, 약 30:1 내지 약 1:30, 약 20:1 내지 약 1:20, 약 10:1 내지 약 1:10, 또는 약 10:9, 약 10:8, 약 10:7, 약 10:6, 약 10:5, 약 10:4, 약 10:3, 또는 약 10:2 이다. 다른 실시양태에서, 상기 비는 약 1:1 내지 약 1:100, 약 1:10 내지 약 1:100, 약 1:20 내지 약 1:100, 약 1:30 내지 약 1:100, 약 1:40 내지 약 1:100, 약 1:50 내지 약 1:100, 약 1:60 내지 약 1:100, 약 1:70 내지 약 1:100, 약 1:80 내지 약 1:100, 또는 약 1:90 내지 약 1:100 이다. 다른 실시예에서, 상기 비는 약 100:1 내지 약 1:1, 약 100:1 내지 약 10:1, 약 100:1 내지 약 20:1, 약 100:1 내지 약 30:1, 약 100:1 내지 약 40:1, 약 100:1 내지 약 50:1, 약 100:1 내지 약 60:1, 약 100:1 내지 약 70:1, 약 100:1 내지 약 80:1, 또는 약 100:1 내지 약 90:1이다.
일부 실시예에서, 철 분말은 약 10 nm 내지 약 100 ㎛ 의 평균 입자 크기를 갖는다.
일부 실시예에서, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 산화철 나노입자이다. 산화철 나노입자는, 적합한 조건 하에서 금속 전구체 및 환원제를 감소시킴으로써 식물 추출물을 통한 식물-매개 녹색 화학물질 접근법(plant-mediated green chemistry approach)로, 합성될 수 있다. 이러한 공정은 3 단계로 구성된다: (1) 금속 이온이 식물 추출물 내의 페놀 화합물에 의해 환원되고 이어서 환원된 금속 원자의 핵형성이 이어지는 활성화 단계; (2) 작은 NP(나노 입자)가 부착되어 큰 크기의 NP를 형성하는 성장 단계(Ostwald ripening); 및(3) NP가 그들의 형상을 달성하는 종결 단계. 페놀 화합물은 또한 안정화제로 작용하여, 나노입자의 표면을 캡핑(capping)할 수 있다.
산화철 나노입자는 물리적 혼합을 위해 캐슈테스타 추출물에 제공될 수 있다. 대안적으로, 다른 실시예들에서, 철 산화물 나노입자는 철 전구체 및 캐슈테스타 추출물의 존재 하에 제자리에서 화학적으로 합성된다. 철 전구체는 철 (III) 염일 수 있다.
유리하게는, 캐슈테스타 추출물이 철 전구체와 반응할 수 있게 함으로써, 활성화된 산화철 및 캐슈테스타 추출물 나노입자가 형성될 수 있다. 이 방법에서, 나노입자 전체가 활성화된다. 산화철 나노입자의 크기는 반응 조건에 의해 제어될 수 있을 뿐만 아니라, 산철 전구체 비율에 대한 캐슈테스타 추출물의 양을 조절할 수 있다. 활성은 증가된 표면적 및 표면 에너지로 인해 이들 나노입자에 대해 더 큰 것으로 발견되며, 이는 용해를 향한 평형을 선호한다.
일부 실시예에서, 산화철 나노입자는 철 원소(elemental iron)를 포함한다. 다른 구체적인 예에서, 상기 산화철 나노입자는 캐슈테스타 추출물 복합체를 포함한다. 다른 실시양태에서, 산화철 나노입자는 철-페놀 화합물 복합체를 포함한다. 이를 위해, 나노입자는 철 원자 및 페놀 화합물(또는 적어도 탄소 원자)의 네트워크 또는 매트릭스로 구성된다.
산화철 나노입자는 캐슈테스타 추출물에 의해 안정화될 수 있다. 일부 실시예에서, 산화철 나노입자는 페놀성 화합물에 의해 적어도 부분적으로 패시베이션된다. 이를 위해, 미반응 캐슈테스타 추출물은 유사-유사 상호작용을 통해 산화철 나노입자의 표면 상에 물리적으로 흡착될 수 있다. 이는 조성물의 더 큰 안정성, 및 이에 따른 저장 수명을 제공한다.
일부 실시형태에서, 산화철 나노입자는 약 1 nm 내지 약 1000 nm 의 평균 크기를 갖는다. 다른 구현예에서, 평균 크기는 약 10 nm 내지 약 50 nm 이다.
다른 예시로, 산화철 나노입자를 철 분말과 반응시켜 산화철 입자를 형성할 수 있다.
또한, 철 입자 및/또는 산화철 입자와 캐슈테스타 추출물의 물리적 혼합 및 화학 반응 모두에서, 상기 방법은 염기를 첨가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. NaOH, KOH, NH4OH와 같은 염기가 철 입자 및/또는 산화철 입자에 첨가될 수 있다. 염기의 첨가는, 예를 들어, 산화 공정을 통해 철 입자 상에 산화철을 형성하는 것을 용이하게 할 수 있다.
염기는 또한 산화철 입자 전구체에 첨가될 수 있다. 철 및 철 이온의 히드록실화에 의해 Fe(OH)2 및 Fe(OH)3 이 ph > 8 로 형성될 수 있기 때문에, 산화철 입자의 형성이 촉진될 수 있다.
염기는 또한 캐슈테스타 추출물 조성물에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 페놀 화합물의 산화는 반응에 첨가되는 NaOH의 양에 의해 제어될 수 있다. 이는 철 산화물 입자의 형성 뿐만 아니라 표면을 패시베이션하기 위한 페놀 화합물의 흡착을 구동할 수 있다. 또한, ph 조절을 통해 캐슈테스타 추출물 조성물에서 페놀성 화합물의 이온화를 제어함으로써, 항균 효능을 변화시킬 수 있다.
예를 들어, 반응을 위한 시약의 순차적인 첨가는 다음과 같을 수 있다:
예시 1차 시약 2차 시약 3차 시약
A 캐슈테스타 추출물 철분
B 캐슈테스타 추출물 산화철 분자 전구체
C 캐슈테스타 추출물 철분 산화철 분자 전구체
D 캐슈테스타 추출물 산화철 분자 전구체 철분
E 캐슈테스타 추출물 철분 및 산화철 분자 전구체
일부 실시예에서, 캐슈테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 철 산화물 입자(a 및 b)의 중량비는 제제에 대해 약 0.5 중량 % 내지 약 8 중량 % 이다. 일부 구현예에서, 상기 중량비는 약 1 중량% 내지 약 8 중량%, 약 1 중량% 내지 약 7 중량%, 약 1 중량% 내지 약 6 중량%, 약 1 중량% 내지 약 5 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 4 중량% 이다.
캐슈테스타 추출물, 철 입자 및/또는 산화철 입자 및 탄수화물의 조합
천연 성분 제형은 탄수화물을 포함한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 탄수화물은 탄소(C), 수소(H)및 산소(O) 원자로 이루어지는 생체분자, 일반적으로 수소-산소 원자비가 2:1 (물 속에서와 같이), 따라서 조성식 Cm(H20)n(여기서, m 은 n 과 상이할 수 있음)과 같다. 그러나, 모든 탄수화물이 이처럼 정확한 화학양론적 규정(예를 들어, 우론산, 푸코오스(fucose)과 같은 데옥시-당)을 따르는 것은 아니다. 이 용어는 당류의 유의어, 당, 전분, 및 셀룰로오스를 포함하는 기이다. 사카라이드는 4 개의 화학기, 즉 단당류, 이당류, 올리고당 및 다당류로 나눠진다. 단당류 및 이당류, 가장 작은(저분자량)탄수화물은 흔히 당으로 지칭된다. 탄수화물 또는 당의 예는 단당류, 예컨대 글루코스, 갈락토스, 프럭토스, 자일로스; 이당류, 예컨대 수크로스, 락토스, 말토오스, 트레할로스, 폴리올, 예컨대 소르비톨, 만니톨; 말토덱스트린(maloto-oligosaccharide)(말토덱스트린), 라피노스(raffinose), 라키오스(stochyose), 프럭토-올리고당(fructo-oligosaccharide)과 같은 올리고당; 전분(아밀로오스, 아밀로펙틴, 개질된 전분)및 비-전분 다당류(글리코겐, 셀룰로오스, hemicellulose, pectins, hydrocolloids)이다.
탄수화물(c) 대 캐슈테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자(a 및 b)의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:300 이다. 다른 실시양태에서, 중량비는 약 8:1 내지 약 1:250, 약 8:1 내지 약 1:200, 약 8:1 내지 약 1:150, 약 8:1 내지 약 1:100, 약 8:1 내지 약 1:50, 약 8:1 내지 약 1:10, 약 8:1 내지 약 1:5, 약 8:1 내지 약 1:1, 약 6:1 내지 약 1:1, 또는 약 5:1 내지 약 1:1 이다. 다른 실시예에서, 상기 중량비는 약 5:1, 약 4:1, 약 3:1, 약 2:1, 또는 약 1:1 이다. 다른 실시예에서, 상기 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300, 약 30:1 내지 약 1:280, 약 30:1 내지 약 1:260, 약 30:1 내지 약 1:240, 약 30:1 내지 약 1:220, 약 30:1 내지 약 1:200, 약 30:1 내지 약 1:180, 약 30:1 내지 약 1:160, 약 30:1 내지 약 1:140, 약 30:1 내지 약 1:120, 약 30:1 내지 약 1:100, 약 30:1 내지 약 1:90, 약 30:1 내지 약 1:80, 약 30:1 내지 약 1:70, 약 30:1 내지 약 1:60, 약 30:1 내지 약 1:50, 약 30:1 내지 약 1:40, 약 30:1 내지 약 1:30, 약 30:1 내지 약 1:25, 약 30:1 내지 약 1:20, 약 25:1 내지 약 1:30, 약 20:1 내지 약 1:30, 약 20:1 내지 약 1:20, 약 15:1 내지 약 15:12, 약 15:1 내지 약 15:10, 약 15:1 내지 약 15:8, 약 15:1 내지 약 15:6, 약 15:1 내지 약 15:4, 또는 약 15:1 내지 약 15:2 이다.
유리하게는, 이러한 비율로 제형화되는 경우, 탄수화물은캐슈테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 적용된 표면 상의 철 입자 및/또는 산화철 입자에 의해 생성된 라디칼의 체류 시간을 개선한다. 또한, 탄수화물은 캐슈테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 철 산화물 입자의 적용 표면 상의 부착을 개선한다. 이는 캐슈테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 항균 효과를 더욱 향상시키는 역할을 한다.
일부 실시예에서, 탄수화물의 중량비는 제제에 대해 약 1 중량 % 내지 약 15 중량 % 이다. 다른 실시예에서, 중량비는 약 2 중량 % 내지 약 15 중량 %, 약 3 중량 % 내지 약 15 중량 %, 약 4 중량 % 내지 약 15 중량 %, 약 5 중량% 내지 약 15 중량%, 약 5 중량% 내지 약 14 중량%, 약 5 중량% 내지 약 13 중량%, 약 5 중량% 내지 약 12 중량%, 약 5 중량% 내지 약 11 중량%, 또는 약 5 중량% 내지 약 10 중량% 이다.
일부 실시예에서, 탄수화물은 키토산, 말토-올리고당(말토덱스트린), 라피노스, 스토키오스, 프럭토-올리고당; 다당류, 예컨대 전분(아밀로스, 아밀로펙틴, 개질된 전분)및 비전분 다당류(글리코겐, 셀룰로스, 헤미셀룰로오스, 펙틴, 하이드로콜로이드). 다른 구현예에서, 탄수화물은 키토산이다.
키토산은 무작위로 분포된 (3-(1--4)-연결된 D-글루코사민(탈아세틸화된 단위) 및 N-아세틸-D-글루코사민(아세틸화된 단위)으로 구성된 선형 다당류이다. 이는 새우 및 기타 갑각류의 키틴 쉘을 수산화나트륨과 같은 알칼리성 물질로 처리함으로써 제조될 수 있다.
일부 실시예에서, 키토산은 약 2 kDa 내지 약 500 kDa 의 분자량을 갖는다. 다른 실시예에서, 키토산은 약 2 kDa 내지 약 400 kDa, 약 2 kDa 내지 약 350 kDa, 약 2 kDa 내지 약 300 kDa, 약 2 kDa 내지 약 250 kDa, 약 2 kDa 내지 약 200 kDa, 약 2 kDa 내지 약 150 kDa, 약 2 kDa 내지 약 100 kDa, 약 2 kDa 내지 약 80 kDa, 또는 약 2 kDa 내지 약 50 kDa이다. 다른 실시예에서, 키토산은 약 10 kDa 내지 약 300 kDa, 약 10 kDa 내지 약 250 kDa, 약 10 kDa 내지 약 240 kDa, 약 10 kDa 내지 약 230 kDa, 약 10 kDa 내지 약 220 kDa, 약 10 kDa 내지 약 210 kDa, 약 10 kDa 내지 약 200 kDa, 약 20 kDa 내지 약 200 kDa, 약 30 kDa 내지 약 200 kDa, 약 40 kDa 내지 약 200 kDa, 약 50 kDa 내지 약 200 kDa, 약 50 kDa 내지 약 190 kDa, 약 60 kDa 내지 약 190 kDa, 약 70 kDa 내지 약 190 kDa, 약 80 kDa 내지 약 190 kDa, 약 90 kDa 내지 약 190 kDa, 약 100 kDa 내지 약 190 kDa, 약 100 kDa 내지 약 180 kDa, 약 100 kDa 내지 약 170 kDa, 약 100 kDa 내지 약 160 kDa, 약 100 kDa 내지 약 150 kDa, 또는 약 100 kDa 내지 약 140 kDa 이다.
일부 실시예에서, 키토산은 약 100 cP 내지 약 1500 cP 의 점도를 갖는다. 다른 실시예에서, 키토산은 약 100 cP 내지 약 1400 cP, 약 100 cP 내지 약 1300 cP, 약 100 cP 내지 약 1200 cP, 약 100 cP 내지 약 1100 cP, 약 100 cP 내지 약 1000 cP, 약 200 cP 내지 약 1000 cP, 약 200 cP 내지 약 900 cP, 약 300 cP 내지 약 900 cP, 약 400 cP 내지 약 900 cP, 약 400 cP 내지 약 800 cP, 약 400 cP 내지 약 700 cP, 또는 약 400 cP 내지 약 600 cP 이다.
기타 부형제
일부 실시예에서, 천연 성분 제형은 부형제를 추가로 포함한다.
"부형제" 는 활성 물질을 위한 비히클 또는 매질의 역할을 하는 비활성 물질로, 임의의 및 오일 용매, 분산 매체, 불활성 희석제, 또는 다른 액체 운반체, 분산액 또는 현탁액 보조제, 과립화 제제, 표면 활성제, 붕해제, 등장화제, 증점제 또는 유화제, 보존제, 결합제, 윤활제, 완충제, 오일 등이 있다. 제형화 조성물 및 이의 제조를 위한 공지된 기술에 사용되는 다양한 부형제는 문헌 G.A.K Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 21st ed.(2006), Lippincott Williams & Wilkins.에 개시된다. 임의의 통상적인 부형제가 물질 또는 그의 유도체와 양립할 수 없는 한, 예컨대 임의의 바람직하지 않은 생물학적 효과를 생성하거나, 그렇지 않으면 임의의 다른 성분(들)과 유해한 방식으로 상호작용하는 것을 제외하고는, 약학 조성물, 이의 용도는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다.
포뮬레이터(formulator)의 판단에 따라, 착색제, 코팅제, 항산화제 또는 보존제 및 향료제와 같은 부형제가 조성물에 존재할 수 있다. 부형제의 예는 콜로이드성 실리카, 히드록시프로필 메틸셀룰로오스, 비타민 a, 비타민 e, 비타민 c, 레티닐 팔미테이트, 셀레늄, 나트륨 메타바이술라이트, 프로필 갈레이트, 시스테인, 메티오닌, 시트르산, 소듐 시트레이트, 메틸 파라벤인, -프로필 파라벤인, 벤즈알칸클로라이드, 및 라놀린을 포함한다.
유리하게는, 이는 조성물의 운반 및 저장의 용이성을 허용한다. 조성물의 저장 수명도 또한 개선될 수 있다.
일부 실시양태에서, 부형제는 착색제, 습윤제, 향료, 안정화제, 투과화제, 부착 촉진제, 필름 형성제, 형질감염제, 계면활성제, 용매, 산화방지제 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.
일부 실시양태에서, 천연 성분 제형은 테르펜 군으로부터 선택된 착색제를 추가로 포함한다. 다른 구체예에서, 착색제는 b-카로틴, 천식 천식 또는 이들의 조합으로부터 선택된다. 다른 실시양태에서, 착색제는 천연 공급원으로부터 추출된 성분이다. 상기 착색제는 차콜 블랙(charcoal black), 아나토닌(annatto), 카라셀(caramel), 카민(carmine), 클로로프릴 i(chlorphyl i in cu complex), 구아자렌(guaiazulenene), 케나비(henna), 구아닌(guanine), 스피룰리나(spirulina), 클로로필(chlorophyte, green 해조류), 청색 완두, 또는 이들의 조합일 수 있다.
P-카로틴은 진균, 식물 및 과일에 풍부한 유기, 강하게 착색된 적색-오렌지색 안료이다. 이는 테르페노이드로, 8 개의 이소프렌 단위로부터 생화학적으로 합성되어 40 개의 탄소를 갖는 카로테스의 부재이다. 카로티텐 중 p-카로틴은 분자의 양 말단에 β-고리가 존재하여 구분된다.
아스타잔틴(3,3'- 디하이드록시-b, b-카로틴-4,4'- 디온)은 일반적인 영양학적, 유기 적색 안료이다. ATX는(C40H52O4)의 조성식을 갖고, 진균 및 조류와 같은 미생물에 의해 생산되고, 또한 해양 동물(예를 들어, 연어, 갑각류)에서 발견되어 이들을 별개의 적갈색 색상으로 제공한다. 이는 케토-카로티노이드(keto-caroteoid)이다. 이는 5개의 탄소 전구체, 이소펜테닐 디포스페이트, 및 이인산염 미데틸알릴로부터 구축된 테르펜으로서 공지된 더 큰 부류의 화학 화합물에 속한다. 아스타잔틴은 산소-함유 성분, 히드록실 또는 케톤, 예컨대 제아잔틴 및 칸티아잔틴을 갖는 크산토필, 카로티노이드 화합물로 분류된다.
유리하게는, 착색제는 표면이 항균 코팅으로 코팅되는 시각적 단서(visual cue)를 사용자에게 제공한다. 제제에서의 활성 성분은 또한 염료를 분해할 수 있기 때문에, 균색의 강도는 항균 효과가 감소함에 따라 감소할 것이다. 이는 사용자에게 신뢰도를 제공하고, 또한 코팅의 재적용을 위한 표시를 제공한다.
더욱 유리하게는, p-카로틴 및 아스타잔틴은 강력한 생체활성을 가질 수 있다. 예를 들어, 베타-카로틴(β-carotene)은 P 주사기, P.카로토보룸(p. carotovorum), 및 B.서브틸리스(B.subtilis)에 대해 상당한 항균 활성을 가질 수 있다. 예를 들어, ATX는 그람양성 및-음성 병원체 모두의 성장을 유의하게 억제할 수 있다.
일부 실시예에서, 착색제의 중량비는 제제에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%이다. 다른 실시예에서, 중량비는 약 0.01 중량% 내지 약 9 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 8 중량%, 0.01 중량% 내지 약 7 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 6 중량%, 약 0.05 중량% 내지 약 10 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 9 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 8 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 7 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 6 중량%, 또는 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%이다.
일부 실시양태에서, 천연 성분 제형은 습윤제를 추가로 포함한다. 습윤제는 촉촉하게 유지하는데 사용되는 흡습성 물질이다. 이는 보습, 보습 및 피부를 보호, 보습 및 윤활하는데 일반적으로 사용된다. 이러한 기능은 정상적으로 건강한 피부에 의해 생산된 피지(sebum)에 의해 수행된다.
일부 실시예에서, 습윤제는 글리세린, 우레아, 피롤리딘 카르복실산, 알로에 베라 또는 이들의 조합으로부터 선택된다. 다른 실시예에서, 습윤제는 글리세린이다.
일부 실시예에서, 습윤제 대 탄수화물의 중량비는 약 50:15 내지 약 150:15 이다. 다른 실시예에서, 중량비는 약 60:15 내지 약 150:15, 약 70:15 내지 약 150:15, 약 80:15 내지 약 150:15, 약 90:15 내지 약 150:15, 약 100:15 내지 약 150:15, 약 60:15 내지 약 100:15, 약 60:15 내지 약 90:15, 약 70:15 내지 약 90:15, 또는 약 70:15 내지 약 80:15 이다.
일부 실시예에서, 습윤제의 중량비는 제제에 대해 약 2 중량% 내지 약 60 중량% 이다. 다른 실시예에서, 중량비는 약 2 중량% 내지 약 55 중량%, 약 2 중량% 내지 약 50 중량%, 약 2 중량% 내지 약 45 중량%, 약 2 중량% 내지 약 40 중량%, 약 2 중량% 내지 약 35 중량%, 약 2 중량% 내지 약 30 중량%, 약 2 중량% 내지 약 25 중량%, 약 2 중량% 내지 약 20 중량%, 약 2 중량% 내지 약 18 중량%, 약 2 중량% 내지 약 16 중량%, 약 2 중량% 내지 약 14 중량%, 약 2 중량% 내지 약 12 중량%, 약 2 중량% 내지 약 10 중량%, 약 2 중량% 내지 약 9 중량%, 약 2 중량% 내지 약 8 중량%, 약 2 중량% 내지 약 7 중량%, 약 2 중량% 내지 약 6 중량%, 또는 약 2 중량% 내지 약 5 중량% 이다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제형은 방향제를 추가로 포함한다. 향료 또는 방향제는 향료 에센셜 오일 또는 아로마 화합물의 혼합물일 수 있다. 상기 향기는 에센셜 오일 또는 이들의 혼합물 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 에센셜 오일은 라벤더, 복숭아, 한천 오일 또는 오드, 아자윈 오일, 안젤리카 뿌리 오일, 아니스 오일, 감초, 아사포에티다 오일, 발삼, 바질 오일, 베이 오일, 베르가모트 오일, 후추 오일, 부추 오일, 자작나무 오일, 캄포르 오일, 대마초 꽃 에센셜 오일, 칼라모딘 오일 또는 칼라만시 에센셜 오일, 카라웨이 씨 오일, 카다몬 씨 오일, 당근 씨 오일, 시더 오일 (또는 시더 우드 오일), 카모마일 오일, 칼라머스 오일, 계피 오일, 시트러스 라다니퍼, 유자 오일, 시트로넬라 오일, 클라리 세이지 오일, 코코넛 오일, 클로브 오일, 커피 오일, 코리앤더 오일, 코스메리 오일 (바이블 잎 오일), 코스투스 뿌리 오일, 크랜베리 씨 오일, 큐베브 오일, 큐민 씨 오일/블랙 씨 오일, 사이프러스 오일, 시프리올 오일, 커리 잎 오일, 다바나 오일, 딜 오일, 일렉캄페인 오일, 엘레미 오일, 유칼립투스 오일, 펜넬 씨 오일, 페누그릭 오일, 피르 오일, 프랭킨센스 오일, 갈랑갈 오일, 갈바늄 오일, 마늘 오일, 제라늄 오일, 생강 오일, 골덴로드 오일, 그레이프루트 오일, 헨나 오일, 헬리크리섬 오일, 히코리 넛 오일, 양고추냉이 오일, 히스프, 이다호-생선 탄시, 자스민 오일, 주니퍼 베리 오일, 라우러스 노빌리스, 라벤더 오일, 레몬 오일, 레몬 오일, 레몬그라스, 라임, 리트씨 쿠베바 오일, 리날로올, 만다린, 마조람, 멜리사 오일 (레몬 밤), 멘타 아르벤시스 오일, 민트 오일, 모링가 마운틴 오일, 세이버 워트 오일 머스타르 오일, 몰약 오일, 머틀, 님 오일 또는 님 트리 오일, 네롤리(쓴맛 오렌지), 육두구 오일, 오레가노 오일, 오리스 오일, 팔로 산토, 파슬리 오일, 패출리 오일, 페릴라 에센셜 오일, 페니로얄 오일, 페퍼민트 오일, 쁘띠그레인, 파인 오일, 라벤사라 레드 시더, 로만 카모마일, 로즈 오일, 로즈힙 오일, 로즈마리 오일, 로즈우드 오일, 세이지 오일, 스타 아니스 오일, 샌달우드 오일, 사사소프라스 오일, 세이보리 오일, 오미자 오일, 스피어민트 오일, 스피케나드, 스피루스 오일, 탄제린, 타라곤 오일, 티트리 오일, 타임 오일, 쯔가(Tsuga), 울금(Turmeric), 발레리안(Valerian), 바리오니아(Warionia), 베티버 오일(Vetiver oil)(쿠스 오일), 웨스턴 레드 시더(Western red cedar), 윈터그린(Wintergreen), 야로우 오일(Yarrow oil), 일랑일랑(Ylang-ylang), 유즈 오일(yuzu oil), 유즈 씨 오일(yuzu seed oil), 만다린 필 오일(mandarin peel oil) 또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.
일부 실시예에서, 방향제는 캡슐화된 형태로 제공된다. 이와 관련하여, 향기는, 경질 또는 연질 중합체 필름으로 구성된 마이크로미터형 쉘 내에, 마이크로-크기 입자로 봉입될 수 있다. 외피는 제형이 표면에 적용되어 향기를 방출할 때 파괴될 수 있다. 대안적으로, 쉘은 제어된 방식으로 방향제를 방출할 수 있는 다공성 구조를 가질 수 있다. 쉘을 형성하기 위한 중합체의 예는 에틸 셀룰로오스, 폴리비닐 알코올, 젤라틴, 나트륨 알기네이트, 또는 이들의 조합이다. 이는 유리하게는 후각 수용뿐만 아니라 항-미생물 활성에서 지속되는 제형을 제공한다.
일부 실시예에서, 상기 탄수화물에 대한 향기의 중량비는 약 1:15 내지 약 60:15 이고, 다른 실시예에서, 중량비는 약 1:15 내지 약 55:15, 약 1:15 내지 약 50:15, 약 1:15 내지 약 45:15, 약 1:15 내지 약 40:15, 약 1:15 내지 약 35:15, 약 1:15 내지 약 30:15, 약 1:15 내지 약 25:15, 약 1:15 내지 약 20:15, 약 1:15 내지 약 18:15, 1:15 내지 약 16:15, 1:15 내지 약 14:15, 1:15 내지 약 12:15, 1:15 내지 약 10:15, 1:15 내지 약 8:15, 1:15 내지 약 6:15, 1:15 내지 약 4:15, 또는 1:15 내지 약 2:15 이다.
일부 실시예에서, 방향제의 중량비는 제제에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 40 중량% 이다. 다른 실시예에서, 중량비는 약 0.01 중량% 내지 약 35 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 30 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 25 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 20 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 15 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 4 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 3 중량%, 약 0 01 wt % 내지 약 2 wt %, 약 0.01 wt % 내지 약 1 wt %, 약 0.01 wt % 내지 약 0.5 wt %, 또는 약 0.01 wt % 내지 약 0.1 wt % 이다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제제는 투과화제(permeabilizer)를 추가로 포함한다. 투과화제는 제형을 미생물에 투과시키거나 또는 더 투과시킬 수 있도록 작용한다. 투과화제는 폴리에틸렌이민(PEI)및 락트산으로부터 선택될 수 있다.
폴리에틸렌이민(PEI)은 아민기와 2개의 탄소 지방족 CH2CH2 스페이서로 구성된 반복하는 단위를 갖는 중합체이다. 선형 PEI는 1차 아민을 함유하는 분지형 PEI 와는 대조적으로, 모든 2차 아민을 함유한다. 2차 및 3차 아민 그룹, 완전히 분지된 덴드리머(dendrimeric) 형태도 사용될 수 있으며 이 범위 내에 포함된다. PEI를 포함하는 공중합체 및 블록 공중합체 또한 이 범위 내에 포함된다.
예를 들어, 폴리(에틸렌 글리콜)-블록-폴리에틸렌이민이 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, PEI 는 약 1000 Da 내지 약 50000 Da 의 분자량을 갖는다. 분자량은, 예를 들어, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정될 수 있다. 다른 실시예에서, 분자량은 약 1000 Da 내지 약 50000 Da, 약 1000 Da 내지 약 45000 Da, 약 1000 Da 내지 약 40000 Da, 약 1000 Da 내지 약 35000 Da, 약 1000 Da 내지 약 30000 Da, 약 1000 Da 내지 약 25000 Da, 약 1000 Da 내지 약 15000 Da, 약 1000 Da 내지 약 10000 Da, 약 2000 Da 내지 약 10000 Da, 약 3000 Da 내지 약 10000 Da, 약 4000 Da 내지 약 10000 Da, 약 5000 Da 내지 약 10000 Da, 약 6000 Da 내지 약 10000 Da, 약 7000 Da 내지 약 10000 Da, 또는 약 8000 Da 내지 약 10000 Da 이다.
일부 실시예에서, 투과화제 대 탄수화물의 중량비는 약 0.1:15 내지 약 40:15 이다. 다른 실시예에서, 중량비는 약 0.1:15 내지 약 35:15, 약 0.1:15 내지 약 30:15, 약 0.1:15 내지 약 25:15, 약 0.1:15 내지 약 20:15, 약 0.1:15 내지 약 15:15, 약 0.1:15 내지 약 10:15, 약 0.1:15 내지 약 5:15, 약 0.1:15 내지 약 4:15, 약 0.1:15 내지 약 3:15, 약 0.1:15 내지 약 2:15, 또는 약 0.5:15 내지 약 2:15이다.
일부 실시예에서, 투과화제의 중량비는 제제에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 25 중량% 이다. 다른 실시예에서, 중량비는 약 0.01 중량% 내지 약 20 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 15 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 8 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 4 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 3 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 0 5 중량%, 또는 약 0.01 중량% 내지 약 0.1 중량%이다.
일부 실시양태에서, 천연 성분 제제는 계면활성제를 추가로 포함한다. 계면활성제는 서로 자발적으로 결합하여 소포체를 형성하는 분자이다. 계면활성제는 두 액체 사이, 가스와 액체 사이, 또는 액체와 고체 사이의 표면 장력(또는 계면 장력)을 낮추는 화합물이다. 계면활성제는 세제, 습윤제, 유화제, 발포제 또는 분산제로 작용할 수 있고, 일반적으로 친수성 헤드 및 소수성 테일을 갖는다. 계면활성제는 음이온성, 양이온성, 양쪽성 또는 비이온성일 수 있다. 계면활성제는 코코암포아세테이트 염, 소듐 라우릴 설페이트, 암모늄 라우릴 설페이트, 소듐 라요도설페이트, 타우레이트, 이세티오네이트, 올레핀 설포네이트, 설포숙시네이트, 세트리모늄 클로라이드, 스테아르알킬늄 클로라이드, 소듐 라우로노디프로피오네이트, 소듐 라우로암포디아세테이트, 세틸 또는 스테아릴 알코올, 폴리소르베이트 에스테르 등으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 디소디움 코코암포디아세테이트(DSCADA)는 합성 양쪽성 계면활성제이다. 일부 실시예에서, 계면활성제는 데실 글루코시드이다.
일부 실시예에서, 계면활성제와 탄수화물의 중량비는 약 5:15 내지 약 750:15 이다. 다른 실시양태에서, 중량비는 약 5:15 내지 약 700:15, 약 5:15 내지 약 650:15, 약 5:15 내지 약 600:15, 약 5:15 내지 약 550:15, 약 5:15 내지 약 500:15, 약 5:15 내지 약 450:15, 약 5:15 내지 약 400:15, 약 5:15 내지 약 350:15, 약 5:15 내지 약 300:15, 약 5:15 내지 약 250:15, 약 5:15 내지 약 200:15, 약 5:15 내지 약 150:15, 약 5:15 내지 약 100:15, 약 5:15 내지 약 50:15, 약 5:15 내지 약 20:15, 약 5:15 내지 약 18:15, 약 5:15 내지 약 16:15, 약 5:15 내지 약 14:15, 약 5:15 내지 약 12:15, 약 7:15 내지 약 12:15, 또는 약 8:15 내지 약 12:15 이다.
일부 실시예에서, 계면활성제의 중량비는 제형에 대해 약 0.5 중량% 내지 약 80 중량% 이다. 다른 구체예에서, 중량비는 약 0.5 중량% 내지 약 70 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 60 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 50 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 40 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 30 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 2 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 1.5 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 1 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 0.9 중량%, 또는 약 0.5 중량% 내지 약 0.8 중량%이다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제제는 필름 형성제를 추가로 포함한다. 필름-형성제는 응집성(cohesive)을 남기는 물질이며, 표면에 도포될 때 표면에 걸쳐 연속적인 피복을 갖는다. 필름은 강한 친수성 성질을 가져서 부드러운 느낌을 줄 수 있다. 필름-형성제의 예는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 아크릴레이트, 아크릴아미드, 및 공중합체를 포함한다. 일부 실시양태에서, 제제는 (3-글리시딜옥시프로필) 트리메톡시실란 및/또는 젤라틴으로부터 선택된 필름 형성제를 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 필름 형성제의 중량비는 제제에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량% 이다. 다른 실시예에서, 중량비는 약 0.01 중량% 내지 약 9 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 8 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 7 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 6 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 4 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 3 중량%, 약 0.05 중량% 내지 약 3 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 3 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%, 또는 약 0.5 중량% 내지 약 1 중량%이다. 예를 들어, (3-글리시딜옥시프로필) 트리메톡시실란 및/또는 젤라틴은 약 0.5 중량% 내지 약 1 중량% 로 첨가될 수 있다.
일부 실시예에서, 필름 형성제의 중량비는 제제에 대해 약 10 중량% 내지 약 25 중량% 이다. 다른 실시예에서, 중량비는 약 12 중량% 내지 약 25 중량%, 약 14 중량% 내지 약 25 중량%, 약 16 중량% 내지 약 25 중량%, 약 18 중량% 내지 약 25 중량%, 또는 약 18 중량% 내지 약 20 중량% 이다.
유리하게는, 필름 형성제의 첨가는 항균 효과의 능력을 향상시키는 것으로 밝혀졌다. 필름 형성제는 또한 금속 표면 상의 개선된 코팅을 허용한다. 이는 제형이 최대 6 개월간 장기간 코팅제로 적용될 수 있게 한다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제제는 용매를 추가로 포함한다. 용매는 수성 매질일 수 있다. 용매는 예를 들어 물, 및/또는 에틸 아세테이트일 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "수용액" 또는 "수성 매질"은 물 기반 용매 또는 용매 시스템을 지칭하며, 주로 물을 포함한다. 이러한 용매는 극성 또는 비극성, 및/또는 양성자성 또는 비양성자성 중 어느 하나일 수 있다. 용매 시스템은 최종 단일 상을 초래하는 용매의 조합을 지칭한다. '용매' 및 '용매 시스템' 모두는 펜탄, 사이클로펜탄, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔, 디옥산, 클로로포름, 디에틸에테르, 디클로로메탄, 테트라하이드로푸란, 에틸 아세테이트, 아세톤, 디메틸포름아미드, 아세토니트릴, 디메틸 설폭사이드, 니트로메탄, 프로필렌 카보네이트, 포름산, 부탄올, 이소프로판올, 프로판올, 에탄올, 메탄올, 아세트산, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 또는 물. 수계 용매 또는 용매 시스템은 또한 용해된 이온, 염 및 분자, 예컨대 아미노산, 단백질, 당 및 인지질을 포함할 수 있다. 이러한 염은 염화나트륨, 염화칼륨, 아세트산암모늄, 아세트산마그네슘, 염화마그네슘, 황산마그네슘, 아세트산칼륨, 염화 칼륨, 아세트산나트륨, 시트르산나트륨, 염화아연, 헤페스 나트륨, 염화칼슘, 질산철, 중탄산나트륨, 인산칼륨 및 인산나트륨일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이와 같이, 생물학적 유체, 생리학적 용액 및 배양 배지는 또한 이러한 정의 내에 속한다. 대부분의 실시예에서, 수용액은 물이다. 일부 실시예에서, 수용액은 탈이온수(deionized water)이다. 일부 실시예에서, 수용액은 밀리포어 물(millipore water)이다.
일부 실시예에서, 용매 대 탄수화물의 중량비는 약 100:15 내지 약 3000:15 이다. 다른 실시예에서, 중량비는 약 100:15 내지 약 2500:15, 약 100:15 내지 약 2000:15, 약 100:15 내지 약 1500:15, 약 200:15 내지 약 1500:15, 약 300:15 내지 약 1500:15, 약 400:15 내지 약 1500:15, 약 500:15 내지 약 1500:15, 약 600:15 내지 약 1500:15, 약 700:15 내지 약 1500:15, 또는 약 700:15 내지 약 1200:15 이다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제제는 항산화제를 추가로 포함한다. 상기 항산화제는, 예를 들면, 옥살산, 피틴산, 탄닌, 아스코르브산, 글루타티온, 리포산, 요산, 카로테니, 유비퀴놀, a-토코페롤 일 수 있다. 산화제의 다른 예는 부틸화 하이드록시톨루엔(butylated hydroxytoluene)이다.
유리하게는, 항산화제의 첨가는 철 입자의 자유 라디칼 생성을 "보존" 또는 적어도 느리게 하는 것을 도울 수 있다는 것이 발견되었다. 이는 제형의 저장 수명을 향상시키고 동시에 항미생물 효능의 감소를 야기하지 않는다.
일부 실시예에서, 산화제의 중량비는 제제에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량% 이다. 다른 구체예에서, 중량비는 약 0.01 중량% 내지 약 4 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 3 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 0.5 중량%, 또는 약 0.01 중량% 내지 약 0.1 중량% 이다.
일부 실시예에서, 제형는 셀룰로오스를 추가로 포함한다. 셀룰로오스는 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 의 입자 크기를 갖는 분말형 셀룰로오스일 수 있다. 셀룰로오스는 과일 껍질 및/또는 박테리아 및 효모(SCO BY)의 공생 배양물로부터 추출될 수 있다. SCO BY는 콤부차의 발효 및 생산에 사용되는 성분이다. 일부 실시예에서, 셀룰로오스는 두리안 껍질로부터 추출된다.
분말형 셀룰로오스의 첨가는 운반이 용이하게 될 수 있는 지속가능한 리필 분말을 생성한다. 식품폐기물로부터 셀룰로오스를 사용하는 것은 수송에 필요한 감소된 에너지로 인해 탄소 배출(footprint)을 감소시킬 수 있다. 재활용 가능한 병 및 분말을 사용하여, 1 백만 초과의 플라스틱 병을 연간 감소시킬 수 있어, 스위치를 재충전 가능한 세척으로 만들 수 있다. 따라서, 사용자는 단순히 물을 리필 파우더에 추가하여 사용을 위한 액체로 제형을 재구성할 수 있다.
또한, 두리안 껍질 및/또는 SCO BY로부터 추출된 셀룰로오스는 다른 공급원으로부터 유래된 셀룰로오스와 비교하여 0.3 log 감소를 갖는 것으로 밝혀졌다. 두리안 껍질 및/또는 SCO BY로부터 추출된 셀룰로오스의 첨가는 제제의 항균 활성을 상승적으로 (또는 적어도 적층)개선시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 셀룰로오스는 제제에 대해 약 1 중량% 내지 약 20 중량% 이다. 다른 구체예에서, 중량비는 약 1 중량% 내지 약 15 중량%, 약 2 중량% 내지 약 15 중량%, 약 4 중량% 내지 약 15 중량%, 약 6 중량% 내지 약 15 중량%, 약 8 중량% 내지 약 15 중량%, 약 10 중량% 내지 약 15 중량%, 또는 약 12 중량% 내지 약 15 중량% 이다.
상기 제형은 말토덱스트린을 추가로 포함할 수 있다. 말토덱스트린은 리필 분말의 유동성을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 말토덱스트린의 중량비는 제형에 대해 약 1 중량% 내지 약 20 중량% 이다. 다른 실시예에서, 중량비는 약 1 중량% 내지 약 15 중량%, 약 2 중량% 내지 약 15 중량%, 약 4 중량% 내지 약 15 중량%, 약 6 중량% 내지 약 15 중량%, 약 8 중량% 내지 약 15 중량%, 약 10 중량% 내지 약 15 중량%, 또는 약 12 중량% 내지 약 15 중량% 이다.
천연 성분 제형
일부 실시예에서, 천연 성분 제형은 약 4 내지 약 5 의 pH 를 갖는다. pH 는 아세트산 또는 임의의 다른 pH 완충제의 제어된 첨가를 통해 조절될 수 있다. pH가 이 범위 내에 있을 때, 라디칼은 더욱 유리하게 더 안정적이라는 것이 발견되었다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제형은 5 분 후 대장균에 대해 적어도 약 2 log 감소를 갖는다. 다른 실시예에서, 천연 성분 제형은 약 3 log 감소, 약 4 log 감소, 또는 약 5 log 감소를 나타낸다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제형은 1 분 후 대장균에 대해 적어도 약 2 log 감소를 갖는다. 다른 실시예에서, 천연 성분 제형은 약 3 log 감소, 약 4 log 감소, 또는 약 5 log 감소를 나타낸다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제형은 5 분 후 s. aureus 에 대해 적어도 약 2 log 감소를 갖는다. 다른 실시예에서, 천연 성분 제형은 약 3 log 감소, 약 4 log 감소, 또는 약 5 log 감소를 나타낸다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제형은 1 분 후 s. aureus 에 대해 적어도 약 2 log 감소를 갖는다. 다른 실시예에서, 천연 성분 제형은 약 3 log 감소, 약 4 log 감소, 또는 약 5 log 감소를 나타낸다.
일부 실시예에서, 제형은 적어도 약 90% 의 항바이러스 활성 속도를 갖는다. 다른 실시예에서, 항바이러스 활성 속도는 적어도 약 91%, 약 92%, 약 93%, 약 94%, 약 95%, 약 96%, 약 97%, 약 98%, 또는 약 99%이다. 제형은 바이러스, 예컨대 HCoV-229E 바이러스, 뮤린-간염 바이러스 및/또는 H3N2 바이러스에 대한 항바이러스 활성을 가질 수 있다.
본 발명은 항-미생물 응용에서 제형을 사용하는 방법을 제공한다. 본원에 개시된 바와 같은 제형은 임의의 적용가능한 형태일 수 있다. 예를 들어, 제형은 겔, 액체, 또는 분무가능한 형태로 제조될 수 있다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제형은 항균 코팅, 소독제, 손 살균제 및/또는 비누로 사용하기 위한 것이다. 제형은 또한 세제, 에어로졸, 모든 목적 클리너, 해충 방제 용액 및 식기 세척액에 사용될 수 있다.
예를 들어, 분무제로 사용하기에 적합하도록, 점도 감소제는 약 80,000 cPs 내지 약 900,000 cPs 의 점도를 갖는 최종 생성물을 갖도록 첨가될 수 있다. 철 입자가 나노 및/또는 마이크로 크기이기 때문에, 이들은 적절한 기간 동안 공기 중에 분산되어 현탁될 수 있다. 표면에 분무될 때, 비-응집된 철 입자는 또한 표면 상에 균질하게 분산될 수 있다.
제형은 이러한 개체가 예를 들어 처리된 표면과 접촉할 때 유해한 입자 물질, 휘발성 유기 화합물, 폴리방향족 탄화수소를 분해할 수 있는 바와 같은 공기 정제에 사용될 수 있다. 제형은 또한 추가적인 보안 층으로 공기 필터 및 여과 시스템을 위한 코팅을 형성하는 데 사용될 수 있다.
제형은 또한 항균 코팅을 형성하기 위해 바니쉬(varnish)와 같은 수지 또는 중합체와 조합하여 사용될 수 있다. 상기 제형은 또한 얼룩 방지 코팅을 형성하기 위해 바니쉬(varnish)와 같은 수지 또는 중합체와 조합하여 사용될 수 있다.
제형은 폐수 처리 또는 관리에 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 조성물은 미생물을 사멸시키고 및/또는 방향족 착색제 및 불순물을 감소시키기 위해 폐수에 첨가될 수 있다.
이는 또한 물 정제를 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 제형은 염료 착색에서의 적어도 60% 감소를 제공할 수 있다. 일부 실시양태에서, 제형은 브릴리언트 블루 R 착색에서의 적어도 60% 감소를 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 제형은 습윤 와이프(wet wipe)로 사용하기 위한 직물의 적어도 표면 상에 적용된다. 제형은 제형의 용액에 직물을 침지시킴으로써 직물에 균질하게 적용될 수 있다. 직물은 제형에 의해 함침될 수 있다.
일부 실시예에서, 제제와 직물의 중량비는 약 2:1 내지 약 10:1 이다. 다른 실시예에서, 중량비는 약 2:1 내지 약 9:1, 약 2:1 내지 약 8:1, 약 2:1 내지 약 7:1, 약 2:1 내지 약 6:1, 또는 약 2:1 내지 약 5:1 이다.
일부 실시예에서, 직물은 다공성 직물이다. 다른 실시예에서, 직물은 부직포이다. 부직포는, 화학적, 기계적, 열적, 또는 용매 처리에 의해 함께 결합된, 스테이플 섬유(짧은) 및 긴 섬유(연속적으로 긴)로부터 제조된 직물-유사 물질이다. 부직포의 예는 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌을 포함한다.
일부 실시예에서, 직물은 과일 껍질로부터 추출된 셀룰로오스 및/또는 박테리아 및 효모(SCO BY)의 공생 배양물을 포함한다. SCO BY는 콤부차의 발효 및 생산에 사용되는 성분이다. 일부 실시예에서, 셀룰로스는 두리안 껍질로부터 추출된다. 일부 실시예에서, 직물은 대나무 섬유를 추가로 포함한다.
두리안 계절 동안 생산되는 막대한 양의 두리안 껍질 폐기물이 존재한다. 싱가포르인은 2018년 상반기 동안 6백만개의 두리안을 소비하였으며, 1년 동안은 대략 12백만개의 두리안을 소비한다. 두리안 껍질은 전체 두리안의 60%를 구성한다. 이것은 폐기물로 폐기되고 소각되고, 적절하게 배치되지 않으면 환경 문제를 야기할 수 있다. 대략 14,000 톤의 두리안 폐기물이 매 년에 소각되고 있다. 두리안 껍질은 31-35% 셀룰로오스를 함유하는 것으로 연구되어 왔다. 이는 약 1/3(30%)의 껍질(rind:경막)이 셀룰로오스로 변환될 수 있음을 의미한다. 셀룰로오스가 풍부한 다른 식품 폐기물은 콤부차 차 생산으로부터의 부산물인 SCO BY이다. SCO BY는 대략 90%의 셀룰로오스를 함유한다.
상기 언급된 바와 같이, 두리안 껍질 및/또는 SCO BY로부터 추출된 셀룰로오스는 약 0.3 로그 감소의 항균 활성을 나타낸다. 따라서, 본 발명은 또한 과일 껍질로부터 추출된 셀룰로오스 및/또는 박테리아 및 효모(SCO BY)의 공생 배양물을 포함하는 직물을 제공한다.
본 발명은 또한 과일 껍질 및/또는 SCO BY로부터 셀룰로오스를 추출하는 방법을 제공한다. 예를 들어, 상기 방법은 동결 건조 단계, 분쇄 및/또는 밀링 단계, 셀룰로오스 추출 단계, 및 건조 단계를 포함할 수 있다. 밀링된 샘플을 용액에 분산하고 셀룰로오스를 분리하기 위해 원심분리하여 셀룰로스를 추출할 수 있다. 대안적으로, 생물반응기가 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 본원에 개시된 바와 같은 천연 성분 제형의 사용을 포함하는, 표면을 소독하는 방법을 제공한다. 예를 들어, 천연 성분 제제는 표면에 분무될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, '소독'은 박테리아 및/또는 바이러스와 같은 미생물을 파괴하기 위해 무언가를 세정하는 작용을 지칭한다.
본 발명은 또한 본원에 개시된 바와 같은 천연 성분 제형의 사용을 포함하는, 항균 코팅으로 표면을 코팅하는 방법을 제공한다. 항미생물 코팅은 장기간 코팅, 예를 들어 1 개월을 초과하는 동안 사용하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 천연 성분 제형은 표면에 스프레이 코팅되거나 페인팅될 수 있다.
일부 실시예에서, 표면 소독제 또는 코팅제로 사용될 때, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 탄수화물; 및
d) 투과화제(permeabilizer);
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:100 이고;
상기 탄수화물(c) 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자(a 및 b)의 중량비는 약 15:1 내지 약 15:14 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되며; 그리고
상기 투과화제의 중량비는 상기 제형에 대해 0.01 중량% 내지 약 5 중량% 이다.
일부 실시예에서, 표면 소독제 또는 코팅제로 사용될 때, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 탄수화물; 및
d) 투과화제;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:100 이고;
상기 탄수화물(c) 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자(a 및 b)의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:1 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되며; 그리고
상기 투과화제의 중량비는 상기 제형에 대해 0.01 중량% 내지 약 25 중량% 이다.
일부 실시예에서, 표면 소독제 또는 코팅제로 사용될 때, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 탄수화물; 및
d) 투과화제;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 탄수화물(c) 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자(a 및 b)의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되며; 그리고
상기 투과화제의 중량비는 상기 제형에 대해 0.01 중량% 내지 약 25 중량% 이다.
일부 실시예에서, 표면 소독제 또는 코팅제로 사용될 때, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 키토산; 및
d) PEI;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 키토산 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되며; 그리고
상기 PEI의 중량비는 상기 제형에 대해 0.01 중량% 내지 약 25 중량% 이다.
일부 실시예에서, 표면 소독제 또는 코팅제로 사용될 때, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 탄수화물;
d) 투과화제; 및
e) 필름 형성제;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 탄수화물 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되며;
상기 투과화제의 중량비는 상기 제형에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 25 중량%이고, 그리고
상기 필름 형성제의 중량비는 상기 제형에 대해 약 10 중량% 내지 약 25 중량%이다.
일부 실시예에서, 표면 소독제 또는 코팅제로 사용될 때, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 키토산;
d) PEI; 및
e) 젤라틴;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 키토산 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되며;
상기 PEI의 중량비는 상기 제형에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%이고, 그리고
상기 젤라틴의 중량비는 상기 제형에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%이다.
일부 실시예에서, 표면 소독제 또는 코팅제로 사용될 때, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 키토산;
d) PEI;
e) 젤라틴; 및
f) 3-글리시독시프로필트리메톡시실란;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 키토산 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되며;
상기 PEI의 중량비는 상기 제형에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%이고, 그리고
상기 젤라틴 및 3-글리시독시프로필트리메톡시실란의 합성 중량비는, 상기 제형에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%이다.
일부 실시예에서, 표면 소독제 또는 코팅제로 사용될 때, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 키토산;
d) PEI;
e) 3-글리시독시프로필트리메톡시실란;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 키토산 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되며;
상기 PEI의 중량비는 상기 제형에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 25 중량%이고, 그리고
상기 3-글리시독시프로필트리메톡시실란의 중량비는 상기 제형에 대해 약 10 중량% 내지 약 25 중량%이다.
본 발명은 또한 본원에 개시된 바와 같은 천연 성분 제제의 사용을 포함하는, 사용자의 손을 살균하는 방법을 제공한다. 예를 들어, 천연 성분 제제는 핸드 러브(hand rub)또는 에탄올/물 스프레이의 형태로 제공될 수 있다.
일부 실시예에서, 손세정제로 사용될 때, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 탄수화물; 및
d) 습윤제;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 탄수화물 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되며; 그리고
상기 습윤제의 중량비는 상기 제형에 대해 약 2 중량% 내지 약 60 중량% 이다.
일부 실시예에서, 손세정제로 사용될 때, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 탄수화물; 및
d) 습윤제;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:100 이고;
상기 탄수화물 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 15:1 내지 약 15:14 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되며; 그리고
상기 습윤제의 중량비는 상기 제형에 대해 약 2 중량% 내지 약 60 중량% 이다.
일부 실시예에서, 손세정제로 사용될 때, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 키토산; 및
d) 글리세린;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 키토산 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되며; 그리고
상기 글리세린의 중량비는 상기 제형에 대해 약 2 중량% 내지 약 60 중량% 이다.
일부 실시예에서, 손세정제로 사용될 때, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 탄수화물;
d) 습윤제; 및
e) 향료;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 키토산 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되며; 그리고
상기 습윤제의 중량비는 상기 제형에 대해 약 2 중량% 내지 약 60 중량% 이다.
일부 실시예에서, 손세정제로 사용될 때, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 키토산;
d) 글리세린; 및
e) 향료;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 키토산 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되며; 그리고
상기 글리세린의 중량비는 상기 제형에 대해 약 2 중량% 내지 약 60 중량% 이다.
일부 실시예에서, 손세정제로 사용될 때, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 키토산;
d) 글리세린;
e) 향료; 및
f) 계면활성제;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 키토산 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되고;
상기 글리세린의 중량비는 상기 제형에 대해 약 2 중량% 내지 약 60 중량% 이고; 그리고
상기 계면활성제의 중량비는 상기 제형에 대해 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%이다.
본 발명은 또한 본원에 개시된 바와 같은 천연 성분 제형의 사용을 포함하는, 직물에 대한 항균 기능을 제공하는 방법을 제공한다. 예를 들어, 천연 성분 제형은 직물을 세척하기 위한 비누로 제공될 수 있으며, 이러한 방법은 천연 성분 제형 및 이에 따른 항균 기능을 직물에 부여한다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 탄수화물; 및
d) 계면활성제;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 탄수화물 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되고; 그리고
상기 계면활성제의 중량비는 상기 제형에 대해 약 0.5 중량% 내지 약 80 중량%이다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 탄수화물; 및
d) 계면활성제;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:100 이고;
상기 탄수화물 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 15:1 내지 약 15:14 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되고; 그리고
상기 계면활성제의 중량비는 상기 제형에 대해 약 0.5 중량% 내지 약 80 중량%이다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제형은 다음을 포함한다:
a) 캐슈 테스타 추출물;
b) 철 입자 및/또는 산화철 입자;
c) 키토산; 및
d) 포아세트산코캄염(cocoamphoacetate salt);
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 탄수화물 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입되고; 그리고
상기 포아세트산코캄염의 중량비는 상기 제형에 대해 약 0.5 중량% 내지 약 2 중량%이다.
본 발명은 또한 제형을 비-생물학적 표면과 접촉시키는 단계를 포함하는, 비-생물학적 표면을 세정하는 방법을 제공한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, '세정(cleaning)'은 예를 들어 오물, 마크 또는 얼룩을 제거함으로써 무언가를 세정하는 작용을 지칭한다.
본 명세서에 나타낸 바와 같이, 제형은 또한 착색된 화합물을 분해할 수 있다. 이러한 분해에 의해, 화합물의 색상은 그의 방향족성/컨쥬게이션된 시스템의 파괴(disruption)로 인해 손실된다.
일부 실시양태에서, ROS 는 암실에서 생성될 수 있다. 다른 구현예에서, ROS 는 UV 방사의 부재 하에 생성될 수 있다. 다른 구현예에서, 생성된 ROS 는 O2-, H2O2, OH, a-O 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.
일부 실시양태에서, FeCh가 합성에서 사용될 때, Cl' 음이온의 존재는 또한 ROS의 생성에 기여할 수 있다. ROS는 Cl' 및/또는 Cl2'일 수 있다. 이는 항균 효과가 향상될 수 있고, 특히 적용된 표면으로부터 약간의 거리를 또한 연장할 수 있다는 점에서 더욱 유리하다. 이러한 관점에서, 미생물이 표면과 접촉하지 않고 항균 효과가 얻어질 수 있다.
일부 실시양태에서, ROS는 적용된 영역 또는 표면으로부터 일부 멀리 분산성이다. 다른 구체 예에서, 상기 거리는 약 0.1 mm 내지 약 10 cm 이다. 다른 구체예에서, 거리는 약 1 cm, 2 cm, 5 cm, 7 cm, 또는 10 cm 이다.
천연 성분 제형의 형성
본 발명은 또한 다음의 단계를 포함하는, 천연 성분 제형를 형성하는 방법을 제공한다:
a) 캐슈 테스타 추출물, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자 및 탄수화물을 혼합하는 단계;
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 탄수화물 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입된다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제형를 형성하는 방법은,
a) 캐슈 테스타 추출물, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자 및 탄수화물을 혼합하는 단계;를 포함하고,
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:100 이고;
상기 탄수화물 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 15:1 내지 약 15:14 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입된다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 천연 성분 제형의 pH를 약 4 내지 약 5 로 조정하는 단계를 a) 단계 이후에 추가로 포함한다. pH는 아세트산 또는 임의의 다른 pH 완충제를 사용하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 시트르산, KH2PO4, N-사이클로헥실-2-아미노에탄설폰산(CHES), 및 보레이트를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
일부 실시예에서, 상기 방법은, a) 단계 이후에, 착색제, 습윤제, 향료, 안정화제, 투과화제, 부착 촉진제, 형질감염제, 계면활성제, 용매, 산화방지제 또는 이들의 조합으로부터 선택된 부형제를 첨가하는 단계를 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은, a) 단계 이후에, 수성 매질에서 제형을 희석시키는 단계를 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은, a) 단계 이후에, 제형을 여과하는 단계를 추가로 포함한다.
상기 언급된 바와 같이, 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 물리적으로 혼합하여, 캐슈 테스타 추출물로 패시베이션된 철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 형성할 수 있다.
따라서, 일부 실시예에서, 철분 및/또는 철 산화물 입자와 캐슈 테스타 추출물의 혼합은 산화철 입자가 캐슈 테스타 추출물에 의해 적어도 부분적으로 페시베이션되도록 하기 위한 것이다.
따라서, 일부 실시예에서, 천연 성분 제형을 형성하는 방법은,
i) 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 혼합하는 단계; 및
a) (i)의 혼합물 및 탄수화물을 혼합하는 단계;를 포함하고,
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 탄수화물 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입된다.
대안적으로, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자는 철 전구체로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 산철 추출물 및 철 전구체를 먼저 화학적으로 반응시켜 캐슈 테스타 추출물 에서 혼입되는 철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 형성할 수 있다. 탄수화물은 후속적으로 혼합될 수 있다.
따라서, 일부 실시예에서, 상기 방법은, 캐슈퍼스트 추출물 및 철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 형성하기 위해 캐슈퍼스트 추출물을 철 전구체와 반응시키는 단계를 (a) 단계 이전에 추가로 포함한다.
따라서, 일부 실시예에서, 천연 성분 제형을 형성하는 방법은,
i) 캐슈 테스타 추출물 철 전구체를 반응시켜 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 형성하는 단계; 및
a) 상기 (i) 단계로부터의 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 탄수화물과 혼합하는 단계;를 포함하고,
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 탄수화물 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입된다.
일부 실시예에서, 천연 성분 제형을 형성하는 방법은,
i) 캐슈 테스타 추출물 철 전구체를 반응시켜 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 형성하는 단계; 및
a) 상기 (i) 단계로부터의 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 철 산화물 입자를 탄수화물과 혼합하는 단계;를 포함하고,
상기 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 캐슈 테스타 추출물의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200 이고;
상기 탄수화물 대 상기 캐슈 테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 30:1 내지 약 1:300 이고;
상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자에 적어도 부분적으로 혼입된다.
일부 구현예에서, 단계(i)또는 단계(a)에서의 혼합은 다른 실시양태에서 적어도 약 1 시간 동안 수행되며, 혼합은 적어도 약 2 시간, 4 시간, 6 시간, 12 시간 또는 24 시간 동안 수행된다.
일부 구현예에서, 단계(a)에서의 혼합은 실온에서 수행된다. 다른 실시양태에서, 혼합은 약 15 ℃ 내지 약 30 ℃, 또는 약 20 ℃ 내지 약 30 ℃ 에서 수행된다.
예시
캐슈 테스타 추출물
·외관: 갈색 액체(brown liquid)
·물리화학적 특성: 높은 라디칼 소거 활성(항산화 활성)
·조성물: 카테킨, 에피카테킨, 탄닌산을 포함하는 화합물의 혼합물
·200 ℃까지의 열안정성
·물에서의 용해도는 2850 g/L 이다.
예시 1: 철-폴리페놀 복합 나노입자 (Fe(NO3)3-9H2O)의 쉘로 커버된 철-캐슈 코어)의 합성(복합체 A)
캐슈 테스타 추출물 및 2g 의 철 분말을 배합하고, 이 혼합물을 질소 가스로 1 시간 동안 버블링시켰다. 이 공정 동안 철 및 캐슈 테스타 추출물을 연결시켜 화합물 Fe-캐슈를 형성할 것이다. 이와 별도로, 0.1 M Fe(NO3)3-9H2O) 용역을 준비하고, 질소 가스로 1시간 동안 버블링하였다. 이어서, Fe-캐슈 용액 및 0.5 M Fe(NO3)3-9H2O 를 1: 1 부피비로 조합하였다. 반응은 질소 하에서 24 시간 동안 계속되고, 생성물은 4 ℃ 에서 저장되었다. 이것은 Fe(NO3)3-9H2O(도 1)의 쉘로 덮인 나노입자의 코어로서 Fe-캐슈를 생성할 것이다.
대안으로, 2g의 철 및 5 ml 의 캐슈 추출물을 혼합하고, 일정한 교반으로 실온에서 1 시간 동안 인큐베이션하였다. 이어서, 5 ml 의 0.1M FeCh를 첨가하고, 혼합물을 일정한 교반으로 실온에서 1 시간 동안 인큐베이션하였다. 전체 혼합물을 5000 rpm 에서 원심분리하고, 흑색 침전물을 수집하였다. 이것을 물로 세척하고, 이어서 에탄올로 세척하였다.
본 명세서에 개시된 예에서, 상이한 유형의 Fe 염이 테스트되었다; 예를 들어, FeCl3, FeSCU, Fe2(SO4)3, Fe(NO3)3, Fe(NO3)2.
예시 2: 철-폴리페놀 복합 나노입자 (Fe(NO3)3-9H2O)의 캐슈-쉘로 커버된 철 코어)의 합성(복합체 B)
수중에 2g의 철 분말을 질소 기체로 1 시간 동안 버블링시킨 후, 5 ml 캐슈 테스타 추출물 및 5 ml 0.1M Fe(NO3)3-9H2O를 조합하고, 질소 가스로 1 시간 동안 버블링하여 캐슈-Fe(NO3)3-9H2 연결 화합물을 형성하였다. 이어서, 철 용액 및 캐슈-Fe(NO3)3-9H2O 용액을 1: 1 부피비로 조합하였다. 반응은 질소 하에서 24 시간 동안 계속되고, 생성물은 4 ℃ 에서 저장되었다. 이것은 코어로 Fe 를 갖는 나노입자를 생성할 것이며, 이는 캐슈-Fe(NO3)3-9H2O 의 쉘로 덮인다(도 2).
예시 3: 캐슈 추출물의 활성화된 철 분말(복합체 C)의 합성
신선한 철 분말(4g)을 캐슈 테스타 추출물(4 ml)과 혼합하고, 혼합물을 80 ℃ 에서 24 시간 동안 교반하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 복합체 C 의 고체 잔유물을 수집하였다.
예시 4: 캐슈 추출물 철 나노입자(복합체 D)의 합성
0.1M FeCh의 용액을 1 밀리리터-Q 물에 16.23 g 의 FeCh 를 첨가하여 제조하였다. 이어서, 0.1 M FeCh 용액을 1: 1 비율로 캐슈추출물에 첨가하였다. 철-캐슈 나노입자의 형성은 철 흑색 침전물의 외관에 의해 마크되었고, 이는 7000 rpm 에서 원심분리에 의해 수집되었다. 그 다음, 철-캐슈 나노입자 분말을 -20 ℃ 에서 동결시킨 다음, 24 시간 동안 10 Pa 의 압력으로 -45 ℃ 에서 동결 건조기에서 건조시켰다.
대안적으로, 0.1 M 의 FeCh 용액은 1: 1 의 비율로, 실온에서 1시간동안 배양될 수 있다. 이어서, 전체 혼합물을 5000 rpm 에서 원심분리하고, 흑색 침전물을 수집하였다. 이를 물로 세척하고, 이어서 에탄올로 세척하였다.
예시 5: 캐슈 추출물 철 나노입자(복합체 E)의 합성
0.1M FeCh + 캐슈 테스타 추출물을 1: 1 의 비율로 조합하여 1 시간, 상온에서 인큐베이션하였다. pH가 11이 될 때까지 1M NaOH를 첨가했다. 전체 혼합물을 5000 rpm에서 원심분리하고, 흑색 침전물을 수집하였다. 이를 물로 세척하고, 이어서 에탄올로 세척하였다.
예시 6: 코어로서 Fe-FeCl3 및 쉘로서 캐슈(복합체 F)
2g의 Fe 및 5 ml 내지 20 ml 의 0.1M 내지 0.5M FeCl3를 조합하고, 일정한 교반으로 실온에서 1 시간 동안 인큐베이션하였다. 이어서, 5 ml 내지 20 ml 의 캐슈추출물을 첨가하고, 혼합물을 일정한 교반으로 실온에서 1 시간 동안 인큐베이션하였다. 전체 혼합물을 5000 rpm 에서 원심분리하고 침전물을 수집하였다. 이를 물로 세척하고, 이어서 에탄올로 세척하였다.
철 입자 및/또는 산화철 입자의 에너지-분산 X-선 분광(EDX) 분석
하기 나타낸 EDX 결과는 예시 6 에 기초한 것으로, 상이한 양의 철 전구체 및 캐슈 테스타 추출물을 갖는다.
원소 중량% 중량% 시그마
C 50.60 0.62
O 27.13 0.56
Cl 0.89 0.08
Fe 21.37 0.42
총 합: 100.00
원소 중량% 중량% 시그마
C 36.22 0.36
O 39.39 0.32
Cl 1.14 0.04
Fe 23.25 0.23
총 합: 100.00
원소 중량% 중량% 시그마
C 31.15 0.40
O 40.18 0.34
Cl 1.43 0.05
Fe 27.24 0.27
총 합: 100.00
원소 중량% 중량% 시그마
C 31.25 0.38
O 40.28 0.33
Cl 0.77 0.04
Fe 27.61 0.26
총 합: 100.00
원소 중량% 중량% 시그마
C 4.52 0.31
O 15.09 0.18
Al 0.28 0.05
Si 0.38 0.05
Cl 0.44 0.04
Fe 79.29 0.32
총 합: 100.00
주사전자현미경(SEM) 분석
예시 6 으로부터의 SEM 결과는 도 7a 내지 도 7d 에 도시된다.
X-선 전자 분광법(XPS)
ESCA(화학적 분석을 위한 전자 분광)는 시료 표면 상의 원소, 그 조성 및 화학적 결합 상태를 분석하는 표면 분석 기술이다. 철-철 산화물 조성물의 XPS 분석은 Fe 2p, FE2+ 및 FE3+ 의 존재 및 따라서 혼합된 산화철 시스템을 나타내는 3 개의 피크를 나타내었다. FE2+는 산소와 반응하여 약 708.4 ev 의 결합 에너지를 갖는 FeO를 형성할 수 있다. FE3+는 산소와 반응하여 710 eV의 결합 에너지를 갖는 FeOOH를 형성하거나, 709.8eV의 결합 에너지를 갖는 Fe2O3를 형성할 수 있다. 이는, 철 입자 및/또는 철 산화물 입자와의 캐슈 테스타 추출물의 반응이 철-철 산화물 조성물을 제공하는 것을 나타낸다. 철심은 철 산화물의 혼합물을 함유하는 외피 구조를 갖는다. 산화철에 의해 쉘에서 일어나는 연속적인 전자 전도성 밴드는 O2, H2O2 와 같은 반응성 산소 종(ROS)의 연속적인 생성을 담당하고, 항균 및 항바이러스 특성 뒤의 메커니즘이다.
제형 1A(손 소독제)
키토산 및 캐슈-철 입자를 비커에 15:1 내지 15:14의 비율로 측량하였다. 40 ml 내지 80 ml 의 글리세린을 첨가하였다. 에센셜 오일(essential oil)을 적절하게 첨가하였다. 아세트산을 첨가하여 일정한 교반과 함께 4 내지 5 의 용액의 pH를 맞추었다. 용적은 물을 사용하여 제조하였다.
제형 1B(손 소독제)
키토산 및 캐슈-철 입자를 비커에 8: 1 내지 1: 1 의 비율로 측량하여 담는다. 20 ml 내지 80 ml 의 글리세린을 첨가하였다. 에센셜 오일(essential oil)을 적절하게 첨가하였다. 데실 글루코시드(약 5 ml 내지 약 20 ml)를 첨가하여 제형에서 에센셜 오일의 용해도를 개선시킨다.
제형 2A(소독제)
키토산 및 캐슈-철 입자를 비커에 15: 1 내지 15: 14의 비율로 측량하여 담는다. 0.5 g 내지 10g 의 PEI를 비커에 칭량하였다. 아세트산을 첨가하여 일정한 교반과 함께 4 내지 5 의 용액의 pH를 맞추었다. 용적은 물을 사용하여 제조하였다.
제형 2B(소독제)
키토산 및 캐슈-철 입자를 비커에 8: 1 내지 1: 1 의 비율로 측량하여 담는다. 5 g 내지 10g 의 PEI를 비커에 측량하여 담는다. 에센셜 오일(essential oil)을 적절하게 첨가하였다. 데실 글루코시드(약 5 ml 내지 약 20 ml)를 첨가하여 제형에서 에센셜 오일의 용해도를 개선시킨다. 아세트산을 첨가하여 일정한 교반과 함께 4 내지 5 의 용액의 pH를 맞추었다.
제형 3(소독제 및 장기 코팅제)
키토산 및 캐슈-철 입자를 비커에 15:1 내지 15:14 비율로 측량하여 담는다. 0.5g 내지 10g 의 PEI를 비커에 측량하여 담는다. 에틸 아세테이트 10 ml 내지 100 ml 를 첨가하였다. 아세트산을 첨가하여 일정한 교반과 함께 4 내지 5 의 용액의 pH 를 맞추었다. 용적은 물을 사용하여 제조하였다.
제형 4A(장기간 코팅제)
키토산 및 캐슈-철 입자를 비커에 15:1 내지 15:14 비율로 측량하여 담는다. 0.5g 내지 10g 의 PEI를 비커에 측량하여 담는다. 0.1% 내지 1% 젤라틴 및 0.1% 내지 10% 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 추가로 첨가하였다. 아세트산을 첨가하여 일정한 교반과 함께 4 내지 5 의 용액의 pH를 맞추었다. 용적은 물을 사용하여 제조하였다.
제형 4B(소독제 및 장기간 코팅)
키토산 및 캐슈-철 입자를 비커에 8:1 내지 1:1 의 비율로 측량하여 담는다. 5 g 내지 10g 의 PEI를 비커에 측량하여 담는다. 20 ml 내지 80 ml 의 글리세린을 첨가하였다. 에센셜 오일(essential oil)을 적절하게 첨가하였다. 데실 글루코시드(약 5 ml 내지 약 20 ml)를 첨가하여 제형에서 에센셜 오일의 용해도를 개선시킨다. 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(약 5 g 내지 약 20 g)을 첨가하였다.
제형 5A(직물용 비누)
키토산 및 캐슈-철 입자를 비커에 30: 1 내지 1: 300의 비율로 측량하여 담는다. 1g 내지 20g의 포아세트산코캄(cocoamphoacetate)을 비커에 측량하여 담는다. 아세트산을 첨가하여 일정한 교반과 함께 4 내지 5 의 용액의 pH를 맞추었다. 용적은 물을 사용하여 제조하였다.
제형 5A(직물용 비누)
키토산 및 캐슈-철 입자를 비커에 8: 1 내지 1: 1 의 비율로 측량하여 담는다. 20 ml 내지 80 ml 의 글리세린을 첨가하였다. 에센셜 오일(essential oil)을 적절하게 첨가하였다. 데실 글루코시드(약 50 ml 내지 약 400 ml)를 첨가하여 제제에서의 에센셜 오일의 용해도를 개선시킨다.
철 캐슈 나노입자의 S.aureus에 대한 항균 효과
5분 15분 1시간 24시간
미처리 4.64 x 107 CFU/ml 4.0 x 107 CFU/ml 1.44 x 107 CFU/ml 6.8 x 107 CFU/ml
철-캐슈 6 x 104 CFU/ml
(3 로그 감소)		 0 x 104 CFU/ml
(3 로그 초과 감소)		 0 x 102 CFU/ml
(5 로그 초과 감소)		 0
(6 로그 초과 감소)
항균세포에 대한 제형의 항균 효과
제형 1A: 손 소독제
처리된 시간 E.Coli에서 로그 감소 S.Aureus에서 로그 감소
1 분 5 로그 감소 4 로그 감소
제형 2A: 소독제(약어; ASTM E2315)
처리된 시간 E.Coli에서 로그 감소 S.Aureus에서 로그 감소
5 분 1 로그 감소 2 로그 감소
24 시간 5 로그 초과 감소 5 로그 초과 감소
제형 2B: 소독제(약어; ASTM E2180)
처리된 시간 E.Coli에서 로그 감소 S.Aureus에서 로그 감소
30 분 2 로그 감소 3 로그 감소
24 시간 5 로그 초과 감소 5 로그 초과 감소
소독제의 박테리아 활성의 평가를 위한 정량적 현탁액 시험
시험 유기체 초기 부유(N)
No-(1/10N)
1.5 x 108 ≤N≤5 x 108 		최종 카운트 Na


1 분 5 분		 R (Log10 감소) =
Log No - Log Na
기준: R≥5.0
1 분 5 분
Staphylococcus aureus
ATCC 6538
2.0 x 108
3.0 x 102
1.0 x 102
5.82
6.30
Escherichia coli
ATCC 10536
1.8 x 108
90
10
6.31
7.26
Pseudomonas aeruginosa
ATCC 15442
1.5 x 108
1.0 x 103
1.0 x 102
5.20
6.20
Enterococcus faecium
ATCC 6057
3.0 x 108
2.2 x 103
6.0 x 102
5.14
5.70
Salmonella typhinurium
ATCC 13311
2.7 x 108
5.0 x 102
80
5.73
6.53
소독제는 EN 1276에 따른 살균 효능의 요건을 충족한다.
제형 3: 소독제(중기)
처리된 시간 E.Coli에서 로그 감소 S.Aureus에서 로그 감소
5 분 2 로그 감소 3 로그 감소
24 시간 7 로그 초과 감소 7 로그 초과 감소
제형 3: 장기 코팅제
처리된 시간 E.Coli에서 로그 감소 S.Aureus에서 로그 감소
5 분 3 로그 감소 3 로그 감소
24 시간 7 로그 초과 감소 7 로그 초과 감소
제형 4A: 장기간 코팅제(ASTM E2315)
처리된 시간 E.Coli에서 로그 감소 S.Aureus에서 로그 감소
5 분 4 로그 감소 4 로그 감소
24 시간 7 로그 초과 감소 7 로그 초과 감소
제형 3, 4A: 장기간 코팅제(ASTM E2180)
시험미생물
(시험편당 접종 세균 세포:Bacterial Cells inoculated per test piece) 		Geometric mean of number of organisms in tripllcate
(삼중항 생물체 수의 기하 평균)
Eschenchia coii ATCC 8739 24 시간
대조군(Control) 6.54
시험 2.76
감소 비율 99% 초과
시험미생물
(시험편당 접종 세균 세포:Bacterial Cells inoculated per test piece) 		Geometric mean of number of organisms in tripllcate
(삼중항 생물체 수의 기하 평균)
Eschenchia coii ATCC 8739 14 일
대조군 6.79
시험 2.18
감소 비율 99% 초과
시험미생물
(시험편당 접종 세균 세포:Bacterial Cells inoculated per test piece) 		Geometric mean of number of organisms in tripllcate
(삼중항 생물체 수의 기하 평균)
Staphylococcus aureus ATCC 6538 6 개월
대조군 6.96
시험 2.98
감소 비율 99% 초과
시험미생물
(시험편당 접종 세균 세포:Bacterial Cells inoculated per test piece) 		Geometric mean of number of organisms in tripllcate
(삼중항 생물체 수의 기하 평균)
Escherichia coli ATCC 8739 6 개월
대조군 6.28
시험 2.65
감소 비율 99% 초과
장기간 코팅제(JIS Z 2801)
시험은 전형적인 실험실 조건 하에서 수행되었고, 알려진 농도의 S.aureus 박테리아로 처리된 표면을 접종하는 것으로 이루어졌고, 이어서 박테리아의 감소가 평가되었다. 항미생물성 특성의 수명을 평가하기 위하여, 180 일 기간 동안 30 일 간격으로 시험을 반복하였다.
결과는 180 일 기간 동안 접종물에서 대략 99.99% 감소를 나타내었다.
일상적인 하우스키핑 조건으로부터 자연적으로 발생할 일일 마모를 시뮬레이션하기 위해, 항균 시험에 사용되는 슬라이드를 다용도 세척제로 매일 세척 및 살균 및 와이핑 건조하였다.
6 개월 시험 기간에 걸친 시뮬레이트된 루틴 세정 및 와이프 다운 루틴에도 불구하고, 99.99% 감소의 평균 효능이 달성되었다고 결론을 내릴 수 있다.
코팅 내구성-나무 바닥에 대한 ATP 시험
나무 바닥에 분사시킨 후에, 즉시/0일에 결과 관찰
목재 바닥에 분무하고 약 8 시간 동안 완전히 건조시킨 후, ATP 판독치를 취하였다(Kikkoman LuciPac Pens and Lumitester PD30을 사용하여). 더 낮은 ATP 판독치는 용액이 더 높은 항균 활성을 갖는다는 것을 의미함에 따라 더 양호하다.
ATP 카운트
- 분사 즉시/0일 		ATP 카운트 - 11일
- 2회씩 닦기(wiping) 		ATP 카운트 - 30일
- 4회 이상씩 닦기
상업용 장기
코팅 스프레이 		45 442 ± 62 375 ± 5
키토산 없는 제형 23 93 ± 4 213 ± 6
키토산:캐슈-철 입자비율 1:2의 제형 9 73 ± 6 310 ± 29
제형 1 10 119 ± 5 223 ± 20
내구성-대리석 플로어 상에 ATP 시험
7 일 동안 대리석 바닥에 젖은 천(wet cloth)으로 매일 분무하고 닦으면서(wiping) 관찰하였다.
7일차 ATP 카운트 14일차 ATP 카운트 30일차 ATP 카운트
상업용 강한 적색(BR)
스프레이 (비교) 		114 119 119
대조군(control)
(매주 도포) 		472 1161 244
키토산 없는 제형 57 118 303
키토산:캐슈-철 입자비율 1:2의 제형 36 60 137
제형 1 56 95 47
플라스틱-와이프 상에서의 분무 후의 ATP 시험은 모든 경우에 한번만 내내 한 번만 시험하였다.
11일차
물로 문지른 제어군 1018
제형 1 110
BR 스프레이 112
장기 코팅제 내구성에 대한 ATP 시험(제형 4a)
처리된 표면 ATP 판독전 3일 후, 3회씩 닦은 후
ATP 판독
나무 684 6
유리 115 2
금속 778 12
플라스틱 32 10
장기 코팅제 내구성에 대한 ATP 시험(단일 적용)
처리된 표면 ATP 판독 전 14일 후 ATP 판독 30일 후 ATP 판독
금속 778 12 53
플라스틱 4454 9 2
유리 74 12 1
나무 684 0 3
직물 4477 14 50
coomasie brilliant blue r dve degradation
0.1 g 의 철-캐슈 테스타 나노입자를 Brilliant blue dye에 첨가하고, 실온에서 15 분 동안 인큐베이션한 후, UV 분광광도계를 사용하여 550 nm 에서 흡광도를 측정하였다. 블랭크(blank)를 대조군으로 사용하였다. 그 결과를 도 3 및 도 4 에 나타내었다.
15 분 후 550 nm 에서의 흡광도(임의의 단위):
Blank = 3.243
비교기(철/철 산화물 단독)= 2.905
Fe(NO3)3를 사용한 예시 1 = 0.882
FeCh를 사용한 예시 4 = 2.59
FeSO4를 사용한 예시 6 = 2.926
FeCh를 사용한 예시 6 = 2.87
FeSO4를 사용한 예시 1 = 2.81
결과는 블랭크 및 비교기와 비교하여,(철/철 산화물 입자를 포함하는 경우)캐슈 테스타 추출물 조성물이 염료를 분해할 수 있음을 보여준다.
HCoV-229E 바이러스에 대한 시험 결과
시험 방법: ISO 18184: 2019 직물 시험 (캐슈-철 입자)
캐슈-철 입자는 항바이러스 속성을 보여준다.
시험 방법: EN 14476: 2013+A2: 2019(인간 코로나 바이러스 229E 에 대한 제형의 항바이러스 활성)
제형을 인간 코로나 바이러스 229e(pi ATCC vr-740; 호스트 mrc5 ATCC ccl-171)를 사용하여 항바이러스 활성에 대해 시험하였다. 1 ml 의 0.3 g/l 소 알부민을 적절한 혼합을 위한 적합한 용량의 용기 내로 피펫(pipette)1 ml. 1 ml 의 바이러스 시험 현탁액을 용기에 첨가하여, 측면의 상부 부분을 주의 깊게 회피한다. mix. 8 ml 의 배합물(20 g/l)을 용기에 첨가한다. 혼합은 한 번에 스톱워치를 시작하고 선택된 테스트 온도에서 제어되는 워터 배스(water bath)에 용기를 배치한다. 생성물의 활성은 10 분의 접촉 시간 동안 결정될 것이다 10 분 접촉 시간의 종료 시에, 혼합, 피펫, 5 ml 의 시험 혼합물을 4,5 ml 얼음-저온 유지 배지로, 얼음 배스(ice bath)에 넣었다. 30 분 이내에, 이 혼합물의 일련의 팽팽한 희석물(시험 혼합물 + 유지 배지)을 준비한다. 피펫 팁은 바이러스의 반입(carry-over)을 피하기 위해 각 희석 후 변경될 것이다. 인큐베이션 후, 바이러스 역가를 계산하여, 바이러스 감염성의 감소가 로그 바이러스 타이틀의 차이로부터 결정된다. 감염율은 플라크 분석 방법에 의해 결정된다.
대조군 샘플(배합된 배합물 없음)은 바이러스 활성의 로그 감소를 나타내지 않는다. 제형을 갖는 샘플은 청결한 조건에서 10 분 내에 인간 코로나 바이러스 229e 의 적어도 4 log 감소를 갖는다.
시험 방법: USO 21702: 플라스틱 및 다른 비-다공성 표면의 항바이러스 활성 결정(제형 2A)
제형은 또한 H3N2 바이러스에 대해 효과적인 것으로 밝혀졌다. 제형은 캐슈-철 입자의 항바이러스 활성을 저해하지 않는다.
건조된 코팅된 유리-슬라이드-a 코팅된 유리-슬라이드(처리)및 비-코팅된 유리 슬라이드(대조군)로 뮤린-간염 바이러스 바이러스 처리로 오염된 경질, 비-다공성 표면의 소독을 제조하였다. 50 ㎕ 의 뮤린-간염 바이러스(MHV)를 유리-슬라이드 상에 첨가하고, 이를 실온에서 60 분 동안 실온에서 방치하기 전에 완전히 건조시켰다(시간: 50 분). 처리 및 대조군 모두에 대한 유리-슬라이드를 2% DMEM 배지로 재수화시키고, 상청액을 바이러스 플라크 분석용으로 수집하였다. 실험 프로토콜은'US EPA 구리 방법 및 prEN 16777/ASTM 2197' 표면 방법론을 참조하였다.
바이러스 플라크 분석-H2.35 세포를 이 실험에서 사용하였다. H2.35 세포를 24-웰 플레이트에 별도로 접종하였다. MHV-처리된 상등액을 106 내지 106 으로 연속적으로 희석시키고, 100 μl 의 희석된 상층액을 H2.35 세포에 첨가하였다. 플레이트를 15 분 요동 간격으로 바이러스 결합을 위해 l 시간 동안 인큐베이션하였다. 이어서, 플레이트를 1 X PBS 로 2회 세척하고 1.2% avicel을 각 웰에 첨가하였다. 플레이트를 3 일 동안 인큐베이션하였다. 마지막으로, 1.2% avicel 을 제거하고, 크리스탈 바이올렛(crystal violet)을 첨가하여 카운터용 플라크를 염색하였다. 이어서 플라크를 ml 당 플라크 형성 단위를 사용하여 계산하였다.
60 분 후에 대조군 유리-슬라이드 및 처리된 유리-슬라이드의 평균 총 바이러스 역가를 하기에 나타내었다.
Total log inhibition: 2.11 PFU/ml
Relative fold reduction: 126.31
Relative percentage fold reduction: 99.21%
사용 후 처리된 표면 상의 항바이러스 특성의 보유
플라스틱 샘플을 제형으로 처리하였다. 비처리된 플라스틱 샘플을 대조군으로 사용하였다. 처리된 및 미처리된 플라스틱 샘플을 ASTM D4828 에 따라 1 kg 의 적용 하중하에서 300 스트로크로 닦았다. 닦은 후에 가시적인 스크래치/결함이 관찰되지 않았다.
닦은 후, 플라스틱 샘플을 인간 코로나 바이러스 229e(PI ATCC VR-740; 호스트 MRC5 ATCC CCL-171)를 사용하여 항바이러스 활성에 대해 시험하였다. 미처리된 플라스틱 샘플은 바이러스 활성의 로그 감소를 나타내지 않는다. 처리된 플라스틱 샘플은 인간 코로나 바이러스 229e 의 적어도 2.2 log 감소를 갖는다. 시험은 ISO 21702:2019(플라스틱의 항바이러스 활성 측정 및 다른 비-다공성 표면)에 따라 수행하였다.
대조적으로, 캐슈-철 입자를 단독으로 플라스틱 상에 균질하게 분산시키고, ASTM D4828 에 따라 1 kg 의 적용 하중하에서 300 회의 스트로크로 닦았다. 닦은 후에 가시적인 스크래치/결함이 관찰되지 않았다. 플라스틱 샘플을 인간 코로나 바이러스 229e 를 사용하여 항바이러스 활성에 대해 시험했을 때, 샘플은 바이러스 활성의 로그 감소를 나타내지 않았다.
사용 후 처리된 직물에 대한 항바이러스 특성의 보유
인간 코로나바이러스 균주 OC43(β-코로나바이러스, Zeptometrix Corp. # 0810024CF)로 접종할 때 처리된 및 미처리된 직물의 살바이러스 특성을 시험하였다. 처리된 및 미처리된 직물의 샘플을 세척되지 않고, 15 손 세척 후 1 분, 5 분, 15 분 및 60 분 노출 후 바이러스에 노출시켰다. 시험은 ISO 18184: 2019(e)에 기초한다.
세척 전에, 처리된 직물은 60 분 노출 후 2.4 logio(99.6%)의 평균에 의한 코로나바이러스 OC43 의 감염성을 감소시키고, 우수한 항바이러스 효과(≤ 2.0 로그 io)를 갖도록 분류될 수 있다.
15 회 손 세척 후, 처리된 직물은 60 분 노출 후 3.0 log io(99.9%)의 평균에 의한 코로나바이러스 OC43 의 감염성을 감소시키고, 우수한 항바이러스 효과(≤ 2.0 로그 io)를 갖도록 분류될 수 있다.
미처리 직물은 항바이러스 효과를 나타내지 않았다.
대조적으로, 캐슈-철 입자를 단독으로 직물에 균질하게 분산시키고, 1 분, 5 분, 15 분 및 60 분 노출 후 15 손 세척 후에 바이러스에 노출시켰다. 시험은 ISO 18184: 2019(e)에 기초한다.
세척 전에, 캐슈-철 입자 단독 처리된 직물은 60 분 노출 후 2.4 logio(99.6%)의 평균에 의한 코로나 바이러스 OC43 의 감염성을 감소시키고, 우수한 항바이러스 효과(≤ 2.0 logio)를 갖도록 분류될 수 있다.
15 회 손 세척 후, 캐슈우-철 입자 단독 처리된 직물은 60 분 노출 후 약 2 logio(99.0%)의 평균에 의한 코로나 바이러스 OC43 의 감염성을 감소시키고, 우수한 항바이러스 효과(≤ 2.0 logio)를 갖도록 분류될 수 있다.
제형의 직조 직물에의 사용
제형을 사용하여 직조 직물의 샘플을 처리하였다. 처리되지 않은 샘플을 대조군으로 사용하였다. 처리된 및 미처리된 샘플을 15,000 및 30,000 으로 와이핑하였다. ISO 12947 파트 2-2016 에 따른 스트로크들(martindale wear and abrasion tester). 와이프 후에 가시적인 스크래치/결함이 관찰되지 않았다.
장기 코팅제로서 제형의 사용
제형은 플라스틱, 금속, 페인팅된 표면과 같은 다양한 표면 상에 코팅되었다. 제형은 샌드위치 부식(ASTM D 1193), 총 침지 부식(ASTM F 483), 저취화 카드뮴 플레이트(ASTM F 1111), 수소 취화(ASTM F 519), 플래시 포인트(ASTM D 56), 플라스틱 효과(ASTM F 484), 페인팅된 표면(ASTM F 502)에 대한 효과, 및 페인팅된 표면(ASTM F 485)에 대한 효과. 샘플은 승온 및 저온 온도에서 가속화된 저장 안정성 시험을 받을 때 레이어링(layering), 분리, 세팅 또는 결정화의 증거를 나타내지 않는다.
두라안 폐기물로부터 추출된 셀룰로오스의 항균 활성
ASTM E 2315 표준을 사용하여, 0.6 g 의 습윤 듀비안 셀룰로스 분말을 10 분 동안 108 CFU/ml s. 아우레우스를 함유하는 1 ml 현탁액과 함께 인큐베이션한 다음, 열거(enumeration)를 위해 뮬러 힌톤 한천(mueller hinton agar)상에 직렬 희석시키고 도금하였다. 0.6 g 의 습윤 중량 duraian cellulose 는 10 분에 s. aureus 의 0.3 log 감소를 나타내었다.
CFU/mL 10분동안 % 감소 10분 동안 로그 감소
대조군 1.28 X 108 N/A N/A
두리안 셀룰로오스 대 비 0.6g 습윤 중량 6.4 X 107 50 0.3
말토덱스트린(maltodextrin) 및 두리안 셀룰로오스를 벽 재료로 사용하여 제형의 스프래이 건조(sprav drying)를 실시하였다. 제형은 미니 스프레이 건조기(Buchi B-290, 스위스)를 사용하여 1-15% 말토덱스트린 및 1-15% 경막 셀룰로오스와 혼합되었다. 입구 온도는 120 내지 170 ℃ 였고, 출구 온도는 95 내지 105 ℃ 였으며, 두리안 셀룰로오스를 갖는 제형은 최종 분무 건조 분말에 대해 0.1 내지 1 로그 감소의 추가의 항미생물 활성을 부여하였다.
플루오레세인(HPF) 프로브에서 철-캐슈 입자로부터 생성된 OH의 수준
상기 시료로는 Fe(NO3)3를 예시 1에서, FeCh를 예시 4에서 사용하였다.
0.01g의 샘풀을 1.5 ml 에 첨가하였다. 원심분리 튜브. 1 ml. 10 mm hpf 시험 용액을 각 샘플에 첨가하였다. 용액을 와류에 의해 잘 혼합하고 암실에서 실온에서 유지하였다. 특정 시점에서, 용액을 원심분리(16800 rpm x 5 분)하고, 100 μl 의 용액을 형광 시험을 위해 흑색 96 웰 마이크로플레이트로 이동시켰다. 490/515 nm 에서의 형광을 마이크로플레이트 판독기로 수집하였다.
FeNO3-캐슈(예시 1)가 2 시간 후 암실에서 방출한 ROS의 유형이 iOH 라디칼을 발출한다. FeCh-캐슈(방법 1을 사용함)는 OH 라디칼을 방출하지 않는다(도 5).
니트로블루 테트라조리움(NBT)에 의해 측정된 철-캐슈 입자로부터의 O2 라디칼 수준
상기 시료로는 Fe(NO3)3를 예시 1에서, FeCh를 예시 4에서 사용하였다.
1000 mg/L의 10ml 물에 0.2 g 의 철-캐슈 입자를 첨가하여 어둡게 보관하였다. 특정 시점에서, NBT의 흡수 스펙트럼은 UV-대-NIR 분광광도계에 의해 측정되었다. 흡수 피크 NBT 는 2 시간에서 계속적으로 감소하여, FeCh-캐슈에 의한 O2 라디칼의 연속적인 생성을 나타내고, NBT와 반응한다(도 6).
비교기를 유사한 방식으로 제조하였다. 2 시간 구간에서는 NBT의 흡광도 값이 변하지 않는다.
설명된 실시예들의 다양한 양상들의 많은 추가적인 수정들 및 치환들이 가능하다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 설명된 양태들은 첨부된 청구항들의 사상 및 범위 내에 속하는 이러한 모든 변경들, 수정들, 및 변형들을 포함하도록 의도된다.
본 명세서 및 이하의 청구항들 전체에 걸쳐, 문맥이 달리 요구하지 않는 한, 단어 "포함하다" 및 "포함하는"과 같은 변형은 정수 또는 단계 또는 정수 또는 단계의 그룹을 포함하지만 임의의 다른 정수 또는 단계 또는 정수 또는 단계의 그룹을 배제하는 것은 아니다.
본 명세서 및 이하의 청구항들 전체에 걸쳐, 문맥이 달리 요구하지 않는 한, 어구 "본질적으로 이루어지는", 및 " 구성되는"이 본질적으로 "~~인"으로 언급된 요소(들)가 본 발명의 필수적인 요소, 즉 필수적인 구성임을 나타내는 것으로 이해될 것이다. 구절은 본 발명의 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않지만 방법의 기본 및 신규한 특성에 영향을 미칠 추가의 불특정 요소를 배제하는 다른 비-언급된 요소의 존재를 허용한다 정의된 바와 같이 정의된다.
본 명세서에서 임의의 이전의 간행물(또는 이로부터 유래된 정보), 또는 공지되어 있는 임의의 물질에 대한 언급은, 이는 확인응답 또는 승인, 또는 이전의 공개(또는 이로부터 유도된 정보) 또는 공지된 물질이 이것을 선행의 분야에서 일반적인 일반적인 지식의 일부를 형성하는 제안의 승인 또는 임의의 형태로서 취해지지 않아야 할 것이다.

Claims (50)

  1. a) 캐슈 테스타 추출물;
    b) 철 입자 및/또는 산화철 입자; 및
    c) 탄수화물을 포함하며;
    상기 캐슈 테스타 추출물과 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200이고; 상기 캐슈 테스타 추출물과 철 입자 및/또는 산화철 입자 (a와 b)에 대한 탄수화물(c)의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:300이고; 상기 캐슈 테스타 추출물은 철 입자 및/또는 산화철 입자내에 적어도 부분적으로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 제형.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캐슈테타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자(a, b)에 대한 상기 탄수화물의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:1인 제형.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄수화물의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 1 중량% 내지 약 15 중량%인 제형.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄수화물은 키토산으로부터 선택되는 제형.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐슈테스타 추출물 및 철 입자 및/또는 산화철 입자(a와 b)의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 0.5 내지 약 8 중량%인 것을 특징으로 하는 제형.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 약 4 내지 약 5의 pH를 지닌 제형.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 착색제, 흡습제, 방향제, 안정제, 투과제, 부착 촉진제, 필름 형성제, 형질전환제, 계면활성제, 용제, 산화 방지제 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 부형제를 더 포함하는 제형.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, β-카로틴, 아스타잔틴 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 착색제를 더 포함하는 제형.
  9. 제8항에 있어서, 상기 착색제의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%인 것을 특징으로 하는 제형.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 글리세린, 요소, 피롤리딘 카르복실산, 알로에베라 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 보습제를 추가로 포함하는 제형.
  11. 제10항에 있어서, 상기 보습제의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 2 중량% 내지 약 60 중량%인 제형.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 방향제를 추가로 포함하고, 상기 방향제는 에센셜 오일을 포함하는 제형.
  13. 제12항에 있어서, 상기 방향제의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 0.01 중량% 내지 약 40 중량%인 것을 특징으로 하는 제형.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리에틸렌이민(PEI), 젖산 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 투과제를 더 포함하는 제형.
  15. 제14항에 있어서, 상기 투과제의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 0.01 중량% 내지 약 25 중량%인 제형.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 코코암포아세트산염, 타우린산염, 이소티오네이트, 올레핀 설포네이트, 술포수신산염, 소듐 라우리노디프로피오네이트, 디소듐 라우로암포디아세테이트 및 폴리소르베이트 에스테르로부터 선택되는 계면활성제를 더 포함하는 제형.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 계면활성제를 추가로 포함하고, 상기 계면활성제는 데실 글루코시드인 제형.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 계면활성제의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 0.5 중량% 내지 약 80 중량%인 제형.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, (3 글리시딜옥시프로필) 트리메톡시실란 및/또는 젤라틴으로부터 선택되는 필름 형성제를 더 포함하는 제형.
  20. 제19항에 있어서, 상기 필름형성제의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 10 중량% 내지 약 25 중량%인 제형.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 물, 에틸 아세테이트, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 용매를 더 포함하는 제형.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 분말형 셀룰로오스를 더 포함하는 제형.
  23. 제22항에 있어서, 상기 분말형 셀룰로오스의 중량비는 상기 제형에 대하여 약 1 중량% 내지 약 20 중량%인 제형.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 분말형 셀룰로오스는 과일 껍질 및/또는 박테리아 및 효모의 공생 배양물(SCOBY)로부터 추출되는 제형.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 말토덱스트린을 더 포함하는 제형.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐슈테스타 추출물은 탄닌, 카테킨, 에피카테킨, 에피갈로카테킨, p-쿠마르산, 갈산 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 페놀성 화합물을 포함하는 제형.
  27. 제26항에 있어서, 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자는 상기 캐슈테스타 추출물의 페놀성 화합물에 의해 적어도 부분적으로 패시베이션되는(passivated) 제형.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐슈테스타 추출물은 단백질, 아미노산, 당, 탄수화물 또는 이들의 조합을 더 포함하는 제형.
  29. 제28항에 있어서, 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자는 단백질, 아미노산, 당, 탄수화물 또는 이들의 화합물에 의해 적어도 부분적으로 패시배이션되는 제형.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자는 코어-쉘 입자이고, 상기 코어는 원소 철 코어 또는 철 합금 코어이며, 상기 쉘은 산화철 쉘인 제형.
  31. 제30항에 있어서, 상기 캐슈테스타 추출물은 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자의 상기 쉘 내에 적어도 부분적으로 포함되는 제형.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 5분 후에 대장균에 대해 적어도 약 2 로그 감소를 갖는 제형.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 1분 후에 대장균에 대해 적어도 약 2 로그 감소를 갖는 제형.
  34. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 5분 후에 S. Aureus에 대해 적어도 약 2 로그 감소를 갖는 제형.
  35. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 1분 후에 S. Aureus에 대해 적어도 약 2 로그 감소를 갖는 제형.
  36. 제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 90%의 항바이러스 활성률을 지닌 제형.
  37. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 항균 코팅, 소독제, 손 세정제 및/또는 비누로 사용하기 위한 제형.
  38. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제형은 습식 와이퍼로 사용하기 위한 직물의 적어도 표면에 적용되는 제형.
  39. 제38항에 있어서, 상기 직물은 부직포인 제형.
  40. 제38항 또는 제39항에 있어서, 상기 직물은 과일 껍질 또는 박테리아와 효모의 공생 배양물로부터 추출된 셀룰로오스인 제형.
  41. 제40항에 있어서, 상기 셀룰로오스는 두리안 껍질로부터 추출되는 제형.
  42. 제1항 내지 제41항 중 어느 한 항에 따른 제형의 사용을 포함하는, 비생물학적 표면 소독 방법.
  43. 제1항 내지 제41항 중 어느 한 항에 따른 제형의 사용을 포함하는, 항미생물 코팅으로 비생물학적 표면을 코팅하는 방법.
  44. 제1항 내지 제41항 중 어느 한 항에 따른 제형의 사용을 포함하는, 생물학적 표면을 소독하는 방법.
  45. 제1항 내지 제41항 중 어느 한 항에 따른 제형의 사용을 포함하는, 섬유에 항미생물 기능을 제공하는 방법.
  46. 제형을 형성하는 방법으로,
    a) 캐슈테스타 추출물, 철 입자 및/또는 산화철 입자 및 탄수화물을 혼합하는 단계를 포함하고,
    상기 캐슈 테스타 추출물과 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자의 중량비는 약 100:1 내지 약 1:200이고; 상기 캐슈 테스타 추출물과 철 입자 및/또는 산화철 입자에 대한 탄수화물의 중량비는 약 8:1 내지 약 1:300인, 제형을 형성하는 방법.
  47. 제46항에 있어서, 단계 (a) 이후에 상기 천연성분 제형의 pH를 약 4 내지 약 5로 조절하는 단계를 더 포함하는, 제형을 형성하는 방법.
  48. 제46항 또는 제47항에 있어서, 단계 (a) 이후에 착색제, 흡습제, 방향제, 안정제, 투과제, 부착 촉진제, 필름 형성제, 형질전환제, 계면활성제, 용제, 산화방지제 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 부형제를 첨가하는 단계를 더 포함하는, 제형을 형성하는 방법.
  49. 제46항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (a) 이후에 수성 매질에서 제형을 희석하는 단계를 더 포함하는, 제형을 형성하는 방법.
  50. 제46항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (a) 이전에 상기 캐슈테스타 추출물과 상기 철 입자 및/또는 산화철 입자를 형성하기 위하여 상기 캐슈테스타 추출물과 철 전구체를 반응시키는 단계를 더 포함하는, 제형을 형성하는 방법.
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