KR20100030346A - 단백질 분해 효소를 포함하는 공기 정화 필터 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단백질 분해 효소를 포함하는 공기 정화 필터 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 공기 정화 필터는 담체에 단백질 분해 효소를 코팅하여 고정화하는 단계를 포함하거나, 실리콘 변성 아크릴 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지 및 실리콘 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 바인더, 단백질 분해 효소, 아파타이트, 물 및 알코올을 포함하는 코팅액을 분사 또는 침지의 방법에 의해 공기 정화 필터용 담체 표면에 코팅하는 단계 및 상기 코팅된 담체를 건조하는 단계를 포함하여 제조됨으로써 담체에 단백질 분해 효소가 코팅되어진 것을 특징으로 하여 공기 중의 알레르겐, 특히 집먼지진드기의 알레르겐을 효율적으로 제거 및 분해할 수 있다.
알레르겐, 집먼지진드기, 단백질분해효소
Description
본 발명은 공기 정화 필터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 공기 정화 필터용 담체에 단백질 분해 효소가 코팅되어 공기 중의 집먼지진드기와 같은 알레르겐을 효과적으로 제거 및 분해하는 단백질 분해 효소를 포함하는 공기 정화 필터 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 환경 오염 등의 영향으로 인해 아토피 피부염, 알레르기성 비염이나 기관지 천식 등의 알레르기성 질환을 앓고 있는 사람의 수는 계속해서 증가하고 있는 추세이다. 이들 알레르기성 질환을 일으키는 원인이 되는 것이 알레르겐이며, 현재 확인되어 있는 것만으로도 그 수는 약 200 종류에 달한다. 이러한 알레르겐으로는 집먼지진드기, 화분, 포자, 곰팡이 등이 대표적 예이며, 이들의 수는 날로 늘어나고 있다. 이들 알레르겐이 어떠한 형태로 체내에 들어감으로써 여러 가지 알레르기 증상이 나타난다. 따라서 아토피 피부염 등의 알레르기성 질환을 예방하기 위해서는 알레르겐이 서식하지 못하도록 항상 실내공기를 청결히 유지하는 것이 필요하 다.
이에 본 발명은 단백질 분해 효소를 이용하여 공기 중의 알레르겐, 특히 집먼지진드기의 알레르겐을 효율적, 지속적으로 제거 및 분해할 수 있는 공기 정화 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 단백질 분해 효소를 담체에 코팅하여 공기 중의 알레르겐, 특히 집먼지진드기의 알레르겐을 제거 및 분해할 수 있는 공기 정화 필터의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 단백질 분해 효소를 포함하는 공기 정화 필터는 담체에 단백질 분해 효소가 코팅되어진 것을 특징으로 한다.
또한, 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 단백질 분해 효소를 포함하는 공기 정화 필터의 제조방법은 담체에 단백질 분해 효소를 코팅하여 고정화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 선택적으로, 본 발명에 따른 공기 정화 필터를 제조하는 방법은 단백질 분해 효소, 바인더, 아파타이트, 물 및 알코올을 포함하는 코팅액을 담체에 코팅하는 단계 및 상기 코팅된 담체를 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용하는 공기 정화 필터의 담체 재료로는 공기 정화 필터로서의 기능을 구비한 것이면 그 종류, 형태, 크기 및 이의 제조방법에 특별한 제한 없 이 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 예를 들면, 유리섬유, 이온교환섬유, 셀룰로오스섬유, 아스베스트 섬유와 각종 유기섬유, 무기섬유와 냄새를 흡착할 수 있는 활성탄, 활성탄소섬유, 다공성 세라믹 등을 사용할 수 있으며, 아연, 구리, 알루미늄 등의 금속 또는 플라스틱도 사용할 수 있고, 이러한 재료들은 각각 그 재질의 특성에 따라 용도별로 다양하게 사용할 수 있다.
또한, 공기 정화 필터의 담체의 형상 역시 하니컴형, 입자형, 그물형, 여과지형, 솜형, 메쉬형, 플레이트형, 지브라형 및 폼형 등 특별한 제한없이 적용되는 공기 정화 장치에 따라 적절하게 변형하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 공기 정화 필터는 냉장고나 에어컨 등 여러 가전제품에서 사용되는 활성탄 필터 등의 탈취 필터, 헤파 필터, 그리고 자동차의 공기 정화 장치등의 필터에 사용되거나 이들과 함께 병용하여 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 단백질 분해 효소는 단백질 분해 효소로서 알려져 있는 것이라면 바실러스 리체니포미스 프로테아제(Bacillus licheniformis protease), 바실러스 폴리믹사 프로테아제(Bacillus polymyxa protease), 키모트립신, 피신(Ficin), 파파인(Papain), 프로테이나제 K(Proteinase K), 스트렙토마이세스 프로테아제(Streptomyces protease), 서브틸리신 A(Subtilisin A), 트립신(Trypsin) 등 그 종류에 관계없이 사용가능하며, 이들의 균체를 직접 추출하여 사용하거나 동정하여 시판하고 있는 것을 구입하여 사용할 수 있으며 특별한 제한 없이 어떤 상태의 것도 사용가능하다. 바람직하게는 서브틸리신 A를 사용한다.
본 발명에 따른 단백질 분해 효소가 코팅된 공기 정화 필터는 담체에 단백질 분해 효소를 코팅하여 고정화하는 단계를 포함하여 제조한다.
선택적으로, 본 발명에 따른 공기 정화 필터는 상기 단백질 분해 효소와, 실리콘 변성 아크릴 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지 및 실리콘 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 바인더, 그리고 아파타이트 및 물과 알코올을 포함하는 코팅액을 제조하여 이를 담체에 분사하거나 이 코팅액에 담체를 침지하는 단계를 포함하여 제조할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 단백질 분해 효소가 코팅된 공기 정화 필터는 단백질 분해 효소를 직접 담체상에 코팅하거나 단백질 분해 효소를 포함하는 코팅 용액을 먼저 제조한 다음 이 용액을 침지 또는 분사 등의 방법으로 담체에 코팅하여 제조한다. 공기 정화 필터의 담체에 단백질 분해 효소를 코팅하여 고정화하는 단계는 이 기술분야에서의 통상의 방법에 따라 수행될 수 있다. 경우에 따라서는 담체의 특성에 따라 단백질 분해 효소를 코팅되기에 적합한 상태로 변경하는 것이 필요하다. 단백질 분해 효소를 담체상에 고정화하기 위해서는 화학적 방법, 물리적 방법을 사용하여 용도에 맞게 적절한 고정화 기술을 사용하면 된다.
담체에 단백질 분해 효소를 코팅하는 또 다른 공기 정화 필터를 제조하는 방법은 단백질 분해 효소를 실리콘 변성 아크릴 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지 등의 바인더, 그리고 아파타이트 및 물과 알코올을 혼합하여 단백질 분해 효소를 포함하는 코팅액을 제조하고, 이렇게 제조된 코팅액을 분사 또는 침지의 방법에 의해 공기 정화 필터용 담체 표면에 코팅하는 것을 특징으로 한다. 이때 코팅액을 제조하는 방법은 단백질 분해 효소가 담체 표면에 코팅될 수 있을 정도로 바인더, 아파타이트를 함께 혼합할 수 있다면 특별한 제한이 없다. 단백질 분해 효소 0.01 내지 1 중량%, 바인더 0.1 내지 0.5 중량%, 아파타이트 2 내지 10 중량% 및 나머지 물 및 알코올로 된 코팅액이 그 혼합성 및 코팅성의 관점에서 바람직하다.이때 물과 알코올은 전체 용매 대비 물이 50 내지 90 중량%, 알코올이 10 내지 50 중량%이다.
상기 코팅액에서 사용하는 알코올은 저급 알킬기를 가진 알코올이며, 특히 무수 에탄올 또는 이소프로필 알코올을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 제조방법에서 담체를 단백질 분해 효소로 코팅하기 전에 사용할 담체를 적당한 세정수로 세정하거나 세정된 담체를 열처리 등으로 건조하는 단계를 추가할 수 있다. 경우에 따라서는 금속 등의 담체는 그 제조과정이나 보관중에 담체 표면에 부착되어진 오일 성분을 제거하는 것이 바람직하다. 또한 담체를 건조하는 경우 그 건조 시간 및 건조 온도는 사용하는 담체의 형태, 종류, 크기 등에 따라 조절가능하다. 또한 담체에 단백질 분해 효소를 코팅한 다음에 이 코팅된 담체를 건조하는 건조단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 공기 정화 필터는 원하는 크기로 잘라 공기 정화 장치의 공기 정화 필터로서 사용한다. 또한 본 발명에 따른 공기 정화 필터는 동일한 제품내에서 단독으로뿐만 아니라 종래의 공기 정화 필터, 탈취 필터 등과 함께 병행하여 사용할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 공기 정화 필터는 공기 정화 필터를 필요로 하는 가정용 및 업무용의 여러 공기 정화 장치, 그리고 자동차, 냉장고, 에어컨, 기타 가전제품 등에 두루 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 단백질 분해 효소가 코팅된 공기 정화 필터는 공기 중의 알레르겐, 특히 집먼지진드기의 알레르겐을 효율적, 지속적으로 제거 및 분해할 수 있다.
이하, 본 발명은 실시예를 참고로 하여 보다 상세하게 기재될 것이다. 그러나 본 발명은 이러한 실시예에 의해 제한되지는 않는다.
실시예
1. 코팅액의 제조
서브틸리신 A(SA라 칭함), 바실러스 리체니포미스 프로테아제(SI라 칭함), 프로테이나제 K(PK라 칭함)의 단백질 분해 효소를 각각 준비하였다.
이와 별도로 이소프로필 알코올과 증류수를 1:9의 비율로 혼합한 알코올 수용액 100㎖에 테트라메틸오소실리케이트, 메틸트리메톡시실란 및 3-글리시독시프로필트리메톡시실란으로부터 얻은 실리콘 수지 0.3중량부를 첨가한 후 약 60분간 1000rpm으로 교반하여 혼합물을 얻었다. 그런 다음 상기 혼합물에 아파타이트 5중량부를 첨가한 후 1500rpm이상에서 60분간 교반하였다. 이어서 얻어진 혼합물의 pH를7 내지 9로 맞추기 위하여 트리에틸아민을 첨가하였다. 여기에 상기 단백질 분해 효소를 각각 0.1중량부 첨가하여 코팅액 1(서브틸리신 A함유 코팅액), 코팅액 2(바실러스 리체니포미스 프로테아제 함유 코팅액) 및 코팅액 3(프로테이나제 K 함유 코팅액)을 얻었다.
2. 단백질 분해 효소가 코팅된 공기 정화 필터의 제조
상기에서 제조된 코팅액 1 내지 3을 각각 지브라 형상의 정전 부직포 위에 1000ppm의 양이 되도록 400~700g/㎡의 양으로 스프레이 코팅하여 단백질 분해 효소가 코팅된 공기 정화 필터 1 내지 3을 얻었다.
또한 상기에서 얻어진 코팅액 1을 지브라 형상의 정전 부직포 위에 250ppm, 500ppm 및 1000ppm의 양이 되도록 스프레이 코팅하여 단백질 분해 효소가 코팅된 공기 정화 필터 4 내지 6을 얻었다.
3. 실험예
상기에서 얻어진 공기 정화 필터 1 내지 3의 알레르겐 제거 및 분해 능력을 측정하기 위하여, 진드기 배양액에서 단백질을 추출(1.1㎍ Dermatophagoides pteronyssinus 분비물 알레르겐/1.0㎎ 단백질)한 진드기 알레르겐(Der p 1)을 0.1㎎/㎖가 되도록 인산완충용액(pH 7.5)에 녹인 후 상기에서 얻은 공기 정화 필터 1 내지 3에 각각 피펫으로 도말(0.04㎖/㎠)하였다. 도말된 필터를 포화된 NaCl용액이 든 용기내에서 습도 80%, 온도 25℃로 24시간 방치한 후 상기 필터를 0.8㎖의 인산완충용액(50mM, pH 7.5, 페닐메틸설포닐플로라이드(PMSF))으로 상온에서 10분간 추출하였다.
그런 다음 통상의 방법에 따라 ELISA 분석을 시행하였다. 그 결과는 도 1에 나타내었다.
또한 상기에서 얻어진 공기 정화 필터 4 내지 6의 알레르겐 제거 및 분해 능력을 측정하기 위하여, 개털에서 단백질을 추출(7.1㎍ Canis familiaris 분비물 알 레르겐/1.0㎎ 단백질)한 개 알레르겐(Can f 1)을 0.1㎎/㎖가 되도록 인산완충용액(pH 7.5)에 녹인 후 상기에서 얻은 공기 정화 필터 4 내지 6에 각각 피펫으로 도말(0.04㎖/㎠)하였다. 도말된 필터를 포화된 NaCl용액이 든 용기내에서 습도 80%, 온도 25℃로 24시간 방치한 후 상기 필터를 0.8㎖의 인산완충용액(50mM, pH 7.5, 페닐메틸설포닐플로라이드(PMSF))으로 상온에서 10분간 추출하였다.
그런 다음 통상의 방법에 따라 ELISA 분석을 시행하였다. 그 결과는 도 2에 나타내었다.
도 1 및 도 2의 결과로부터 본 발명에 따른 단백질 분해 효소를 포함하는 공기 정화 필터는 알레르겐 제거 및 분해 능력이 이를 포함하지 않는 필터에 비해 알레르겐을 효율적, 지속적으로 제거 분해할 수 있음을 확인할 수 있었다.
도 1은 SA, SI, 및 PK를 코팅한 필터에서의 집먼지진드기의 알레르겐 잔여량을 나타내는 그래프이고,
도 2는 세가지 농도의 SA를 코팅한 필터에서의 개 털 알레르겐의 잔여량을 나타내는 그래프이다.
Claims (11)
- 담체에 단백질 분해 효소가 코팅된 알레르겐을 제거 및 분해하는 공기 정화 필터.
- 제1항에 있어서, 담체가 유리섬유, 이온교환섬유, 셀룰로오스 섬유, 아스베스트 섬유, 유기섬유, 무기섬유로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 어느 하나인 공기 정화 필터.
- 제1항에 있어서, 담체가 금속 또는 플라스틱인 공기 정화 필터.
- 제1항에 있어서, 담체가 하니컴형, 입자형, 그물형, 여과지형, 솜형, 메쉬형, 플레이트형, 지브라형 또는 폼형인 공기 정화 필터.
- 제1항에 있어서, 담체가 활성탄 탈취필터인 공기 정화 필터.
- 제1항에 있어서, 단백질 분해 효소가 서브틸리신 A인 공기 정화 필터.
- 제1항에 있어서, 단백질 분해 효소가 바실러스 리체니포미스 프로테아제인 공기 정화 필터.
- 제1항에 있어서, 단백질 분해 효소가 프로테이나제 K인 공기 정화 필터.
- 제1항에 있어서, 알레르겐이 집먼지진드기인 공기 정화 필터.
- 담체에 단백질 분해 효소를 코팅하여 고정화하는 단계를 포함하는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 공기 정화 필터를 제조하는 방법.
- 실리콘 변성 아크릴 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지 및 실리콘 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 바인더, 단백질 분해 효소, 아파타이트, 물 및 알코올을 포함하는 코팅액을 분사 또는 침지의 방법에 의해 공기 정화 필터용 담체 표면에 코팅하는 단계 및 상기 코팅된 담체를 건조하는 단계를 포함하는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 공기 정화 필터를 제조하는 방법.
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