KR20130118129A

KR20130118129A - 바이오리셉터가 고정된 이산화티타늄과 이를 이용한 미생물 항균 방법

Info

Publication number: KR20130118129A
Application number: KR1020120041085A
Authority: KR
Inventors: 김병찬; 정종수; 송민영
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2013-10-29
Also published as: US9034254B2; US20130280125A1

Abstract

본 발명은 특정 미생물에 대해 결합력과 인지력이 있는 항체가 고정된 이산화티타늄을 항균 조성물로 제작하는 것과 이를 이용하여 특정 미생물을 효율적으로 항균하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 특정 미생물에 대한 인지력이 없는 이산화티타늄을 이용하여 무작위 적으로 미생물, 바이러스 등을 항균하는 것이 아닌, 특정 미생물 혹은 바이러스 인지용 항체를 결합한 기능성 이산화티타늄의 제조 방법과, 기능성 이산화티타늄을 이용하여 원하는 미생물을 선택적으로, 효율적으로 항균시키는 방법에 관한 것이다.

Description

바이오리셉터가 고정된 이산화티타늄과 이를 이용한 미생물 항균 방법 {Titanium Oxide Immobilized with Bioreceptors and Antibacterial Method Using the Same}

본 발명은 특정 미생물에 대해 결합력과 인지력이 있는 항체가 고정된 이산화티타늄을 항균 조성물로 제작하는 것과 이를 이용하여 특정 미생물을 효율적으로 항균하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 미생물 혹은 바이러스 인지용 항체를 결합한 기능성 이산화티타늄의 제조 방법과, 기능성 이산화티타늄을 이용하여 원하는 미생물을 선택적으로, 효율적으로 항균시키는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 미생물을 (박테리아 혹은 바이러스) 불활성화 하거나 혹은 특정 대상에 대한 감염을 막기 위한 방법으로는 필터를 이용한 여과법 (미국 특허 등록 6,780,332), 고온/저온 처리법 (미국특허등록 5,366,746; 미국특허등록 6,086,936), 항생제 처리법 (미국특허등록 10,415,219), 소독제 처리법 (미국특허등록 6,583,176), 자외선 조사법 (미국특허등록 7,396,459) 등 다양한 방법이 사용되고 있으며, 최근 들어 이산화티타늄 등 광촉매 반응으로부터 나오는 슈퍼옥사이드 (O₂ ^-) /하이드록시 라디칼 (OH) 등을 사용하여 미생물을 항균하는 방법이 제시되고 있다 (미국특허등록 6,387,844; 미국특허등록 6,777,357). 광촉매는 외부의 빛을 흡수하여 화학반응을 촉진시키는 물질을 의미하는데 이러한 광촉매, 특히 이산화티타늄은 안정한 물질이지만 자외선을 받게 되면 입자가 전자를 잃어버리고 정공 (hole)이 생겨 불안정한 상태로 여기되고 이때 발생되는 슈퍼옥사이드 (O₂ ^-)나 하이드록시라디칼 (OH)이 주변의 미생물 및 바이러스를 산화 혹은 분해하는 방법으로 항균 효과를 얻게 된다. 이러한 강력한 산화력 때문에 이산화티타늄을 여러 종류의 지지체에 도포하거나 또는 수질 중에 살포하여 항균에 활용하려는 예가 급증하고 있다. 대부분의 경우 이산화티타늄을 지지체에 코팅하거나 수용액상에 단순 분산시켜 대상 미생물에 선택성이 없이 이산화티타늄 자체에서 발생하는 라디칼을 활용하려는 경우가 많고, 미생물 균체수와 이산화티타늄 농도의 상관관계, 그리고 이때 조사되어야 하는 자외선의 세기 및 시간에 대한 고려가 체계적으로 조사되지 않고 있다. 수계를 예로 들면 일반적으로 이산화티타늄을 지지체에 고정하거나 혹은 분산시켜 자외선을 조사하여 항균 효과를 얻으려고 하지만 일반적으로 발생되는 라디칼의 잔류시간이 길지 않고 또한 대상 미생물과 이산화티타늄과의 접근 거리가 극히 가깝지 않으면 항균효과가 떨어진다. 미국특허출원 제 12,743,340 호 에서는 바이오 분자를 이산화티타늄 입자에 고정화 하는 방법을 제안하고 있으나, 항균 효과를 보이는 것이 아닌 고정화 복합체의 센서 응용에 관한 정보를 제공하고 있다.

이산화티타늄으로 구성된 미세 전극을 이용하여 인간 종양 세포인 T24 세포를 죽이는 연구를 진행시킨 Sakai 등은 이산화티타늄으로 이루어진 미세 전극과 세포 사이의 거리가 10 ㎛ 이상 떨어지게 될 경우 세포를 죽이는 효과가 전혀 나타나지 않았다는 결과를 보고 하였다. 이 연구에서는 이산화티타늄에서 형성된 라디칼의 짧은 수명으로 인해 직접적인 산화작용이 세포 표면에 원활하게 작용하지 못하고 있기 때문으로 설명하였다 (Sakai et al., Chemistry Letter, 1995, 185). 선택성이 없는 이산화티타늄 입자를 이용할 경우 항균 대상이 아닌 주변의 일반 유용 미생물까지 모두 항균시킬 가능성이 있고, 앞서 제시한 연구내용과 같이 자외선 조사로 생성된 라디칼이 미생물로 효과적으로 전달되지 못할 수 있기 때문에 항균 효과가 충분히 높지 못한 단점이 있다. 이산화티타늄을 항균 조성물로 이용하는 연구가 활발하게 수행되고 있고, 관련 제품 등이 제조되고 있으나, 본 기술에서와 같이 대상 미생물에 대한 선택성이 있는 이산화티타늄 광촉매 입자 개발에 관한 내용은 보고된바 없다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로 대상 미생물에 대한 선택성이 없는 기존의 이산화티타늄에 특정 미생물을 인지할 수 있는 항체를 결합하여 특정 미생물과 결합하도록 함으로써 이산화티타늄 광촉매 입자가 대상 미생물과 근접한 상태에서 산화 라디칼을 생성하도록 함으로써 효과적인 항균 특성을 부여하는 방법과 그에 따라 특정 미생물에 대한 효과적인 항균 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 이산화티타늄 입자에 결합된 작용기와 리셉터의 작용기 사이의 결합을 통해 미생물에 특이적 결합을 하는 바이오리셉터가 고정된 이산화티타늄 입자를 제공한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은

(i) 항체가 고정된 청구항 1 또는 청구항 5 중 어느 한 항의 이산화티타늄 입자를 이용하여 항체에 특이성이 있는 특정 미생물의 항균 효과를 높이는 방법으로 이산화티타늄-항체 복합체를 미생물과 접촉하는 시간을 주는 단계; 및

(ii) 상기 이산화티타늄-항체 복합체에 자외선을 조사하여 항균 과정을 거치는 단계

를 포함하는 항체가 고정된 이산화티타늄 입자를 이용하여 이산화티타늄 입자에 고정된 항체의 종류에 따라 선택적으로 특정 미생물을 항균하는 방법을 제공한다.

이산화티타늄 입자에 항체를 고정화 하는 방법은 이산화티타늄 입자와 폴리아크릴산 (PAA, poly acrylicacid) 용액 반응에 의해 카르복실 (-COOH) 그룹을 형성하도록 하는 것을 특징으로 하고, 상기 카르복실 그룹이 항체의 아민 (-NH2) 그룹과 결합할 수 있도록 EDC (1-Ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimide Hydrochloride)와 Sulfo-NHS (N-hydroxysulfosuccinimide)를 PAA가 결합된 이산화티타늄 입자를 처리하는 단계, 이를 원심분리로 항체 고정을 위해 준비된 이산화티타늄 입자를 분리하는 단계, 마지막으로 항체를 고정화하는 단계를 특징으로 한다. 단, 이산화티타늄과 항체의 고정화를 위한 연결 방법은 PAA, EDC, sulfo-NHS를 이용하는 것에만 한정되지 않는다.

본 발명의 일 구현 예는 대장균에 특이적인 다클론 항체를 이용하여 이산화티타늄 입자에 고정하는 이산화티타늄-대장균 항체 복합체를 제공한다. 또한, 본 발명의 일 구현 예는 상기 대장균 항체가 고정된 이산화티타늄을 대장균이 포함된 용매에 넣고 혼합하여 이산화티타늄-항체 복합체를 대장균에 접촉하는 시간을 주는 1 단계, 및 자외선을 조사하여 항균 과정을 거치는 2단계를 포함하여 항체가 고정된 이산화티타늄 입자를 이용한 항균 방법을 제공한다.

본원 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다.

(i) 이산화티타늄에 부착된 작용기와 바이오리셉터에 결합된 작용기 사이의 가교 결합을 통해 대상 미생물과 근접한 상태에서 산화 라디칼을 생성하도록 함으로써 효과적인 항균 특성을 목적으로 하는 이산화티타늄-바이오리셉터 입자에 관한 것이다.

(ii) 본 발명을 통해 종래의 항체를 붙이지 않은 이산화티타늄 입자에 비해 적은 양으로 그리고 더 짧은 자외선 조사 시간으로 더 많은 미생물 개체를 항균할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 있어 이산화티타늄입자에 항체를 고정화하는 과정을 도시한 도면이며, 항체가 고정된 이산화티타늄 입자의 항균 효과가 증대되는 원리에 관한 모식도를 포함한다.
도 2는 이산화티타늄 입자에 카르복실기를 도입하기 전후의 표면을 퓨리에변환 적외선 분광기 (FTIR)로 확인한 결과이다.
도 3은 대장균이 존재하는 PBS 버퍼에 대장균 특이적 항체가 고정된 이산화티타늄 입자, 항체가 고정되지 않은 이산화티타늄 입자, 이산화티타늄입자가 없는 경우 UV를 조사하여 대장균이 항균되는 정도를 비교한 그래프를 나타낸 것이다.
도 4는 Staphylococcus epidermidis 가 존재하는 PBS 버퍼에 대장균 특이적 항체가 고정된 이산화티타늄 입자, 항체가 고정되지 않은 이산화티타늄 입자를 분산 시켜 UV를 조사하고 Staphylococcus epidermidis 가 항균되는 정도를 비교한 그래프를 나타낸 것이다.

본 발명자들은 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 이산화티타늄 입자 및 리셉터의 작용기 사이의 결합은 카르보닐기와 아민기의 가교 결합을 통한다. 특히 카르복시산과 아민과의 가교 결합이 보다 바람직하다. 보다 구체적으로는 아마이드 결합, 설피드릴-아민 결합, 수소-아민 결합, 아민-아민 결합 및 카르보닐-설피드릴 결합 등의 결합이 모두 가능하다.

하기 표 1에서는 아마이드 결합 이외에 설피드릴-아민 결합, 수소-아민 결합, 아민-아민 결합 및 카르보닐-설피드릴 결합에 대한 구체적인 예시를 기재하였다.

카르복시산과 아민을 직접적으로 결합을 용이하게 하기 위해서는 카르보디이미드 시약을 첨가하는 것이 보다 바람직하며, DCC, EDC, DIC와 같은 카르보디이미드를 사용한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 이산화티타늄 입자에 결합된 작용기는 카르보닐기이고, 리셉터에 결합된 작용기는 아민이다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 카르보닐기는 아실 클로라이드, 산 무수물, 에스터 또는 카르복시산이나 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 보다 바람직하게는 상기 카르보닐기 중에서는 카복시산을 이용한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 바이오리셉터는 단백질 항체, 핵산 분자인 DNA, RNA 기반의 앱타머 중 하나이다.

본 명세서에서 용어 “핵산 분자”는 DNA (gDNA 및 cDNA) 그리고 RNA 분자를 포괄적으로 포함하는 의미를 갖으며, 핵산 분자에서 기본 구성 단위인 뉴클레오타이드는 자연의 뉴클레오타이드뿐만 아니라, 당 또는 염기 부위가 변형된 유사체 (analogue)도 포함한다 (Scheit, Nucleotide Analogs, John Wiley, New York(1980); Uhlman 및 Peyman, Chemical Reviews, 90:543-584(1990)).

상기 앱타머는 높은 특이성 및 친화성을 가지고 타겟 항원에 결합할 수 있도록 독특한 컨포메이션으로 폴딩되는 DNA 또는 RNA 올리고뉴클레오타이드이다. 이러한 앱타머는 SELEX(Systemic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) 방법에 의해 얻을 수 있다(Tuerk and Gold, Science, 249:505-510(1990)).

본 발명에서 미생물 특이적인 것은 본 발명의 결합이 가능한 모든 미생물에 대해서 적용이 가능하므로, 특정의 미생물로 한정하는 것은 아니다.

보다 바람직하게는 본 발명에서 미생물 특이적인 결합이 가능한 것은 대장균 특이적인 결합을 보이는 것이 특징이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 단계 (ii)의 자외선 조사 시간은 5-15분인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 10-15분 동안 자외선을 조사시킨다.

도 1은 본 발명을 위해 이산화티타늄입자에 미생물 특이적인 항체를 고정화하는 방법을 나타내는 도면이다. 이산화티타늄에 항체를 고정화 하는 방법은 이산화티타늄 입자에 폴리아크릴산 (PAA) 용액을 반응시켜 카르복실기 (-COOH)를 형성 시키고, 카르복실기가 도입된 이산화티타늄 입자에 EDC (1-Ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimide Hydrochloride)와 Sulfo-NHS (N-hydroxysulfosuccinimide)를 처리하여 항체의 아민기 (-NH2)와 결합이 가능한 NHS-ester를 도입한 후 항체를 고정하는 단계로 이루어진다. 이를 자세히 설명하면 다음과 같다. 먼저 0.1 g의 이산화티타늄 입자를 20 mL의 디메틸포름아마이드 (DMF, N,N-dimethylformamide) 용액에 분산 시키고, 디메틸포름아마이드에 용해되어 있는 폴리아크릴산 용액 (100 mg PAA / 1 mL　DMF) 2 mL과 섞는다. 혼합된 용액은 150 °C 항온조에서 5시간 정치해 둔다. 150 °C 항온조에서 5시간 정치 후 상온까지 냉각을 시킨 후 38 mL의 아세톤 (acetone) 용액을 넣고 상온에서 1시간 정치해 둔다. 정치 후 원심분리기를 이용해 (4000 rpm, 20 분) 폴리아크릴산이 코팅된 이산화티타늄 입자를 분리해 낸다. 40 mL의 에탄올을 이용하여 세 번 세척을 하고 원심분리를 반복하고 하루 상온에서 건조 후 폴리아크릴산이 코팅된 이산화티타늄 입자를 얻는다. 폴리아크릴산 코팅으로 도입된 이산화티타늄 입자 표면의 카르복실기는 퓨리에변환 적외선 분광기 (FTIR)로 확인한다. 도2는 PAA를 코팅한 이산화티타늄 입자와 PAA를 코팅하지 않은 이산화티타늄 입자의 FTIR 결과이다. PAA를 코팅한 이산화티타늄 입자는 약 1730 cm^-1 영역에서 피크를 보이고 이 피크는 C=O의 존재를 의미하므로 PAA 코팅에 의해 카르복실기가 도입됨을 확인 할 수 있다. 건조된 이산화티타늄 입자를 MES 버퍼 (2-[morpholino]ethanesulfonic acid buffer, pH 5.9)에 25 mg/mL 이 되도록 용해시켜 2 mL을 준비한다. 이산화티타늄 입자가 용해된 MES 버퍼 (pH 5.9)에 EDC, sulfo-NHS를 각각 80 mM 과 20 mM이 되도록 섞는다. 상온에서 한 시간 반응시킨 후 이산화티타늄 입자를 원심분리기를 이용하여 분리해 낸 후 (4000 rpm, 20 분) 다시 1 mL MES 버퍼로 재 용해시킨다. 여기에 0.2 mg 의 대장균 다클론 항체를 넣고 4 °C에서 12시간 정치시킨다. 정치 후 0.1 M의 에타놀라민 (ethanolamine) 용액을 0.5 mL 넣고 항체와 붙지 않은 NHS-ester 부분을 간섭시킨다. 상온에서 30분간 정치하고, 4 °C에서 다시 30 분간 정치시킨다. 최종적으로 PBS 버퍼 (pH 7.0) 용액으로 3회 세척한 후 1 mL PBS 버퍼 (pH 7.0)로 용해시켜 준비한다. 대장균 항체가 고정된 이산화티타늄의 항균 성능의 효과는 다음의 실시예를 통해 증명하고자 한다.

[ 실시예 1]

대장균 (E. coli)을 100 mL LB 배지에서 흡광도 600에서 0.4가 되도록 배양한 후 이중 12 mL을 취해 원심분리기로 대장균을 분리한다. 분리한 대장균은 PBS 버퍼 (pH 7.0) 12 mL로 세척한 후 5 mL PBS 버퍼 (pH 7.0)로 20 mL 유리병에 분산 시킨다. 이러한 샘플을 동일하게 세 개 준비하고 유리병 1에는 대장균 항체가 고정된 이산화티타늄 입자, 유리병 2에는 이산화티타늄 입자 각각 0.25 mg을 넣고, 유리병 3에는 아무것도 넣지 않는다. 모든 유리병을 25 °C, 200 rpm 으로 셋팅 된 회전 진탕 배양기에 넣고 15분 동안 진탕 배양기를 회전시킨다. 15분 후 약 10 cm 떨어진 거리에 355 nm UV 램프 (15W) 를 장착하고 UV를 조사하기 시작한다. 조사하기 시작한지 0분, 15분 후, 이후는 30 분 간격으로 각 유리병에서 100 uL를 취하여 채취한 샘플을 1000 배 희석하여 각각의 평판 고체 배지에 도말하여 37 °C 항온조에 넣어 17시간 배양한다. 배양한 후 형성된 콜로니 개체수를 세어 각 유리병에 존재하는 대장균 개체수를 측정한다.

개체수를 측정한 결과 각 유리병에 존재하는 0 분의 대장균 수를 기준으로 하여 도3 에 결과를 나타내었다. 일반적으로 UV를 조사할 경우 대장균은 사멸을 하게 되는데 이때 이산화티타늄 입자를 넣고 UV를 조사하게 되면 이산화티타늄에서 활성 산소등이 발생하여 항균효과를 더 높이는 것으로 알려져 있다. 이산화티타늄 샘플을 넣어 준 후 15분 이후의 대장균 사멸율을 비교했을 경우 대장균 항체가 고정된 이산화티타늄을 넣어주었을 경우 대장균 사멸율이 90% 이상이였으며 이산화티타늄만 넣어준 경우 사멸율이 20% 로 대장균 항체가 고정된 이산화티타늄의 항균 효과가 약 4.5배 증진되는 것으로 확인되었으며, 모든 개체수가 사멸하는 경우 대장균 항체 고정된 이산화티타늄이 1시간 단축 효과가 있는 것으로 확인 되었다. 이는 대장균 항체가 고정된 이산화티타늄이 먼저 대장균 주위에 달라 붙게되고 UV를 조사할 경우 이산화티타늄 입자에서 나오는 활성산소가 더 가까이 대장균에 전달되어 항균효과가 증가하는 것을 확인할 수 있는 것이다.

상기 실시예는 대장균 항체가 고정된 이산화티타늄의 성능을 평가하는 한 방법의 예로 항균 평가를 위해 대장균을 배양하는 방법, UV를 조사하는 방법은 이에 한정되지 않는다.

[ 실시예 2]

상기 실시예 1에 대장균 항체가 고정된 이산화티타늄의 항균 효율이 증대되는 효과를 확인하였다. 대장균이 아닌 다른 균주에 대해 항균효과의 증대가 있는지 확인 하였다. 이를 위해 대장균이 아닌 Staphylococcus epidermidis (스타필로코커스) 균주를 대장균과 같은 방법으로 배양하고, UV를 조사한 결과 이산화티타늄만 넣었을 경우와 대장균 항체가 고정된 이산화티타늄 입자는 항균효과에 차이가 없는 것을 확인하였다. (도 3). 이는 이산화티타늄 입자에 고정된 항체가 Staphylococcus epidermidis 에 특이적이지 않고 따라서 대장균처럼 이산화티타늄 입자가 주위에 붙지 않고 항체가 없는 이산화티타늄 입자처럼 같이 분산이 되어 동일양의 이산화티타늄 입자를 주입했을 경우 에도 항체 특이성이 없어 그 차이가 없는 것을 확인 할 수 있다. 상기 실시예는 대장균 항체가 고정된 이산화티타늄의 성능을 평가하는 한 방법의 예로 항균 평가를 위해 대장균을 배양하는 방법, UV를 조사하는 방법은 이에 한정되지 않는다.

[ 실시예 3]

실시예 1과 실시예 2를 통해 대장균 항체가 결합된 이산화티타늄 입자는 대장균의 항균 효율을 더 높이는 것을 확인 하였다. 실시예 1과 실시예 2는 두 종류의 미생물을 각각 다른 배양기에서 배양하고 독립적으로 항균 효율을 살펴 본 것이므로, 두 미생물이 동시에 존재할 경우 대장균 항체가 결합된 이산화티타늄 입자가 대장균만을 선택적으로 항균 시키는지 확인하기 위해 대장균, 스타필로코커스가 동시에 존재하는 상황에서 대장균 항체가 결합된 이산화티타늄 입자의 대장균에 대한 항균 효율을 살펴보았다. 대장균 (E. coli)을 100 mL LB 배지에서 흡광도 600에서 0.4가 되도록 배양하고 이중 20 mL을 취해 원심분리기로 대장균을 분리한다. 스타필로코커스를 100 mL LB 배지에서 흡광도 600에서 0.25가 되도록 배양하고 이중 20 mL을 취해 원심분리기로 스타필로코커스를 분리한다. 분리된 대장균과 스타필로코커스를 각각 25 mL PBS 버퍼로 분산시키고 분산된 대장균 용액 10 mL 과 스타필로코커스 용액 10 mL을 섞는다. 이후 실시예 1과 같은 실험조건에서 대장균과 스타필로코커스의 항균 효율을 살피되 UV 조사 후 5 분 후의 항균 정도를 비교 하였다. 5분 후의 항균율을 살펴보면, 대장균의 경우 대장균 항체가 결합된 이산화티타늄을 넣은 경우 약 30%의 대장균이 사멸되었으나, 항체가 결합되지 않은 이산화티타늄의 경우 사멸율 변화가 없음을 확인 할 수 있다. 스타필로코커스의 경우 대장균 항체가 결합된 이산화티타늄, 항체가 결합되지 않은 이산화티타늄을 넣은 경우 약 10%의 사멸율 변화를 보였으나 이는 항체가 결합된 이산화티타늄과 항체가 결합되지 않은 이산화티타늄 작용과 상관 없이 동일한 사멸율을 보였다. 따라서 대장균 항체가 결합된 이산화티타늄은 대장균과 스타필로코커스가 동시에 존재할 경우 대장균에만 선택적으로 작용하여 항균 효율을 높이는 것을 확인 할 수 있다 (도 4). 상기 실시예는 대장균 항체가 고정된 이산화티타늄의 성능을 평가하는 한 방법의 예로 항균 평가를 위해 대장균을 배양하는 방법, UV를 조사하는 방법은 이에 한정되지 않는다.

Claims

이산화티타늄 입자에 결합된 작용기와 리셉터의 작용기 사이의 결합을 통해 미생물에 특이적 결합을 하는 바이오리셉터가 고정된 이산화티타늄 입자.
청구항 1에 있어서, 상기 이산화티타늄 입자 및 리셉터의 작용기 사이의 결합은 카르보닐기와 아민기의 가교 결합, 설피드릴기(-SH)와 아민기의 결합, 아민기과 아민기의 결합, 수소와 아민기의 결합 및 카르보닐기와 설피드릴기의 결합인 것을 특징으로 하는 입자.
청구항 1에 있어서, 상기 이산화티타늄 입자에 결합된 작용기는 카르보닐기이고, 리셉터에 결합된 작용기는 아민인 것을 특징으로 하는 입자.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 카르보닐기는 아실 클로라이드, 산 무수물, 에스터 또는 카르복시산인 것을 특징으로 하는 입자.
청구항 1에 있어서, 상기 바이오리셉터는 단백질 항체, DNA, RNA 기반의 앱타머 중 하나인 것을 특징으로 하는 입자.
청구항 1에 있어서, 상기 미생물은 대장균(Escherichia coli)인 것을 특징으로 하는 입자.
(i) 항체가 고정된 청구항 1 또는 청구항 5 중 어느 한 항의 이산화티타늄 입자를 이용하여 항체에 특이성이 있는 특정 미생물의 항균 효과를 높이는 방법으로 이산화티타늄-항체 복합체를 미생물과 접촉하는 시간을 주는 단계; 및
(ii) 상기 이산화티타늄-항체 복합체에 자외선을 조사하여 항균 과정을 거치는 단계
를 포함하는 항체가 고정된 이산화티타늄 입자를 이용하여 이산화티타늄 입자에 고정된 항체의 종류에 따라 선택적으로 특정 미생물을 항균하는 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 단계 (ii)의 자외선 조사 시간은 5-15분 인 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 단계 (i)의 특정 미생물은 대장균인 것을 특징으로 하는 방법.