현재 백내장 수술에서부터 화장품에 이르기까지 넓은 분야에서 사용되고 있는 히알루론산 (Hyaluronic Acid) 은 미생물에서부터 척추동물에 이르기까지 광범위하게 존재하는 수용성 고분자 뮤코다당류로서, 분자량이 105~108 Da으로 매우 넓은 분포를 갖는다. 이 물질이 수용액상에서 갖게되는 점성, 탄성 및 보습성과 같은 성질들은 히알루론산의 분자량과 농도에 좌우되며 이 용액의 물리화학적 성질과 피부에서의 역할 또한 분자량 및 농도와 깊은 관계에 있다. 이렇듯 히알루론산은 분자량 및 입자크기에 따라 물리적, 화학적 특성이 각각 다르기에 그것에 따라 응용되는 분야 역시 다르다. 그렇기에 정확한 분자량을 측정하는 것은 의학적으로, 산업적으로 큰 의의를 갖는다고 볼 수 있다. 지금까지의 히알루론산의 분자량 측정은 주로 크기 배제 크로마토그래피 (Size exclusion ...
현재 백내장 수술에서부터 화장품에 이르기까지 넓은 분야에서 사용되고 있는 히알루론산 (Hyaluronic Acid) 은 미생물에서부터 척추동물에 이르기까지 광범위하게 존재하는 수용성 고분자 뮤코다당류로서, 분자량이 105~108 Da으로 매우 넓은 분포를 갖는다. 이 물질이 수용액상에서 갖게되는 점성, 탄성 및 보습성과 같은 성질들은 히알루론산의 분자량과 농도에 좌우되며 이 용액의 물리화학적 성질과 피부에서의 역할 또한 분자량 및 농도와 깊은 관계에 있다. 이렇듯 히알루론산은 분자량 및 입자크기에 따라 물리적, 화학적 특성이 각각 다르기에 그것에 따라 응용되는 분야 역시 다르다. 그렇기에 정확한 분자량을 측정하는 것은 의학적으로, 산업적으로 큰 의의를 갖는다고 볼 수 있다. 지금까지의 히알루론산의 분자량 측정은 주로 크기 배제 크로마토그래피 (Size exclusion chromatography, SEC) 에서 시도되었으나 정확한 size characterization 이나 분자량의 분포를 밝혀내는데 에는 어려움이 있었다. 이 연구에서는 본 실험실에서 자체개발한 프릿 도입형 비대칭 흐름장 흐름분획채널 (Frit Inlet Asymmetrical flow field flow fractionation) 과 유속프로그래밍법 (Field programming) 을 적용하여 분자량이 수십만에서 수백만 또는 수천만에 이르는 분포를 갖는 히알루론산 시료들에 대하여 분리 가능한 조건을 최적화 한 뒤 다중각도 광산란 검출법 (Multiangle light scattering) 을 on line하여 분자량별로 분리시킨 후 용리된 시료의 분자량을 측정하고 물리화학적 특성에 대해 분석했다. 특히 원활한 상업적 응용을 위한 고분자의 degradation에 비중을 두어 감마선조사, Enzyme처리, 용해 시 pH변화 및 Sonication 처리에 따른 분자사슬의 변형 가능성 들을 체계적으로 검토하여 고분자의 저분자량화 방법에 대하여 연구해보았다. 또한 특별한 전처리 없이 NaHA (Sodium salt of Hyaluronic Acid) 를 원료로 한 관절염치료제를 분석하여 다중각도 광산란 검출법 (MALS) 을 이용한 프릿도입형 비대칭 흐름장 흐름분획법 (FI-AFlFFF) 의 기술적 효율성을 확인해 보았다.
현재 백내장 수술에서부터 화장품에 이르기까지 넓은 분야에서 사용되고 있는 히알루론산 (Hyaluronic Acid) 은 미생물에서부터 척추동물에 이르기까지 광범위하게 존재하는 수용성 고분자 뮤코다당류로서, 분자량이 105~108 Da으로 매우 넓은 분포를 갖는다. 이 물질이 수용액상에서 갖게되는 점성, 탄성 및 보습성과 같은 성질들은 히알루론산의 분자량과 농도에 좌우되며 이 용액의 물리화학적 성질과 피부에서의 역할 또한 분자량 및 농도와 깊은 관계에 있다. 이렇듯 히알루론산은 분자량 및 입자크기에 따라 물리적, 화학적 특성이 각각 다르기에 그것에 따라 응용되는 분야 역시 다르다. 그렇기에 정확한 분자량을 측정하는 것은 의학적으로, 산업적으로 큰 의의를 갖는다고 볼 수 있다. 지금까지의 히알루론산의 분자량 측정은 주로 크기 배제 크로마토그래피 (Size exclusion chromatography, SEC) 에서 시도되었으나 정확한 size characterization 이나 분자량의 분포를 밝혀내는데 에는 어려움이 있었다. 이 연구에서는 본 실험실에서 자체개발한 프릿 도입형 비대칭 흐름장 흐름분획채널 (Frit Inlet Asymmetrical flow field flow fractionation) 과 유속프로그래밍법 (Field programming) 을 적용하여 분자량이 수십만에서 수백만 또는 수천만에 이르는 분포를 갖는 히알루론산 시료들에 대하여 분리 가능한 조건을 최적화 한 뒤 다중각도 광산란 검출법 (Multiangle light scattering) 을 on line하여 분자량별로 분리시킨 후 용리된 시료의 분자량을 측정하고 물리화학적 특성에 대해 분석했다. 특히 원활한 상업적 응용을 위한 고분자의 degradation에 비중을 두어 감마선조사, Enzyme처리, 용해 시 pH변화 및 Sonication 처리에 따른 분자사슬의 변형 가능성 들을 체계적으로 검토하여 고분자의 저분자량화 방법에 대하여 연구해보았다. 또한 특별한 전처리 없이 NaHA (Sodium salt of Hyaluronic Acid) 를 원료로 한 관절염치료제를 분석하여 다중각도 광산란 검출법 (MALS) 을 이용한 프릿도입형 비대칭 흐름장 흐름분획법 (FI-AFlFFF) 의 기술적 효율성을 확인해 보았다.
Sodium Hyaluronate (NaHA) is water soluble, ultrahigh molecular weightlinear polysaccharide composed of disaccharide repeating unit (D-gluconic acid and N-acetyl-D-glucosamine). NaHA has been found in body tissues, synovial fluid, the vitreous humor, the umbilical cord, and it is known to protect ce...
Sodium Hyaluronate (NaHA) is water soluble, ultrahigh molecular weightlinear polysaccharide composed of disaccharide repeating unit (D-gluconic acid and N-acetyl-D-glucosamine). NaHA has been found in body tissues, synovial fluid, the vitreous humor, the umbilical cord, and it is known to protect cells and tissue from the invasion of bacteria in biological system. Since NaHA has numerous practical applications including ophthalmic surgery, cosmetics, the treatment of knee joint disease, and etc. as in their intact or degraded forms, the refinement processes of NaHA including degradation using a chemical or physical measure necessary for desired pharmaceutical applications. In this study, the on-line frit inlet asymmetrical flow field-flow fractionation (FI-AFIFFF) /multi-angle light scattering (MALS) was utilized to study the influence of the degradation process on the variation of molecular weight distribution and structure of hyaluronic acid. 1) gamma radiation degradation 2) refinement process 3) alkaline degradation 4) ultrasonic degradation 5) enzymatic degradation. This study demonstrates the application of field programmed FI-AFlFFF to the separation of aqueous polymers having ultrahigh molecular weight polymers and analysis for the characterization of absolute molecular weight and structure information. It showed that a simple refinement process provided different fractions of NaHA’s (in terms of MW and viscosity) without changing the conformation, however the gamma radiation degradation, alkali degradation, enzyme degradation and sonication degradation induced a significant change in MWD and in conformation of NaHA structures.
Sodium Hyaluronate (NaHA) is water soluble, ultrahigh molecular weightlinear polysaccharide composed of disaccharide repeating unit (D-gluconic acid and N-acetyl-D-glucosamine). NaHA has been found in body tissues, synovial fluid, the vitreous humor, the umbilical cord, and it is known to protect cells and tissue from the invasion of bacteria in biological system. Since NaHA has numerous practical applications including ophthalmic surgery, cosmetics, the treatment of knee joint disease, and etc. as in their intact or degraded forms, the refinement processes of NaHA including degradation using a chemical or physical measure necessary for desired pharmaceutical applications. In this study, the on-line frit inlet asymmetrical flow field-flow fractionation (FI-AFIFFF) /multi-angle light scattering (MALS) was utilized to study the influence of the degradation process on the variation of molecular weight distribution and structure of hyaluronic acid. 1) gamma radiation degradation 2) refinement process 3) alkaline degradation 4) ultrasonic degradation 5) enzymatic degradation. This study demonstrates the application of field programmed FI-AFlFFF to the separation of aqueous polymers having ultrahigh molecular weight polymers and analysis for the characterization of absolute molecular weight and structure information. It showed that a simple refinement process provided different fractions of NaHA’s (in terms of MW and viscosity) without changing the conformation, however the gamma radiation degradation, alkali degradation, enzyme degradation and sonication degradation induced a significant change in MWD and in conformation of NaHA structures.
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