국내산 망초(Erigeron canadensis L.) 의 지상부위를 수증기증류방식으로 처리하여 얻은 정유의 성분을 GC-MS로 분석하고 HaCaT 각질형성세포에 대한 세포독성을 조사하였다. 망초 정유에는 총 31종의 화학성분이 존재하는 것으로 분석되었는데, 이들을 성분별로 구분하면 탄화수소류 18종(전체 정유 중 91.99%), 에테르류 4종(0.49%), 알코올류 3종(3.59%), 아세테이트류 2종(2.92%), 알데히드류 1종(0.05%), 케톤류 3종(0.23%)이었다. 망초 정유에 함유되어 있는 주된 화합물은 탄화수소류인 D,L-limonene과 ${\delta}-3-carene$이었고, 이들의 함량은 각각 68.25%와 15.93%이었다. MTT assay를 통해서 망초 정유성분의 HaCaT 각질형성세포에 대한 세포독성을 검정한 결과, 정유의 농도와 세포독성간에는 상관관계가 있었으며$(y=17712x^2-2925.8x+118.55,\;R^2=0.9879)$, $IC_{50}$값은 0.027 ${\mu}g\;mg^{-1}$이었다.
국내산 망초(Erigeron canadensis L.) 의 지상부위를 수증기증류방식으로 처리하여 얻은 정유의 성분을 GC-MS로 분석하고 HaCaT 각질형성세포에 대한 세포독성을 조사하였다. 망초 정유에는 총 31종의 화학성분이 존재하는 것으로 분석되었는데, 이들을 성분별로 구분하면 탄화수소류 18종(전체 정유 중 91.99%), 에테르류 4종(0.49%), 알코올류 3종(3.59%), 아세테이트류 2종(2.92%), 알데히드류 1종(0.05%), 케톤류 3종(0.23%)이었다. 망초 정유에 함유되어 있는 주된 화합물은 탄화수소류인 D,L-limonene과 ${\delta}-3-carene$이었고, 이들의 함량은 각각 68.25%와 15.93%이었다. MTT assay를 통해서 망초 정유성분의 HaCaT 각질형성세포에 대한 세포독성을 검정한 결과, 정유의 농도와 세포독성간에는 상관관계가 있었으며$(y=17712x^2-2925.8x+118.55,\;R^2=0.9879)$, $IC_{50}$값은 0.027 ${\mu}g\;mg^{-1}$이었다.
The composition of essential oil from the aerial part of Erigeron canadensis L. was analyzed by GC-MS. Thirty-one constituents were identified from the essential oil: eighteen hydrocarbons (91.99% of the total oil), two acetates (2.92%), three alcohols (3.59%), four ethers (0.49%), one aldehyde (0.0...
The composition of essential oil from the aerial part of Erigeron canadensis L. was analyzed by GC-MS. Thirty-one constituents were identified from the essential oil: eighteen hydrocarbons (91.99% of the total oil), two acetates (2.92%), three alcohols (3.59%), four ethers (0.49%), one aldehyde (0.05%), and three ketone (0.23%). Major constituents of the essential oil were D,L-limonene (68.25% of the total oil) and delta-3-carene (15.9%). The $IC_{50}$ value of the essential oil was 0.027 ${\mu}g$$mg^{-1}$ in MTT assay using HaCaT keratinocyte cell line.
The composition of essential oil from the aerial part of Erigeron canadensis L. was analyzed by GC-MS. Thirty-one constituents were identified from the essential oil: eighteen hydrocarbons (91.99% of the total oil), two acetates (2.92%), three alcohols (3.59%), four ethers (0.49%), one aldehyde (0.05%), and three ketone (0.23%). Major constituents of the essential oil were D,L-limonene (68.25% of the total oil) and delta-3-carene (15.9%). The $IC_{50}$ value of the essential oil was 0.027 ${\mu}g$$mg^{-1}$ in MTT assay using HaCaT keratinocyte cell line.
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제안 방법
24시간 배양 후 PBS를 이용하여 5mg/㎖의 농도로 녹여져 있는 MTT 시 약을 20㎕씩 넣어주고 4시간 배양하였다. MTT 시약과 시료가 포함된 배지를 모두 제거하고 각 well에 acid isopropanol(0.04 N HO in iso-propanol) 100 ㎕를 첨가하여 30분간 교반한 후, ELISA reader로 570nm에서 흡광도를 측정하였다.
SPME needle을 vial 내로 삽입하여 60℃에서 30분간 흡착시켰다. SPME 장치에 흡착된 향기성분은 gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)로 분석하였다. 사용한 GC는 Varian사의 CP-3800이었으며, MS는 Vhrian시의 1200
세포독성 평가실험을 수행할 수 없었다. 따라서 망초 정유를 DMSO에 1 :10의 최적비율로 혼합하여 배양배지에 첨가하여 MTT assay를 실행하였으며 HaCaT 세포에 대한 망초 정유의 세포독성 평가 결과는 Fig. 1에 나타낸 바와 같다. 본 실험에 사용된 HaCaT 세포는 0.
MTT assay를 위하여 HaCaT 세포의 배양지에 망초로부터 추출한 정유 성분을 첨가할 경우 수용성의 배양^지에 망초 정유가 골고루 분산, 혼합되지 못하였다(Table 3). 따라서 세포배양배지에 정유를 효과적으로 첨가할 수 있도록 dimethyl sulfdxide(DMSO)와 정유의 최적 혼합비율을 평가하여 세포독성평가 실험을 수행하였다.
DMSO)를 혼합하여 비율을 선정하였다. 망초 정유와DMSO> 각각 1:0, 1 :1, 1 :10, 1:100의 비율로 첨가하고용해도와 배지표면 막 형성도를 조사하였다.
망초 정유의 농도별 HaCaT 각질형성세포에 미치는 세포독성을 조사하기 위하여 MTT assay를 실시하였다. MTT assay를 위하여 HaCaT 세포의 배양지에 망초로부터 추출한 정유 성분을 첨가할 경우 수용성의 배양^지에 망초 정유가 골고루 분산, 혼합되지 못하였다(Table 3).
사람유래의 각질형성세포(HaCaT cell)를 배양접시에 접종한 후, penicillin(100 unit/m/-'), streptomysin(100*), 10% FBS(fetal bovine serum)를 함유하는 DMEM(Dulbecc's Modified Eagle's Medium) 배지를 넣고 37℃, 5% 이산화탄소를 포함하는 배양기 내에서 배양하였다.
수증기 증류장치를 이용하여 추출된 망초 정유 Im, 를 headspace glass vial(20mZ)에 가한 후, vial을 실리콘 septum으로 밀봉하였다. SPME needle을 vial 내로 삽입하여 60℃에서 30분간 흡착시켰다.
' 망초에 함유되어 있는 정유는 다양한 향장품 및 식품, 의료용품, 가정용품, 보안용품, 환경 및 위생용품, 공업용품, 사료용품, 농업용품 개발에 활용될 수 있으며, 이의 개발을 위해서는 무엇보다도 대량으로 채취가 가능한 방법을 통하여 얻은 정유의 성분분석과 독성평가가 필요하다. 이를 위하여 저자들은 대량 채취가 가능한 수증기증류를 통하여 망초로부터 정유를 추출하고, 이에 함유된 휘발성 성분을 분석하였으며 이들이 세포에 미치는 영향을 구명하였다.
배양 후 배지를 모두 제거하고 혈청 이 포함되지 않은 배지 90㎕씩을 각 well에 넣어 주었다. 최종농도 0.11~0.0055%의 농도가 되도록 혈청이 포함되지 않은 배지를 이용하여 희석한 시료를 10 ㎕씩 처리하였다. 24시간 배양 후 PBS를 이용하여 5mg/㎖의 농도로 녹여져 있는 MTT 시 약을 20㎕씩 넣어주고 4시간 배양하였다.
추출된 망초 정유는 세포 배양 배지(수용성 배지)에 용해가 되지 않기에 정유와 계면활성제(Dimethyl sulfoxide: DMSO)를 혼합하여 비율을 선정하였다. 망초 정유와DMSO> 각각 1:0, 1 :1, 1 :10, 1:100의 비율로 첨가하고용해도와 배지표면 막 형성도를 조사하였다.
추출된 망초정유의 향기 성분을 polydimethylsiloxane (PDMS) fiber가 장작된 solid phase microextraction (SPME) 장치 에 흡작시 킨 다음, gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)로 분석하였다.
대상 데이터
SPME 장치에 흡착된 향기성분은 gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)로 분석하였다. 사용한 GC는 Varian사의 CP-3800이었으며, MS는 Vhrian시의 1200 1.이었다. GC와 MS의 작동조건은 Table 1에 나타내었으며, 성분분석은 Wiley 275 Library, NIST Library의 mass spectrum data> 이용하였다.
세포배양에 필요한 tiypsin-EDTA는 GibcoBRL(USA) 제품을 사용하였고, 세포독성 실험에 사용한 MTT(thiazolyl blue tetrazolium bromide, 3-(4, 5-dimethyl-2-thiazolyl)-2, 5-diphenyl- 2H-tetrazolium bromide) 시약은 Sigma (USA) 제품을 사용하였으며, ibrniazan 검출에 사용한 isopropanol 및 HC1 은 Merck (USA) 제품을 사용하였다.
식물시료인 망초의 지상부위는 강원도 춘천시 신북읍 천전리 소재 강원대학교 부속농장에서 2007년 6월 중순 채취되었으며, 망초의 분류는 한국식물도감을 참조하였다. 4)채집된 망초는 가급적 빠른 시간 내에 실험실로 운반된 후 정유추출에 사용되었다.
정유의 독성평가를 위한 세포는 한국 세포주 은행에서 분양받은 각질형성세포인 HaCaT cell (Keratinoxyte, Human)을 사용하였다.
이론/모형
collected in Korea. The essential oil was prepared by steam distillation apparatus, extracted by solid-phase microextraction method, and analyzed by GC-MS. Data, content of compounds, are from three replicates
성능/효과
93%)을 차지하고 있는 6-3-Carenee D, L-Hmonene과 유사한 향취를 내는 무색의 액체로서 테르펜(terpene)유의 주요 성분 중 흐]나이며, 폴란드, 독일, 러시아산의 테르펜유에는 1541%의 6-3-Carene이 함유되어 있는 것으로 알려져 있다.9)이러한 자료와 진달래 (Rhododendron mucronulatum Rurcz.)의 잎에서 추출된 정유의 함량(28.51%, 미발표자료)을 망초 정유에 함유되어 있는 5-3- Carene의 함량과 비교해 볼 때, 망초 정유에 함유된 8-3-Carene 의 함량은 많다고는 할 수 없다.
011 μg/㎖의 망초정유를 첨가농도에서도 80% 이상의 높은 생존율을 보였다. HaCaT 세포의 생육은 정유의 농도가 증가할수록 감소하였으며 (y= 17712x2-2925.8x+ 118.55, R2= 0.9879) 0.11 pgW'의 농도에서 20% 이하의 생존율을 보였다.
16종은 구조가 미확인된 화학성분이었다. 구조가 확인된 화학성분은 탄화수소(hydrocarbon) 18종, 에테르(ether) 4종, 알코올 (alcohol) 3종, 아세테이트(acetate) 2종, 알데히드 (aldehyde) 1종, 그리고 케톤(ketone) 3종이었다. 이러한 정유성분에는 수증기 비휘발성 성분은 함유되어 있지 않으며 모두 수증기 휘발성 성분이라 판단된다.
망초 정유에는, 비록 상이한 추출방법을 사용하였을지라도, 11 종의 화학성분-D, L-limonene, P-myrcene, E, E-2, 6-dimethyl- 1, 3, 5, 7-octatetraene, 2-p-pinene, trans-P-lamesene, a-bergamotene, germacrene-D, (E)-4, 8-dimethyl-l, 3, 7-nonatriene, caryophyllene, cis-epoxy-ocimene, [3-elemenee 동일하게 존재하는 것으로 나타났다.
망초 지상부에서 추출된 정유에 함유되어 있는 구조가 확인된 화학성분의 함량은 탄화수소가 91.99%, 에테르가 0.49%, 알코올이 3.59%, 아세테이트가 2.92%, 알데히드가 0.05%, 그리고 케톤이 0.23%이었으며, 미확인된 구조를 갖는 화학성분의 함량은 0.24% 이었다.
망초로부터 수증기 증류를 이용하여 추출한 정유에 함유된 성분 중에는 탄수화물류와 그 함량이 가장 높았으며, 동일한 식물을 상이한 추출방법 (Likens & Nickerson type 연속 수증기증류 장치)을 이용하여 추출한 정유의 성분3)과 비교하였을 때 탄수화물의 종수와 함량이 가장 많다는 점에 있어서는 차이가 없었으나, 탄수화물의 종류에 있어서는 커다란 차이가 발견되었다.
1에 나타낸 바와 같다. 본 실험에 사용된 HaCaT 세포는 0.0055 pig/㎖의 망초 정유를 첨가하였을 경우 정상적인 생육을 보였으며, 0.011 μg/㎖의 망초정유를 첨가농도에서도 80% 이상의 높은 생존율을 보였다. HaCaT 세포의 생육은 정유의 농도가 증가할수록 감소하였으며 (y= 17712x2-2925.
수증기 증류장치를 이용하여 추출한 망초 정유성분에는 에테르와 알데히드, 케톤이 각각 4종, 1종, 3종씩 함유되어 있었으나 Likens & Nickerson type 연속 수증기 증류장치를 이용하여 추출한 망초 정유성분에는 이들 성분 대신에 카로보닉 락톤 (carbonic lactone)이 1종 함유되어 있었는데 이러한 성분 차이도 추출 방법에 의한 것이라 추론된다.
수증기증류를 이용하여 추출된 망초 정유에는 총 47종의 화학성분이 확인되었는데, 31종은 구조가 확인된 화학성분이었던 반면 16종은 구조가 미확인된 화학성분이었다. 구조가 확인된 화학성분은 탄화수소(hydrocarbon) 18종, 에테르(ether) 4종, 알코올 (alcohol) 3종, 아세테이트(acetate) 2종, 알데히드 (aldehyde) 1종, 그리고 케톤(ketone) 3종이었다.
후속연구
33%에 달하는 정유가 함유되어 있어서 중요한 향료자원으로의 개발 가능성이 제기된 바 있다.' 망초에 함유되어 있는 정유는 다양한 향장품 및 식품, 의료용품, 가정용품, 보안용품, 환경 및 위생용품, 공업용품, 사료용품, 농업용품 개발에 활용될 수 있으며, 이의 개발을 위해서는 무엇보다도 대량으로 채취가 가능한 방법을 통하여 얻은 정유의 성분분석과 독성평가가 필요하다. 이를 위하여 저자들은 대량 채취가 가능한 수증기증류를 통하여 망초로부터 정유를 추출하고, 이에 함유된 휘발성 성분을 분석하였으며 이들이 세포에 미치는 영향을 구명하였다.
널리 활용되고 있다.2)그러므로 D, L-limonene이 주된 성분으로 구성되어 있는 망초 정유 역시 세정효과를 목적으로 하는 다양한 산업제품의 개발에 활용이 가능할 것이라 판단된다.
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