[논문]Cladosporium cladosporioides 포자에 대한 나노입자의 항진균 특성 평가

윤선화; 배귀남; 이병욱; 지준호; 김선정

doi:10.5572/kosae.2009.25.4.255

Cladosporium cladosporioides 포자에 대한 나노입자의 항진균 특성 평가
Evaluation of Antifungal Activities of Nanoparticles against Cladosporium cladosporioides Spore Bioaerosols 원문보기

한국대기환경학회지 = Journal of Korean Society for Atmospheric Environment, v.25 no.4, 2009년, pp.255 - 263

윤선화 (동국대학교 생명과학과) , 배귀남 (한국과학기술연구원 환경기술연구단) , 이병욱 (건국대학교 기계공학과) , 지준호 (삼성전자 가전연구소) , 김선정 (동국대학교 생명과학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The antifungal activity of silver, copper, and titania nanoparticles against fungal spores was investigated. Cladosporium cladosporioides spores were aerosolized and sampled on a solid agar plate using an Anderson impactor. The solid agar plate contained different concentration of nanoparticles ranging from 0 to $500{\mu}g/mL$. Silver and copper nanoparticles were shown to be an effective antifungal agent, while titania nanoparticles were not. Antifungal activity of these effective nanoparticles appeared at $300{\mu}g/mL$ concentration.

주제어

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문제 정의

이 연구를 통하여 고체배지에 포함된 나노입자의 농도에 따른 항진균 효과의 차이를 밝혀내고자 하였다. 또한, 세균과 진균에 대한 금속 나노입자의 항균 효과의 차이를 비교하고자 하였다.
본 연구에서는 나노입자의 진균에 대한 항진균 특성을 파악하기 위하여 3종류의 나노입자 (Ag, Cu, TiOD를 사용하여 대표적인 실내 부유 진균인 C. cladosporioides를 대상으로 나노입자의 농도에 따라 고체 배지에 생장된 군집의 수를 비교하는 실험을 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
, 2001), 은, 구리, TiO2 나노입자가 포함된 고체배지에 샘플링하여 나노입자의 농도에 따라 배 양되는 진균 군집(colony)의 수를 비교하였다. 이 연구를 통하여 고체배지에 포함된 나노입자의 농도에 따른 항진균 효과의 차이를 밝혀내고자 하였다. 또한, 세균과 진균에 대한 금속 나노입자의 항균 효과의 차이를 비교하고자 하였다.

가설 설정

3 叫1인 것으로 알려져 있는데 (배귀남 등, 2006), 이러한 미생물의 크기 차이도 영향을 미쳤을 것으로 추정된다. 즉, 단위 체표면적당 은 나노입자의 수가 같을 때 동일한 항진균효과를 나타낸다고 가정하면, 더 많은 은 나노입자수가 진균에 부착되어야 세균과 동일한 항진균 효과를 나타낼 것이다.

제안 방법

。~500 院/mL 범위의 나노입자를 PDA 배지에 혼합하여 농도가 다른 고체배지를 만들어 시험 진균의 포자를 채취하였다 20L/miii의 유량을 바이오 에어로졸 발생기에 공급하여 진균 포자를 발생시켰다. 이때 바이오 에어로졸 발생기의 오리피스(내경 2 mm, 80개)를 통해 약 L3m/s의 속도로 공기가 고체 배지의 표면에 충돌하여 진균 포자가 공기 중으로 비산되었다 분리입경 이 0.
나노입자의 종류에 따라 항진균 특성이 달라지는지 살펴보기 위하여 항진균 특성이 없는 것으로 알려진 TiO, 나노입자를 사용하여 항진균 실험을 수행하였다. 그림 7은 TiO₂ 나노입자가 각각 0, 100, 500 Mg/mL 포함된 PDA 고체배지에 앤더슨 임팩터로 C.
본 연구에서는 노즐 수가 400개인 앤더슨 임팩터로 진균 포자를 채취하였으므로, 생장한 군집의 수가 최대 400개로 제한되었다. 은과 함께 전통적으로 항균 특성이 있다고 알려진 구리 나노입자를 이용하여 항진균 실험을 수행하였다. 그림 5는 구리 나노입자가 각각 0, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 500|ig/mL 포함된 PDA 고체배지에 앤더슨 임팩터로 C.
이때 바이오 에어로졸 발생기의 오리피스(내경 2 mm, 80개)를 통해 약 L3m/s의 속도로 공기가 고체 배지의 표면에 충돌하여 진균 포자가 공기 중으로 비산되었다 분리입경 이 0.65 wn, 노즐 수가 400개인 단 (stage 6)을 하나만 사용하는 앤더슨 임팩터 (Z”A6, Zefon, Arieiia, USA)로 3분간 진균 포자를 채취한 후 7일 동안 25℃ 조건에서 배양하여 나노입자의 농도에 따라 생존하는 진균 군집의 수를 비교하였다 N
이전 연구에서는 고체배지에서 진균 균사의 생장환의 크기 변화를 통해 금속 나노입자의 항진균 특성을 살펴보았는데 (윤선화 등, 2007), 본 연구에서는 실내 부유 미생물 중 진균에 대한 나노입자의 항진균 특성을 파악하기 위하여 진균 포자를 공기 중에 분산시키는 장치를 이용하여 다양한 환경에서 광범위하게 부유하고 있는 대표적인 실내 부유 진균인 C. cladosporioides를 발생시켜 (Gorny et al., 2001), 은, 구리, TiO2 나노입자가 포함된 고체배지에 샘플링하여 나노입자의 농도에 따라 배 양되는 진균 군집(colony)의 수를 비교하였다. 이 연구를 통하여 고체배지에 포함된 나노입자의 농도에 따른 항진균 효과의 차이를 밝혀내고자 하였다.

대상 데이터

(Aukrust and Borsch, 1979). C. cladosporioides (KCTC 16680)는 한국생명공학연구원에서 분양받았으며 , 배 지는 PDA (potato starch 0.4%, dextrose 2%, agar 1.5%, Difco)를 사용하였고, 7일 동안 25℃ 조건에서 배양한 후 실험에 사용하였다.
C. cladosporioides에 대한 항진균 특성을 파악하기 위하여 사용한 나노입자는 은 (Ag), 구리 (Cu) 및 산화티타늄 (Ti02)이었다. 은 나노입자는 (주)ABC나노텍에서 액상환원법으로 제조한 10% Ag 콜로이드용액을 구입하여 사용하였으며, 입자의 평균 크기는 약 으。±10nm이었다.
2 rrF/g이었다’ TiO2 나노입자는 독일 Degussa의 분말 상태인 P“25를 사용하였다. 분말 상태로 되어있는 구리와 TiO₂ 나노입자는 멸균수에 희석하여 실험에 사용하였다.
2에 나타냈다. 시험 균주로 Cladosporium cladosporioides를 선정하였는데, 이 진균은 실외 대기 중 가장 많이 발견되는 진균으로 흔히 실내에서 서식하는 진균들이 실외 공기 중 진균과 함께 현미경상으로 동정되고, 대개 우기가 지난 후 급증하여 늦가을까지 비산하며, 눈이 내리는 겨울이 시작되면 사라진다(오재원, 1998). 또한, Cladosporiume 중요한 알레르기 발현성 진균으로 60개의 항원이 있는 것으로 알려져 있다.

성능/효과

그림에서 각 실험의 오차 범위는 3개 데이터의 표준편차이다. 구리 나노입자가 포함되지 않은 배지에 350개 정도의 C. ckUosporioides 군집이 생장하였는데, 대체로 구리 나노입자의 농도가 증가함에 따라 배양된 군집의 수가 감소하는 경향을 나타내고 구리 나노입자의 농도가 300eg/mL 이상으로 높아지면 배양된 군집의 수가 40개 이하로 줄어들었다. 구리 나노입자가 배지에 불균일하게 분포하여 은 나노입자의 경우에 비해 데 이터의 편차가 크게 나타난 것으로 생각된다.
cladosporioides에 대하여 항진균 특성을 나타내지 않았다. 둘째, 진균 (C. cladosporioides)은 세균(E. coli, B. 沂s)에 비해 더 높은 은 나노입자의 농도에서 비슷한 항진균 효과를 나타냈다. 즉, 세균의 경우 60[xg/mL의 은 나노입자의 농도에서도 생장이 90% 이상 저해되었는데, 진균의 경우 이보다 3배 이상 높은 농도에서 생장저해율이 90% 이상으로 높아졌다.
s沥沥s에 대하여 항균 특성을 나타내지 않았다. 또한, 저자들은 금속 나노입자가 혼합된 고체배지의 표면에서 진균 균사의 생장환을 관찰하여 은과 구리 나노입자가 Cladosporium cladosporioides와 Aspergillus versicolore] 증식을 억제하는 항진균 효과가 있음을 확인하였다.
입자의 농도가 증가함에 따라 배양된 군집의 수가 감소하는 경향을 나타내고, 은 나노입자의 농도가 200 jig/mL 이상으로 높아지면 배 양된 군집의 수가 40개 이하로 줄어들었다. 본 연구에서는 노즐 수가 400개인 앤더슨 임팩터로 진균 포자를 채취하였으므로, 생장한 군집의 수가 최대 400개로 제한되었다. 은과 함께 전통적으로 항균 특성이 있다고 알려진 구리 나노입자를 이용하여 항진균 실험을 수행하였다.
subtilis 세균에 대한 은 나노입자의 항균 실험결과를 그림 10에 나타냈다. 세균의 경우 60(xg/mL의 은 나노입자의 농도에서도 생장이 90% 이상 저해되었는데, 진균의 경우 이보다 3배 이상 높은 농도에서 생장저해율이 90% 이상으로 높아짐을 알 수 있었다. 진균이 세균에 비해 더 높은 은 나노입자의 농도에서 생장이 저해되는데, 이것은 세균과 진균의 중금속에 대한 저항 정도가 다르기 때문이 라고 생각된다.
dadosp아初让蛙 군집 이 생장하였는데, 은 나노.입자의 농도가 증가함에 따라 배양된 군집의 수가 감소하는 경향을 나타내고, 은 나노입자의 농도가 200 jig/mL 이상으로 높아지면 배 양된 군집의 수가 40개 이하로 줄어들었다. 본 연구에서는 노즐 수가 400개인 앤더슨 임팩터로 진균 포자를 채취하였으므로, 생장한 군집의 수가 최대 400개로 제한되었다.
沂s)에 비해 더 높은 은 나노입자의 농도에서 비슷한 항진균 효과를 나타냈다. 즉, 세균의 경우 60[xg/mL의 은 나노입자의 농도에서도 생장이 90% 이상 저해되었는데, 진균의 경우 이보다 3배 이상 높은 농도에서 생장저해율이 90% 이상으로 높아졌다.
첫째, 은 나노입자와 구리 나노입자는 C. cladosporioides에 대하여 항진균 특성이 있는 것으로 나타났고 TiC)2 나노입자의 경우 C. cladosporioides에 대하여 항진균 특성을 나타내지 않았다. 둘째, 진균 (C.

후속연구

본 연구에서는 고체배지 실험을 통하여 은 나노입자와 구리 나노입자가 진균에 대하여 항진균 효과가 있음을 확인하였는데, 나노입자의 항진균 특성을 실내 공기청정에 활용하기 위해서는 액상이 아닌 기상에서의 항진균 실험결과가 뒷받침될 필요가 있다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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