보고서 정보
주관연구기관 |
충남대학교 Chungnam National University |
연구책임자 |
디조이사마하나마
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
대한민국
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발행년월 | 2017-11 |
과제시작연도 |
2016 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO202000007579 |
과제고유번호 |
1711043518 |
사업명 |
개인연구지원 |
DB 구축일자 |
2020-09-19
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키워드 |
나노파티컬.생분해성 키토산.천연항생물질.면역증강제.백신보조제.상처치료제.항생제 저항성.의약바이오.양식어종 건강.Nanoparticles and composites.Biodegradable chitosan.Natural antimicrobial agents.Immunostimulant.Vaccine adjuvant.Wound healing agents.Antibiotic resistance.Biomedicine.Fish health.
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초록
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□ 연구의 목적
나노파티컬은 여러 가지 약리학적 치료제로서 많이 활용되고 있으나, 수산양식 분야에서의 다기능 생분해성의 나노파티컬의 활용은 많지 않다. 따라서 키토산과 같은 무해성 물질을 이용한 생리활성 물질의 개발이 필요하다. 본 연구의 목적은 생분해능 나노 키토산(NBC)의 생리활성을 항생제, 면역제, 백신보조제, 그리고 상처회복 및 치료제로서의 효과를 연구함으로써, 수산양식 분야에서의 활용가능성을 연구하고자 한다.
□ 연구내용
• 기존 연구결과로 가지고 있던, 키토산 나노 파티클을 이용하여, 새로운 타입
□ 연구의 목적
나노파티컬은 여러 가지 약리학적 치료제로서 많이 활용되고 있으나, 수산양식 분야에서의 다기능 생분해성의 나노파티컬의 활용은 많지 않다. 따라서 키토산과 같은 무해성 물질을 이용한 생리활성 물질의 개발이 필요하다. 본 연구의 목적은 생분해능 나노 키토산(NBC)의 생리활성을 항생제, 면역제, 백신보조제, 그리고 상처회복 및 치료제로서의 효과를 연구함으로써, 수산양식 분야에서의 활용가능성을 연구하고자 한다.
□ 연구내용
• 기존 연구결과로 가지고 있던, 키토산 나노 파티클을 이용하여, 새로운 타입의 유용한 나노 파티클(Chitosan Silver (Ag) Nano Composites (CAgNCs), Chitosan Gold (Au) Nano Composites (CAuNCs), ZnO-CNPs) 들을 새로이 합성 및 스크리닝.
• 이온 젤라틴 방법을 이용한 안정된 NBC의 합성. 합성 후 NBC의 물리적 (입도분석- 자외선 분광, 주사전자 현미경 분석, 제타전위 분석 등), 화학적 (기능성 단위- 푸리에 변환 적외선 분광 분석 (FTIR)) 특징을 분석.
• 항생제 내성을 갖는 어류 병원성 박테리아, 바이러스, 곰팡이을 이용하여 NBC의 항균성 확인. 최소 저지농도 (MIC), 최소 살균농도(MBC), 주사전자 현미경(FESEM) 분석을 통하여 기존의 항생제와의 항균성 비교분석.
• ROS 생성작용, 막 투과성의 변화, DNA 손상, 특정 세균을 이용한 세포의 생존 능력의 확인을 통해 항균 작용의 양식 분석. 특정한 물리적 조건에서 스트레스에 대한 저항 능력 평가.
• 제브라피쉬 모델을 이용한 면역기능 유전자 분석 (quantitative RT-PCR)을 통해 NBC의 면역 증강 효과를 확인.
• 제브라피쉬 모델을 이용하여 NBC의 상처 치유 효과 및 지느러미 재생 효과를 확인. 또한 NBC의 DNA, 단백질, 약물과의 결합 능력을 평가하여 NBC의 백신 보조약물 (adjuvant)로써의 효과를 확인.
□ 연구내용의 활용계획(기대효과)
• 생체 내에서 여러 가지 작용을 하는 키토산 기반 나노물질 (CNPs and CagNCs)을 합성였으며, 각각 입자들의 물리, 화학적인 특징들을 파악.
• 두 물질 모두 어류의 병원균인 Aliivibrio salmonicida, Vibrio tapetis, Edwardsiella tarda, Vibrio ichthyoenter, Staphylococcus aureus와 Fusarium oxysporum과 같은 곰팡이, 또한 Candida albicans에서 강한 항균 작용을 보임. 두 물질에 대한 항균효과의 작용기전을 부분적으로 확인하였으며 추가적인 연구가 진행될 예정임.
• 두 물질은 모두 제브라피쉬의 면역 기능 유전자 발현을 증가시켜서 질병에 대한 저항성을 나타냄을 확인.
• 또한 두 물질 모두 제브라피쉬의 상처 치유 효과 및 지느러미 재생 효과를 보여 이 물질들이 다기능성 키토산 입자로 활용될 수 있음을 확인.
(출처 : 연구결과 요약문 4p)
Abstract
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□ Purpose& contents
A number of nano based pharmaceutical products have been approved in biomedicine due to strong therapeutic power however; application of multi-functional biodegradable nanoparticles in aquaculture is relatively new and limited.
Our main goal was to synthesize of chitosan ba
□ Purpose& contents
A number of nano based pharmaceutical products have been approved in biomedicine due to strong therapeutic power however; application of multi-functional biodegradable nanoparticles in aquaculture is relatively new and limited.
Our main goal was to synthesize of chitosan based nanoparticles namely nano bio chitosan (NBC) and investigate it's potential as antimicrobial agent, immunostimulant, wound healing, and vaccine adjutant to develop multifunctional, therapeutic product.
• Synthesis of stable NBC and physio-chemical characterization.
• Determine the antimicrobial properties using antibiotic resistant bacteria, fungi and pathogenic virus related to fish. Stress resistance capacity under physical stress challenge.
• Study of immune stimulant properties of NBC using Zebrafish model by studying immune functional genes (quantitative RT-PCR).
• Study of wound healing and fin regeneration properties of NBC using zebrafish model. Determine the DNA, protein and drug binding capacity of NBC. Investigate the efficacy of fish vaccine using NBC as adjuvant.
□ Result
• Our preliminary data included on synthesis of one type of chitosan nanoparticle and screening of antibacterial activity. In the first year, we developed several types of chitosan nanoparticles and nanocomposites using low molecular weight chitosan and studied detail mode of action of the products related to antimicrobial function.
• Under this project we successfully synthesized and characterized CNPs and chitosan nanocomposites namely 1. Chitosan silver nanocomposites (CAgNCs); 2. Chitosan gold nanocomposites (CAuNCs), 3) Zinc oxide based chitosan nanocomposite (ZnO-CNPs). Also, we prepared chitosan nano film and chitosan silver composite nano film. Additionally, we prepared Silver nanoparticles (AgNPs).
• Using chitosan with different molecular size (low/high molecular size) we made CNPs which showed specific particle size, zeta potential and biological activities.
• It is very important finding from this study and we could compare specific biological activities and therapeutic potential of each product.
• CNPs and different chitosan nanocomposites and nanofilms have shown strong antibacterial activities against fish pathogenic bacteria such as Aliivibrio salmonicida, Vibrio tapetis, Edwardsiella tarda, Vibrio ichthyoenter, Staphylococcus aureus and fungi such as Fusarium oxysporun and Candida albicans. Mode of action on antimicrobial functions of two products have been partially determined and further studies have to be conducted.
• Also, both products have upregulated the immune functional genes of zebrafish and indicated the disease resistance capacity.
• Moreover, both products have showed the wound healing and fin regenaration activities indicating each product as multifunctional chitosan based nano particles.
□ Expected Contribution
Production of biodegradable chitosan based nano particles-nano bio chitosan (NBC).
Develop natural antimicrobial agent using NBC which can control wide range of bacteria and virus. Provide molecular insight assocaited with bacterial inhibition mechanism of NBC. Develop immune stimulant using NBC. Obtain patent for final product of nano bio chitosan (NBC).
(출처 : SUMMARY 5p)
목차 Contents
- COVER ... 1
- 목차 ... 2
- 연구계획 요약문 ... 3
- 연구결과 요약문 ... 4
- 한글요약문 ... 4
- SUMMARY ... 5
- 연구내용 및 결과 ... 6
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
- 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 43
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 44
- 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 44
- 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 44
- 8. 참고문헌 ... 45
- 9. 연구성과 ... 46
- 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 55
- 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 55
- 12. 기타사항 ... 55
- 별첨1. 대 표 연 구 실 적 ... 56
- 별첨2. 세부 목표 관련 증빙 ... 71
- End of Page ... 96
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