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생체재료로서의 고순도 수용성 키토산 올리고당의 제조와 특성

Preparation and Characterization of Highly Pured Water-soluble Chitosan Oligosaccharides as Biomaterials

  • 박준규 (순천대학교 공과대학 고분자공학과) ;
  • 최창용 (순천대학교 공과대학 고분자공학과) ;
  • 남정표 (순천대학교 공과대학 고분자공학과) ;
  • 박성철 (순천대학교 공과대학 고분자공학과) ;
  • 박영훈 (순천대학교 공과대학 고분자공학과) ;
  • 장미경 (순천대학교 공과대학 고분자공학과) ;
  • 나재운 (순천대학교 공과대학 고분자공학과)
  • Park, Jun-Kyu (Department of Polymer Science and Engineering, Sunchon National University) ;
  • Choi, Changyong (Department of Polymer Science and Engineering, Sunchon National University) ;
  • Nam, Joung-Pyo (Department of Polymer Science and Engineering, Sunchon National University) ;
  • Park, Seong-Cheol (Department of Polymer Science and Engineering, Sunchon National University) ;
  • Park, YungHoon (Department of Polymer Science and Engineering, Sunchon National University) ;
  • Jang, Mi-Kyeong (Department of Polymer Science and Engineering, Sunchon National University) ;
  • Nah, Jae-Woon (Department of Polymer Science and Engineering, Sunchon National University)
  • 투고 : 2013.09.04
  • 심사 : 2013.10.11
  • 발행 : 2014.01.25

초록

본 연구에서는 유전자 전달체로 응용하기 위하여 다양한 분자량의 고순도 수용성 키토산 올리고당을 한외여과막을 이용하여 분급화 하였다. 분급화한 고순도 수용성 키토산 올리고당의 평균분자량과 분포를 측정하였고, 매우 좁은 분포를 갖는 것을 확인하였다. 고순도 수용성 키토산 올리고당의 분자량은 한외여과막에 따라 1에서 10 kDa의 범위를 가진다는 것을 젤크로마토그래피 측정을 통하여 확인하였다. 분급화된 키토산의 구조는 $^1H$ NMR과 FTIR을 통하여 구조를 확인하였고, UV를 통하여 탈아세틸화도를 측정한 결과 90% 이상의 높은 탈아세틸화도를 갖는다. 본 연구를 통하여 제조된 고순도 키토산 올리고당은 세포독성이 없고 아주 좁은 분자량 분포와 높은 순도를 갖고 있음을 확인하였다.

To develop water-soluble chitosan as an effient gene delivery carrier, chitosan oligosaccharides (COSs) with various molecular weights (MW) were studied for gene transfection agents. MWs of COSs fractionated by ultrafiltration techniques were identified as narrow MW distributions with the average MW ranging from 1 to 10 kDa through gel permeation chromatography (GPC) measurement depending on the applied ultrafiltration membranes. Their structural characterizations were analyzed by FTIR spectrophotometer and $^1H$ NMR. The degree of deacetylation was determined by UV spectroscopy showing the degree of deacetylation above 90%. The relative cell viabilities were maintained over 100% (10 mg/mL), independent of the MW of the fractionated COSs. The fractionated COSs of 10 mg/mL concentration with narrow MW distributions showed non-cytotoxicity in Caco-2 cells.

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과제정보

연구 과제 주관 기관 : 한국연구재단

참고문헌

  1. H. Q. Mao, K. Roy, V. L. Troung-Le, K. A. Janes, K. Y. Lin, Y. Wang, J. T. August, and K. W. Leong, J. Control. Rel., 70, 399 (2001). https://doi.org/10.1016/S0168-3659(00)00361-8
  2. L. I. llum, Pharm. Res., 15, 1326 (1998). https://doi.org/10.1023/A:1011929016601
  3. S. P. Ramnani and S. Sabharwal, React. Funct. Polym., 66, 902 (2006). https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2005.11.017
  4. S. K. Cho, B. O. Jung, J. J. Kim, K. S. Choi, and Y. M. Lee, J. Korean Ind. Eng. Chem., 5, 899 (1994).
  5. M. N. V. R. Kumar, R. A. A. Muzzarelli, C. Muzzarelli, H. Sahiwa, and A. J. Domb, Chem. Rev., 104, 6017 (2004). https://doi.org/10.1021/cr030441b
  6. P. J. Chien, F. Seu, and F. H. Yang, J. Food Eng., 78, 225 (2007). https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2005.09.022
  7. F. Shahidi, J. K. V. Arachchi, and Y. J. Jeon, Sci. Technol., 10, 37 (1999).
  8. J. W. Nah and M. K. Jang, J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 40, 3796 (2002). https://doi.org/10.1002/pola.10463
  9. S. Tokura and I. Azuma, Editors, Chitin Derivatives in Life Science, Japan Soc. Chitin, Sapporo, 1992.
  10. I. Ikeda, M. Sugano, K. Yoshida, E. Sasaki, Y. Iwamoto, and K. Hatano, J. Agric. Food Chem., 41, 431 (1993). https://doi.org/10.1021/jf00027a016
  11. R. A. A. Muzzarelli, C. Lough, and M. Emanuelli, Cabohydr. Res., 8, 433 (1987).
  12. M. N. V. R. Kumar, React. Funct. Polym., 46, 1 (2000). https://doi.org/10.1016/S1381-5148(00)00038-9
  13. M. Koping-Hoggard, K. M. Varum, M. Issa, S. Danielsen, B. E. Christensen, B. T. Stokke, and P. Artursson, Gene Therapy, 11, 1441 (2004) . https://doi.org/10.1038/sj.gt.3302312
  14. M. Koping-Hoggard, Y. S. Mel'nikova, K. M. Varum, B. Lindman, and P. Artursson, J. Gene Med., 5, 130 (2003).
  15. S. Son, S. Y. Chae, C. Choi, M. Y. Kim, V. G. Ngugen, M. K. Jang, J. K. Kweon, and J. W. Nah, Macromol. Res., 12, 573 (2004). https://doi.org/10.1007/BF03218446
  16. I. M. Van der Lubben, J. C. Verhoef, G. Borchard, and H. E. Junginger, Adv. Drug Deliv. Rev., 52, 139 (2001). https://doi.org/10.1016/S0169-409X(01)00197-1
  17. W. J. Kim, J. W. Yockman, M. Lee, J. H. Jeong, Y. H. Kim, and S. W. Kim, J. Control. Rel., 106, 224 (2005). https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2005.04.016
  18. G. Y. Wu and C. H. Wu, Biochem., 27, 887 (1998).
  19. G. Y. Wu, J. M. Wilson, F. Shalaby, M. Grossman, D. A. Shafritz, and C. H. Wu, J. Biol. Chem., 266, 14338 (1991).
  20. G. Creusat, A. S. Rinaldi, E. Weiss, R. Elbaghdadi, J. S. Remy, R. Mulherkar, and H. Zuber, Bioconjug. Chem., 21, 994 (2010). https://doi.org/10.1021/bc100010k
  21. D. V. Schaffer, N. A. Fidelman, N. Dan, and D. A. Lauffenburger, Biotechnol. Bioeng., 67, 598 (2000). https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0290(20000305)67:5<598::AID-BIT10>3.0.CO;2-G
  22. T. A. Khan, K. K. Peh, and H. S. Ch'ng, J. Pharm. Pharmaceut. Sci., 5, 205 (2002).

피인용 문헌

  1. Chitosan as an Immunomodulating Adjuvant on T-Cells and Antigen-Presenting Cells in Herpes Simplex Virus Type 1 Infection vol.2016, pp.1466-1861, 2016, https://doi.org/10.1155/2016/4374375