본 연구는 분별침전 용액의 제타전위 조절이 용이한 실리카-알루미나를 제조하여, 제타전위 변화에 따른 paclitaxel 순도, 수율, 분별침전 시간, 침전물 형태 및 크기를 조사한 결과, 제타전위값이 증가할수록 paclitaxel 순도, 수율 및 침전물 크기가 증가하는 것으로 나타났다. 분별침전은 항암물질 paclitaxel을 효율적으로 정제할 수 있는 매우 간편한 방법이며, 실리카-알루미나 혼합비율을 달리하여 제타전위 값이 다른 다섯 종류의 표면적증가물질 혼합물을 제조하여 분별침전 실험을 수행하였다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <h2>표면적증가물질 실리카-알루미나 혼합물의 영향</h2> <p>분별침전은 항암물질 paclitaxel을 효율적으로 정제할 수 있는 매우 간편한 방법으로, 용해도 차이를 이용하여 높은 순도의 paclitaxel을 고수율로 얻을 수 있는 대표적인 전처리 공정이다. 선행연구에서는 분별침전에서 침전물 입자크기와 표면적증가물질(이온교환수지) 첨가에 따른 용액의 제타전위(zeta potential) 값과의 연관성을 최초로 보고하였다. 하지만 분별침전 용액의 제타전위가 침전 효율에 미치는 영향에 대한 구체적 연구는 수행된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 분별침전 용액의 제타전위 조절이 용이한 실리카-알루미나를 제조하여 제타전위 변화에 따른 paclitaxel 순도, 수율, 분별침전 시간, 침전물 형태 및 크기를 조사하였다. 실리카-알루미나 혼합비율을 달리하여 제타전위 값이 다른 다섯 종류의 표면적증가물질 \( \mathrm { Al } \) (제타전위: \( 35.41 \mathrm { mV } \) ), \( \mathrm { Al } _ { 0.8 } \mathrm { Si } _ { 0.2 } \) (제타전위: \( 8.16 \mathrm { mV } \) ), \( \mathrm { Al } _ { 0.5 } \mathrm { Si } _ { 0.5 } \) (제타전위: \( -23.08 \mathrm { mV } \) ), \( \mathrm { Al } _ { 0.2 } \mathrm { Si } _ { 0.8 } \) (제타전위: \( -23.95 \mathrm { mV } \) ), \( \mathrm { Si } \) (제타전위: \( -21.57 \mathrm { mV } \) )를 제조하여 실험을 수행하였다. 표면적 증가에 따른 영향을 배제하기 위하여 반응액 부피당 표면적를 \( 1007.6 \) \( \mathrm { mm } ^ { -1 } \) 로 고정하고 분별침전 시간에 따른 paclitaxel의 수율과 순도를 확인하였다. 표면적증가물질(실리카-알루미나)을 첨가한 경우, 표면적증가물질을 첨가하지 않은 control에 비해 paclitaxel 수율이 상당히 향상되었다. 침전시간이 경과함에 따라 \( \mathrm { Al } \) 와 \( \mathrm { Al } _ { 0.8 } \mathrm { Si } _ { 0.2 } \) 를 사용한 경우 paclitaxel 수율도 증가하다 12 시간부터 거의 변화가 없었으며 \( \mathrm { Al } _ { 0.5 } \mathrm { Si } _ { 0.5 } , \mathrm { Al } _ { 0.2 } \mathrm { Si } _ { 0.8 } \), \( \mathrm { Si } \) 를 사용한 경우 18 시간부터 거의 변화가 없었다. \( \mathrm { Al } \) 을 첨가한 경우 분별침전 6시간에서 paclitaxel 수율은 \( 70 \% \) 정도로 같은 침전시간에서 표면적 증가가 없는 control 경우(~ \(~23 \% \))에 비해 3 배 이상 증가하여 분별침전에 소요되는 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있었다. 이러한 현상은 분별침전 용액에서 음전하 \( (-) \) 는 띠고 있는 paclitaxel이 입자(control의 경우 제타전위: \( -8.03 \mathrm { mV } \) )와 양전하 \( ( + ) \) 를 띠고 있는 \( \mathrm { Al } \) (제타전위: \( + 35.41 \mathrm { mV } \) ) 사이의 친화력(affinity)으로 표면적증가물질 표면에서 paclitaxel 과포화도가 상대적으로 증가하게 되어 침전이 더 효과적으로 이루어지는 것으로 판단된다. 반면 침전시간과 제타전위 변화에 관계없이 paclitaxel 순도( 80 \%)는 비슷한 경향을 보였다. 이상의 결과로부터, 분별침전 시 표면적증가물질 \( \mathrm { Al } \) (제타전위: \( + 35.41 \mathrm { mV } ) \) 를 사용한 경우 가장 높은 수율 \( (76 \%) \) 로 고순도 \( (81 \%) \)의 paclitaxel을 얻을 수 있어 표면적증가물질로 가장 효과적임을 알 수 있었다. 또한 표면적증가물질이 첨가되지 않을 경우에 비해 분별침전에 소요되는 시간을 획기적으로 단축( 12시간)시킬 수 있었다. 이러한 연구결과는 기존 연구에서 표면적증가물질 glass beads, Amberlite200, Amberlite IRA 400에 비해 순도, 수율, 분별침전 시간 측면에서 더 효과적임을 알 수 있었다. 실리카-알루미나의 혼합비율에 따라 제타전위 값과 수율과의 연관성을 알아보기 위하여, 분별침전 시 표면적증가물질(실리카-알루미나)을 첨가하여 분별침전 용액에서의 제타전위 값을 분석하여 Fig. 4 에 나타내었다. 알루미나의 비율이 증가할수록 제타전위 값 \( ( + ) \) 이 증가함을 알 수 있었으며, 제타전위 값( + )이 증가함에따라 paclitaxel 수율도 비례하여 증가함을 알 수 있었다. 이러한 결과는 분별침전 공정에서 제타전위가 paclitaxel 수율에 많은 영향을 미침을 알 수 있었다.</p>