코로나바이러스(COVID-19, SARS-CoV-2)와 초음파
초음파 처리는 생물학, 분자화학, 생화학뿐 아니라 의약품 생산에도 사용되는 강력한 도구입니다. 생명과학 분야에서는 초음파 균질기를 사용하여 세포를 용해하고 단백질과 기타 세포 내 물질을 추출하며, 제약 산업에서는 초음파를 활용하여 약리 활성 분자를 합성하고 백신을 생산하며 이를 나노 크기의 약물 운반체로 제형화합니다. 신종 코로나바이러스 SARS-CoV-2에 대응하는 과정에서 초음파 처리기는 연구, 생명과학 및 제약 분야의 다양한 용도에 사용됩니다.
의약품 개발 및 생산을 위한 초음파 처리
약리 활성 분자의 합성
초음파 처리를 통한 렘데시비르 용해도 향상
식물 원료에서 생리 활성 화합물의 초음파 추출
초음파를 이용한 백신 생산
백신 생산을 위한 초음파 응용
고출력 초음파를 통한 백신 제형 개선
초음파를 이용한 RNA 백신 생산
초음파를 이용한 의약품 제형화
초음파를 이용한 리포솜 제조
초음파를 이용한 비타민 C 리포솜 생산
초음파를 이용한 고체 지질 나노입자 생산
초음파를 이용한 사이클로덱스트린 복합체 제조
초음파 나노유화
분무 건조 전 미세캡슐화를 위한 초음파 나노유화
분무 건조 전 초음파를 이용한 점도 감소
바이러스
생명과학 및 생화학 연구를 위한 초음파
초음파를 이용한 세포 파쇄, 세포 용해 및 추출
초음파를 이용한 DNA 및 RNA 전단
웨스턴 블로팅을 위한 초음파 세포 용해
바이러스 연구에서의 초음파 (예: 원숭이두창 바이러스)
제약 및 생명과학 분야를 위한 고성능 초음파 처리기
Hielscher Ultrasonics의 시스템은 고품질 분자를 합성하고 의약 물질, 비타민, 항산화제, 펩타이드 및 기타 생리 활성 화합물이 담긴 고체 지질 나노입자와 리포솜을 제형화하기 위한 의약품 생산에 널리 사용됩니다. Hielscher는 고객의 요구를 충족하기 위해 작지만 강력한 휴대형 실험실용 균질기와 탁상형 초음파 처리기부터 고품질 의약 물질 및 제형 생산을 위한 본격적인 산업용 초음파 시스템까지 다양한 초음파 처리기를 공급합니다. 의약품 생산에 최적화된 구성을 확보할 수 있도록 폭넓은 초음파 소노트로드와 반응기가 제공됩니다. Hielscher 초음파 장비는 견고하여 고부하와 까다로운 환경에서도 24/7 가동할 수 있습니다.
고객이 의약품 제조 및 품질관리 기준(GMP)을 준수하고 표준화된 공정을 확립할 수 있도록 모든 디지털 초음파 처리기에는 초음파 처리 매개변수의 정밀 설정, 지속적인 공정 제어, 내장 SD 카드에 모든 주요 공정 매개변수를 자동으로 기록하는 기능을 갖춘 지능형 소프트웨어가 탑재되어 있습니다. 높은 제품 품질은 공정 제어와 지속적으로 높은 처리 기준에 달려 있습니다. Hielscher 초음파 처리기는 공정을 모니터링하고 표준화하는 데 도움이 됩니다!
초음파 시료 전처리 장치 VialTweeter: 초음파 프로세서 UP200St에 장착된 VialTweeter 소노트로드
규모 확대
많은 수의 COVID-19 환자는 의약품 연구 및 생산을 포함한 보건의료 체계에 막대한 부담을 줍니다. 현재 여러 약물 물질에 대한 시험관 내 및 생체 내 연구가 진행 중이지만, COVID-19 환자를 위한 치료법이 확립되는 시점부터는 짧은 기간 내에 대량의 의약품을 생산해야 합니다.
클로로퀸과 클로로퀸 유도체의 초음파 합성은 빠르고 간단하며 안전한 공정으로, 실험실 및 파일럿 플랜트에서 본격적인 상업 생산까지 선형적으로 규모를 확대할 수 있습니다. 충분한 교육을 받고 오랜 경험을 쌓은 당사 직원들이 파일럿 시험부터 대량 생산까지 기술적으로 지원합니다.
아래 표는 당사 초음파 처리기의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다:
| 배치 부피 | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1–20L | 0.2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | 더 높은 유량 | 클러스터 구성: UIP16000 |
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알아두면 유용한 사실
SARS-CoV-2
2019-nCoV 또는 2019년 신종 코로나바이러스로도 알려진 SARS-CoV-2 코로나바이러스는 COVID-19 팬데믹의 원인으로, 이 팬데믹은 December 2019에 중국 우한에서 시작되어 전 세계로 확산되었습니다.
감염률 / 전파율이 높은 SARS-CoV-2는 주로 비말 감염과 오염된 물체를 통한 전파로 확산됩니다. 그러나 대변에서도 바이러스 입자가 발견될 수 있으므로 분변–경구 경로를 통한 전파도 가능합니다. SARS-CoV-2의 주요 사람 간 전파 경로는 감염자와의 밀접 접촉입니다. 감염자가 재채기와 기침을 할 때 발생하는 호흡기 비말을 다른 사람이 흡입하여 감염됩니다.
SARS-CoV-2와 같은 코로나바이러스는 안지오텐신 전환 효소 2(ACE2) 수용체에 부착하며, 이 수용체는 주로 폐에 존재합니다(심장, 장, 동맥 및 신장에도 더 적은 양으로 존재합니다). 코로나바이러스의 외피에서 돌출된 스파이크 단백질(S 단백질 / 당단백질)은 ACE2 수용체에 결합하고 숙주 세포막과 융합하여 숙주 세포 안으로 들어갑니다. 모든 바이러스와 마찬가지로 코로나바이러스도 숙주 세포를 이용하여 유전체를 복제하고 새로운 바이러스 입자를 생성합니다.
코로나바이러스는 양성 극성의 단일 가닥 RNA 유전체를 가지고 있습니다. 인플루엔자 바이러스와 달리 코로나바이러스는 비분절 바이러스입니다. SARS-CoV-2는 유전 물질의 긴 가닥 단 하나로 이루어진 비교적 짧은 유전체를 가지고 있습니다. 이는 SARS-CoV-2 바이러스가 단 하나의 분절로만 구성된다는 뜻입니다. 코로나바이러스와 마찬가지로 RNA 바이러스인 인플루엔자 바이러스는 여덟 개의 유전체 분절로 구성된 분절형 유전체를 가지고 있습니다. 이로 인해 인플루엔자 바이러스는 재조합 / 돌연변이에 대한 특별한 능력을 갖습니다.
코로나바이러스
코로나바이러스의 학명은 Orthocoronavirinae 또는 Coronavirinae이며, 코로나바이러스는 Coronaviridae과에 속합니다.
코로나바이러스는 포유류와 조류에 질병을 일으키는 서로 연관된 바이러스의 집단입니다. 사람에게 코로나바이러스 감염은 호흡기 감염을 일으킵니다. 이러한 호흡기 감염은 일반 감기(예: 리노바이러스)로 나타나는 경미한 영향을 미칠 수 있지만, SARS(중증 급성 호흡기 증후군), MERS(중동 호흡기 증후군), COVID-19(코로나바이러스감염증 2019)와 같은 다른 코로나바이러스 감염은 치명적일 수 있습니다.
사람 코로나바이러스
사람 코로나바이러스는 일곱 가지 균주가 알려져 있습니다. 이 일곱 가지 코로나바이러스 균주 중 네 가지는 일반적으로 감기로 알려진 경미한 증상을 유발합니다:
- 사람 코로나바이러스 OC43(HCoV-OC43)
- 사람 코로나바이러스 HKU1
- 사람 코로나바이러스 NL63(HCoV-NL63, 뉴헤이븐 코로나바이러스)
- 사람 코로나바이러스 229E(HCoV-229E)
코로나바이러스 HCoV-229E, -NL63, -OC43 및 -HKU1은 사람 집단 내에서 지속적으로 순환하며 전 세계 성인과 어린이에게 일반적으로 경미한 호흡기 감염을 일으킵니다.
그러나 아래 세 가지 코로나바이러스 균주는 심한 증상을 일으키는 것으로 알려져 있습니다:
- 중동 호흡기 증후군 관련 코로나바이러스(MERS-CoV), 2012년 신종 코로나바이러스 및 HCoV-EMC로도 알려져 있음
- 중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스(SARS-CoV / SARS-classic)
- 중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스 2(SARS-CoV-2), 2019-nCoV 또는 2019년 신종 코로나바이러스로도 알려져 있음
문헌/참고문헌
- Shah Purvin, Parameswara Rao Vuddanda, Sanjay Kumar Singh, Achint Jain, and Sanjay Singh (2014): 쥐에서 Zidov 고체 지질 나노입자의 약동학 및 조직 분포 연구. Journal of Nanotechnology, Volume 2014.
- Joanna Kopecka, Giuseppina Salzano, PharmDa, Ivana Campia, Sara Lusa, Dario Ghigo, Giuseppe De Rosa, Chiara Riganti (2013): P-당단백질 억제에 관여하는 리포솜의 화학 성분에 대한 고찰. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 2013.
- Harshita Krishnatreyya, Sanjay Dey, Paulami Pal, Pranab Jyoti Das, Vipin Kumar Sharma, Bhaskar Mazumder (2019): 피록시캄이 담긴 고체 지질 나노입자(SLNs): 국소 전달의 가능성. Indian Journal of Pharmaceutical Education and Research Vol 53, Issue 2, 2019. 82–92.