KR101190267B1

KR101190267B1 - A beta-cyclodextrin derivative and polyelectrolyte multilayer comprising beta-cyclodextrin derivative layer

Info

Publication number: KR101190267B1
Application number: KR1020100045163A
Authority: KR
Inventors: 양성윤; 진혜승; 주예
Original assignee: 충남대학교산학협력단
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2012-10-10
Also published as: KR20100122878A; KR20100122879A

Abstract

본 발명은 적층이 가능한 고분자 전해질의 제조를 위해, 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체 및 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 음이온성 고분자 전해질층과 양이온성 고분자 전해질층의 교대 적층구조를 가지고, 상기 양이온성 고분자 전해질층의 1층 이상이 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체층인 다층막에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 다층막을 포함하는 생체감응장치 및 상기 다층막을 포함하는 화학감응장치에 관한 것이다.The present invention relates to novel beta-cyclodextrin derivatives and polymers of the novel beta-cyclodextrin derivatives for the production of stackable polymer electrolytes.
The present invention also relates to a multilayer membrane having an alternating laminated structure of an anionic polymer electrolyte layer and a cationic polymer electrolyte layer, wherein at least one layer of the cationic polymer electrolyte layer is a polymer layer of the novel beta-cyclodextrin derivative. . The present invention also relates to a biosensing device including the multilayer film and a chemical sensitive device including the multilayer film.

Description

A polymer electrolyte multilayer film comprising a beta-cyclodextrin derivative and the beta-cyclodextrin derivative layer {A BETA-CYCLODEXTRIN DERIVATIVE AND POLYELECTROLYTE MULTILAYER COMPRISING BETA-CYCLODEXTRIN DERIVATIVE LAYER}

본 발명은 베타-사이클로덱스트린 유도체 및 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체층을 포함하는 고분자 전해질 다층막에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer electrolyte multilayer film comprising a beta-cyclodextrin derivative and the beta-cyclodextrin derivative layer.

최근 바이오엔지니어링(bioengineering) 분야가 대두되고 있다. 바이오엔지니어링이라 함은 세포의 기능을 연구하거나 유도함에 있어서, 세포 배양액에 포함되는 호르몬이나 성장 인자, 혈청을 조절하는 전통적인 방법과 달리 세포가 부착되어 자라는 지지체와 세포와의 상호 작용을 통하여 세포의 특성인 부착(attachment), 증식(proliferation), 분화(differentiation)와 세포외 기질(extracellular matrix) 분비 등을 조절하는 것을 의미한다. 이를 위해서는 생체적합성(biocompatibility)을 가지는 물질의 개발과 표면의 특성을 변화시키는 기술(chemical surface modification)의 개발이 필요하다.Recently, bioengineering has emerged. Bioengineering refers to the characteristics of cells through interaction between the support and the cells where cells are attached and grow, unlike conventional methods of controlling hormones, growth factors, and serum contained in cell culture in studying or inducing cell functions. It refers to the regulation of phosphorus attachment, proliferation, differentiation and extracellular matrix secretion. This requires the development of materials with biocompatibility and the development of chemical surface modification.

따라서, 생체적합성을 가질 뿐만 아니라 세포의 부착능을 향상시킬 수 있는 다층막 및 특정 물질에 대한 포집능과 세포 부착능을 함께 가지는 다층막을 포함한 다양한 다층막 및 이를 포함하는 생체감응장치(biosensor)에 대한 기술의 개발이 요구되고 있다.Therefore, a variety of multilayer membranes including a multilayer membrane having not only biocompatibility but also improving cell adhesion, and a multilayer membrane having both capturing ability and cell adhesion for a specific material, and technologies for biosensors including the same Development is required.

상기와 같은 요구에 부응하기 위하여, 본 발명은 생체친화력이 뛰어나고, 물질에 대한 선택적인 포집능력을 갖는 베타-사이클로덱스트린을 다층막을 구성하는 층으로 적층시키기 위한 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체, 상기 유도체의 중합체 및 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체가 적층되어 있는 고분자 전해질 다층막을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to meet the above requirements, the present invention provides a novel beta-cyclodextrin derivative for stacking a beta-cyclodextrin having a high biocompatibility and a selective trapping ability for a material into a layer constituting a multilayer membrane, the derivative An object of the present invention is to provide a polymer electrolyte multilayer film in which a polymer and a beta-cyclodextrin derivative are laminated.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 적층이 가능한 고분자 전해질의 제조를 위해, 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a novel beta-cyclodextrin derivative for the production of a stackable polymer electrolyte.

또한, 본 발명은 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체를 제공한다.The present invention also provides polymers of the novel beta-cyclodextrin derivatives.

또한, 본 발명은 음이온성 고분자 전해질층과 양이온성 고분자 전해질층의 교대 적층구조를 가지고, 상기 양이온성 고분자 전해질층의 1층 이상이 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체층인 다층막을 제공한다.In addition, the present invention provides a multilayer membrane having an alternating laminated structure of an anionic polymer electrolyte layer and a cationic polymer electrolyte layer, wherein at least one layer of the cationic polymer electrolyte layer is a polymer layer of the novel beta-cyclodextrin derivative. .

또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 상기 다층막을 포함하는 생체감응장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a biosensing device comprising the multi-layer film in order to achieve the above object.

또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 상기 다층막을 포함하는 화학감응장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a chemical sensitive device including the multilayer film in order to achieve the above object.

본 발명자들은 면역성 및 독성의 면에서도 가장 안전하고, 항균성 및 항박테리아성을 확보할 수 있는 고분자 전해질을 이용하여 layer-by-layer(LBL) 증착기술로 다층막을 제조하고, 상기 다층막에 세포 흡착능 및 응용 조건에 따라 특정 물질을 포집할 수 있는 포집능을 제공할 수 있는 베타-사이클로덱스트린을 첨가하기 위한 연구를 진행하였다. 상기 연구과정에서 단순히 베타-사이클로덱스트린을 필름에 흡착시켜, 베타-사이클로덱스트린이 포함된 다층막을 제조하는 경우, 베타-사이클로덱스트린의 흡착량 등의 조절이 용이하지 않다는 점을 확인하고, 이를 해결하기 위한 연구를 진행하던 중, 상기 베타-사이클로덱스트린을 적층시키는 경우에 이를 해결할 수 있을 것으로 착안하여, 상기 베타-사이클로덱스트린을 적층시키기 위한 수단으로 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체 및 상기 유도체의 중합체를 제조하고, 상기 유도체의 중합체를 이용하는 경우, 고분자 전해질과 같이 베타-사이클로덱스트린 및/또는 이의 유도체를 적층할 수 있다는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다. 또한, 상기 다층막에서 양이온성 고분자 대신에 상기 베타-사이클로덱스트린의 유도체의 중합체를 적층하는 경우, 상기 유도체의 중합체가 적층된 적층구조 즉, 다층막은 특정 물질을 포집할 수 있는 포집능이 개선되고, 특정 물질의 광학적 활성도 유도할 수 있을 뿐만 아니라, 적층 정도를 이용하여 베타-사이클로덱스트린에 따른 다층막 특성의 변화를 조절할 수 있다는 것을 추가로 확인하여 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention prepare a multilayer membrane using a layer-by-layer (LBL) deposition technique using a polymer electrolyte that is safest in terms of immunity and toxicity, and secures antimicrobial and antibacterial properties, and has a cell adsorption capacity and Studies have been conducted to add beta-cyclodextrins that can provide the ability to capture certain substances depending on the application conditions. In the above research process, by simply adsorbing beta-cyclodextrin to the film to prepare a multilayer film containing beta-cyclodextrin, it was confirmed that it is not easy to control the amount of adsorption of beta-cyclodextrin and the like. In the course of research for the beta-cyclodextrin laminated to this problem can be solved, a novel beta-cyclodextrin derivative as a means for laminating the beta-cyclodextrin derivatives and polymers of the derivative is prepared In addition, when the polymer of the derivative is used, it was confirmed that beta-cyclodextrin and / or derivative thereof can be laminated like the polymer electrolyte, thereby completing the present invention. In addition, when the polymer of the derivative of the beta-cyclodextrin is laminated in place of the cationic polymer in the multilayer film, the laminated structure in which the polymer of the derivative is laminated, that is, the trapping ability to trap a specific material is improved, and The present invention was completed by further confirming that not only the optical activity of the material can be induced, but also that the degree of lamination can be used to control the change of multilayer film properties according to beta-cyclodextrin.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 명세서에 있어서, 사이클로덱스트린(cyclodextrin)은 글루코피라노우즈(glucopyranose) 단위들이 α-(1,4) 결합을 하고 있는 고리형 올리고사카라이드(oligosaccharide)를 의미한다. 상기 사이클로덱스트린은 녹말이 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼라제(cyclodextrin glucanotransferase, CGTase)라는 효소에 의해 분해된 후, 분자간 글리코실전이반응(intramolecular transglycosylation)이 진행됨으로써 수득된다.In the present specification, cyclodextrin refers to a cyclic oligosaccharide in which glucopyranose units have α- (1,4) bonds. The cyclodextrin is obtained by degrading starch by an enzyme called cyclodextrin glucanotransferase (CGTase), followed by an intermolecular transglycosylation.

또한, 본 명세서에 있어서, 베타-사이클로덱스트린(β- cyclodextrin)은 상기 글루코피라노우즈 단위가 7개 결합되어 있는 고리형 올리고사카라이드를 의미한다.In addition, in the present specification, beta-cyclodextrin (β-cyclodextrin) means a cyclic oligosaccharide in which seven glucopyranose units are bonded.

상기 도 1에 나타낸 바와 같이, 사이클로덱스트린의 2번 탄소(C2) 및 3번 탄소(C3)에 결합해 있는 하이드록실기(hydroxyl group)는 링의 외곽으로 펼쳐져 있고, 6번 탄소(C6)에 결합해 있는 하이드록실기(hydroxyl group)도 반대편 방향으로 외곽으로 펼쳐져 있어, 링의 외곽이 친수성(hydrophilic)을 띄게 된다. 또한, 상대적으로 3번 탄소(C3) 및 5번 탄소(C5)에 결합해 있는 수소 및 에테르의 산소가 링의 안쪽 방향으로 위치하게 되어, 링의 내부(cavity)는 소수성(hydrophobic)을 띄게 된다. 상기 친수성 외곽에 의해 사이클로덱스트린은 물과 같은 극성 용매에 대한 용해도가 높은 친수성 특성을 갖고, 상기 링의 소수성 특성에 의해 분자내부에 분자 크기의 기공을 형성하게 되어, 한 분자 내에 서로 다른 특성을 갖고 있는 micro heterogeneous environment를 갖게 된다.As shown in FIG. 1, a hydroxyl group bonded to carbon 2 (C 2) and carbon 3 (C 3) of the cyclodextrin is expanded to the outside of the ring, and is bonded to carbon 6 (C 6). The bound hydroxyl groups also extend outwards in the opposite direction, making the outer ring hydrophilic. In addition, the oxygen of hydrogen and ether bonded to carbon 3 (C3) and carbon 5 (C5) are located in the inner direction of the ring, and the cavity of the ring is hydrophobic. . Cyclodextrins have hydrophilic properties with high solubility in polar solvents such as water, and the hydrophobic properties of the ring form molecular size pores in the molecule, and thus have different properties in one molecule. You have a micro heterogeneous environment.

본 명세서에 있어서, 고분자 전해질(Polyelectrolyte)은 용매에 녹아 해리할 수 있는 고분자, 구체적으로 물에 용해되어 양전하 또는 음전화를 띨 수 있는 고분자를 의미하며, 상기 고분자 전해질에는 양이온성 고분자 전해질(polyanion)과 음이온성 고분자 전해질(polycation)이 포함될 수 있다.In the present specification, a polymer electrolyte (Polyelectrolyte) refers to a polymer that can be dissolved in a solvent and dissociate, specifically, a polymer that can be dissolved in water and can be positively charged or negatively charged. The polymer electrolyte includes a cationic polymer electrolyte (polyanion). And anionic polymer electrolytes (polycation) may be included.

상기 양이온성 고분자 전해질은 수용액상태에서 고분자사슬의 화학적 작용기가 음이온을 잃거나 수소이온을 얻어서 양전하를 띌 수 있는 고분자 전해질을 의미할 수 있고, 주위환경의 산도 또는 염기도의 영향을 받아 이온화의 정도가 다양하게 나타나는 약전해질 양이온성 고분자뿐만 아니라, 중성 수용성 고분자 중 일반적인 물의 pH 범위에서는 이온화가 잘 되지 않고, 주변의 산도가 매우 높아진 경우에 양전하를 띠는 폴리아크릴 아미드와 같은 중성 수용성 고분자도 포함된다.The cationic polymer electrolyte may mean a polymer electrolyte in which the chemical functional group of the polymer chain loses an anion or obtains hydrogen ions in an aqueous solution, and thus may be positively charged. The degree of ionization may be affected by the acidity or basicity of the surrounding environment. In addition to various weakly electrolytic cationic polymers, neutrally water-soluble polymers include neutral water-soluble polymers such as polyacrylamide, which are not ionized well in the pH range of general water and have a positive charge when the acidity of the surroundings is very high.

상기 음이온성 고분자 전해질은 고분자사슬의 화학적 작용기가 양이온을 잃거나 수소이온을 잃어서 음전하를 띌 수 있는 고분자 전해질을 의미할 수 있고, 주위환경의 산도 또는 염기도의 영향을 받아 이온화의 정도가 다양하게 나타나는 약전해질 음이온성 고분자가 포함된다.The anionic polymer electrolyte may mean a polymer electrolyte in which a polymer functional group of the polymer chain loses a cation or loses hydrogen ions, and thus may be negatively charged. The degree of ionization may vary depending on the acidity or basicity of the surrounding environment. Weak electrolyte anionic polymers are included.

본 명세서에 있어서, 1 bilayer는 종류가 상이한 두 고분자 전해질층 각 1층이 적층된 다층막을 의미한다. 일 예로, 3 bilayer는 음이온성 고분자 전해질을 포함하는 고분자 전해질 용액과 양이온성 고분자 전해질을 포함하는 고분자 전해질 용액에 교대로 침지시키는 단계를 3회 반복하여, 음이온성 고분자 전해질층과 양이온성 고분자 전해질층이 각 1층씩 적층된 이중막이 3개 적층된 다층막을 의미한다.In the present specification, 1 bilayer means a multilayer film in which one layer of each of two polymer electrolyte layers having different kinds is stacked. For example, the three bilayers are repeatedly immersed three times in a polymer electrolyte solution containing an anionic polymer electrolyte and a polymer electrolyte solution containing a cationic polymer electrolyte, thereby anionic polymer electrolyte layer and cationic polymer electrolyte layer. This means a multilayer film in which three double films stacked one by one are laminated.

본 발명의 한 측면에 있어서, 본 발명은 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체에 관한 것이다.In one aspect of the invention, the invention relates to novel beta-cyclodextrin derivatives. The present invention also relates to polymers of the novel beta-cyclodextrin derivatives.

본 발명의 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체는 베타-사이클로덱스트린(β-CycloDextrin, β-CD), 에피클로로하이드린(Epichlorohydrin, EP) 및 염화콜린(Choline chloride, CC)을 반응시켜 제조한 베타-사이클로덱스트린 유도체일 수 있다. 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체는 우선 베타-사이클로덱스트린과 염화콜린을 반응시킨 후에, 상기 반응 결과물에 에피클로하이드린을 첨가하여 반응시키는 방법으로 제조한 것일 수 있다.The novel beta-cyclodextrin derivatives of the present invention are prepared by reacting beta-cyclodextrin (β-CycloDextrin, β-CD), epichlorohydrin (EP) and choline chloride (CC). Cyclodextrin derivatives. The beta-cyclodextrin derivative may be prepared by first reacting beta-cyclodextrin with choline chloride and then adding epiclohydrin to the reaction product.

상기 베타-사이클로덱스트린, 에피클로로하이드린 및 염화콜린의 함량은 몰비를 기준으로 1 : 12 내지 17 : 0.5 내지 2, 바람직하게는 1 : 14 내지 16 : 내지 0.8 내지 1.2, 더욱 바람직하게는 1 : 14.5 내지 15.5 : 내지 0.9 내지 1.1인 베타-사이클로덱스트린 유도체일 수 있다.The content of the beta-cyclodextrin, epichlorohydrin and choline chloride is 1: 12 to 17: 0.5 to 2, preferably 1: 14 to 16: 0.8 to 1.2, more preferably 1: 1: It may be a beta-cyclodextrin derivative is 14.5 to 15.5: to 0.9 to 1.1.

상기 베타-사이클로덱스트린 유도체는 보다 구체적으로, 하기 화학식 1의 구조식을 갖는 글루코피라노우즈 단위 7개가 α-(1,4) 결합을 하고 있는 베타-사이클로덱스트린 유도체로 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체는 상기 화학식 1의 구조식을 갖는 글루코피라노우즈 단위 중 적어도 1개 이상이 하기 화학식 2의 치환기를 포함하고, 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체에 있는 상기 화학식 2의 치환기의 X는 적어도 1개 이상이 화학식 3인 베타-사이클로덱스트린 유도체일 수 있다.More specifically, the beta-cyclodextrin derivative is a beta-cyclodextrin derivative having 7 glucopyranose units having a structural formula of Formula 1 to which α- (1,4) is bound, and the beta-cyclodextrin derivative is represented by the above formula At least one or more of the glucopyranose units having the structure of Formula 1 includes a substituent of Formula 2, wherein X of the substituent of Formula 2 in the beta-cyclodextrin derivative is at least one of Beta- Cyclodextrin derivatives.

[화학식 1][Formula 1]

상기 R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 및 하기 화학식2의 치환기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.R 1, R 2, and R 3 are each independently any one selected from the group consisting of hydrogen and a substituent of Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

상기 X는 수소 또는 화학식 3의 치환기이다.X is hydrogen or a substituent of formula (3).

[화학식 3](3)

또한, 상기 화학식 1의 R1, R2 및 R3에 있어서, 우선적으로 상기 화학식 2의 치환기로 치환되는 위치는 R1일 수 있다. 이러한 측면에서, 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체는 하기 화학식 4의 구조식을 갖는 글루코피라노우즈 단위를 1개 이상 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 상기 화학식 4의 구조식을 갖는 글루코피라노우즈 단위 7개가 α-(1,4) 결합을 하고 있는 베타-사이클로덱스트린 유도체이고, 상기 화학식 4의 구조식을 갖는 글루코피라노우즈 단위 중 적어도 1개 이상이 하기 화학식 5의 치환기를 포함하는 것일 수 있다.In addition, in R1, R2, and R3 of Chemical Formula 1, a position which is preferentially substituted with a substituent of Chemical Formula 2 may be R1. In this aspect, the beta-cyclodextrin derivative may be one containing at least one glucopyranose unit having a structure of formula (4), preferably 7 glucopyranose unit having a structure of formula (4) is α- (1,4) It is a beta-cyclodextrin derivative to which the bond, at least one or more of the glucopyranose unit having the structural formula of Formula 4 may be one containing a substituent of the formula (5).

[화학식 4][Formula 4]

상기 R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 및 하기 화학식 5의 치환기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다R2 and R3 are each independently any one selected from the group consisting of hydrogen and a substituent of the formula (5)

[화학식 5][Chemical Formula 5]

본 발명은 또한, 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체에 관한 것이다.The invention also relates to polymers of beta-cyclodextrin derivatives.

상기 베타-사이클로덱스트린 유도체는 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 것일 수 있다.The beta-cyclodextrin derivative may be one containing the novel beta-cyclodextrin derivative as a monomer.

구체적으로, 상기 중합체는 하기 화학식 1의 구조식을 갖는 글루코피라노우즈 단위 7개가 α-(1,4) 결합을 하고 있는 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모너모로 포함하는 것일 수 있다.Specifically, the polymer may include a beta-cyclodextrin derivative having seven α- (1,4) bonds as a monmo moiety having seven glucopyranose units having the structural formula (1).

상기 화학식 1의 구조식을 갖는 글루코피라노우즈 단위 7개가 α-(1,4) 결합을 하고 있는 베타-사이클로덱스트린 유도체는 상기 화학식 1의 구조식을 갖는 글루코피라노우즈 단위 중 적어도 1개 이상이 하기 화학식 2의 치환기를 포함하고, 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체에 있는 상기 화학식 2의 치환기의 X는 적어도 1개 이상이 화학식 3인 베타-사이클로덱스트린 유도체일 수 있다.The beta-cyclodextrin derivatives in which 7 glucopyranose units having the structural formula of Formula 1 are α- (1,4) bond are at least one or more of the glucopyranose units having the structural formula of Formula 1 X of the substituent of Formula 2 in the beta-cyclodextrin derivative, including at least one substituent may be a beta -cyclodextrin derivative of formula (3).

[화학식 1][Formula 1]

[화학식 2][Formula 2]

[화학식 3](3)

상기 중합체는 바람직하게는 상기 화학식 1의 구조식에 포함된 R1, R2 및 R3의 10% 내지 30%, 바람직하게는 12% 내지 25%, 더욱 바람직하게는 15% 내지 20%가 수소이고, 70% 내지 90%, 바람직하게는 75% 내지 88%, 더욱 바람직하게는 80% 내지 85%가 화학식 2의 치환기인 중합체일 수 있다.The polymer is preferably 10% to 30%, preferably 12% to 25%, more preferably 15% to 20% of hydrogen, 70% of R1, R2 and R3 included in the structural formula of Formula 1 To 90%, preferably 75% to 88%, more preferably 80% to 85% may be a polymer of the formula (2).

또한, 상기 중합체는 상기 화학식 1의 구조식에 포함된 R1, R2 및 R3의 20% 내지 40%, 바람직하게는 25% 내지 37%, 더욱 바람직하게는 30% 내지 35%가 화학식 3의 치환기를 포함하는 것인 중합체일 수 있다.In addition, the polymer is 20% to 40%, preferably 25% to 37%, more preferably 30% to 35% of R1, R2 and R3 included in the structural formula of Formula 1 includes a substituent of Formula 3 It may be a polymer.

또한, 상기 중합체는 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체 및 베타-사이클로덱스트린을 모노머로 포함하는 것일 수 있다.In addition, the polymer may be one containing the novel beta-cyclodextrin derivative and beta-cyclodextrin as a monomer.

또한, 본 발명의 한 측면에 있어서, 본 발명은 상기 중합체의 제조방법에 관한 것이다.In addition, in one aspect of the present invention, the present invention relates to a method for producing the polymer.

상기 중합체의 제조방법은 베타-사이클로덱스트린이 첨가된 NaOH 수용액을 제조하는 단계; 상기 베타-사이클로덱스트린이 첨가된 NaOH 수용액에 염화콜린을 첨가하여 혼합액을 제조하는 단계; 상기 혼합액에 에피클로로하이드린을 첨가하는 단계 및 상기 에피클로로하이드린이 첨가된 혼합액에 열을 가하여 반응을 진행시키는 단계를 포함하는 방법일 수 있다.The method for preparing the polymer may include preparing an aqueous NaOH solution to which beta-cyclodextrin is added; Preparing a mixed solution by adding choline chloride to an aqueous NaOH solution to which the beta-cyclodextrin is added; It may be a method comprising the step of adding the epichlorohydrin to the mixed solution and the reaction by adding heat to the mixed solution to which the epichlorohydrin is added.

상기 베타-사이클로덱스트린을 첨가된 NaOH 수용액을 제조하는 단계는 NaOH 수용액에 베타-사이클로덱스트린을 첨가하고 교반하는 방법으로 수행할 수 있고, 상기 NaOH 수용액은 바람직하게는 20℃ 내지 30℃, 더욱 바람직하게는 23℃ 내지 27℃일 수 있으며, 상기 교반시간은 12시간 내지 36시간 또는 18시간 내지 30시간 또는 20시간 내지 28시간일 수 있다.The step of preparing the aqueous NaOH solution to which the beta-cyclodextrin is added may be carried out by adding beta-cyclodextrin to the aqueous NaOH solution and stirring, and the aqueous NaOH solution is preferably 20 ° C. to 30 ° C., more preferably. It may be 23 ℃ to 27 ℃, the stirring time may be 12 hours to 36 hours or 18 hours to 30 hours or 20 hours to 28 hours.

상기 혼합액을 제조하는 단계에서 상기 염화콜린은 몰비를 기준으로 상기 첨가된 베타-사이클로덱스트린과의 함량비가 1 : 0.5 내지 1 : 2(베타-사이클로덱스트린:염화콜린) 또는 1 : 0.8 내지 1 : 1.2(베타-사이클로덱스트린:염화콜린) 또는 1 : 0.9 내지 1 : 1.1이 되도록 첨가될 수 있다.In the step of preparing the mixed solution, the content of choline chloride with the added beta-cyclodextrin is 1: 0.5 to 1: 2 (beta-cyclodextrin: choline chloride) or 1: 0.8 to 1: 1.2 based on the molar ratio. (Beta-cyclodextrin: choline chloride) or 1: 0.9 to 1: 1.1.

상기 혼합액에 에피클로로하이드린을 첨가하는 단계는 상기 에피클로하이드린을 0.05 ml/min 내지 0.15 ml/min 또는 0.075 ml/min 내지 0.125 ml/min의 속도로 첨가하는 방법으로 수행할 수 있고, 상기 에피클로로하이드린은 몰비를 기준으로 상기 첨가된 베타-사이클로덱스트린과의 함량비가 1 : 12 내지 1 : 17(베타-사이클로덱스트린: 에피클로로하이드린) 또는 1 : 14 내지 1 : 16(베타-사이클로덱스트린: 에피클로로하이드린) 또는 1 : 14.5 내지 1 : 15.5가 되도록 첨가될 수 있다.Adding epichlorohydrin to the mixed solution may be performed by adding epichlorohydrin at a rate of 0.05 ml / min to 0.15 ml / min or 0.075 ml / min to 0.125 ml / min. Epichlorohydrin has a content ratio of beta-cyclodextrin with the added molar ratio of 1:12 to 1:17 (beta-cyclodextrin: epichlorohydrin) or 1:14 to 1:16 (beta-cyclo Dextrin: epichlorohydrin) or 1: 14.5 to 1: 15.5.

상기 에피클로로하이드린이 첨가된 혼합액에 열을 가하여 반응을 진행시키는 단계는 상기 에피클로로하이드린이 첨가된 혼합액을 40℃ 내지 80℃ 또는 50℃ 내지 70℃ 또는 55℃ 내지 65℃에서 진행될 수 있고, 상기 혼합액을 300 rpm 내지 1,000 rpm 또는 400 rpm 내지 800 rpm 또는 500 rpm 내지 700 rpm의 속도로 교반하면 진행할 수 있으며, 상기 반응시간은 30분 내지 4시간 또는 1시간 내지 3시간 또는 90분 내지 150분일 수 있다.The step of advancing the reaction by adding heat to the epichlorohydrin-added mixture may be carried out at 40 ℃ to 80 ℃ or 50 ℃ to 70 ℃ or 55 ℃ to 65 ℃ , The mixture may be stirred by stirring at a speed of 300 rpm to 1,000 rpm or 400 rpm to 800 rpm or 500 rpm to 700 rpm, and the reaction time is 30 minutes to 4 hours or 1 hour to 3 hours or 90 minutes to 150 It may be minutes.

또한, 상기 제조방법은 상기 반응을 진행시키는 단계 후에 염산 수용액을 첨가하여 반응을 종료시키는 단계를 추가로 진행할 수 있다. 상기 염산 수용액은 2N 염산 수용액 내지 4N 염산 수용액 또는 2.5N 염산 수용액 내지 3.5N 염산 수용액일 수 있다.In addition, the preparation method may further proceed to terminate the reaction by adding an aqueous hydrochloric acid after the step of proceeding the reaction. The aqueous hydrochloric acid solution may be a 2N hydrochloric acid aqueous solution to 4N hydrochloric acid aqueous solution or 2.5N hydrochloric acid aqueous solution to 3.5N hydrochloric acid aqueous solution.

또한, 상기 제조방법은 상기 반응이 종료된 후, 반응액을 여과하거나 투석하여 농축하는 과정을 추가로 수행할 수 있다. In addition, the production method may further perform a process of concentrating by filtering or dialysis the reaction solution after the reaction is completed.

본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 다층막에 관한 것이다.In another aspect of the present invention, the present invention relates to a multilayer film.

상기 다층막은 고분자 전해질 다층막일 수 있고, 구체적으로 상기 다층막은 음이온성 고분자 전해질층과 양이온성 고분자 전해질층의 교대 적층구조를 포함하는 다층막일 수 있으며, 바람직하게는 상기 음이온성 고분자 전해질층과 양이온성 고분자 전해칭층의 교대 적층구조를 포함하고, 상기 양이온성 고분자 전해질층은 폴리 알릴아민하이드로클로라이드, 폴리 아크릴아미드로, 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체 및 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 다층막일 수 있다.The multilayer film may be a polymer electrolyte multilayer film, and specifically, the multilayer film may be a multilayer film including an alternating layered structure of an anionic polymer electrolyte layer and a cationic polymer electrolyte layer, preferably the anionic polymer electrolyte layer and a cationic It includes an alternating layered structure of the polymer electrolytically etched layer, wherein the cationic polymer electrolyte layer is a poly allylamine hydrochloride, poly acrylamide, a polymer comprising the novel beta-cyclodextrin derivative and the beta-cyclodextrin derivative as a monomer It may be a multilayer film consisting of one or more selected from the group consisting of.

상기 다층막은 바람직하게는 상기 양이온성 고분자 전해질층 중 1층 이상이 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체 및 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 다층막일 수 있다.Preferably, the multilayer film is a multilayer film made of one or more selected from the group consisting of one or more layers of the cationic polymer electrolyte layer and a polymer comprising the novel beta-cyclodextrin derivative and the beta-cyclodextrin derivative as monomers. Can be.

또한, 상기 다층막은 바람직하게는 상기 양이온성 고분자 전해질층 중 1층 이상이 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 중합체로 이루어진 다층막일 수 있다. 바람직하게는 상기 다층막은 양이온성 고분자 전해질층이 폴리 알릴아민하이드로클로라이드, 폴리 아크릴아미드로 및 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어지고, 상기 교대 적층구조의 최외각층의 어느 한층 또는 양층이 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 중합체로 이루어진 것인 다층막일 수 있다.In addition, the multilayer film may preferably be a multilayer film made of a polymer in which at least one layer of the cationic polymer electrolyte layer includes the beta-cyclodextrin derivative as a monomer. Preferably, the multilayer membrane is formed of at least one selected from the group consisting of polyallylamine hydrochloride, polyacrylamide, and a polymer containing the beta-cyclodextrin derivative as a monomer, wherein the cationic polymer electrolyte layer is alternately stacked. Any one or both layers of the outermost layer of the structure may be a multilayer film made of a polymer containing the beta-cyclodextrin derivative as a monomer.

또한, 상기 다층막은 음이온성 고분자 전해질층과 양이온성 고분자 전해질층의 교대 적층구조의 최외각층의 어느 한층 또는 양층이 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체 및 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것일 수 있다.In addition, the multilayer film is a polymer in which one or both of the outermost layers of the alternating layered structure of the anionic polymer electrolyte layer and the cationic polymer electrolyte layer includes the novel beta-cyclodextrin derivative and the beta-cyclodextrin derivative as monomers. It may be made of one or more selected from the group consisting of.

상기 다층막은 바람직하게는 상기 최외각층의 어느 한층 또는 양층은 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 중합체로 이루어진 것인 다층막일 수 있다.The multilayer film may preferably be a multilayer film in which one or both layers of the outermost layer is made of a polymer including the beta-cyclodextrin derivative as a monomer.

상기 음이온성 고분자 전해질층은 바람직하게는 폴리메타아크릴 산(poly methacrylic acid, PMA), 폴리 아크릴산(poly acrylacid, PAA), 폴리스티렌 설포네이트(poly styrene sulfonate, PSS) 및 히알루론산(hyaluronic acid, HA)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 폴리메타아크릴 산 또는 폴리 아크릴산으로 이루어진 것일 수 있다.The anionic polymer electrolyte layer is preferably poly methacrylic acid (PMA), poly acrylacid (PAA), polystyrene sulfonate (PSS) and hyaluronic acid (HA) It may be made of any one selected from the group consisting of, more preferably may be made of polymethacrylic acid or polyacrylic acid.

상기 양이온성 고분자 전해질층은 폴리 알릴아민하이드로클로라이드(poly(allylamine hydrochloride), PAH), 폴리 아크릴아미드(poly acrylamide, PAAm), 폴리 4-비닐벤질트리메틸암모늄 클로라이드(poly(4-vinylbenzlytri-methyl ammonium chloride, PVTAC), 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체 및 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것일 수 있고, 바람직하게는 폴리 알릴아민하이드로클로라이드, 폴리 아크릴아미드로, 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체 및 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것일 수 있다.The cationic polymer electrolyte layer is poly (allylamine hydrochloride (PAH), poly acrylamide (PAAm), poly 4-vinylbenzlytri-methyl ammonium chloride , PVTAC), the novel beta-cyclodextrin derivatives and polymers comprising the beta-cyclodextrin derivatives as monomers may be at least one selected from the group consisting of, polyallylamine hydrochloride, polyacryl As the amide, the novel beta-cyclodextrin derivative and the beta-cyclodextrin derivative may be one or more selected from the group consisting of polymers containing monomers.

상기 폴리메타아크릴 산, 폴리 아크릴산, 폴리스티렌 설포네이트 및 히알루론산으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 음이온성 고분자 전해질과 폴리 알릴아민하이드로클로라이드, 폴리 아크릴아미드, 폴리 4-비닐벤질트리메틸암모늄 클로라이드, 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체 및 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 양이온성 고분자 전해질은 모두 pH에 따른 전하밀도가 민감하게 변화하는 고분자약전해질(weak polyelectrolyte)로, 상기 고분자 전해질의 pH 변화는 상기 고분자 전해질의 사슬구조에 직접적인 영향을 주게 된다. 상기 사슬구조의 변화는 고분자 전해질의 다층막의 구조 또는 형태(morphology)나 젖음성 등의 다양한 성질에 영향을 미치게 된다. 따라서, 상기 고분자약전해질에 해당하는 음이온성 고분자 전해질층 및 양이온성 고분자 전해질층은 pH를 조절함으로써, 전해질층의 구조를 용이하게 변형시킬 수 있어, 원하는 구조의 다층막을 형성하거나, 다층막에 원하는 물질의 흡착 등이 용이하다는 장점을 갖는다.The anionic polyelectrolyte and polyallylamine hydrochloride, poly acrylamide, poly 4-vinylbenzyltrimethylammonium chloride, any one selected from the group consisting of polymethacrylic acid, polyacrylic acid, polystyrene sulfonate and hyaluronic acid The cationic polyelectrolyte, which is any one selected from the group consisting of beta-cyclodextrin derivatives and the beta-cyclodextrin derivatives, is a weak polyelectrolyte whose charge density is sensitively changed depending on pH, and the pH of the polymer electrolyte The change directly affects the chain structure of the polymer electrolyte. The change in the chain structure affects various properties such as the structure or morphology of the polymer membrane or the wettability. Therefore, the anionic polymer electrolyte layer and the cationic polymer electrolyte layer corresponding to the polymer weak electrolyte can easily modify the structure of the electrolyte layer by adjusting the pH to form a multilayer film having a desired structure, or a desired material on the multilayer film. Has the advantage of being easy to adsorb.

상기 폴리메타아크릴산은 폴리메타아크릴산 그 자체뿐만 아니라 그것의 염을 모두 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리메타아크릴산 및 폴리메타아크릴산 염으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 폴리메타아크릴산의 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 10,000 내지 200,000 또는 50,000 내지 150,000일 수 있다.The polymethacrylic acid may include not only polymethacrylic acid itself but also salts thereof. Specifically, at least one selected from the group consisting of the polymethacrylic acid and polymethacrylic acid salts. The molecular weight of the polymethacrylic acid is not particularly limited, but may be, for example, 10,000 to 200,000 or 50,000 to 150,000.

상기 폴리 아크릴산은 폴리 아크릴산 그 자체뿐만 아니라 그것의 염을 모두 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리 아크릴산 및 폴리 아크릴산 염으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 폴리 아크릴산의 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 10,000 내지 100,000 또는 30,000 내지 90,000일 수 있다.The polyacrylic acid may include not only polyacrylic acid itself but also a salt thereof. Specifically, it may be at least one selected from the group consisting of the polyacrylic acid and polyacrylic acid salt. The molecular weight of the polyacrylic acid is not particularly limited, but may be, for example, 10,000 to 100,000 or 30,000 to 90,000.

상기 히알루론산은 D-글루쿠론산과 N-아세틸글로코사민이 β(1→3) 글리코시드 결합에 의해 연결된 이당 유니트로 이루어지는 글루코사미드글리칸의 일종으로, 상기 히알루론산은 그 화학적, 물리적 구조에 종 차이가 없고, 인간도 대사계를 가지고 있으며, 면역성 및 독성의 면에서도 가장 안전한 생체 재료이다.The hyaluronic acid is a kind of glucosamide glycan consisting of a disaccharide unit in which D-glucuronic acid and N-acetylglucosamine are connected by β (1 → 3) glycosidic bonds, and the hyaluronic acid has a chemical and physical structure. There are no species differences, humans have a metabolic system and are the safest biomaterials in terms of immunity and toxicity.

상기 히알루론산은 히알루론산 그 자체뿐만 아니라 그것의 염을 모두 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 히알루론산은 히알루론산 및 히알루론산 염으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 히알루론산 염은 히알루론산 나트륨, 히알루론산 마그네슘, 히알루론산 아연, 히알루론산 코발트 등과 같은 무기염과 히알루론산 테트라부틸암모늄 등과 같은 유기염을 모두 포함한다. 상기 히알루론산의 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 100,000 내지 10,000,000일 수 있다.The hyaluronic acid may include not only hyaluronic acid itself but also all salts thereof. Specifically, the hyaluronic acid may be one or more selected from the group consisting of hyaluronic acid and hyaluronic acid salts. The hyaluronic acid salt includes both inorganic salts such as sodium hyaluronate, magnesium hyaluronate, zinc hyaluronate, cobalt hyaluronic acid and the like and organic salts such as tetrabutylammonium hyaluronic acid. The molecular weight of the hyaluronic acid is not particularly limited, but may be, for example, 100,000 to 10,000,000.

상기 폴리 알릴아민하이드로클로라이드는 히알루론산이나 폴리아크릴 산과 화학적으로 결합할 수 있으며, 상기 폴리 알릴아민하이드로클로라이드의 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 10,000 내지 100,000 또는 30,000 내지 80,000일 수 있다.The polyallylamine hydrochloride may be chemically bonded with hyaluronic acid or polyacrylic acid, and the molecular weight of the polyallylamine hydrochloride is not particularly limited, but may be, for example, 10,000 to 100,000 or 30,000 to 80,000.

상기 폴리 아크릴아미드는 히알루론산이나 폴리아크릴 산과 화학적으로 결합할 수 있으며, 상기 폴리 아크릴아미드의 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 100,000 내지 10,000,000일 수 있다.The poly acrylamide may be chemically bonded with hyaluronic acid or polyacrylic acid, and the molecular weight of the poly acrylamide is not particularly limited, but may be, for example, 100,000 to 10,000,000.

상기 다층막은 양이온성 고분자 전해질이 폴리 아크릴아미드인 경우에는, 생체적 환경에 대한 안정성을 부여하기 위하여, 고분자 전해질 간에 가교반응을 수행하여 가교결합(cross-linking)이 형성된 것일 수 있다. 상기 가교반응은 일 예로 EDAC을 통한 화학반응 또는 열처리에 의해 수행될 수 있다.When the cationic polyelectrolyte is polyacrylamide, the multi-layered film may have cross-linking formed by performing a crosslinking reaction between the polymer electrolytes in order to impart stability to the biological environment. The crosslinking reaction may be performed by, for example, a chemical reaction or heat treatment through EDAC.

상기 다층막은 양이온성 고분자 전해질층과 음이온성 고분자 전해질층이 각 1층 이상인 다층막일 수 있다. 일 예로, 상기 다층막은 1bilayer이거나 그 이상일 수 있으며, 각각 2층 이상일 수 있다.The multilayer membrane may be a multilayer membrane having at least one cationic polymer electrolyte layer and one anionic polymer electrolyte layer. For example, the multilayer film may be 1 bilayer or more, and may be two or more layers, respectively.

본 발명에 있어서, Layer-by-Layer(LBL)이란 상대전하를 띠는 고분자 전해질이 기질표면에 흡착되도록 하는 방법으로 원하는 만큼 반복을 함으로써 고분자 전해질 다층막 또는 필름의 두께를 조절할 수 있는 방법을 의미한다.In the present invention, the layer-by-layer (LBL) refers to a method of controlling the thickness of the polymer electrolyte multilayer film or the film by repeating as many times as desired so that the polymer electrolyte having a relative charge is adsorbed on the substrate surface. .

또한, 상기 양이온성 고분자 전해질층 또는 음이온성 고분자 전해질층이 2 이상인 경우에는, 상기 전해질층은 각각 동일한 고분자 전해질층 또는 상이한 고분자 전해질층이 적층될 수 있다. 구체적으로 음이온성 고분자 전해질층이 2층 이상인 경우, 특정 음이온성 고분자 전해질 층이 양이온성 고분자 전해질 층과 교대로 적층되거나, 종류가 상이한 음이온성 고분자 전해질 층이 양이온성 고분자 전해질 층과 교대로 적층될 수 있다. 양이온성 고분자 전해질층의 경우에도 상기와 같을 수 있다.In addition, when the cationic polymer electrolyte layer or the anionic polymer electrolyte layer is two or more, the electrolyte layer may be laminated with the same polymer electrolyte layer or different polymer electrolyte layers, respectively. Specifically, when the anionic polymer electrolyte layer is two or more layers, specific anionic polymer electrolyte layers may be alternately stacked with the cationic polymer electrolyte layer, or different types of anionic polymer electrolyte layers may be alternately stacked with the cationic polymer electrolyte layer. Can be. The cationic polymer electrolyte layer may be the same as above.

상기 베타-사이클로덱스트린은 7개의 글루코피라노우즈 단위들이 α-(1,4) 결합을 하고 있는 고리형 올리고사카라이드이다. 상기 베타-사이클로덱스트린이 포함된 다층막의 경우 상기 베타-사이클로덱스트린에 포집될 수 있는 일정 크기를 가진 화합물 특히, 광학적으로 비활성을 가진 분자(guest molecule)가 베타-사이클로덱스트린의 기공 부분에 포집되어, 구체적으로 베타-사이클로덱스트린과 배위결합(complexation)을 형성하게 되면, 상기 배위결합된 포집된 화합물과 베타-사이클로덱스트린은 상호작용을 통해 광학활성을 유도하게 된다. 상기 유도된 광학활성은 특정 물질의 분석 및 분리에 있어서 상기 다층막에 유리한 효과, 구체적으로 키랄 선택성을 부여하여, 상기 다층막은 광학적 성질에 따라 특정 물질의 분석 및 분리를 수행할 수 있는 현저한 효과를 갖는다.The beta-cyclodextrin is a cyclic oligosaccharide in which seven glucopyranose units have α- (1,4) bonds. In the multilayer membrane including the beta-cyclodextrin, a compound having a predetermined size that can be trapped in the beta-cyclodextrin, in particular, an optically inactive molecule (guest molecule) is trapped in the pore portion of the beta-cyclodextrin, Specifically, when coordination is formed with beta-cyclodextrin, the coordinated conjugated compound and beta-cyclodextrin induce optical activity through interaction. The induced optical activity imparts a beneficial effect to the multilayer film, in particular chiral selectivity in the analysis and separation of a specific material, so that the multilayer film has a remarkable effect of performing analysis and separation of a specific material according to optical properties. .

또한, 상기 베타-사이클로덱스트린에 형성되어 있는 기공의 직경과 부피는 방향족 화합물(aromatic compound) 및 이형고리 화합물(heterocyclic compound, heterocycle)과 host-guest 상호작용을 통해 포접 화합물(inclusion complex)을 형성할 수 있으므로, 상기 베타-사이클로덱스트린 및 이의 유도체가 포함된 본 발명의 다층막은 방향족 화합물 및 이형고리 화합물의 분석 및 분리에 있어서 현저한 효과를 갖는다는 특징이 있다.In addition, the diameter and volume of the pores formed in the beta-cyclodextrin may form an inclusion complex through a host-guest interaction with an aromatic compound and a heterocyclic compound (heterocycle). As such, the multilayer membrane of the present invention including the beta-cyclodextrin and derivatives thereof has a significant effect in the analysis and separation of aromatic compounds and heterocyclic compounds.

또한, 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체는 상기한 바와 같이 중합체를 이루어 폴리 알릴아민하이드로클로라이드, 폴리 아크릴아미드 및 폴리 4-비닐벤질트리메틸암모늄 클로라이드와 같이 양이온성 고분자 전해질층으로 다층막에 적층될 수 있기 때문에, 상기 베타-사이클로덱스트린이 갖는 장점을 유지하면서도, 다층막에 조절이 어려운 형태로 흡착되거나 포함되는 것이 아니라, 상기 베타-사이클로덱스트린의 기능을 조절할 수 있는 형태로 적층될 수 있기 때문에, 필요에 따라 상기 베타-사이클로덱스트린의 성질 및 기능이 조절된 형태로 다층막에 다양한 효과를 부여할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the novel beta-cyclodextrin derivatives may be polymerized as described above and laminated on a multilayer membrane with a cationic polymer electrolyte layer such as polyallylaminehydrochloride, poly acrylamide and poly 4-vinylbenzyltrimethylammonium chloride. Therefore, while maintaining the advantages of the beta-cyclodextrin, it is not adsorbed or included in a difficult-to-control form in the multilayer film, it can be stacked in a form that can control the function of the beta-cyclodextrin, if necessary, The properties and functions of the beta-cyclodextrin may be controlled to impart various effects to the multilayer.

또한, 본 발명의 한 측면에 있어서, 본 발명은 상기 다층막의 제조방법에 관한 것이다.Moreover, in one aspect of this invention, this invention relates to the manufacturing method of the said multilayer film.

상기 다층막의 제조방법은 음이온성 고분자 전해질층과 양이온성 고분자 전해질층을 교대로 적층하여 교대 적층 구조를 형성하는 단계를 포함하는 방법일 수 있다.The method of manufacturing the multilayer film may be a method including forming an alternate stacked structure by alternately stacking an anionic polymer electrolyte layer and a cationic polymer electrolyte layer.

상기 교대 적층 구조를 형성하는 단계는 음이온성 고분자 전해질층과 양이온성 고분자 전해질층을 교대로 적층하는 방법으로 수행할 수 있다.Forming the alternate stacking structure may be performed by alternately stacking the anionic polymer electrolyte layer and the cationic polymer electrolyte layer.

상기 음이온성 고분자 전해질층과 양이온성 고분자 전해질층을 교대로 적층하는 방법은 일 예로 Layer-by-Layer(LBL) 증착기술로 수행할 수 있다. 상기 Layer-by-Layer(LBL) 증착기술은 도 2와 같은 방법으로 수행할 수 있다. 상기 Layer-by-Layer(LBL) 증착기술은 상대전하를 띠는 고분자 전해질을 교대로 흡착시키면서 원하는 만큼 흡착 단계를 반복하여, 고분자 전해질층의 두께 즉, 다층막 또는 필름의 두께를 조절할 수 있다는 점에서 바람직하다.The method of alternately stacking the anionic polymer electrolyte layer and the cationic polymer electrolyte layer may be performed by, for example, a layer-by-layer (LBL) deposition technique. The layer-by-layer (LBL) deposition technique may be performed by the method as shown in FIG. 2. In the layer-by-layer (LBL) deposition technique, the adsorption step is repeated as desired while alternately adsorbing a polymer electrolyte having a relative charge, thereby controlling the thickness of the polymer electrolyte layer, that is, the thickness of a multilayer film or a film. desirable.

일 예로, 상기 교대 적층 구조를 형성하는 단계는 도 2에 기재된 방법과 같이 전하를 갖는 콜로이드(일 예로, 음전하를 갖는 콜로이드) 또는 기판(일 예로, 음전하를 갖는 기판)을 상대전하를 갖는 고분자 전해질 용액(양전하 고분자 전해질 용액)에 담가, 고분자 전해질을 기판에 흡착시켜 고분자 전해질층을 형성시키는 과정 및 상기 고분자 전해질층이 형성된 기판을 상기 고분자 전해질 용액의 고분자 전해질과 상대전하를 갖는 고분자 전해질 용액(음전하 고분자 전해질 용액)에 담가, 상기 고분자 전해질을 상기 고분자 전해질층이 형성된 콜로이드 또는 기판에 흡착시켜 상기 고분자 전해질층 위에 또 하나의 고분자 전해질층을 형성시키는 과정을 포함하는 방법으로 수행하거나, 상기 고분자 전해질층을 형성시키는 과정 및 또 하나의 고분자 전해질층을 형성시키는 과정을 반복하는 방법으로 수행할 수 있다.As an example, the step of forming the alternating stacked structure may include a polymer electrolyte having a relative charge between a colloid having a charge (for example, a colloid having a negative charge) or a substrate (for example, a substrate having a negative charge) as in the method of FIG. 2. A process of forming a polymer electrolyte layer by immersing in a solution (positive charge polymer electrolyte solution), adsorbing a polymer electrolyte to a substrate, and a polymer electrolyte solution (negative charge) having a substrate on which the polymer electrolyte layer is formed has a relative charge with the polymer electrolyte of the polymer electrolyte solution. Or immersing the polymer electrolyte in a colloid or a substrate on which the polymer electrolyte layer is formed to form another polymer electrolyte layer on the polymer electrolyte layer, or the polymer electrolyte layer Process and another polymer electrolyte It can be carried out by repeating the process of forming the layer.

상기 고분자 전해질층을 형성시키는 과정 및 또 하나의 고분자 전해질층을 형성시키는 과정은 각 과정을 수행한 후 전해질층이 형성된 기판을 세척하는 과정을 추가로 포함할 수 있다.The process of forming the polymer electrolyte layer and the process of forming another polymer electrolyte layer may further include a process of washing the substrate on which the electrolyte layer is formed after each process.

상기 교대 적층 구조를 형성하는 단계는 일 예로, 콜로이드 또는 기판 위에 음이온성 고분자 전해질층과 양이온성 고분자 전해질층을 교대로 적층하는 방법으로 수행할 수 있다.The step of forming the alternate stacking structure may be performed by alternately stacking the anionic polymer electrolyte layer and the cationic polymer electrolyte layer on the colloid or the substrate.

상기 콜로이드는 콜로이드 입자를 의미하며, 상기 콜로이드 입자는 표면에 카르복실산 작용기를 가진 입자, 일 예로 카르복실산 작용기를 가진 폴리스티렌 입자 또는 자성입자, 일 예로 Fe₃O₄일 수 있다.The colloid may mean colloidal particles, and the colloidal particles may be particles having carboxylic acid functional groups on the surface thereof, for example, polystyrene particles or magnetic particles having carboxylic acid functional groups, for example Fe ₃ O ₄ .

상기 콜로이드 입자에 상기 다층막을 형성시키는 과정은 상기 도 3과 같이, 전하를 띄는 콜로이드 입자에 반대 전화를 띄는 고분자 전해질층을 적층시키고, 이후 상기 고분자 전해질층이 상대 전하를 갖는 고분자 전해질층을 적층시키는 방법 또는 상기 1 bilayer의 다층막을 반복하여 적층하는 방법으로 수행할 수 있다.In the process of forming the multilayer film on the colloidal particles, as shown in FIG. 3, the polymer electrolyte layer having the opposite inversion to the charged colloidal particles is laminated, and then the polymer electrolyte layer is laminated with the polymer electrolyte layer having the relative charge. The method may be performed by repeatedly stacking the multilayer film of the 1 bilayer.

상기 기판은 그 재질이 특별히 한정되지 않으나, 일 예로 유리로 제조된 기판(glass slide), 실리콘(silicon)이나 금(gold) 등으로 제조된 금속기판, 폴리 스티렌으로 제조된 기판일 수 있다. 구체적으로, 상기 기판은 mica와 같이 양전하 경향을 띄는 기판일 수 있고, 유리(glass), 실리콘(silicon), 금(gold), 철(steel) 등의 금속기판과 같이 음전하 경향을 띄는 기판일 수 있으며, 플라스틱류(폴리스티렌, 아크릴, 테프론 등)와 같은 전하를 띄지 않는 유기질 기판일 수 있다.The substrate is not particularly limited, but may be, for example, a glass slide made of glass, a metal substrate made of silicon or gold, or a substrate made of polystyrene. Specifically, the substrate may be a substrate that tends to be positively charged, such as mica, and may be a substrate that tends to be negatively charged, such as metal substrates such as glass, silicon, gold, and steel. It may be an organic substrate having no charge such as plastics (polystyrene, acrylic, Teflon, etc.).

상기 전하를 띄는 기판의 경우, 반대전하의 고분자 전해질을 이용하여 고분자 전해질층을 형성시킬 수 있고, 상기 전하를 띄지 않는 유기질 기판의 경우, 고분자 물질 간의 소수성(hydrophobic) 흡착성을 이용하여 고분자 전해질층을 형성시킬 수 있다.In the case of the charged substrate, the polymer electrolyte layer may be formed using the polymer electrolyte of the opposite charge, and in the case of the organic substrate in the absence of the charge, the polymer electrolyte layer may be formed by using hydrophobic adsorption between the polymer materials. Can be formed.

상기 음이온성 고분자 전해질층과 양이온성 고분자 전해질층을 교대로 적층하는 단계는 음이온성 고분자 전해질을 포함하는 고분자 전해질 용액과 양이온성 고분자 전해질을 포함하는 고분자 전해질 용액에 교대로 침지시키는 방법으로 수행할 수 있다.The step of alternately stacking the anionic polymer electrolyte layer and the cationic polymer electrolyte layer may be performed by alternately immersing the polymer electrolyte solution containing the anionic polymer electrolyte and the polymer electrolyte solution containing the cationic polymer electrolyte. have.

상기 전해질층을 형성하는 단계에 사용되는 음이온성 고분자 전해질 용액은 pH 1.0 내지 pH 11.0, 바람직하게는 pH 2.0 내지 pH 10.0, 더욱 바람직하게는 pH 3.0 내지 pH 5.0, 더더욱 바람직하게는 pH 3.5 내지 pH 4.5로 pH를 조절한 것일 수 있다.The anionic polymer electrolyte solution used in the step of forming the electrolyte layer is pH 1.0 to pH 11.0, preferably pH 2.0 to pH 10.0, more preferably pH 3.0 to pH 5.0, even more preferably pH 3.5 to pH 4.5 PH may be adjusted to.

또한, 상기 전해질층을 형성하는 단계에 사용되는 양이온성 고분자 전해질 용액의 경우 상기 양이온성 고분자가 폴리 알릴아민하이드로클로라이드 또는 폴리 아크릴아미드로인 경우 상기 전해질 용액의 pH는 바람직하게는 pH 1.0 내지 pH 11.0, 바람직하게는 pH 2.0 내지 pH 10.0, 더욱 바람직하게는 pH 7.5 내지 pH 9.5, 더더욱 바람직하게는 pH 8.0 내지 pH 9.0으로 pH를 조절한 것일 수 있고, 상기 양이온성 고분자가 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 중합체인 경우에는 상기 전해질 용액의 pH는 pH 1.0 내지 pH 11.0 또는 pH 2.0 내지 pH 10.0 또는 pH 3.0 내지 pH 5.0 또는 pH 3.5 내지 pH 4.5일 수 있다.In addition, in the case of the cationic polymer electrolyte solution used in forming the electrolyte layer, when the cationic polymer is polyallylamine hydrochloride or poly acrylamide, the pH of the electrolyte solution is preferably pH 1.0 to pH 11.0. , Preferably pH 2.0 to pH 10.0, more preferably pH 7.5 to pH 9.5, even more preferably pH adjusted to pH 8.0 to pH 9.0, the cationic polymer is the beta-cyclodextrin derivative In the case of the polymer including the monomer, the pH of the electrolyte solution may be pH 1.0 to pH 11.0 or pH 2.0 to pH 10.0 or pH 3.0 to pH 5.0 or pH 3.5 to pH 4.5.

상기 pH의 음이온성 고분자 전해질 용액 및 상기 pH의 양이온성 고분자 전해질 용액을 이용하여 적층하는 경우, 상기 베타-사이클로덱스트린 또는 이의 유도체를 상기 다층막 내에 효과적으로 흡착 또는 포함시킬 수 있으므로, 상기 각 고분자 전해질 용액의 pH는 상기 pH범위가 바람직하다.When the anionic polymer electrolyte solution of pH and the cationic polymer electrolyte solution of pH are laminated, the beta-cyclodextrin or a derivative thereof may be effectively adsorbed or included in the multilayer membrane, The pH is preferably in the above pH range.

상기 양이온성 고분자 전해질이 폴리 아크릴아미드인 경우에는 상기 기판, 특히 표면접착력인 약한 실리콘 기판 등의 경우에는 양전하를 띤 고분자전해질인 폴리 알릴아민하이드로클로라이드를 포함하는 고분자 전해질 용액에 담가 폴리 알릴아민하이드로클로라이드 층을 형성시킨 후에, 상기 음이온성 고분자 전해질 용액 및 폴리 아크릴아미드 용액을 이용하여 교대 적층 구조를 형성할 수 있다.When the cationic polyelectrolyte is polyacrylamide, polyallylamine hydrochloride is immersed in a polymer electrolyte solution containing polyallylamine hydrochloride, which is a positively charged polyelectrolyte, in the case of a weak silicon substrate having a surface adhesion. After the layer is formed, an alternating layered structure can be formed using the anionic polymer electrolyte solution and polyacrylamide solution.

상기 교대 적층 구조를 형성하는 단계는 양이온성 고분자 전해질이 폴리 아크릴아미드인 경우에는, 생체적 환경에 대한 안정성을 부여하기 위하여, 고분자 전해질 간에 가교반응을 수행하여 가교결합(cross-linking)을 형성시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 가교결합을 형성시키는 단계는 EDAC를 통한 화학반응 또는 열처리를 통해 가교반응을 형성하는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 열처리는 70℃ 내지 90℃ 또는 80℃에서 8 내지 12시간 또는 10시간 동안 가열하는 방법으로 수행할 수 있고, 상기 반응시간이나 온도는 진공오븐을 이용하는 경우 감축하는 경향으로 조절할 수 있다.The step of forming the alternating stacked structure is, when the cationic polyelectrolyte is poly acrylamide, in order to give stability to the biological environment, to perform cross-linking reaction between the polymer electrolyte to form cross-linking (cross-linking) It may further comprise a step. The forming of the crosslinking may be performed by a method of forming a crosslinking reaction through chemical reaction or heat treatment through EDAC. The heat treatment may be performed by heating at 70 ° C. to 90 ° C. or 80 ° C. for 8 to 12 hours or 10 hours, and the reaction time or temperature may be adjusted by a tendency to reduce when using a vacuum oven.

또한, 상기 다층막의 교대 적층구조의 최외각층의 어느 한층 또는 양층이 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체 및 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 다층막은 상기 적층구조의 제조에 있어서 최초 또는 최초 및 최후에 사용되는 고분자 전해질 용액으로 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 중합체를 포함하는 고분자 전해질 용액을 사용함으로써 제조될 수 있다.In addition, any one or both layers of the outermost layer of the alternating laminated structure of the multilayer film is a multilayer film made of one or more selected from the group consisting of a polymer comprising the novel beta-cyclodextrin derivative and the beta-cyclodextrin derivative as a monomer. It can be prepared by using a polymer electrolyte solution containing a polymer containing a beta-cyclodextrin derivative as a monomer as the polymer electrolyte solution used first or the first and last time in the production of the laminated structure.

또한, 상기 다층막은 조직공학적 재료, 일 예로 세포를 키우기 위한 지지체의 재료로 사용될 수 있고, 생체감응장치나 화학센서(chemical sensor)와 같은 화학감응장치를 포함하는 다양한 고분자 다층막이 요구되는 장치 또는 기구에 응용될 수 있다.In addition, the multilayer membrane may be used as a tissue engineering material, for example, a support material for growing cells, and a device or apparatus requiring various polymer multilayer membranes including a chemical sensitive device such as a biosensing device or a chemical sensor. It can be applied to.

일 예로, 본 발명은 상기 다층막을 포함하는 생체감응장치를 제공한다.In one embodiment, the present invention provides a biosensing device including the multilayer film.

또한, 상기 다층막의 경우는 세포의 선택적 흡착 등과 같은 목적 또는 생체감응장치의 응용을 위하여 상기 고분자 전해질을 패터닝할 수 있다.In the case of the multilayer membrane, the polymer electrolyte may be patterned for purposes such as selective adsorption of cells or for application of a biosensing device.

상기 패터닝을 통하여 형성되는 상기 다층막 패턴층에는 생체물질 고정용 물질이 결합될 수 있다. 상기 생체물질은 일예로 세포, 단당류, 이당류, 올리고사카라이드, 지방산, 폴리펩타이드 또는 단백질 및 폴리뉴클레오티드로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 바람직하게는 세포일 수 있다. 상기 세포는 원핵세포 및 진핵세포를 포함한 모든 세포일 수 있고, 일 예로 섬유세포, 간세포(hepatocyte), 신경세포(ne urons), 암세포(cancer cell, 예를 들면 HeLa cell), B cell, 백혈구세포(white blood cell, 예를 들면 Raw 264.7) 등을 포함한 면역세포 및 배아세포 등일 수 있다.A biomaterial fixing material may be combined with the multilayer pattern layer formed through the patterning. For example, the biomaterial may be any one selected from the group consisting of cells, monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, fatty acids, polypeptides, proteins, and polynucleotides, and preferably cells. The cell may be any cell including prokaryotic and eukaryotic cells, for example, fibroblasts, hepatocytes, neurons, cancer cells (eg HeLa cells), B cells, white blood cells (white blood cell, eg, Raw 264.7), and the like, and immune cells and embryonic cells.

상기 생체물질 고정용 물질은 바람직하게는 생체물질 고정용 생체물질일 수 있다. 상기 생체물질 고정용 생체물질은 아미노산 서열이 RGD인 올리고펩타이드 서열을 포함한 모든 올리고펩타이드 및 상기 올리고펩타이드를 포함하는 단백질과 기타 수용체 펩타이드를 가진 단백질일 수 있으며, 상기 올리고펩타이드를 포함하는 단백질은 피브로넥틴(fibronectin) 또는 피브린(fibrin) 등일 수 있고, 상기 수용체 펩타이드를 가진 단백질은 라미닌(lamin) 또는 콜라겐(collagen) 등 일 수 있다.The biomaterial-fixing material may be a biomaterial-fixing biomaterial. The biomaterial for fixing the biomaterial may be any oligopeptide including an oligopeptide sequence having an amino acid sequence of RGD and a protein including the oligopeptide and other receptor peptides, and the protein including the oligopeptide may be fibronectin ( fibronectin or fibrin, and the like, and the protein having the receptor peptide may be laminin, collagen, or the like.

또한, 상기 다층막은 상기 패턴층 위에 박막을 추가로 포함하는 것일 수 있고, 상기 박막은 상기 생체물질, 바람직하게는 세포를 포함하는 것일 수 있고, 상기 생체물질은 상기 생체물질 고정용 생체물질, 바람직하게는 아미노산 서열이 RGD인 올리고펩타이드 서열을 포함한 폴리펩타이드일 수 있다. 상기 박막은 고분자 전해질 또는 베타-사이클로덱스트린이나 이의 유도체의 중합체를 포함하는 고분자 전해질 패턴층에 부착된 것일 수 있고, 바람직하게는 상기 박막에 포함된 세포가 세포정용 생체물질이 결합된 고분자 전해질 또는 베타-사이클로덱스트린이나 이의 유도체를 포함하는 패턴층에 부착된 것일 수 있다.In addition, the multilayer film may further include a thin film on the pattern layer, the thin film may include the biomaterial, preferably cells, the biomaterial is a biomaterial for fixing the biomaterial, preferably Preferably, the polypeptide may include an oligopeptide sequence having an amino acid sequence of RGD. The thin film may be attached to a polymer electrolyte pattern layer including a polymer of a polymer electrolyte or beta-cyclodextrin or a derivative thereof. Preferably, the cells included in the thin film are a polymer electrolyte or a beta to which a cell biomaterial is bound. It may be attached to a pattern layer including a cyclodextrin or a derivative thereof.

상기 다층막이 DNA 칩(DN A chip), 단백질 칩(Protein chip) 또는 세포계 바이오센서(cell-based biosensor) 등에 사용되는 경우, 상기 패턴층을 포함하지 아니한 최외곽층은 기판에 접합하는 기판 접착층일 수 있고, 상기 다층막이 유도 조직 재생술에 사용되거나, 피부 또는 점막 조직의 드레싱 소재 등으로 사용되는 등 조직 재생 유도 기능을 위해 손상 조직과 마주하는 면으로 사용되는 경우, 상기 패턴층을 포함하지 아니한 최외각층은 생체 조직에 접합하는 조직 접착층일 수 있다.When the multilayer film is used for a DNA chip, a protein chip, or a cell-based biosensor, the outermost layer not including the pattern layer may be a substrate adhesive layer bonded to a substrate. And when the multilayer film is used as a surface facing the damaged tissue for tissue regeneration inducing function, such as used for induced tissue regeneration, or as a dressing material for skin or mucosal tissue, the outermost layer not including the pattern layer Each layer may be a tissue adhesion layer that bonds to biological tissue.

본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 생체반응장치에 관한 것이다.In another aspect of the invention, the invention relates to a bioreactor.

상기 생체반응장치는 상기 다층막을 포함하는 생체감응장치일 수 있다.The bioreactor may be a biosensing device including the multilayer film.

구체적으로, 상기 생체반응장치는Specifically, the bioreactor is

기판 및 상기 다층막을 포함하는 생체감응장치일 수 있다.It may be a biosensing device including a substrate and the multilayer film.

상기 생체감응장치는 세포고정용 생체물질이 아미드기를 포함하는 양전하성 고분자 전해질과 결합되어 있어서, 화학적 안정성이 우수하고, 세포 배양에 적합한 조건을 제공할 수 있으므로, 세포계 생체감응장치에 응용될 수 있다. 상기 생체감응장치는 일 예로 biosensor일 수 있다.The biosensing device is combined with a positively charged polymer electrolyte containing an amide group in a cell-fixing biomaterial, and thus can be applied to a cell-based biosensing device because it has excellent chemical stability and can provide conditions suitable for cell culture. . The biosensing device may be, for example, a biosensor.

상기 기판은 생체감응장치에 응용될 수 있는 기판으로, 그 재질이 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 유리로 제조된 것(glass slide) 또는 실리콘(silicon)이나 금(gold) 등의 금속기판으로 제조된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 기판은 mica와 같이 양전하 경향을 띄는 기판일 수 있고, 유리(glass), 실리콘(silicon), 금(gold), 철(steel) 등의 금속기판과 같이 음전하 경향을 띄는 기판일 수 있으며, 플라스틱류(폴리스티렌, 아크릴, 테프론 등)와 같은 전하를 띄지 않는 유기질 기판일 수 있다.The substrate is a substrate that can be applied to the biosensing device, the material is not particularly limited, for example, made of glass (glass slide) or metal substrate such as silicon (silicon) or gold (gold) It may have been. Specifically, the substrate may be a substrate that tends to be positively charged, such as mica, and may be a substrate that tends to be negatively charged, such as metal substrates such as glass, silicon, gold, and steel. It may be an organic substrate having no charge such as plastics (polystyrene, acrylic, Teflon, etc.).

상기 전하를 띄는 기판의 경우, 반대전하의 고분자 전해질을 이용하여 다층막을 코팅할 수 있고, 상기 전하를 띄지 않는 유기질 기판의 경우, 고분자 물질간의 소수성(hydrophobic) 흡착성을 이용하여 다층막을 코팅할 수 있다.In the case of the charged substrate, the multilayer film may be coated using a polymer electrolyte of opposite charge, and in the case of the organic substrate in the absence of the charge, the multilayer film may be coated using hydrophobic adsorption between polymer materials. .

상기 다층막은 음이온성 고분자 전해질층과 양이온성 고분자 전해질층이 layer-by-layer(LBL) 증착기술을 이용하여 제조된 것일 수 있고, 상기 양이온성 고분자 전해질층은 폴리 알릴아민하이드로클로라이드, 폴리 아크릴아미드로, 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체 및 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어지며, 상기 양이온성 고분자 전해질층 중 1층 이상이 상기 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체 및 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체를 모노머로 포함하는 중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것일 수 있다.The multilayer membrane may be one in which an anionic polymer electrolyte layer and a cationic polymer electrolyte layer are manufactured by using a layer-by-layer (LBL) deposition technique, and the cationic polymer electrolyte layer may be polyallylamine hydrochloride or polyacrylamide. Thus, the novel beta-cyclodextrin derivatives and the beta-cyclodextrin derivatives made of one or more selected from the group consisting of polymers comprising monomers, at least one layer of the cationic polymer electrolyte layer is the new beta It may be composed of at least one selected from the group consisting of a cyclodextrin derivative and a polymer comprising the beta-cyclodextrin derivative as a monomer.

또한, 상기 다층막은 화학감응장치를 포함하는 다양한 고분자 다층막이 요구되는 장치 또는 기구에 응용될 수 있다.In addition, the multilayer film may be applied to a device or a device requiring various polymer multilayer films including a chemical sensitive device.

본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 화학감응장치에 관한 것이다. 일 예로, 본 발명은 상기 다층막을 포함하는 화학감응장치일 수 있다.In another aspect of the invention, the invention relates to a chemical sensitive device. For example, the present invention may be a chemical sensitive device including the multilayer film.

구체적으로, 상기 화학감응장치는 기판 및 상기 음이온성 고분자 전해질층과 양이온성 고분자 전해질층의 교대 적층구조에 베타-사이클로덱스트린 또는 이의 유도체를 포함하는 다층막을 포함하는 화학감응장치일 수 있다.Specifically, the chemical sensitizer may be a chemical sensitizer including a substrate and a multilayer membrane including beta-cyclodextrin or a derivative thereof in an alternating stacked structure of the anionic polymer electrolyte layer and the cationic polymer electrolyte layer.

본 발명의 신규한 베타-사이클로덱스트린 유도체는 베타-사이클로덱스트린이 갖는 특징을 유지할 뿐만 아니라 중합체를 이룰 수 있어, 베타-사이클로덱스트린의 기능을 조절할 수 있는 형태로 적층될 수 있기 때문에, 필요에 따라 베타-사이클로덱스트린의 성질 및 기능이 조절된 형태로 다층막에 다양한 효과를 부여할 수 있다는 장점이 있다.The novel beta-cyclodextrin derivatives of the present invention not only retain the properties of beta-cyclodextrin, but also form a polymer, and thus can be stacked in a form that can modulate the function of the beta-cyclodextrin, thus beta if necessary. It is advantageous in that the properties and functions of cyclodextrin can be controlled to impart various effects to the multilayered film.

따라서, 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체가 적층된 본 발명의 다층막 및 생체감응장치는 기존 양이온성 고분자층 및 음이온성 고분자층이 교대로 적층된 적층구조에 비하여 특정 세포의 흡착성을 용이하게 조절할 수 있고, 다층막 내부에 특정 물질을 흡착할 수 있으며, 특정 물질의 광학활성을 향상시킬 수 있으므로, 생체감응장치(Biosensor)를 포함한 다양한 용도로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 생체조직과 결합하여 실험 또는 진단용, 의료용이나 질병 치료용으로도 사용될 수 있어, 그 산업적 효과가 매우 크다 할 것이다.Therefore, the multilayer membrane and the biosensing device of the present invention, in which the polymer of the beta-cyclodextrin derivative is laminated, can easily adjust the adsorption of specific cells as compared to the laminated structure in which the existing cationic polymer layer and the anionic polymer layer are alternately stacked. And, it can adsorb a specific material inside the multilayer film, and can improve the optical activity of the specific material, it can be used for various purposes including a biosensor, as well as for experiment or diagnosis in combination with biological tissue, It can also be used for medical treatment or disease treatment, so the industrial effect will be very large.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, x-ray 구조 분석에 의해 분석한 사이클로덱스트린의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, Layer-by-Layer(LBL) 증착기술로 음이온성 고분자 전해질층과 양이온성 고분자 전해질층을 교대로 적층하는 방법을 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 콜로이드 입자에 양이온성 고분자 전해질층과 음이온성 고분자 전해질층을 교대로 적층하는 방법을 나타낸 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 적층된 베타-사이클고분자 유도체로 이루어진 다층막에 포함된 베타-사이클로덱스트린 유도체와 메틸렌블루(methylene blue)가 Host-Guest 상호작용(Host-Guest Interaction)을 통해 Inclusion complex를 갖는 것을 보여주는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의해 제조된 베타-사이클고분자 유도체의 중합체를 분석하기 위해 NMR을 수행한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의해 제조된 베타-사이클고분자 유도체의 중합체층을 포함하는 다층막의 접촉각을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 가운데 파란색 그래프는 static contact angle을 의미하며, 제일 위쪽의 붉은색 그래프는 advancing contact angle을 의미하고, 제일 아래쪽의 초록색 그래프는 receding contact angle을 의미한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의해 제조된 베타-사이클고분자 유도체의 중합체층을 포함하는 다층막에 대한 세포의 흡착 정도를 확인한 사진이다. 도의 위측은 배양기간을 의미하고, 도의 좌측은 최외각층을 이루는 전해질의 종류를 나타낸다. 도 7a는 HEK 293 cell을 흡착시킨 경우를 나타낸 사진이고, 도 7b는 PC12를 흡착시킨 경우를 나타낸 사진이다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의해 제조된 베타-사이클고분자 유도체의 중합체층을 포함하는 다층막의 특정 물질의 포집능을 확인하기 위하여, 메틸렌 블루로 염색한 다층막의 UV 흡광도를 측정한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의해 제조된 베타-사이클고분자 유도체의 중합체층을 포함하는 다층막의 특정 물질의 포집능을 확인하기 위하여, 메틸렌 블루 및 살리실산으로 염색한 다층막의 Circular dichroirism spectra를 나타낸 그래프이다.1 is a schematic diagram showing the structure of a cyclodextrin analyzed by x-ray structure analysis according to an embodiment of the present invention.
2 is a process diagram illustrating a method of alternately stacking an anionic polymer electrolyte layer and a cationic polymer electrolyte layer by a layer-by-layer (LBL) deposition technique according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of alternately stacking a cationic polymer electrolyte layer and an anionic polymer electrolyte layer on colloidal particles according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates a host-guest interaction between a beta-cyclodextrin derivative and methylene blue included in a multilayer film made of stacked beta-cycle polymer derivatives according to an embodiment of the present invention. This is a schematic showing the inclusion complex.
Figure 5 is a graph showing the results of performing NMR to analyze the polymer of the beta-cycle polymer derivative prepared according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a graph showing the results of measuring the contact angle of the multilayer film including the polymer layer of the beta-cycle polymer derivative prepared according to an embodiment of the present invention. The blue graph in the middle represents the static contact angle, the red graph at the top represents the advancing contact angle, and the green graph at the bottom represents the receding contact angle.
Figure 7 is a photograph confirming the degree of adsorption of cells to the multilayer membrane including the polymer layer of the beta-cycle polymer derivative prepared according to an embodiment of the present invention. The upper side of the figure means the incubation period, the left side of the figure shows the type of electrolyte forming the outermost layer. FIG. 7A is a photograph showing a case where an HEK 293 cell is adsorbed, and FIG. 7B is a photograph showing a case where PC12 is adsorbed.
8 is a UV absorbance of a multilayer film dyed with methylene blue, in order to confirm the trapping ability of a specific material of the multilayer film including the polymer layer of the beta-cycle polymer derivative prepared according to an embodiment of the present invention Is a graph measured.
9 is a view of the multi-layer film dyed with methylene blue and salicylic acid, in order to confirm the trapping ability of a specific material of the multi-layer film including the polymer layer of the beta-cycle polymer derivative prepared according to the present invention This graph shows the circular dichroirism spectra.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 실시예일뿐이므로, 본 발명의 보호범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention are described. However, the following examples are only examples for illustrating the present invention, and thus the protection scope of the present invention is not limited to the following examples.

실시예Example 1: 베타- 1: beta- 사이클로덱스트린Cyclodextrin 유도체의 제조 Preparation of Derivatives

실시예Example 1-1. 재료 및 시약 1-1. Materials and reagents

Poly(methacrylic acid)(PMA, Mw=100,000)와 Poly(allylamine hydrochloride)(PAH, Mw =60,000), Poly (Acrylic acid)(PAA, Mw=90,000)는 Polysciences, Inc.(영국)에서 구입하여 사용하였고, 베타-사이클로덱스트린(β-cyclodextrin)은 SUPELCO, Inc.(USA)에서 구입한 carboxylated β-cyclodextrin을 사용하였다. Methylene blue Hydrate(MeB)는 Fluka사(독일)의 제품을 이용하였다.Poly (methacrylic acid) (PMA, Mw = 100,000), Poly (allylamine hydrochloride) (PAH, Mw = 60,000), Poly (Acrylic acid) (PAA, Mw = 90,000) are available from Polysciences, Inc. (UK). Beta-cyclodextrin was used as carboxylated β-cyclodextrin purchased from SUPELCO, Inc. (USA). Methylene blue Hydrate (MeB) was used as a product of Fluka (Germany).

상기 고분자 전해질(PMA, PAA, PAH 및 베타-사이클로덱스트린)와 MeB는 별도의 정제과정 없이 사용하였다. 실험에 사용한 수용액의 제조 및 세척과정에 사용된 탈이온수는 Millipore 사의 Milli-Q 정수기(Millipore Co., USA)를 이용하여 생산한 탈이온수(Deionized water; > 18 MΩcm)를 이용하여 수행하였다.The polymer electrolyte (PMA, PAA, PAH and beta-cyclodextrin) and MeB were used without further purification. Deionized water used in the preparation and washing process of the aqueous solution used in the experiment was performed using deionized water (> 18 MΩcm) produced by Millipore's Milli-Q water purifier (Millipore Co., USA).

또한, Dulbecco's Phosphate Buffered Saline(DPBS), 0.25% Tripsin-EDTA 및 Dulbecco's modified eagle medium(DMEM)는 Gibco(USA) 제품을 사용하였고, DMEM의 제조에 사용된 fetal bovine serum(FBS)와 Antibiotic-Antimycotic도 Gibco(USA) 제품을 사용하였다.
In addition, Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (DPBS), 0.25% Tripsin-EDTA, and Dulbecco's modified eagle medium (DMEM) used Gibco (USA) products, and also used fetal bovine serum (FBS) and Antibiotic-Antimycotic used in the preparation of DMEM. Gibco (USA) product was used.

실시예Example 1-2. 베타- 1-2. beta- 사이클로덱스트린Cyclodextrin 유도체 및 중합체의 제조 Preparation of Derivatives and Polymers

상기 양이온성 베타-사이클로덱스트린의 제조에 사용된 베타-사이클로덱스트린, EP 및 CC의 양은 몰비를 기준으로 1 : 15 : 1이었다. 우선, NaOH 1 g을 20 ml 탈이온수에 녹여, NaOH 수용액을 제조한 후, 상기 NaOH 수용액에 1.135 g의 베타-사이클로덱스트린을 첨가하였다.The amount of beta-cyclodextrin, EP and CC used in the preparation of the cationic beta-cyclodextrin was 1: 15: 1 based on the molar ratio. First, 1 g of NaOH was dissolved in 20 ml of deionized water to prepare an aqueous NaOH solution, and then 1.135 g of beta-cyclodextrin was added to the aqueous NaOH solution.

상기 베타-사이클로덱스트린이 첨가된 NaOH 수용액을 25℃에서 24시간 교반시킨 후, 상기 수용액에 CC 0.140 g을 첨가하고, EP 1.388 g을 약 0.1ml/min 속도로 첨가하였다. 상기 EP를 다 넣어준 후, 60℃로 열을 가하였으며, 중합이 진행되는 동안 60℃ 및 600 rpm의 조건을 2시간 동안 유지시켰다. 상기 2시간이 경과된 후, 3N의 염산 수용액을 첨가함으로써, 중합을 종료시켰다. 상기 최종 반응물은 상기 분자량 cut-off 1000 membrane을 이용하여 24시간 동안 투석하였으며, 투석한 결과물에 대해 동결건조를 수행하여, 순수한 파우더를 얻었다.The aqueous NaOH solution to which the beta-cyclodextrin was added was stirred at 25 ° C. for 24 hours, and then 0.140 g of CC was added to the aqueous solution, and 1.388 g of EP was added at a rate of about 0.1 ml / min. After the EP was added, heat was applied at 60 ° C., and the conditions of 60 ° C. and 600 rpm were maintained for 2 hours while the polymerization was in progress. After 2 hours had elapsed, the polymerization was terminated by adding 3N aqueous hydrochloric acid solution. The final reactant was dialyzed for 24 hours using the molecular weight cut-off 1000 membrane, and lyophilization was performed on the dialyzed product to obtain a pure powder.

상기 합성된 베타-사이클로덱스트린 유도체를 확인하기 위하여, 상기 최종산물에 대해 GPC와 NMP을 수행하였다.In order to identify the synthesized beta-cyclodextrin derivatives, GPC and NMP were performed on the final product.

상기 합성된 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체(cationic β-CyD polymer)의 분자량을 측정하기 위한 GPC 시료는 상기 파우더를 3 mg/ml의 농도로 준비하였고, GPC standard로 PEG를 이용하여 수행하였으며, 그 결과 Mn은 2211.5 g/mol이고, Mw는 2306.4 g/mol, D:1.0429의 결과를 얻었다.GPC sample for measuring the molecular weight of the synthesized beta-cyclodextrin derivative (cationic β-CyD polymer) was prepared in a concentration of 3 mg / ml of the powder, was carried out using PEG as the GPC standard, The result Mn was 2211.5 g / mol, Mw was 2306.4 g / mol, and D: 1.0429 was obtained.

또한, 합성된 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체(cationic β-CyD polymer)의 구조를 분석하기 위해 수행한 NMR의 경우, JNM-AL400을 이용하여, 400 MHz 공명주파수에서 수행하였으며, NMR을 수행하기 위한 용액의 제조는 Aldrich사의 증류수(dH₂O)를 사용하였다. 상기 NMR 수행 결과를 도 5 및 하기 표 1에 나타내었다. In addition, in case of NMR performed to analyze the structure of the synthesized beta-cyclodextrin derivative (cationic β-CyD polymer), it was performed at 400 MHz resonance frequency using JNM-AL400 to perform NMR. For the preparation of the solution, Aldrich's distilled water (dH ₂ O) was used. The NMR results are shown in FIG. 5 and Table 1 below.

6-H a,b6-H a, b 2-OH,3-OH2-OH, 3-OH RatioRatio 4.624.62 0.040.04

상기 도 5와 표 1에 나타난 데이터를 분석한 결과, 글루코피라노우즈의 2번, 3번 및 6번 위치의 탄소에 결합된 OH 중에 약 17.31% 만이 유지되어, 약 82.69%가 치환(개질)된 것으로 확인되었다. 상기 개질 정도는 양이온기를 포함한 OH 반응기의 치환정도를 의미한다. 또한, 이 중, 33%가 전하(charge)를 가지는 것으로 확인되었다. 상기 전하를 가진 부분은 양이온기가 도입된 정도를 의미한다.
As a result of analyzing the data shown in FIG. 5 and Table 1, only about 17.31% of OH bonded to carbon at positions 2, 3, and 6 of glucopyranose was maintained, and about 82.69% was substituted (modified). It was confirmed. The degree of modification means the degree of substitution of the OH reactor including a cationic group. In addition, 33% of them were found to have a charge. The charged portion means the degree to which the cationic group is introduced.

실시예Example 1-3. 1-3. 다층막의Multilayer 제조 Produce

고분자 다층박막은 상기 실시예 1-1의 고분자 전해질을 상기 탈이온수에 0.01M의 농도로 제조된 용액을 이용하여 LBL 방법으로 수행하였다. 보다 상세하게는, 상기 고분자 다층막의 제조과정은 하기와 같다.The polymer multilayer thin film was carried out by the LBL method using the solution prepared in Example 1-1 in a concentration of 0.01M in the deionized water. More specifically, the manufacturing process of the polymer multilayer film is as follows.

상기 PMA 수용액, PAA 수용액, PAH 수용액 및 상기 실시예 1-2에서 제조된 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체은 상기 탈이온수에 상기 PAH, PMA 및 상기 실시예 1-2에서 제조된 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체를 0.01M의 농도로 만들어 사용하였고, 상기 수용액의 pH는 0.1M HCl 수용액이나 0.1M NaOH 수용액을 이용하여 조절하였다. 상기 양이온성 고분자 전해질 용액인 PAH 수용액 및 상기 실시예 1-2에서 제조된 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체 수용액은 원하는 형태의 다층막 제조에 따라 선택되어 사용하였다.The polymer of the PMA aqueous solution, the PAA aqueous solution, the PAH aqueous solution, and the beta-cyclodextrin derivative prepared in Example 1-2 was used in the deionized water of the PAH, PMA and the beta-cyclodextrin derivative prepared in Example 1-2. The polymer was used in a concentration of 0.01 M, and the pH of the aqueous solution was adjusted using 0.1 M HCl aqueous solution or 0.1 M NaOH aqueous solution. PAH aqueous solution, which is the cationic polymer electrolyte solution, and the aqueous polymer solution of the beta-cyclodextrin derivatives prepared in Examples 1-2 were selected and used according to the production of a multilayer film of a desired form.

상기 LBL 방법에 사용된 기질은 유리 또는 실리콘 소재의 기판(Slide glass 또는 Silicon wafer)을 사용하였다. 상기 기판을 세척병에 희석한 세제와 함께 넣고 15분 동안 초음파처리(Ultrasonication)하여 세척한 후, 다시 상기 탈이온수로 3번의 헹굼 과정을 수행하였다. 상기 헹굼 과정을 수행한 기판은 질소 가스를 이용하여 건조시켰다.The substrate used in the LBL method was a glass or silicon substrate (slide glass or silicon wafer). The substrate was put together with a detergent diluted in a washing bottle, washed by ultrasonication (Ultrasonication) for 15 minutes, and then rinsed three times with the deionized water. The substrate on which the rinsing process was performed was dried using nitrogen gas.

상기 건조된 기판을 pH가 조절된 양이온성 전해질(PAH 또는 상기 실시예 1-2에서 제조된 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체) 수용액에 20분간 담근 후 꺼내고, 상기 탈이온수를 이용하여 2분간 헹굼 과정을 2회 수행하였다. 상기 헹굼 과정을 거친 후, 음이온성 전해질(PMA 또는 PAA) 수용액에 15분간 담근 후 꺼내고, 상기와 같은 방법으로 상기 탈이온수를 이용하여 헹굼 과정을 수행하였다. 상기 과정에 의해 제조된 박막을 1 bilayer라 하였고, 원하는 두께만큼 bilayer수를 늘리기 위하여 상기 과정을 동일하게 반복하였다.The dried substrate was immersed in an aqueous pH controlled cationic electrolyte (PAH or polymer of the beta-cyclodextrin derivative prepared in Example 1-2) for 20 minutes and then taken out, and rinsed for 2 minutes using the deionized water. Was performed twice. After the rinsing process, the solution was immersed in an anionic electrolyte (PMA or PAA) solution for 15 minutes and then taken out. The rinsing process was performed using the deionized water in the same manner as described above. The thin film prepared by the above process was referred to as 1 bilayer, and the same procedure was repeated to increase the number of bilayers by a desired thickness.

상기 과정을 통하여, 원하는 두께의 다층박막을 제조한 후, 질소 가스를 이용하여 상기와 같은 방법으로 건조시켰다.
Through the above process, a multilayer thin film of a desired thickness was prepared, and then dried in the same manner as above using nitrogen gas.

실시예Example 2: 베타- 2: beta- 사이클로덱스트린Cyclodextrin 유도체의 중합체가 The polymer of the derivative 적층된Laminated 다층막의Multilayer 특성 확인 Identify characteristics

실시예Example 2-1: 2-1: 접촉각의Contact angle 측정을 통한 젖음성 확인 Measurement of wettability

상기 실시예 1-2에서 제조된 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체가 적층된 다층막의 젖음성(습윤성, wettability)은 Face사의 CA-A Contact angle analyzer를 이용하여 물의 접촉각을 측정하는 방식으로 수행하였다. 상기 다층막의 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체의 경우 pH 7.0의 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체 수용액을 이용하여 적층하였고, 상기 다층막의 PAA의 경우 pH를 변화시키면서, pH 3.0, pH 5.0 및 pH 7.0을 갖는 각각의 PAA 수용액을 이용하여 적층하였다.The wettability (wetability, wettability) of the multilayer film in which the polymer of the beta-cyclodextrin derivative prepared in Example 1-2 was laminated was measured by measuring the contact angle of water using CA-A Contact angle analyzer of Face. The polymer of the beta-cyclodextrin derivative of the multilayered membrane was laminated using a polymer aqueous solution of the beta-cyclodextrin derivative of pH 7.0, and the PAA of the multilayered membrane had pH 3.0, pH 5.0 and pH 7.0 while changing the pH. Each PAA aqueous solution was laminated.

상기 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체가 적층된 다층막의 음이온 고분자 전해질층의 적층 조건에 따른 젖음성을 확인하기 위해, 상기 PAA 수용액의 pH를 달리하여 제조한 다층막에 대해 접촉각을 측정하였다. 상기 접촉각 측정에 의해 확인된 접촉각인 advancing contact angle과 receding contact angle은 필름의 수분에 대한 변화 경향을 측정하는데 도움이 되는 지수로, 일반적으로 젖음성이 좋은 필름은 static contact angle만 낮은 것이 아니라 상기 advancing contact angle과 receding contact angle 모두 낮은 것으로 보고되어있다.In order to confirm the wettability according to the lamination conditions of the anionic polymer electrolyte layer of the multilayer film in which the polymer of the beta-cyclodextrin derivative was laminated, the contact angle of the multilayer film prepared by varying the pH of the aqueous PAA solution was measured. The advancing contact angle and the receding contact angle, which are the contact angles identified by the contact angle measurement, are useful for measuring the change tendency of the film with respect to moisture. Generally, the wettable film is not only low in static contact angle, Both the angle and the receding contact angle are reported to be low.

상기 접촉각 측정에 사용한 물은 상기 탈이온수를 이용하였으며, 주사기를 이용하여 15 ㎕의 방울을 형성한 후 필름이 올려진 측정판을 서서히 올려 물방울에 접촉하도록 하여 접촉각 측정에 중력의 영향이 없도록 하였다. 보다 상세하게는, 먼저 static contact angle을 측정하고, advancing contact angle의 측정은 상기 static contact angle를 측정한 상태에서 15 ㎕의 물을 더 첨가하여, 다시 접촉각을 측정하여 수행하였고, 상기 receding contact angle의 측정은 상기 advancing contact angle을 측정한 30 ㎕의 물방울에서 15 ㎕의 물을 빨아드려서 다시 접촉각을 측정하여 수행하였다. 상기 측정을 5회 반복한 후, 그 측정값의 평균값을 결과값으로 구하여, 그 결과를 도 6에 나타내었다.The deionized water was used as the water used for measuring the contact angle, and 15 μl of droplets were formed using a syringe, and then the film was placed on the measuring plate to slowly contact the water drop so that the contact angle was not affected by gravity. More specifically, first, the static contact angle was measured, and the advancing contact angle was measured by further adding 15 μl of water in the state of measuring the static contact angle, and measuring the contact angle again. The measurement was performed by sucking 15 μl of water from 30 μl of water droplets for measuring the advancing contact angle and measuring the contact angle again. After the measurement was repeated five times, the average value of the measured value was determined as a result value, and the result is shown in FIG. 6.

상기 도 6에 나타낸 바와 같이, static contact angle을 기준으로 도 6의 좌측 그래프(PAA의 수용액의 pH가 pH 3인 경우)의 평균 각은 약 12이고, 도 6의 가운데 그래프(PAA의 수용액의 pH가 pH 5인 경우)의 평균 각은 약 15이며, 도 6의 우측 그래프(PAA의 수용액의 pH가 pH 7인 경우)의 평균 각은 약 17인 것으로 확인되었다.이고As shown in FIG. 6, the average angle of the left graph (when the pH of the aqueous solution of PAA is pH 3) of FIG. 6 is about 12 based on the static contact angle, and the middle graph of FIG. 6 (the pH of the aqueous solution of PAA) Is pH 5), the average angle is about 15, and the average angle of the right graph of FIG. 6 (when the pH of the aqueous solution of PAA is pH 7) was found to be about 17.

상기 결과로부터, 상기 실시예 1-3에서 제조된 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체가 적층된 다층막에 있어서, 음이온성 고분자 전해질을 적층시키는 경우 음이온성 고분자 전해질 수용액의 pH가 낮은 pH 즉, pH 3인 경우에 접촉각이 낮아 젖음성이 가장 우수한 것으로 확인되었다.
From the above results, in the multilayer film in which the polymer of the beta-cyclodextrin derivatives prepared in Examples 1-3 was laminated, when the anionic polymer electrolyte was laminated, the pH of the aqueous solution of the anionic polymer electrolyte was low, that is, pH 3 In this case, the contact angle was low and the wettability was found to be the best.

실시예Example 2-2. 세포 흡착 정도 확인 2-2. Check the degree of cell adsorption

상기 실시예 1-2에서 제조된 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체가 적층된 다층막에 대한 세포 흡착 정도를 세포 흡착 여부를 전자현미경을 이용하여 관찰하는 방법으로 수행하였다. 상기 다층막의 제조에 있어서, 양이온성 고분자 전해질(PAH 및 상기 실시예 1-3에서 제조된 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체)과 음이온성 고분자 전해질(PAA 및 PMA)의 수용액의 pH는 Charge density를 충분히 하고, 젖음성을 개선한다는 측면에서 모두 pH 3.0으로 조절하여 실험하였다.The degree of cell adsorption on the multilayered film in which the polymer of the beta-cyclodextrin derivative prepared in Example 1-2 was laminated was performed by using an electron microscope. In the production of the multilayer film, the pH of the aqueous solution of the cationic polymer electrolyte (PAH and the polymer of the beta-cyclodextrin derivative prepared in Examples 1-3) and the anionic polymer electrolyte (PAA and PMA) is sufficiently charged. In order to improve the wettability, all experiments were adjusted to pH 3.0.

상기 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체가 적층된 다층막의 세포 흡착성을 확인하기 위해, 다양한 고분자 전해질층이 최외각층(Top surface)가 되도록 적층한 후, 세포의 흡착 정도를 기질 표면(Bare)과 비교하였다.In order to confirm the cell adsorption properties of the multilayered film in which the polymer of the beta-cyclodextrin derivative was laminated, various polymer electrolyte layers were laminated so as to be the outermost layer, and the degree of adsorption of cells was compared with the substrate surface. .

상기 세포 흡착 정도를 확인한 방법은 보다 구체적으로 하기와 같은 방법으로 수행하였다.The method of confirming the degree of cell adsorption was performed in the following manner.

우선, 상기 다층막에 대한 세포의 흡착 정도를 알아보기 위하여, 증식이 빠르고 배양이 용이하여 의학분야와 생체재료분야에서 널리 이용되는 신장세포(HEK 293 kidney cell) 및 신경세포(PC-12)를 이용하였고, 상기 세포 흡착 정도를 확인하기 위해 다층막을 적층시킨 기질은 지름 60 mm의 세포배양용 폴리스티렌 디쉬(TCPS - issue Culture Grade Polystyrene Dish)를 이용하였으며, 상기 세포의 흡착 정도는 전자현미경으로 이용하여 관찰하였다.First, in order to determine the degree of adsorption of cells to the multilayered membrane, the rapid proliferation and easy cultivation, which are widely used in the medical field and the biomaterials field, use kidney cells (HEK 293 kidney cells) and nerve cells (PC-12) In order to confirm the degree of cell adsorption, the substrate on which the multilayered film was laminated was used as a cell culture polystyrene dish (TCPS-issue culture grade polystyrene dish) having a diameter of 60 mm, and the degree of adsorption of the cells was observed using an electron microscope. It was.

보다 상세하게, 상기 지름 60mm의 TCPS의 2/3만큼을 상기 실시예 1-3의 방법을 이용하여 다층박막을 적층하였다. 상기 다층박막의 적층은 최외각층의 고분자 전해질 종류를 달리하여, 적층하였다. 배양배지는 항온조에서 37℃ 조절한 세포배양용 배지(media)를 사용하였고, 세포는 CO₂ 배양기(CO₂ incubator)에서 배양하였다.More specifically, two-thirds of TCPS having a diameter of 60 mm were laminated using the method of Example 1-3. The multilayer thin film was laminated by varying the type of polymer electrolyte of the outermost layer. Culture medium was used for the culture medium (media) adjusted to 37 ℃ in a thermostat, cells were cultured in a CO ₂ incubator (CO ₂ incubator).

상기 각각의 세포가 배양되고 있는 TCPS에서 배양액(media)을 제거한 후, DPBS(Dulbecco's Phosphate Buffered Saline)을 이용하여, 상기 TCPS에 부착되어 있는 세포를 세척하는 과정을 2번 반복하였다. 상기 세척과정 후, Tripsinf-EDTA 700 ㎕를 상기 TCPS에 넣고, 최외각쪽으로부터 수평으로 2~3회 정도 기울여 적신 후 Micro-pipet을 이용하여 Trypsin-EDTA를 제거하였다. 상기 Trypsin-EDTA를 제거한 후, 세포의 안정화를 위해 상기 CO₂ 배양기에서 5 분간 배양한 후, 상기 TCPS에 새 배양액 4 ml를 주입하여, 세포를 분산시켰다. 상기 세포가 분산된 4 ml의 배양액 중 1/10을 70% 에탄올로 소독한 상기 다층막이 적층된 TCPS에 배양액 4 ml와 함께 넣고, 상기 CO₂ 배양기에서 5일간 배양한 후, 세포의 흡착 정도를 관찰하였으며, 그 결과를 도 7에 나타내었다.After removing the media from the TCPS in which the cells were incubated, the process of washing the cells attached to the TCPS was repeated twice using Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (DPBS). After the washing process, 700 μl of Tripsinf-EDTA was put in the TCPS, and wetted by tilting horizontally 2-3 times from the outermost side to remove Trypsin-EDTA using a micro-pipet. After removing the Trypsin-EDTA, the cells were incubated in the CO ₂ incubator for 5 minutes to stabilize the cells, and then 4 ml of fresh culture solution was injected into the TCPS to disperse the cells. 1/10 of the 4 ml of the culture medium in which the cells were dispersed was put together with 4 ml of the culture solution in a TCPS layered with 70% ethanol, and cultured in the CO ₂ incubator for 5 days, and then the degree of adsorption of the cells It observed, and the result is shown in FIG.

상기 도 7a(HEK 293 cell) 및 도 7b(PC-12 cell)에 나타낸 바와 같이, 최외각층이 음이온성 고분자 전해질층(PAA 또는 PMA)인 경우에는 모두 세포가 표면에 완벽하게 흡착이 이루어지지 아니하여 가장 적은 수의 세포가 확인되었고, 최외각층이 PAH인 경우에는 음이온성 고분자 전해질층 보다는 많은 세포가 흡착되었으나, 표면에 완벽하게 세포의 흡착이 이루어지지 아니한 것으로 확인되었다. 또한, 최외각층이 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체(P(βCyD))가 적층된 경우에는 시간이 경과됨에 따라(HEK 293 cell의 경우 3일 경과시점 및 PC-12 cell의 경우 5일 경과시점) 표면에 세포가 완벽한 흡착을 이루는 것이 확인되었다.As shown in FIG. 7A (HEK 293 cell) and FIG. 7B (PC-12 cell), when the outermost layer is an anionic polymer electrolyte layer (PAA or PMA), cells are not completely adsorbed to the surface. The smallest number of cells were identified, and when the outermost layer was PAH, more cells were adsorbed than the anionic polymer electrolyte layer, but the cells were not completely adsorbed on the surface. In addition, when the outermost layer is laminated with the polymer of the beta-cyclodextrin derivative (P (βCyD)), as time passes (3 days after HEK 293 cells and 5 days after PC-12 cells) It was confirmed that the cells completely adsorbed on the surface.

따라서, 세포 부착과 관련된 용도를 수행하기 위한 장치에 다층막이 사용되는 경우 최외각층이 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체로 적층된 다층막이 바람직한 것으로 평가되었다.
Therefore, when the multilayer membrane is used in the apparatus for performing the application related to cell adhesion, the multilayer membrane in which the outermost layer is laminated with the polymer of the beta-cyclodextrin derivative has been evaluated as preferable.

실시예Example 2-3. 2-3. HostHost -- GuestGuest InteractionInteraction 확인1 OK1

상기 실시예 1-2에서 제조된 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체가 적층된 다층막에서, 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체에 포함된 베타-사이클로덱스트린은 자신의 기공에 외부 물질을 포집하는 Host-Guest 상호작용을 통해 inclusion complex를 형성할 수 있다.In the multilayered film in which the polymer of the beta-cyclodextrin derivative prepared in Example 1-2 is laminated, the beta-cyclodextrin included in the polymer of the beta-cyclodextrin derivative is a host-guest that traps foreign substances in its pores. Interactions can form inclusion complexes.

상기 베타-사이클로덱스트린의 외부 물질의 포집능을 확인하기 위하여, MeB와 함께 반응시킨 후, UV 흡수도를 측정하였다.In order to confirm the capturing ability of the foreign substance of the beta-cyclodextrin, after reacting with MeB, UV absorbance was measured.

보다 구체적으로, 상기 유리 소재의 기판(Slide glass)에 상기 실시예 1-2에서 제조된 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체가 적층된 다층막을 제조한 후, MeB가 0.001 M의 농도로 탈이온수에 용해되어 있는 수용액에 상기 다층막을 함침시켜 MeB로 염색하였다. 상기 MeB로 염색된 다층막은 탈이온수로 세척한 후, 상기 각 다층막의 UV를 측정하였다.More specifically, after preparing a multilayer film in which the polymer of the beta-cyclodextrin derivative prepared in Example 1-2 was laminated on the glass substrate, the MeB was dissolved in deionized water at a concentration of 0.001 M. The multilayer film was impregnated with the aqueous solution and stained with MeB. The MeB stained multilayer films were washed with deionized water, and then UV of each multilayer film was measured.

상기 UV 측정은 UV 분광광도계인 UV-visible spectrophotometer(scinco S-3100)을 이용하여 수행하였다. 보다 상세하게는, 상기 유리 소재의 기판(Slide glass)을 세척병에 희석한 세제와 함께 넣고 15분 동안 초음파처리(ultrasonication)하여 세척한 후, 상기 UV 분광광도계를 이용하여 Base line을 측정하였다. 상기 MeB로 염색한 다층막을 홀더에 장착한 뒤 상기 UV 분광광도계를 이용하여 UV를 측정하고, 상기 Base line을 기준으로 흡광 정도를 측정하였으며, 그 결과를 도 8에 나타내었다. The UV measurement was performed by using a UV spectrophotometer UV-visible spectrophotometer (scinco S-3100). More specifically, the glass substrate (Slide glass) was put together with a detergent diluted in a washing bottle and sonicated for 15 minutes and washed, and the base line was measured using the UV spectrophotometer. After mounting the MeB-dyed multilayer film in the holder, UV was measured using the UV spectrophotometer, and the degree of absorption was measured based on the base line. The results are shown in FIG. 8.

상기 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체(P(βCyD))를 pH 7.0의 수용액을 이용하여 적층하고, PAA의 수용액의 pH를 변화시키면서(pH 3.0, pH 5.0 및 pH 7.0) 적층하였다.As shown in FIG. 8, the polymer of the beta-cyclodextrin derivative (P (βCyD)) was laminated using an aqueous solution of pH 7.0, and the pH of the aqueous solution of PAA was changed (pH 3.0, pH 5.0, and pH 7.0). ) Was laminated.

상기 도 8의 모든 그래프에서 적층 횟수가 증가할 수록 흡광도가 증가하는 것으로 확인되어, 상기 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체에 포함된 베타-사이클로덱스트린은 자신의 기공에 외부 물질을 포집하는 Host-Guest 상호작용을 통해 inclusion complex를 형성할 수 있는 것으로 확인되었다.In all the graphs of FIG. 8, as the number of laminations was increased, the absorbance was increased. Thus, the beta-cyclodextrin included in the polymer of the beta-cyclodextrin derivative is a Host-Guest interaction that traps foreign substances in its pores. It was confirmed that the formation of the inclusion complex through the action.

또한, PAA의 수용액의 pH가 높은 경우(pH 7.0, 우측 그래프) 보다 PAA 수용액의 pH가 낮은 경우(pH 3.0, 좌측 그래프)에 적층 정도의 증가에 따른 흡광도의 차가 명확하게 나타나는 것으로 확인되었다.In addition, it was confirmed that the difference in absorbance according to the increase in the degree of lamination was apparent when the pH of the aqueous solution of PAA was lower (pH 3.0, the left graph) than when the pH of the aqueous solution of PAA was high (pH 7.0, right graph).

따라서, 다층막의 접촉각에 관한 효과 및 베타-사이클로덱스트린 유도체에 의한 Guest 물질의 포집능 즉, Host-Guest 상호작용을 통해 inclusion complex를 형성할 수 있는 능력 등을 고려할 때, 상기 다층막의 제조에 있어서 음이온성 고분자 전해질층의 수용액은 pH 3.0으로 조절하는 것이 바람직한 것으로 평가되었다.
Therefore, in view of the effect on the contact angle of the multilayer film and the ability of the guest material to be formed by the beta-cyclodextrin derivative, that is, the ability to form an inclusion complex through the host-guest interaction, etc. The aqueous solution of the polymer electrolyte layer was evaluated to be preferably adjusted to pH 3.0.

실시예Example 2-4. 2-4. HostHost -- GuestGuest InteractionInteraction 확인2OK2

상기 베타-사이클로덱스트린의 외부 물질의 포집능을 확인하기 위하여, MeB 및 살리실산과 함께 반응시킨 후, Circular dichrorism spectra를 측정하였다.In order to confirm the trapping ability of the external substance of the beta-cyclodextrin, after reacting with MeB and salicylic acid, Circular dichrorism spectra was measured.

보다 구체적으로, 상기 유리 소재의 기판(Slide glass)에 PAH를 적층하고, 이후 PAA를 적층한 후, 상기 실시예 1-2에서 제조된 베타-사이클로덱스트린 유도체의 중합체를 적층하고, 다시 PAA를 적층하여 다층막을 제조한 후, MeB 또는 살리실산이 0.001 M의 농도로 탈이온수에 용해되어 있는 수용액에 상기 다층막을 함침시켜 MeB로 염색하였다. 상기 MeB로 염색된 다층막은 탈이온수로 세척한 후, 상기 각 다층막의 Circular dichrorism spectra를 측정하였고, 그 결과를 도 9에 나타내었다. More specifically, after the PAH laminated on the glass substrate (Slide glass), and then after the PAA laminated, the polymer of the beta-cyclodextrin derivative prepared in Example 1-2 is laminated, and the PAA is laminated again After preparing a multilayer film, the multilayer film was impregnated with MeB in an aqueous solution in which MeB or salicylic acid was dissolved in deionized water at a concentration of 0.001 M. The MeB-stained multilayer membrane was washed with deionized water, and the circular dichrorism spectra of each multilayer membrane was measured, and the results are shown in FIG. 9.

상기 도 9에 나타낸 바와 같이, MeB로 염색시킨 경우([PAH/PAA/P(β-CyD)/PAA]/Meb)는 MeB가 베타-사이클로덱스트린의 기공에 포집되어 Host-Guest 상호작용을 통해 inclusion complex를 형성함으로써, 아무런 염색을 시키지 않은 것(PAH/PAA/P(β-CyD)/PAA)과 동일한 패턴을 나타내었으나, 베타-사이클로덱스트린의 기공 크기에 맞지 않는 살리실산으로 염색한 경우우([PAH/PAA/P(β-CyD)/PAA]/SCA)에는 전혀 다른 패턴을 나타내는 것이 확인되었다.As shown in FIG. 9, when stained with MeB ([PAH / PAA / P (β-CyD) / PAA] / Meb), MeB is trapped in the pores of the beta-cyclodextrin, through the Host-Guest interaction. When the inclusion complex was formed, it showed the same pattern as that of no staining (PAH / PAA / P (β-CyD) / PAA), but was stained with salicylic acid that did not match the pore size of beta-cyclodextrin ( It was confirmed that [PAH / PAA / P (β-CyD) / PAA] / SCA) showed a completely different pattern.

상기 그래프에 의하여, 베타-사이클로덱스트린 유도체의 기공의 크기 등에 의하여 베타-사이클로덱스트린 유도체가 적층된 다층막의 Guest 물질의 포집능 즉, Host-Guest 상호작용을 통해 inclusion complex를 형성할 수 있는 능력은 Guest 물질의 종류별로 상이하므로, 이러한 특징을 이용하여, 본 발명의 베타-사이클로덱스트린 유도체가 적층된 다층막은 특정 물질의 존재 여부의 확인, 특정 화합물의 분석 및 분리에 있어서 현저한 효과를 갖지며, 이러한 특징을 이용하여 다양한 용도로 응용될 수 있을 것으로 평가되었다.According to the graph, the capacity of the guest material of the multilayered film in which the beta-cyclodextrin derivative is laminated according to the pore size of the beta-cyclodextrin derivative, that is, the ability to form an inclusion complex through the host-guest interaction is Since different types of materials, using this feature, the multilayered film in which the beta-cyclodextrin derivative of the present invention is laminated has a remarkable effect in confirming the presence or absence of a specific material, analysis and separation of a specific compound, and such a feature. It was evaluated that it can be applied to a variety of uses using.

Claims

delete

Any one or both of the outermost layers of the alternating layered structure of the anionic polymer electrolyte layer and the cationic polymer electrolyte layer has beta-cyclodextrin, epichlorohydrin and choline chloride based on the molar ratio of 1: 14 to 16: 0.8 to 1.2. Is a multilayer film made of a polymer comprising a beta-cyclodextrin derivative prepared by reacting with a monomer,
The beta-cyclodextrin derivative is a beta-cyclodextrin derivative having 7 glucopyranose units having a structural formula of Formula 1 to which α- (1,4) is bonded, and the beta-cyclodextrin derivative is a structural formula of Formula 1 At least one or more of the glucopyranose unit having a substituent of the formula (2), X in the substituent of the formula (2) in the beta-cyclodextrin derivative is at least one of the formula (3), the beta-cyclo R1, R2 and R3 included in the dextrin derivative are 10% to 30% of the total R1, R2 and R3 are hydrogen, 70 to 90% of the total R1, R2 and R3 are substituents of the general formula (2), and total R1, R2 and 20 to 40% of R3 comprises a substituent of formula (3).
[Formula 1]

R 1, R 2, and R 3 are each independently any one selected from the group consisting of hydrogen and a substituent of Formula 2 below.
[Formula 2]

X is hydrogen or a substituent of formula (3).
(3)

10. The method of claim 9,
The beta-cyclodextrin derivative is a beta-cyclodextrin derivative having seven glucopyranose units having a structural formula of Formula 4 to which α- (1,4) is bonded, and a glucopyranose unit having a structural formula of Formula 4 Beta-cyclodextrin derivatives at least one of which comprises a substituent of the formula (5).
[Chemical Formula 4]

R2 and R3 are each independently any one selected from the group consisting of hydrogen and a substituent of the formula (5)
[Chemical Formula 5]

The method of claim 10,
The cationic polymer electrolyte layer is at least one selected from the group consisting of polyallylamine hydrochloride, poly acrylamide, and a polymer comprising the beta-cyclodextrin derivative as a monomer,
The anionic polymer electrolyte layer is any one selected from the group consisting of polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polystyrene sulfonate and hyaluronic acid
Multilayer film.

The method of claim 11,
The anionic polymer electrolyte layer is a multilayer film laminated using a polyacrylic acid aqueous solution having a pH of pH 3.0.