JP7050123B2 - ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含有する水分解性フィルム - Google Patents
ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含有する水分解性フィルム Download PDFInfo
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Description
本発明の背景
関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１９年９月９日に出願された韓国特許出願No. 10-2019-0111716の優先権の利益を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１９年９月９日に出願された韓国特許出願No. 10-2019-0111716の優先権の利益を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
１． 本発明の分野
本発明は、水分解性フィルム、特にヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含む水分解性フィルムに関する。
本発明は、水分解性フィルム、特にヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含む水分解性フィルムに関する。
生分解性ポリマーへの関心は、寿命の延長、環境への関心の高まり、合成プラスチックの汚染問題、ならびに人工臓器および医療材料への需要の増加により、日々高まっている。結果的に、生体適合性および生分解性ポリマーの研究が、盛んに行われており、これらの生分解性ポリマーは、天然ポリマーおよび合成ポリマーに分けられる。
生分解性天然ポリマーは、キトサン、ヒアルロン酸、フルラン、およびデキストランを包含する。これらは天然ポリマーであるため、人体への副作用が少なく、それぞれに利点があるが、それらの物理的な特性は極めて弱く、治療的薬物を単独で担持することでは、所望される目的を達成することが困難である。
特に、ヒアルロン酸（ＨＡ）は、繰り返し単位であるグルコン酸、およびＮ－アセチルグルコサミンは、交互に組み合わされた、無色で高粘度の多糖であり、生物において天然に産生される。ヒアルロン酸は、細胞外マトリックスの一部であり、関節、目等々における潤滑剤としてのその特性に起因して、様々な医療用途において使用される。具体的には、ヒアルロン酸誘導体は、術後癒着バリア、抗しわ剤、化粧品助剤、関節機能改善剤、薬物担体、細胞培養サポート（足場）などのさまざまな目的で開発されており、とりわけ、商用利用のための抗しわ剤および化粧品助剤への活発な調査が行われている。加えて、ヒアルロン酸は、優れた生体適合性および保湿効果、および物理的な摩擦に対する優れた潤滑効果を示すため、化粧品添加剤としてしばしば使用される。
しかしながら、ヒアルロン酸は、水性環境または体液に極めて急速に溶解するため、その改変が、様々な用途のために必須である。多くのタイプの改変方法が存在する。例えば、架橋剤の添加の際に、不溶性ヒドロゲルネットワークを形成する、チラミンで誘導体化されたヒアルロン酸の可溶性形態を製造する方法がある。加えて、ヒアルロン酸鎖の可溶性は、そこへの疎水性基の結合により、低下させることができる。次いで、これらの誘導体は、（分子量および疎水性鎖の置換度に応じて）水性媒体において不溶性となり、水および有機溶媒の混合物において一般的に可溶性である。
ヒアルロン酸誘導体の１つとして、架橋剤を使用してヒアルロン酸が架橋されたヒアルロン酸架橋物は、優れた生体適合性、物理的な安定性、および生分解性を有する。ヒアルロン酸架橋物は、マイクロビーズ、シール、ヒドロゲル、フィルム、およびスポンジなどの様々な形態において調製することができる。しかし、ヒアルロン酸架橋物は、ヒアルロン酸分解酵素および熱に対して相対的に低い安定性を有しており、非反応性化学物質を取り除くことが難しいため、高純度の生体適合性材料としてのその使用には限界がある。
加えて、生分解性を有する代表的な合成ポリマーは、U.S. FDAに承認されたポリ（ラクチド）（ＰＬＡ）およびポリ（グリコリド）（ＰＧＡ）、およびそれらのコポリマー、ポリ（ラクチド－コ－グリコリド）（ＰＬＧＡ）を包含する。天然ポリマーと比較して、合成ポリマーは、改善された特性を有し、治療的薬物を担持し易いが、標的細胞または組織に選択的に働く能力を欠くため、正常細胞または正常組織に影響を与える問題を有する。
他方、ナノ材料、とくにナノフィルム（例えば、磁気ナノ粒子を有する厚み１００ｎｍのＳＷＣＮＴフィルム）を自由に取り扱うために、テープを使用してナノフィルムを除去し、次いでこれを所望される場所へ移す技法への需要がある。例えば、ナノフィルムを３Ｍテープを使用して取り外し、マウスの脳に付けることが可能であれば、様々な用途が実行可能であると期待される。しかしながら、３Ｍテープは、利益をもたらさず、体内で溶けない合成ポリマーである。
特許文献１は、疎水化ヒアルロン酸に基づく自己支持性の生分解性フィルム、その調製方法およびその使用を記載する。しかしながら、特許文献１に記載されるフィルムは、水分によって体の内外で分解することができず、よってin vivoでの除去が難しいという問題がある。
本発明の課題は、水分解性フィルムを提供することである。
別の本発明の課題は、ナノ材料を移動（transferring）または転写（transcribing）することが可能な水分解性フィルムを提供することである。
別の本発明の課題は、ナノ材料を移動または転写することが可能な水分解性フィルムの調製方法を提供することである。
別の本発明の課題は、ナノ材料を移動または転写するための方法を提供することである。
別の本発明の課題は、ナノ材料を移動（transferring）または転写（transcribing）することが可能な水分解性フィルムを提供することである。
別の本発明の課題は、ナノ材料を移動または転写することが可能な水分解性フィルムの調製方法を提供することである。
別の本発明の課題は、ナノ材料を移動または転写するための方法を提供することである。
上記の課題を達成するために、本発明の側面において、本発明は、ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含む水分解性フィルムを提供し、ここでポリフェノール化合物は水素結合を介してポリマー主鎖の少なくとも一部の間に挿入される。
本発明の別の側面において、本発明は、ナノ材料；およびヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含む水分解性フィルムを含む、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを提供する。
本発明の別の側面において、本発明は、ナノ材料；およびヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含む水分解性フィルムを含む、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを提供する。
本発明の別の側面において、本発明は、以下のステップを含む、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムの調製方法を提供する：
ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を水中で混合することによって水溶液を調製すること（ステップ１）；
ステップ１の水溶液を、ナノ材料を導入した基板に適用すること（ステップ２）；
ステップ２の基板を乾燥することによってフィルムを形成すること（ステップ３）；および
ステップ３において調製されたフィルムを、基板から分離すること（ステップ４）。
ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を水中で混合することによって水溶液を調製すること（ステップ１）；
ステップ１の水溶液を、ナノ材料を導入した基板に適用すること（ステップ２）；
ステップ２の基板を乾燥することによってフィルムを形成すること（ステップ３）；および
ステップ３において調製されたフィルムを、基板から分離すること（ステップ４）。
本発明の別の側面において、本発明は、以下のステップを含む、ナノ材料を移動または転写するための方法を提供する：
ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを、ナノ材料が導入される場所に付けること；および
水を使用して、フィルムを分解し、除去すること。
ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを、ナノ材料が導入される場所に付けること；および
水を使用して、フィルムを分解し、除去すること。
有益な効果
本発明のヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含む水分解性フィルムは、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）、グラフェンおよび磁気粒子の形態のナノフィルムを様々な場所に転写することができる。本発明のフィルムは、水溶液または体液によって溶解することができ、また、非毒性および生体適合性であるため、医療分野において有効に使用することができる。本発明のフィルムは、電子デバイスおよび既存のフォトリソグラフィプロセスにおいて残渣が残らないので、デバイスの品質および性能を低下させない転写物として有効に使用することもできる。
本発明のヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含む水分解性フィルムは、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）、グラフェンおよび磁気粒子の形態のナノフィルムを様々な場所に転写することができる。本発明のフィルムは、水溶液または体液によって溶解することができ、また、非毒性および生体適合性であるため、医療分野において有効に使用することができる。本発明のフィルムは、電子デバイスおよび既存のフォトリソグラフィプロセスにおいて残渣が残らないので、デバイスの品質および性能を低下させない転写物として有効に使用することもできる。
好ましい態様の説明
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の側面において、本発明は、ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含む水分解性フィルムであって、ポリフェノール化合物が水素結合を介してポリマー主鎖の少なくとも一部の間に挿入される、前記フィルムを提供する。
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の側面において、本発明は、ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含む水分解性フィルムであって、ポリフェノール化合物が水素結合を介してポリマー主鎖の少なくとも一部の間に挿入される、前記フィルムを提供する。
フィルムは、１重量部のヒアルロン酸またはその塩に対して、ポリフェノール化合物を０．０５～１０重量部、好ましくは０．１～５重量部、およびより好ましくは０．３～１重量部の量で包含することができる。
ポリフェノール化合物は、タンニン酸、イソフラボン、カテキン、クルクミン、タンニン、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシケイ皮酸、フラボノイド、リグナン、スチルベン、カフェイン酸、クロロゲン酸、アントシアン、ピロガロール、エラグ酸、没食子酸、テアフラビン－３－ガレート、レスベラトロール、ケンフェロール、ケルセチン、ミリセチン、ルテオリン、デルフィニジン、シアニジン、アンペロプシン、ヘスペリジン、オーランチニジン、ユーロピニジン、ペラルゴニジン、マルビジン、ペオニジン、ペチュニジンおよびロシニジンからなる群から選択される１以上の化合物であり得る。
フィルムは、生分解性であり得る。
特に、本発明のフィルムは、ヒアルロン酸および高い水溶性を有するポリフェノール化合物を使用しているため、水溶液または水分、体液等によって分解することができる。
本発明のフィルムを医療分野に適用する場合、所望されるナノ材料をin vivoまたはex vivoで移動（または転写）した後にフィルムを除去することが容易である。したがって、従来のナノフィルムの代替として使用することができる。加えて、本発明のフィルムは、デバイスプロセシングなどのエレクトロニクス産業、ならびに医療分野におけるナノ材料の転写のための転写物として使用することができる。
特に、本発明のフィルムは、ヒアルロン酸および高い水溶性を有するポリフェノール化合物を使用しているため、水溶液または水分、体液等によって分解することができる。
本発明のフィルムを医療分野に適用する場合、所望されるナノ材料をin vivoまたはex vivoで移動（または転写）した後にフィルムを除去することが容易である。したがって、従来のナノフィルムの代替として使用することができる。加えて、本発明のフィルムは、デバイスプロセシングなどのエレクトロニクス産業、ならびに医療分野におけるナノ材料の転写のための転写物として使用することができる。
フィルムは、以下のステップを含む、水分解性フィルムの調製方法に従って、調製することができる：
ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を水中で混合することに
よって水溶液を調製すること（ステップ１）；
ステップ１の水溶液を、基板に適用すること（ステップ２）；
ステップ２の基板を乾燥することによってフィルムを形成すること（ステップ３）；および
ステップ３において調製されたフィルムを、基板から分離すること（ステップ４）。
ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を水中で混合することに
よって水溶液を調製すること（ステップ１）；
ステップ１の水溶液を、基板に適用すること（ステップ２）；
ステップ２の基板を乾燥することによってフィルムを形成すること（ステップ３）；および
ステップ３において調製されたフィルムを、基板から分離すること（ステップ４）。
以下、調製方法を詳細に説明する。
ステップ１は、ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を水に添加し、溶解することにより、水溶液を調製するステップである。このとき、ステップ１の溶解は、超音波処理により行うことができるが、必ずしもこれに限定されない。
ステップ１は、ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を水に添加し、溶解することにより、水溶液を調製するステップである。このとき、ステップ１の溶解は、超音波処理により行うことができるが、必ずしもこれに限定されない。
ステップ１において、１．３～１．８Ｍｄａの分子量を有するヒアルロン酸ポリマーを使用することができ、およびタンニン酸、イソフラボン、カテキンまたはクルクミンをポリフェノール化合物として使用することができるが、必ずしもこれに限定されない。
加えて、１重量部のヒアルロン酸またはその塩に対して、ポリフェノール化合物を、０．０５～１０重量部、好ましくは０．１～５重量部、およびより好ましくは０．３～１重量部の量で使用することができる。
加えて、１重量部のヒアルロン酸またはその塩に対して、ポリフェノール化合物を、０．０５～１０重量部、好ましくは０．１～５重量部、およびより好ましくは０．３～１重量部の量で使用することができる。
ステップ２は、基板に水溶液を適用するステップである。適用は、コーティング方法によって行うことができる。コーティング方法は、スピンコーティング、ディップコーティング、ロールコーティング、スクリーンコーティング、スプレーコーティング、スピンキャスティング、フローコーティング、スクリーン印刷、インクジェットおよびドロップキャスティングからなる群から選択される１つの方法であり得る。本発明の態様において、溶液をスピンコーティング方法に従って基板に適用し、次いで高速回転させ、乾燥させて、水分解性フィルムを調製したが、必ずしもこれに限定されない。
ステップ３は、基板に塗布された溶液を乾燥することによって、フィルムを調製するステップである。乾燥は、Ｎ２ガスを使用して、または５０～９０℃の範囲にある熱いプレート上で行うことができ、および乾燥時間は、特に限定されないが、好ましくは２０～６０分である。
ステップ４は、乾燥したフィルムを分離し、最終的にフィルムを得るステップである。
本発明の別の側面において、本発明は、ナノ材料；およびヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含む水分解性フィルムであって、ポリフェノール化合物が水素結合を介してポリマー主鎖の少なくとも一部の間に挿入される前記フィルムを含む、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを提供する。
ナノ材料は、ナノワイヤー、ナノロッド、ナノシート、ナノプレート、ナノスフェア、ナノチューブ、ナノダイヤモンド、ナノファイバー、ナノニードル、ナノ粒子、およびナノフィルムからなる群から選択される１以上であり得る。
ナノ粒子は、白金、アルミニウム、スズ、鉛、銀、銅、鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、セレン、テルル、それらの酸化物、ならびにそれらの組み合わせおよび合金からなる群から選択されるいずれかの金属のナノ粒子；半導体ナノ粒子、磁気ナノ粒子、等々であり得るが、必ずしもこれに限定されない。
本発明の態様において、ＣＮＴナノフィルム、グラフェンナノシート、酸化グラフェンナノフィルム、磁気ナノ粒子が導入されたＣＮＴナノフィルム等を使用したが、必ずしもこれに限定されない。
ナノ粒子は、白金、アルミニウム、スズ、鉛、銀、銅、鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン、タングステン、セレン、テルル、それらの酸化物、ならびにそれらの組み合わせおよび合金からなる群から選択されるいずれかの金属のナノ粒子；半導体ナノ粒子、磁気ナノ粒子、等々であり得るが、必ずしもこれに限定されない。
本発明の態様において、ＣＮＴナノフィルム、グラフェンナノシート、酸化グラフェンナノフィルム、磁気ナノ粒子が導入されたＣＮＴナノフィルム等を使用したが、必ずしもこれに限定されない。
加えて、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムの水分解性フィルムの詳細な説明は、水分解性フィルムの詳細な説明と同じである。
本発明の態様において、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムが、残渣を残すことなく、ＣＮＴナノフィルムをＰＤＭＳへ移動させたことを確認した。これは、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムが、医療分野またはエレクトロニクス産業において有効に使用することができることを示す（例１および実験例１－１参照）。
本発明の態様において、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムが、残渣を残すことなく、ＣＮＴナノフィルムを新生児ラットの心筋細胞に移動させたことを確認した。通電によって、電気伝導率を有していたので、移動されたＣＮＴナノフィルムが、心臓細胞を刺激したことも確認した。これらは、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを、医療分野において有効に使用することができることを示す（例１および実験例１－２参照）。
本発明の態様において、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムが、残渣を残すことなく、酸化グラフェンナノフィルムをシリコン基板に移動させたことを確認した。ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを介して、数個のナノメートルナノ材料を取り扱うことができたことも確認した。これらは、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを、エレクトロニクス産業において転写物として有効に使用することができることを示す（例１および実験例２参照）。
本発明の態様において、フォトリソグラフィプロセスにおいて、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムをフォトレジストラインパターンに付け、フォトレジストをアセトンで除去した場合、水分解性フィルムはアセトンまたは有機溶媒によって除去されなかったことを確認した。これは、水分解性フィルムが付いたラインパターンが形成されたことを意味する。水分解性フィルムが付いたラインパターンに、パターンを形成するための別の材料を被覆し、水で洗浄する場合、水分解性フィルムは分解され、結果として、別の材料パターンを形成することができた。すなわち、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムは、様々な材料のパターンを形成するためにフォトリソグラフィプロセスに適用することができるため、エレクトロニクス産業において有効に使用することができる（例１および実験例３参照）。
加えて、本発明のフィルムは、ヒアルロン酸および水溶性の高いポリフェノール化合物を使用するので、水溶液または水分、体液等によって分解することができる。
本発明のフィルムを医療分野に適用する場合、所望されるナノ材料をin vivoまたはex vivoで移動（または転写）した後にフィルムを除去することが容易である。加えて、本発明のフィルムは、生体適合性であり、副作用をもたらさない効果を有するため、医療分野において有効に使用することができる。図１０ａ～図１０ｅは、このための適用例を示す。
本発明のフィルムを医療分野に適用する場合、所望されるナノ材料をin vivoまたはex vivoで移動（または転写）した後にフィルムを除去することが容易である。加えて、本発明のフィルムは、生体適合性であり、副作用をもたらさない効果を有するため、医療分野において有効に使用することができる。図１０ａ～図１０ｅは、このための適用例を示す。
本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムは、ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含み、ここでポリフェノール化合物が水素結合を介してポリマー主鎖の少なくとも一部の間に挿入される。ナノ材料が水分解性フィルムについているため、ナノ材料を導入するために所望される位置に、フィルムを付けることができ、次いで水分解性フィルムを水で除去し、所望される位置へナノ材料を導入する。したがって、本発明のフィルムは、電子デバイスの製造などのエレクトロニクス産業において有効に使用することができる。図９ａ～図９ｃおよび図１１ａ～図１１ｃは、この適用例を示す。
従来、ＰＭＭＡ（ポリ（メタクリル酸メチル））を使用してグラフェンを転写することは周知である。しかしこのケースにおいて、ＰＭＭＡは、アセトンで充分に洗い流されず、グラフェンの品質が低下し、およびデバイス性能が低下する。
他方、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムは、ナノ材料を所望される位置へ付けた後、水溶液または水で除去することができるため、残渣を残すことなく、ナノ材料を移動または転写することができる。
したがって、本発明のフィルムは、エレクトロニクス産業において有効に使用することができる。とりわけ、電子デバイスプロセスおよびフォトリソグラフィプロセスにおいてＣＮＴおよびグラフェンフィルムを転写する場合、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムが、フォトレジストおよびＰＭＭＡポリマーを置き換えることができる。
他方、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムは、ナノ材料を所望される位置へ付けた後、水溶液または水で除去することができるため、残渣を残すことなく、ナノ材料を移動または転写することができる。
したがって、本発明のフィルムは、エレクトロニクス産業において有効に使用することができる。とりわけ、電子デバイスプロセスおよびフォトリソグラフィプロセスにおいてＣＮＴおよびグラフェンフィルムを転写する場合、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムが、フォトレジストおよびＰＭＭＡポリマーを置き換えることができる。
本発明の別の側面において、本発明は、以下のステップを含む、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムの調製方法を提供する：
ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を水中で混合することによって水溶液を調製すること（ステップ１）；
ステップ１の水溶液を、ナノ材料を導入した基板に適用すること（ステップ２）；
ステップ２の基板を乾燥することによってフィルムを形成すること（ステップ３）；および
ステップ３において調製されたフィルムを、基板から分離すること（ステップ４）。
ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を水中で混合することによって水溶液を調製すること（ステップ１）；
ステップ１の水溶液を、ナノ材料を導入した基板に適用すること（ステップ２）；
ステップ２の基板を乾燥することによってフィルムを形成すること（ステップ３）；および
ステップ３において調製されたフィルムを、基板から分離すること（ステップ４）。
以下、フィルムの調製方法を詳細に説明する。
ステップ１は、ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を水に添加し、溶解することにより、水溶液を調製するステップである。このとき、ステップ１の溶解は、超音波処理により行うことができるが、必ずしもこれに限定されない。
ステップ１は、ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を水に添加し、溶解することにより、水溶液を調製するステップである。このとき、ステップ１の溶解は、超音波処理により行うことができるが、必ずしもこれに限定されない。
ステップ１において、１．３～１．８Ｍｄａの分子量を有するヒアルロン酸ポリマーを使用することができ、およびタンニン酸、イソフラボン、カテキンまたはクルクミンをポリフェノール化合物として使用することができるが、必ずしもこれに限定されない。
加えて、１重量部のヒアルロン酸またはその塩に対して、ポリフェノール化合物を、０．０５～１０重量部、好ましくは０．１～５重量部、およびより好ましくは０．３～１重量部の量で使用することができる。
加えて、１重量部のヒアルロン酸またはその塩に対して、ポリフェノール化合物を、０．０５～１０重量部、好ましくは０．１～５重量部、およびより好ましくは０．３～１重量部の量で使用することができる。
ステップ２は、基板に水溶液を適用するステップである。適用は、コーティング方法によって行うことができる。コーティング方法は、スピンコーティング、ディップコーティング、ロールコーティング、スクリーンコーティング、スプレーコーティング、スピンキャスティング、フローコーティング、スクリーン印刷、インクジェットおよびドロップキャスティングからなる群から選択される１つの方法であり得る。本発明の態様において、溶液をスピンコーティング方法に従って基板に適用し、次いで高速回転させ、乾燥させて、水分解性フィルムを調製したが、必ずしもこれに限定されない。
加えて、ナノ材料の詳細な説明は、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムにおけるナノ材料の詳細な説明と同じである。
ステップ３は、基板に塗布された溶液を乾燥することによって、フィルムを調製するステップである。乾燥は、Ｎ２ガスを使用して、または５０～９０℃の範囲にある熱いプレート上で行うことができ、および乾燥時間は、特に限定されないが、好ましくは２０～６０分である。
ステップ４は、乾燥したフィルムを分離し、最終的にフィルムを得るステップである。
本発明の別の側面において、本発明は、以下のステップを含む、ナノ材料を移動または転写するための方法を提供する：
ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを、ナノ材料が導入される場所に付けること；および
水を使用して、フィルムを分解し、除去すること。
ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを、ナノ材料が導入される場所に付けること；および
水を使用して、フィルムを分解し、除去すること。
以下、本発明を、以下の調製例、例および実験例によって詳細に説明する。
しかしながら、以下の調製例、例および実験例は、本発明を例示するためのものであり、本発明の内容は、これに限定されるものではない。
しかしながら、以下の調製例、例および実験例は、本発明を例示するためのものであり、本発明の内容は、これに限定されるものではない。
調製例１：ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）ナノフィルムの調製
ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムによって、移動または転写されることができるＣＮＴナノフィルムを以下のように調製した。
ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムによって、移動または転写されることができるＣＮＴナノフィルムを以下のように調製した。
ステップ１：ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）の精製プロセスおよび酸処置
４０ｍｇの単一壁のカーボンナノチューブ（ASP-100F、Hanwha Chemical Co.）を、１０ｍｌの硝酸および３０ｍｌの硫酸を含有する溶液に添加した後、超音波処理を４時間行い、カーボンナノチューブに存在する金属触媒を除去した。酸処理したカーボンナノチューブ溶液を、２００ｎｍの直径を有する陽極酸化アルミニウム膜フィルターでろ過した後、ろ過したカーボンナノチューブを三次蒸留水で洗浄し、ｐＨ７に中和した。洗浄したカーボンナノチューブを、Triton X-100、界面活性剤が３ｗｔ％の濃度で分散した２５０ｍｌの水溶液に分散させ、次いで１時間超音波処理した。その後、遷移金属触媒およびアモルファス炭素などの不純物を除去するために、遠心分離を６０００ｒｐｍで１時間行った。カルボキシル基で修飾されたカーボンナノチューブおよび界面活性剤を含有する水溶液を得るために、上清をとった。水溶液を陽極酸化アルミニウム膜フィルターでろ過し、界面活性剤を１Ｌのメタノールを使用して除去し、次いでクロロホルムに分散させた。
４０ｍｇの単一壁のカーボンナノチューブ（ASP-100F、Hanwha Chemical Co.）を、１０ｍｌの硝酸および３０ｍｌの硫酸を含有する溶液に添加した後、超音波処理を４時間行い、カーボンナノチューブに存在する金属触媒を除去した。酸処理したカーボンナノチューブ溶液を、２００ｎｍの直径を有する陽極酸化アルミニウム膜フィルターでろ過した後、ろ過したカーボンナノチューブを三次蒸留水で洗浄し、ｐＨ７に中和した。洗浄したカーボンナノチューブを、Triton X-100、界面活性剤が３ｗｔ％の濃度で分散した２５０ｍｌの水溶液に分散させ、次いで１時間超音波処理した。その後、遷移金属触媒およびアモルファス炭素などの不純物を除去するために、遠心分離を６０００ｒｐｍで１時間行った。カルボキシル基で修飾されたカーボンナノチューブおよび界面活性剤を含有する水溶液を得るために、上清をとった。水溶液を陽極酸化アルミニウム膜フィルターでろ過し、界面活性剤を１Ｌのメタノールを使用して除去し、次いでクロロホルムに分散させた。
ステップ２：ろ過によるＣＮＴナノフィルムの調製
ステップ１において調製した、４ｍｌのクロロホルム中に分散したカーボンナノチューブ溶液（濃度：０．１ｍｇ／ｍｌ）を、２００ｎｍの直径を有する陽極酸化アルミニウム膜フィルターでろ過し、クロロホルムを除去し、およびカーボンナノチューブを、フィルターの上層にネットワーク構造の形態で積層した。積層したカーボンナノチューブを、１０５℃のオーブンで３時間乾燥し、残余クロロホルムを蒸発させた。シリコンウェハ基板を、３Ｍ水酸化ナトリウム水溶液の底に置き、およびカーボンナノチューブを積層した陽極酸化アルミニウム膜フィルターを基板に４時間置いた。陽極酸化アルミニウム膜を、水酸化ナトリウム水溶液によって溶解し、除去した。三次蒸留水を水酸化ナトリウム水溶液にゆっくりと添加し、ｐＨを７に中和し、残余ｐＨを７に維持しながらアスピレーターを使用して水溶液を除去した。結果として、シリコンウェハ基板に導入されたＣＮＴ（カーボンナノチューブ）ナノフィルムが得られた（図５ａ参照）。
ステップ１において調製した、４ｍｌのクロロホルム中に分散したカーボンナノチューブ溶液（濃度：０．１ｍｇ／ｍｌ）を、２００ｎｍの直径を有する陽極酸化アルミニウム膜フィルターでろ過し、クロロホルムを除去し、およびカーボンナノチューブを、フィルターの上層にネットワーク構造の形態で積層した。積層したカーボンナノチューブを、１０５℃のオーブンで３時間乾燥し、残余クロロホルムを蒸発させた。シリコンウェハ基板を、３Ｍ水酸化ナトリウム水溶液の底に置き、およびカーボンナノチューブを積層した陽極酸化アルミニウム膜フィルターを基板に４時間置いた。陽極酸化アルミニウム膜を、水酸化ナトリウム水溶液によって溶解し、除去した。三次蒸留水を水酸化ナトリウム水溶液にゆっくりと添加し、ｐＨを７に中和し、残余ｐＨを７に維持しながらアスピレーターを使用して水溶液を除去した。結果として、シリコンウェハ基板に導入されたＣＮＴ（カーボンナノチューブ）ナノフィルムが得られた（図５ａ参照）。
調製例２：酸化グラフェンナノフィルムの調製
ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムによって、転写または移動することができる酸化グラフェンナノフィルムを、Langmuir-Blogett技法に従って、以下のように調製した。
酸化グラフェン溶液を、０．１ｇの酸化グラフェンを１００ｍｌの三次蒸留水に添加し、超音波処理によって溶解することにより、調製した。
溶液（濃度：１ｍｇ／ｍｌ）を４ｍｌのメタノールと混合した後、２００μｌの混合溶液を、三次蒸留水を含有するLangmuir-Blodgettトラフへ、マイクロシリンジ液滴を使用して滴加し、混合物を室温にて３０分間置き、メタノールを蒸気させた。次いで、Langmuir-Blodgettトラフの両側の障壁を、４ｍｍ／ｍｉｎのスピードで収集した。結果として、酸化グラフェンナノフィルムを、１３ｍＮ／ｍの表面圧力下で一様な形状の薄いフィルムとして調製した（図８ａ～図８ｃ参照）。
ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムによって、転写または移動することができる酸化グラフェンナノフィルムを、Langmuir-Blogett技法に従って、以下のように調製した。
酸化グラフェン溶液を、０．１ｇの酸化グラフェンを１００ｍｌの三次蒸留水に添加し、超音波処理によって溶解することにより、調製した。
溶液（濃度：１ｍｇ／ｍｌ）を４ｍｌのメタノールと混合した後、２００μｌの混合溶液を、三次蒸留水を含有するLangmuir-Blodgettトラフへ、マイクロシリンジ液滴を使用して滴加し、混合物を室温にて３０分間置き、メタノールを蒸気させた。次いで、Langmuir-Blodgettトラフの両側の障壁を、４ｍｍ／ｍｉｎのスピードで収集した。結果として、酸化グラフェンナノフィルムを、１３ｍＮ／ｍの表面圧力下で一様な形状の薄いフィルムとして調製した（図８ａ～図８ｃ参照）。
例１：タンニン酸を含む水分解性フィルムの調製
＜１－１＞ヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含む水分解性フィルムの調製
水分解性フィルムを調製するために、ヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸が混合された水溶液を調製した。特に、０．６ｇのヒアルロン酸ポリマー（分子量：１．３～１．８Ｍｄａ）および０．６ｇのタンニン酸（分子量：１７０１．１９ｇ／ｍｏｌ）を、３０ｍｌの三次蒸留水に添加し、超音波処理によって溶解した。結果として、４ｗｔ％のヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸が混合された水溶液を調製した。水溶液において使用されたヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸の化学構造を以下に示す。
ヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムは、水溶液をスピンコーティングすることによって得ることができる。ナノ構造を見ることができる原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で水分解性フィルムを観察すると、表面粗さ（Ｒｑ）値は０．３６７ｎｍであり、これは水分解性フィルムが極めて平坦であることを示す（図２ａおよび図３参照）。
＜１－１＞ヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含む水分解性フィルムの調製
水分解性フィルムを調製するために、ヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸が混合された水溶液を調製した。特に、０．６ｇのヒアルロン酸ポリマー（分子量：１．３～１．８Ｍｄａ）および０．６ｇのタンニン酸（分子量：１７０１．１９ｇ／ｍｏｌ）を、３０ｍｌの三次蒸留水に添加し、超音波処理によって溶解した。結果として、４ｗｔ％のヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸が混合された水溶液を調製した。水溶液において使用されたヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸の化学構造を以下に示す。
ヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムは、水溶液をスピンコーティングすることによって得ることができる。ナノ構造を見ることができる原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で水分解性フィルムを観察すると、表面粗さ（Ｒｑ）値は０．３６７ｎｍであり、これは水分解性フィルムが極めて平坦であることを示す（図２ａおよび図３参照）。
［ヒアルロン酸ポリマー］
［タンニン酸］
＜１－２＞ナノ材料を移動または転写するためのタンニン酸を含む水分解性フィルムの調製
調製例１において調製したＣＮＴ（カーボンナノチューブ）ナノフィルムまたは調製例２において調製した酸化グラフェンナノフィルムを、スピンコーターに置いた。１００μｌの水溶液を滴下し、３０００ｒｐｍで３０秒間回転させ、これに続き５０℃で３０分間、加熱撹拌器を使用して熱処理した。結果として、ナノ材料としてＣＮＴ（カーボンナノチューブ）ナノフィルムまたは酸化グラフェンナノフィルムを含むナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルム；およびヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムを調製した（図４参照）。
調製例１において調製したＣＮＴ（カーボンナノチューブ）ナノフィルムまたは調製例２において調製した酸化グラフェンナノフィルムを、スピンコーターに置いた。１００μｌの水溶液を滴下し、３０００ｒｐｍで３０秒間回転させ、これに続き５０℃で３０分間、加熱撹拌器を使用して熱処理した。結果として、ナノ材料としてＣＮＴ（カーボンナノチューブ）ナノフィルムまたは酸化グラフェンナノフィルムを含むナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルム；およびヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムを調製した（図４参照）。
例２：イソフラボンを含む水分解性フィルムの調製
水分解性フィルムを調製するために、ヒアルロン酸ポリマーおよびイソフラボンが混合された水溶液を調製した。特に、０．３ｇのヒアルロン酸ポリマー（分子量：１．３～１．８Ｍｄａ）および０．１ｇのイソフラボン（分子量：２２２．２４ｇ／ｍｏｌ）を３０ｍｌの三次蒸留水に添加し、超音波処理によって溶解した。結果として、１．３３ｗｔ％のヒアルロン酸ポリマーおよびイソフラボンが混合された水溶液を調製した。水溶液において使用した、ヒアルロン酸ポリマーおよびイソフラボンの化学構造を以下に示す。
ＰＳ（ポリスチレン）基板をスピンコーターに置いた。１００μｌの水溶液を滴下し、３０００ｒｐｍで３０秒間回転させ、これに続き５０℃で３０分間、加熱撹拌器を使用して熱処理した。結果として、ヒアルロン酸ポリマーおよびイソフラボンを含む水分解性フィルムを調製した（図２ｂ参照）。
水分解性フィルムを調製するために、ヒアルロン酸ポリマーおよびイソフラボンが混合された水溶液を調製した。特に、０．３ｇのヒアルロン酸ポリマー（分子量：１．３～１．８Ｍｄａ）および０．１ｇのイソフラボン（分子量：２２２．２４ｇ／ｍｏｌ）を３０ｍｌの三次蒸留水に添加し、超音波処理によって溶解した。結果として、１．３３ｗｔ％のヒアルロン酸ポリマーおよびイソフラボンが混合された水溶液を調製した。水溶液において使用した、ヒアルロン酸ポリマーおよびイソフラボンの化学構造を以下に示す。
ＰＳ（ポリスチレン）基板をスピンコーターに置いた。１００μｌの水溶液を滴下し、３０００ｒｐｍで３０秒間回転させ、これに続き５０℃で３０分間、加熱撹拌器を使用して熱処理した。結果として、ヒアルロン酸ポリマーおよびイソフラボンを含む水分解性フィルムを調製した（図２ｂ参照）。
［ヒアルロン酸ポリマー］
［イソフラボン］
例３：カテキンを含む水分解性フィルムの調製
水分解性フィルムを調製するために、ヒアルロン酸ポリマーおよびカテキンが混合された水溶液を調製した。特に、０．３ｇのヒアルロン酸ポリマー（分子量：１．３～１．８Ｍｄａ）および０．１ｇのカテキン（分子量：２９０．２６ｇ／ｍｏｌ）を、３０ｍｌの三次蒸留水に添加し、超音波処理によって溶解した。結果として、１．３３ｗｔ％のヒアルロン酸ポリマーおよびカテキンが混合された水溶液を調製した。水溶液において使用した、ヒアルロン酸ポリマーおよびカテキンの化学構造を以下に示す。
ＰＳ（ポリスチレン）基板をスピンコーターに置いた。１００μｌの水溶液を滴下し、３０００ｒｐｍで３０秒間回転させ、これに続き５０℃で３０分間、加熱撹拌器を使用して熱処理した。結果として、ヒアルロン酸ポリマーおよびカテキンを含む水分解性フィルムを調製した（図２ｃ参照）。
水分解性フィルムを調製するために、ヒアルロン酸ポリマーおよびカテキンが混合された水溶液を調製した。特に、０．３ｇのヒアルロン酸ポリマー（分子量：１．３～１．８Ｍｄａ）および０．１ｇのカテキン（分子量：２９０．２６ｇ／ｍｏｌ）を、３０ｍｌの三次蒸留水に添加し、超音波処理によって溶解した。結果として、１．３３ｗｔ％のヒアルロン酸ポリマーおよびカテキンが混合された水溶液を調製した。水溶液において使用した、ヒアルロン酸ポリマーおよびカテキンの化学構造を以下に示す。
ＰＳ（ポリスチレン）基板をスピンコーターに置いた。１００μｌの水溶液を滴下し、３０００ｒｐｍで３０秒間回転させ、これに続き５０℃で３０分間、加熱撹拌器を使用して熱処理した。結果として、ヒアルロン酸ポリマーおよびカテキンを含む水分解性フィルムを調製した（図２ｃ参照）。
［ヒアルロン酸ポリマー］
［カテキン］
例４：クルクミンを含む水分解性フィルムの調製
水分解性フィルムを調製するために、ヒアルロン酸ポリマーおよびクルクミンが混合された水溶液を調製した。特に、０．３ｇのヒアルロン酸ポリマー（分子量：１．３～１．８Ｍｄａ）および０．１ｇのクルクミン（分子量：３６８．３８ｇ／ｍｏｌ）を、３０ｍｌの三次蒸留水に添加し、超音波処理によって溶解した。結果として、１．３３ｗｔ％のヒアルロン酸ポリマーおよびクルクミンが混合された水溶液を調製した。水溶液において使用したヒアルロン酸ポリマーおよびクルクミンの化学構造を以下に示す。
ＰＳ（ポリスチレン）基板をスピンコーターに置いた。１００μｌの水溶液を滴下し、３０００ｒｐｍで３０秒間回転させ、これに続き５０℃で３０分間、加熱撹拌器を使用して熱処理した。結果として、ヒアルロン酸ポリマーおよびクルクミンを含む水分解性フィルムを調製した（図２ｄ参照）。
水分解性フィルムを調製するために、ヒアルロン酸ポリマーおよびクルクミンが混合された水溶液を調製した。特に、０．３ｇのヒアルロン酸ポリマー（分子量：１．３～１．８Ｍｄａ）および０．１ｇのクルクミン（分子量：３６８．３８ｇ／ｍｏｌ）を、３０ｍｌの三次蒸留水に添加し、超音波処理によって溶解した。結果として、１．３３ｗｔ％のヒアルロン酸ポリマーおよびクルクミンが混合された水溶液を調製した。水溶液において使用したヒアルロン酸ポリマーおよびクルクミンの化学構造を以下に示す。
ＰＳ（ポリスチレン）基板をスピンコーターに置いた。１００μｌの水溶液を滴下し、３０００ｒｐｍで３０秒間回転させ、これに続き５０℃で３０分間、加熱撹拌器を使用して熱処理した。結果として、ヒアルロン酸ポリマーおよびクルクミンを含む水分解性フィルムを調製した（図２ｄ参照）。
［ヒアルロン酸ポリマー］
［クルクミン］
実験例１：ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを使用したＣＮＴナノフィルムの転写
本発明に従うナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムが、ナノ材料を移動または転写する効果を有していることを確認するために、ＣＮＴナノフィルムを、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）または新生児ラットの心筋細胞に転写する実験を以下のように行った。結果を、図５ａ、図５ｂ、図６ａ、図６ｂ、および図１０ａ～図１０ｅに示す。
本発明に従うナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムが、ナノ材料を移動または転写する効果を有していることを確認するために、ＣＮＴナノフィルムを、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）または新生児ラットの心筋細胞に転写する実験を以下のように行った。結果を、図５ａ、図５ｂ、図６ａ、図６ｂ、および図１０ａ～図１０ｅに示す。
＜１－１＞ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）へのＣＮＴナノフィルムの転写
調製例１において調製されたＣＮＴナノフィルムを含むナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルム；およびヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムをＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）に付け、蒸留水に３～５分間浸した。結果として、ヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムは水によって分解され、ＣＮＴナノフィルムはＰＤＭＳに移動し、残存した（図５ｂ参照）。ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で観察した、ＰＤＭＳに移動したＣＮＴナノフィルムの画像を、従来の裸のＣＮＴの走査型電子顕微鏡の写真と比較した。結果として、ヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムが分解していることが確認された（図６ａおよび図６ｂ参照）。加えて、ＰＤＭＳに移動したＣＮＴナノフィルムのエッジ部分をＡＦＭで観察した。結果として、ＣＮＴナノフィルムの厚みが約８１ｎｍであり、エッジ部分がきれいに形成されており、水分解性フィルムが分解したことが確認された（図７参照）。
結果は、ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含有する水分解性フィルムが、体内または体外で、水によって溶解および消失し、残存した残渣がなく、ナノ粒子を所望される場所に移動し、残存させることができたことを示す。したがって、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムが、医療分野またはエレクトロニクス産業において有効に使用できることを確認した。
調製例１において調製されたＣＮＴナノフィルムを含むナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルム；およびヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムをＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）に付け、蒸留水に３～５分間浸した。結果として、ヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムは水によって分解され、ＣＮＴナノフィルムはＰＤＭＳに移動し、残存した（図５ｂ参照）。ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で観察した、ＰＤＭＳに移動したＣＮＴナノフィルムの画像を、従来の裸のＣＮＴの走査型電子顕微鏡の写真と比較した。結果として、ヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムが分解していることが確認された（図６ａおよび図６ｂ参照）。加えて、ＰＤＭＳに移動したＣＮＴナノフィルムのエッジ部分をＡＦＭで観察した。結果として、ＣＮＴナノフィルムの厚みが約８１ｎｍであり、エッジ部分がきれいに形成されており、水分解性フィルムが分解したことが確認された（図７参照）。
結果は、ヒアルロン酸またはその塩およびポリフェノール化合物を含有する水分解性フィルムが、体内または体外で、水によって溶解および消失し、残存した残渣がなく、ナノ粒子を所望される場所に移動し、残存させることができたことを示す。したがって、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムが、医療分野またはエレクトロニクス産業において有効に使用できることを確認した。
＜１－２＞新生児ラット心筋細胞へのＣＮＴナノフィルムの転写
新生児ラットの心筋細胞を、一般的な細胞培養容器（ＴＣＰＳ、組織培養ポリスチレン）において増殖させた。調製例１において調製されたＣＮＴナノフィルムを含むナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルム；およびヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムを心筋細胞につけ、蒸留水に浸した。結果として、ヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムは水で分解し、ＣＮＴナノフィルムは心筋細胞に移動した（図１０ａ参照）。
心筋細胞に移動したＣＮＴナノフィルムをＡＦＭで観察した。結果として、心筋細胞の細胞屈曲は深さ約４２７ｎｍであり、水分解性フィルムは残渣なく分解されたことを確認した（図１０ｄおよび図１０ｅ参照）。加えて、移動したＣＮＴナノフィルムをＦＴ－ラマン分光法（Fourier Transform Raman Spectroscopy）によって分析した。結果として、Ｄバンド、Ｇバンド、およびＧ’バンド、Ramanピークは、それぞれ、１３５０cm、１５７３cm、および２６８７cmであり、ＣＮＴナノフィルムの特徴的なRamanピークである。したがって、ＣＮＴナノフィルムが心筋細胞に移動したことが確認された（図１０ｂ参照）。電気が、新生児ラット心筋細胞に移動したＣＮＴナノフィルムに流れることも確認した（図１０ｃ参照）。
上記結果は、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムが、残渣を残すことなく、細胞または生物組織などの高度に湾曲した部分にナノ材料を移動することができることを示す。加えて、ＣＮＴナノフィルムが電気伝導率を有し、加えられた電気によって心細胞を刺激することができることを示す。したがって、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムが、医療分野において有効に使用することができることが確認された。
新生児ラットの心筋細胞を、一般的な細胞培養容器（ＴＣＰＳ、組織培養ポリスチレン）において増殖させた。調製例１において調製されたＣＮＴナノフィルムを含むナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルム；およびヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムを心筋細胞につけ、蒸留水に浸した。結果として、ヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムは水で分解し、ＣＮＴナノフィルムは心筋細胞に移動した（図１０ａ参照）。
心筋細胞に移動したＣＮＴナノフィルムをＡＦＭで観察した。結果として、心筋細胞の細胞屈曲は深さ約４２７ｎｍであり、水分解性フィルムは残渣なく分解されたことを確認した（図１０ｄおよび図１０ｅ参照）。加えて、移動したＣＮＴナノフィルムをＦＴ－ラマン分光法（Fourier Transform Raman Spectroscopy）によって分析した。結果として、Ｄバンド、Ｇバンド、およびＧ’バンド、Ramanピークは、それぞれ、１３５０cm、１５７３cm、および２６８７cmであり、ＣＮＴナノフィルムの特徴的なRamanピークである。したがって、ＣＮＴナノフィルムが心筋細胞に移動したことが確認された（図１０ｂ参照）。電気が、新生児ラット心筋細胞に移動したＣＮＴナノフィルムに流れることも確認した（図１０ｃ参照）。
上記結果は、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムが、残渣を残すことなく、細胞または生物組織などの高度に湾曲した部分にナノ材料を移動することができることを示す。加えて、ＣＮＴナノフィルムが電気伝導率を有し、加えられた電気によって心細胞を刺激することができることを示す。したがって、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムが、医療分野において有効に使用することができることが確認された。
実験例２：ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを使用した酸化グラフェンナノフィルムの転写
本発明に従うナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムがナノ材料を移動または転写する効果を有することを確認するために、酸化グラフェンナノフィルムをシリコン基板に移動する実験を以下のように行った。結果を図９ａ～図９ｃに示す。
金電極を、調製例２において調製した酸化グラフェンナノフィルムに堆積させた。上記の構造を使用した以外は、例１の方法に従って、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを調製した（図９ａおよび図９ｂ参照）。フィルムをシリコン基板に付け、蒸留水に浸した。結果として、ヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムは水によって分解し、酸化グラフェンナノフィルムは、シリコン基板に移動した。シリコン基板に移動した酸化グラフェンナノフィルムをＡＦＭで観察した。結果として、酸化グラフェンナノフィルムの厚みは約２ｎｍであり、水分解性フィルムが残渣なく、分解されたことが確認された（図９ｃ参照）。
上記結果は、ヒアルロン酸またはそのおよびポリフェノール化合物を含有する水分解性フィルムがナノ材料を分離する優れた能力を有することを示す。水分解性フィルムがナノ材料を所望される位置に移動または転写した後、それは、水によって体内または体外で溶解し、消失するので、残渣が残存せず、ナノ材料を所望される場所に転写することができる。したがって、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムは、様々な産業分野において、とくに医療分野またはエレクトロニクス産業分野において有効に使用することができることが確認された。
本発明に従うナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムがナノ材料を移動または転写する効果を有することを確認するために、酸化グラフェンナノフィルムをシリコン基板に移動する実験を以下のように行った。結果を図９ａ～図９ｃに示す。
金電極を、調製例２において調製した酸化グラフェンナノフィルムに堆積させた。上記の構造を使用した以外は、例１の方法に従って、ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを調製した（図９ａおよび図９ｂ参照）。フィルムをシリコン基板に付け、蒸留水に浸した。結果として、ヒアルロン酸ポリマーおよびタンニン酸を含有する水分解性フィルムは水によって分解し、酸化グラフェンナノフィルムは、シリコン基板に移動した。シリコン基板に移動した酸化グラフェンナノフィルムをＡＦＭで観察した。結果として、酸化グラフェンナノフィルムの厚みは約２ｎｍであり、水分解性フィルムが残渣なく、分解されたことが確認された（図９ｃ参照）。
上記結果は、ヒアルロン酸またはそのおよびポリフェノール化合物を含有する水分解性フィルムがナノ材料を分離する優れた能力を有することを示す。水分解性フィルムがナノ材料を所望される位置に移動または転写した後、それは、水によって体内または体外で溶解し、消失するので、残渣が残存せず、ナノ材料を所望される場所に転写することができる。したがって、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムは、様々な産業分野において、とくに医療分野またはエレクトロニクス産業分野において有効に使用することができることが確認された。
実験例３：フォトリソグラフィプロセスにおけるナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムの使用
本発明に従うナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムをフォトリソグラフィプロセスにおいて使用することができるか否かを確認するために、以下のように実験を行った。結果を図１１ａ～図１１ｃに示す。
水分解性フィルムを、シリコン基板に形成されたフォトレジスト（ＰＲ）ラインパターンに付け、フォトレジストをアセトンで除去した。結果として、水分解性フィルムはアセトンまたは有機溶媒によって除去されないことを確認した。水分解性フィルムをＡＦＭで観察した。結果として、２５μｍの直径および１００ｎｍの厚みを有する水分解性フィルムは、アセトンによって分解されずに残存することが確認された（図１１ａ～図１１ｃ参照）。
これは、ラインパターンに付いた水分解性フィルムが形成されたことを意味する。
本発明に従うナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムをフォトリソグラフィプロセスにおいて使用することができるか否かを確認するために、以下のように実験を行った。結果を図１１ａ～図１１ｃに示す。
水分解性フィルムを、シリコン基板に形成されたフォトレジスト（ＰＲ）ラインパターンに付け、フォトレジストをアセトンで除去した。結果として、水分解性フィルムはアセトンまたは有機溶媒によって除去されないことを確認した。水分解性フィルムをＡＦＭで観察した。結果として、２５μｍの直径および１００ｎｍの厚みを有する水分解性フィルムは、アセトンによって分解されずに残存することが確認された（図１１ａ～図１１ｃ参照）。
これは、ラインパターンに付いた水分解性フィルムが形成されたことを意味する。
水分解性フィルム付のラインパターンにパターンを形成する別の材料を被覆し、水で洗浄すると、水分解性フィルムが分解し、結果として、別の材料パターンを形成することができた。
すなわち、様々な材料のパターンを形成するために、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムをフォトリソグラフィプロセスに提供することができるので、エレクトロニクス産業において有効に使用することができる。
従来のフォトレジストプロセスの場合、フォトレジストは有毒な有機溶媒を使用して除去され、これは排水処理に費用が掛かり、環境汚染を引き起こす。フォトリソグラフィプロセスにおいて、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを、従来のフォトレジストプロセスの代わりに使用する場合、水溶液によって分解するため、有毒な有機溶媒を使用しなくてもよく、環境にやさしいため、上記の問題をもたらさない。したがって、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムは、フォトリソグラフィプロセスなどのエレクトロニクス産業分野において有効に使用することができる。
すなわち、様々な材料のパターンを形成するために、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムをフォトリソグラフィプロセスに提供することができるので、エレクトロニクス産業において有効に使用することができる。
従来のフォトレジストプロセスの場合、フォトレジストは有毒な有機溶媒を使用して除去され、これは排水処理に費用が掛かり、環境汚染を引き起こす。フォトリソグラフィプロセスにおいて、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを、従来のフォトレジストプロセスの代わりに使用する場合、水溶液によって分解するため、有毒な有機溶媒を使用しなくてもよく、環境にやさしいため、上記の問題をもたらさない。したがって、本発明のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムは、フォトリソグラフィプロセスなどのエレクトロニクス産業分野において有効に使用することができる。
［図面のマークの簡単な説明］
１：シリコン基板
２：水分解性フィルム
３：ＣＮＴナノフィルム
４：グラフェンまたは酸化グラフェンフィルム
５：磁気ナノ粒子
６：シリコン基板
７：水分解性フィルム
８：ＣＮＴナノフィルム
９：シリコン基板
１０：ＣＮＴナノフィルム
１：シリコン基板
２：水分解性フィルム
３：ＣＮＴナノフィルム
４：グラフェンまたは酸化グラフェンフィルム
５：磁気ナノ粒子
６：シリコン基板
７：水分解性フィルム
８：ＣＮＴナノフィルム
９：シリコン基板
１０：ＣＮＴナノフィルム
１１：ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）
１２：ＣＮＴナノフィルム
１３：ＰＤＭＳ
１４：ＣＮＴナノフィルム
１５：Langmuir-Blodgettトラフ
１６：水面
１７：酸化グラフェンフィルム
１８：障壁
１９：Ｓｉ（バックゲート）
２０：ＳｉＯ２
２１：フォトレジスト（ＰＲ）
１２：ＣＮＴナノフィルム
１３：ＰＤＭＳ
１４：ＣＮＴナノフィルム
１５：Langmuir-Blodgettトラフ
１６：水面
１７：酸化グラフェンフィルム
１８：障壁
１９：Ｓｉ（バックゲート）
２０：ＳｉＯ２
２１：フォトレジスト（ＰＲ）
Claims (5)
- ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムであって、
１重量部の１．３～１．８Ｍｄａの分子量を有するヒアルロン酸またはその塩および０．０５～１０重量部のポリフェノール化合物を含み、
前記ヒアルロン酸が、
前記ポリフェノール化合物が、タンニン酸、イソフラボン、カテキンおよびクルクミンからなる群から選択される１以上の化合物であり、
前記ナノ材料が、カーボンナノチューブまたは酸化グラフェンであることを特徴とする、
前記ナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルム。 - 水分解性フィルムが、水または体液で分解することを特徴とする、請求項１に記載のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルム。
- 水分解性フィルムが、カーボンナノチューブまたは酸化グラフェンに塗布されることを特徴とする、請求項１に記載のナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルム。
- １重量部の１．３～１．８Ｍｄａの分子量を有するヒアルロン酸またはその塩および０．０５～１０重量部のポリフェノール化合物を水中で混合して水溶液を調製するステップ（ステップ１）、
ステップ１の水溶液をナノ材料を導入した基板上に塗布するステップ（ステップ２）、
前記ステップ２の基板を乾燥して、ナノ材料を含んだナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを形成するステップ（ステップ３）、および
前記ステップ３で調製されたナノ材料を含んだナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを基板から分離するステップ（ステップ４）、
対象（ヒトを除く）のナノ材料を導入しようとする位置にナノ材料を含んだナノ材料を移動または転写するための水分解性フィルムを付着させるステップ（ステップ５）、および
水または体内の水分を用いて、ナノ材料を移動または転写するためのフィルムを分解させて除去して、ナノ材料を移動または転写させるステップ（ステップ６）、
を含み、
前記ヒアルロン酸が、
前記ポリフェノール化合物が、タンニン酸、イソフラボン、カテキンおよびクルクミンからなる群から選択される１以上の化合物であり、
前記ナノ材料は、カーボンナノチューブまたは酸化グラフェンであることを特徴とする、
ナノ材料を移動または転写する方法。 - 前記基板が、シリコン基板であることを特徴とする、請求項４に記載のナノ材料を移動または転写する方法。
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-
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