KR100851811B1 - Composites of silicon-containing polymers that encapsulate functional materials - Google Patents

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Abstract

A functional silicon-containing polymer composite, a method for preparing the composite, and a functional polysilsesquioxane composite containing the polymer composite are provided to obtain desired chemical, physical and mechanical properties by controlling the kind and ratio of a functional group. A functional silicon-containing polymer composite comprises a silicon-containing polymer prepared by the polymerization of a monomer represented by the formula 1; and a functional material trapped in the polymer, wherein R1 is H, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aminoalkylaminoalkyl group, an aminoalkyl group, an arylamino group, an alkoxy group, an aryloxy group, an aminocycloalkyl group, an aminoalkenyl group, an aminocycloalkenyl group, an alkyloxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkylaminocarbonyl group, an arylaminocarbonyl group, an aminoallyl group, a hydroxyl group, an amino group, a nitro group, a sulfonyl group, a cyano group, a carboxyl group, a thiol group, or an ethylenediamine group; R2, R3 and R4 are independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aminoalkylaminoalkyl group, an aminoalkyl group, an aminocycloalkyl group, an aminoalkenyl group, an aminocycloalkenyl group, an aminoallyl group, a cyanoalkyl group, an ethylenediamine group, an alkyloxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an alkylaminocarbonyl group, an arylaminocarbonyl group, an alkoxy group, or an aryloxy group; and n is an integer of 0-5.

Description

기능성 물질을 내포하는 실리콘-포함 중합체의 복합체{Composites of Silicon-Containing Polymers that Encapsulate Functional Materials}Composites of Silicon-Containing Polymers that Encapsulate Functional Materials

도 1은 본 발명의 기능성 실리콘-포함 중합체 중에서 기능성 폴리실세퀴옥산(polysilsequioxane: PSQ) 복합체의 제조 과정을 보여주는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a process for preparing a functional polysilsequioxane (PSQ) composite in the functional silicone-containing polymer of the present invention.

도 2a는 형광물질인 로다민 6G(rhodamine 6G)를 내포하며 아민기로 개질된 폴리실세퀴옥산 구형 복합체의 제조 결과를 보여주는 형광 현미경 사진이다.Figure 2a is a fluorescence micrograph showing the results of the production of polysilsesquioxane spherical complex modified with an amine group containing a fluorescent substance rhodamine 6G (rhodamine 6G).

도 2b는 형광물질인 플루오레세인(fluorescein)을 내포하며 아민기로 개질된 폴리실세퀴옥산 구형 복합체의 제조 결과를 보여주는 형광 현미경 사진이다.Figure 2b is a fluorescence micrograph showing the results of the production of polysilsesquioxane spherical complex modified with an amine group containing a fluorescent material fluorescein (fluorescein).

도 3은 천연 색소인 치자 황색소, 녹색소 및 적색소를 포집(encapsulating)한 PSQ 구형 복합체를 제조하여 건조시킨 사진이다. Figure 3 is a photograph prepared by drying the PSQ spherical complex encapsulating the natural pigments gardenia yellow pigment, green pigment and red pigment.

도 4a는 좌로부터 플루오레세인-폴리실세스퀴옥산 구형 복합체, 플루오레세인-폴리실세스퀴옥산 구형 복합체에 금 나노입자 쉘이 형성된 복합체, 로다민 6G-폴리실세스퀴옥산 구형 복합체, 로다민 6G-폴리실세스퀴옥산 구형 복합체에 금 나노입자 쉘이 형성된 복합체 사진이다. Fig. 4a shows a fluorescein-polysilsesquioxane spherical complex, a complex in which a gold nanoparticle shell is formed in a fluorescein-polysilsesquioxane spherical complex, a rhodamine 6G-polysilsesquioxane spherical complex, A composite photo of gold nanoparticle shells formed on a min 6G-polysilsesquioxane spherical complex.

도 4b는 플루오레세인-폴리실세스퀴옥산 구형 복합체와 금 나노입자 쉘이 형성된 복합체의 형광 현미경 사진이다. 4B is a fluorescence micrograph of a fluorescein-polysilsesquioxane spherical complex and a complex in which a gold nanoparticle shell was formed.

도 4c는 로다민 6G-폴리실세스퀴옥산 구형 복합체와 금 나노입자 쉘이 형성된 복합체의 형광 현미경 사진이다. 4C is a fluorescence micrograph of a rhodamine 6G-polysilsesquioxane spherical complex and a complex in which a gold nanoparticle shell was formed.

도 5는 금 나노입자가 함유된 폴리실세스퀴옥산 복합체의 전자현미경 사진이다.5 is an electron micrograph of a polysilsesquioxane complex containing gold nanoparticles.

도 6은 형광물질을 내포하며 항체가 컨쥬게이션된 PSQ 복합체를 이용한 면역반응의 결과를 보여주는 광학현미경(a) 및 형광현미경(b) 이미지이다.6 is an optical microscope (a) and a fluorescence microscope (b) image showing the results of the immune response using the PSQ complex conjugated with the antibody and conjugated with the fluorescent material.

본 발명은 다양한 기능성 물질을 내포하는 실리콘-포함 중합체의 복합체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to composites of silicone-comprising polymers containing various functional materials and methods for their preparation.

실리콘-포함 중합체 중에서 폴리실세퀴옥산(polysilsequioxane) 화합물은 활성 또는 신장성을 부여하는 첨가제로서 여러 가지 산업 분야에 널리 사용되어 왔다. 폴리실세스퀴옥산 중합체 중 폴리메틸실세스퀴옥산은 우수한 유동성과 광택성 및 윤활성 등의 독특한 특성으로 인해 화장품 원료로 사용되고 있다(일본특허 공개특허공보 제54-72300호 및 제60-13813호 참조).Among silicone-comprising polymers, polysilsequioxane compounds have been widely used in various industries as additives for imparting activity or extensibility. Among the polysilsesquioxane polymers, polymethylsilsesquioxane is used as a cosmetic raw material because of its unique properties such as excellent fluidity, luster and lubricity (see Japanese Patent Laid-Open Nos. 54-72300 and 60-13813). ).

구형 실리콘 입자의 제조방법으로서 오르가노트리알콕시실란 및/또는 그의 가수분해물과 암모니아나 아민 유기용액을 사용하여 구형 입자를 얻는 방법(일본특 허 공개특허공보 제63-77940호)이 알려져 있으나, 반응 중 지속적으로 계면을 유지하는 것이 어렵고, 알칼리와의 접촉 기회가 상당히 적기 때문에 반응속도가 느려 생산효율을 고려하면 바람직한 제조방법이라 할 수 없다.As a method for producing spherical silicon particles, a method for obtaining spherical particles using organotrialkoxysilane and / or its hydrolyzate and an ammonia or amine organic solution (Japanese Patent Laid-Open No. 63-77940) is known, but the reaction is known. It is difficult to maintain the interface continuously, and the reaction rate is low because the opportunity for contact with alkali is considerably small, which is not a preferable manufacturing method in consideration of production efficiency.

구형 실리콘 입자의 제조방법의 다른 예로서 상기 유기용매 대신 계면 활성제를 사용하여 실란 모노머의 가수분해 및 중축합반응이 일어나도록 하는 시도가 있었으나(일본특허 공개특허공보 제2000-169583호 및 제04-33927호 참조), 계면활성제를 사용하여 유제를 만드는 공정이 복잡하고 유제의 입자크기를 일정하게 제어하는 것 자체가 어렵다.As another example of the method for producing spherical silicon particles, there have been attempts to cause hydrolysis and polycondensation of silane monomers using a surfactant instead of the organic solvent (Japanese Patent Laid-Open Nos. 2000-169583 and 04- 33927), the process of making an emulsion with a surfactant is complex and it is difficult to constantly control the particle size of the emulsion.

구형 실리콘 입자의 제조방법의 또 다른 예로서 오르가노트리알콕시실란을 가수분해하여 얻은 오르가노실란트리올 또는 그 축합물에 물/알코올 용액을 가한 후 알칼리성 수용액에 첨가하여, 평균 입자경이 1-10 μm의 구형 입자를 제조하는 방법(일본특허 공개특허공보 제10-363101호)이 있으나, 이 방법에 의할 경우 직경이 작은 입자를 얻기 어려우며, 직경이 작은 입자를 얻고자 하면, 시간이 많이 걸리고 생산성이 낮다진다는 문제점이 있다.As another example of the method for producing spherical silicon particles, water / alcohol solution is added to the organosilanetriol obtained by hydrolysis of organotrialkoxysilane or its condensate, and then added to the alkaline aqueous solution, and the average particle size is 1-10. Although there is a method of producing spherical particles of μm (Japanese Patent Laid-Open No. 10-363101), it is difficult to obtain particles having a small diameter by this method, and it takes a long time to obtain particles having a small diameter. There is a problem that the productivity is low.

구형 실리콘 입자의 제조방법의 또 다른 예로서 오르가노트리알콕시실란 및 오르가노테트라알콕시실란을 사용하여 제1공정에서 산을 촉매로 이용하고, 제2공정에서 알칼리성 수용액을 중화제 및 중축합 반응촉매로 사용하여 평균 입자경이 0.1-5 μm인 구형 입자를 제조하는 방법(일본특허 공개특허공보 제2001-192452호)이 있으나, 복잡한 다단계의 반응을 거쳐야 하는 문제점이 있다.As another example of the method for producing the spherical silicon particles, using an organotrialkoxysilane and an organo tetraalkoxysilane as an catalyst in the first step, the alkaline aqueous solution in the second step as a neutralizing agent and a polycondensation reaction catalyst Although there is a method (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-192452) for producing spherical particles having an average particle diameter of 0.1-5 μm using the same, there is a problem of undergoing a complex multi-step reaction.

대한민국 등록특허공보 제10-0586438호(아미노기를 함유한 알콕시실란 화합 물을 이용한폴리실세퀴옥산 구형 입자의 제조방법 및폴리실세퀴옥산 구형 입자)와 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0014886호(실리카 및 비닐기, 아민기를 함유하는 혼성 물질로 제조된 구조물 및 제조방법)에서는 비닐트리알콕시실란, 머캅토프로필트리알콕시실란, 3-아미노프로필실록산 등의 전구체를 사용하여 폴리실세퀴옥산 구형 입자를 제조하는 방법이 기술되어 있다. 상기와 같은 방법의 폴리실세퀴옥산 구형 입자는 제조가 간단하고 활성기를 추가적인 반응 없이 전구체의 반응만으로 생성시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. Republic of Korea Patent Publication No. 10-0586438 (Method for preparing polysilsesquioxane spherical particles using alkoxysilane compound containing amino group and polysilsesquioxane spherical particles) and Republic of Korea Patent Publication No. 10-2004-0014886 ( In a structure made of a hybrid material containing silica, a vinyl group, and an amine group, and a method of manufacturing the same), precursors such as vinyltrialkoxysilane, mercaptopropyltrialkoxysilane, and 3-aminopropylsiloxane can be used to form polysilsesquioxane spherical particles. Methods of making are described. The polysilsesquioxane spherical particles of the method as described above has the advantage that the production is simple and the active group can be generated only by the reaction of the precursor without additional reaction.

대한민국 등록특허공보 제10-0596740호(자외선 흡수기를 가진 폴리실세퀴옥산 구형 입자 및 그제조방법)에서는 자외선 흡수기를 가진 활성기가 공유 결합된 폴리실세퀴옥산 구형 입자의 제조에 대한 방법이 기술되어 있다. Republic of Korea Patent Publication No. 10-0596740 (polysilsesquioxane spherical particles having an ultraviolet absorber and a manufacturing method thereof) describes a method for the production of polysilsesquioxane spherical particles covalently bonded to an active group having an ultraviolet absorber. .

메틸 및 페닐실세스퀴옥산 입자가 제조되어 상업화되어 있으나 이들은 화학반응성이 높지 않으며 화학반응성이 높은 머캅탄, 비닐기 혹은 자외선을 차단하는 발색단, 액정을 나타내는 메소젠 등이 함유된 입자를 간단한 방법으로 제조하는 기술은 아직까지 알려진 바 없다.Methyl and phenylsilsesquioxane particles have been prepared and commercialized, but they are not chemically highly reactive and contain particles containing mercaptans, vinyl groups or chromophores that block UV rays, and mesogens that represent liquid crystals. The manufacturing technique is not known yet.

염료(dye)는 수용액이나 유기용제에 녹아 단분자로 분산하여 섬유 등의 분자와 결합하여 착색하는 유색 물질을 가리키며, 안료(pigment)는 수용액이나 유기용제에 녹지 않는 분말상의 착색제를 말한다. 염료와 안료는 섬유, 고무, 종이, 피혁, 플라스틱, 식품, 화장품뿐만 아니라 생명과학 분야의 표지체, 사진용 색소, 색소 레이저 등 여러 분야에서의 이용 가능성이 무한하다 할 수 있다. A dye refers to a colored substance that is dissolved in an aqueous solution or an organic solvent, dispersed as a single molecule, combined with a molecule such as a fiber, and colored. A pigment refers to a powder colorant that is insoluble in an aqueous solution or an organic solvent. Dyes and pigments can be used in a variety of fields such as fiber, rubber, paper, leather, plastics, food, cosmetics, as well as labels, photo pigments, dye lasers in the life sciences.

형광(fluorescence)은 들뜬상태의 물질이 바닥상태로 되돌아갈 때 전자 전이 에 의해 방출되는 발광 현상의 하나로 형광염료(fluorescent dye)는 형광을 내는 염료를 말한다. 대표적인 형광 염료로는 녹색형광을 갖는 플루오레세인(Fluorescein)과 적색형광을 내는 로다민(Rhodamine) 등이 있다. 형광염료는 플라스틱, 섬유, 잉크 등에 형광을 가진 색을 내게 하기 위해서 쓰이고 표지, 광고, 미술공예용 유기형광 안료의 원료로 사용된다. 또한 형광염료는 생명과학 분야에서 조직이나 세포 염색, DNA나 단백질과 같은 생체분자의 검출을 위한 표지체로 널리 사용되고 있다.Fluorescence is one of the luminescence phenomena emitted by electron transfer when the excited material returns to the ground state. Fluorescent dye refers to a dye that fluoresces. Representative fluorescent dyes include fluorescein (green fluorescence) and rhodamine (red fluorescence). Fluorescent dyes are used to give fluorescent colors to plastics, textiles and inks, and are used as raw materials for organic fluorescent pigments for labels, advertisements and art crafts. Fluorescent dyes are also widely used as markers for the detection of biomolecules such as tissues, cell staining, DNA and proteins in the life sciences.

유기형광 염료는 빛에 노출되었을 때 발광 감도가 감소하는 광표백(photobleaching) 현상으로 인해 장시간 관찰이 어렵다는 단점을 가지고 있고, 단분자로는 충분한 발광 효과를 얻을 수 없다는 단점이 있다. The organic fluorescent dye has a disadvantage in that it is difficult to observe for a long time due to a photobleaching phenomenon in which the luminescence sensitivity decreases when exposed to light, and a short molecule does not have sufficient luminescent effect.

양자점(Quantum dot)은 CdSe, ZnS와 같은 반도체 물질이며, 이 물질은 수용액 상에서 안정적 분산이 불가능하여 표면을 친수성 물질로 개질한 제품들이 생명과학 분야에 이용되고 있다(미국 Invtrogen 사). 그렇지만 양자점은 제조 과정이 복잡하고 가격이 매우 비싸다는 단점을 가지고 있다.Quantum dots are semiconducting materials such as CdSe and ZnS, which cannot be stably dispersed in aqueous solutions, and products whose surface is modified with hydrophilic materials are used in the life sciences (Invtrogen, USA). However, quantum dots have the disadvantage that the manufacturing process is complicated and very expensive.

유기 형광염료의 광표백 현상을 개선하는 방법으로 폴리스티렌과 같은 고분자를 형광물질의 담체로 사용하는 것이다. 이 방법은 형광염료가 구형입자 내부에 들어가기 위해 고분자 구형 입자를 유기용매 등을 사용하여 부풀어 오르게 한다. 이러한 방법을 이용한 제품은 이미 상업화 되어 있다(미국 Bangs Laboratories Inc.). 고분자를 사용하는 경우 구형 입자가 부풀어 올라 형광염료의 누출이 일어날 수 있고, 표면의 소수성 성질이 강해 응집이 잘 일어나며, 밀도가 낮기 때문에 입자 크기가 작아질 경우 회수가 어렵다는 단점이 있다. A method of improving the photobleaching phenomenon of organic fluorescent dyes is to use a polymer such as polystyrene as a carrier of the fluorescent material. This method swells the polymeric spherical particles with an organic solvent in order for the fluorescent dye to enter the spherical particles. Products using this method are already commercialized (Bangs Laboratories Inc., USA). When the polymer is used, the spherical particles may swell and leak of the fluorescent dye, and the hydrophobic property of the surface may be strong to cause aggregation, and the density is low, so that the recovery of the particle size is difficult.

미국 등록특허공보 US 2006/228554에서는 폴리스티렌과 같은 고분자 담체의 단점을 극복하기 위해 실리카를 형광물질을 감싸는 코팅제로 사용하는 방법이 제시되어 있다. 실리카를 사용하는 경우 폴리스티렌 고분자가 가지고 있는 응집 현상을 개선할 수 있고, 밀도가 폴리스티렌보다 크기 때문에 원심분리와 같은 간단한 방법으로 입자를 회수할 수 있다는 장점을 가진다. 물과 기름, 그리고 계면활성제를 사용한 마이크로유화(microemulsion)를 이용하여 형광물질이 착색된 실리카를 만든다. 그렇지만 실리카 표면에는 활성기가 존재하지 않으므로, 실리카 입자 제조 후 별도의 화학 반응을 통해 활성기를 연결시켜야 되므로, 제조 방법이 복잡하고, 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. US 2006/228554 discloses a method of using silica as a coating for wrapping fluorescent materials to overcome the disadvantages of polymer carriers such as polystyrene. When silica is used, it is possible to improve the aggregation phenomenon of the polystyrene polymer, and since the density is larger than that of polystyrene, the particles can be recovered by a simple method such as centrifugation. Microemulsion using water, oil, and surfactants is used to make silica-coloured silica. However, since there is no active group on the surface of the silica, after the production of the silica particles must be connected to the active group through a separate chemical reaction, there is a disadvantage that the manufacturing method is complicated and takes a long time.

실리콘-포함 중합체로서 폴리실세퀴옥산을 형광물질이나 염료와 같은 기능성 물질과 복합체의 형태로 제조할 수 있는 방법은 아직까지 제시되어 있지 않다.A method for producing polysilsesquioxanes as silicone-comprising polymers in the form of complexes with functional materials such as fluorescents or dyes has not yet been proposed.

한편, 트리알콕시알킬실란, 디알콕시디알킬실란 및 테트라알콕시실란이 가수분해되고 축합되어 형성된 물질을 각각 실세스퀴옥산, 실록산 및 실리카라고 하며 이들은 각각 (SiO1 .5R)n, (SiOR2)n, (SiO2)n으로 표시된다. 실세스퀴옥산, 실록산 및 실리카는 판상 혹은 구로 제조되어 분말로 사용되거나, 여러 가지 물질의 코팅에 사용된다. On the other hand, the alkyl trialkoxy silane, dialkoxy dialkyl silane, and is called a tetraalkoxysilane is hydrolyzed and run the condensed material each formed silsesquioxane, siloxane and silica, each of which (SiO 1 .5 R) n, (SiOR 2 ) n , (SiO 2 ) n . Silsesquioxanes, siloxanes and silicas can be made into plates or spheres and used as powders or for the coating of various materials.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시 되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.Throughout this specification, numerous papers and patent documents are referenced and their citations are indicated. The disclosures of cited papers and patent documents are incorporated herein by reference in their entirety, and the level of the technical field to which the present invention belongs and the contents of the present invention are more clearly explained.

본 발명자들은 형광물질, 색소(dye), 자성입자 및 금속입자와 같은 기능성 물질을 안정되게 포집(encapsulation) 또는 포획(entrapment)할 수 있는 중합체를 개발하고자 노력하였고, 그 결과 상기 화학식 1의 실리콘-포함 중합체가 기능성 물질을 안정되게 포집할 뿐만 아니라, 기능성 물질을 포함하는 실리콘-포함 중합체를 간단한 공정을 통하여 경제적으로 제조할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have tried to develop a polymer capable of stably encapsulating or encapsulating functional materials such as fluorescent materials, dyes, magnetic particles, and metal particles. The present invention has been completed by confirming that the containing polymer not only stably captures the functional material, but also that the silicone-comprising polymer comprising the functional material can be economically produced through a simple process.

따라서 본 발명의 목적은 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체를 제공하는 데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a composite of functional silicone-comprising polymers.

본 발명의 다른 목적은 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체의 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for preparing a composite of a functional silicone-containing polymer.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, claims and drawings.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 실리콘-포함 중합체(silicone-containing polymeric spheres) 및 (b) 상기 실리콘-포함 중합체의 내부에 포집된 기능성 물질을 포함하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체에 있어서, 상기 실리콘-포함 중합체는 다음 화학식 1로 표시되는 단량체의 중합 반응에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체를 제공한다:According to one aspect of the present invention, the present invention relates to a functional silicone-containing polymer comprising (a) silicone-containing polymeric spheres and (b) a functional material encapsulated within the silicone-containing polymer. In the complex, the silicone-containing polymer provides a complex of functional silicone-containing polymer, characterized in that formed by the polymerization reaction of the monomer represented by the following formula (1):

화학식 1Formula 1

Figure 112007052846590-pat00002
Figure 112007052846590-pat00002

상기 화학식에서 R1은 수소, 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아릴아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 아미노알릴기, 히드록시, 아미노, 나이트로, 설포닐, 시아노, 카르복실, 티올 또는 에틸렌디아민이고, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 아미노알릴기, 시아노 알킬기, 에틸렌디아민, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 알콕시 또는 아릴옥시기이며, 상기 R2, R3 및 R4 중 적어도 2개는 알콕시, 아릴아미노 또는 아릴옥시기이고, n은 0 내지 5의 정수이다.In the above formula, R 1 is hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aminoalkylaminoalkyl group, aminoalkyl group, arylamino group, alkoxy group, aryloxy group, aminocycloalkyl group, aminoalkenyl group, aminocycloalkenyl group, Alkyloxycarbonyl, aryloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, arylaminocarbonyl group, aminoallyl group, hydroxy, amino, nitro, sulfonyl, cyano, carboxyl, thiol or ethylenediamine, R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aminoalkylaminoalkyl group, an aminoalkyl group, an aminocycloalkyl group, an aminoalkenyl group, an aminocycloalkenyl group, an aminoallyl group, a cyano alkyl group, or ethylene diamine, alkyloxy-carbonyl, aryloxy-carbonyl, alkyl amino carbonyl, aryl amino carbonyl group, an alkoxy or aryloxy group, the R 2, R 3 R 4, at least two of the dogs alkoxy, arylamino or aryloxy group, n is an integer from 0 to 5.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 중합체의 제조방법을 제공한다:According to another aspect of the invention, the invention provides a process for the preparation of a polymer of a functional silicone-comprising polymer comprising the following steps:

(a) 다음 화학식 1로 표시되는 단량체 및 기능성 물질을 혼합하는 단계; 및(a) mixing the monomer and functional material represented by the following Chemical Formula 1; And

화학식 1Formula 1

Figure 112007052846590-pat00003
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상기 화학식에서 R1은 수소, 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아릴아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 아미노알릴기, 히드록시, 아미노, 나이트로, 설포닐, 시아노, 카르복실, 티올 또는 에틸렌디아민이고, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 아미노알릴기, 시아노 알킬기, 에틸렌디아민, 알킬옥시카보닐, 아릴옥 시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 알콕시 또는 아릴옥시기이며, 상기 R2, R3 및 R4 중 적어도 2개는 알콕시, 아릴아미노 또는 아릴옥시기이고, n은 0 내지 5의 정수이다; In the above formula, R 1 is hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aminoalkylaminoalkyl group, aminoalkyl group, arylamino group, alkoxy group, aryloxy group, aminocycloalkyl group, aminoalkenyl group, aminocycloalkenyl group, Alkyloxycarbonyl, aryloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, arylaminocarbonyl group, aminoallyl group, hydroxy, amino, nitro, sulfonyl, cyano, carboxyl, thiol or ethylenediamine, R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aminoalkylaminoalkyl group, an aminoalkyl group, an aminocycloalkyl group, an aminoalkenyl group, an aminocycloalkenyl group, an aminoallyl group, a cyano alkyl group, or ethylene diamine, alkyloxycarbonyl, aryloxy Brassica carbonyl, alkyl amino carbonyl, aryl amino carbonyl group, an alkoxy or aryloxy group, the R 2, R 3 R 4 and at least two of the alkoxy, aryl, amino or an aryloxy group, n is an integer from 0 to 5;

(b) 상기 단량체의 중합반응을 유도하여 상기 기능성 물질이 내포된 실리콘-포함 중합체를 제조하는 단계.(b) inducing a polymerization reaction of the monomer to prepare a silicone-containing polymer containing the functional material.

본 발명자들은 형광물질, 색소(dye), 자성입자 및 금속입자와 같은 기능성 물질을 안정되게 포집(encapsulation) 또는 포획(entrapment)할 수 있는 중합체 물질을 개발하고자 노력하였고, 그 결과 상기 화학식 1의 실리콘-포함 중합체가 기능성 물질을 안정되게 포집할 뿐만 아니라, 기능성 물질을 포함하는 실리콘-중합체를 간단한 공정을 통하여 경제적으로 제조할 수 있음을 확인하였다.The present inventors have tried to develop a polymer material capable of stably encapsulating or encapsulating functional materials such as fluorescent materials, dyes, magnetic particles, and metal particles. It has been found that the containing polymer not only stably captures the functional material, but also makes it possible to economically prepare silicone-polymers comprising the functional material through a simple process.

상기 화학식 1의 단량체는 실리콘-포함 중합체를 제조하는 반응에 있어서, 촉매 겸 공단량체 역할을 한다.The monomer of Formula 1 serves as a catalyst and comonomer in the reaction to prepare a silicon-containing polymer.

본 명세서에서, 화학식 1의 실리콘-포함 중합체를 정의하기 위하여 사용되는 용어 “알킬기”는 직쇄 또는 분쇄 포화 탄화수소기를 의미하며, 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 트리데실, 펜타데실 및 헵타데실 등을 포함한다. 바람직하게는, 알킬기는 C1-C4 직쇄 또는 가지쇄 알킬기이다.As used herein, the term “alkyl group” as used to define a silicone-comprising polymer of Formula 1 means a straight or pulverized saturated hydrocarbon group, for example methyl, ethyl, propyl, isobutyl, pentyl, hexyl, heptyl, Octyl, nonyl, decyl, undecyl, tridecyl, pentadecyl and heptadecyl, and the like. Preferably, the alkyl group is a C 1 -C 4 straight or branched alkyl group.

용어 “사이클로알킬기”는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 및 사이클로헥실과 같은 환형 탄화수소기를 의미한다.The term “cycloalkyl group” means a cyclic hydrocarbon group such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl and cyclohexyl.

용어 “알케닐기”는 직쇄 또는 분쇄 불포화 탄화수소기를 나타내며, 바람직하게는 C2-C6 직쇄 또는 가지쇄 알케닐이고, 이는 최소 하나의 이중 결합을 갖는 탄소수 2-6의 탄화수소기로서, 예컨대, 에테닐, 비닐, 프로페닐, 알릴, 이소프로페닐, 부테닐, 이소부테닐, t-부테닐, n-펜테닐 및 n-헥세닐을 포함한다.The term “alkenyl group” refers to a straight or branched unsaturated hydrocarbon group, preferably C 2 -C 6 straight or branched alkenyl, which is a hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms having at least one double bond, for example, Tenyl, vinyl, propenyl, allyl, isopropenyl, butenyl, isobutenyl, t -butenyl, n -pentenyl and n -hexenyl.

용어 “아릴기”는 전체적으로 또는 부분적으로 불포화된 치환 또는 비치환된 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭 탄소 고리를 의미하며, 바람직하게는 모노아릴 또는 비아릴이다. 모노아릴은 탄소수 5-6을 갖는 것이 바람직하며, 비아릴은 탄소수 9-10을 갖는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 상기 아릴은 치환 또는 비치환된 페닐이다. 모노아릴, 예컨대, 페닐이 치환되는 경우에는, 다양한 위치에서 다양한 치환체에 의해 치환이 이루어질 수 있으나, 바람직하게는, 할로, 히드록시, 니트로, 시아노, C1-C4 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 가지쇄 알킬, C1-C4 직쇄 또는 가지쇄 알콕시, 알킬 치환 설파닐, 페녹시, C3-C6 사이클로헤테로알킬 또는 치환 또는 비치환 아미노기에 의해 치환될 수 있다. The term “aryl group” means a substituted or unsubstituted monocyclic or polycyclic carbon ring which is wholly or partially unsaturated, and is preferably monoaryl or biaryl. It is preferable that monoaryl has 5-6 carbon atoms, and it is preferable that biaryl has 9-10 carbon atoms. Most preferably said aryl is substituted or unsubstituted phenyl. When monoaryl, such as phenyl, is substituted, substitutions may be made by various substituents at various positions, but preferably halo, hydroxy, nitro, cyano, C 1 -C 4 Substituted or unsubstituted straight or branched chain alkyl, C 1 -C 4 Straight or branched alkoxy, alkyl substituted sulfanyl, phenoxy, C 3 -C 6 cycloheteroalkyl or substituted or unsubstituted amino groups.

용어 “아미노알킬”은 알킬렌기를 통하여 모분자 부위(parent molecular moiety)에 결합된 -NH2기를 의미하며, 예를 들어 2-아미노-1-에틸렌, 3-아미노-1-프로필렌 및 2-아미노-1-프로필렌 등을 포함한다. 용어 “아릴아미노”는 아미노 라디칼에 의해 치환된 아릴 라디칼을 의미하며, 예를 들어, 페닐아미노, 1-나프틸아미노 및 디페닐아미노 등을 포함한다.The term “aminoalkyl” refers to a —NH 2 group bonded to a parent molecular moiety through an alkylene group, for example 2-amino-1-ethylene, 3-amino-1-propylene and 2-amino -1-propylene and the like. The term “arylamino” refers to an aryl radical substituted by an amino radical and includes, for example, phenylamino, 1-naphthylamino, diphenylamino and the like.

용어, “알콕시”는 -O알킬기를 의미하며, 예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, 부톡시, 이소부톡시, sec-부톡시, 펜틸옥시 및 헥실옥시 등을 포함한다.The term “alkoxy” means an —Oalkyl group and includes, for example, methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, pentyloxy and hexyloxy, and the like. do.

용어 “아릴옥시”는 “아릴-O?”기를 의미하며, 예컨대, 페녹시 및 나프톡시 등을 포함한다.The term "aryloxy" refers to the group "aryl-O?" And includes, for example, phenoxy and naphthoxy and the like.

용어 “아미노사이클로알킬”은 아미노 라디칼에 의해 치환된 사이클로알킬 라디칼을 의미한다. 용어 “아미노알케닐”은 아미노 라디칼에 의해 치환된 알케닐 라디칼을 의미한다. 용어 “아미노사이클로알케닐”은 아미노 라디칼에 의해 치환된 사이클로알케닐 라디칼을 의미한다.The term “aminocycloalkyl” refers to a cycloalkyl radical substituted by an amino radical. The term "aminoalkenyl" refers to an alkenyl radical substituted by an amino radical. The term “aminocycloalkenyl” refers to a cycloalkenyl radical substituted by an amino radical.

용어 “알킬옥시카보닐”은 -C(O)-O-알킬기를 의미하며, 용어 “아릴옥시카보닐”은 -C(O)-O-아릴기를 의미한다.The term "alkyloxycarbonyl" means a -C (O) -O-alkyl group, and the term "aryloxycarbonyl" means a -C (O) -O-aryl group.

용어 “알킬아미노카보닐”은 카보닐기를 통하여 모분자 부위(parent molecular moiety)에 결합된 알킬아미노기를 의미하며, 예를 들어 메틸아미노카보닐, 에틸아미노카보닐 및 이소-프로필아미노카보닐 등을 포함한다. 용어 “아릴아미노카보닐”은 카보닐기를 통하여 모분자 부위에 결합된 아릴아미노기를 의미한다. The term "alkylaminocarbonyl" refers to an alkylamino group bonded to a parent molecular moiety through a carbonyl group, for example methylaminocarbonyl, ethylaminocarbonyl, iso-propylaminocarbonyl, and the like. Include. The term "arylaminocarbonyl" refers to an arylamino group bonded to the parent molecular moiety through a carbonyl group.

용어 “아미노알릴”은 알릴기에 결합된 -NH2기를 의미한다. 용어 “시아노 알킬”은 알킬렌기를 통하여 모분자 부위에 결합된 -CN기를 의미한다.The term “aminoallyl” refers to an —NH 2 group bonded to an allyl group. The term “cyano alkyl” refers to a —CN group bonded to the parent molecular moiety through an alkylene group.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 실리콘-포함 중합체는 다양 한 작용기를 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 히드록시, 아미노, 나이트로, 설포닐, 시아노, 카르복실, 티올, 아민기 및 비닐기 등을 결합시켜 실리콘-포함 중합체를 개질화할 수 있다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 실리콘-포함 중합체는 아민기, 티올기, 비닐기, 시아노기 및 카르복실기로 구성된 군으로부터 선택되는 최소 1종의 작용기(functional group)로 개질화 한다.According to a preferred embodiment of the invention, the silicone-comprising polymers of the invention can combine various functional groups. For example, hydroxy, amino, nitro, sulfonyl, cyano, carboxyl, thiol, amine groups and vinyl groups can be combined to modify the silicone-comprising polymers. More preferably, the silicone-comprising polymer of the present invention is modified with at least one functional group selected from the group consisting of amine groups, thiol groups, vinyl groups, cyano groups and carboxyl groups.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 실리콘-포함 중합체 결합되는 작용기는 실리콘-포함 중합체의 제조와 동시에 실리콘-포함 중합체에 형성된다. 즉, 개질화된 실리콘-포함 중합체를 제조하는 경우, 여러 단계의 반응을 거치지 않고 한 단계의 반응만으로 제조할 수 있다. 더욱이, 반응을 가온이나 냉각하는 과정 없이 실온에서 실시 가능하기 때문에 온도조절 장치 없이 용이하게 개질화된 실리콘-포함 중합체를 제조할 수 있다. 이러한 작용기 도입 전략은 작용기가 결합된 실리콘-포함 중합체의 제조를 신속하면서도 경제적으로 제조할 수 있도록 한다.According to a preferred embodiment of the invention, the silicone-comprising polymer-bonded functional groups are formed in the silicone-comprising polymer simultaneously with the preparation of the silicone-comprising polymer. In other words, when producing a modified silicon-containing polymer, it can be prepared in one step reaction without going through several steps. Moreover, since the reaction can be carried out at room temperature without heating or cooling, the modified silicone-comprising polymer can be easily produced without a thermostat. This functional group introduction strategy allows for the rapid and economical preparation of the production of silicone-comprising polymers with functional groups attached.

작용기는 실리콘-포함 중합체에 의해 형성되는 3차원 형태, 예컨대 구(sphere)의 표면 또는 내부에 형성된다.The functional groups are formed in three-dimensional forms, such as the surface or inside of spheres, formed by the silicon-comprising polymer.

이러한 작용기성 실리콘-포함 중합체(functionalized silicone-containing polymer)는 작용기가 없는 중합체와 비교하여, 화학, 물리 및 기계적 특성이 크게 차이가 있다. 예를 들어, 실리콘-포함 중합체에 작용기가 결합함으로써, 표면 특성, 경도, 강도, 친수성(친유성), 팽윤성, 탄성, 신장성, 연화점, 내열성, 굴절률, 산화/환원력(redox potential), 전기음성도(극성), 밀도 및 내부 공간의 크기 등이 달라진다. 따라서 작용기를 실리콘-포함 중합체에 결합시켜 상술한 화학/물리 및 기계적 특성을 조절할 수 있다.These functionalized silicone-containing polymers differ greatly in chemical, physical and mechanical properties compared to polymers without functional groups. For example, by bonding functional groups to silicone-containing polymers, surface properties, hardness, strength, hydrophilicity (lipophilic), swelling, elasticity, extensibility, softening point, heat resistance, refractive index, redox potential, electronegative The degree (polarity), density and size of the internal space will vary. Thus, functional groups can be bonded to silicone-comprising polymers to control the chemical / physical and mechanical properties described above.

또한, 실리콘-포함 중합체에 결합된 작용기는 실리콘-포함 중합체가 산화/환원 반응을 유도할 수 있도록 한다. 예를 들어, 실리콘-포함 중합체에 작용기로서 아민기가 결합된 경우, 실리콘-포함 중합체에 의해 형성된 구(sphere) 내에서 환원 반응을 촉매할 수 있다. 보다 구체적으로, 실리콘-포함 중합체 내에 금 나노입자를 포집시키는 경우, 아민기를 갖는 실리콘-포함 중합체에 금 원소 공급원인 HAuCl4를 첨가하여 반응시키면, 실리콘-포함 중합체 내부에서 HAuCl4가 실리콘-포함 중합체 내에 존재하는 아민기에 의해 환원되어 금 나노입자가 형성되며, 또한 실리콘-포함 중합체의 표면에 금 나노입자에 의한 쉘(shell)이 만들어진다. 즉, 아민기가 결합된 본 발명의 실리콘-포함 중합체를 이용하면 소듐 시트레이트와 같은 환원제의 도움 없이도 HAuCl4만으로도 금 나노입자를 중합체 내에 형성시킬 수 있다.In addition, the functional groups bonded to the silicone-comprising polymer allow the silicone-comprising polymer to induce an oxidation / reduction reaction. For example, when the amine group is bonded as a functional group to the silicon-comprising polymer, it is possible to catalyze the reduction reaction in the sphere formed by the silicon-comprising polymer. More specifically, the silicon-reacted, including the addition of the gold element supply source HAuCl 4 in the polymer, the silicon-the HAuCl 4 silicon internally contains polymer, silicone having an amino group when an absorption of gold nanoparticles in the containing polymer containing polymer It is reduced by the amine groups present in it to form gold nanoparticles, and also a shell by the gold nanoparticles is made on the surface of the silicon-comprising polymer. That is, the silicon-comprising polymer of the present invention in which amine groups are bound allows gold nanoparticles to be formed in the polymer with only HAuCl 4 without the aid of a reducing agent such as sodium citrate.

또한, 실리콘-포함 중합체에 결합된 작용기는 실리콘-포함 중합체의 표면에 다른 유용한 분자를 컨쥬게이션(conjugation)시킬 수 있도록 한다. 실리콘-포함 중합체에 컨쥬게이션 될 수 있는 분자는 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 단백질, 펩타이드, DNA, RNA, PNA(peptide nucleic acid), 탄수화물 및 지질 등으로 구성된 군으로부터 선택되는 생체 분자(biomolecule)이다.In addition, the functional groups bonded to the silicon-comprising polymers allow for the conjugation of other useful molecules to the surface of the silicon-comprising polymers. The molecule that can be conjugated to the silicon-comprising polymer is not particularly limited, and is preferably a biomolecule selected from the group consisting of proteins, peptides, DNA, RNA, peptide nucleic acid (PNA), carbohydrates, lipids, and the like. to be.

본 발명의 실리콘-포함 중합체에 결합된 작용기에 다른 분자를 컨쥬게이션시키는 방법은 당업계에 잘 알려진 방법에 따라 실시할 수 있다. 예를 들어, 아민기가 결합된 실리콘-포함 중합체 입자의 경우, 알데하이드기가 포함된 링커(예컨 대, 글루타알데하이드)를 이용하여 아민-알데하이드 반응에 따라 단백질(예컨대, 항체)과 컨쥬게이션 될 수 있다. 또는 NHS(N-hydroxysuccinimide)-ester와 같은 이종기능링커(bifunctional linker)를 사용하여 티올(thiol)기를 함유한 분자와도 컨쥬게이션시킬 수 있다. 이와 같은 방법에 따르면, 항체와 같은 단백질 또는 아민이나 티올기 등이 도입된 DNA 등과 같은 생체분자 등을 실리콘-포함 중합체에 컨쥬게이션시킬 수 있다. 또한 실리콘-포함 중합체에 결합된 아민기의 경우, 무수 숙신산(succinic anhydride)와 같은 물질과 반응시켜 카르복실기로 전환시키고, 이 카르복실기는 EDC(dicyclohexylcarbodiimide)와 반응시킨 후 아민기를 함유한 생체분자와 컨쥬게이션 시킬 수 있다.Conjugation of other molecules to functional groups bound to the silicone-comprising polymers of the invention can be carried out according to methods well known in the art. For example, in the case of silicon-comprising polymer particles bound to amine groups, a linker containing an aldehyde group (eg, glutaraldehyde) may be used to conjugate with a protein (eg, an antibody) following the amine-aldehyde reaction. . Alternatively, a bifunctional linker such as NHS ( N- hydroxysuccinimide) -ester may be used to conjugate with a thiol-containing molecule. According to such a method, a protein such as an antibody or a biomolecule such as a DNA having an amine or a thiol group introduced therein can be conjugated to a silicon-containing polymer. In addition, in the case of the amine group bound to the silicone-containing polymer, it is converted into a carboxyl group by reacting with a substance such as succinic anhydride, which is then reacted with a dicyclohexylcarbodiimide (EDC) and then conjugated with a biomolecule containing an amine group. You can.

본 발명의 바람직한 구현 예에 따르면, 실리콘-포함 중합체 내부에 포집되는 기능성 물질은 형광물질, 색소, 금속입자 또는 자성입자이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the functional material collected inside the silicone-comprising polymer is a fluorescent substance, a pigment, a metal particle or a magnetic particle.

상기 형광물질의 예는 플루오레세인(fluorescein), FITC(fluoresein Isothiocyanate), 로다민 6G(rhodamine 6G), 로다민 B(rhodamine B), TAMRA(6-carboxy-tetramethyl-rhodamine), Cy-3, Cy-5, Texas Red, Alexa Fluor, DAPI(4,6-diamidino-2-phenylindole) 및 Coumarin 등을 포함한다. 상기 색소의 예는 치자색소, 에오신, 페놀 레드, 브로모페놀 블루, m-크레졸 퍼플 및 브로모크레졸 퍼플 등을 포함한다. 상기 금속입자의 예는 금, 은, 백금, 팔라듐 및 철 등을 포함한다. 상기 자성입자의 예는, 상자성(paramagnetic) 입자(예컨대, Gd(Ⅲ), Mn(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Cr(Ⅲ), Fe(Ⅱ), Fe(Ⅲ), Co(Ⅱ), Er(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Eu(Ⅲ) 및 Dy(Ⅲ)) 및 초상자성(superparamagnetic) 입자(예컨대, 마그네타이트, Fe3O4,γ-Fe2O3, 망간 페라이트, 코발트 페라이트 및 니켈 페라이트) 등을 포함한다.Examples of the fluorescent material are fluorescein (fluorescein), fluoresein isothiocyanate (FITC), rhodamine 6G (rhodamine 6G), rhodamine B (rhodamine B), TAMRA (6-carboxy-tetramethyl-rhodamine), Cy-3, Cy-5, Texas Red, Alexa Fluor, DAPI (4,6-diamidino-2-phenylindole), Coumarin and the like. Examples of such pigments include gardenia, eosin, phenol red, bromophenol blue, m-cresol purple, bromocresol purple and the like. Examples of the metal particles include gold, silver, platinum, palladium and iron. Examples of the magnetic particles include paramagnetic particles (eg, Gd (III), Mn (II), Cu (II), Cr (III), Fe (II), Fe (III), Co (II), Er (II), Ni (II), Eu (III) and Dy (III)) and superparamagnetic particles (eg magnetite, Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , manganese ferrite, cobalt ferrite and Nickel ferrite) and the like.

본 발명의 보다 바람직한 구현예에 따르면, 기능성 물질은 금 나노입자이고, 상기 실리콘-포함 중합체의 표면은 금 나노입자 쉘(shell)이 형성되어 있다.According to a more preferred embodiment of the invention, the functional material is gold nanoparticles, and the surface of the silicon-comprising polymer has a gold nanoparticle shell formed thereon.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 실리콘-포함 중합체는 폴리실세퀴옥산-계열의 중합체이다.According to a preferred embodiment of the invention, the silicone-comprising polymer of the invention is a polysilsesquioxane-based polymer.

본 발명의 실리콘-포함 중합체가 폴리실세퀴옥산-계열의 중합체인 경우, 바람직하게는, 폴리실세퀴옥산-계열의 중합체는 다음 화학식 2로 표시되는 단량체의 중합반응에 의해 형성된 것이다.When the silicone-containing polymer of the present invention is a polysilsesquioxane-based polymer, preferably, the polysilsesquioxane-based polymer is formed by polymerization of a monomer represented by the following formula (2).

화학식 2Formula 2

Figure 112007052846590-pat00004
Figure 112007052846590-pat00004

상기 화학식에서 R1은 수소, 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아릴아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 아미노알릴기, 히드록시, 아미노, 나이트로, 설포닐, 시아노, 티올, 카르복실 또는 에틸렌디아민이고, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기 또는 아릴기이며, n은 0 내지 5의 정수이다.In the above formula, R 1 is hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aminoalkylaminoalkyl group, aminoalkyl group, arylamino group, alkoxy group, aryloxy group, aminocycloalkyl group, aminoalkenyl group, aminocycloalkenyl group, Alkyloxycarbonyl, aryloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, arylaminocarbonyl group, aminoallyl group, hydroxy, amino, nitro, sulfonyl, cyano, thiol, carboxyl or ethylenediamine, R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group, and n is an integer from 0 to 5.

보다 바람직하게는, 상기 화학식 2에서 R1은 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아릴아미노기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 아미노알릴기, 아미노, 시아노, 티올, 카르복실 또는 에틸렌디아민이고, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기 또는 아릴기이며, n은 1 내지 3의 정수이다.More preferably, in Formula 2, R 1 is an alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aminoalkylaminoalkyl group, aminoalkyl group, arylamino group, aminocycloalkyl group, aminoalkenyl group, aminocycloalkenyl group, alkyloxycarbo Nyl, aryloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, arylaminocarbonyl group, aminoallyl group, amino, cyano, thiol, carboxyl or ethylenediamine, R 2 , R 3 and R 4 are independently of each other an alkyl group, cyclo Alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, n is an integer of 1-3.

폴리실세퀴옥산 입자를 제조하는 경우, 단량체 즉 전구체로는 다양한 알킬트리알콕시실란이 이용될 수 있으며, 예를 들어 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 아릴트리메톡시실란, 아릴트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리에톡시실란, N-메틸-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-메틸-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 4-아미노사이클로트리메톡시실란, 4-아미노사이클로트리에톡시실란, p-아미노페닐트리메톡시실란 및 p-아미노페닐트 리에톡시실란 등이 폴리실세퀴옥산의 제조에 이용될 수 있다. 이외에도 원하는 작용기를 가진 트리메톡시실란 또는 트리에톡시실란 등을 전구체로 하여 다양한 폴리실세퀴옥산 입자를 제조할 수 있다.When preparing the polysilsesquioxane particles, various alkyltrialkoxysilanes may be used as monomers or precursors, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane , 3-mercaptopropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, aryltrimethoxysilane, aryltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3-amino Propyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, N-methyl-3 -Aminopropyltrimethoxysilane, N-methyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3- Aminopropyltriethoxysilane, 4-aminocyclotrimethoxysilane, 4-aminocyclotri Ethoxysilane, p-aminophenyltrimethoxysilane, p-aminophenyltriethoxysilane, and the like can be used for the production of polysilsequioxane. In addition, various polysilsesquioxane particles may be prepared using as a precursor trimethoxysilane or triethoxysilane having a desired functional group.

구체적인 예로서, 아민기를 갖는 폴리실세퀴옥산-계열의 중합체(즉, 상기 화학식 2에서 R1, R2, R3 또는 R4, 바람직하게는 R1에 아민 화합물이 위치하는 경우)를 제조하는 경우, 다양한 단량체들이 이용될 수 있으며, 바람직하게는 아미노알킬트리알콕시실란이 이용되며, 보다 바람직하게는 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-메틸-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-메틸-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 4-아미노사이클로트리메톡시실란, 4-아미노사이클로트리에톡시실란, p-아미노페닐트리메톡시실란 및 p-아미노페닐트리에톡시실란이 이용되며, 반응성과 취급 용이성을 고려하면 3-아미노프로필트리메톡시실란 및 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란이 가장 바람직하다.As a specific example, poly silse quinolyl dioxane having an amine-for producing a polymer of the series (that is, if the amine compound is located in R 1, R 2, R 3 or R 4, preferably R 1 in the general formula (2)) In this case, various monomers can be used, preferably aminoalkyltrialkoxysilane is used, more preferably 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-methyl-3- Aminopropyltrimethoxysilane, N-methyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-amino Propyltriethoxysilane, 4-aminocyclotrimethoxysilane, 4-aminocyclotriethoxysilane, p-aminophenyltrimethoxysilane and p-aminophenyltriethoxysilane are used, and reactivity and ease of handling Considering 3-aminopropyltrimethoxysilane and N- (2-a No-ethyl) -3-aminopropyl trimethoxysilane is most preferred.

한편, 실리콘-포함 중합체, 특히 폴리실세퀴옥산을 제조할 때, 반응시간을 더욱 단축하기 위해 촉매로 사용된 상기 화학식 1 또는 2의 화합물에 더하여 또 다른 촉매로 알칼리성 용액을 이용할 수 있으나, 알칼리성 용액을 첨가함 없이 상기 화학식 1 또는 2의 화합물을 자체 촉매로 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, when preparing a silicone-containing polymer, in particular polysilsequioxane, an alkaline solution may be used as another catalyst in addition to the compound of Formula 1 or 2 used as a catalyst to further shorten the reaction time. It is preferable to use the compound of Formula 1 or 2 as a self catalyst without adding the above.

본 발명에서 이용되는 실리콘-포함 중합체의 크기는 특별히 제한되지 않으며, 이 크기는 중합체 생성반응의 시간, 단량체(전구체)의 양, 용매의 양 및 계면 활성제 첨가 등 여러 가지 조건을 변경함으로써 적절히 조절할 수 있다. 실리콘-포함 중합체의 입자 크기는 수십 nm 내지 수십 μm 사이이다.The size of the silicone-containing polymer used in the present invention is not particularly limited, and the size can be appropriately adjusted by changing various conditions such as the time of polymer formation reaction, the amount of monomer (precursor), the amount of solvent and the addition of surfactant. have. The particle size of the silicone-comprising polymer is between several tens of nm and tens of microns.

실리콘-포함 중합체의 입자크기 및 입도분포를 조절할 수 있는 계면활성제는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 소르비탄트리오레이트, 소르비탄세스키오레이트, 소르비탄세스키스테아레이트, 소르비탄모노스테아레이트, 소르비탄모노라우레이트, 소르비탄모노팔미테이트 등의 소르비탄지방산에스테르, 글리세린모노스테아레이트, 글리세린모노오레이트 등의 글리세린지방산에스테르, 디글리세린디오레이트, 디글리세린모노오레이트, 디글리세린모노스테아레이트, 테트라글리세린모노오레이트, 테트라글리세린모노스티아레이트 등의 폴리글리세린지방산에스테르, 펜타에리스리토모노스테아레이트, 펜타에리스리토모노팔미테이트 등의 펜타에리스리토지방산에스테르, 프로필렌글리콜모노스테아레이트, 프로필렌글리콜모노라우레이트 등의 프로필렌글리콜지방산에스테르, 디에틸렌글리콜모노스테아레이트, 디에틸렌글리콜모노라우레이트 등의 디에틸렌글리콜지방산에스테르, 슈크로즈트리스테아레이트, 슈크로즈팔미테이트, 슈크로즈디라우레이트 등의 다당지방산에스테르, 세틸트리아미노브로마이드 등을 이용할 수 있다. 바람직하기로는 폴리옥시에틸렌소르비탄 등의 지방산에스테르인 트윈, 소르비탄지방산에스테르인 스팬 및 세틸트리아미노브로마이드를 이용한다.Surfactants that can control the particle size and particle size distribution of the silicone-containing polymer are not particularly limited, and for example, sorbitan trioleate, sorbitan sesquiorate, sorbitan sesquistearate, sorbitan monostearate Glycerol fatty acid esters such as sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, glycerin monostearate, glycerin monooleate, diglycerin diorate, diglycerin monoorate, diglycerin monostearate Pentaerythritol fatty acid esters such as polyglycerol fatty acid esters such as tetraglycerol monoorate and tetraglycerol monostearate, pentaerythritol monostearate, pentaerythrito monopalmitate, propylene glycol monostearate, and propylene glycol mono Laurate Diethylene glycol fatty acid ester, such as propylene glycol fatty acid ester, diethylene glycol monostearate, and diethylene glycol monolaurate, polysaccharide fatty acid ester, such as sucrose tristearate, sucrose palmitate, and sucrose dilaurate, cetyl Liaminobromide and the like can be used. Preferably, Tween which is fatty acid ester, such as polyoxyethylene sorbitan, Span which is sorbitan fatty acid ester, and cetyl triamino bromide are used.

본 발명에서 이용되는 실리콘-포함 중합체, 특히 폴리실세퀴옥산은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 바람직하게는 구형(sphere)의 형상을 갖는다. 본 발명의 실리콘-포함 중합체, 특히 폴리실세퀴옥산이 구형의 형상을 갖게 되면, 본 발명의 중합체의 입자의 균일성 또는 균질성이 크게 개선되는 이점이 있다. 또한, 이러한 구형의 입자는 다른 형상의 입자보다는 다른 분자와의 충돌 기회(즉, 반응 기회)를 증가시키는 이점이 있으며, 내부에 기능성을 물질을 포집하는 데에도 매우 유리하다.The silicone-comprising polymers, in particular polysilsesquioxanes, used in the present invention may have a variety of shapes, and preferably have a spherical shape. When the silicone-containing polymer of the present invention, in particular polysilsesquioxane, has a spherical shape, there is an advantage that the uniformity or homogeneity of the particles of the polymer of the present invention is greatly improved. In addition, these spherical particles have the advantage of increasing the chance of collision with other molecules (ie reaction opportunities) than particles of other shapes, and is also very advantageous for trapping functional materials therein.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 폴리실세퀴옥산 및 (b) 상기 폴리실세퀴옥산의 내부에 포집된 기능성 물질을 포함하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체에 있어서, 상기 폴리실세퀴옥산은 구형(sphere)의 형상을 가지며 다음 화학식 2로 표시되는 단량체의 중합반응에 의해 형성되며, 상기 기능성 물질은 형광물질 또는 금 나노입자인 것을 특징으로 하는 기능성 폴리실세퀴옥산의 복합체를 제공한다:According to another aspect of the present invention, the present invention provides a composite of a functional silicone-comprising polymer comprising (a) polysilsesquioxane and (b) a functional material trapped inside of the polysilsesquioxane, wherein the poly Silsesquioxane has a spherical shape and is formed by polymerization of a monomer represented by Formula 2, wherein the functional material is a complex of functional polysilsesquioxane, characterized in that it is a fluorescent material or gold nanoparticles. to provide:

화학식 2Formula 2

Figure 112007052846590-pat00005
Figure 112007052846590-pat00005

상기 화학식에서 R1은 수소, 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아릴아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 아미노알릴기, 히드록시, 아미노, 나이트로, 설포닐, 시아노, 티올, 카르복실 또는 에틸렌디아민이고, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기 또는 아릴기이며, n은 0 내지 5의 정수이다.In the above formula, R 1 is hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aminoalkylaminoalkyl group, aminoalkyl group, arylamino group, alkoxy group, aryloxy group, aminocycloalkyl group, aminoalkenyl group, aminocycloalkenyl group, Alkyloxycarbonyl, aryloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, arylaminocarbonyl group, aminoallyl group, hydroxy, amino, nitro, sulfonyl, cyano, thiol, carboxyl or ethylenediamine, R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group, and n is an integer from 0 to 5.

본 발명의 폴리실세스퀴옥산 복합체는 특히 형광물질을 포집하는 데 적합하다.The polysilsesquioxane complex of the present invention is particularly suitable for capturing fluorescent material.

본 발명의 실리콘-포함 중합체, 특히 폴리실세퀴옥산 구형 입자는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 및 부탄올 등의 알코올계 용매; 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜에틸에테르 및 프로필렌글리콜에틸에테르 등의 에테르알코올계 용매; 디에틸에테르, 테트라하이드로퓨란 및 디옥산 등의 에테르계 용매; 아세톤 및 메틸에틸케톤 등의 케톤계 용매; 물; 및 이들의 혼합용매 하에서 제조하는 것이 가능하나, 상기 용매로 물을 사용하는 것이 비용 및 취급용이성 측면에서 바람직하다.The silicone-comprising polymers of the present invention, in particular the polysilsesquioxane spherical particles, include alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol and butanol; Ether alcohol solvents such as ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether and propylene glycol ethyl ether; Ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane; Ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; water; And it is possible to prepare under a mixed solvent thereof, it is preferable to use water as the solvent in terms of cost and ease of handling.

상술한 바와 같이, 본 발명의 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체는 매우 간단한 공정을 통하여 제조된다.As mentioned above, the composite of the functional silicone-comprising polymer of the present invention is prepared through a very simple process.

예를 들어, 형광물질 또는 색소를 내포하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체를 제조하는 경우에는 실리콘-포함 중합체의 전구체와 형광물질 또는 색소를 혼합하고 상온에서 일정시간 방치하면 형광물질 또는 색소를 내포하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체가 자발적으로 제조된다. 즉, 한 단계의 반응만으로 형광물질 또는 색소를 내포하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체를 제조할 수 있다.For example, when preparing a composite of a functional silicone-containing polymer containing a fluorescent substance or a dye, a precursor of the silicone-containing polymer and a fluorescent substance or a pigment are mixed and left at room temperature for a certain time to contain a fluorescent substance or a pigment. Composites of functional silicone-comprising polymers are produced spontaneously. That is, a complex of a functional silicone-containing polymer containing a fluorescent substance or a pigment may be prepared in only one step.

이와 같은 간단한 공정은 종래 기술들의 복잡한 공정들과 비교해 보았을 때 매우 놀라운 것이다.This simple process is surprising when compared to the complex processes of the prior art.

또한, 금속입자 또는 자성입자를 내포하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체를 제조하는 경우에는 실리콘-포함 중합체의 전구체를 이용하여 제조된 실리콘-포함 중합체에 금속 또는 자성 원소의 공급원을 처리하면 실리콘-포함 중합체 내부에서 금속입자 및 자성입자가 제조되어 금속입자 또는 자성입자를 내포하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체를 간편하게 제조할 수 있다.In addition, when preparing a composite of a functional silicon-containing polymer containing metal particles or magnetic particles, the silicon-containing polymer may be prepared by treating a source of a metal or magnetic element with a silicon-containing polymer prepared using a precursor of the silicon-containing polymer. Metal particles and magnetic particles can be prepared inside the polymer to conveniently prepare a composite of functional silicone-comprising polymers containing metal particles or magnetic particles.

예컨대, 금 나노입자를 내포하는 실리콘-포함 중합체의 복합체를 제조하는 경우, 실리콘-포함 중합체의 전구체를 이용하여 제조된 실리콘-포함 중합체에 염화금산(Hydrogen tetrachloroaurate trihydrate, HAuCl4?3H2O)을 첨가하여 고온(약 60℃)에서 일정시간 가열 반응시키면 금 나노입자가 내포된 실리콘-포함 중합체의 복합체를 얻을 수 있다. 즉, 금 나노입자가 내포된 본 발명의 실리콘-포함 중합체의 복합체는 통상적으로 이용되는 환원제를 필요로 하지 않는다. 염화금산 이외에 질산은(AgNO3), 염화백금산(Hydrogen hexachloroplatinate(Ⅳ) hydrate, HPtCl6?H2O), 사염화팔라듐나트륨(Sodium tetrachloropalladate(Ⅱ), NaPdCl4), 아세틸아세토네이트 철(Ⅱ) 및 아세틸아세토네이트 철(Ⅲ)을 이용하여, 금속입자 또는 자성입자가 내포된 실리콘-포함 중합체의 복합체를 간편하게 얻을 수 있다.For example, when preparing a composite of a silicon-containing polymer containing gold nanoparticles, hydrochloric acid (Hydrogen tetrachloroaurate trihydrate (HAuCl 4 -3H 2 O)) was added to a silicon-containing polymer prepared using a precursor of the silicon-containing polymer. By adding and heating at a high temperature (about 60 ° C.) for a certain time, a composite of a silicon-containing polymer containing gold nanoparticles can be obtained. That is, the composite of the silicone-comprising polymer of the present invention containing gold nanoparticles does not require a reducing agent that is commonly used. In addition to gold chloride, silver nitrate (AgNO 3 ), chloroplatinic acid (Hydrogen hexachloroplatinate (IV) hydrate, HPtCl 6 -H 2 O), sodium tetrachloropalladate (II), NaPdCl 4 ), acetylacetonate iron (II) and acetyl Using acetonate iron (III), a composite of a silicon-comprising polymer containing metal particles or magnetic particles can be easily obtained.

금 나노입자를 내포하는 실리콘-포함 중합체의 복합체를 제조하는 또 다른 방법은 염화금산 수용액과 실리콘-포함 중합체의 전구체를 임의의 온도와 압력에서 서로 반응시키는 방법을 사용할 수 있다.Another method of preparing a composite of silicon-comprising polymers containing gold nanoparticles may employ a method in which an aqueous solution of gold chloride and a precursor of the silicon-comprising polymer are reacted with each other at any temperature and pressure.

금 나노입자와 실리콘-포함 중합체의 복합체를 얻을 수 있는 다른 방법은 당업계에서 흔히 사용되는 금 나노입자 제조 방법으로 환원제를 처리하여 형성된 금 나노입자와 아민기를 포함하는 실리콘-포함 중합체를 pH 7.0-10.0 범위에서 혼합시키는 것이다. 금 나노입자를 만드는 방법은 Hayat가 저술한 문헌(Hayat, M. A. Colloidal Gold, Principles, Methods and Applications ; Academic Press: New York, 1989.)을 비롯하여 여러 문헌에 나타나 있는 방법을 사용할 수 있다. 또는 작은 크기의 금 나노입자를 아민기를 포함하는 실리콘-포함 중합체에 결합시키고, 염화금이온 용액을 첨가하여 쉘 성장(shell growth)을 시키는 씨드 성장(Seed growth)이라고 알려진 Jana, N. R. 등에 의한 방법(Jana, N. R.; Gearheart, L.; Murphy, C. J. Evidence for Seed-Mediated Nucleation in the Chemical Reduction of Gold Salts to Gold Nanoparticles. Chem. Mater. 2001, 13, 2313-2322.)을 사용할 수 있다.Another method of obtaining a complex of gold nanoparticles and a silicon-containing polymer is a method of preparing gold nanoparticles, which is commonly used in the art, and includes a silicon-containing polymer containing gold nanoparticles and amine groups formed by treating a reducing agent with a pH 7.0- Mixing in the 10.0 range. Methods for making gold nanoparticles can be used in the literature, including those described by Hayat (Hayat, M. A. Colloidal Gold, Principles, Methods and Applications; Academic Press: New York, 1989.). Or by Jana, NR or the like, known as seed growth, in which small-sized gold nanoparticles are bonded to a silicon-containing polymer including an amine group and shell growth is added by adding a gold chloride ion solution (Jana). (NR; Gearheart, L .; Murphy, CJ Evidence for Seed-Mediated Nucleation in the Chemical Reduction of Gold Salts to Gold Nanoparticles.Chem. Mater. 2001, 13, 2313-2322.).

이와 유사하게 이미 형성되어 있는 금 나노 입자 콜로이드에서 실리콘-포함 중합체로부터 구를 제조하는 방법을 사용해도 금 나노 입자가 포함된 실리콘 레진 구를 제조할 수 있다.Similarly, a method of preparing spheres from silicon-comprising polymers in already formed gold nanoparticle colloids can be used to prepare silicone resin spheres containing gold nanoparticles.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실리콘-포함 중합체의 복합체는 다양한 응용분야를 갖는다.As mentioned above, the composite of the silicone-comprising polymer of the present invention has a variety of applications.

예를 들어, 본 발명의 실리콘-포함 중합체의 복합체에 항체가 컨쥬게이션된 경우, 본 발명의 복합체는 다양한 면역분석에 이용될 수 있다. 면역분석은 종래 에 개발된 다양한 면역분석(immunoassay) 또는 면역염색(immunostaining) 프로토콜에 따라 실시될 수 있다. 상기 면역분석 또는 면역염색 포맷은 방사능면역분석, 방사능면역침전, 면역침전, ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay), 캡처-ELISA, 억제 또는 경재 분석, 샌드위치 분석, 유세포 분석(flow cytometry), 면역형광염색 및 면역친화성 정제를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 면역분석 또는 면역염색의 방법은 Enzyme Immunoassay, E. T. Maggio, ed., CRC Press, Boca Raton, Florida, 1980; Gaastra, W., Enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA), in Methods in Molecular Biology, Vol. 1, Walker, J.M. ed., Humana Press, NJ, 1984; 및 Ed Harlow and David Lane, Using Antibodies:A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1999에 기재되어 있으며, 상기 문헌은 본 명세서에 참조로서 삽입된다.For example, when an antibody is conjugated to a complex of a silicone-comprising polymer of the invention, the complex of the invention can be used for various immunoassays. Immunoassays can be performed according to various immunoassays or immunostaining protocols developed in the prior art. The immunoassay or immunostaining format may include radioimmunoassay, radioimmunoprecipitation, immunoprecipitation, ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay), capture-ELISA, inhibition or hardwood analysis, sandwich analysis, flow cytometry, immunofluorescence staining. And immunoaffinity tablets. The immunoassay or method of immunostaining is described in Enzyme Immunoassay , ET Maggio, ed., CRC Press, Boca Raton, Florida, 1980; Gaastra, W., Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), in Methods in Molecular Biology , Vol. 1, Walker, JM ed., Humana Press, NJ, 1984; And Ed Harlow and David Lane, Using Antibodies: A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1999, which is incorporated herein by reference.

예를 들어, 항체가 컨쥬게이션된 본 발명의 복합체를 이용하여 방사능면역분석을 실시하는 경우, 방사능동위원소(예컨대, C14, I125, P32 S35)로 레이블링된 항체를 이용하여 특정 단백질을 검출할 수 있다.For example, when radioimmunoassays are performed using the conjugates of the present invention conjugated with antibodies, radioisotopes (eg, C 14 , I 125 , P 32). And Antibodies labeled S 35 ) can be used to detect specific proteins.

항체가 컨쥬게이션된 본 발명의 복합체를 이용하여 면역분석을 실시하는 경우, 본 발명의 복합체는 일차항체 또는 이차항체의 표지체나 지지체로 이용할 수 있다. 항원과의 결합 여부는 본 발명의 복합체가 내포되어 있는 기능성 물질, 예컨대, 형광물질, 색소, 금속입자 또는 자성입자로부터 나오는 시그널을 이용하여 검출할 수 있다.When performing an immunoassay using the complex of the present invention conjugated with an antibody, the complex of the present invention can be used as a label or a support of a primary antibody or a secondary antibody. The binding to the antigen can be detected using a signal from a functional substance containing the complex of the present invention, such as a fluorescent substance, a dye, a metal particle or a magnetic particle.

한편, 본 발명의 복합체는 형광 현미경을 이용한 세포 및 조직 검사, DNA 중합 반응에 의한 반응물의 검출, 분자 이미징(molecular imaging), 바이오칩, 바이오센서, 섬유, 고무, 종이, 피혁, 플라스틱, 식품, 화장품 및 색소 레이저 등에 이용할 수 있다.On the other hand, the complex of the present invention is a cell and tissue examination using a fluorescence microscope, the detection of reactants by DNA polymerization reaction, molecular imaging (molecular imaging), biochips, biosensors, fibers, rubber, paper, leather, plastics, food, cosmetics And dye lasers.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(ⅰ) 본 발명은 기능성 물질을 안정되게 포집하는 수단으로서 특정 단량체로 제조된 실리콘-포함 중합체를 이용한다.(Iii) The present invention utilizes silicone-containing polymers made of specific monomers as a means of stably collecting functional materials.

(ⅱ) 작용기를 가지는 본 발명의 실리콘-포함 중합체의 복합체는 작용기의 종류 및 함유 비율을 조절함으로써, 원하는 화학, 물리 및 기계적 특성을 갖도록 할 수 있다.(Ii) The composite of the silicone-comprising polymer of the present invention having a functional group can be made to have desired chemical, physical and mechanical properties by adjusting the type and content of functional groups.

(ⅲ) 작용기를 가지는 본 발명의 실리콘-포함 중합체의 복합체는 작용기가 가지는 산화/환원 포텐셜을 이용하여 복합체 내부에서 산화/환원 반응을 진행시킬 수 있다. 이 장점은 금 나노입자가 내포된 복합체를 제조하는 경우 매우 유리하게 작용한다.(Iii) The complex of the silicone-containing polymer of the present invention having a functional group can proceed the oxidation / reduction reaction inside the complex using the oxidation / reduction potential of the functional group. This advantage works very advantageously when producing complexes containing gold nanoparticles.

(ⅳ) 작용기를 가지는 본 발명의 실리콘-포함 중합체의 복합체에는 작용기를 통하여 다양한 다른 분자를 결합시킬 수 있으며, 이는 본 발명의 복합체의 응용성을 크게 증대시킨다.(Iii) The complex of the silicone-comprising polymer of the present invention having a functional group can bind various other molecules through the functional group, which greatly increases the applicability of the complex of the present invention.

(ⅴ) 형광물질 또는 색소를 내포하는 본 발명의 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체는 하나의 단계만으로 제조할 수 있으며, 금속입자 또는 자성입자를 내포 하는 본 발명의 복합체도 매우 간단한 공정을 통하여 제조될 수 있다.(Iii) The composite of the functional silicone-containing polymer of the present invention containing a fluorescent substance or a pigment may be prepared in one step, and the composite of the present invention containing a metal particle or magnetic particle may be prepared through a very simple process. Can be.

(ⅵ) 본 발명의 복합체는, 면역분석, 형광 현미경을 이용한 세포 및 조직 검사, DNA 중합 반응에 의한 반응물의 검출, 분자 이미징, 바이오칩, 바이오센서, 섬유, 고무, 종이, 피혁, 플라스틱, 식품, 화장품 및 색소 레이저 등에 이용될 수 있다.(Iii) The complex of the present invention can be used for immunoassay, cell and tissue examination using fluorescence microscope, detection of reactants by DNA polymerization reaction, molecular imaging, biochip, biosensor, fiber, rubber, paper, leather, plastic, food, It can be used in cosmetics and dye lasers.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention. .

실시예Example

실시예Example 1:  One: 아민기를An amine group 함유한 형광물질- Contains fluorescent substance 폴리실세퀴옥산Polysilsesquioxane 구형 복합체의 제조 Preparation of Spherical Complexes

25 μM 로다민 6-G(Aldrich, 미국) 수용액 20 mL과 25 μM 플루오레세인(Aldrich, 미국) 수용액 각각에 메틸트리메톡시실란(Aldrich, 미국) 1 mL과 3-아미노프로필트리메톡시실란(Aldrich, 미국) 0.1 mL을 첨가하고, 잘 혼합한 다음 상온에서 2시간 이상 방치하였다. 생성된 폴리실세퀴옥산 구형 복합체는 아민기를 함유하고 있으며 로다민의 경우 분홍색을, 플루오레세인의 경우 연한 녹색을 띤다. 구형 복합체의 회수를 위해 10,000 g에서 10분간 원심분리한 후 상등액이 투명해질 때 까지 침전물을 증류수로 3회 이상 세척하였다. 구형 복합체를 형광 현미경 (Olymphus IX-71, 미국)으로 관찰한 결과 형광을 나타내는 폴리실세스퀴옥한 구형 복합체를 확인하였다(도 2a 및 도 2b). 20 mL of 25 μM Rhodamine 6-G (Aldrich, USA) and 1 mL of methyltrimethoxysilane (Aldrich, USA) and 3-aminopropyltrimethoxysilane, respectively, in 25 μM Fluorescein (Aldrich, USA) (Aldrich, USA) 0.1 mL was added, mixed well and left at room temperature for at least 2 hours. The resulting polysilsesquioxane spherical complex contains an amine group and is pink for rhodamine and light green for fluorescein. After centrifugation at 10,000 g for 10 minutes to recover the spherical complex, the precipitate was washed three times or more with distilled water until the supernatant became clear. Spherical complexes were observed under a fluorescence microscope (Olymphus IX-71, USA) to identify polysilsesquioxane spherical complexes exhibiting fluorescence (FIGS. 2A and 2B).

도 2a-2b에서 볼 수 있듯이, 형광물질-폴리실세퀴옥산 구형 복합체는 매우 강한 형광을 나타내고 있으며, 장시간 빛에 노출시켜도 광표백 현상이 나타나지 않았다.As can be seen in Figures 2a-2b, the fluorescent material-polysilsesquioxane spherical complex shows a very strong fluorescence, and the photobleaching phenomenon did not appear even when exposed to light for a long time.

실시예Example 2:  2: 아민기를An amine group 함유하지 않은 형광물질- Free fluorescent substance 폴리실세퀴옥산Polysilsesquioxane 구형 복합제의 제조 Preparation of Spherical Composites

3 wt% 로다민 6G 에탄올 용액 50 μL와 메틸트리메톡시실란 0.1 mL를 혼합한 후, 트리에틸아민 10 μL를 투입한 후 교반하여 2시간 방치하였다. 구형 복합체의 회수를 위해 10,000 g에서 10분간 원심분리한 후 상등액이 투명해질 때 까지 침전물을 증류수로 3회 이상 세척하였다. 구형 복합체를 형광 현미경으로 관찰한 결과 형광을 나타내는 폴리실세스퀴옥한 구형 복합체를 확인하였다After mixing 50 µL of 3 wt% Rhodamine 6G ethanol solution and 0.1 mL of methyltrimethoxysilane, 10 µL of triethylamine was added thereto, followed by stirring for 2 hours. After centrifugation at 10,000 g for 10 minutes to recover the spherical complex, the precipitate was washed three times or more with distilled water until the supernatant became clear. Spherical complexes were observed under a fluorescence microscope to identify polysilsesquioxane spherical complexes exhibiting fluorescence.

실시예Example 3:  3: 아민기를An amine group 함유한 천연색소- Natural Colors Containing 폴리실세퀴옥산Polysilsesquioxane 구형 복합체의 제조 Preparation of Spherical Complexes

천연색소로 치자 색소 수용액 20 mL에 메틸트리메톡시실란 1 mL과 3-아미노프로필트리메톡시실란 0.1 mL을 가한 후 잘 혼합하고 상온에서 2시간 이상 방치하였다. 구형 복합체의 회수를 위해 10,000 g에서 10분간 원심분리한 후 상등액이 투명해질 때 까지 침전물을 증류수로 3회 이상 세척한 후 상온에서 건조시켰다(도 3). 1 mL of methyltrimethoxysilane and 0.1 mL of 3-aminopropyltrimethoxysilane were added to 20 mL of aqueous solution of Gardenia pigment with natural pigment, and then mixed well and left at room temperature for 2 hours or more. After centrifugation at 10,000 g for 10 minutes to recover the spherical complex, the precipitate was washed three times or more with distilled water until the supernatant became clear and dried at room temperature (FIG. 3).

도 3에서 볼 수 있듯이, 천연색소인 황색, 녹색, 적색 치자색소와 폴리실세 스퀴옥산 구형 복합체를 제조하면 각각의 색상에 해당하는 복합체를 분말 상태로 얻을 수 있었다.As can be seen in Figure 3, by preparing a spherical complex of natural pigments yellow, green, red gardenia and polysilse squioxane spherical complex was able to obtain a complex corresponding to each color in a powder state.

실시예Example 4: 금 나노입자가 코팅된 형광 물질- 4: fluorescent material coated with gold nanoparticles- 폴리실세퀴옥산Polysilsesquioxane 구형 복합체에 제조 Manufactured on spherical complex

상기 실시예 1에서 제조된 플루오레세인과 로다민 6G를 함유한 폴리실세퀴옥산 구형 복합체에 염화금이온(HAuCl4, Aldrich, 미국)이 0.01% 되도록 첨가한 후 60℃에서 48시간 가열하였다. 구형 복합체의 회수를 위해 10,000 g에서 5분간 원심분리한 후 상등액을 증류수로 3회 세척하여 적색 내지 보라색의 혼성물을 얻었다(도 4). Gold chloride ions (HAuCl 4, Aldrich, USA) were added to the polysilsesquioxane spherical composite containing fluorescein and rhodamine 6G prepared in Example 1 to 0.01%, and then heated at 60 ° C. for 48 hours. After centrifugation at 10,000 g for 5 minutes to recover the spherical complex, the supernatant was washed three times with distilled water to obtain a red to purple hybrid (FIG. 4).

도 4에서 볼 수 있듯이, 이 혼성물은 가시광 영역에서 적색 내지 자주색을 띠며 형광 현미경으로 관찰 시 플루오레세인과 폴리실세스퀴옥산 구형 복합체에 금 나노입자를 코팅한 입자는 녹색을, 로다민과 폴리실세스퀴옥산 구형 복합체에 금 나노입자를 코팅한 입자는 적색의 형광을 나타내었으며, 전체적인 형광의 세기는 금 나노입자의 코팅으로 인해 실시예 1에서 제조한 입자 보다 감소하였다. As can be seen in Figure 4, the hybrids are red to purple in the visible region and when observed under a fluorescence microscope, the particles coated with gold nanoparticles on the fluorescein and polysilsesquioxane spherical complex is green, Rhodamine and The particles coated with the gold nanoparticles on the polysilsesquioxane spherical composite showed red fluorescence, and the overall fluorescence intensity was reduced than the particles prepared in Example 1 due to the coating of the gold nanoparticles.

실시예Example 5: 금 나노입자가 함유된  5: containing gold nanoparticles 폴리실세스퀴옥산Polysilsesquioxane 구형 복합체의 직접 제조 Direct Preparation of Spherical Complexes

염화금이온 0.01%를 함유한 수용액 5 mL에 비닐트리메톡시실란 0.5 mL를 넣고 교반한 후, 여기에 3-아미노프로필트리메톡시실란 0.05 mL를 투입하고 약 20초간 격렬히 교반한 후 방치하면 금 나노입자를 함유한 구형 입자가 형성된다. 이 렇게 얻어진 입자는 표면이 다소 평활하지 않은 특징을 가진다(도 5).0.5 mL of vinyltrimethoxysilane was added to 5 mL of an aqueous solution containing 0.01% of gold chloride ions, followed by stirring. Then, 0.05 mL of 3-aminopropyltrimethoxysilane was added thereto, vigorously stirred for about 20 seconds, and left to stand. Spherical particles containing the particles are formed. The particles thus obtained have the feature that the surface is somewhat smooth (FIG. 5).

실시예Example 6: 금 나노 입자와  6: with gold nanoparticles 로다민이Rhodamine 함유된  Contained 폴리실세스퀴옥산Polysilsesquioxane 구형 복합체의 직접 제조 Direct Preparation of Spherical Complexes

염화금이온 0.01 %를 함유산 수용액 5 mL 및 로다민 0.1% 수용액 1 mL에 메틸트리메톡시 실란 0.5 mL를 넣고 교반한 후, 여기에 3-아미노프로필트리메톡시실란 0.05 mL를 투입하고 약 20초간 격렬히 교반한 후 방치하면 금 나노입자와 로다민을 함유한 구형 입자가 형성된다. 이렇게 얻어진 구는 도 5의 구와 비슷한 형상을 가지며 형광을 나타낸다.0.5 mL of methyltrimethoxy silane was added to 5 mL of an aqueous acid solution containing 0.01% of gold chloride ion and 1 mL of an aqueous 0.1% solution of rhodamine, followed by stirring. Then, 0.05 mL of 3-aminopropyltrimethoxysilane was added thereto for about 20 seconds. After stirring vigorously, spherical particles containing gold nanoparticles and rhodamine are formed. The sphere thus obtained has a shape similar to that of FIG. 5 and shows fluorescence.

실시예Example 7: 금 콜로이드 입자 존재하의 금을 함유한  7: containing gold in the presence of gold colloidal particles 폴리실세스퀴옥산Polysilsesquioxane 구형 복합체의 제조 Preparation of Spherical Complexes

3 nm 금 입자를 0.1% 함유한 콜로이드 용액 5 mL에 비닐 트리메톡시 실란 0.5 mL와 3-아미노프로필트리메톡시실란 0.05 mL를 투입하고 약 20초간 격렬히 교반한 후 방치하면 금 나노입자를 함유한 구형 입자가 형성된다.0.5 mL of vinyl trimethoxy silane and 0.05 mL of 3-aminopropyltrimethoxysilane were added to 5 mL of a colloidal solution containing 0.1% of 3 nm gold particles, stirred vigorously for about 20 seconds, and left to contain gold nanoparticles. Spherical particles are formed.

실시예Example 8: 금 콜로이드 입자 존재하의 금 및  8: gold in the presence of gold colloidal particles and 로다민을Rhodamine 함유한  Containing 폴리실세스퀴옥산Polysilsesquioxane 구형 복합체의 제조 Preparation of Spherical Complexes

3 nm 금 입자를 0.1% 함유한 콜로이드 용액과 로다민 6G 0.1%를 함유한 수용액 1mL를 혼합하고 여기에 5 mL에 메틸 트리메톡시 실란 0.5 mL와 3-아미노프로필 트리메톡시실란 0.05 mL를 투입하고 약 20초간 격렬히 교반한 후 방치하면 금 나노입자를 함유한 구형 입자가 형성된다.Mix 1 mL of a colloidal solution containing 0.1% of 3 nm gold particles with 1 mL of an aqueous solution containing 0.1% of rhodamine 6G, and add 0.5 mL of methyl trimethoxy silane and 0.05 mL of 3-aminopropyl trimethoxysilane to 5 mL. After stirring vigorously for about 20 seconds and left to form spherical particles containing gold nanoparticles.

실시예Example 9:  9: 설폰기를Sulfone 함유한 색소- Pigment containing 폴리실세퀴옥산Polysilsesquioxane 구형 복합체의 제조 Preparation of Spherical Complexes

색소로 설폰(sulfone)기를 함유한 페놀 레드(Phenol red), 브로모페놀 블루(Bromophenol blue), m-크레졸 퍼플(m-Cresol Purple) 또는 브로모크레졸 퍼플(Bromocresol Purple) 색소 수용액 20 mL에 메틸트리메톡시실란 1 mL과 3-아미노프로필트리메톡시실란 0.1 mL을 가한 후 잘 혼합하고 상온에서 1시간 이상 방치하였다. 생성된 폴리실세퀴옥산 구형 복합체는 페놀 레드(Phenol red)는 적색, 브로모페놀 블루(Bromophenol blue)는 남색, m-크레졸 퍼플(m-Cresol Purple)은 남색, 브로모크레졸 퍼플(Bromocresol Purple)은 남색을 띠었다. 구형 복합체의 회수를 위해 10,000 g에서 10분간 원심분리한 후 상등액이 투명해질 때 까지 침전물을 증류수로 3회 이상 세척하였다. Methyl in 20 mL aqueous solution of phenol red, bromophenol blue, m-Cresol Purple or Bromocresol Purple pigments containing sulfone groups as pigments After adding 1 mL of trimethoxysilane and 0.1 mL of 3-aminopropyltrimethoxysilane, the mixture was well mixed and left at room temperature for at least 1 hour. The resulting polysilsesquioxane spherical complex was phenol red for red, bromophenol blue for indigo blue, m-cresol purple for indigo blue, bromocresol purple for bromocresol purple It is indigo blue. After centrifugation at 10,000 g for 10 minutes to recover the spherical complex, the precipitate was washed three times or more with distilled water until the supernatant became clear.

실시예Example 10:  10: 아민기An amine group  And 비닐기를Vinyl 함유한 자성입자- Magnetic particles containing 폴리실세퀴옥산Polysilsesquioxane 구형 복합체의 제조 Preparation of Spherical Complexes

FeCl2· 4H2O과 FeCl3· 6H2O 각각 1 g 및 2.7 g을 물 5 mL에 녹인 후 이를 70-100℃로 가열하면서 교반하였다. 여기에 진한 암모니아수 5 mL를 한번에 가하고 30분 동안 계속 교반하였다. 얻어진 산화철에 물 3 mL를 가하고 이 중에서 0.5 mL를 취하여 사이클로헥산 20 mL과 혼합하고 Tween 80 1 g을 투입하여 초음파 분쇄기로 잘 분산시켰다. 이 혼합물에 비닐트리메톡시실란 0.3 mL와 아미노프로필트리메톡시실란 30 μL를 투입한 후 3시간 방치하면 약 0.7 μm 크기의 아민기를 함유한 자성입자-폴리실세퀴옥산 구가 형성되었다.1 g and 2.7 g of FeCl 2 · 4H 2 O and FeCl 3 · 6H 2 O, respectively, were dissolved in 5 mL of water, which was then stirred while heating to 70-100 ° C. To this was added 5 mL of concentrated ammonia water at a time and stirring continued for 30 minutes. 3 mL of water was added to the obtained iron oxide, 0.5 mL of which was mixed with 20 mL of cyclohexane, 1 g of Tween 80 was added, and well dispersed by an ultrasonic mill. 0.3 mL of vinyltrimethoxysilane and 30 μL of aminopropyltrimethoxysilane were added to the mixture, and left for 3 hours to form a magnetic particle-polysilsequioxane sphere containing an amine group of about 0.7 μm.

실시예Example 11: 자성을 띤  11: magnetic 아민기를An amine group 함유한  Containing 폴리메틸실세스퀴옥산Polymethylsilsesquioxane

약 2 μm의 지름을 가지는 아민기를 함유한 폴리메틸실세스퀴옥산 구를 3-아미노프로필트리메톡시실란, 메틸트리메톡시실란 및 물 무게비 1:10:30의 혼합물로부터 제조하였다. 구 0.1 g을 1 mL의 FeCl2· 4H2O과 FeCl3· 6H2O을 각각 1 g과 2.7 g을 물 5 mL에 녹인 용액과 혼합하여 70℃에서 3시간 방치하였다. 얻어진 구를 원심분리하여 침전시킨 후, 소량의 물로 세척하였다. 구를 다시 원심분리하여 회수한 후, 상온에서 건조시켰다. 건조된 구를 80℃로 가열하고 여기에 80℃로 가열된 암모니아수를 가한 후 생성된 구를 원심분리하고 건조시키면 자성을 띤 아민기를 함유한 폴리메틸실세스퀴옥산 구를 얻을 수 있었다.Polymethylsilsesquioxane spheres containing amine groups having a diameter of about 2 μm were prepared from a mixture of 3-aminopropyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane and water weight ratio 1:10:30. 0.1 g of the spheres were mixed with a solution of 1 mL of FeCl 2 · 4H 2 O and FeCl 3 · 6H 2 O, respectively, and 5 g of water dissolved in 5 mL of water, and left at 70 ° C. for 3 hours. The resulting spheres were precipitated by centrifugation and washed with a small amount of water. The spheres were recovered by centrifugation again and dried at room temperature. The dried sphere was heated to 80 ° C., ammonia water heated to 80 ° C. was added thereto, and the resulting sphere was centrifuged and dried to obtain a polymethylsilsesquioxane sphere containing a magnetic amine group.

실시예Example 12: 형광물질과  12: with fluorescent material 아민기를An amine group 함유한  Containing 폴리실세퀴옥산Polysilsesquioxane 쉘로By shell 포집된Captured 자성입자 Magnetic particles

Triton-X 100 2 g, 실시예 6에서 제조한 산화철 분산 수용액 0.5 mL, 3 wt% Rhodamine G 수용액 10 μL 및 사이클로헥산 10 mL를 혼합하여 잘 교반하면서 메틸트리메톡시실란 0.5 mL와 3-아미노프로필트리메톡시실란 30 μL를 혼합하고 24시간 교반하였다. 혼합물을 방치하여 형성된 구를 침전시킨 후, 위층의 사이클로헥산을 최대한 따라내고, 여기에 물:에탄올 1:1 혼합물 2 mL를 가한 후 원심분리하여 구를 분리하면 자성 있는 산화철이 내부에 들어 있는 형광물질과 아민기를 함유한 폴리실세퀴옥산으로 둘러싸여 있는 구를 얻을 수 있었다.0.5 g of methyltrimethoxysilane and 3-aminopropyl were mixed with 2 g of Triton-X 100, 0.5 mL of the iron oxide dispersion solution prepared in Example 6, 10 μL of a 3 wt% Rhodamine G solution, and 10 mL of cyclohexane. 30 μL of trimethoxysilane was mixed and stirred for 24 hours. After allowing the mixture to precipitate, the formed spheres were precipitated, followed by decanting the cyclohexane of the upper layer to the maximum, and 2 mL of a water: ethanol 1: 1 mixture was added thereto, followed by centrifugation to separate the spheres. A sphere surrounded by polysilsesquioxane containing a substance and an amine group was obtained.

실시예Example 13:  13: 금입자로With gold particles 둘러싸인 형광물질과  Surrounded by fluorescent material 아민기를An amine group 함유한  Containing 폴리실세퀴옥산Polysilsesquioxane 쉘로  By shell 포집된Captured 자성입자 Magnetic particles

실시예 8에서 얻은 구가 분산되어 있는 물 혼합물 1 mL에 20 nm 금 나노입자 콜로이드 용액(British Biocell International, 영국) 1 mL를 첨가하면, 그 즉시 금 입자로 둘러싸인 형광물질과 아민기를 함유한 폴리실세퀴옥산 쉘로 포집된 자성입자를 얻을 수 있었다.When 1 mL of 20 nm gold nanoparticle colloidal solution (British Biocell International, UK) was added to 1 mL of the water mixture in which the spheres obtained in Example 8 were dispersed, a polysilcee containing a phosphor and an amine group immediately surrounded by gold particles was added. Magnetic particles collected with the quoxane shell could be obtained.

실시예Example 14:  14: 금입자Gold particles , 형광물질과 With fluorescent materials 아민기를An amine group 함유한  Containing 폴리실세퀴옥산Polysilsesquioxane 쉘로By shell 포집된Captured 자성입자 Magnetic particles

실시예 8에서 얻은 구가 분산되어 있는 물 혼합물 1 mL에 0.01 M HAuCl4 용액을 1 mL 혼합하고, 60℃에서 하룻밤 방치하면 금입자, 형광물질과 아민기를 함유한 폴리실세퀴옥산 쉘로 포집된 자성입자를 얻을 수 있었다.1 mL of 0.01 M HAuCl 4 solution was mixed with 1 mL of the water mixture in which the spheres obtained in Example 8 were dispersed, and when left overnight at 60 ° C., the magnetic particles were collected by a polysilsesquioxane shell containing gold particles, a fluorescent substance and an amine group. Particles could be obtained.

실시예Example 15:  15: 아민기를An amine group 함유한 형광 물질- Contains fluorescent substance 폴리실세퀴옥산Polysilsesquioxane 구형 복합체와 항체의 접합 Conjugation of Spherical Complexes to Antibodies

실시예 1에서 제조한 아민기를 함유한 로다민-폴리실세퀴옥산 구형 복합체 침전물에 탄산염 완충용액(pH 9.5) 10 mL을 가한 다음, 초음파 처리로 분산시켰다. 이어, 분산액을 10,000 g에서 10분간 원심분리하여 침전물을 동일한 방법으로 2회 세척하였다. 세척된 입자에 10% 글루타알데히드(glutaraldehyde) 10 mL을 가하여 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 그런 다음, 10,000 g에서 10분간 원심분리한 후 침전물을 탄산염 완충용액(pH 9.5)으로 2회 세척하여 잔유물을 제거하고, 이어 침전물에 탄산염 완충용액(pH 9.5)에 용해되어 있는 마우스 IgG 항체(Mouse IgG antibody, Arista Biologicals, 미국) 5 mL을 가하여 상온에서 2시간 동안 반응시켰다. 이때 첨가하는 항체의 농도는 폴리실세퀴옥산 구 함량의 1- 10% 정도로 하였다. 반응물을 다시 10,000 g에서 10분간 원심분리한 후 0.1 M 에탄올아민이 포함된 탄산염 완충용액(pH 9.5) 10 mL을 가하여 상온에서 30분간 반응시켜 반응을 종결시켰다. 다시 10,000 g에서 10분간 원심분리한 후 침전물에 1% 소 혈청 알부민이 포함된 인산염 완충용액 1 mL을 가하여 냉장보관 하였다. 10 mL of carbonate buffer solution (pH 9.5) was added to the rhodamine-polysilsesquioxane spherical complex precipitate containing the amine group prepared in Example 1, and then dispersed by sonication. The dispersion was then centrifuged at 10,000 g for 10 minutes to wash the precipitate twice in the same manner. 10 mL of glutaaldehyde (10%) was added to the washed particles and allowed to react at room temperature for 1 hour. After centrifugation at 10,000 g for 10 minutes, the precipitate was washed twice with carbonate buffer (pH 9.5) to remove the residue, followed by mouse IgG antibody (Mouse) dissolved in carbonate buffer (pH 9.5). 5 mL of IgG antibody, Arista Biologicals, USA) was added and allowed to react at room temperature for 2 hours. At this time, the concentration of the added antibody was about 1-10% of the polysilsesquioxane sphere content. The reaction was centrifuged again at 10,000 g for 10 minutes, and then 10 mL of carbonate buffer solution (pH 9.5) containing 0.1 M ethanolamine was added thereto, followed by reaction at room temperature for 30 minutes to terminate the reaction. After centrifugation at 10,000 g for 10 minutes, 1 mL of phosphate buffer containing 1% bovine serum albumin was added to the precipitate and refrigerated.

실시예Example 16:  16: 아민기를An amine group 함유한 자성입자- Magnetic particles containing 폴리실세퀴옥산Polysilsesquioxane 구형 복합체와 항체의 접합 Conjugation of Spherical Complexes to Antibodies

실시예 6에서 제조한 자성입자-폴리실세퀴옥산 구형 복합체 침전물에 탄산염 완충용액(pH 9.5) 10 mL을 가하여 초음파 처리로 분산시킨 다음 자석을 이용하여 입자를 2회 세척하였다. 세척된 자성입자-폴리실세퀴옥산 구형 복합체에 10% 글루타알데히드(glutaraldehyde) 10 mL을 가하여 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 반응 결과물을 10,000 g에서 10분간 원심분리한 후 침전물을 탄산염 완충용액(pH 9.5)으로 2회 세척하여 잔유물을 제거하고, 침전물에 탄산염 완충용액(pH 9.5)에 용해되어 있는 염소 항-마우스 IgG 항체(Goat anti-mouse IgG antibody, Arista Biologicals, 미국) 5 mL을 가하여 상온에서 2시간 동안 반응시켰다. 이때 첨가하는 항체의 농도는 폴리실세퀴옥산 구 함량의 1-10% 정도로 하였다. 반응물을 다시 10,000 g에서 10분간 원심분리한 후 0.1 M 에탄올아민이 포함된 탄산염 완충용액(pH 9.5) 10 mL을 가하여 상온에서 30분간 반응시켜 반응을 종결시켰다. 다시 10,000 g에서 10분간 원심분리한 후 침전물에 1% 소 혈청 알부민이 포함된 인산염 완충용액 1 mL을 가하여 냉장보관 하였다. 10 mL of carbonate buffer solution (pH 9.5) was added to the magnetic particle-polysilsequioxane spherical composite precipitate prepared in Example 6, dispersed by sonication, and the particles were washed twice using a magnet. 10 mL of glutaaldehyde (10%) was added to the washed magnetic particle-polysilsequioxane spherical complex and reacted at room temperature for 1 hour. The reaction product was centrifuged at 10,000 g for 10 minutes, and then the precipitate was washed twice with carbonate buffer (pH 9.5) to remove the residue. Goat anti-mouse IgG antibody dissolved in carbonate buffer (pH 9.5) in the precipitate. (Goat anti-mouse IgG antibody, Arista Biologicals, USA) 5 mL was added and reacted at room temperature for 2 hours. At this time, the concentration of the added antibody was about 1-10% of the polysilsesquioxane sphere content. The reaction was centrifuged again at 10,000 g for 10 minutes, and then 10 mL of carbonate buffer solution (pH 9.5) containing 0.1 M ethanolamine was added thereto, followed by reaction at room temperature for 30 minutes to terminate the reaction. After centrifugation at 10,000 g for 10 minutes, 1 mL of phosphate buffer containing 1% bovine serum albumin was added to the precipitate and refrigerated.

실시예Example 17: 항체-형광 물질- 17: antibody-fluorescent material- 폴리실세퀴옥산Polysilsesquioxane 구형 복합체와 항체-자성입자- Spherical Complexes and Antibodies-Magnetic Particles- 폴리실세퀴옥산Polysilsesquioxane 복합체를 이용한 면역 반응 Immune Response Using Complex

실시예 12에서 제조한 염소 항 마우스 IgG-자성입자-폴리실세퀴옥산 복합체 10 ㎕에 0.05% Tween 20과 1% 소혈청알부민이 포함된 인산염 완충용액(pH 7.2) 1 mL을 가하여 혼합한 다음, 실시예 11에서 제조한 마우스 IgG-로다민-폴리실세퀴옥산 구형 복합체 20 ㎕를 가하여 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 반응물을 자석을 이용하여 0.05% Tween 20이 포함된 인산염 완충용액으로 3회 세척한 다음 광학 현미경과 형광 현미경으로 항체-형광 물질-폴리실세퀴옥산 구형 복합체와 항체-자성입자-폴리실세퀴옥산 복합체의 결합물을 확인하였다(도 6). To 10 μl of goat anti mouse IgG-magnetic particle-polysilsequioxane complex prepared in Example 12, 1 mL of phosphate buffer solution (pH 7.2) containing 0.05% Tween 20 and 1% bovine serum albumin was added and mixed. 20 μl of the mouse IgG-rhodamine-polysilsequioxane spherical complex prepared in Example 11 was added thereto and reacted at room temperature for 1 hour. The reaction was washed three times with a phosphate buffer solution containing 0.05% Tween 20 using a magnet, followed by antibody-fluorescent material-polysilsequioxane spherical complex and antibody-magnetic particle-polysilsequioxane complex by light and fluorescence microscopy. The combination of was confirmed (FIG. 6).

도 6에서 볼 수 있듯이, 염소 항 마우스 IgG-자성입자-폴리실세퀴옥산 복합체는 마우스 IgG-로다민-폴리실세퀴옥산 구형 복합체의 마우스 IgG를 항원으로 인 식하여 항원-항체 응집체를 이루는 것을 관찰할 수 있었다.As shown in FIG. 6, the goat anti mouse IgG-magnetic particle-polysilsequioxane complex recognizes the mouse IgG of the mouse IgG-rhodamine-polysilsequioxane spherical complex as an antigen to form an antigen-antibody aggregate. Could.

위에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 기능성 물질을 안정되게 포집하는 수단으로서 특정 단량체로 제조된 실리콘-포함 중합체를 이용하며, 작용기를 가지는 본 발명의 실리콘-포함 중합체의 복합체는 작용기의 종류 및 함유 비율을 조절함으로써, 원하는 화학, 물리 및 기계적 특성을 갖도록 할 수 있다. 한편, 작용기를 가지는 본 발명의 실리콘-포함 중합체의 복합체에는 작용기를 통하여 다양한 다른 분자를 결합시킬 수 있으며, 이는 본 발명의 복합체의 응용성을 크게 증대시킨다. 형광물질 또는 색소를 내포하는 본 발명의 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체는 하나의 단계만으로 제조할 수 있으며, 금속입자 또는 자성입자를 내포하는 본 발명의 복합체도 매우 간단한 공정을 통하여 제조될 수 있다. 본 발명의 복합체는, 면역분석, 형광 현미경을 이용한 세포 및 조직 검사, DNA 중합 반응에 의한 반응물의 검출, 분자 이미징, 바이오칩, 바이오센서, 섬유, 고무, 종이, 피혁, 플라스틱, 식품, 화장품 및 색소 레이저 등에 이용될 수 있다.As described in detail above, the present invention utilizes a silicone-containing polymer made of a specific monomer as a means of stably collecting a functional material, and the composite of the silicone-containing polymer of the present invention having a functional group is characterized by the type and content of functional groups. By adjusting, it is possible to have the desired chemical, physical and mechanical properties. On the other hand, the complex of the silicone-containing polymer of the present invention having a functional group can bind various other molecules through the functional group, which greatly increases the applicability of the complex of the present invention. The composite of the functional silicone-comprising polymer of the present invention containing a fluorescent substance or a pigment can be prepared in one step, and the composite of the present invention containing a metal particle or magnetic particle can be prepared through a very simple process. The complexes of the present invention include immunoassays, cell and tissue examination using fluorescence microscopy, detection of reactants by DNA polymerization, molecular imaging, biochips, biosensors, fibers, rubber, paper, leather, plastics, food, cosmetics and pigments. Laser and the like.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Having described the specific part of the present invention in detail, it is apparent to those skilled in the art that the specific technology is merely a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereto. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and equivalents thereof.

Claims (24)

(a) 실리콘-포함 중합체(silicone-containing polymer) 및 (b) 상기 실리콘-포함 중합체의 내부에 포집된 기능성 물질을 포함하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체에 있어서, 상기 실리콘-포함 중합체는 다음 화학식 1로 표시되는 단량체의 중합 반응에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체:In a composite of (a) a silicone-containing polymer and (b) a functional silicone-containing polymer comprising a functional material trapped inside the silicone-containing polymer, the silicone-containing polymer is represented by the formula: A composite of a functional silicone-comprising polymer formed by the polymerization of a monomer represented by 1: 화학식 1Formula 1
Figure 112007052846590-pat00006
Figure 112007052846590-pat00006
상기 화학식에서 R1은 수소, 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아릴아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 아미노알릴기, 히드록시, 아미노, 나이트로, 설포닐, 시아노, 카르복실, 티올 또는 에틸렌디아민이고, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클 로알케닐기, 아미노알릴기, 시아노 알킬기, 에틸렌디아민, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 알콕시 또는 아릴옥시기이며, 상기 R2, R3 및 R4 중 적어도 2개는 알콕시, 아릴아미노 또는 아릴옥시기이고, n은 0 내지 5의 정수이다.In the above formula, R 1 is hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aminoalkylaminoalkyl group, aminoalkyl group, arylamino group, alkoxy group, aryloxy group, aminocycloalkyl group, aminoalkenyl group, aminocycloalkenyl group, Alkyloxycarbonyl, aryloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, arylaminocarbonyl group, aminoallyl group, hydroxy, amino, nitro, sulfonyl, cyano, carboxyl, thiol or ethylenediamine, R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aminoalkylaminoalkyl group, an aminoalkyl group, an aminocycloalkyl group, an aminoalkenyl group, an aminocycloalkenyl group, an aminoallyl group, a cyano alkyl group, ethylenediamine, alkyloxy-carbonyl, aryloxy-carbonyl, alkyl amino carbonyl, aryl amino carbonyl group, an alkoxy or aryloxy group, the R 2, R 3 R 4, at least two of the dogs alkoxy, arylamino or aryloxy group, n is an integer from 0 to 5.
제 1 항에 있어서, 상기 실리콘-포함 중합체는 아민기, 티올기, 비닐기, 시아노기 및 카르복실기로 구성된 군으로부터 선택되는 최소 1종의 작용기(functional group)를 갖는 것을 특징으로 하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체.The silicone-containing polymer of claim 1, wherein the silicone-containing polymer has at least one functional group selected from the group consisting of amine groups, thiol groups, vinyl groups, cyano groups, and carboxyl groups. Composite of polymers. 제 1 항에 있어서, 상기 실리콘-포함 중합체는 폴리실세퀴옥산인 것을 특징으로 하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체.The composite of functional silicone-containing polymers according to claim 1, wherein the silicone-containing polymer is polysilsesquioxane. 제 3 항에 있어서, 상기 폴리실세퀴옥산은 다음 화학식 2로 표시되는 단량체의 중합반응에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체:The composite of the functional silicone-containing polymer according to claim 3, wherein the polysilsesquioxane is formed by polymerization of a monomer represented by the following Chemical Formula 2: 화학식 2Formula 2
Figure 112007052846590-pat00007
Figure 112007052846590-pat00007
상기 화학식에서 R1은 수소, 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아릴아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 아미노알릴기, 히드록시, 아미노, 나이트로, 설포닐, 시아노, 티올, 카르복실 또는 에틸렌디아민이고, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기 또는 아릴기이며, n은 0 내지 5의 정수이다.In the above formula, R 1 is hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aminoalkylaminoalkyl group, aminoalkyl group, arylamino group, alkoxy group, aryloxy group, aminocycloalkyl group, aminoalkenyl group, aminocycloalkenyl group, Alkyloxycarbonyl, aryloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, arylaminocarbonyl group, aminoallyl group, hydroxy, amino, nitro, sulfonyl, cyano, thiol, carboxyl or ethylenediamine, R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group, and n is an integer from 0 to 5.
제 4 항에 있어서, 상기 R1은 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아릴아미노기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 아미노알릴기, 히드록시, 아미노, 나이트로, 설 포닐, 시아노, 티올, 카르복실 또는 에틸렌디아민이고, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기 또는 아릴기이며, n은 1 내지 3의 정수인 것을 특징으로 하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체.The method according to claim 4, wherein R 1 is an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aminoalkylaminoalkyl group, an aminoalkyl group, an arylamino group, an aminocycloalkyl group, an aminoalkenyl group, an aminocycloalkenyl group, alkyloxycarbonyl, Aryloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, arylaminocarbonyl group, aminoallyl group, hydroxy, amino, nitro, sulfonyl, cyano, thiol, carboxyl or ethylenediamine, R 2 , R 3 and R 4 Are independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group, and n is an integer of 1-3. 제 4 항에 있어서, 상기 폴리실세퀴옥산은 구형(sphere)의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체. 5. The composite of functional silicone-comprising polymers according to claim 4, wherein the polysilsesquioxane has a spherical shape. 제 1 항에 있어서, 상기 기능성 물질은 형광물질, 색소, 금속입자 또는 자성입자인 것을 특징으로 하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체.The composite of functional silicone-containing polymer according to claim 1, wherein the functional material is a fluorescent material, a pigment, a metal particle or a magnetic particle. 제 2 항에 있어서, 상기 작용기는 실리콘-포함 중합체의 제조와 동시에 실리콘-포함 중합체에 형성되는 것을 특징으로 하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체.3. A composite of functional silicone-containing polymers according to claim 2, wherein the functional groups are formed on the silicone-containing polymer simultaneously with the preparation of the silicone-containing polymer. 제 2 항에 있어서, 상기 실리콘-포함 중합체는 단백질, 펩타이드, DNA, RNA 및 PNA로 구성된 군으로부터 선택되는 생체 분자(biomolecule)를 포함하며, 상기 생체분자는 상기 작용기를 통하여 실리콘-포함 중합체에 컨쥬게이션(conjugation) 되어 있는 것을 특징으로 하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체.3. The silicone-containing polymer of claim 2, wherein the silicone-containing polymer comprises a biomolecule selected from the group consisting of protein, peptide, DNA, RNA and PNA, wherein the biomolecule is conjugated to the silicone-containing polymer via the functional group. A composite of functional silicone-comprising polymers, characterized in that it is conjugated. 제 7 항에 있어서, 상기 기능성 물질은 금 나노입자이고, 상기 실리콘-포함 중합체의 표면은 금 나노입자 쉘(shell)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체.8. The composite of functional silicon-containing polymers according to claim 7, wherein the functional material is gold nanoparticles and the surface of the silicon-containing polymer has a gold nanoparticle shell formed thereon. (a) 폴리실세퀴옥산 및 (b) 상기 폴리실세퀴옥산의 내부에 포집된 기능성 물질을 포함하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체에 있어서, 상기 폴리실세퀴옥산은 구형(sphere)의 형상을 가지며 다음 화학식 2로 표시되는 단량체의 중합반응에 의해 형성되며, 상기 기능성 물질은 형광물질 또는 금 나노입자인 것을 특징으로 하는 기능성 폴리실세퀴옥산의 복합체:In a composite of a functional silicone-comprising polymer comprising (a) polysilsesquioxane and (b) a functional material trapped inside of the polysilsesquioxane, the polysilsesquioxane has a spherical shape Formed by the polymerization of the monomer represented by the following formula (2), the functional material is a complex of functional polysilsesquioxane, characterized in that the fluorescent material or gold nanoparticles: 화학식 2Formula 2
Figure 112007052846590-pat00008
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상기 화학식에서 R1은 수소, 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아릴아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 아미노알릴기, 히드록시, 아미노, 나이트로, 설포닐, 시아노, 티올, 카르복실 또는 에틸렌디아민이고, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기 또는 아릴기이며, n은 0 내지 5의 정수이다.In the above formula, R 1 is hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aminoalkylaminoalkyl group, aminoalkyl group, arylamino group, alkoxy group, aryloxy group, aminocycloalkyl group, aminoalkenyl group, aminocycloalkenyl group, Alkyloxycarbonyl, aryloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, arylaminocarbonyl group, aminoallyl group, hydroxy, amino, nitro, sulfonyl, cyano, thiol, carboxyl or ethylenediamine, R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group, and n is an integer from 0 to 5.
제 11 항에 있어서, 상기 기능성 물질은 형광물질인 것을 특징으로 하는 기능성 폴리실세퀴옥산의 복합체.12. The complex of functional polysilsesquioxanes according to claim 11, wherein the functional material is a fluorescent material. 다음 단계를 포함하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 복합체의 제조방법:A method of making a composite of a functional silicone-containing polymer comprising the following steps: (a) 다음 화학식 1로 표시되는 단량체 및 기능성 물질을 혼합하는 단계; 및(a) mixing the monomer and functional material represented by the following Chemical Formula 1; And 화학식 1Formula 1
Figure 112007052846590-pat00009
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상기 화학식에서 R1은 수소, 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아릴아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 아미노알릴기, 히드록시, 아미노, 나이트로, 설포닐, 시아노, 카르복실, 티올 또는 에틸렌디아민이고, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 아미노알릴기, 시아노 알킬기, 에틸렌디아민, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 알콕시 또는 아릴옥시기이며, 상기 R2, R3 및 R4 중 적어도 2개는 알콕시, 아릴아미노 또는 아릴옥시기이고, n은 0 내지 5의 정수이다; In the above formula, R 1 is hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aminoalkylaminoalkyl group, aminoalkyl group, arylamino group, alkoxy group, aryloxy group, aminocycloalkyl group, aminoalkenyl group, aminocycloalkenyl group, Alkyloxycarbonyl, aryloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, arylaminocarbonyl group, aminoallyl group, hydroxy, amino, nitro, sulfonyl, cyano, carboxyl, thiol or ethylenediamine, R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aminoalkylaminoalkyl group, an aminoalkyl group, an aminocycloalkyl group, an aminoalkenyl group, an aminocycloalkenyl group, an aminoallyl group, a cyano alkyl group, or ethylene diamine, alkyloxy-carbonyl, aryloxy-carbonyl, alkyl amino carbonyl, aryl amino carbonyl group, an alkoxy or aryloxy group, the R 2, R 3 R 4 and at least two of the alkoxy, aryl, amino or an aryloxy group, n is an integer from 0 to 5; (b) 상기 단량체의 중합반응을 유도하여 상기 기능성 물질이 내포된 실리콘- 포함 중합체를 제조하는 단계.(b) inducing a polymerization reaction of the monomer to prepare a silicone-containing polymer containing the functional material.
제 13 항에 있어서, 상기 실리콘-포함 중합체는 아민기, 티올기, 비닐기, 시아노기 및 카르복실기로 구성된 군으로부터 선택되는 최소 1종의 작용기(functional group)를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 13, wherein the silicone-comprising polymer has at least one functional group selected from the group consisting of amine groups, thiol groups, vinyl groups, cyano groups, and carboxyl groups. 제 13 항에 있어서, 상기 실리콘-포함 중합체는 폴리실세퀴옥산인 것을 특징으로 하는 기능성 실리콘-포함 중합체의 방법.The method of claim 13, wherein the silicone-comprising polymer is polysilsesquioxane. 제 15 항에 있어서, 상기 폴리실세퀴옥산은 다음 화학식 2로 표시되는 단량체의 중합반응에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 방법:The method according to claim 15, wherein the polysilsesquioxane is formed by polymerization of a monomer represented by the following Chemical Formula 2: 화학식 2Formula 2
Figure 112007052846590-pat00010
Figure 112007052846590-pat00010
상기 화학식에서 R1은 수소, 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아릴아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 아미노알릴기, 히드록시, 아미노, 나이트로, 설포닐, 시아노, 티올, 카르복실 또는 에틸렌디아민이고, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기 또는 아릴기이며, n은 0 내지 5의 정수이다.In the above formula, R 1 is hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aminoalkylaminoalkyl group, aminoalkyl group, arylamino group, alkoxy group, aryloxy group, aminocycloalkyl group, aminoalkenyl group, aminocycloalkenyl group, Alkyloxycarbonyl, aryloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, arylaminocarbonyl group, aminoallyl group, hydroxy, amino, nitro, sulfonyl, cyano, thiol, carboxyl or ethylenediamine, R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group or an aryl group, and n is an integer from 0 to 5.
제 16 항에 있어서, 상기 R1은 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아릴아미노기, 아미노사이클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노사이클로알케닐기, 알킬옥시카보닐, 아릴옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴아미노카보닐기, 아미노알릴기, 히드록시, 아미노, 나이트로, 설포닐, 시아노, 티올, 카르복실 또는 에틸렌디아민이고, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기 또는 아릴기이며, n은 1 내지 3의 정수인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 16, wherein R 1 is an alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, aryl group, aminoalkylaminoalkyl group, aminoalkyl group, arylamino group, aminocycloalkyl group, aminoalkenyl group, aminocycloalkenyl group, alkyloxycarbonyl, Aryloxycarbonyl, alkylaminocarbonyl, arylaminocarbonyl group, aminoallyl group, hydroxy, amino, nitro, sulfonyl, cyano, thiol, carboxyl or ethylenediamine, R 2 , R 3 and R 4 Are independently alkyl, cycloalkyl, alkenyl or aryl groups, and n is an integer from 1 to 3. 제 16 항에 있어서, 상기 폴리실세퀴옥산은 구형(sphere)의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.17. The method of claim 16, wherein the polysilsesquioxane has a spherical shape. 제 13 항에 있어서, 상기 기능성 물질은 형광물질, 색소, 금속입자 또는 자성입자인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 13, wherein the functional material is a fluorescent material, a dye, a metal particle, or a magnetic particle. 제 14 항에 있어서, 상기 작용기는 실리콘-포함 중합체의 제조와 동시에 실리콘-포함 중합체에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.15. The method of claim 14, wherein the functional group is formed on the silicone-comprising polymer concurrently with the preparation of the silicone-comprising polymer. 제 14 항에 있어서, 상기 방법은 (c) 단백질, 펩타이드, DNA, RNA, PNA, 탄수화물 및 지질로 구성된 군으로부터 선택되는 생체 분자(biomolecule)를 상기 작용기를 통하여 실리콘-포함 중합체에 컨쥬게이션(conjugation)시키는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.15. The method of claim 14, wherein the method comprises: (c) conjugation of a biomolecule selected from the group consisting of proteins, peptides, DNA, RNA, PNA, carbohydrates and lipids to the silicon-containing polymer via the functional group. The method further comprises the step of). 제 19 항에 있어서, 상기 기능성 물질은 금 나노입자이고, 상기 실리콘-포함 중합체의 표면은 금 나노입자 쉘(shell)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방 법.20. The method of claim 19, wherein the functional material is gold nanoparticles and the surface of the silicon-comprising polymer is formed with a gold nanoparticle shell. 제 13 항에 있어서, 상기 단계 (b)는 물 또는 물과 알코올의 혼합 용액 하에서 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 13, wherein step (b) is carried out under water or a mixed solution of water and alcohol. 제 13 항에 있어서, 상기 단계 (b)는 아무런 처리 없이 상기 단계 (a)의 혼합물을 방치함으로써 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.14. A method according to claim 13, wherein step (b) is carried out by leaving the mixture of step (a) without any treatment.
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