KR101555861B1 - 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 제조 방법 및 이로부터 제조되는 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드 - Google Patents
진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 제조 방법 및 이로부터 제조되는 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 제조 방법 및 이로부터 제조되는 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드에 관한 것으로서, 다색 발색이 가능한 면역 크로마토그래피 키트 및 상기 키트의 요소로서 적합한 유기 착색 미립자를 제조하는 방법 및 상기 방법으로 제조되는 착색 미립자 비드를 제공한다. 본 발명에 따르면 아세틸기 치환도가 2.5 이하인 셀룰로오스 아세테이트를 출발 원료로 사용하고 아세톤과 디클로로메탄의 공용매를 이용하여 고분자를 용해시키며 고분자 용액에 착색제를 분산시켜 에멀젼-증발법을 통해 입자 직경이 약 10~1,000nm, 입도분포가 1.1~1.5인 균일한 착색 미립자를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자는 내부에 잔류하는 수산기에 의해 우수한 수분산성을 나타내고 소수성 표면 특성으로 인한 단백질 흡착성을 유지시켜 면역 크로마토그래피 키트의 고분자 프로브(probe)로서 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
Description
본 발명은 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 제조 방법 및 이로부터 제조되는 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에멀젼 및 용매 증발법(에멀젼-증발법)을 사용하여 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드를 제조하고 이를 진단 시약용으로 활용하는 기술에 관한 것이다.
고분자로 이루어지는 미립자는 특히 면역 진단 시약용 담체 용도에 있어서 활용도가 증가하고 있으며, 그 중에서도 특히 면역 크로마토그래피 방법을 이용한 진단에의 사용이 증대되고 있다. 이러한 고분자로 이루어지는 미립자는 나노 크기의 미립자로 형성이 되고 기계적 강도가 우수하며 입자 직경의 분포, 형상 및 응집 정도의 제어가 용이하여 다양한 용도에 응용되고 있으며 특히 생화학적인 분석, 유전학적인 분석 등 분석 반응 분야에서 면역 크로마토그래피 진단 시약용으로 응용 분야가 넓어지고 있다.
한편, 최근 고부가가치 소재로 주목 받고 있는 셀룰로오스 아세테이트는 재생성과 생분해성 등의 우수한 특성을 가지고 있어서 코팅, 약물 방출, 플라스틱, 필름, 멤브레인, 의료용 소재 등의 다양한 분야에서 이용되고 있다. 특히, 셀룰로오스 아세테이트를 나노 크기의 입자로 제조하여 진단 시약용 고분자 비드로 사용될 수 있는 기술이 많이 발표되고 있다.(Adv Mater 22(28):2998-3016, Cellulose 14:49-64 등) 이러한 고분자 비드를 제조함에 있어서 다양한 방법이 이용되고 있으며, 에멀젼법 또한 나노 비드의 제조방법 중의 하나이다. 이 방법은 공정이 간단하여 쉽게 나노 입자를 제조할 수 있는 장점이 있다. 에멀젼법은 물에 불용성이거나 부분적으로 용해되는 유기 용매를 사용하여 Oil/Water(O/W) 에멀젼을 형성한 후, 용매를 증발시킴에 의해 나노 입자를 제조하는 방법이다. 종래의 기술에서 상기와 같은 에멀젼법을 이용하여 나노 입자를 제조한 논문(H. Wondraczek, D. Petzold-Welcke, P. Fardim, T. Heinze(2013) Cellulose,20:751-760)이 있다. 이 논문에서는 디클로로메탄과 물의 혼합 용매를 매체로 사용하고 상기 디클로로메탄에 가용한 셀룰로오스 아세테이트를 분산시켜 에멀젼을 형성시킨 후 상기 디클로로메탄을 증발시켜 기계적 물성이 우수한 셀룰로오스 아세테이트 미립자를 제조하는 기술을 제안하고 있으나, 수산기의 일부(DS < 2.5)가 비치환되어 남아있는 경우에는 디클로로메탄에 가용성이 떨어지기 때문에 에멀젼법에 의해서 셀룰로오스 아세테이트 미립자를 형성할 수 없다고 기재하고 있으며, 바람직한 셀룰로오스 아세테이트는 수산기가 전부 혹은 치환도(DS) 2.5 이상인 것을 사용해야 한다고 기재하고 있다. 그러나, 상기 논문에 제시된 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 등의 고분자는 반응기(수산기)가 모두 치환되어 있거나 높은 치환도를 가져 에멀젼-증발법에 의한 나노입자의 제조는 가능하나 잔류하는 히드록시기가 없어 수계에서의 분산성이 좋지 못하여 진단 시약용으로 사용하는데 어려움이 있다. 특히, 에멀젼 형성 과정에서 액적 내에 착색제를 직접 봉인하기가 어려워 진단 시약용 착색 미립자 비드를 형성하기 어렵다는 문제가 있다.
또한, 국제공개번호 WO 2011/062157은 셀룰로오스에 반응성 활성기를 도입하여 공유 결합에 의해 리간드를 결합시키고 여기에 반응성 염료를 다량 결합시킴에 의해 농색으로 염색되는 셀룰로오스 미립자 및 이를 이용한 진단 키트에 관한 기술을 제안한다. 그러나, 이 기술에서 사용되는 미립자를 형성하는 방법은 에멀젼법을 이용하는 것이 아니라 물, 유기 용매, 암모니아 등으로 이루어진 응고액을 첨가하여 형성하는 방법을 사용하는 것으로서 입자의 균일성이 높지 않다는 문제가 있고, 고농도의 반응성 염료를 결합시키기 위해 공유결합이 가능한 다양한 리간드를 형성하는 방법으로서 셀룰로오스 린터를 출발물질로 사용하여 중화, 재생, 희석, 정제, 건조 등 매우 복잡한 공정을 사용하고 과량의 유독 용매를 사용한다는 문제와 발색성을 향상시키기 위하여 반복 염색이 필요하다는 단점을 가진다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 상황을 고려하여 새로이 개발된 것으로서, 셀룰로오스 아세테이트를 출발물질로 사용하고 에멀젼 증발법을 이용하여 셀룰로오스 아세테이트계 착색 미립자 비드를 제조함에 있어, 에멀젼 형성이 효과적으로 진행되어 균일성이 우수한 비드가 형성되도록 하고, 우수한 수계 분산성을 갖도록 함에 의해 염료나 안료와 같은 착색제가 에멀젼 액적 내에 직접 봉인될 수 있도록 하여 별도의 리간드와 같은 반응기의 도입 없이도 착색성을 높일 수 있는 착색 미립자를 제조하는 방법과 이렇게 제조되는 착색 미립자를 이용하여 면역 크로마토그래피 시약 키트로 활용하는 기술을 제공하고자 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
(1) 수산기의 치환도가 1.5~2.5인 셀룰로오스 아세테이트를 아세톤:디클로로메탄이 1:9~9:1의 중량비로 혼합된 공용매 중에 0.1~10 중량%의 농도로 용해시키는 단계;
(2) 상기 얻어진 셀룰로오스 아세테이트 고분자 용액에 착색제를 0.01~0.1 중량%의 농도로 혼합하는 단계;
(3) 상기 얻어진 착색제와 셀룰로오스 아세테이트 고분자의 혼합 용액에 안정화제가 0.1~10 중량%의 비율로 용해된 수용액을 혼합하는 단계;
(4) 상기 (3)에서 얻어진 용액을 고속 교반하여 에멀젼화시키는 단계;
(5) 상기 에멀젼화시켜 얻어진 생성물 중에서 상기 공용매를 증발시키고 얻어진 입자를 수세하는 단계;
를 포함하는 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
상기 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 제조되며, 수산기 치환도가 1.5~2.5인 셀룰로오스 아세테이트 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드를 제공한다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 제조 방법에서는 아세틸기의 치환도(DS)가 2.5 이하, 더욱 구체적으로는 1.5~2.5인 셀룰로오스 아세테이트를 원료로 사용하고 아세톤과 디클로로메탄의 공용매를 이용하여 고분자를 용해시키며, 고분자 용액에 착색제를 분산시켜 에멀젼법을 통해 입자직경이 약 10nm ~ 1,000nm, 입도 분포가 약 1.1~1.5인 착색 미립자를 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자는 잔류하는 히드록시기에 의해 우수한 수분산성을 가지며, 소수성 표면 특성으로 인한 단백질 흡착성을 유지시켜 면역 크로마토그래피 키트의 고분자 프로브(probe)로의 사용이 가능한 특징을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1에 따라 제조된 셀룰로오스 아세테이트 미립자를 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 2에 따라 제조된 셀룰로오스 아세테이트 미립자를 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 3에 따라 제조된 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자를 포함하는 분산체를 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 3에 따라 제조된 셀룰로오스 아세테이트 미립자를 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 2에 따라 제조된 셀룰로오스 아세테이트 미립자를 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 3에 따라 제조된 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자를 포함하는 분산체를 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 3에 따라 제조된 셀룰로오스 아세테이트 미립자를 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 나타낸 사진이다.
이하에서는 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 제조 방법은 하기의 순서로 진행된다. 즉,
(1) 수산기의 치환도가 1.5~2.5인 셀룰로오스 아세테이트를 아세톤:디클로로메탄이 1:9~9:1의 중량비로 혼합된 공용매 중에 0.1~10 중량%의 농도로 용해시키는 단계;
(2) 상기 얻어진 셀룰로오스 아세테이트 고분자 용액에 착색제를 0.01~0.1 중량%의 농도로 혼합하는 단계;
(3) 상기 얻어진 착색제와 셀룰로오스 아세테이트 고분자의 혼합 용액에 안정화제가 0.1~10 중량%의 비율로 용해된 수용액을 혼합하는 단계;
(4) 상기 (3)에서 얻어진 용액을 고속 교반하여 에멀젼화시키는 단계;
(5) 상기 에멀젼화시켜 얻어진 생성물 중에서 상기 공용매를 증발시키고 얻어진 입자를 수세하는 단계;를 포함하여 구성된다.
이하 상기 각 단계를 나누어 구체적으로 설명한다.
(1) 셀룰로오스 아세테이트 용액 제조 단계
먼저, 셀룰로오스 아세테이트를 잘 건조시킨 다음 셀룰로오스 아세테이트를 용해시킬 수 있는 용매를 이용하여 셀룰로오스 아세테이트 용액을 제조한다. 본 발명에서는 이러한 셀룰로오스 아세테이트는 수산기의 치환도가 2.5 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 구체적으로는 1.5~2.5의 범위에 속하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 치환도 범위의 셀룰로오스 아세테이트를 사용하는 이유는 용매의 분리 및 증발을 용이하게 하고 셀룰로오스 아세테이트에 수산기가 일부 잔류하므로 생성되는 셀룰로오스 아세테이트 미립자 비드의 수분산성을 향상시키기 때문이다.
본 발명에서 상기 셀룰로오스 아세테이트의 분자량은 특별히 한정하지 않으나, 바람직하게는 중량평균분자량이 30,000~500,000인 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 셀룰로오스 아세테이트를 용해하는 용매로는 물에 불용성이고 물보다 비점이 낮은 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는 상기 용매로서 아세톤과 디클로로메탄이 1:9~9:1의 중량비로 혼합된 공용매를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아세톤과 디클로로메탄을 동시에 사용하면, 셀룰로오스 아세테이트의 용해성을 양호하게 유지하고 생성되는 액적의 균일성을 높이는 동시에, 에멀젼 형성시 액적 내에 수산기가 잔류하게 되므로 예를 들어 분산염료나 반응성 염료 등 다양한 착색제의 직접 봉인이 가능하게 되는 효과가 있다.
더욱 구체적으로 설명하면, 기존 기술(Cellulose,20:751-760)에서는 치환도가 높은 셀룰로오스 아세테이트를 용해시키기 위하여 디클로로메탄을 단독으로 사용하였는데, 생성되는 셀룰로오스 아세테이트가 수분산성이 떨어졌다.
본 발명에서는 수분산성을 향상시키기 위하여 치환도가 비교적 낮은 셀룰로오스 아세테이트를 사용하여 수산기를 잔류시켜야 하는데, 이 경우 기존의 디클로로메탄을 사용하면 셀룰로오스 아세테이트의 용해성이 떨어진다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 디클로로메탄 외에 공용매로서 아세톤을 함께 사용하였다. 상기 아세톤은 물에 대한 용해성이 커서 단독을 사용시에는 Oil/Water(O/W) 에멀젼을 형성하기는 어려우나, 디클로로메탄과 함께 사용될 경우에는 디클로로메탄에 대한 용해성이 우수하므로 O/W 에멀젼 형성이 가능해진다.
본 발명에서 상기 셀룰로오스 아세테이트는 상기 공용매 중에 0.1~10 중량%의 농도로 용해되는 것이 바람직하다.
(2) 착색제 혼합 단계
상기 얻어진 셀룰로오스 아세테이트 고분자 용액에 착색제를 혼합하는 단계이다.
본 발명에서 상기 착색제는 에멀젼 형성시 액적 내에 봉인될 수 있는데, 이는 상기 셀룰로오스 아세테이트 고분자에 수산기가 잔류하여 착색제와 화학적 또는 물리적 결합이 가능하기 때문이다.
본 발명에서 상기 착색제로는 염료 또는 안료를 사용할 수 있는데, 발색 강도를 높게 할 수 있다는 점에서 안료보다는 염료가 선호되며, 염료의 경우 구체적으로는 분산 염료, 반응성 염료, 직접 염료, 산성 염료, 염기성 염료 등을 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 분산 염료와 반응성 염료이다.
또한, 본 발명에서 상기 착색제는 상기 (1)단계에서 얻어지는 셀룰로오스 아세테이트 고분자 용액 중에 0.01~0.1 중량%의 농도로 혼합되는 것이 바람직하다.
(3) 수용액 혼합 단계
에멀전 형성을 위하여 수용액을 혼합하는 단계이다.
본 단계에서는 향후 에멀젼의 안정성을 향상시키기 위해 안정화제를 일정 비율로 혼합하는 것이 바람직한데, 본 발명에서 사용할 수 있는 안정화제로서 폴리비닐알코올 외에 아라비아 검, 히드록시에틸셀룰로오스, 메틸세룰로오스, 전분, 폴리아크릴산 염, 폴리메타크릴산 염, 젤라틴, 폴리피롤리돈 등 다양한 화합물과 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 구체적으로는 폴리비닐알코올(PVA)을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 폴리비닐알코올은 중량평균분자량이 10,000~200,000인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 안정화제는 에멀젼 액적을 안정화시키고 용매의 증발 과정에서 액적이 분해되는 것을 방지하는 역할을 함으로써 균일하고 안정적인 착색 미립자 비드의 형성이 가능하도록 하는 역할을 한다.
본 발명에서 상기 안정제는 수용액 중에 0.1~10 중량%의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (2)단계에서 얻어지는 착색제와 셀룰로오스 아세테이트 고분자의 혼합 용액은 상기 안정화제가 용해된 수용액과 2:1~1:5의 부피비로 혼합되는 것이 바람직하다.
(4) 에멀젼 생성 단계
상기와 같이 착색제와 셀룰로오스 아세테이트 고분자의 혼합 용액 및 상기 안정화제가 용해된 수용액을 혼합하고 고속 교반기(homogenizer)를 사용하여 Oil/Water(O/W) 에멀젼을 형성한다.
본 발명에서 상기 형성되는 에멀젼 액적의 직경은 약 10~1,000 nm인 것이 바람직하며, 이를 위하여 고속 교반기의 속도는 약 5,000 ~ 50,000 rpm으로 약 1~30분간 교반하는 것이 바람직하다.
(5) 미립자 비드 형성 단계
상기와 같이 형성되는 에멀젼 액적에서 용매(아세톤과 디클로로메탄의 공용매)를 제거하여 미립자 비드를 형성하는 단계이다.
용매의 제거는 에멀젼을 상기 용매의 비점 이상의 온도에서 교반함에 의해 진행되는데, 효율성을 높이기 위해 물의 비점 아래로 가열하여 진행할 수도 있다.
또한 과잉의 안정제(PVC)를 제거하기 위해 생성되는 미립자를 원심분리시키는 것이 가능하며, 온수 등을 이용해 수세함으로써 미립자 비드의 생성이 완료될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 방법으로 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드는 수산기 치환도가 1.5~2.5인 셀룰로오스 아세테이트 고분자를 포함하며, 셀룰로오스 아세테이트 고분자 내에 잔류하는 히드록시기에 의해 우수한 수분산성을 갖고, 소수성 표면 특성으로 인한 단백질 흡착성을 유지시켜 면역 크로마토그래피 키트의 고분자 프로브(probe)로의 사용이 가능할 것으로 기대된다.
실시예
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위해 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
셀룰로오스 아세테이트(수산기 치환도: 2.31, 중량평균분자량 30,000) 파우더를 아세톤과 디클로로메탄이 4:6의 비율로 혼합된 공용매에 2.5 중량%의 농도로 용해시켰다.
상기와 같이 제조된 용액에 PVA(중량평균분자량: 127,000)가 3 중량%의 농도로 용해된 수용액을 1:1의 부피비로 혼합하고 고속 교반기(homogenizer)를 이용하여 약 15,000 rpm으로 10분간 교반시키고, 상온에서 용매를 증가시킨 후 증류수를 이용하여 수세하여 셀룰로오스 아세테이트 미립자 비드를 얻었다.
상기의 방법으로 제조된 셀룰로오스 아세테이트 미립자를 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 도 1에 나타내었다. 도 1에서 보는 바와 같이, 구형의 균일한 직경을 갖는 미립자 비드가 제조되었음을 알 수 있다.
[실시예 2]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 아세톤과 디클로로메탄을 2:8의 비율로 혼합한 공용매를 사용한 것만 다르다.
상기의 방법으로 제조된 셀룰로오스 아세테이트 미립자를 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 도 2에 나타내었다. 도 2에서 보는 바와 같이, 구형의 균일한 직경을 갖는 미립자 비드가 제조되었음을 알 수 있다.
[실시예 3]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 셀룰로오스 아세테이트가 공용매 중에 용해된 고분자 용액에 분산염료를 0.05 중량% 혼합한 것만 다르다.
상기의 방법으로 제조된 셀룰로오스 아세테이트 착색 분산체를 촬영한 사진을 도 3에 나타내었다.
또한, 상기의 방법으로 제조된 셀룰로오스 아세테이트 미립자를 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 도 4에 나타내었다. 도 4에서 보는 바와 같이, 구형의 균일한 직경을 갖는 미립자 비드가 제조되었음을 알 수 있다.
상기 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 셀룰로오스 아세테이트 미립자 비드의 평균 입자 크기와 다분산성지수(PDI)를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
평균 입자 직경(nm) | 다분산성지수(P야) | |
실시예 1 | 366 | 1.12 |
실시예 2 | 387 | 1.39 |
실시예 3 | 376 | 1.31 |
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따라 공용매를 사용하여 에멀젼법에 의해 구형의 균일한 셀룰로오스 아세테이트 미립자 비드를 제조할 수 있음을 알 수 있다.
[비교예 1]
실시예 1과 동일하게 실시하되, 용매로 아세톤을 단독으로 사용한 것만 다르다. 이 경우 아세톤이 물과 혼합되어 미립자를 제조할 수 없었다.
[비교예 2]
실시예 1과 동일하게 실시하되, 용매로 디클로로메탄을 단독으로 사용한 것만 다르다. 이 경우 셀룰로오스 아세테이트가 부분적으로만 용해되므로 에멀젼법에 의해서는 미립자를 제조할 수 없었다.
이상과 같이, 본 발명을 실시예를 참조하여 그 특징에 관하여 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (6)
- (1) 수산기의 치환도가 1.5~2.5인 셀룰로오스 아세테이트를 아세톤:디클로로메탄이 1:9~9:1의 중량비로 혼합된 공용매 중에 0.1~10 중량%의 농도로 용해시키는 단계;
(2) 상기 얻어진 셀룰로오스 아세테이트 고분자 용액에 착색제를 0.01~0.1 중량%의 농도로 혼합하는 단계;
(3) 상기 얻어진 착색제와 셀룰로오스 아세테이트 고분자의 혼합 용액에 안정화제가 0.1~10 중량%의 비율로 용해된 수용액을 혼합하는 단계;
(4) 상기 (3)에서 얻어진 용액을 고속 교반하여 에멀젼화시키는 단계;
(5) 상기 에멀젼화시켜 얻어진 생성물 중에서 상기 공용매를 증발시키고 얻어진 입자를 수세하는 단계;
를 포함하는 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 착색제는 분산 염료, 반응성 염료, 직접 염료, 산성 염료, 염기성 염료 또는 안료인 것을 특징으로 하는 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 안정화제는 폴리비닐알코올, 아라비아 검, 히드록시에틸셀룰로오스, 메틸세룰로오스, 전분, 폴리아크릴산 염, 폴리메타크릴산 염, 젤라틴, 폴리피롤리돈 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 안정화제는 중량평균분자량 10,000~200,000의 폴리비닐알코올(PVA)인 것을 특징으로 하는 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 (3)에서 상기 착색제와 셀룰로오스 아세테이트 고분자의 혼합 용액은 상기 안정화제가 용해된 수용액과 2:1~1:5의 부피비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 제조 방법.
- 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 의해 제조되며, 수산기 치환도가 1.5~2.5인 셀룰로오스 아세테이트 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드.
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KR1020140102251A KR101555861B1 (ko) | 2014-08-08 | 2014-08-08 | 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 제조 방법 및 이로부터 제조되는 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101815920B1 (ko) * | 2016-04-12 | 2018-01-08 | 재단법인대구경북과학기술원 | 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 염색성 향상을 위한 표면 개질 방법 |
KR20190117678A (ko) * | 2017-04-06 | 2019-10-16 | 아사히 가세이 가부시키가이샤 | 친수화 착색 셀룰로오스 미립자 |
CN112852001A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 天津科技大学 | 纳米纤维素氨气感应气凝胶的制备方法 |
EP3613794B1 (en) | 2018-02-07 | 2022-01-19 | Daicel Corporation | Cellulose acetate particles, cosmetic composition, and method of producing cellulose acetate particles |
-
2014
- 2014-08-08 KR KR1020140102251A patent/KR101555861B1/ko active IP Right Grant
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Adv. Mater. 22, (2010), pp 2998-3016 |
Cellulose, 20, (2013), pp 751-760 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101815920B1 (ko) * | 2016-04-12 | 2018-01-08 | 재단법인대구경북과학기술원 | 진단 시약용 셀룰로오스 아세테이트 착색 미립자 비드의 염색성 향상을 위한 표면 개질 방법 |
KR20190117678A (ko) * | 2017-04-06 | 2019-10-16 | 아사히 가세이 가부시키가이샤 | 친수화 착색 셀룰로오스 미립자 |
KR102300483B1 (ko) | 2017-04-06 | 2021-09-10 | 아사히 가세이 가부시키가이샤 | 친수화 착색 셀룰로오스 미립자 |
EP3613794B1 (en) | 2018-02-07 | 2022-01-19 | Daicel Corporation | Cellulose acetate particles, cosmetic composition, and method of producing cellulose acetate particles |
US11628134B2 (en) | 2018-02-07 | 2023-04-18 | Daicel Corporation | Cellulose acetate particles, cosmetic composition, and method of producing cellulose acetate particles |
CN112852001A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 天津科技大学 | 纳米纤维素氨气感应气凝胶的制备方法 |
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