KR101968307B1 - 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물은, 세륨-아미노클레이 나노입자를 함유하되, 상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 3-아미노프로필(3-aminopropyl)로 기능화되어 하기의 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
[H2N(CH2)3]8Si8Ce6O12(OH)4)]
본 발명에 의한 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물 및 그 제조방법을 이용하면 종래의 산화세륨 나노입자와 상이하게 세포독성을 감소시킨 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물을 제공할 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물은 물에 대한 수용성이 높기 때문에 세안 후 모공 등에 덜 잔류하는 효과가 있다. 또한, 상기 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물은 산화세륨 나노입자와 상이하게 자궁경부암세포에 대한 특이적 독성을 나타낼 수 있으며, 이외 정상 세포에 대한 독성은 매우 낮은 장점을 갖는다.

Description

세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물 및 그 제조방법{UV-blocking composition containing cerium-amino clay nanoparticles and method for producing the same}
본 발명은 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
하이브리드 나노물질들 또는 단독 금속 산화물 나노입자들 가령, 이산화티타늄, 산화세륨, 산화주석 및 산화세륨 나노입자는 다른 나노입자 사이에서 환경 및 인간의 건강 및 안전에 대한 관심을 유발하고 있다. 공학적으로 합성한 반도체 금속 산화물 중에서 산화세륨 나노입자는 이들의 높은 표면적 대 부피비, 자외선 및 가시광 흡수능, 긴 수명 때문에, 자외선 차단제, 발 관리, 연고, 자판판매품, 염료 및 항균 코팅제로써 페인트 항공팜이제, 가스 센서, 전자 소재, 광촉매로써 화장품 및 바이오의학 분야에서 그 사용이 폭발적으로 증가하고 있다.
이산화세륨(cerium dioxide)은 세리아(ceria) 또는 산화세륨이라고 불리우고, 입방형의 결정구조를 가지며, 희토류 산화물 중에서 응용성이 매우 높은 매력적인 재료 중 하나이다. 따라서 이산화세륨은 연료전지, 절연체, 연마제, 가스센서, 고온 산화저항재료 등 산업적으로 다양한 활용 가능성을 지니고 있고, 또한 자동차 머플러의 3원계 촉매, 촉매 활성제 또는 촉매의 지지체로 사용된다.
특히, 이산화세륨 초미분체 분말은 가시광에 대한 투명성이 높을 뿐만 아니라 자외선에 대한 흡수능이 뛰어나, 많은 양을 발랐을 경우 쉽게 나타날 수 있는 창백한 피부톤, 즉 백탁현상에 대한 우려가 적어 자연스러운 피부색을 나타낼 수 있으므로, 썬크림 또는 썬블록으로 불리우는 자외선 차단용 화장료의 무기계 자외선 차단제로서 사용하기에 이상적인 특징을 가지고 있다.
그러나, 이산화세륨 초미분체 분말은 유기계 물질을 쉽게 산화시키는 촉매 특성을 가지고 있어 자외선 차단용 화장료에 거의 사용되지 못하고 있다.
따라서 상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여, 무정형 실리카(SiO2)를 이산화세륨 표면에 코팅하여 이산화세륨의 촉매 활성을 감소시키려는 연구가 진행되어 왔다. 그러나 무정형 실리카무정형 실리카(SiO2)를 이산화세륨 표면에 코팅할 경우 자외선 차단효과도 함께 저감되는 단점이 있었다.
KR 10-1258190 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 세포에 독성이 없으며, 자외선 차단 효과가 우수한 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물은, 세륨-아미노클레이 나노입자를 함유하되, 상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 3-아미노프로필(3-aminopropyl)로 기능화되어 하기의 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
[H2N(CH2)3]8Si8Ce6O12(OH)4
일 실시예에 있어서, 상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 세륨 층상규산염인 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 세륨-아미노클레이 나노입자의 평균 크기는 10 내지 500 nm인 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 인간 유래 섬유아세포(Fibroblast)에 대하여 무독성인 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른, 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물의 제조방법은, (a) 전구체를 유기용 매에 용해해 전구체 용액을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 전구체 용액에 3-아미노프로필 트리에 톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)을 적하하고 교반하여 반응물을 수득하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 수득된 반응물을 원심분리하는 단계; (d) 상기 (c) 단계의 원심분리된 반응물을 세척건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계의 전구체는, 염화세륨, 아세트산세륨, 탄산세륨, 불화세륨, 질산세륨, 황산세륨, 브롬화세륨, 요오드화세륨 옥살산세륨, 과염소산세륨, 황산세륨 및 이들의 수화물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계의 유기용매는, 메탄올, 에탄올 및 아세톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 전구체 용액의 세륨(Ce) 및 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)의 규소(Si)는 1 : 0.5 ~ 3의 몰비로 첨가되는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계의 원심분리는, 10 내지 15분 동안 2,500 내지 3,000 rpm으로 수행되는 것일 바람직하다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른, 자외선 차단 화장료 조성물은, 3-아미노프로필(3-aminopropyl)로 기능화된 세륨-아미노클레이 나노입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 하기의 화학식 1로 표시되는 것이 바람직하다.
[화학식 1]
[H2N(CH2)3]8Si8Ce6O12(OH)4
일 실시예에 있어서, 상기 화장료 조성물은, 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션 및 스프레이로 이루어진 그룹 중 1종의 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물 및 그 제조방법을 이용하면 종래의 산화세륨 나노입자와 상이하게 세포독성을 감소시킨 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물을 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물은 물에 대한 수용성이 높기 때문에 종래의 자외선 차단제 조성물에 비해 세안 후 모공 등에 덜 잔류하는 효과가 있다.
또한, 상기 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물은 산화세륨 나노입자와 상이하게 자궁경부암세포에 대한 특이적 독성을 나타낼 수 있으며, 이외 정상 세포에 대한 독성은 매우 낮은 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물의 제조방법을 나타낸 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 세륨-아미노클레이 나노입자의 화학구조를 근사적으로 도시한 것이다.
도 3(a) 내지 (e)는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자의 투과전자현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자의 X선 회절 패턴을 나타난 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자의 적외선 스펙트럼 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자의 DI water 및 RMPI에서의 유체 역학적 크기 및 제타 포텐셜을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자, 염화세륨 및 산화세륨의 XANES 분석 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자 및 산화세륨의 자외선 흡광도를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자의 농도에 따른 섬유모유사세포주(WI-38) 및 정상 섬유아세포(CCD-986SK)의 생존율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자의 농도에 따른 폐암세포(A549) 및 섬유모유사세포주(WI-38)의 생존율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자를 동물세포에 처리한 후의 동물세포의 단면을 촬영한 이미지이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
나아가, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 세륨-아미노클레이 나노입자를 함유하되, 상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 3-아미노프로필(3-aminopropyl)로 기능화되어 하기의 화학식 1로 표시되는 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단제 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
[H2N(CH2)3]8Si8Ce6O12(OH)4
상기 세륨은 공기 중에 쉽게 산화한다. 공기 중에 산화된 세륨은 산화세륨(CeO2) 또는 세리아(ceria)라 한다.
또한, 상기 산화세륨(CeO2)은 자체적으로 자외선 차단성을 나타내며, 세포에 대한 독성을 나타낼 수 있으나, 상기 세륨-아미노클레이 나노입자와 하이브리드 나노물질(hybrid nanomaterials)을 형성하는 경우에는 세포독성을 감소시킬 수 있다.
상기 산화세륨(CeO2)이 세포에 독성을 나타내는 이유는 반도체로써 광원을 받으면 활성라디칼이 생성되기 때문이다.
따라서, 세륨-아미노클레이 나노입자는 인간 유래 섬유아세포(Fibroblast)에 대하여 독성을 발휘하지 않는다.
상기 화학식 1로 표시되는 상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 마그네슘 아미노클레이와 유사한 구조를 가지며, 다만 8면체판(octahedral sheet)에서 마그네슘 위치에 세륨이 배치되어 구성된 것이다.
상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 판상 구조로써, 평균 입자크기가 10 내지 500 nm일 수 있다.
상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 졸-겔 반응에 의하여 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면 본 발명은 (a) 전구체를 유기용매에 용해시켜 전구체 용액을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 전구체 용액에 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)을 적하하고 교반하여 반응물을 수득하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 수득된 반응물을 원심분리하는 단계; (d) 상기 (c) 단계의 원심분리된 반응물을 세척건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단제 조성물의 제조방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단제 조성물의 제조방법을 순서도로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 상기 (a) 단계의 전구체는 상기 (a) 단계의 전구체는, 염화세륨, 아세트산세륨, 탄산세륨, 불화세륨, 질산세륨, 황산세륨, 브롬화세륨, 요오드화세륨 옥살산세륨, 과염소산세륨, 황산세륨 및 이들의 수화물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 (a) 단계의 유기용매는 메탄올, 에탄올 및 아세톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 전구체 용액의 세륨(Ce) 및 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)의 규소(Si)는 1 : 0.5 ~ 3의 몰비로 첨가될 수 있으며, 바람직하게는 1 : 2 몰비일 경우 반응에 참여한 전구체가 모두 반응하여 소진될 수 있다.
상기 (c) 단계의 원심분리는, 10 내지 15분 동안 2,500 내지 3,000 rpm으로 수행될 수 있다.
상기 (c) 단계를 거친 후 세륨-아미노클레이 나노입자는 분말 형태로 회수될 수 있다.
이후에 상기 (d) 단계에서 원심분리된 반응물을 에탄올로 2 ~ 3회 세척한 이후에, 40 내지 60℃ 오븐에서 12 내지 48시간 동안 건조할 수 있다.
상기 세척을 과정에서 불순물을 제거할 수 있으며, 상기 건조 조건에서 세륨-아미노클레이 나노입자를 분말(powder)로 수득할 수 있으므로, 이를 자외선 차단제 조성물의 형상으로 변형하여 제조하는 데 매우 유리하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 3-아미노프로필(3-aminopropyl)로 기능화된 세륨-아미노클레이 나노입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 차단 화장료 조성물를 제공한다.
상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 하기의 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
[H2N(CH2)3]8Si8Ce6O12(OH)4
상기 화장료 조성물은, 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션 및 스프레이로 이루어진 그룹 중 1종의 것으로 제형화될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 상세하게는 유연 화장수, 영양 화장수, 영양크림, 마사지 크림, 에센스, 아이 크림, 클렌징 크림, 클렌징 포옴, 클렌징 워터, 팩 또는 파우더의 제형으로 제조될 수 있다.
또한, 상기 화장료 조성물에 포함되는 성분은 상기한 성분 외, 화장료 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함할 수 있으며, 예컨대 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제, 그리고 담체를 포함할 수 있다.
그리고 세륨-아미노클레이 나노입자는 화장료 조성물 100중량%를 기준으로, 0.1~10중량%의 비율로 포함될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 세륨-아미노클레이 나노입자의 제조
세륨-아미노클레이 나노입자를 제조하기 위한 전구체로 세륨염화수화물(CeCl3·7H2O), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-Aminopropyltriethoxysilane; 이하 'APTES') 및 알콜을 준비하였다.
세륨염화수화물(CeCl3·7H2O)인 전구체를 8.4g을 정량하여 200 mL 에탄올에 녹인 후에, 10분 정도 혼합하여 전구체용액을 제조한 후, 20 mL 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-Aminopropyltriethoxysilane; 이하 'APTES')를 순차적으로 적하하며 교반하였다. 이때 졸-겔 반응으로 반응물이 생성되며, Ce : Si의 몰비는 1 : 2로 적정하였다. 결과적으로 만들어지는 용액은 밤새도록 혼합이 되며, 슬러리 형태의 고형을 수확할 수 있다.
상기 반응물을 수득하여 각각의 세륨-아미노클레이 나노입자를 15분 동안 3,000 rpm으로 원심분리하며, 이렇게 분리한 세륨-아미노클레이 나노입자를100 mL 에탄올로 1번 세척하여, 60 ℃ 오븐에 하루 동안 건조하였다. 건조 후에 각각을 막자사발로 갈아서 분말 형태의 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물을 회수하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일하게 실시하되, 전구체로 CeCl3·7H2O를 이용하였다.
비교예 2
산화세륨을 구입하여 준비하였다.
비교예3
염화세륨을 구입하여 준비하였다.
<평가>
1. TEM 분석 및 XRD patterns of CeAC 분석
증류수에 0.5 mg/mL 농도로 분산시킨 세륨-아미노클레이 나노입자의 형태적 관찰을 투과전자현미경으로 관찰하였다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 세륨-아미노클레이 나노입자의 화학구조를 나타낸 것이고, 도 3(a) 내지 (e)는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자의 투과전자현미경 사진이며, 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자의 X선 회절 패턴을 나타난 그래프이다.
도 2을 참조하면, 세륨-아미노클레이 나노입자의 이미지는 격자 구조없이 다른 전자 대조를 지닌 불균질한 모양을 보여주는 것을 확인할 수 있으며, 세륨, 실리콘, 염소, 질소 성분이 확인되었으며, 이는 세륨-아미노클레이 나노입자의 층상규산염을 고려할 때 가능하다.
도 3(a)에 나타낸 TEM 이미지를 참조하여, 세륨-아미노클레이 나노입자가 층상 구조임을 확인할 수 있으며, 이것은 세륨-아미노클레이 나노입자가 점토라는 것을 의미한다.
도 4를 참조하면 세륨-아미노클레이 나노입자는 층상 규산염 피크를 보여주고 있음을 나타낸다.
2. FTIR spectra, Zeta potential/hydrodynamic 분석 및 XANES 분석
도 5는 본 발명의 따라 제조된 실시예 1의 적외선 스펙트럼 그래이며, 도 6은 본 발명에 따라 제조된 실시예 1의 DI water 및 RMPI배지에서의 유체 역학적 크기 및 제타 포텐셜을 나타낸 것이고, 도 7은 본 발명에 따라 제조된 실시예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 XANES 분석 그래프이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 따른 세륨-아미노클레이 나노입자는 DI water에서는 농도의 변화에 관계없이 제타 포텐셜이 30 ~ 36 mV로 나타났으며, RMPI배지에서는 농도에 제타 포텐셜이 증가함을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1의 유체 역학적 크기는 세륨-아미노클레이 나노입자의 농도가 증가함에 따라 크기가 증가함을 보여주었으며, 특히 RMPI배지에서 세륨-아미노클레이 나노입자는 농도가 높을수록 DI water에서의 증가율 보다 높음을 확인할 수 있었다.
도 7에 도시된 바와 같이, 실시예 1의 세륨-아미노클레이 나노입자는 산화수가 4가에 가깝게 존재하는 것을 확인할 수 있다.
3. UV-Vis absorbance spectra 분석
도 8은 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 및 비교예 2의 자외선 흡광도를 나타낸 그래프이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 자외선 영역대인 200 ~ 400nm에서 실시예 1의 흡수율이 비교예 2에 비해 월등히 낮은 것을 확인할 수 있었다. 즉, 본 발명에 따른 세륨-아미노클레이 나노입자는 산화세륨 나노입자 자체의 자외선 차단 효과보다 월등히 향상됨을 확인할 수 있다.
4. 세포 생존율 분석
도 9는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자의 농도에 따른 섬유모유사세포주(WI-38) 및 정상 섬유아세포(CCD-986SK)의 생존율을 나타낸 그래프이며, 도 10은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자의 농도에 따른 폐암세포(A549) 및 섬유모유사세포주(WI-38)의 생존율을 나타낸 그래프이다.
각각의 세포의 밀도가 10,000 세포수/mL이 되도록 투명 96-well 플레이트에 100 μL의 배양액을 주입하였다. 즉각적으로, 배지는 CO2 인큐베이터에서 37 ℃에서 24시간 배양하였다.
만약 세포가 플레이트 바닥에 붙어있다면, 성장 배지를 제거한다. 각각의 배양 배지에, 세륨-아미노클레이 나노입자의 농도에 따른 생존율을 분석하였다.
도 9에 도시된 바와 같이, 섬유모유사세포(WI-38) 및 정상 섬유아세포(CCD-986SK)는 세륨-아미노클레이 나노입자의 농도가 높아져도 생존율이 떨어지지 않는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 세륨-아미노클레이 나노입자는 섬유모유사세포(WI-38) 및 정상 섬유아세포(CCD-986SK)에 대해 독성을 나타내지 않는 것을 확인할 수 있었다.
5. 자궁경부암세포 대상 세포독성 평가 및 Cross-section TEM 분석
세포 배양 배지는 RPMI 1640을 10% FBS, 1% L-Glutamine 및 1% Pen/Strep로 혼합하여 제조하였다. 자궁경부암세포 및 정상세포는 이틀에 한번씩 계대배양하였다. RPMI 배지의 상등액을 버리고, PBS 버퍼로 잔류 배지를 깨끗하게 씻은 후에, trypsin-EDTA로 한 방울씩 적하하며, 세포를 플라스크 바닥으로부터 탈리하였다. 자궁경부암 세포를 15 mL 코니컬 튜브에 모은 후에 새 RPMI 배지로 혼합한 후 이를 튜브 바닥으로부터 잔류 세포를 수확하기 위해 5분 동안 1,000 rpm으로 원심분리를 하였다.
세포 수를 대략 105에서 106 세포수/mL로 헤마토사이토미터로 개수를 센다. 세포를 T-75 배양 플라스크에서 37 ℃, 5% 이산화탄소를 공급하여 배양하였다
세포 밀도가 10,000 세포수/mL이 되도록 투명 96-well 플레이트에 100 μL의 배양액을 주입하였다. 즉각적으로, 배지는 CO2 인큐베이터에서 37 ℃에서 24시간 배양하였다.
만약 세포가 플레이트 바닥에 붙어있다면, 성장 배지를 제거한다. 이 배양 배지에, 세륨-아미노클레이 나노입자의 농도를 높이면서 생존율을 기록하였다.
도 10은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자의 농도에 따른 자궁경부암세포(A549) 및 정상 섬유모유사세포주(WI-38)의 생존율을 나타낸 그래프이며, 도 11은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 세륨-아미노클레이 나노입자를 동물세포에 처리한 후의 동물세포의 단면을 촬영한 이미지이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 따른 세륨-아미노클레이 나노입자는 자궁경부암세포에는 독성을 나타내는 것에 반해, 정상세포에 대해서는 500(㎍/mL)농도 이하에서는 독성을 나타내지 않는 것을 확인할 수 있었으며, 암세포의 경우 약한 산성을 나타내며, 세륨-아미노클레이 나노입자를 암세포에 처리하면 상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 산화효소(oxidase)역할을 하여 암세포에 대하여 독성을 나타내지만, 정상세포에서는 세포생존률이 높게 나오므로 독성을 나타내지 않는 것을 확인할 수 있다.
또한, 정상세포의 소기관들은 약한 산성을 나타내기 때문에 세륨-아미노클레이 나노입자가 세포 내로 침투된다면 독성을 나타낼수 있으나, 도 11 도시된 바와 같이, 세륨-아미노클레이 나노입자는 세포 소기관까지 침투하지 못하는 것을 확인 할 수 있다. 따라서 정상세포에서 대해서는 세륨-아미노클레이 나노입자는 독성을 발휘하지 않는 것을 확인할 수 있다.
지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단 조성물 및 그 제조방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S01 : 전구체를 유기용매에 용해시켜 전구체 용액을 제조
S02 : 전구체 용액에 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)을 적하하고 교반하여 반응물을 수득
S03 : 수득된 반응물을 원심분리
S04 : 원심분리된 반응물을 세척건조

Claims (12)

  1. 세륨-아미노클레이 나노입자를 함유하되,
    상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 3-아미노프로필(3-aminopropyl)로 기능화되어 하기의 화학식 1로 표시되며,
    상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 세륨 층상규산염으로 불균질한 모양을 가지고, 200 내지 400 nm에서 자외선 흡수율이 증가되는 것을 특징으로 하는
    세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단제 조성물.
    [화학식 1]
    [H2N(CH2)3]8Si8Ce6O12(OH)4
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세륨-아미노클레이 나노입자의 평균 크기는 10 내지 500 nm인 것을 특징으로 하는 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단제 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 인간 유래 섬유아세포(Fibroblast)에 대하여 무독성인 것을 특징으로 하는 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단제 조성물.
  5. (a) 전구체를 유기용매에 용해시켜 전구체 용액을 제조하는 단계;
    (b) 상기 (a) 단계의 전구체 용액에 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)을 적하하고 교반하여 반응물을 수득하는 단계;
    (c) 상기 (b) 단계의 수득된 반응물을 원심분리하는 단계;
    (d) 상기 (c) 단계의 원심분리된 반응물을 세척건조하는 단계;를 포함하는 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단제 조성물의 제조방법에 있어서,
    상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 세륨 층상규산염으로 불균질한 모양을 가지고, 200 내지 400 nm에서 자외선 흡수율이 증가되는 것을 특징으로 하는 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단제 조성물의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 전구체는,
    염화세륨, 아세트산세륨, 탄산세륨, 불화세륨, 질산세륨, 황산세륨, 브롬화세륨, 요오드화세륨 옥살산세륨, 과염소산세륨, 황산세륨 및 이들의 수화물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단제 조성물의 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 유기용매는,
    메탄올, 에탄올 및 아세톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단제 조성물의 제조방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 전구체 용액의 세륨(Ce) 및 3-아미노프로필트리에톡시실란의 규소(Si)는 1 : 0.5 ~ 3의 몰비로 첨가되는 것을 특징으로 하는 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단제 조성물의 제조방법.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 원심분리는,
    10 내지 15분 동안 2,500 내지 3,000 rpm으로 수행되는 것을 특징으로 하는 세륨-아미노클레이 나노입자 함유 자외선 차단제 조성물의 제조방법.
  10. 3-아미노프로필(3-aminopropyl)로 기능화된 세륨-아미노클레이 나노입자를 포함하되,
    상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 세륨 층상규산염으로 불균질한 모양을 가지고, 200 내지 400 nm에서 자외선 흡수율이 증가되는 것을 특징으로 하는 자외선 차단 화장료 조성물.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 세륨-아미노클레이 나노입자는 하기의 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 자외선 차단 화장료 조성물.
    [화학식 1]
    [H2N(CH2)3]8Si8Ce6O12(OH)4
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 화장료 조성물은,
    용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션 및 스프레이로 이루어진 그룹 중 1종의 것으로 제형화되는 것을 특징으로 하는 자외선 차단 화장료 조성물.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115487169B (zh) * 2022-09-02 2023-09-29 金陵科技学院 一种载药铈纳米颗粒水凝胶及其制备方法与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003267850A (ja) 2002-02-28 2003-09-25 L'oreal Sa 化粧品組成物での使用に適した紫外線防御を提供する分散粉末
KR101339767B1 (ko) 2012-07-20 2013-12-11 한국과학기술원 철-아미노점토의 유사 과산화효소 활성을 이용한 면역학적 검정법
KR101743866B1 (ko) 2016-01-19 2017-06-08 가천대학교 산학협력단 아미노점토를 이용한 미세조류 배양방법, 이의 배양방법 따른 미세조류 및 미세조류 배양액 재활용방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11222421A (ja) * 1998-01-31 1999-08-17 Naris Cosmetics Co Ltd 紫外線防御剤及び紫外線防御剤の製造方法並びに化粧料
WO2008116790A1 (de) * 2007-03-23 2008-10-02 Basf Se Verfahren zur herstellung oberflächenmodifizierter nanopartikulärer metalloxide, metallhydroxide und/oder metalloxidhydroxide
BRPI0812843A2 (pt) * 2007-07-02 2014-12-09 Basf Se Partícula p, pó. formulação líquida, métodos para preparação de partículas, para controle de tamanho de pratícula, para supressão à atividade fotocatalítica de nanopartículas inorgânicas x, para estabilização de absorvedores de uv, e para estabilização de polímeros, e, uso de partículas
JP5456388B2 (ja) * 2009-07-03 2014-03-26 株式会社日本触媒 化粧料用紫外線カット剤およびそれを用いた化粧料
KR101258190B1 (ko) 2011-11-28 2013-04-25 한국지질자원연구원 전이금속이 도핑된 이산화세륨 복합 초미분체를 유효성분으로 함유하는 자외선 차단용 화장료 조성물
KR101437925B1 (ko) * 2013-05-28 2014-11-04 한국생명공학연구원 아미노클레이를 이용한 미세조류 형질전환 방법
FR3008700B1 (fr) * 2013-07-18 2015-08-14 Univ Nice Sophia Antipolis Nanoparticules de cerine polymerisees en reseau actif ou bioactif, topiques projecteurs, leurs procedes de preparation et leurs utilisations
KR101522722B1 (ko) * 2013-09-27 2015-05-26 에이스틴 주식회사 이온성 유/무기 하이브리드 입자를 포함하는 응집체, 이를 함유하는 화장료 조성물 및 그 제조방법
KR101438458B1 (ko) * 2013-10-16 2014-09-17 한국에너지기술연구원 아미노클레이가 코팅된 광촉매 재료 및 그 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003267850A (ja) 2002-02-28 2003-09-25 L'oreal Sa 化粧品組成物での使用に適した紫外線防御を提供する分散粉末
KR101339767B1 (ko) 2012-07-20 2013-12-11 한국과학기술원 철-아미노점토의 유사 과산화효소 활성을 이용한 면역학적 검정법
KR101743866B1 (ko) 2016-01-19 2017-06-08 가천대학교 산학협력단 아미노점토를 이용한 미세조류 배양방법, 이의 배양방법 따른 미세조류 및 미세조류 배양액 재활용방법

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