KR102332124B1 - Surface-modified nanoparticles with freezing control peptides - Google Patents

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KR102332124B1
KR102332124B1 KR1020170036759A KR20170036759A KR102332124B1 KR 102332124 B1 KR102332124 B1 KR 102332124B1 KR 1020170036759 A KR1020170036759 A KR 1020170036759A KR 20170036759 A KR20170036759 A KR 20170036759A KR 102332124 B1 KR102332124 B1 KR 102332124B1
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Abstract

본 발명은 결빙 제어용 펩타이드 표면 개질된 나노입자에 관한 것으로, 나노입자; 및 상기 나노입자 표면에 결합되는 아미노산 또는 펩타이드;를 포함함으로써, 독성을 가지지 않아 생체시료에 적용할 수 있고, 합성이 간편하고, 유전공학적으로 특정 아미노산의 조성을 높일 수 있으며, 고농도 사용 시 침전이 발생하지 않으며, 얼음 결정과 상호작용하여 빙결 및 해빙을 조절할 수 있고, 냉동시 얼음의 생성속도를 느리게하여 세포의 손상을 최소화시킬 수 있고, 냉해동과정에서 세포사멸을 최소화시킬 수 있으며, 생체 시료의 해빙 시 손상을 최소화시킬 수 있는, 결빙 제어용 펩타이드 표면 개질된 나노입자에 관한 것이다.The present invention relates to a peptide surface-modified nanoparticles for controlling freezing, nanoparticles; and amino acids or peptides bound to the surface of the nanoparticles; by including, they do not have toxicity and thus can be applied to biological samples, can be easily synthesized, can be genetically engineered to increase the composition of specific amino acids, and precipitate when used at high concentrations Freezing and thawing can be controlled by interacting with ice crystals, and damage to cells can be minimized by slowing the production rate of ice during freezing, apoptosis can be minimized during freezing and thawing, and It relates to a peptide surface-modified nanoparticles for controlling freezing, which can minimize damage during thawing.

Description

결빙 제어용 펩타이드 표면 개질된 나노입자 {Surface-modified nanoparticles with freezing control peptides}Surface-modified nanoparticles with freezing control peptides {Surface-modified nanoparticles with freezing control peptides}

본 발명은 얼음 결정의 형성 및 분해를 조절할 수 있는 기능성 나노입자에 관한 것이다.The present invention relates to functional nanoparticles capable of controlling the formation and decomposition of ice crystals.

얼음의 결정은 일정 크기 이상이 되면 생체 시료에 손상을 주기 때문에, 저온 환경이 요구되는 생체 시료 보관 산업에서는 얼음 결정 형성에 의한 피해를 막기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다.Since ice crystals damage biological samples when they exceed a certain size, various attempts are being made to prevent damage caused by ice crystal formation in the biological sample storage industry that requires a low-temperature environment.

화학약품을 사용하는 동결보존제 (부동액, DMSO 등)을 많이 사용하고 있으나, 이는 생체 내에서 독성을 나타내므로 생체 시료에 적용하기 어렵다.Many cryopreservatives (antifreeze, DMSO, etc.) using chemicals are used, but they are toxic in vivo, so it is difficult to apply to biological samples.

동결보존제를 대체하기 위해 다양한 결빙방지 단백질 (Antifreeze protein, 이하 AFP)이 개발되고 있으나, 결빙방지 단백질은 미생물, 어류, 곤충 등 다양한 생물이 생체 내에서 발현되는 것으로, 특정 아미노산의 조성을 높이면 구조의 변형을 초래할 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 고농도의 단백질을 생체 시료에 사용 시 단백질이 침전될 수 있는 문제점이 있다.Various antifreeze proteins (AFPs) are being developed to replace cryopreservatives. However, antifreeze proteins are expressed in various organisms such as microorganisms, fish, and insects in vivo. There is a problem that can lead to In addition, when a high concentration of protein is used in a biological sample, there is a problem that the protein may be precipitated.

따라서, 보다 효과적이고 전술한 문제점이 발생하지 않는 얼음 결빙을 조절할 수 있는 물질의 개발이 절실히 필요한 실정이다.Therefore, there is an urgent need to develop a material capable of controlling ice freezing that is more effective and does not cause the aforementioned problems.

한국공개특허 제2014-49634호Korean Patent Publication No. 2014-49634

본 발명은 화학약품을 사용하는 동결보존제의 생체 시료에 대한 독성 발생 문제가 없는 기능성 나노입자 및 조성물의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide functional nanoparticles and compositions that do not have a problem of toxicity to biological samples of cryopreservatives using chemicals.

본 발명은 합성이 간편하고, 유전공학적으로 특정 아미노산의 조성을 높일 수 있으며, 고농도 사용 시 침전이 발생하지 않는 기능성 나노입자 및 조성물의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide functional nanoparticles and compositions that are easy to synthesize, can increase the composition of specific amino acids by genetic engineering, and do not cause precipitation when used at high concentrations.

본 발명은 얼음 결정과 상호작용할 수 있는 기능성 나노입자 및 조성물의 제공을 목적으로 한다.The present invention aims to provide functional nanoparticles and compositions capable of interacting with ice crystals.

본 발명은 냉동시 얼음의 생성속도를 느리게하여 세포의 손상을 최소화시킬 수 있는 기능성 나노입자 조성물의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a functional nanoparticle composition capable of minimizing damage to cells by slowing the generation rate of ice during freezing.

본 발명은 가시광선 또는 근적외선의 흡수가 가능하여 세포 내부에서부터 얼음 결정의 용해속도 조절이 가능하여, 냉해동과정에서의 세포사멸을 최소화시킬 수 있는 기능성 나노입자 및 조성물을 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide functional nanoparticles and compositions capable of absorbing visible light or near-infrared rays, thereby controlling the dissolution rate of ice crystals from inside the cell, thereby minimizing cell death in the freeze-thaw process.

본 발명은 저온보관 시료의 해빙 시 생체 시료의 손상을 최소화할 수 있는 기능성 나노입자 및 조성물의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide functional nanoparticles and compositions capable of minimizing damage to a biological sample when thawing a low-temperature storage sample.

1. 나노입자; 및 상기 나노입자 표면에 결합되는 아미노산 또는 펩타이드;를 포함하는, 기능성 나노입자.1. nanoparticles; And amino acids or peptides bound to the surface of the nanoparticles; Containing, functional nanoparticles.

2. 위 1에 있어서, 상기 나노입자는 콜로이드성 나노입자인, 기능성 나노입자.2. The functional nanoparticles according to the above 1, wherein the nanoparticles are colloidal nanoparticles.

3. 위 1에 있어서, 상기 나노입자는 금인, 기능성 나노입자.3. The functional nanoparticles according to the above 1, wherein the nanoparticles are gold.

4. 위 1에 있어서, 상기 아미노산은 쓰레오닌, 발린 및 세린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, 기능성 나노입자.4. The functional nanoparticles according to the above 1, wherein the amino acid is at least one selected from the group consisting of threonine, valine and serine.

5. 위 1에 있어서, 상기 아미노산은 쓰레오닌인, 기능성 나노입자.5. The functional nanoparticles according to the above 1, wherein the amino acid is threonine.

6. 위 1에 있어서, 상기 펩타이드는 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 기능성 나노입자:6. The functional nanoparticles according to the above 1, wherein the peptide comprises a compound represented by Formula 1:

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112017028758619-pat00001
Figure 112017028758619-pat00001

7. 위 1에 있어서, 상기 기능성 나노입자는 세포투과성 펩타이드를 더 포함하는, 기능성 나노입자.7. The method of 1 above, wherein the functional nanoparticles further comprise a cell-permeable peptide, functional nanoparticles.

8. 위 1 내지 7 중 어느 한 항의 기능성 나노입자를 포함하는 기능성 식품.8. Functional food comprising the functional nanoparticles of any one of 1 to 7 above.

9. 위 1 내지 7 중 어느 한 항의 기능성 나노입자를 포함하는 결빙 조절용 조성물.9. A composition for controlling freezing comprising the functional nanoparticles of any one of 1 to 7 above.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 화학약품을 사용하는 동결보존제의 생체 시료에 대한 독성 문제가 발생하지 않는 기능성 나노입자 및 조성물을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide functional nanoparticles and compositions that do not cause toxicity to biological samples of cryopreservatives using chemicals.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 합성이 간편하고, 유전공학적으로 특정 아미노산의 조성을 높일 수 있으며, 고농도 사용 시 침전이 발생하지 않는 기능성 나노입자 및 조성물을 제공할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide functional nanoparticles and compositions that are easy to synthesize, can increase the composition of specific amino acids through genetic engineering, and do not cause precipitation when used at high concentrations.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 얼음 결정과 상호작용할 수 있는 기능성 나노입자 및 조성물을 제공할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide functional nanoparticles and compositions capable of interacting with ice crystals.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 냉동시 얼음의 생성속도를 느리게하여 세포의 손상을 최소화시킬 수 있는 기능성 나노입자 및 조성물을 제공할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide functional nanoparticles and compositions capable of minimizing damage to cells by slowing the production rate of ice during freezing.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 기능성 나노입자 및 조성물을 세포에 가하면, 가시광선 또는 근적외선을 조사하여 세포 내부에서부터 얼음 결정의 용해가 가능하므로, 냉해동 과정에서 세포사멸을 최소화시킬 수 있는 기능성 나노입자 및 조성물을 제공할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when the functional nanoparticles and composition of the present invention are added to the cells, it is possible to dissolve the ice crystals from the inside of the cells by irradiating visible or near infrared rays, thereby minimizing apoptosis in the process of freezing and thawing. It is possible to provide functional nanoparticles and compositions that can

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 저온보관 시료의 해빙 시 생체 시료의 손상을 최소화할 수 있는 기능성 나노입자 및 조성물을 제공할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide functional nanoparticles and compositions capable of minimizing damage to a biological sample during thawing of a low-temperature storage sample.

도 1은 본 발명의 기능성 나노입자의 일 실시예를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 기능성 나노입자가 있는 경우 얼음 결정의 성장이 억제되고 얼음의 결빙 온도가 낮아지는 것을 나타낸 것이다.
도 3은 결빙방지 단백질에서 얼음 결정과 상호작용하는 아미노산의 개수와 배열에 따라 온도이력 (Thermal hysteresis, TH)이 변화하는 것을 나타낸 것이다.
도 4는 해빙 시 얼음의 재결정화가 방지된 것을 나타낸 것이다.
도 5는 세포 투과성 아미노산서열이 나노입자 표면에 존재하는 경우 세포 안팎으로 얼음의 결빙 및 해빙에 영향을 줄 수 있다는 것을 나타낸 것으로, 사진은 세포 내로 본 발명의 기능성 나노입자가 들어간 것을 나타낸 전자현미경 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 쓰레오닌으로 표면이 개질된 금 나노입자를 합성한 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시에 따라 합성한 기능성 나노입자로 얼음 결정 성장 실험한 결과를 나타낸 것으로, 그 결과 본 발명의 기능성 나노입자가 얼음 결정의 성장을 방해하는 것을 나타났다.
도 8은 나노입자의 결빙 제어 효과의 세포 실험을 나타낸 것으로, 구체적으로, mESC cell에 DMSO 또는 쓰레오닌이 결합된 20 nm 금 나노입자 또는 40 nm 금 나노입자을 가하였을 때, 급속 해동 과정에서의 세포사멸효과, 빛을 조사하여 해동한 조건에서의 세포사멸효과를 나타낸 것이다.
1 is a schematic diagram showing an embodiment of the functional nanoparticles of the present invention.
2 shows that the growth of ice crystals is suppressed and the freezing temperature of ice is lowered when the functional nanoparticles of the present invention are present.
3 shows the change in thermal hysteresis (TH) according to the number and arrangement of amino acids interacting with ice crystals in the anti-freezing protein.
4 shows that recrystallization of ice is prevented during thawing.
Figure 5 shows that when the cell-permeable amino acid sequence is present on the surface of the nanoparticles, it can affect the freezing and thawing of ice inside and outside the cell. am.
6 shows the results of synthesizing gold nanoparticles whose surface is modified with threonine according to an embodiment of the present invention.
7 shows the results of an ice crystal growth experiment using functional nanoparticles synthesized according to an embodiment of the present invention, and as a result, it was shown that the functional nanoparticles of the present invention interfered with the growth of ice crystals.
8 shows a cell experiment of the effect of controlling the freezing of nanoparticles. Specifically, when DMSO or threonine-conjugated 20 nm gold nanoparticles or 40 nm gold nanoparticles were added to mESC cells, the rapid thawing process was performed. It shows the apoptosis effect and the apoptosis effect under the conditions of thawing by irradiation with light.

본 발명은 결빙 제어용 펩타이드 표면 개질된 나노입자에 관한 것으로, 나노입자; 및 상기 나노입자 표면에 결합되는 아미노산 또는 펩타이드;를 포함함으로써, 독성을 가지지 않아 생체시료에 적용할 수 있고, 합성이 간편하고, 유전공학적으로 특정 아미노산의 조성을 높일 수 있으며, 고농도 사용 시 침전이 발생하지 않으며, 얼음 결정과 상호작용하여 빙결 및 해빙을 조절할 수 있고, 냉동시 얼음의 생성속도를 느리게하여 세포의 손상을 최소화시킬 수 있고, 냉해동과정에서 세포사멸을 최소화시킬 수 있으며, 생체 시료의 해빙 시 손상을 최소화시킬 수 있는, 결빙 제어용 펩타이드 표면 개질된 나노입자에 관한 것이다.The present invention relates to a peptide surface-modified nanoparticles for controlling freezing, nanoparticles; and amino acids or peptides bound to the surface of the nanoparticles; by including, they do not have toxicity and thus can be applied to biological samples, can be easily synthesized, can be genetically engineered to increase the composition of specific amino acids, and precipitate when used at high concentrations Freezing and thawing can be controlled by interacting with ice crystals, and damage to cells can be minimized by slowing the production rate of ice during freezing, apoptosis can be minimized during freezing and thawing, and It relates to a peptide surface-modified nanoparticles for controlling freezing, which can minimize damage during thawing.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 나노입자 및 상기 나노입자 표면에 결합되는 아미노산 또는 펩타이드를 포함하는 기능성 나노입자를 제공한다.The present invention provides functional nanoparticles comprising nanoparticles and amino acids or peptides bound to the surface of the nanoparticles.

나노입자는 90% 이상이 5㎛ 이하, 바람직하게는 2㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1㎛ 이하, 더욱 더 바람직하게는 0.5㎛ 이하의 평균입경을 가지는 입자를 의미하며, 플라즈몬 나노입자일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Nanoparticles mean particles having an average particle diameter of 90% or more of 5 μm or less, preferably 2 μm or less, more preferably 1 μm or less, and still more preferably 0.5 μm or less, and may be plasmonic nanoparticles, but , but not limited thereto.

나노입자는 금속 착염의 묽은 용액을 환원시켜 제조할 수 있으며, 구체적으로 환원반응, 핵형성개시 반응, 핵성장 반응 등의 과정을 제조할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Nanoparticles may be prepared by reducing a dilute solution of a metal complex salt, and specifically, processes such as a reduction reaction, a nucleation initiation reaction, and a nuclear growth reaction may be prepared, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 나노입자는 콜로이드성 나노입자일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the nanoparticles may be colloidal nanoparticles, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 나노입자는 도 1의 모식도에 나타나 있는 바와 같이, 원형 또는 막대형일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the nanoparticles may be circular or rod-shaped, as shown in the schematic diagram of FIG. 1 , but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 나노입자는 금 또는 은 중 적어도 하나 또는 이들의 합금일 수 있으며, 구체적으로, 나노입자는 금일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the nanoparticles may be at least one of gold or silver or an alloy thereof, and specifically, the nanoparticles may be gold, but is not limited thereto.

상기 나노입자가 금일 경우, 본 발명의 기능성 나노입자는 가시광선, 또는 근적외선 영역의 빛의 흡수가 가능하기 때문에 세포의 해동 시 빛을 조사하여 세포내부에서부터 얼음이 녹는 과정을 조절할 수 있다. 이를 통해 세포의 해동과정에서 세포의 손상을 최소화시킬 수 있다.When the nanoparticles are gold, the functional nanoparticles of the present invention can absorb light in the visible or near-infrared region, so that when the cells are thawed, they are irradiated with light to control the melting process of ice from the inside of the cells. In this way, damage to cells can be minimized during cell thawing.

아미노산은, 예를 들어, 알라닌, 시스테인, 아스파르트산, 글루탐산, 페닐알라닌, 글라이신, 히스티딘, 이소류신, 라이신, 류신, 메티오닌, 아스파라긴, 피롤라이신, 프롤린, 글루타민, 아르기닌, 세린, 쓰레오닌, 셀레노시스테인, 발린, 트립토판, 티로신 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Amino acids are, for example, alanine, cysteine, aspartic acid, glutamic acid, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine, lysine, leucine, methionine, asparagine, pyrrolysine, proline, glutamine, arginine, serine, threonine, seleno. It may be cysteine, valine, tryptophan, tyrosine, or the like, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 아미노산은 쓰레오닌, 발린 및 세린 중 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the amino acid may be at least one of threonine, valine, and serine, but is not limited thereto.

쓰레오닌, 발린 및 세린은 결빙 방지 펩타이드의 주요 아미노산 성분으로, 얼음과의 상호작용이 더욱 효과적으로 일어나게 되며, 얼음과의 상호작용이 다른 아미노산에 비해 더 뛰어나 얼음 결정이 성장하는 것을 더욱 세밀하고 효과적으로 조절 (특히, 방지)할 수 있다.Threonine, valine, and serine are major amino acid components of the anti-freeze peptide, and the interaction with ice occurs more effectively, and the interaction with ice is superior to other amino acids, so the growth of ice crystals is more precisely and effectively can be controlled (especially prevented).

또한, 나노입자와의 결합력 또한 우수하여 기능성 나노입자로 제조가 용이하다.In addition, the binding force with the nanoparticles is also excellent, so that it is easy to manufacture them as functional nanoparticles.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 아미노산이 나노입자 표면에 개질되어 본 발명의 기능성 나노입자로 사용되면, 얼음과 상호작용할 수 있는 표면적이 기하급수적으로 증가하여 얼음 결정의 성장, 형성, 해빙 등의 조절 능력이 상기 아미노산을 단독으로 사용한 경우에 비하여 현저히 증가할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when the amino acid is modified on the surface of the nanoparticles and used as the functional nanoparticles of the present invention, the surface area that can interact with ice increases exponentially, resulting in growth, formation, and thawing of ice crystals. The control ability of the back can be significantly increased compared to the case of using the amino acid alone.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 아미노산은 쓰레오닌일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the amino acid may be threonine, but is not limited thereto.

쓰레오닌이 결합된 본 발명의 기능성 복합체는 냉동 시 세포 내에서 얼음 생성속도를 느리게 하여 세포의 손상을 최소화시킬 수 있다.The functional complex of the present invention to which threonine is bound can minimize damage to cells by slowing the rate of ice formation in cells during freezing.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펩타이드는 쓰레오닌, 발린 및 세린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 아미노산을 포함할 수 있으며, 상기 펩타이드에 포함되는 쓰레오닌, 발린 및 세린의 개수에는 제한이 없다. 예컨대, 쓰레오닌, 발린 및 세린 중 적어도 하나를 1 내지 수천개로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the peptide may include at least one amino acid selected from the group consisting of threonine, valine and serine, and the number of threonine, valine and serine included in the peptide is limited. there is no For example, it may include at least one of threonine, valine, and serine in 1 to thousands, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펩타이드는 쓰레오닌, 발린 및 세린 중 적어도 하나를 연속으로 또는 이격적으로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. According to an embodiment of the present invention, the peptide may include at least one of threonine, valine, and serine consecutively or spaced apart, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펩타이드는 쓰레오닌, 발린 및 세린의 적어도 2개 또는 전부를 포함하는 혼합서열일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the peptide may be a mixed sequence including at least two or all of threonine, valine and serine, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펩타이드는 쓰레오닌 및 시스테인을 포함하는 펩타이드일 수 있다. 펩타이드에 포함되는 시스테인은 폴리에틸렌 글라이콜 등의 스페이서 (spacer) 물질로 연결되는 경우도 포함한다. 예컨대, 상기 연결은 펩타이드와 시스테인 사이에 폴리에틸렌 글라이콜이 위치하는 경우일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the peptide may be a peptide including threonine and cysteine. Cysteine included in the peptide includes a case where it is linked with a spacer material such as polyethylene glycol. For example, the linkage may be a case in which polyethylene glycol is positioned between the peptide and the cysteine, but is not limited thereto.

본 발명의 구체적인 일 실시예에 따르면, 5개의 쓰레오닌이 연속으로 결합되어 있고, 상기 5개의 쓰레오닌의 말단에 시스테인이 결합되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to a specific embodiment of the present invention, five threonines may be continuously bonded and a cysteine may be bonded to the ends of the five threonines, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펩타이드는 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 펩타이드일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the peptide may be a peptide including the compound represented by Formula 1, but is not limited thereto.

화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 펩타이드의 경우 얼음 결정의 비등방성 성장을 유도하여, 얼음 결정의 성장을 방해할 수 있다(도 6 및 7). 또한, 냉동 보관된 세포의 해동 시 손상을 최소화시킬 수 있다 (도 8).In the case of a peptide containing the compound represented by Formula 1, anisotropic growth of ice crystals may be induced, thereby hindering the growth of ice crystals ( FIGS. 6 and 7 ). In addition, damage upon thawing of frozen cells can be minimized ( FIG. 8 ).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112017028758619-pat00002
Figure 112017028758619-pat00002

또한, 본 발명에서, 펩타이드는 어떤 동물, 식물, 곤충, 미생물 등에서 발견되는 분자 또는 인위적으로, 자연적으로 합성된 분자를 의미하며, 물의 결빙점을 비속일적으로 감소시키는 펩타이드이다.In addition, in the present invention, a peptide refers to a molecule found in any animal, plant, insect, microorganism, etc. or an artificially or naturally synthesized molecule, and is a peptide that non-unilaterally reduces the freezing point of water.

본 발명에서, 펩타이드는 얼음과 결합하여 얼음 결정의 성장을 막는 특징을 가진 단백질로, 결빙방지 폴리펩타이드 (anti-freezing peptides, AFPs), 결빙방지 당단백질, 결빙방지 글리코펩타이드 (anti-freezing glycopeptides, AFGP), 열 이력 폴리펩타이드 등일 수 있다.In the present invention, the peptide is a protein having the characteristics of preventing the growth of ice crystals by binding to ice, and includes anti-freezing peptides (AFPs), anti-freezing glycoproteins, anti-freezing glycopeptides, AFGP), a thermal history polypeptide, and the like.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펩타이드는 북극 및 남극환 내의 지방을 포함해서 지구의 극지 지방의 물에서 사는 냉혈 수생 극지 어류 종에서 생산되는 결빙 방지 펩타이드; 극지 규조, 당근 및 민들레를 비롯한 다양한 고등 식물에서 생산되는 결빙 방지 펩타이드; 곤충, 세균, 어류 등 다양한 종에서 생산되는 결빙 방지 펩타이드;를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to one embodiment of the present invention, the peptide is an anti-freeze peptide produced in cold-blooded aquatic polar fish species living in the waters of the polar regions of the Earth, including fats in the Arctic and Antarctic rings; anti-freeze peptides produced by various higher plants including polar diatoms, carrots and dandelions; It may include, but is not limited to; anti-freezing peptides produced in various species such as insects, bacteria, and fish.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펩타이드는 FfIBP, NglIBP, Type III AFP 등의 결빙방지 단백질일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the peptide may be an anti-freeze protein such as FfIBP, NglIBP, Type III AFP, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펩타이드는 1차 또는 2차 구조를 가지는 것일 수 있다. 예컨대, 알파 헬릭스, 베타 시트, 이들의 반복 또는 조합의 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the peptide may have a primary or secondary structure. For example, it may have a structure of an alpha helix, a beta sheet, a repeating or a combination thereof, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펩타이드는 상기 결빙방지 폴리펩타이드 (anti-freezing peptides, AFPs), 결빙방지 당단백질, 결빙방지 글리코펩타이드 (anti-freezing glycopeptides, AFGP) 또는 열 이력 폴리펩타이드의 아미노산 서열 일부 또는 전부를 변형하거나, 상기 아미노산 서열의 처음, 중간 또는 말단에 다른 아미노산을 추가로 결합하는 등을 통해 변형될 수 있으며, 상기 변형은 얼음과의 상호작용 목적 범위 내에서 이루어질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the peptide is the amino acid sequence of the anti-freezing peptides (AFPs), anti-freezing glycoprotein, anti-freezing glycopeptides (AFGP) or heat history polypeptide It may be modified by modifying some or all of it, or by additionally attaching other amino acids to the beginning, middle or terminus of the amino acid sequence, and the modification may be made within the scope of the purpose of interaction with ice.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펩타이드는 친화성 택에 융합될 수 있다. 친화성 택으로, 이로 제한되지 않으나, His-tag, 폴리펩티드 A 택, 아비딘/스트렙타비딘, 폴리펩티드 G, 글루타티온-S-트랜스페라제, 디히드로폴레이트 환원효소(DHFR), 녹색 형광 폴리펩티드(GFP), 폴리아르기닌, 폴리시스테인, c-myc, 칼모듈린 결합 폴리펩티드, 인플루엔자바이러스 헤마글루티닌, 말토스 결합 단백질(MBP), 히알루론산 (HA) 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the peptide may be fused to an affinity tag. Affinity tags including, but not limited to, His-tag, Polypeptide A tag, Avidin/Streptavidin, Polypeptide G, Glutathione-S-Transferase, Dihydrofolate Reductase (DHFR), Green Fluorescent Polypeptide (GFP) ), polyarginine, polycysteine, c-myc, calmodulin binding polypeptide, influenza virus hemagglutinin, maltose binding protein (MBP), hyaluronic acid (HA), and the like, but are not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펩타이드는 상기 펩타이드 내 하나 이상의 아미노산 잔기가 변형된 펩타이드일 수 있다. 하나 이상의 변형(들)은 생체내 또는 시험관내 화학적 유도체화, 예를 들어 아세틸화 또는 카르복실화; 글리코실화; 탈글리코실화; 인산화, 예를 들어 포스포티로신, 포스포세린 및 포스포쓰레오닌; 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to one embodiment of the present invention, the peptide may be a peptide in which one or more amino acid residues in the peptide are modified. The one or more modification(s) may include in vivo or in vitro chemical derivatization, eg, acetylation or carboxylation; glycosylation; deglycosylation; phosphorylation such as phosphotyrosine, phosphoserine and phosphothreonine; and the like, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펩타이드는 자연발생 L-아미노산, 자연발생 L-아미노산 및 비-자연발생 합성 아미노산 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the peptide may be a naturally occurring L-amino acid, a naturally occurring L-amino acid, a non-naturally occurring synthetic amino acid, or the like, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펩타이드는 N-말단 및/또는 C-말단에 봉쇄기가 도입된 펩타이드일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 봉쇄기는 N-말단 및/또는 C-말단을 보호하고 안정화하는데 적합한 화학 치환체로, N-말단의 알킬화 또는 아실화로 도입된 분지 또는 비분지 알킬기 및 아실기; 에스테르 또는 케톤-형성 알킬기를 포함하는 C-말단 봉쇄기로, 예를 들어 저급(C1 내지 C6) 알킬기, 예를 들어 메틸, 에틸 및 프로필, 및 아미드-형성 아미노기;등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the peptide may be a peptide having a blocking group introduced at the N-terminus and/or C-terminus, but is not limited thereto. A blocking group is a chemical substituent suitable for protecting and stabilizing the N-terminus and/or C-terminus, including branched or unbranched alkyl and acyl groups introduced by alkylation or acylation of the N-terminus; C-terminal blocking groups, including ester or ketone-forming alkyl groups, include, but are not limited to, lower (C1 to C6) alkyl groups such as methyl, ethyl and propyl, and amide-forming amino groups; does not

아미드-형성 아미노기로는 1차 아민(-NH2), 및 모노- 및 디-알킬아미노기 등을 들 수 있으며, 모노- 및 디-알킬아미노기로는 메틸아미노, 에틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노, 메틸에틸아미노 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Amide-forming amino groups include primary amines (-NH2), and mono- and di-alkylamino groups, and mono- and di-alkylamino groups include methylamino, ethylamino, dimethylamino, diethylamino, methylethylamino and the like, but are not limited thereto.

나노입자와 결합되는 펩타이드의 적합한 농도는 용도에 따라 변할 수 있으며, 예컨대 약 1 ppb 내지 약 1 ppt(즉, 약 1 μg/L 내지 약 1 mg/L)의 범위일 수 있다.Suitable concentrations of peptides bound to nanoparticles may vary depending on the application, for example, may range from about 1 ppb to about 1 ppt (ie, from about 1 μg/L to about 1 mg/L).

상기 펩타이드들은 나노입자와의 결합력 또한 우수하여 기능성 나노입자로 사용될 경우 얼음과 상호작용할 수 있는 표면적이 기하급수적으로 증가하여 결정의 성장, 형성, 해빙 등의 조절 능력이 상기 펩타이드들을 단독으로 사용한 경우에 비하여 현저히 우수해질 수 있다.The peptides also have excellent binding ability with nanoparticles, so when used as functional nanoparticles, the surface area that can interact with ice increases exponentially, so that when the peptides are used alone, the ability to control crystal growth, formation, thawing, etc. It can be significantly better than that.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 나노입자와 아미노산 또는 펩타이드와의 결합은 나노입자 표면과 아미노산 또는 펩타이드와의 화학적 결합을 포함할 수 있다. 상기 나노입자는 표면이 개질된 것일 수 있다. 예컨대, 나노입자와 아미노산 또는 펩타이드와의 결합은 카르복시산으로 개질한 다음 아미노산 또는 펩타이드로 환원시켜 직접 나노입자에 아미노산 또는 펩타이드를 결합시키는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the binding between the nanoparticles and the amino acid or peptide may include a chemical bond between the nanoparticle surface and the amino acid or peptide. The nanoparticles may have a modified surface. For example, the binding of nanoparticles to amino acids or peptides may be to directly bind amino acids or peptides to nanoparticles by modifying them with carboxylic acids and then reducing them with amino acids or peptides.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 나노입자와 아미노산 또는 펩타이드와의 결합은 링커에 의한 결합일 수 있다. 링커에 의한 결합은 링커를 나노입자에 결합시킨 다음, 상기 링커와 아미노산 또는 펩타이드를 결합시킴으로써 나노입자와 아미노산 또는 펩타이드를 결합시킬 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 링커는 시스테인, o-linker일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the binding between the nanoparticles and amino acids or peptides may be binding by a linker. Binding by the linker may bind the nanoparticles and amino acids or peptides by binding the linker to the nanoparticles and then binding the linker and amino acids or peptides, but is not limited thereto. For example, the linker may be a cysteine or an o-linker, but is not limited thereto.

본 발명의 기능성 나노입자는 나노입자 표면에 아미노산 또는 펩타이드가 결합됨으로써 얼음과 상호작용이 가능하게 되어 얼음 결정의 형성을 억제, 지연, 방지 등의 기능을 수행할 수 있다.The functional nanoparticles of the present invention can interact with ice by binding amino acids or peptides to the surface of the nanoparticles, thereby inhibiting, delaying, and preventing the formation of ice crystals.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 기능성 나노입자에 포함되는 아미노산 또는 펩타이드의 개수 및 배열에 따라 온도이력현상이 증가하는 것으로 나타났다 (도 3).According to an embodiment of the present invention, it was found that the temperature hysteresis increases according to the number and arrangement of amino acids or peptides included in the functional nanoparticles of the present invention (FIG. 3).

따라서, 나노입자가 형성되는 과정에서 아미노산 또는 펩타이드의 수를 조절하여 기능성 나노입자의 면적, 크기, 모양 등을 조절함으로써 얼음과의 결합력, 결합 면적 등을 조절하여 얼음 결정 형성 시간, 방지, 해빙 시간 등을 보다 더 세밀하게 조절할 수 있다.Therefore, in the process of nanoparticle formation, by controlling the number of amino acids or peptides to control the area, size, shape, etc. of functional nanoparticles, the ice crystal formation time, prevention, and thawing time are controlled by controlling the binding force with ice, the binding area, etc. The back can be adjusted more precisely.

또한, 본 발명의 기능성 나노입자는 화학약품을 사용하지 않아 동결보존제 (부동액, DMSO 등)의 생체 시료에 대한 독성문제를 발생시키지 않는다. 따라서, 곤충, 포유류, 파충류, 어류 등의 세포 등 다양한 생체 시료에 제한 없이 사용될 수 있다.In addition, since the functional nanoparticles of the present invention do not use chemicals, the toxicity of cryopreservatives (antifreeze, DMSO, etc.) to biological samples does not occur. Therefore, it can be used without limitation in various biological samples such as cells of insects, mammals, reptiles, fish, and the like.

또한, 저온 환경에서 보관된 생체 시료는 해빙 시 얼음 재결정화로 인하여 세포 손상의 위험이 있으나, 본 발명의 기능성 나노입자를 생체 시료에 첨가하여 저온 환경에 보관 후 세포를 해빙시킬 때 발생하는 얼음의 재결정화를 방지하여 생체 시료의 손상을 최소화할 수 있다.In addition, although there is a risk of cell damage due to ice recrystallization when thawing a biological sample stored in a low-temperature environment, ice recrystallization occurs when the functional nanoparticles of the present invention are added to the biological sample and stored in a low-temperature environment and then thawed. It is possible to minimize damage to the biological sample by preventing oxidization.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 기능성 나노입자를 사용할 경우, 얼음의 재결정화가 방지되는 것으로 나타났다 (도 4).According to an embodiment of the present invention, it was found that when the functional nanoparticles of the present invention were used, recrystallization of ice was prevented ( FIG. 4 ).

또한, 본 발명의 기능성 나노입자는 세포 내부로 진입할 수 있어 (도 5), 세포의 해동 시 빛을 빛을 조사하여 생체 시료 내부에서부터 얼음의 해동을 조절할 수 있고, 이를 통해 냉동 보관 후 해동 시 발생할 수 있는 생체 시료의 손상을 최소화시킬 수 있다 (도 8).In addition, the functional nanoparticles of the present invention can enter the cell (FIG. 5), so that when the cells are thawed, light is irradiated to control the thawing of ice from the inside of the biological sample, and through this, when thawing after freezing It is possible to minimize damage to the biological sample that may occur ( FIG. 8 ).

생체 시료는 포유동물세포, 곤충세포, 어류세포, 식물세포, 진핵세포 또는 원핵세포 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The biological sample may be a mammalian cell, an insect cell, a fish cell, a plant cell, a eukaryotic cell, or a prokaryotic cell, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 기능성 나노입자는 얼음 결정 성장으로 인한 세포 손상을 실질적으로 감소시킬 수 있어, 혈액 및 혈액 제품, 치료제, 폴리펩티드 약물, 바이오어세이 시약 및 백신 등 민감한 생체 시료의 보관에 적합할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the functional nanoparticles of the present invention can substantially reduce cell damage caused by ice crystal growth, and thus sensitive living organisms such as blood and blood products, therapeutic agents, polypeptide drugs, bioassay reagents and vaccines. It may be suitable for storage of a sample.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기능성 나노입자는 세포투과성 펩타이드를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the functional nanoparticles may further include a cell-permeable peptide.

세포투과성 펩타이드가 본 발명의 기능성 나노입자에 더 포함됨으로써, 세포 내로 기능성 나노입자를 전달하여 세포 안팍의 얼음 결정화 등 물-얼음 거동에 영향을 미침으로써 세포의 결빙을 조절할 수 있다.By further including the cell-permeable peptide in the functional nanoparticles of the present invention, the freezing of cells can be controlled by delivering the functional nanoparticles into the cells and affecting the water-ice behavior such as ice crystallization inside and outside the cells.

세포 투과성 펩타이드는 일종의 신호 펩타이드 (Signal Peptide)이며, 예로 TAT 단백질에 존재하는 11개 아미노산 서열의 b-galactosidase (120 kDa) 단백질, 초파리의 단백질에서 유래한 Antennapedia (Penetratin), HSV-1 바이러스로부터 유래된 VP22, Simian Virus 40 large antigen T 로부터 유래한 Pep-1 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Cell-penetrating peptide is a kind of signal peptide, for example, 11 amino acid b-galactosidase (120 kDa) protein present in TAT protein, Antennapedia (Penetratin) derived from Drosophila protein, HSV-1 virus VP22, and Pep-1 derived from Simian Virus 40 large antigen T, but is not limited thereto.

또한, poly Arginine, poly Lysine 과 같이 단순히 Arginine, Lysine 과 같은 양이온성 아미노산이 반복적으로 여러 개가 연결된 펩타이드가 포함될 수 있으나, 이제 제한되지 않는다.In addition, peptides in which several cationic amino acids such as Arginine and Lysine are repeatedly linked may be included, such as poly Arginine and poly Lysine, but the present invention is not limited thereto.

예컨대, 세포투과성 펩타이드로 Hph-1, Vectocell, Lactoferrin, Sim-2, LPIN3, 2IL-1a, dNP2 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.For example, the cell-penetrating peptide may include, but is not limited to, Hph-1, Vectocell, Lactoferrin, Sim-2, LPIN3, 2IL-1a, dNP2, and the like.

본 발명의 기능성 나노입자는 식용품에 도입되거나, 또는 식용품과 접촉되어 얼음 결정 성장 및/또는 형성을 감소 또는 억제할 수 있고, 이를 통해 야채류를 포함하는 냉동 식용품의 질감, 맛, 및 유효 저장수명을 향상시킬 수 있다. 그리고 본 발명의 기능성 나노입자는 식용품을 포함하는 물체나 물질의 결빙 또는 과냉각과 관련된 얼음 결정 형성을 억제 및/또는 감소시킬 수 있다.The functional nanoparticles of the present invention can reduce or inhibit ice crystal growth and/or formation by being introduced into, or in contact with, edible products, thereby providing texture, taste, and effectiveness of frozen edible products including vegetables. It can improve the shelf life. And the functional nanoparticles of the present invention can inhibit and/or reduce the formation of ice crystals associated with freezing or supercooling of objects or substances including food products.

따라서, 본 발명은 다른 양태로 기능성 나노입자를 포함하는 기능성 식품을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a functional food comprising functional nanoparticles in another aspect.

본 발명의 기능성 식품은 상기 기능성 나노입자를 포함함으로써 이런 얼음 결정 성장 과정이 감소되거나, 또는 심지어 완전히 방지되거나, 또는 적어도 최소화될 수 있다.The functional food of the present invention can reduce, or even completely prevent, or at least minimize this ice crystal growth process by including the functional nanoparticles.

식품은 저지방 스프레드, 마요네즈, 요구르트, 제과소, 마가린, 재구성 과일, 잼, 과일 제조물, 과일소, 리플, 과일 소스, 과일 스튜, 커피 표백제, 인스턴트 과일 디저트, 당과(예를 들어, 마쉬멜로우), 감자 베이스 식품(예를 들어, 칩, 프렌치 프라이 및 크로켓), 가공 식품(예를 들어, 캐서롤 및 스튜) 및 파인푸드(예를 들어, 샐러드 드레싱을 비롯한 드레싱; 케찹, 비네그레트 드레싱 및 수프) 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Foods include: low-fat spreads, mayonnaise, yogurt, bakery, margarine, reconstituted fruit, jam, fruit products, fruit filling, ripple, fruit sauce, fruit stew, coffee bleach, instant fruit dessert, confectionery (e.g. marshmallow) , potato based foods (e.g. chips, french fries and croquettes), processed foods (e.g. casseroles and stews) and fine foods (e.g. dressings including salad dressings; ketchup, vinaigrette dressings and soups) and the like, but is not limited thereto.

또한, 식품은 음료, 생고기, 요리된 고기, 생 가금류 제품, 요리된 가금류 제품, 생 해산물 제품, 요리된 해산물 제품을 포함하는 생, 가공된 또는 저온살균된 식품[생 또는 요리된 고기, 가금류 및 해산물 제품], 소시지, 프랑크프루트, 바로 먹을 수 있는 음식, 파스타 소스, 저온살균된 수프, 매리네이드, 수중유 에멀젼, 유중수 에멀젼, 치즈 스프레드, 가공 치즈, 유제품 디저트, 향을 가한 밀크, 크림, 발효된 유제품, 치즈, 버터, 응축 밀크 제품, 치즈 스프레드, 저온살균된 액체 난, 아이스크림 믹스, 대두 제품, 저온살균된 액체 난, 당과 제품, 과일 제품, 및 지방 베이스 또는 물-함유 소를 채운 식품 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Foods also include raw, processed or pasteurized foods [raw or cooked meat, poultry and seafood products], sausages, frankfurters, ready-to-eat foods, pasta sauces, pasteurized soups, marinades, oil-in-water emulsions, water-in-oil emulsions, cheese spreads, processed cheeses, dairy desserts, flavored milks, creams, Fermented dairy products, cheeses, butters, condensed milk products, cheese spreads, pasteurized liquid eggs, ice cream mixes, soy products, pasteurized liquid eggs, confectionery products, fruit products, and fat-based or water-containing stuffing It may be food, etc., but is not limited thereto.

또한, 식품은 빵, 케이크, 파인 베이커리 및 도우와 같은 제과 제품일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In addition, the food may be a confectionery product such as, but not limited to, bread, cake, fine bakery, and dough.

본 발명의 기능성 식품은 기능성 나노입자가 상기 식품 전체에 혼입된 형태 및/또는 식용품의 표면에 적용된 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The functional food of the present invention may be a form in which the functional nanoparticles are incorporated in the whole food and/or a form applied to the surface of the food product, but is not limited thereto.

본 발명의 기능성 식품은 정제, 캡슐, 분말, 과립, 액상, 환, 분말, 편상, 페이스트상, 시럽, 겔, 젤리, 바 등 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 가공 식품뿐만 아니라 가공되지 않은 식품의 형태로도 제조될 수 있다.The functional food of the present invention can be prepared in various forms such as tablets, capsules, powders, granules, liquids, pills, powders, flakes, pastes, syrups, gels, jellies, bars, etc., It can also be manufactured in a form.

본 발명의 기능성 식품은 본 발명의 목적 범위 내에서 식품 제조 시 통상적으로 첨가되는 성분을 더 포함할 수 있으며, 예컨대, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제 등을 더 포함할 수 있다.The functional food of the present invention may further include components commonly added during food production within the scope of the object of the present invention, for example, it may further include protein, carbohydrate, fat, nutrients, seasonings and flavoring agents, etc. .

상기 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the carbohydrate include monosaccharides such as glucose, fructose and the like; disaccharides such as maltose, sucrose, oligosaccharides and the like; and polysaccharides, such as conventional sugars such as dextrin and cyclodextrin, and sugar alcohols such as xylitol, sorbitol, and erythritol, but is not limited thereto.

상기 향미제로서 타우마틴, 스테비아 추출물 (예를 들어 레바우디오시드A, 글리시르히진 등) 등의 천연 향미제 및 사카린, 아스파탐 등의 합성 향미제를 더 포함할 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The flavoring agent may further include, but is not limited to, natural flavoring agents such as taumatin and stevia extract (eg, rebaudioside A, glycyrrhizin, etc.) and synthetic flavoring agents such as saccharin and aspartame. .

상기 외에 본 발명의 기능성 식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다.In addition to the above, the functional food of the present invention includes various nutrients, vitamins, electrolytes, flavoring agents, coloring agents, pectic acid and salts thereof, alginic acid and salts thereof, organic acids, protective colloidal thickeners, pH adjusters, stabilizers, preservatives, glycerin, alcohol , a carbonation agent used in carbonated beverages, and the like.

그 밖에 본 발명의 기능성 식품은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨 가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 기능성 식품 조성물 100 중량부 당 0.01~0.20 중량부의 범위로 첨가될 수 있다.In addition, the functional food of the present invention may contain flesh for the production of natural fruit juice, fruit juice beverage, and vegetable beverage. These components may be used independently or in combination. The ratio of these additives is not very important, but may be added in the range of 0.01 to 0.20 parts by weight per 100 parts by weight of the functional food composition of the present invention.

그 외의 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조 시에는, 원료의 전체중량에 대하여 0.0001 내지 30중량%, 바람직하게는 0.0001 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하로 조절할 수 있다.It can be used suitably according to other conventional methods. The mixing amount of the active ingredient may be appropriately determined according to the purpose of its use (prevention, health treatment). In general, when preparing food or beverage, it may be added in an amount of 0.0001 to 30% by weight, preferably 0.0001 to 10% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight, based on the total weight of the raw material. However, in the case of long-term intake for the purpose of health and hygiene or health control, the amount may be adjusted below the above range.

본 발명의 기능성 식품은 안정제를 더 포함할 수 있다. 안정제로는 폴리펩티드, 예를 들어 젤라틴; 식물 추출물, 예를 들어 아라비아 검, 가티 검, 카라야 검, 트래거캔스 검; 종자 검, 예를 들어 로커스트빈 검, 구아 검, 타라검, 피실리움씨 검, 모과씨 검 또는 타마린드씨 검; 곤약 만난; 해초 추출물, 예를 들어 아가, 알가네이트, 카라게난 또는 푸르셀레란; 펙틴, 예를 들어 저급 메톡실 또는 고급 메톡실-타입 펙틴; 셀룰로오스 유도체, 예를 들어 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스, 미세결정 셀룰로오스, 메틸 및 메틸에틸 셀룰로오스, 또는 히드록실프로필 및 히드록시프로필메틸 셀룰로오스; 및 미생물 검, 예를 들어 덱스트란, 크산탄 또는 β-1,3-글루칸; 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The functional food of the present invention may further include a stabilizer. Stabilizers include polypeptides such as gelatin; plant extracts such as gum arabic, gum ghatti, gum karaya, gum tragacanth; seed gums such as locust bean gum, guar gum, tara gum, picillium seed gum, quince seed gum or tamarind seed gum; konjac met; seaweed extracts such as agar, alganate, carrageenan or furceleran; pectins such as lower methoxyl or higher methoxyl-type pectin; cellulose derivatives such as sodium carboxymethyl cellulose, microcrystalline cellulose, methyl and methylethyl cellulose, or hydroxylpropyl and hydroxypropylmethyl cellulose; and microbial gums such as dextran, xanthan or β-1,3-glucan; and the like, but is not limited thereto.

또한, 본 발명의 기능성 식품은 당분, 예를 들어 수크로오스, 프럭토스, 덱스트로스, 락토스, 옥수수시럽, 당 알코올; 또는 다른 원료들, 예를 들어 색소와 향료 등을 함유할 수 있다.In addition, the functional food of the present invention is a sugar, for example, sucrose, fructose, dextrose, lactose, corn syrup, sugar alcohol; Or it may contain other raw materials, for example, a color and a fragrance.

본 발명의 기능성 나노입자는 DMSO를 사용하여 세포를 냉동 및 해동한 경우와 비교할 때 더욱 많은 수의 세포가 해동 후 살아있는 것으로 나타났다 (도 8). 따라서, 본 발명은 또 다른 양태로 생체 시료 (예컨대, 생물학적 세포 또는 이의 추출물 등)의 냉동 보관에 효과적인 기능성 나노입자를 포함하는 결빙 조절용 조성물을 제공한다.In the functional nanoparticles of the present invention, a greater number of cells were found to be alive after thawing compared to the case where cells were frozen and thawed using DMSO (FIG. 8). thus, In another aspect, the present invention provides a composition for controlling freezing comprising functional nanoparticles effective for freezing storage of biological samples (eg, biological cells or extracts thereof, etc.).

생체 시료는 박테리아 세포, 효모 세포, 식물 세포, 동물 세포, 곤충 세포, 파충류 세포, 어류 세포, 포유동물 세포, 아세포 샘플 및 세포 추출물 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The biological sample may be, but is not limited to, bacterial cells, yeast cells, plant cells, animal cells, insect cells, reptile cells, fish cells, mammalian cells, blast cells, and cell extracts.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 생체 시료는 포유동물 세포일 수 있으며, 난모세포, 배아, 백혈구, 적혈구, 혈소판, 췌장섬 및 간세포 등의 광범위한 타입의 세포; 피부 조직, 골수 조직, 각막 조직 및 다른 광범한 타입의 조직; 그리고 간, 신장, 심장, 뇌, 폐, 췌장, 비장, 난소 및 위 등 광범위한 타입의 장기;를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present invention, the biological sample may be a mammalian cell, and includes a wide range of cells such as oocytes, embryos, leukocytes, red blood cells, platelets, pancreatic islets and hepatocytes; skin tissue, bone marrow tissue, corneal tissue and other broad types of tissue; And liver, kidney, heart, brain, lung, pancreas, spleen, ovary and a wide range of types of organs such as stomach; may include, but is not limited to.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 박테리아 등의 미생물, 동물, 식물, 곤충 등의 연조직은 본 발명의 조성물의 존재 하에 냉동 또는 해동될 때 더 적은 손상을 나타낼 수 있으며, 상기 조성물의 첨가는 냉동 전과 후의 해동시 세포 완전성이 중요하거나 바람직한 상황 (예를 들어, 조직 배양물 기탁)에서 유용할 수 있다. 즉, 냉동-해동 과정으로 인한 고유 특성 또는 고유 형태의 손실을 최소화시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, microorganisms such as bacteria, soft tissues such as animals, plants, insects, etc. may exhibit less damage when frozen or thawed in the presence of the composition of the present invention, and the addition of the composition is It may be useful in situations where cell integrity upon subsequent thawing is important or desirable (eg, tissue culture deposits). That is, it is possible to minimize the loss of intrinsic properties or intrinsic morphology due to the freeze-thaw process.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따를 때, 기능성 나노입자를 포함하는 조성물은 얼음 결정의 성장을 억제할 수 있고, 이를 통해 생체 시료 (예컨대, 세포)의 냉동 및 해동 시 생존률을 크게 향상시킬 수 있다 (도 8).In addition, according to an embodiment of the present invention, the composition comprising the functional nanoparticles can inhibit the growth of ice crystals, thereby greatly improving the survival rate during freezing and thawing of a biological sample (eg, cells). There is (Fig. 8).

본 발명의 조성물은 고체, 반고체, 유체, 기체 등 다양한 형태일 수 있다. 예컨대, 유체일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The composition of the present invention may be in various forms such as solid, semi-solid, fluid, gas, and the like. For example, it may be a fluid, but is not limited thereto.

본 발명의 조성물은 생물학적 제제를 보존하는데 유용하다고 공지된 전해질 용액에 포함되는 염, 당, 이온 및 다른 영양물의 광범한 혼합물 중 어느 것을 더 함유할 수 있다. 이들은 조직 배양 배지, 장기 관류액 등을 포함한다.The compositions of the present invention may further contain any of a wide range of mixtures of salts, sugars, ions and other nutrients included in electrolyte solutions known to be useful for preserving biologicals. These include tissue culture media, organ perfusate, and the like.

또한, 본 발명은 본 발명의 기능성 나노입자를 포함하는 화장료 조성물 또는 피부과용 제제를 제공한다.In addition, the present invention provides a cosmetic composition or a dermatological preparation comprising the functional nanoparticles of the present invention.

화장료 조성물이나 국소 피부과용 제제에 본 발명의 기능성 나노입자를 포함시킴으로써, 극명한 기후- 및 날씨-유도 온도 강하에 의해 세포 효소의 최적 온도가 손실됨으로써 세포 및 세포외 공간에서 세포 생리학에 변화가 야기되어 손상되는 추위로 인한 피부 구조 및 세포 손상을 예방 또는 개선시킬 수 있다By including the functional nanoparticles of the present invention in cosmetic compositions or topical dermatological preparations, the optimal temperature of cellular enzymes is lost due to a dramatic climate- and weather-induced temperature drop, thereby causing changes in cell physiology in the cellular and extracellular space. It can prevent or improve skin structure and cell damage caused by the damaged cold.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 피부 구조 및 세포 손상은 추위, 바람 및/또는 UV 광에 의해 유도된 피부 손상, 피부 홍반 및 피부가 당기는 느낌 및 증가된 감각 감수성, 온도-민감성 피부, 환경 스트레스(온도 변화 및 UV 빛, 흡연, 스모그, 반응성 산소 종, 자유 라디칼로 인한)로 인한 피부, 입술 및 코와 구강 점막 그리고 피부 부속기관들의 부정적인 변화를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.According to one embodiment of the present invention, the skin structure and cell damage is cold, wind and/or UV light induced skin damage, skin erythema and skin pulling feeling and increased sensory sensitivity, temperature-sensitive skin, environment including, but not limited to, negative changes in the skin, lips and nose and oral mucosa and skin appendages due to stress (due to temperature changes and UV light, smoking, smog, reactive oxygen species, free radicals).

또한, 본 발명의 조성물, 화장료 조성물 및 국소 피부과용 제제는 당업자에게 공지된 안정제, 유화제, 계면활성제 및 다른 첨가제 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.In addition, the composition, cosmetic composition, and topical dermatological formulation of the present invention may further include at least one of stabilizers, emulsifiers, surfactants and other additives known to those skilled in the art.

다른 첨가제로 항부패제, 항산화제, 변색 방지제, 항미생물제, 에멀젼 안정화제 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Other additives include, but are not limited to, anti-corrosive agents, antioxidants, anti-discoloration agents, antimicrobial agents, emulsion stabilizers, and the like.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of Examples. The following examples are for illustrative purposes only, and do not limit the scope of the present invention.

실시예Example

실시예 1 쓰레오닌이 표면개질된 금 나노입자 (20 nm)의 합성Example 1 Synthesis of threonine surface-modified gold nanoparticles (20 nm)

20 nm 직경의 금 나노입자 용액 (Abs = 1.0 at 520 nm) 1 ml에 쓰레오닌 펩타이드 (쓰레오닌 5개의 말단에 시스테인이 결합되어 있는 펩타이드; 화학식 1) 80 uL (1.0 mg/ml)를 가하여 상온에서 12시간 동안 shake 한다. 원심분리 (12000 rpm/15분)를 통해 상층액을 제거하고, 바닥에 가라앉은 침전물에 증류수 1ml를 가하여 나노입자를 재분산 시킨다. 합성된 나노입자의 분석결과는 도 6에 나타냈다.In 1 ml of a 20 nm diameter gold nanoparticle solution (Abs = 1.0 at 520 nm), 80 uL (1.0 mg/ml) of threonine peptide (peptide with cysteine bonded to 5 threonine ends; Formula 1) was added. and shake at room temperature for 12 hours. The supernatant is removed through centrifugation (12000 rpm/15 min), and 1 ml of distilled water is added to the sediment that has settled to the bottom to redisperse the nanoparticles. The analysis results of the synthesized nanoparticles are shown in FIG. 6 .

얼음 결정 성장 실험을 실시한 결과 비등방성의 얼음 결정 성장 형태가 관찰되었다. 이는 나노입자에 의한 얼음 결정 성장의 방해효과로 인한 결과이다 (결과: 도 7).As a result of the ice crystal growth experiment, anisotropic ice crystal growth patterns were observed. This is a result of the interference effect of the ice crystal growth by the nanoparticles (result: Fig. 7).

실시예 2 쓰레오닌이 표면개질된 금 나노입자 (50 nm)의 합성Example 2 Synthesis of threonine surface-modified gold nanoparticles (50 nm)

50 nm 직경의 금 나노입자 용액 (Abs = 1.0 at 530 nm) 1 ml에 쓰레오닌 펩타이드 (쓰레오닌 5개의 말단에 시스테인이 결합되어 있는 펩타이드) 80 ㎕ (1.0 mg/ml)를 가하여 상온에서 12시간 동안 shake 한다. 원심분리 (12000 rpm/15분)를 통해 상층액을 제거하고, 바닥에 가라앉은 침전물에 증류수 1ml를 가하여 나노입자를 재분산 시킨다. 합성된 나노입자의 분석결과는 도 6 에 나타내었다. 얼음 결정 성장 실험을 실시한 결과 비등방성의 얼음 결정 성장 형태가 관찰되었다. 이는 나노입자에 의한 얼음 결정 성장의 방해효과로 인한 결과이다 (결과: 도 7).To 1 ml of 50 nm diameter gold nanoparticle solution (Abs = 1.0 at 530 nm), 80 μl (1.0 mg/ml) of threonine peptide (peptide with cysteine attached to 5 ends of threonine) was added at room temperature. Shake for 12 hours. The supernatant is removed through centrifugation (12000 rpm/15 min), and 1 ml of distilled water is added to the sediment that has settled to the bottom to redisperse the nanoparticles. The analysis results of the synthesized nanoparticles are shown in FIG. 6 . As a result of the ice crystal growth experiment, anisotropic ice crystal growth patterns were observed. This is a result of the interference effect of the ice crystal growth by the nanoparticles (result: Fig. 7).

실시예 3 쓰레오닌이 표면개질된 막대형 금 나노입자 (폭 10 nm, 길이 35 nm)의 합성Example 3 Synthesis of threonine-modified rod-shaped gold nanoparticles (width 10 nm, length 35 nm)

막대형 금 나노입자 용액 (Abs = 1.0 at 780 nm) 1 ml에 쓰레오닌 펩타이드 (쓰레오닌 5개의 말단에 시스테인이 결합되어 있는 펩타이드) 80 ㎕ (1.0 mg/ml)를 가하여 상온에서 12시간 동안 shake 한다. 원심분리 (12000 rpm/15분)를 통해 상층액을 제거하고, 바닥에 가라앉은 침전물에 증류수 1ml를 가하여 나노입자를 재분산 시킨다. 합성된 나노입자의 분석결과는 도 6에 나타내었다.To 1 ml of a rod-shaped gold nanoparticle solution (Abs = 1.0 at 780 nm), 80 μl (1.0 mg/ml) of a threonine peptide (a peptide with cysteine bonded to 5 threonine ends) was added at room temperature for 12 hours. Shake for a while. The supernatant is removed through centrifugation (12000 rpm/15 min), and 1 ml of distilled water is added to the sediment that has settled to the bottom to redisperse the nanoparticles. The analysis results of the synthesized nanoparticles are shown in FIG. 6 .

얼음 결정 성장 실험을 실시한 결과 비등방성의 얼음 결정 성장 형태가 관찰되었다. 이는 나노입자에 의한 얼음 결정 성장의 방해효과로 인한 결과이다 (결과: 도 7).As a result of the ice crystal growth experiment, anisotropic ice crystal growth patterns were observed. This is a result of the interference effect of the ice crystal growth by the nanoparticles (result: Fig. 7).

실시예 4. 온도이력현상 확인Example 4. Confirmation of temperature hysteresis

실시예 1 내지 3에서 제작한 기능성 나노입자를 물에 넣은 실험군과 상기 나노입자를 물에 넣지 않은 대조군을 0℃이하의 온도 조건으로 얼렸다.The experimental group in which the functional nanoparticles prepared in Examples 1 to 3 were put in water and the control group in which the nanoparticles were not put in water were frozen at a temperature of 0° C. or less.

그 결과, 대조군에서는 어는점과 녹는점이 0℃로 동일하였으나, 기능성 나노입자가 포함된 물에서는 상기 나노입자가 얼음의 결정과 결합하여 결정의 설장을 방해함으로써 어는점과 녹는점이 달라지는 것을 확인하였다. 즉, 실험군에서 온도이력현상이 관찰되었으며, 이로부터 본 발명의 기능성 나노입자가 얼음 결정의 성장을 방해하는 것을 확인할 수 있었다.As a result, in the control group, the freezing point and the melting point were the same at 0° C., but in the water containing the functional nanoparticles, it was confirmed that the freezing point and the melting point were different because the nanoparticles combined with the ice crystals and prevented the growth of the crystals. That is, temperature hysteresis was observed in the experimental group, and it was confirmed that the functional nanoparticles of the present invention interfered with the growth of ice crystals.

실시예 5. 나노입자의 결빙 제어 효과 (세포 실험) Example 5. Freezing control effect of nanoparticles (cell experiment)

1. 세포 배양 방법1. Cell Culture Method

mESC cell은 DMEM/high glucose, 200 mM L-glutamine, 1 % Penicillin/Streptomycin, 15 % FBS, HEPES (pH 7.3), MEM Nonessential Amino Acids, 1000 U/ml media를 사용하였으며, 2일마다 계대 배양하였다. mESC cell을 계대 배양하기 위해서 0.1 % Gelatin을 60cm culture dish에 37℃, 5% CO2, 3시간 이상 코팅한 후 사용하였다. TC1 cells은 DMEM-High glucose, 10 % FBS, 1 % Penicillin/Streptomycin에서 배양하였으며, 3일마다 계대 배양하였다.For mESC cells, DMEM/high glucose, 200 mM L- glutamine, 1% Penicillin/Streptomycin, 15% FBS, HEPES (pH 7.3), MEM Nonessential Amino Acids, 1000 U/ml media were used, and subcultured every 2 days. . In order to subculture mESC cells, 0.1% Gelatin was applied to a 60 cm culture dish at 37° C., 5% CO 2 , and used after coating for 3 hours or more. TC1 cells were cultured in DMEM-High glucose, 10% FBS, 1% Penicillin/Streptomycin, and subcultured every 3 days.

2. Cell Freezing and Thawing 실험2. Cell Freezing and Thawing Experiment

mESC은 1ml PBS로 washing 한 후, 0.4 ml의 0.25% Trypsin을 첨가하였다. 1분 후 배양액 3.6 ml을 첨가하여 중화하였다. 1,200 rpm, 5 분 동안 원심분리 후, media를 조심스레 제거하였다. 0.5 ml Freezing media (70 % DMEM/high glucose, 20% FBS, 10% DMSO)로 cell pellet에 섞은 후, cryovial로 옮겼다. Cryovial은 Freezing container에 넣은 후, -80℃ Deep freezer에서 2일간 저장하였다. 2일 후, Deep freezer에서 cell stock vial을 꺼낸 후, 37℃에서 1분간 급속 해동시킨 후, 1 ml의 media을 첨가하였다. 1,200 rpm, 5 분 동안 원심분리 후, 배양액을 제거하였다. 4 ml의 media로 cell을 섞은 후, 60 cm culture dish에서 첨가한 후 배양하였다.After washing the mESCs with 1 ml PBS, 0.4 ml of 0.25% Trypsin was added. After 1 minute, 3.6 ml of the culture medium was added to neutralize. After centrifugation at 1,200 rpm for 5 min, the media was carefully removed. 0.5 ml of freezing media (70% DMEM/high glucose, 20% FBS, 10% DMSO) was mixed with the cell pellet, and then transferred to a cryovial. Cryovials were placed in a freezing container and stored in -80°C deep freezer for 2 days. After 2 days, the cell stock vial was taken out of the deep freezer, and then rapidly thawed at 37° C. for 1 minute, and then 1 ml of media was added. After centrifugation at 1,200 rpm for 5 minutes, the culture medium was removed. After mixing the cells with 4 ml of media, they were added in a 60 cm culture dish and then cultured.

TC1 cell은 1ml PBS로 washing 한 후, 2 ml의 0.25% Trypsin을 첨가하였다. 1분 후 배양액 2 ml을 첨가하여 중화하였다. 1,200 rpm, 5 분 동안 원심분리 후, media를 조심스레 제거하였다. 0.5 ml Freezing media (90% FBS, 10% DMSO)로 cell pellet (2x105)에 섞은 후, cryovial로 옮겼다. Cryovial은 Freezing container에 넣은 후, -80℃ Deep freezer에서 2일간 저장하였다. 2일 후, Deep freezer에서 cell stock vial을 꺼낸 후, 37℃에서 1분간 급속 해동시킨 후, 4.5 ml의 media을 첨가하였다. 1,200 rpm, 5 분 동안 원심분리 후, 배양액을 제거하였다. 2 ml의 media로 cell을 섞은 후, 6 well culture plate에서 첨가한 후 배양하였다. 상기 실험에서 10% DMSO를 대신하여 10% 20 nm (또는 10% 40 nm) Poly threonine5-AuNP로 Cell Freezing을 하였다 (도 5). 도 5에 나타난 바와 같이, Freezing 시 세포 내부로 Poly threonine5-AuNP가 침투된 것을 확인할 수 있다.TC1 cells were washed with 1 ml PBS, and then 2 ml of 0.25% Trypsin was added. After 1 minute, 2 ml of the culture medium was added to neutralize. After centrifugation at 1,200 rpm for 5 min, the media was carefully removed. 0.5 ml Freezing media (90% FBS, 10% DMSO) was mixed with the cell pellet (2x10 5 ), and then transferred to a cryovial. Cryovials were placed in a freezing container and stored in -80°C deep freezer for 2 days. After 2 days, the cell stock vial was removed from the deep freezer, and then rapidly thawed at 37° C. for 1 minute, followed by the addition of 4.5 ml of media. After centrifugation at 1,200 rpm for 5 minutes, the culture medium was removed. After mixing the cells with 2 ml of media, they were added to a 6 well culture plate and then cultured. Cell freezing was performed with 10% 20 nm (or 10% 40 nm) Polythreonine5-AuNP instead of 10% DMSO in the above experiment ( FIG. 5 ). As shown in FIG. 5 , it can be confirmed that Poly threonine5-AuNP penetrated into the cell during freezing.

3. 빛을 이용한 해동과정3. Defrosting process using light

37℃에서 1분간 급속 해동시키는 방법이 아닌, 0℃에서 520 nm laser(10 mw/cm2)을 가하여 서서히 해동시킨 후, 4.5 ml의 media을 첨가하였다. 1,200 rpm, 5 분 동안 원심분리 후, 배양액을 제거하였다. 2 ml의 media로 cell을 섞은 후, 6 well culture plate에서 첨가한 후 배양하였다 (결과: 도 8).Instead of rapidly thawing at 37°C for 1 minute, 520 nm laser (10 mw/cm2) was applied at 0°C to slowly thaw, and then 4.5 ml of media was added. After centrifugation at 1,200 rpm for 5 minutes, the culture medium was removed. After mixing the cells with 2 ml of media, they were added in a 6-well culture plate and then cultured (result: FIG. 8).

4. Cell Staining 실험4. Cell Staining Experiment

mESC cell은 2일간 배양한 후, media를 제거하였다. PBS를 이용하여 1번 또는 3번 cell을 washing 하였다. Trypan blue와 PBS를 이용하여 0.2 % 또는 0.1%로 만든 후, 60 cm culture dish에 첨가한 후, 현미경을 이용하여 cell을 확인하였다.After the mESC cells were cultured for 2 days, the media was removed. Cells were washed 1 or 3 times using PBS. After making 0.2% or 0.1% using Trypan blue and PBS, it was added to a 60 cm culture dish, and the cells were checked using a microscope.

TC1 cell은 2일간 배양한 후, media를 제거하였다. PBS를 이용하여 cell을 washing 하였다. 4 % Paraformaldehyde/sucrose로 10분간 cell을 고정시킨 후, 0.5 % crystal violet용액으로 30분간 염색하였다. 30분 후, 6 well culture plate를 흐르는 물을 이용하여 염색용액을 제거하였다. Cell 상태는 현미경을 이용하여 확인하였다. 살아있는 세포들의 군수를 비교한 결과 DMSO를 사용하여 세포를 냉동 해동한 경우와 비교하여 20nm 또는 40 nm 금 나노입자를 가한 경우에 더욱 많은 수의 세포가 살아 있음을 확인하였다 (결과: 도 8).TC1 cells were cultured for 2 days, and then the media was removed. Cells were washed with PBS. Cells were fixed with 4% Paraformaldehyde/sucrose for 10 minutes, and then stained with 0.5% crystal violet solution for 30 minutes. After 30 minutes, the staining solution was removed from the 6 well culture plate using running water. Cell status was confirmed using a microscope. As a result of comparing the number of live cells, it was confirmed that a greater number of cells were alive when 20 nm or 40 nm gold nanoparticles were added compared to the case where cells were frozen and thawed using DMSO (result: FIG. 8).

Claims (9)

나노입자; 및 상기 나노입자 표면에 결합되는 아미노산 또는 펩타이드;를 포함하는 기능성 나노입자를 포함하는 결빙 조절용 조성물.
nanoparticles; And an amino acid or peptide bound to the surface of the nanoparticles; Freezing control composition comprising functional nanoparticles comprising a.
청구항 1에 있어서, 상기 나노입자는 콜로이드성 나노입자인, 결빙 조절용 조성물.
The method according to claim 1, wherein the nanoparticles are colloidal nanoparticles, the composition for controlling freezing.
청구항 1에 있어서, 상기 나노입자는 금인, 결빙 조절용 조성물.
The composition for controlling freezing according to claim 1, wherein the nanoparticles are gold.
청구항 1에 있어서, 상기 아미노산은 쓰레오닌, 발린 및 세린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, 결빙 조절용 조성물.
The method according to claim 1, wherein the amino acid is at least one selected from the group consisting of threonine, valine and serine, the composition for controlling freezing.
청구항 1에 있어서, 상기 아미노산은 쓰레오닌인, 결빙 조절용 조성물.
The composition for controlling freezing according to claim 1, wherein the amino acid is threonine.
청구항 1에 있어서, 상기 펩타이드는 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 결빙 조절용 조성물:
[화학식 1]
Figure 112021062853775-pat00003

The method according to claim 1, wherein the peptide comprises a compound represented by Formula 1, the composition for controlling freezing:
[Formula 1]
Figure 112021062853775-pat00003

청구항 1에 있어서, 상기 기능성 나노입자는 세포투과성 펩타이드를 더 포함하는, 결빙 조절용 조성물.
The method according to claim 1, wherein the functional nanoparticles further comprise a cell-permeable peptide, freezing control composition.
청구항 1 내지 7 중 어느 한 항의 기능성 나노입자를 포함하는 기능성 식품.
A functional food comprising the functional nanoparticles of any one of claims 1 to 7.
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