KR20070043665A

KR20070043665A - 반도체 나노입자를 포함하는 필름, 입자 및 이들의 용도

Info

Publication number: KR20070043665A
Application number: KR1020060102327A
Authority: KR
Inventors: 정혜선; 우경자; 권익찬; 이지숙
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2007-04-25
Also published as: KR100838157B1

Abstract

본 발명은 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름, 고분자 입자 및 이들의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게, 본 발명은 소수성 또는 친수성으로 표면 개질된 반도체 나노입자와 임의적으로 생체적합성 고분자를 포함하는 고분자 필름, 고분자 입자, 및 이를 이용하여 코팅된 세포 배양용 플레이트; 상기 고분자 필름 또는 고분자 입자를 포함하는 세포 표면 또는 내부로의 반도체 나노입자의 전달이 용이한 세포 배양용 기질 또는 세포 배양용 플레이트 및 이를 이용하는 세포내로의 반도체 나노입자 전달 방법; 및 상기 고분자 필름 또는 고분자 입자를 포함하는 생체 조직으로의 반도체 나노 입자의 전달이 용이한 이식물(implant)에 관한 것이다.

Description

반도체 나노입자를 포함하는 필름, 입자 및 이들의 용도{SEMICONDUCTOR NANOPARTICLE-CONTAINED FILM AND PARTICLE, AND USE THEREOF}

도 1은 본 발명의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름을 형광 현미경 위에서 관찰한 사진이다.

도 2a 및 2b 는 본 발명의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름과, 반도체 나노입자를 포함하지 않는 비교예 1의 순수한 고분자 필름을 생체영상장비 (in vivo imaging device)를 이용하여 관찰한 사진으로, 2a는 본 발명의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름이고, 2b는 순수한 고분자 필름이다.

도 3은 본 발명의 실시예 2-10에서 제조된 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 입자를 형광 현미경 상에서 관찰한 사진이다.

도 4는 실시예 2-3에서 제조된 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름을 이용한 실시예 3-1에서의 방법으로 세포배양한 유방암 세포주 EMT-6세포를 형광 현미경으로 관찰한 사진이다.

도 5는 실시예 2-3에서 제조된 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름을 이용한 실시예 3-2에서의 방법으로 세포배양한 섬유모세포인 NIH3T3세포를 형광 현미경으로 관찰한 사진이다.

도 6a는 본 발명의 실시에 5에서 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름을 암세포에 인접한 생체 부위에 이식한 후 상기 암세포를 형광 현미경으로 관찰한 결과를 보여주는 것이고, 6b는 아무 처치도 하지 않은 대조군의 결과를 보여주는 것이다.

도 7a은 본 발명의 실시예 9-1에서 수용성 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트 위에서 배양한 유방암 세포인 EMT-6를 형광 현미경으로 관찰한 사진이다.

도 7b는 본 발명의 비교예 3-1에서 수용성 반도체 나노입자를 포함 하지 않는 플레이트 위에서 배양한 유방암 세포인 EMT-6를 형광 현미경으로 관찰한 사진이다.

도 8은 본 발명의 실시예 9-2에서 분산된 수용성 반도체 나노입자와 유방암 세포인 EMT-6를 배양한 후 형광 현미경으로 관찰한 사진이다.

도 9a는 본 발명의 실시예 9-3에서 소수성 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트 위에서 배양한 유방암 세포를 형광 현미경으로 관찰한 사진이다.

도 9b는 본 발명의 비교예 3-2에서 소수성 반도체 나노입자를 포함하지 않는 플레이트 위에서 배양한 유방암 세포인 EMT-6를 형광 현미경으로 관찰한 사진이다.

도 10은 본 발명의 실시예 10-1에서 수용성 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트와 나노입자를 포함하지 않는 플레이트 위에서 유방암 세포를 키운 후 세포 생존율을 나타내는 그래프이다.

도 11은 본 발명의 실시예 10-2에서 분산된 수용성 반도체 나노입자와 유방암 세포를 함께 배양한 후의 세포 생존율을 나타낸 그래프이다.

도 12는 본 발명의 실시예 10-3에서 소수성 반도체 나노입자가 코팅된 플레 이트와 나노입자를 포함하지 않는 플레이트 위에서 유방암 세포를 배양한 후의 세포 생존율을 나타낸 그래프이다.

도 13a는 본 발명의 실시예 11에서 소수성 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트에서 시간에 따른 콘택트 앵글의 변화를 나타낸 사진이다.

도 13b는 본 발명의 실시예 12에서 소수성 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트와 나노입자가 코팅되지 않는 플레이트 위에서의 콘택트 앵글의 변화를 시간과 나노입자의 코팅 정도에 따라 나타낸 그래프이다.

반도체 나노입자 (semiconductor nanoparticles)는 양자점 (quantum dot)이라고도 칭해지며, 특이한 물리적 성질 때문에 특정 파장에서만 강한 형광을 발광하 는 특성을 갖는 것으로, 주로 트랜지스터 및 저장 매체 등의 반도체 소자 제조에 사용되어 왔다. 최근에 와서는, 이와 같은 반도체 나노입자의 특이한 물리적 형광 특성을 이용하여, 반도체 나노입자를 세포 또는 생체의 분자수준의 변화 또는 실시간으로 일어나는 현상을 관찰하기 위한 광학영상 (Optical imaging) 분야 등의 생명과학 연구에 응용하기 위한 연구가 진행되고 있지만, 주로 콜로이드상으로 분산되는 반도체 나노입자의 표면개질에 연구가 집중되고 있다.

따라서, 반도체 나노입자의 유리한 특성을 이용하여 다양한 생명 과학 연구에 응용하기 위한 적절한 기술 개발이 요구된다.

이와 같은 요구에 부응하여, 본 발명은 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름 및 입자를 제조하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름 및/또는 고분자 입자를 세포배양을 위한 기질로 사용하여, 세포 표면 또는 내부로 반도체 나노입자를 전달하는 기술을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름 및/또는 고분자 입자를 생체에 이식하여, 목적하는 생체 부위로 반도체 나노입자를 전달하는 기술을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름 및/또는 고분자 입자를 이용하여 세포 또는 생체부위를 분광학적인 방법으로 관찰하는 기술을 제공하는 것이다.

우선, 본 발명은 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름, 고분자 입자 또는 반도체 나노 입자가 코팅된 플레이트를 제공한다.

본 발명의 반도체 나노입자는 주로 CdSe, ZnSe, CdTe, PbSe/Te, InAs 및 InSe 등으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 되어 있고 지름이 약 1 내지 5 nm, 바람직하게는 2 nm인 코어 부분과, 나노입자의 안정화를 위한 ZnS, CdS, PbS 및 InP 등으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 코팅된 쉘 부분을 포함하는, 총 지름 약 3 내지 10 nm의 코어/쉘 구조를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 한 구체예에 있어서, 상기 코어/쉘 구조의 반도체 나노입자의 표면을 탄화수소로 코팅하여 사용할 수 있으며, 이 경우, 나노입자의 표면이 소수성 성질을 나타내어, 유기용매에 균일하게 가용화될 수 있다. 상기 탄화수소는 (C4-C18)로 이루어진 군 중에서 선택된 것일 수 있다. 이와 같은 소수성 반도체 나노입 자는 직접 사용되거나 클로로포름 등의 비극성 용매에 용해되어 사용될 수 있다.

통상적으로 시판되는 반도체 나노입자는 코어/쉘 구조 외부에 친수성 고분자가 코팅되어 있는 것이 대부분인데, 본 발명의 소수성 표면을 갖는 반도체 나노입자는 이러한 친수성 고분자의 코팅층 없이 탄수화물 코팅층을 형성시켜 얻어진 것일 수 있다. 또한, 대다수의 생체적합성 고분자가 유기용매에 가용화되기 때문에, 상기와 같은 소수성 표면을 갖는 반도체 나노입자를 사용하는 경우, 소수성 표면을 갖는 반도체 나노입자에 생체적합성 고분자를 추가적으로 포함하는 수용성 용액의 제조가 가능하다.

본 발명에 따른 반도체 나노입자 또는 상기 반도체 나노 입자와 생체 적합성 고분자가 용해되어 있는 용액으로부터 반도체 나노입자와 생체적합성 고분자를 포함하는 필름, 나노입자, 마이크로입자, 파이버, 또는 3-D 스캐폴드 등의 제조하거나, 이를 적절한 기판에 코팅시켜 세포 배양용 플레이트 등을 제조하는 등의 생명공학 및 의약 분야에 다양한 용도로 사용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 구체예에 있어서, 상기 반도체 나노입자의 소수성의 표면을 친수성 고분자로 다시 코팅하여 지름이 약 10 nm 이하인 친수성 반도체 나노입자를 제조하여 사용할 수 있다. 상기 친수성 고분자는 폴리에틸렌글리콜, 폴리에딜렌이민, 키토산, 알긴산, 히아룰론산, 콜라겐, 헤파린으로 이루어진 군 중에서 선택된 것이 바람직하다. 이와 같이 친수성으로 개질된 반도체 나노입자는 순수한 물에 분산시키면 불안정하여 상분리가 일어나므로, 안정성을 향상시키기 위해 제조된 완충용액에 보관하는 것이 바람직하다.

상기 추가로 포함 가능한 생체적합성 고분자는 반도체 나노입자를 안정하게 담지하면서, 반도체 나노입자의 세포 또는 조직으로의 이동을 유리하게 할 수 있는 것으로서, 폴리(L-락티드) (PLLA), 폴리 (DL-락티드) (PDLLA), 폴리(글리콜리드) (PGA), 폴리-DL-락티드/글리콜리드 공중합체 (PLGA), 키토산, 알긴산, 히아룰론산, 콜라겐, 헤파린, 덱스트란, 및 폴리(ε-카프로락톤)으로 이루어진 군 중에서 선택된 것이 바람직하다. 고분자 필름 또는 고분자 입자에 함유된 반도체 나노입자와 생체적합성 고분자의 함량비는 1:100000 내지 1:10 (반도체 나노입자 중량:생체적합성 고분자 중량)일 수 있으며, 1:10000 내지 1:100인 것이 보다 바람직하고, 1:1000인 것이 가장 바람직하다. 반도체 나노입자의 함량이 상기 범위보다 적으면, 세포 또는 조직으로 전달되는 양이 적어 형광을 관찰하기 곤란하고, 상기 범위보다 많으면, 필름 또는 입자의 형성이 용이하지 않다.

상기 생체적합성 고분자는 극성 또는 비극성 용매에 용해된 상태로 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 농도가 0.1 내지 30% (w/v)인, 수용액, 아세트산 수용액, 디메틸설폭사이드 용액, 클로로포름 용액, 디클로로메탄 용액 또는 아세톤 용액의 형태로 사용할 수 있다.

본 발명의 반도체 나노입자와 생체적합성 고분자를 포함하는 고분자 필름은, 소수성 또는 친수성 표면을 갖는 반도체 나노입자를 생체적합성 고분자 용액에 가용화시킨 후, 이를 필름 케스팅 하고, 용매를 완전히 제거하여 제조될 수 있으며, 두께는 10 nm 내지 2 mm 인 것이 바람직하다. 본 발명의 고분자 필름의 두께가 10 nm 보다 얇으면 필름의 취급 및 조작이 용이하지 않고, 2 mm 보다 두꺼우면 필름 내부의 반도체 나노입자의 이동이 곤란하기 때문에, 본 발명의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름의 두께는 상기 범위인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 반도체 나노입자와 생체적합성 고분자를 포함하는 고분자 입자는, 소수성 또는 친수성 표면을 갖는 반도체 나노입자를 생체적합성 고분자 용액에 가용화시킨 후, 이를 에멀젼법, 입자제조기 이용법, 이온젤화 방법 등을 이용하여 입자화하여 제조될 수 있으며, 입자 지름이 100 nm 내지 10 mm 인 것이 바람직하다.

이와 같이 제조된 고분자 필름 또는 고분자 입자는 완충용액에 분산된 반도체 나노입자에 비하여 보관 안정성이 뛰어나다는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명은 소수성 또는 친수성 표면을 갖는 반도체 나노입자와 생체적합성 고분자를 포함하는 고분자 스캐폴드 또는 고분자 파이버를 제공한다. 이때 사용가능한 반도체 나노입자와 생체적합성 고분자는 상기한 바와 같다.

또한, 본 발명은, 세포 배양용 기질로서, 상기의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름 및/또는 고분자 입자를 포함하는 세포 배양용 기질을 제공한다. 또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 적절한 기판에 상기의 반도체 나노입자가 코팅되어 있는 세포 배양용 플레이트를 제공한다. 상기 기판은 유리기판, 세포 배양 플레이트(cell culture plate), 페트리디쉬 (petri dish), T-플라스크, 챔버 슬라이드(chamber slide)로 이루어진 군 중에서 선택된 것일 수 있으며, 상기 반도체 나노 입자는 친수성의 경우 완충용액에 소수성의 경우 클로로포름을 포함하는 비극성 용매에 5nM 내지 0.1mM의 농도로 용해된 용액상태로 코팅된 것일 수 있다. 본 발명에 따른 세포 배양용 기질 또는 세포 배양용 플레이트는 배양된 세포 표면 또는 내부로 반도체 나노입자가 효과적으로 전달되는 것을 특징으로 한다. 특히, 수용성 나노 입자와 소수성 나노 입자가 코팅된 세포 배양용 플레이트에서의 세포 배양 실험 결과, 소수성 나노 입자가 코팅된 플레이트에서 배양하는 경우 세포 독성이 현저하게 감소하는 것으로 나타나, 소수성 나노입자가 코팅된 세포 배양용 플레이트가 보다 바람직한 것으로 나타났다. 또한, 플레이트에 코팅된 반도체 나노입자의 층수가 증가할수록 소수성이 증가하는 것으로 나타났는데, 세포독성을 고려하여, 플레이트에 코팅된 반도체 나노입자의 층수는 0.15 내지 9로 하는 것이 좋다.

또한, 본 발명은 상기의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름 및/또는 고분자 입자를 세포 배양용 기질로 사용하거나 이를 기판 표면에 코팅한 세포 배양용 플레이트에서 세포를 배양하고, 배양된 세포의 표면 또는 내부로 상기 반도체 나노입자를 전달하는 단계를 포함하는, 효과적인 반도체 나노입자의 세포 전달 방법을 제공한다. 본 발명의 한 구체예에 있어서, 상기 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름 또는 고분자 입자, 또는 플레이트 상에서 배양된 세포의 형광 현미경 사진을 도 4, 5, 7a, 7b, 8, 9a 및 9b에 나타내었고, 세포에 전달된 총 나노입자의 수를 고분자 필름에 함유된 나노입자의 수와 비교하여 정량한 결과 10 ~ 30 %의 나노입자가 전달된 것으로 나타났다. 이와 같이, 본 발명의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름 상에서 배양된 세포 내로 상기 반도체 나노입자가 효과적으로 전달됨을 확인할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름 및/또는 고분자 입자를 포함하고, 생체 조직 또는 세포로의 효과적인 반도체 나노입자의 전달이 가능한, 생체 이식용 이식물(implant)을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름 및/또는 고분자 입자를 이용하는 세포 또는 생체부위의 생체 내 또는 생체 외 분광학적 분석 방법을 제공한다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 아래에 제시되는 실시예는 어디까지나 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이지 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 ]

실시예 1. 반도체 나노입자의 제조 1

실시예 1-1. 수용성 반도체 나노입자의 제조 1

미국 Quantum Dot Corporation사의 표면이 폴리에틸렌글리콜로 개질되어 있는Qtracker655 (non-targeted Quantum Dots, 입자크기 약 20 nm) 용액을 Centricon에 넣고 물로 치환하여, 완충용액 및 소혈청알부민이 제거된 반도체 나노입자 수용액을 얻었다. 얻어진 반도체 나노입자의 emission wavelength는 655 nm 였다.

실시예 1-2. 입도가 균일한 소수성 반도체 나노입자의 제조

문헌 (Journal of the American Chemical Society, 2003, 125 , 12567-12575; Chemistry of Materials, 2003, 15 , 2854-2860)에 따라 반도체 나노입자를 제조하였다. 즉, 입도가 균일한 직경 3.8 nm의 CdSe 코어 반도체 나노입자를 제조하고, 이 나노입자 위에 CdS 2층을 코팅하여 직경 5.2 nm의 CdSe/CdS 코어/쉘 구조를 갖 고 표면이 탄화수소(C8)로 이루어진 소수성 반도체 나노입자를 제조하였다. 정제한 나노입자를 클로로포름에 분산하여 stock solution (20mg/mL)을 만들었다. 양자효율은 약 25% 였으며,　방출 파장 (emission wavelength)은 607 nm 였다.

실시예 2. 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름 및 고분자 입자의 제조

실시예 2-1. 수용성 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름의 제조 1

5 %(w/v) 키토산 수용액 (분자량 60,000, 2 % 아세트산 수용액) 20 ml에 실시예 1-1에서 제조된 수용성 반도체 나노입자 수용액을 0.1 ml 섞어서 균일한 반도체 나노입자/고분자 분산액을 제조하였다. 분산액 1 ml를 유리판에 떨어뜨려 0.3mm 두께로 밀어낸 후 실온에서 용매를 증발 시켜 수용성으로 개질된 반도체 나노입자를 포함하는 수용성 고분자 필름을 제조하였다. 상기 고분자 필름을 형광 분광계로 관찰한 결과 방출 파장은 565 nm 였다.

실시예 2-2. 수용성 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름의 제조 2

실시예 2-1에서 제조된 반도체 나노입자/고분자 분산액을 24 웰 플레이트에 각각 0.2 ml를 넣은 후 상온에서 건조하여 각 웰에 수용성 반도체 나노입자를 함유한 수용성 고분자 필름을 제조하였다. 형광현미경에서 관찰한 결과 붉은 색 형광을 발생함을 관찰하였다.

실시예 2-3. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 필름의 제조 1

PLLA (Polyscience, MW 300,000) 1 g을 실온에서 자석젓개를 이용해서 교반하여 클로로포름(JT Baker) 에 녹여 각각 20 ml 용액으로 만들었다 (5% (w/v)). 이와 같이 만들어진 PLLA 용액에 실시예 1-3에서 제조한 클로로포름에 분산된 소수성 반 도체 나노입자/클로로포름 용액을 0.05 mL를 첨가하여 잘 섞었다. 이와 같이 만들어진 용액 1 ml를 유리판에 떨어뜨려 0.3 mm 두께로 밀어낸 후 실온에서 용매를 증발 시켜 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 필름을 제조하였다. 필름이 형광을 나타내는 것을 형광현미경 위에서 푸른 빛을 조사할 때 붉은색의 형광을 나타내는 것을 보고 확인하였으며 그 결과를 도 1에 나타내었다. 필름을 생체영상장비 (in vivo imaging device)로 관찰한 결과, 붉은색 형광을 나타내었으며, 이를 도 2a에 나타내었다.

비교예 1. 고분자 필름의 제조 1

PLLA (Polyscience, MW 300,000) 1 g을 실온에서 자석젓개를 이용해서 교반하여 클로로포름(JT Baker) 에 녹여 각각 20 ml 용액으로 만들었다 (5% (w/v)). 고분자 용액 1 ml를 유리판에 떨어뜨려 0.3 mm 두께로 밀어낸 후 실온에서 용매를 증발 시켜 고분자 필름을 제조하였다. 필름을 생체영상장비 (in vivo imaging device)로 관찰한 결과 전혀 형광을 나타내지 않았으며, 이러한 결과를 도 2b에 나타내었다.

실시예 2-4. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 필름의 제조 2

2.5 %(w/v) PLLA (Polyscience, MW 50,000) 클로로포름 용액 10 ml에 실시예 1-2의 소수성 반도체 나노입자/클로로포름 용액을 0.05 mL를 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예2-3과 같은 방법으로 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 필름을 제조하였다. 필름을 형광현미경 (Olympus)으로 관찰한 결과 붉은 색의 형광을 나타내는 것이 관찰되었다.

실시예 2-5. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 필름의 제조 3

20 %(w/v) PLLA (Polyscience, MW 50,000) 클로로포름 용액 10 ml에 실시예 1-2의 소수성 반도체 나노입자/클로로포름 용액을 0.1 mL 를 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예2-3과 같은 방법으로 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 필름을 제조하였다. 필름을 형광현미경 (Olympus)으로 관찰한 결과 붉은 색의 형광을 나타내는 것이 관찰되었다.

실시예 2-6. 수용성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입자의 제조 1

5 %(w/v) 키토산 수용액 (분자량 60,000, 2 % 아세트산 수용액) 20 ml에 실시예 1-1에서 제조된 수용성 반도체 나노입자 수용액을 0.1 ml 섞어서 균일한 반도체 나노입자/고분자 분산액을 제조하였다. 분산액을 주사기에 넣고 16 게이지 바늘을 연결하였다. 분산액을 주사기로부터 밀어내어 액체질소에 떨어뜨린 후 동결건조하여, 수용성으로 개질된 반도체 나노입자를 함유한 수용성 고분자 입자를 제조하였다. 상기 입자의 크기는 2 마이크로미터 내지 3 mm 였다.

실시예 2-7. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입자의 제조 1

폴리-DL-락티드 [Poly(DL-lactide), Polyscience, USA] 0.10 g을 1 ml의 아세톤 (Junsei, JAPAN)에 잘 녹이고, 여기에 상기 실시예 1-2에서 제조한 클로로포름에 분산된 소수성 반도체 나노입자/클로로포름 용액을 5 mL를 첨가하여 잘 섞어 유기상을 제조하였다. 염석제로 사용될 염화마그네슘 6수화물(Sigma) 60.0 g과 안정제로 사용될 폴리비닐알콜 (Aldrich, USA) 2.0 g을 100 ml의 증류수에 잘 녹여 수용액상을 제조하였다. 이와 같이 만들어진 유기상 1 ml와 수용액상 15 ml를 30분간 호모지나이저를 이용하여 잘 섞어 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입 자를 제조하였다. 얻어진 입자의 크기를 Zetasizer (Malvern)로 측정하여 평균 입자크기 330 nm 의 입자가 제조된 것을 확인하였다.

실시예 2-8. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입자의 제조 2

폴리-DL-락티드 대신 85/15폴리-DL-락티드/글리콜리드 공중합체 (PLGA, MW30,000, Polyscience, USA)를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-7과 같은 방법으로 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입자를 제조하였다. 얻어진 입자의 크기를 Zetasizer (Malvern)로 측정하였으며, 입자크기 310 nm 의 입자가 제조된 것을 확인하였다.

실시예 2-9. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입자의 제조 3

폴리-DL-락티드 [Poly(DL-lactide)] 대신 50/50 폴리-DL-락티드/글리콜리드 (PLGA, MW30,000, Polyscience, USA)를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-7과 같은 방법으로 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입자를 제조하였다. 얻어진 입자의 크기를 Zetasizer (Malvern)로 측정하였으며, 그 결과 평균 입자 크기 310 nm의 나노입자가 제조된 것을 확인하였다.

비교예 2. 고분자 입자의 제조 1

폴리-DL-락티드 (Poly(DL-lactide), MW30,000, Polyscience, USA) 0.10 g을 1 ml의 아세톤 (Junsei, JAPAN)에 잘 녹여 유기상을 제조하였다. 염석제로 사용될 염화마그네슘 6수화물(Sigma) 60.0 g과 안정제로 사용될 폴리비닐알콜 (Aldrich, USA) 2.0 g을 100 ml의 증류수에 잘 녹여 수용액상을 제조하였다. 이와 같이 만들어진 1 ml의 유기상과 15 ml 의 수용액상을 30분간 잘 섞어 고분자 입자를 제조하 였다. 얻어진 입자의 크기를 Zetasizer (Malvern)로 측정하였으며, 평균크기 300 내지 500 nm 인 나노입자가 제조된 것을 확인하였다. 형광분광기로 관찰한 결과 형광을 나타내지 않았다.

실시예 2-10. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입자의 제조 4

폴리-DL-락티드 (Poly(DL-lactide), MW30,000, Polyscience, USA) 0.50 g을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-7과 같은 방법으로 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입자를 제조하였다. 얻어진 입자를 형광현미경을 이용하여 관찰한 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 크기가 약 1.5 마이크로미터인 붉은 색 형광을 띄는 입자가 제조된 것을 확인하였다.

실시예 2-11. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입자의 제조 5

폴리-DL-락티드 (Poly(DL-lactide)) 대신 85/15폴리-DL-락티드/글리콜리드 공중합체 (PLGA, MW30,000, Polyscience, USA) 0.05 g을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-10과 같은 방법으로 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입자를 제조하였다. 얻어진 입자를 형광 현미경을 이용하여 관찰한 결과 크기가 약 1.5 마이크로미터인 붉은 색 형광을 띄는 입자가 제조된 것을 확인하였다.

실시예 2-12. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입자의 제조 6

폴리-DL-락티드 (Poly(DL-lactide)) 대신 50/50 폴리-DL-락티드/글리콜리드(PLGA, MW30,000, Polyscience, USA) 0.05 g을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-10과 같은 방법으로 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입자를 제조하였다. 얻어진 입자를 형광 현미경을 이용하여 관찰한 결과 크기가 약 1.5 마이 크로미터인 붉은 색 형광을 띄는 입자가 제조된 것을 확인하였다.

실시예 2-13. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입자의 제조 7

폴리-DL-락티드 [Poly(DL-lactide), MW30,000, Polyscience, USA) 을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-7과 같은 방법으로 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 입자를 제조하였다. 얻어진 입자를 형광 현미경을 이용하여 관찰한 결과 크기가 약 1.5 마이크로미터인 붉은 색 형광을 띄는 입자가 제조된 것을 확인하였다.

실시예 3. 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름을 이용한 세포 배양

실시예 3-1. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 필름을 이용한 세포배양 1

실시예 2-3에서 제조한 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름을 70% (v/v) 에탄올로 소독한 후, 1 x 10⁵개의 유방암 세포인 EMT-6 (ATCC, USA)와 섬유모세포인 NIH3T3 (ATCC, USA)를 상기 고분자 필름 위에서 37 ℃, CO₂ 5%로 유지되는 인큐베이터 (Forma)에서 8시간 동안 배양하였다. 상기 필름에서 세포를 떼어낸 후, LabTec (nunc, Germany) 챔버에 재분산 시키고, 37 ℃, CO₂ 5%로 유지되는 인큐베이터 (Forma)에서　4시간 동안 배양하였다. 세포를 고정하고 형광현미경으로 관찰한 결과를 도 4에 나타내었다. 세포에 전달된 반도체 나노입자의 수를 고분자 필름에 함유된 전체 반도체 나노입자 수와 비교하여 정량한 결과 30.8 %의 무기나노입자가 세포내부로 들어간 것이 관찰되었다.

실시예 3-2. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 필름을 이용한 세포배양 2

상기 실시예 2-3에서 제조된 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 필름을 이용하고, 상기 필름 위에서 4시간 동안 NIH3T3세포 (ATCC, USA)를 배양한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3-1과 같은 방법으로 세포 배양을 수행하였다. 그 결과, 세포내로 반도체 나노입자가 효율적으로 전달된 것을 관찰할 수 있었다. 세포를 고정하고 형광현미경으로 관찰한 결과를 도 5에 나타내었다. 세포에 전달된 반도체 나노입자의 수를 고분자 필름에 함유된 전체 반도체 나노입자 수와 비교하여 정량한 결과 13.3 %의 무기나노입자가 세포내부로 들어간 것이 관찰되었다.

실시예 4. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 필름을 세포독성 측정

상기 실시예 2-3에서 제조된 만들어진 소수성 반도체 나노입자/PLLA 필름을 지름 1cm정도의 원형으로 자른 후, 70 %(v/v) 에탄올로 소독하여 96 well-plate에 각각 하나씩 넣고, 그 위에서 5 x 10³개의 유방암 세포 EMT-6 (ATCC, USA)를 각각 8, 24, 48 시간동안 배양하였다. MTT 분석(J. Immunol. Methods, 1993, 157:203-7)을 실시하여 세포독성을 측정한 결과, 세포생존율이 80 % 이상으로 나타나서, 본 발명의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름은 세포독성이 거의 없는 것으로 나타났다.

실시예 5. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 필름의 생체이식 실험

상기 실시예 2-3의 방법으로 만들어진 PLLA 필름을 약 가로 1.5cm, 세로 1cm 정도의 크기로 자른 후 암 (Lewis lung carcinoma)이 유도된 Balb/c 마우스 (8주령, 20 g, female) 에 암세포로부터 약 1cm정도 떨어진 등 왼쪽부위의 피하조직에 이식하였다. 72시간이 지난 후, 암 조직만을 떼어내어 4마이크로 두께의 절편을 만든 후 형광 현미경을 이용해 암조직을 관찰하여 그 결과를 도 6a 및 6b (대조군)에 나타내었다. 아무 처치도 하지 않은 대조군과 비교할 때, 반도체 나노입자가 암조직으로 이동하였음이 관찰되었다.

실시예 6. 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 스케폴드 및 파이버의 제조

실시예 6-1. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 스케폴드의 제조

PLLA (Polyscience, MW 300,000) 1 g을 실온에서 자석젓개를 이용해서 교반하여 클로로포름(JT Baker) 에 녹여 각각 20 ml 용액으로 만들었다 (5% (w/v)). 이와 같이 만들어진 PLLA 용액에 실시예 1-2에서 제조한 클로로포름에 분산된 소수성 반도체 나노입자/클로로포름 용액을 0.05 mL를 첨가하여 잘 섞었다. 이와 같이 만들어진 용액 1 ml에 NaCl (Sigma, USA) 50 mg을 넣은 후 10ml용량의 유리 바이알에 넣고 클로로포름을 완전히 증발시켰다. 건조된 필름을 100 ml의 물속에 넣고 10시간 이상 씻어내어 NaCl을 완전히 제거하였다. 이 필름을 동결건조하여, 다공성 스케폴드를 얻었다.

실시예 6-2. 소수성 반도체 나노입자를 함유한 고분자 파이버의 제조

50/50 폴리-DL-락티드/글리콜리드(PLGA, MW30,000, Polyscience, USA) 1 g을 실온에서 자석젓개를 이용해서 교반하여 클로로포름(JT Baker) 에 녹여 각각 20 ml 용액으로 만들었다 (5% (w/v)). 이와 같이 만들어진 PLLA 용액에 실시예 1-2에서 제조한 클로로포름에 분산된 소수성 반도체 나노입자/클로로포름 용액을 0.05 mL를 첨가하여 잘 섞었다. 섞인 용액을 유리판 위에 부은 후, 방사하여 파이버를 제조하였다. 제조된 파이버의 두께는 약 50 mm 였다.

실시예 7. 반도체 나노입자의 제조 2

실시예 7-1. 수용성 반도체 나노입자의 제조

미국 Quantum Dot Corporation 사의 표면이 스트렙타비딘으로 개질되어 있는 Qdot605 ITK (입자 크기 약 20 nm, 2 μM) 용액을 centricon에 넣고 물을 이용하여 치환하여, 완충용액을 제거한 반도체 나노입자 수용액을 얻었다. 얻어진 반도체 나노입자의 방출 파장은 605 nm였다.

실시예 7-2. 입도가 균일한 소수성 반도체 나노입자의 제조

문헌 (Journal of the American Chemical Society, 2003, 125 , 12567-12575; Chemistry of Materials, 2003, 15 , 2854-2860)에 따라 반도체 나노입자를 제조하였다. 즉, 입도가 균일한 직경 3.8 nm의 CdSe 코어 반도체 나노입자를 제조하고, 이 나노입자 위에 CdS 2층을 코팅하여 직경 5.4 nm의 CdSe/CdS 코어/쉘 구조를 갖고 표면이 탄화수소(C8)로 이루어진 소수성 반도체 나노입자를 제조하였다. 이와 같이 제조된 나노입자를 정제하고 클로로포름에 분산하여 stock solution (20 mg/mL)을 만들었다. 양자효율은 약 22% 였으며, 방출 파장은 605 nm 였다.

실시예 8. 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트 제조

실시예 8-1. 수용성 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트 제조

상기 실시예 7-1에서 제조된 수용성 반도체 나노입자 수용액 1.25, 5, 12.5, 및 25 μl를 각각 주사기용 필터를 이용하여 멸균된 3 차 증류수와 섞어 최종 부피가 100 μl가 되도록 희석하였다. 이와 같이 희석된 나노입자 수용액 100 μl를 24-웰 세포 배양 플레이트에 각각 옮겨 담고, 웰 표면을 상기 수용액으로 고르게 코팅한 후, 24시간 동안 진공 건조시켰다. 상기 플레이트를 형광 현미경으로 관찰한 결과, 나노입자에 의한 붉은색 형광이 나타남을 관찰하였다. 반면, 증류수만으로 실험했을 때는 형광이 전혀 관찰되지 않았다.

실시예 8-2. 소수성 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트 제조

상기 실시예 7-2에서 제조된 소수성 반도체 나노입자 10, 25, 50, 100 및 200 μl를 덜어 각각 1.5ml의 튜브에 담은 후, 클로로포름(JT Baker)을 섞어 최종 부피가 200 μl가 되도록 희석하였다. 상기 희석된 소수성 반도체 나노입자 용액을 유리판에 떨어뜨려 고르게 퍼뜨린 후, 하루 동안 실온에서 건조시켰다. 상기에서 제조된 플레이트를 형광 분광계로 관찰한 결과, 방출 파장은 605nm였다.

실시예 9. 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트를 이용한 세포 배양

실시예 9-1. 수용성 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트를 이용한 세포 배양

상기 실시예 8-1에서 제조된 플레이트를 70%(v/v)에탄올로 소독한 후, PBS 로 두 번 씻어 주었다. 그 위에 2 x 10⁴개의 유방암 세포 EMT-6 (ATCC CRL-2755, USA) 를 넣어 최종 농도가 각각 5, 20, 50 및 100 nM이 되도록 하였다. 그 다음에, 37℃, CO₂ 5%로 유지되는 인큐베이터 (Forma)에서 16 시간동안 배양하였다. 상기 플레이트에서 세포를 떼어낸 후, 폴리-L-라이신이 처리된 유리판 위에 상기 세 포를 떨어뜨려 인큐베이터에서 4 시간동안 배양하였다. 상기 세포를 고정하고 형광 현미경으로 관찰한 결과를 도 7a에 나타내었다. 도 7a에서 알 수 있는 바와 같이, 세포 내로 반도체 나노입자가 전달된 것을 관찰할 수 있다.

실시예 9-2. 분산된 수용성 반도체 나노입자의 세포 배양

상기 실시예 7-1에서 제조된 수용성 반도체 나노입자 1.25, 5, 12.5 및 25 μl를 덜어 각각 1.5ml 튜브에 담은 후, 두 번 필터된 3차 증류수를 넣어 최종 부피가 100 μl가 되도록 희석하였다. 2 x 10⁴개의 유방암 세포 EMT-6 (ATCC CRL-2755, USA)와 상기 희석된 반도체 나노입자 용액을 함께 넣어 최종 농도가 각각 5, 20, 50 및 100 nM가 되도록 한 후, 24 웰 플레이트에 잘 분산시켰다. 그 다음에, 37℃, CO₂ 5%로 유지되는 인큐베이터 (Forma)에서 16 시간동안 배양하였다. 그리고 나서, 세포를 떼어낸 후, 폴리-L-라이신이 처리된 유리판 위에 상기 세포를 떨어뜨려 인큐베이터에서 4 시간동안 배양하였다. 세포를 고정하고 형광 현미경으로 관찰한 결과를 도 8에 나타내었다. 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 세포 내로 반도체 나노입자가 전달된 것을 관찰할 수 있다.

실시예 9-3. 소수성 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트를 이용한 세포 배양

상기 실시예 8-2에서 제조된 플레이트를 70 %(v/v)에탄올로 소독한 후, PBS 버퍼로 두 번 씻어 주었다. 그 위에 1 x 10⁵개의 유방암 세포 EMT-6 (ATCC CRL-2755, USA)를 떨어뜨려 최종 농도가 각각 29, 72.5, 145, 290 및 580 nM이 되도록 한 후, 37℃, CO₂ 5%로 유지되는 인큐베이터 (Forma)에서 16 시간동안 배양하였다. 상기 플레이트에서 세포를 떼어낸 후, 폴리-L-라이신이 처리된 유리판 위에 상기 세포를 떨어뜨려 인큐베이터에서 4시간동안 배양하였다. 세포를 고정하고 형광 현미경으로 관찰한 결과를 도 9a에 나타내었다. 도 9a에서 알 수 있는 바와 같이, 세포 내로 반도체 나노입자가 효율적으로 전달된 것을 관찰할 수 있다.

비교예 3. 반도체 나노입자를 포함하지 않는 플레이트의 세포 배양

비교예 3-1. 소수성 반도체 나노입자를 포함하지 않는 플레이트 제조

200 μl의 클로로포름을 덜어 유리판에 떨어뜨려 고르게 편 후, 하루동안 실온에서 건조하였다. 상기 플레이트를 형광 분광계로 관찰한 결과, 전혀 형광을 나타내지 않았다.

비교예 3-2. 수용성 반도체 나노입자를 포함하지 않는 플레이트를 이용한 세포 배양

상기 비교예 3-1에서 제조한 플레이트를 70% (v/v)에탄올로 소독한 후 버퍼로 두 번 씻어 주었다. 그 위에 2 x 10⁴개의 유방암 세포인 EMT-6 (ATCC CRL-2755, USA)를 인큐베이터에서 16시간 동안 배양하였다. 상기 플레이트에 세포를 떼어낸 후, 폴리-L-라이신이 처리된 유리판 위에 상기 세포를 떨어뜨려 인큐베이터에서 4시간동안 배양하였다. 세포를 고정하고 형광 현미경으로 관찰한 결과를 도 7b에 나타내었다. 도 7b에서 알 수 있는 바와 같이, 형광을 나타내는 세포가 관찰되지 않는다.

비교예 3-3. 소수성 반도체 나노입자를 포함하지 않는 플레이트를 이용한 세포 배양

상기 비교예 3-1에서 제조한 플레이트에 1 x 10⁵개의 유방암 세포 EMT-6 (ATCC CRL-2755, USA)를 배양한 것을 제외하고는 상기 비교예 3-2와 동일한 방법으로 실험을 실시하여 형광 현미경으로 그 결과를 관찰하였다. 세포를 고정하고 형광 현미경으로 관찰한 결과를 도 9b에 나타내었다. 도 9b에서 알 수 있는 바와 같이, 형광을 나타내는 세포가 관찰되지 않는다.

실시예 10. 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트의 세포 독성 측정

실시예 10-1. 수용성 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트를 이용한 세포 독성 측정

상기 실시예 9-1과 동일한 방법으로 수용성 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트 위에서 세포를 16시간 동안 배양한 후, MTT 분석 (Immunol, Methods, 1993, 157: 203-7)을 실시하여 세포 독성을 측정하여 그 결과를 도 10에 나타내었다. 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 나노 입자의 농도가 5 nM일 경우에는 세포 독성이 거의 없지만, 그 이상의 농도에서는 세포 생존율이 65 내지 45%인 것으로 나타났다.

실시예 10-2. 분산된 수용성 반도체 나노입자의 세포 독성 측정

상기 실시예 9-2와 동일한 방법으로 수용액에 분산되어 있는 반도체 나노입자와 세포를 동시에 16시간 동안 배양한 후, 세포의 멤브레인을 염색하는 트립판 블루 (Gibco)를 사용하여 살아 있는 세포 수를 측정하여 그 결과를 도 11에 나타내었다. 도 11에서 알 수 있는 바와 같이, 반도체 나노입자가 포함된 경우, 세포 생존율은 70-10% 정도로 나타나 독성이 비교적 심하다는 것을 알 수 있으며, 그 농도가 증가함에 따라 세포 생존율이 현저하게 감소하는 것으로 나타났다.

실시예 10-3. 소수성 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트를 이용한 세포 독성 측정

실시예 9-3과 동일한 방법으로 소수성 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트 위에서 세포를 16 시간동안 배양한 후, 세포의 멤브레인을 염색하는 트립판 블루 (Gibco)를 사용하여 살아 있는 세포 수를 측정하여 그 결과를 도 12에 나타내었다. 도 12에서 알 수 있는 바와 같이, 반도체 나노입자가 포함되어 있는 경우에 세포 생존율은 반도체 나노 입자의 농도가 145nM까지는 대부분의 세포가 살아 있는 것으로 나타났고, 그 이상의 농도에서는 80%정도의 세포 생존율을 보여서, 본 발명의 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트는 세포독성이 거의 없는 것으로 나타났다.

실시예 11. 소수성 반도체 나노입자가 코팅된 플레이트 표면의 콘택트 앵글 측정

실시예 8-2에서 제조한 플레이트에 코팅된 반도체 나노입자의 층수 (number of layers)를 계산한 결과 0.38, 0.96, 1.92, 3.84 층수를 나타내었다. 상기 나노입자가 코팅된 유리판 위에 10 μl의 3차 증류수를 떨어뜨리고, 0, 1, 5, 30 분이 경과한 후의 콘택트 앵글을 OPTEM 카메라를 이용하여 측정하여 그 결과를 도 13a 및 13b에 나타내었다. 도 13a 및 13b에서 알 수 있는 바와 같이, 나노 입자의 층 수가 많아질수록 콘택트 앵글이 증가하는 것이 관찰되었으며, 이것은 소수성이 증가하는 것을 의미한다.

본 발명의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름, 고분자 입자, 고분자 스케폴드 및 고분자 파이버는 각종 세포실험 및 질병 진단 등에 이용될 수 있으며, 생체 유용 물질 또는 약물과 결합되어 전달 시스템으로 이용될 수도 있어서, 다양한 의약 및 생명공학 분야에 유리하게 적용될 수 있다.

Claims

코어/쉘 구조의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름.
제1항에 있어서, 상기 반도체 나노 입자는 CdSe, ZnSe, CdTe, PbSe/Te, InAs 및 InSe로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 되어 있고, 지름이 1 내지 5 nm인 코어 부분과, ZnS, CdS, PbS 및 InP로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 코팅된 쉘 부분을 포함하는, 총 지름 약 3 내지 10 nm의 코어/쉘 구조를 갖는 것인 고분자 필름.
제1항에 있어서, 상기 반도체 나노입자는 소수성 표면을 가지거나, 친수성 고분자 코팅에 의하여 친수성으로 개질된 것인 고분자 필름.
제3항에 있어서, 상기 친수성 고분자는 폴리에틸렌글리콜, 폴리에딜렌이민, 키토산, 알긴산, 히아룰론산, 콜라겐, 및 헤파린으로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 고분자 필름.
제3항에 있어서, 상기 반도체 나노입자는 표면이 탄소수 4 내지 18개의 탄화수소로 이루어진 군 중에서 선택된 탄화수소로 코팅되어 소수성 표면을 갖는 것인 고분자 필름.
제1항에 있어서, 폴리(L-락티드) (PLLA), 폴리 (DL-락티드) (PDLLA), 폴리(글리콜리드) (PGA), 폴리-DL-락티드/글리콜리드 공중합체 (PLGA), 키토산, 알긴산, 히아룰론산, 콜라겐, 헤파린, 덱스트란, 및 폴리(ε-카프로락톤)으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 생체 적합성 고분자를 추가로 포함하는 고분자 필름.
제6항에 있어서, 상기 반도체 나노입자와 생체적합성 고분자의 함량비가 1:100000 내지 1:10 (반도체 나노입자 중량:생체적합성 고분자 중량)인 고분자 필름.
코어/쉘 구조의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 입자.
제8항에 있어서, 상기 반도체 나노 입자는 CdSe, ZnSe, CdTe, PbSe/Te, InAs 및 InSe로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 되어 있고, 지름이 1 내지 5 nm인 코어 부분과, ZnS, CdS, PbS 및 InP로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 코팅된 쉘 부분을 포함하는, 총 지름 약 3 내지 10 nm의 코어/쉘 구조를 갖는 것인 고분자 입자.
제8항에 있어서, 상기 반도체 나노입자는 소수성 표면을 가지거나, 친수성 고분자 코팅에 의하여 친수성으로 개질된 것인 고분자 입자.
제10항에 있어서, 상기 친수성 고분자는 폴리에틸렌글리콜, 폴리에딜렌이민, 키토산, 알긴산, 히아룰론산, 콜라겐, 및 헤파린으로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 고분자 입자.
제10항에 있어서, 상기 반도체 나노입자는 표면이 탄소수 4 내지 18개의 탄화수소로 이루어진 군 중에서 선택된 탄화수소로 코팅되어 소수성 표면을 갖는 것인 고분자 입자.
제8항에 있어서, 폴리(L-락티드) (PLLA), 폴리 (DL-락티드) (PDLLA), 폴리(글리콜리드) (PGA), 폴리-DL-락티드/글리콜리드 공중합체 (PLGA), 키토산, 알긴산, 히아룰론산, 콜라겐, 헤파린, 덱스트란, 및 폴리(ε-카프로락톤)으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 생체 적합성 고분자를 추가로 포함하는 고분자 입자.
제13항에 있어서, 상기 반도체 나노입자와 생체적합성 고분자의 함량비가 1:100000 내지 1:10 (반도체 나노입자 중량:생체적합성 고분자 중량)인 고분자 입자.
세포 배양용 기질로서, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름, 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 입자 또는 이들 모두를 포함하고, 배양된 세포 표면 또는 내부로 반도체 나노입자가 효과적으로 전달되는 것을 특징으로 하는, 세포 배양용 기질.
기판에 코어/쉘 구조의 반도체 나노입자가 코팅되어 있는 세포 배양용 플레이트.
제16항에 있어서, 상기 반도체 나노 입자는 CdSe, ZnSe, CdTe, PbSe/Te, InAs 및 InSe로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 되어 있고, 지름이 1 내지 5 nm인 코어 부분과, ZnS, CdS, PbS 및 InP로로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 코팅된 쉘 부분을 포함하는, 총 지름 약 3 내지 10 nm의 코어/쉘 구조를 갖는 것인 세포 배양용 플레이트.
제16항에 있어서, 상기 반도체 나노입자는 소수성 표면을 가지거나, 친수성 고분자 코팅에 의하여 친수성으로 개질된 것인 세포 배양용 플레이트.
제18항에 있어서, 상기 반도체 나노입자는 표면이 탄소수 4 내지 18개의 탄화수소로 이루어진 군 중에서 선택된 탄화수소로 코팅되어 소수성 표면을 갖는 것인 세포 배양용 플레이트.
제18항에 있어서, 상기 친수성 고분자는 폴리에틸렌글리콜, 폴리에딜렌이민, 키토산, 알긴산, 히아룰론산, 콜라겐, 및 헤파린으로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 세포 배양용 플레이트.
제15항의 세포 배양용 기질, 또는 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항의 세포 배양용 플레이트를 사용하여 세포를 배양하여, 배양된 세포의 표면 또는 내부로 상기 반도체 나노입자를 전달하는 것을 특징으로 하는, 효과적인 반도체 나노입자의 세포 전달 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름, 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 입자 또는 이들 모두를 포함하고, 생체 조직 또는 세포로의 효과적인 반도체 나노입자의 전달이 가능한, 생체 이식용 이식물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 필름, 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 입자 또는 이들 모두를 이용하는 세포 또는 생체부위의 생체 내 또는 생체 외 분광학적 분석 방법.
코어/쉘 구조의 반도체 나노입자를 포함하는 고분자 스캐폴드 또는 고분자 파이버.
제24항에 있어서, 상기 반도체 나노 입자는 CdSe, ZnSe, CdTe, PbSe/Te, InAs 및 InSe로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 되어 있고, 지름이 1 내지 5 nm인 코어 부분과, ZnS, CdS, PbS 및 InP로로 이루어진 군 중에서 선택된 한 가지 이상으로 코팅된 쉘 부분을 포함하는, 총 지름 약 3 내지 10 nm의 코어/쉘 구조를 갖는 것인, 고분자 스캐폴드 또는 고분자 파이버.
제25항에 있어서, 폴리(L-락티드) (PLLA), 폴리 (DL-락티드) (PDLLA), 폴리(글리콜리드) (PGA), 폴리-DL-락티드/글리콜리드 공중합체 (PLGA), 키토산, 알긴산, 히아룰론산, 콜라겐, 헤파린, 덱스트란, 및 폴리(ε-카프로락톤)으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 생체 적합성 고분자를 추가로 포함하는 고분자 스캐폴드 또는 고분자 파이버.