KR20080013510A - 표면에 나노 구멍 또는 기공을 가지는 실리카 캡슐 및 그제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면에 나노 구멍 또는 기공을 가지는 실리카 캡슐 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 캡슐 표면에 수 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm) 사이즈의 구멍(hole)을 갖는 실리카 캡슐, 자성특성 나노입자와 광학특성 나노입자를 함유하는 다기능성 실리카 캡슐 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 표면장력이 다른 두 유체를 이용하여 에멀젼 시스템을 구성하고, 한 가지 유체만을 선택적으로 증발시키면서 실리카층을 형성하는 과정을 통하여, 표면에 나노 구멍을 갖는 실리카 캡슐을 제조할 수 있으며, 두 유체에 다양한 기능성 나노입자를 로딩함으로써, 자성 및 광학 특성 등을 갖는 다기능성 실리카 캡슐을 제조할 수 있다.
실리카 캡슐, 자성특성 나노입자, 광학특성 나노입자

Description

표면에 나노 구멍 또는 기공을 가지는 실리카 캡슐 및 그 제조방법 {Silica Capsules Having Nano－Holes or Nano-Pores on Their Surfaces and Method for Preparing the Same}
도 1은 자성나노입자와 형광특성 나노입자를 함유하면서 표면에 구멍(hole)을 갖는 실리카 캡슐에 대한 모식도이다.
도 2는 산화철 나노입자가 함유된 실리카 캡슐의 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 CdSe/ZnS 나노입자가 함유된 실리카 캡슐의 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 4는 도 1의 구조를 갖고, 산화철 나노입자와 CdSe/ZnS 나노입자가 함유된 실리카 캡슐의 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 5은 도 1의 구조를 갖고, 산화철 나노입자와 CdSe/ZnS 나노입자가 함유된 실리카 캡슐의 TEM 사진을 나타낸 것이다(scale bar = 200 nm).
도 6는 도 4와 도 5에서 제시된 실리카 캡슐의 자성특성과 형광 특성을 나타낸 것이다.
도 7는 산화철 나노입자와 근적외선 영역에서 형광특성을 나타내는 나노입자가 함유된 실리카 캡슐의 형광 이미지를 나타낸 것이다.
도 8은 제조된 실리카 캡슐 표면을 고분자를 이용하여 코팅한 단면 사진을 나타낸 것이다(scale bar = 100 nm).
도 9는 제조된 실리카 캡슐에 로다민(Rhodamine) 다이를 로딩한 후에 얻은 공초점 형광 현미경(confocal fluorescence microscopy) 이미지를 나타낸 것이다.
본 발명은 표면에 나노 구멍 또는 기공을 가지는 실리카 캡슐 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 캡슐 표면에 수 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm) 사이즈의 구멍(hole)을 갖는 실리카 캡슐, 자성특성 나노입자와 광학특성 나노입자를 함유하는 다기능성 실리카 캡슐 및 그 제조방법에 관한 것이다.
나노 및 마이크로 크기를 갖는 실리카 입자는 제조하기가 용이하고, 실라인을 이용한 화학적 방법(silane chemistry)을 이용하여 그 입자 표면을 다양하게 개질할 수 있다는 장점 때문에, 다양한 산업 분야에서 활발하게 이용되고 있다. 특히, 실리카 입자는 생체 친화도가 매우 높기 때문에, 바이오 및 의료 분야에서도 활발하게 응용되고 있다. 특히, 다양한 유기 다이(organic dyes)나 효소(enzyme) 등의 안정성을 증가시키기 위해서 실리카 입자에 이러한 유기물들을 담지시키는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 약물 전달 수송체로도 활발하게 연구되고 있다.
한편, 내부가 비어 있는 할로우 형태의 실리카 입자는 그 내부에 많은 양의 약물 등의 전달 물질들을 함유할 수 있기 때문에, 전달 수송체로서 매우 우수한 특성을 갖추고 있다. 따라서, 할로우 형태의 실리카 캡슐을 제조하기 위해서 많은 연구가 진행되어 왔다(US 2005/0244322; US 6221326; WO 2004/006967). 현재까지 알려진 실리카 캡슐의 제조 방법은 고분자 나노입자 위에 실리카 층을 코팅한 다음에, 고분자 층을 녹여내는 방법을 이용하여 할로우 형태의 실리카 캡슐을 제조하는 것이다. 그러나, 상기 방법으로 제조된 실리카 캡슐 입자는 표면에 수 나노미터(nm) 크기의 작은 구멍(hole) 구조를 갖기 때문에, 내부로 약물을 담지 시키는 기술이 용이하지 않으며, 특히, 크기가 수 나노미터(nm)에서 수십 나노미터(nm) 영역인 단백질이나 약물을 내부로 담지 시킬 수 없는 제약점을 가지고 있다(Caruso, F et al, Advanced Materials, 13(14):1090, 2001; Van Bommel et al, Advanced Materials, 13(19):1472, 2001).
또한, 현재의 약물 전달체는 단지 수송체로서의 역할만 하고 있으며 약물 전달 과정을 조절하거나(guided delivery), 전달 과정을 모니터링(molecular imaging of delivery process)할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 당업계에서는 실리카 캡슐 표면에 수 나노미터(nm)에서 수십 나노미터(nm)의 구멍(hole)을 갖고 있어, 약물 등의 전달 물질을 효율적으로 수송할 수 있으면서도, 약물 전달 과정을 조절 및 모니터링할 수 있는 실리카 캡슐의 개발이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.
이에 본 발명자들은 전달 물질을 효율적으로 수송할 수 있으면서도, 약물 전달 과정을 조절 및 모니터링할 수 있는 실리카 캡슐을 개발하기 위해 예의 노력한 결과, 표면장력이 다른 두 유체를 이용하여 에멀젼 시스템을 구성하고, 한 가지 유체만을 선택적으로 증발시키면서 실리카층을 형성하는 과정을 통하여, 표면에 구멍(hole)을 갖는 실리카 캡슐을 제조할 수 있음을 확인하였고, 상기 두 유체에 다양한 기능성 나노입자를 로딩함으로써, 자성 및 광학 특성 등을 갖는 다기능성 실리카 캡슐을 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
결국 본 발명의 주된 목적은, 캡슐 표면에 수 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm) 사이즈의 구멍(hole)을 갖는 실리카 캡슐 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 자성 및/또는 광학 특성을 갖는 실리카 캡슐 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 실리카 캡슐에 바이오 분자 또는 약물이 로딩되어 있는 물질 전달 수용체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실리카 전구체와 양친성 물질로 이루어져 있는 캡슐 표면에 수 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm) 사이즈의 구멍(hole) 또는 기공(pore)이 형성되어 있는 실리카 캡슐을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 실리카 전구체는 TEOS(tetraethly orthosilicate), TMOS(tetramethly orthosilicate), APTES(aminopropyltriethoxysilane), APTMS(aminopropyltrimethoxysilane), MPTMS(3-mercaptopropyltrimethoxysilane) 및 MPTES(3-mercaptopropyltriethoxysilane)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 양친성 물질은 C10TAB(Decyltrimethyl ammonium bromide), C12TAB(Dodecyltrimethyl ammonium bromide), C14TAB(Myristyltrimethyl ammonium bromide), C16TAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide), C18TAB(Octadecyltrimethyl ammonium bromide) 및 C16PC(etylpyridinium chloride monohydrate)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 또한, (a) 양친성 물질을 증류수에 녹인 다음, 유기용매를 첨가하여 에멀젼 용액을 만드는 단계; (b) 상기(a) 단계에서 제조된 에멀젼 용액을 가열하여, 유기용매를 제거하는 단계; 및 (c) 상기 유기용매가 제거된 용액에 염기성 물질, 실리카 전구체 및 에틸아세테이트의 혼합 용액을 첨가한 다음, 방치시키는 단계를 함유하는 캡슐 표면에 수 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm) 사이즈의 구멍(hole) 또는 기공(pore)이 형성되어 있는 실리카 캡슐의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 양친성 물질은 C10TAB(Decyltrimethyl ammonium bromide), C12TAB(Dodecyltrimethyl ammonium bromide), C14TAB(Myristyltrimethyl ammonium bromide), C16TAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide), C18TAB(Octadecyltrimethyl ammonium bromide) 및 C16PC(etylpyridinium chloride monohydrate)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 유기용매는 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸 아세테이트 클로로포름, 디메틸포름아마이드(DMF), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아마이드(DMAc), 사이클로헥사논, 에틸알콜, 클로로벤젠, 디메틸포름아마이드(DMF), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아마이드(DMAc), 사이클로헥사논, 에틸알콜, 클로로벤젠 및 에틸에테르로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 염기성 물질은 NaOH, NH4OH 및 KOH로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 실리카 전구체는 TEOS(tetraethly orthosilicate), TMOS(tetramethly orthosilicate), APTES(aminopropyltriethoxysilane), APTMS(aminopropyltrimethoxysilane), MPTMS(3-mercaptopropyltrimethoxysilane) 및 MPTES(3-mercaptopropyltriethoxysilane)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 혼합용액에서 염기성 물질, 실리카 전구체 및 에틸아세테이트의 함량은 각각 전체 용액의 2 내지 5부피%, 0.1 내지 2부피% 및 0.1 내지 7부피%인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 또한, 실리카 전구체와 양친성 물질로 이루어져 있고, 캡슐 내부 또는 표면에 자성 특성을 나타내는 나노입자 및/또는 광학 특성을 나타내는 나노입 자가 함유되어 있으며, 캡슐 표면에 수 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm) 사이즈의 구멍(hole) 또는 기공(pore)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자성 특성 및/또는 광학 특성을 나타내는 실리카 캡슐을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 실리카 전구체는 TEOS(tetraethly orthosilicate), TMOS(tetramethly orthosilicate), APTES(aminopropyltriethoxysilane), APTMS(aminopropyltrimethoxysilane), MPTMS(3-mercaptopropyltrimethoxysilane) 및 MPTES(3-mercaptopropyltriethoxysilane)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 양친성 물질은 C10TAB(Decyltrimethyl ammonium bromide), C12TAB(Dodecyltrimethyl ammonium bromide), C14TAB(Myristyltrimethyl ammonium bromide), C16TAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide), C18TAB(Octadecyltrimethyl ammonium bromide) 및 C16PC(etylpyridinium chloride monohydrate)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 자성 특성을 나타내는 나노입자는 Fe2O3, Fe3O4, FePt, Co 및 Gd(gadolinium)로 구성된 군에서 선택되는 물질을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 광학 특성을 나타내는 나노입자는 빛을 흡수하거나 산란시키는 특성이 있는 금속 나노입자인 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 광학 특성을 나타내는 나노입자는 CdSe, CdSe/ZnS, CdTe/CdS, CdTe/CdTe, ZnSe/ZnS, ZnTe/ZnSe, PbSe, PbS InAs, InP, InGaP, InGaP/ZnS 및 HgTe로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 또한, (a) 자성 특성을 나타내는 나노입자 및/또는 광학 특성을 나타내는 나노입자 와 양친성 물질을 증류수에 녹인 다음, 유기용매를 첨가하여 에멀젼 용액을 만드는 단계; (b) 상기(a) 단계에서 제조된 에멀젼 용액을 가열하여, 유기용매를 제거하는 단계; 및 (c) 상기 유기용매가 제거된 용액에 염기성 물질, 실리카 전구체 및 에틸아세테이트의 혼합 용액을 첨가한 다음, 방치시키는 단계를 함유하는 캡슐 표면에 수 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm) 사이즈의 구멍(hole) 또는 기공(pore)이 형성되어 있고, 자성 특성 및/또는 광학 특성을 나타내는 실리카 캡슐의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 양친성 물질은 C10TAB(Decyltrimethyl ammonium bromide), C12TAB(Dodecyltrimethyl ammonium bromide), C14TAB(Myristyltrimethyl ammonium bromide), C16TAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide), C18TAB(Octadecyltrimethyl ammonium bromide) 및 C16PC(etylpyridinium chloride monohydrate)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 유기용매는 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸 아세테이트 클로로포름, 디메틸포름아마이드(DMF), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아마이드(DMAc), 사이클로헥사논, 에틸알콜, 클로로벤젠, 디메틸포름아마이드(DMF), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아마이드(DMAc), 사이클로헥사논, 에틸알콜, 클로로벤젠 및 에틸에테르로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 염기성 물질은 NaOH, NH4OH 및 KOH로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 실리카 전구체는 TEOS(tetraethly orthosilicate), TMOS(tetramethly orthosilicate), APTES(aminopropyltriethoxysilane), APTMS(aminopropyltrimethoxysilane), MPTMS(3-mercaptopropyltrimethoxysilane) 및 MPTES(3-mercaptopropyltriethoxysilane)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 혼합용액에서 염기성 물질, 실리카 전구체 및 에틸아세테이트의 함량은 각각 전체 용액의 2 내지 5부피%, 0.1 내지 2부피% 및 3 내지 7부피%인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 자성 특성을 나타내는 나노입자는 Fe2O3, Fe3O4, FePt, Co 및 Gd(gadolinium)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 광학 특성을 나타내는 나노입자는 빛을 흡수하거나 산란시키는 특성이 있는 금속 나노입자인 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 광학 특성을 나타내는 나노입자는 CdSe, CdSe/ZnS, CdTe/CdS, CdTe/CdTe, ZnSe/ZnS, ZnTe/ZnSe, PbSe, PbS InAs, InP, InGaP, InGaP/ZnS 및 HgTe로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 또한, 상기 실리카 캡슐에 바이오 분자 또는 약물이 로딩되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오 분자 및 약물로 구성된 군에서 선택되는 물질의 전 달 수용체를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 바이오 분자 또는 약물은 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 효소저해제, 신호전달 단백질 또는 그 일부분, 항체 또는 일부분, 단일사슬항체, 결합단백질, 결합도메인, 펩타이드, 항원, 부착단백질, 구조단백질, 조절단백질, 독소단백질, 사이토카인, 전사조절 인자, 혈액응고 인자 및 식물 생체방어 유도 단백질로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 또한, 상기 실리카 캡슐에 바이오 분자 또는 약물을 로딩하는 것을 특징으로 하는 물질의 전달 수용체를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 물질의 전달 수용체를 제조하는 방법은 (a) 분자 또는 약물이 로딩되어 있는 물질 전달 수용체에 음이온성 폴리일렉트로라이트(anionic polyelectrolyte)를 처리하는 단계; (b) 상기 음이온성 일렉트로라이트가 처리된 물질 전달 수용체에 양이온성 폴리일렉트로라이트(cationic polyelectrolyte)를 처리하는 단계; 및 (c) 상기(a) 단계 및(b) 단계를 n회 반복하여, 고분자 쉘(poly shell)의 두께를 조절하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 바이오 분자 또는 약물을 로딩하기 전에 실리카 캡슐의 표면을 carboxyl-, thiol-, biotin-, streptavidin-, aldehyde- 및 amine- 으로 구성된 기능성 그룹 중 어느 하나를 포함하는 분자로 표면처리 하는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 바이오 분자 또는 약물은 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 효 소저해제, 신호전달 단백질 또는 그 일부분, 항체 또는 일부분, 단일사슬항체, 결합단백질, 결합도메인, 펩타이드, 항원, 부착단백질, 구조단백질, 조절단백질, 독소단백질, 사이토카인, 전사조절 인자, 혈액응고 인자 및 식물 생체방어 유도 단백질로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 음이온성 폴리일렉트로라이트(anionic polyelectrolyte)는 PSS(Poly(sodium 4-styrene-sulfonate))이고, 상기 양이온성 폴리일렉트로라이트(cationic polyelectrolyte)는 PAH(Poly(allylamine hydrochloride)) 또는 PDADMAC(Poly(diallyldimethylammonium chloride))인 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 캡슐 표면에 수 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm) 사이즈의 구멍(hole)을 갖는 실리카 캡슐 및 자성 특성과 광학 특성을 동시에 갖고 있는 실리카 캡슐에 제조과정에 관한 것이다. 본 발명에 있어서, "실리카 캡슐"의 의미는, 후술하는 실시예에서와 같이 실리카 표면에 구멍(hole)이 있는 형태의 실리카 입자를 의미한다. 또한, 본 발명에 있어서, 양친성 물질은 한 물질에 친수성의 성질 및 소수성 성질을 지닌 물질을 말하며, 그 예로는 C10TAB(Decyltrimethyl ammonium bromide), C12TAB(Dodecyltrimethyl ammonium bromide), C14TAB(Myristyltrimethyl ammonium bromide), C16TAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide), C18TAB(Octadecyltrimethyl ammonium bromide) 및 C16PC(etylpyridinium chloride monohydrate)이 있다.
본 발명에 있어서, "실리카 캡슐"은 할로우 형태이면서, 표면에 수십 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm)의 구멍(hole)이 있어서, 특정 바이오분자나 입자를 로딩(loading)하기 용이하다. 종래의 실리카 캡슐은 내부가 비어 있는 할로우 형태의 입자였으나 본 발명의 실리카 캡슐은 캡슐 표면에 별도의 구멍이 있으므로, 약물 등의 전달 물질을 효율적으로 수송할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실리카 캡슐은 한 단계의 반응을 이용하여 손 쉽게 얻을 수 있다는 장점이 있다. 종래 실리카 캡슐은 고분자 입자를 템플리트(Template)로 이용하고, 상기 템플리트에 실리카층을 코팅하여 실리카 입자를 제조한 다음, 최종적으로 내부에 있는 고분자 층을 녹여내는 방법으로 제조하였기 때문에, 그 공정이 까다롭고 효율성도 떨어진다는 문제점이 있다.
본 발명의 실리카 캡슐의 할로우 구조는 표면장력이 서로 다른 두 유체를 이용하여 에멀젼 시스템을 만들고, 실리카층을 형성하는 과정에서 내부의 유체를 증발시키는 과정을 통하여, 표면에 구멍을 갖는 실리카 캡슐을 제조하는 방법을 이용한다. 또한, 실리카 캡슐 표면에 있는 구멍의 크기는 반응조건에 따라 수 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm)까지 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 표면에 구멍을 갖는 실리카 캡슐의 제조 과정 중에, 자성 특성 및/또는 광학 특성을 가지고 있는 기능성 나노입자를 첨가하면, 자성 특성 및/또는 광학 특성을 가지고 있는 다기능성 실리카 캡슐을 제조할 수 있다(도 1).
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 하기 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다. 또한, 하기 실시예에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 나타낸 것이므로, 본 발명이 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다 할 것이다.
실시예 1: 표면에 나노 구멍구조를 갖는 실리카 캡슐의 제조
CTAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide)(SIGMA, Germany) 0.1g을 3차 증류수 5㎖에 녹인 다음, 빠르게 교반하여, 에멀젼 상태를 만들고, 상기 에멀젼 용액을, 60℃에서 10분 동안 가열하여 클로로포름을 제거하였다.
상기 클로로포름이 제거된, CTAB 용액 5㎖에 3차 증류수 5㎖을 넣고 교반하여 고르게 섞어준 다음, 2.5mM NaOH 0.3㎖, TEOS 0.05㎖, ethylacetate 0.5㎖를 첨가하여 30초간 교반하고, 12시간 동안 방치하였다. 상기 용액을 5000rpm으로 10분간 원심분리하여 에탄올로 씻어주는 과정을 3차례 반복하여, 표면에 나노 구멍구 조를 갖는 실리카 캡슐을 제조하였다.
실시예 2: 자성입자를 함유하는 실리카 캡슐 제조
산화철 나노입자 7.5mg에 메탄올(99.9 %) 을 넣고, 4000rpm으로 10분간 원심분리하여 3번 씻어준 다음, 상기 순수한 산화철 나노입자 7.5mg을 5㎖ 클로로포름에 분산시켰다. 한편, CTAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide)(SIGMA, Germany) 0.1g을 3차 증류수 5㎖에 녹인 다음, 상기 산화철 나노입자 용액과, CTAB 용액을 섞은 다음, 빠르게 교반하여, 에멀젼 상태를 만들고, 상기 에멀젼 용액을, 60℃에서 30분 동안 가열하여 클로로포름을 제거하였다.
상기 클로로포름이 제거된, CTAB에 분산된 산화철 나노입자 용액 5㎖에 3차 증류수 5㎖을 넣고 교반하여 고르게 섞어준 다음, 2.5mM NaOH 0.3㎖, TEOS 0.05㎖, ethylacetate 0.5㎖를 첨가하여 30초간 교반하고, 12시간 동안 방치하였다. 상기 용액을 5000rpm으로 10분간 원심분리하여 에탄올로 씻어주는 과정을 3차례 반복하여, 자성입자를 함유하는 실리카 캡슐을 제조하였다(도 2). 그 결과, 도 2에 나타난 바와 같이, 실리카 캡슐의 표면에 50-100 나노미터(nm)의 구멍(hole)이 존재하는 것을 알 수 있다.
실시예 3: 광학특성 나노입자를 함유하는 실리카 캡슐 제조
CdSe/ZnS 나노입자(Evident Technologies, USA) 7.5mg에 99.9 % 메탄올을 넣고, 4000rpm으로 10분간 원심분리하여 3번 씻어준 다음, 상기 순수한 CdSe/ZnS 나 노입자 7.5mg을 5㎖ 클로로포름에 분산시켰다. 한편, CTAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide)(SIGMA, Germany) 0.1g을 3차 증류수 5㎖에 녹인 다음, 상기 CdSe/ZnS 나노입자 용액과, CTAB 용액을 섞은 다음, 빠르게 교반하여, 에멀젼 상태를 만들고, 상기 에멀젼 용액을 60℃에서 10분 동안 가열하여 클로로포름을 제거하였다.
상기 클로로포름이 제거된, CTAB에 분산된 CdSe/Zns 나노입자 용액 5㎖에 3차 증류수 5㎖을 넣고 교반하여 고르게 섞어준 다음, 2.5mM NaOH 0.3㎖, TEOS 0.05㎖, ethylacetate 0.5㎖를 첨가하여 30초간 교반하고, 12시간 동안 방치하였다. 상기 용액을 5000rpm으로 10분간 원심분리하여 에탄올로 씻어주는 과정을 3차례 반복하여, 형광특성 나노입자를 함유하는 실리카 캡슐을 제조하였다(도 3). 그 결과, 도 3에 나타난 바와 같이, 실리카 캡슐의 표면에 50-100 나노미터(nm)의 구멍(hole)이 존재하는 것을 알 수 있다.
실시예 4: 자성나노입자와 광학특성 나노입자를 함유하는 실리카 캡슐 제조
산화철 나노입자 7.5mg에(99.9 %) 메탄올을 넣고, 4000rpm으로 10분간 원심분리하여 3번 씻어준 다음, 상기 순수한 산화철 나노입자 7.5mg을 5㎖ 클로로포름에 분산시켰다. 한편, CTAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide)(SIGMA, Germany) 0.1g을 3차 증류수 5㎖에 녹인 다음, 상기 산화철 나노입자 용액과, CTAB 용액을 섞은 다음, 빠르게 교반하여, 에멀젼 상태를 만들고, 상기 에멀젼 용액을, 60℃에서 10분 동안 가열하여 클로로포름을 제거하여, 용액 1을 만들었다.
또한, CdSe/ZnS 나노입자(Evident Technologies, USA) 7.5mg에 99.9 % 메탄올을 넣고, 4000rpm으로 10분간 원심분리하여 3번 씻어준 다음, 상기 순수한 CdSe/ZnS 나노입자 7.5mg을 5㎖ 클로로포름에 분산시켰다. 한편, CTAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide)(SIGMA, Germany) 0.1g을 3차 증류수 5㎖에 녹인 다음, 상기 CdSe/ZnS 나노입자 용액과, CTAB 용액을 섞은 다음, 빠르게 교반하여, 에멀젼 상태를 만들고, 상기 에멀젼 용액을 60℃에서 10분 동안 가열하여 클로로포름을 제거하여, 용액 2를 만들었다.
상기 제조된 용액 1 1㎖와 용액 2 1.5㎖를 혼합한 다음, 3차 증류수 7.5㎖를 넣고, 교반하여 고르게 섞었다. 상기 용액에 2.5mM NaOH 0.3㎖, TEOS 0.05㎖, ethylacetate 0.5㎖를 첨가한 다음, 30초간 교반하고, 12시간 동안 방치하였다. 상기 용액을 5000rpm으로 10분간 원심분리하여 에탄올로 씻어주는 과정을 3차례 반복하여, 자성나노입자와 형광특성 나노입자를 함유하는 실리카 캡슐을 제조하였다(도 4 및 도 5). 도 4는 본 발명의 산화철 나노입자와 CdSe/ZnS 나노입자가 함유된 실리카 캡슐의 SEM 사진을 나타낸 것이고, 도 5은 TEM 사진을 나타낸 것이다(scale bar = 200 nm). 도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 실리카 캡슐의 표면에 50-100 나노미터(nm)의 구멍(hole)이 존재하는 것을 알 수 있다.
실험예 1: 실리카 캡슐의 자성 특성 및 광학 특성
본 발명의 실리카 캡슐의 자성특성과 광학 특성을 알아보기 위하여 실시예 4에서 제조된 실리카 캡슐 용액의 자성 특성 및 광학 특성을 알아 보았다(도 6). 상기 제조된 시료를 자석(0.4 T, Nd-magnet, Magtopia, Korea)에 방치한 결과, 도 6의 중간 사진에 나타난 바와 같이, 실리카 캡슐이 자석쪽으로 위치하는 것을 알 수 있었고, 365 nm UV 를 이용하여 조사(illumination)해 주었을때, 도 6의 오른쪽 그림에 나타난 바와 같이, 실리카 캡슐이 빛을 나타내는 것을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명의 실리카 캡슐은 자성 특성과 광학 특성을 모두 지니고 있음을 알 수 있었다.
도 7는 실시예 4에서 제조된 실리카 캡슐을 근적외선 영역에서 촬영한 형광 이미지 이다. 도 7에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실리카 캡슐은 광학 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
실시예 5: 실리카 캡슐을 이용한 바이오 분자 및 나노입자 로딩
상기 실시예 1 내지 4에서 제조된 실리카 캡슐 용액 5㎖ 와 NH2 용액 1㎖을 혼합하여, 상기 실리카 캡슐 용액을 NH2 표면처리 하였다. 상기 표면 처리된 각각의 실리카 캡슐 용액 1㎖를 5000rpm 10분간 원심분리하여 3차 증류수로 씻어준 다음, CFP(cyanine fluorescent proteins) 5 mg, RFP(red fluorescent proteins) 5 mg, CdSe/ZnS(green fluorescent quantu m dots) 1 mg, Rhodamin 6G 1 mg 및 금 나노입자 1mg 을 녹인 용액 1㎖에 재분산 시키고, 10분 동안 초음파 처리하였다. 상기 초음파 처리된 용액을 5000rpm으로 10분간 원심분리하여 상등액을 버리고, 가라앉은 실리카 캡슐을 수득하였다.
상기 수득한 실리카 캡슐의 표면은 플러스 전하를 띠고 있으므로, 이를 중화시키기 위하여, 상기 가라앉은 실리카 캡슐을 마이너스 전하는 띠는 PSS(Poly(sodium 4-styrene-sulfonate))을 0.5M의 NaCl 용액에 1mg/ml의 농도로 녹인 용액 1ml에 재분산 시킨 다음, 0.1M HCl 20㎕를 넣고, 10분 동안 초음파 처리하였다. 상기 초음파 처리된 용액을 5000rpm 으로 10분간 원심분리하여 상등액을 버리고, 가라앉은 실리카 캡슐을 3차 증류수로 3차례 세척(5000rpm, 10분간 원심분리)하고, 중화된 실리카 캡슐을 수득하였다.
polymer shell의 두께를 두껍게 하기 위하여, 상기 수득한 실리카 캡슐을 플러스 전하를 띠는 PDADMC(Poly(diallyldimethylammonium chloride))을 0.5M의 NaCl 용액에 1mg/ml의 농도로 녹인 용액 1ml에 재분산 시키고, 10분 동안 초음파 처리하였다. 상기 초음파 처리된 용액을 5000rpm으로 10분간 원심분리하여 상등액을 버리고, 가라앉은 실리카 캡슐을 3차 증류수로 3차례 세척(500rpm, 10분간 원심분리)하였다. 상기 PAA 처리과정 및 PDADMC 처리과정을 반복하여, 두꺼운 polymer shell을 수득하였다. 상기 수득한 polymer shell을 5000rpm으로 10분간 원심 분리하여 3차 증류수로 세척 한 다음, 3차 증류수에 분산시켜 보관하였다.
도 8은 바이오 분자가 로딩된 실리카 캡슐의 TEM 사진이고(scale bar = 100 nm), 도 9은 제조된 실리카 캡슐에 로다민(Rhodamine) 다이를 로딩한 후에 얻은 공초점 형광 현미경(confocal fluorescence microscopy) 사진이다. 도 8 및 도 9에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실리카 캡슐에 바이오 분자가 표면에 코팅되어 있음을 알 수 있었다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른, 표면에 구멍(hole)을 갖는 실리카 캡슐은 바이오 분자 또는 약물 등의 다양한 물질 전달 수송체로 사용될 수 있고, 상기 다양한 물질에 대한 로딩과 전달과정을 조절할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 형광특성 나노입자와 자성특성 나노입자를 함유하는 실리카 캡슐은 상기 언급한 전달 수송체 과정을 광학과 자성 특성을 이용하여 모니터링하거나 가이딩(guiding)할 수 있는 기능도 있어서, 생물학 및 의료분야를 포함한 다양한 분야에서 활용될 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (31)

  1. 실리카 전구체와 양친성 물질로 이루어져 있는 캡슐 표면에 수 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm) 사이즈의 구멍(hole) 또는 기공(pore)이 형성되어 있는 실리카 캡슐.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실리카 전구체는 TEOS(tetraethly orthosilicate), TMOS(tetramethly orthosilicate), APTES(aminopropyltriethoxysilane), APTMS(aminopropyltrimethoxysilane), MPTMS(3-mercaptopropyltrimethoxysilane) 및 MPTES(3-mercaptopropyltriethoxysilane)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 양친성 물질은 C10TAB(Decyltrimethyl ammonium bromide), C12TAB(Dodecyltrimethyl ammonium bromide), C14TAB(Myristyltrimethyl ammonium bromide), C16TAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide), C18TAB(Octadecyltrimethyl ammonium bromide) 및 C16PC(etylpyridinium chloride monohydrate)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 다음 단계를 함유하는 캡슐 표면에 수 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm) 사이즈의 구멍(hole) 또는 기공(pore)이 형성되어 있는 실리카 캡슐의 제조방법:
    (a) 양친성 물질을 증류수에 녹인 다음, 유기용매를 첨가하여 에멀젼 용액을 만드는 단계;
    (b) 상기(a) 단계에서 제조된 에멀젼 용액을 가열하여, 유기용매를 제거하는 단계; 및
    (c) 상기 유기용매가 제거된 용액에 염기성 물질, 실리카 전구체 및 에틸아세테이트의 혼합 용액을 첨가한 다음, 방치시키는 단계.
  5. 제4항에 있어서, 상기 양친성 물질은 C10TAB(Decyltrimethyl ammonium bromide), C12TAB(Dodecyltrimethyl ammonium bromide), C14TAB(Myristyltrimethyl ammonium bromide), C16TAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide), C18TAB(Octadecyltrimethyl ammonium bromide) 및 C16PC(etylpyridinium chloride monohydrate)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 유기용매는 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸 아세테이트 클로로포름, 디메틸포름아마이드(DMF), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아마이드(DMAc), 사이클로헥사논, 에틸알콜, 클로로벤젠, 디메틸포름아마이드(DMF), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아마이드(DMAc), 사이클로헥사논, 에틸알콜, 클로로벤젠 및 에틸에테르로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 염기성 물질은 NaOH, NH4OH 및 KOH로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 실리카 전구체는 TEOS(tetraethly orthosilicate), TMOS(tetramethly orthosilicate), APTES(aminopropyltriethoxysilane), APTMS(aminopropyltrimethoxysilane), MPTMS(3-mercaptopropyltrimethoxysilane) 및 MPTES(3-mercaptopropyltriethoxysilane)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제4항에 있어서, 상기 혼합용액에서 염기성 물질, 실리카 전구체 및 에틸아세테이트의 함량은 각각 전체 용액의 2 내지 5부피%, 0.1 내지 2부피% 및 0.1 내지 7부피%인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 실리카 전구체와 양친성 물질로 이루어져 있고, 캡슐 내부 또는 표면에 자성 특성을 나타내는 나노입자 및/또는 광학 특성을 나타내는 나노입자가 함유되어 있으며, 캡슐 표면에 수 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm) 사이즈의 구멍(hole) 또는 기공(pore)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자성 특성 및/또는 광학 특성을 나타내는 실리카 캡슐.
  11. 제10항에 있어서, 상기 실리카 전구체는 TEOS(tetraethly orthosilicate), TMOS(tetramethly orthosilicate), APTES(aminopropyltriethoxysilane), APTMS(aminopropyltrimethoxysilane), MPTMS(3-mercaptopropyltrimethoxysilane) 및 MPTES(3-mercaptopropyltriethoxysilane)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 양친성 물질은 C10TAB(Decyltrimethyl ammonium bromide), C12TAB(Dodecyltrimethyl ammonium bromide), C14TAB(Myristyltrimethyl ammonium bromide), C16TAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide), C18TAB(Octadecyltrimethyl ammonium bromide) 및 C16PC(etylpyridinium chloride monohydrate)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 자성 특성을 나타내는 나노입자는 Fe2O3, Fe3O4, FePt, Co 및 Gd(gadolinium)로 구성된 군에서 선택되는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 광학 특성을 나타내는 나노입자는 빛을 흡수하거나 산란시키는 특성이 있는 금속 나노입자인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 광학 특성을 나타내는 나노입자는 CdSe, CdSe/ZnS, CdTe/CdS, CdTe/CdTe, ZnSe/ZnS, ZnTe/ZnSe, PbSe, PbS InAs, InP, InGaP, InGaP/ZnS 및 HgTe로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 다음 단계를 함유하는 캡슐 표면에 수 나노미터(nm) 내지 수백 나노미터(nm) 사이즈의 구멍(hole) 또는 기공(pore)이 형성되어 있고, 자성 특성 및/또는 광학 특성을 나타내는 실리카 캡슐의 제조방법:
    (a) 자성 특성을 나타내는 나노입자 및/또는 광학 특성을 나타내는 나노입자 와 양친성 물질을 증류수에 녹인 다음, 유기용매를 첨가하여 에멀젼 용액을 만드는 단계;
    (b) 상기(a) 단계에서 제조된 에멀젼 용액을 가열하여, 유기용매를 제거하는 단계; 및
    (c) 상기 유기용매가 제거된 용액에 염기성 물질, 실리카 전구체 및 에틸아세테이트의 혼합 용액을 첨가한 다음, 방치시키는 단계.
  17. 제16항에 있어서, 상기 양친성 물질은 C10TAB(Decyltrimethyl ammonium bromide), C12TAB(Dodecyltrimethyl ammonium bromide), C14TAB(Myristyltrimethyl ammonium bromide), C16TAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide), C18TAB(Octadecyltrimethyl ammonium bromide) 및 C16PC(etylpyridinium chloride monohydrate)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 유기용매는 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸 아세테이트 클로로포름, 디메틸포름아마이드(DMF), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아마이드(DMAc), 사이클로헥사논, 에틸알콜, 클로로벤젠, 디메틸포름아마이드(DMF), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아마이드(DMAc), 사이클로헥사논, 에틸알콜, 클로로벤젠 및 에틸에테르로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 염기성 물질은 NaOH, NH4OH 및 KOH로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 실리카 전구체는 TEOS(tetraethly orthosilicate), TMOS(tetramethly orthosilicate), APTES(aminopropyltriethoxysilane), APTMS(aminopropyltrimethoxysilane), MPTMS(3-mercaptopropyltrimethoxysilane) 및 MPTES(3-mercaptopropyltriethoxysilane)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특 징으로 하는 방법.
  21. 제16항에 있어서, 상기 혼합용액에서 염기성 물질, 실리카 전구체 및 에틸아세테이트의 함량은 각각 전체 용액의 2 내지 5부피%, 0.1 내지 2부피% 및 3 내지 7부피%인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제16항에 있어서, 상기 자성 특성을 나타내는 나노입자는 Fe2O3, Fe3O4, FePt, Co 및 Gd(gadolinium)로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제16항에 있어서, 상기 광학 특성을 나타내는 나노입자는 빛을 흡수하거나 산란시키는 특성이 있는 금속 나노입자인 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제16항에 있어서, 상기 광학 특성을 나타내는 나노입자는 CdSe, CdSe/ZnS, CdTe/CdS, CdTe/CdTe, ZnSe/ZnS, ZnTe/ZnSe, PbSe, PbS InAs, InP, InGaP, InGaP/ZnS 및 HgTe로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제1항 또는 제10항의 실리카 캡슐에 바이오 분자 또는 약물이 로딩되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오 분자 및 약물로 구성된 군에서 선택되는 물질의 전달 수용체.
  26. 제25항에 있어서, 상기 바이오 분자 또는 약물은 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 효소저해제, 신호전달 단백질 또는 그 일부분, 항체 또는 일부분, 단일사슬항체, 결합단백질, 결합도메인, 펩타이드, 항원, 부착단백질, 구조단백질, 조절단백질, 독소단백질, 사이토카인, 전사조절 인자, 혈액응고 인자 및 식물 생체방어 유도 단백질로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 물질의 전달 수용체.
  27. 제1항 또는 제10항의 실리카 캡슐에 바이오 분자 또는 약물을 로딩하는 것을 특징으로 하는 물질의 전달 수용체를 제조하는 방법.
  28. 제27항에 있어서, 다음 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 물질의 전달 수용체를 제조하는 방법:
    (a) 분자 또는 약물이 로딩되어 있는 물질 전달 수용체에 음이온성 폴리일렉트로라이트(anionic polyelectrolyte)를 처리하는 단계;
    (b) 상기 음이온성 일렉트로라이트가 처리된 물질 전달 수용체에 양이온성 폴리일렉트로라이트(cationic polyelectrolyte)를 처리하는 단계; 및
    (c) 상기(a) 단계 및(b) 단계를 n회 반복하여, 고분자 쉘(poly shell)의 두께를 조절하는 단계.
  29. 제27항에 있어서, 상기 바이오 분자 또는 약물을 로딩하기 전에 실리카 캡슐의 표면을 carboxyl-, thiol-, biotin-, streptavidin-, aldehyde- 및 amine- 으로 구성된 기능성 그룹 중 어느 하나를 포함하는 분자로 표면처리 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제27항에 있어서, 상기 바이오 분자 또는 약물은 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 효소저해제, 신호전달 단백질 또는 그 일부분, 항체 또는 일부분, 단일사슬항체, 결합단백질, 결합도메인, 펩타이드, 항원, 부착단백질, 구조단백질, 조절단백질, 독소단백질, 사이토카인, 전사조절 인자, 혈액응고 인자 및 식물 생체방어 유도 단백질로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제28항에 있어서, 상기 음이온성 폴리일렉트로라이트(anionic polyelectrolyte)는 PSS(Poly(sodium 4-styrene-sulfonate))이고, 상기 양이온성 폴리일렉트로라이트(cationic polyelectrolyte)는 PAH(Poly(allylamine hydrochloride)) 또는 PDADMAC(Poly(diallyldimethylammonium chloride))인 것을 특징으로 하는 방법.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101101924B1 (ko) * 2009-04-02 2012-01-02 경북대학교 산학협력단 다공성 나노섬유 부직포와 그 제조방법
KR101304427B1 (ko) * 2011-04-12 2013-09-05 한국과학기술연구원 재사용이 용이한 기공체 - 위성 나노입자 복합체 및 그 제조방법
CN103861534A (zh) * 2012-12-17 2014-06-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种功能性超顺磁荧光标记微胶囊及其制备与应用
KR101411793B1 (ko) * 2011-05-23 2014-06-24 고려대학교 산학협력단 실리카 캡슐화된 단분자 나노효소입자 제조방법 및 이를 통해 제조된 단분자 나노효소입자
US9068084B2 (en) 2010-01-19 2015-06-30 Wuxi Zodolabs Biotech Co., Ltd. Silica nanoparticles doped with dye having negative charge and preparing method thereof
KR20160080402A (ko) * 2014-12-29 2016-07-08 한국세라믹기술원 철 나노입자가 함침된 메조포러스 실리카의 제조 방법 및 이를 이용한 테트라메틸벤지딘의 산화 방법
KR20160087939A (ko) * 2015-01-14 2016-07-25 한국표준과학연구원 SiO2 나노입자의 제조방법
CN112174148A (zh) * 2020-10-04 2021-01-05 贵州师范学院 一种合成高纯度六方柱形二氧化硅纳米多孔材料的方法
WO2021223251A1 (zh) * 2020-05-06 2021-11-11 青岛理工大学 催化处理废水的金属氧化物纳米限域催化膜及其制备方法

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010053923A1 (en) * 2008-11-07 2010-05-14 The Regents Of The University Of California Core-shell nanocatalyst for high temperature reactions
CN101444494B (zh) * 2008-12-31 2011-03-30 江苏大学 难溶性药物高效长效缓释制剂及其制法
FR2952368B1 (fr) * 2009-11-10 2012-01-13 Commissariat Energie Atomique Particule de silice incorporant une molecule d'interet, son procede de preparation et ses utilisations.
CN103551094B (zh) * 2013-11-22 2015-04-22 齐齐哈尔大学 核壳结构Fe3O4@MCM-41磁性纳米材料的制备方法
CN103933904B (zh) * 2014-04-14 2015-12-30 南京邮电大学 Fe3O4核SiO2壳纳米结构磁性颗粒负载量及壳厚调控方法
CN103910387B (zh) * 2014-04-21 2015-06-10 齐齐哈尔大学 以Fe3+诱导形成的囊泡为微反应器制备磁性Fe3O4纳米粒子的方法
CN105749824B (zh) * 2014-12-19 2018-12-14 国家能源投资集团有限责任公司 一种复合磁性微球及其制备方法
CN104845608B (zh) * 2015-04-08 2017-03-01 济南大学 一种自组装形成的CdTe量子点/SiO2/TGA复合三维纳米材料及其制备方法
CN105854746B (zh) * 2016-04-29 2019-02-15 南京工程学院 一种单分散复合磁性微球及其制备方法
GB2552704A (en) * 2016-08-04 2018-02-07 Univ Bath Biomolecule preservation
CN107774204A (zh) * 2016-08-27 2018-03-09 中国林业科学研究院木材工业研究所 一种中空开口木质素纳米球及其制备方法
CN107055553A (zh) * 2016-10-27 2017-08-18 湖北工业大学 一种巯基羧基双重修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒及其制备方法
KR101899075B1 (ko) * 2016-10-31 2018-10-04 한국과학기술연구원 장기지속성 항균 또는 항바이오파울링 성능을 나타내는 나노구조 복합체 및 그 제조방법
EP3630263A4 (en) * 2017-05-29 2021-03-17 Bionaut Labs Ltd. PAYLOAD RELEASE TRIGGER FROM MINIATURIZED DEVICES
CN109003775A (zh) * 2018-06-08 2018-12-14 清华大学 超顺磁性纳米磁珠革兰氏染色试剂盒
CN108896766B (zh) * 2018-08-29 2021-01-01 郑州工程技术学院 一种检测呕吐毒素的免疫层析试纸
CN108982863B (zh) * 2018-08-29 2021-03-02 郑州工程技术学院 一种检测吡虫啉的免疫层析试纸
CN109406786B (zh) * 2018-08-29 2021-03-02 郑州工程技术学院 一种检测甲胺磷的免疫层析试纸
CN109061167B (zh) * 2018-08-29 2021-01-01 郑州工程技术学院 一种检测拟除虫菊酯的免疫层析试纸
CN108776224B (zh) * 2018-08-29 2021-01-01 郑州工程技术学院 一种检测赭曲霉毒素a的免疫层析试纸
CN109085336B (zh) * 2018-08-29 2021-03-02 郑州工程技术学院 一种检测伏马菌素b1的免疫层析试纸
CN110776905B (zh) * 2019-08-28 2022-07-26 浙江工业大学 基于双亲性硅载体的量子点荧光纳米球及其制备方法
WO2021232496A1 (zh) * 2020-05-22 2021-11-25 肇庆市华师大光电产业研究院 核壳结构的彩色二氧化硅及其制备方法和应用
WO2023183619A1 (en) * 2022-03-25 2023-09-28 Nanosys, Inc. Silica composite microparticles comprising nanostructures
CN114874495A (zh) * 2022-04-28 2022-08-09 横店集团得邦工程塑料有限公司 一种阻燃型光扩散剂的制备方法及其在聚碳酸酯中的应用

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2747669B1 (fr) * 1996-04-22 1998-05-22 Rhone Poulenc Chimie Procede de preparation de particules creuses de silice
JP4855582B2 (ja) 2001-02-09 2012-01-18 日本碍子株式会社 メソポーラスシリカ、メソポーラスシリカ複合体及びそれらの製造方法
US6913825B2 (en) 2001-09-20 2005-07-05 University Of Notre Dame Du Lac Process for making mesoporous silicate nanoparticle coatings and hollow mesoporous silica nano-shells
KR100468051B1 (ko) * 2002-01-26 2005-01-24 한국화학연구원 졸-겔 반응을 이용한 실리카 마이크로캡슐의 제조방법
US20040101822A1 (en) * 2002-11-26 2004-05-27 Ulrich Wiesner Fluorescent silica-based nanoparticles
CN1247455C (zh) * 2002-12-30 2006-03-29 新加坡纳米材料科技有限公司 一种二氧化硅介孔材料及其制备方法
KR100524820B1 (ko) * 2003-06-17 2005-10-31 한국화학연구원 실리카 마이크로캡슐의 제조방법
KR100551602B1 (ko) * 2003-08-14 2006-02-13 한남대학교 산학협력단 중공 내부에 금속 나노입자를 포함하는 ｈｃｍｓ 캡슐구조체 및 그의 제조방법
JP4654428B2 (ja) 2004-03-18 2011-03-23 国立大学法人 名古屋工業大学 高分散シリカナノ中空粒子及びそれを製造する方法
KR20050110806A (ko) * 2004-05-19 2005-11-24 박용성 실리카 중공 미세구를 함유하는 서방형 작물보호제
JP5322042B2 (ja) 2004-10-01 2013-10-23 独立行政法人産業技術総合研究所 メソ細孔壁を有する中空シリカマイクロカプセル及びその製造方法
KR100679356B1 (ko) 2005-11-01 2007-02-05 한국화학연구원 매크로 포아를 가지는 속이 빈 실리카 입자 및 그의제조방법

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101101924B1 (ko) * 2009-04-02 2012-01-02 경북대학교 산학협력단 다공성 나노섬유 부직포와 그 제조방법
US9068084B2 (en) 2010-01-19 2015-06-30 Wuxi Zodolabs Biotech Co., Ltd. Silica nanoparticles doped with dye having negative charge and preparing method thereof
KR101304427B1 (ko) * 2011-04-12 2013-09-05 한국과학기술연구원 재사용이 용이한 기공체 - 위성 나노입자 복합체 및 그 제조방법
KR101411793B1 (ko) * 2011-05-23 2014-06-24 고려대학교 산학협력단 실리카 캡슐화된 단분자 나노효소입자 제조방법 및 이를 통해 제조된 단분자 나노효소입자
CN103861534A (zh) * 2012-12-17 2014-06-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种功能性超顺磁荧光标记微胶囊及其制备与应用
KR20160080402A (ko) * 2014-12-29 2016-07-08 한국세라믹기술원 철 나노입자가 함침된 메조포러스 실리카의 제조 방법 및 이를 이용한 테트라메틸벤지딘의 산화 방법
KR20160087939A (ko) * 2015-01-14 2016-07-25 한국표준과학연구원 SiO2 나노입자의 제조방법
WO2021223251A1 (zh) * 2020-05-06 2021-11-11 青岛理工大学 催化处理废水的金属氧化物纳米限域催化膜及其制备方法
CN112174148A (zh) * 2020-10-04 2021-01-05 贵州师范学院 一种合成高纯度六方柱形二氧化硅纳米多孔材料的方法
CN112174148B (zh) * 2020-10-04 2022-02-25 贵州师范学院 一种合成高纯度六方柱形二氧化硅纳米多孔材料的方法

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