KR20100009669A - Antioxidant loaded sustained release porous silica matrix and preparing method thereof - Google Patents

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KR20100009669A
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Abstract

PURPOSE: Mesoporous silica matrix and a manufacturing method thereof are provided to release antioxidant with the constant speed by dipping the antioxidant efficiently, and to adjust the antioxidant including ascorbic acid, polyphenol, retinyl palmitate, lipoic acid, and carotenoid etc. CONSTITUTION: A manufacturing method of mesoporous silica matrix includes a step for polymerizing a compound including a surfactant, an antioxidant, and tetraethyl ortho-silicate and a step for removing the antioxidant. The compound includes 3- aminopropyltriethoxysilane. The antioxidant includes polyphenol, retinyl palmitate, lipoic acid, carotenoid, ascorbic acid or an ascorbic acid derivative. The surfactant is cetyltrimethylammonium bromide.

Description

항산화 물질의 방출이 조절되는 메조포러스 실리카 매트릭스 및 이의 제조방법{Antioxidant loaded sustained release porous silica matrix and preparing method thereof}Mesoporous silica matrix with controlled release of antioxidants and its preparation method {Antioxidant loaded sustained release porous silica matrix and preparing method

본 발명은 폴리페놀, 레티닐 팔미테이트, 티옥트산, 카로티노이드, 아스코르빈산 또는 아스코르빈산 유도체등의 항산화 물질을 균일한 속도로 방출할 수 있는, 방출 조절이 가능한 메조포러스 실리카 매트릭스 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention provides a controlled release mesoporous silica matrix capable of releasing antioxidants such as polyphenols, retinyl palmitate, thioctic acid, carotenoids, ascorbic acid or ascorbic acid derivatives at a uniform rate, and a method of manufacturing the same. It is about.

아스코르빈산(ascorbic acid; AA)은 비타민 C로 잘 알려진 물질이다. 인체에서는 L-굴로노락톤 (L-gulonolactone)을 AA의 전구체인 3-케토-L-굴로노락톤 (3-keto-L-gulonolactone)으로 변환시키는 굴로노락톤 옥시다제(gulonolactone oxidase)가 없기 때문에 아스코르빈산의 생합성이 불가능한 필수 아미노산이므로, 하루 70 mg 이상 식품이나 영양제로 섭취해야하는 물질이다 (1. I, B. Chatterjee, Science, 1973, 182, 1271; K. Dabrowski, Aquaculture, 1990, 84, 61). AA의 생리작용은 항산화작용, 신체조직의 정상적인 합성·재생, 부신 기능의 정상적 유지, 잇몸 질환 예방, 생체 면역 능력 향상으로 암 같은 질병 예방, 콜레스테롤을 저하 시켜 동맥 경화증 예방, 고혈압 환자의 혈압 저하 기능, 콜라겐 생성, 부신피질 호르몬 합성 촉진으로 항스트레스 작용, 상처 회복 촉진 기능, 인터페론 합성, 엽산, 티로신(tyrosine), 페닐알나린 (phenylalanine) 대사 향상 등 생체 대사과정의 중요한 물질이다.Ascorbic acid (AA) is a substance well known as vitamin C. Because the human body lacks gulonolactone oxidase, which converts L-gulonolactone into 3-keto-L-gulonolactone, the precursor of AA Ascorbic acid is an essential amino acid that is impossible for biosynthesis, so it is a substance that should be consumed as a food or nutritional supplement over 70 mg per day (1. I, B. Chatterjee, Science , 1973, 182, 1271; K. Dabrowski, Aquaculture , 1990, 84, 61). AA's physiological effects include antioxidant activity, normal synthesis and regeneration of body tissues, normal maintenance of adrenal function, prevention of gum disease, prevention of diseases such as cancer by improving biological immunity, prevention of atherosclerosis by lowering cholesterol, and lowering blood pressure in patients with hypertension. It is an important substance in metabolic processes such as anti-stress action, wound recovery promoting function, interferon synthesis, folate, tyrosine, and phenylalanine metabolism by promoting collagen production and corticosteroid synthesis.

최근 고분자 매트릭스로, 포러스(porous: 다공성) 물질이 많이 사용되고 있다(A. Vinu et al., J. Nanosci . Nanotech ., 2005, 5, 347). 포러스 물질은 촉매, 분리·흡착제, 센서, 약 전달 매체와 같은 실용적 응용분야에 광범위하게 사용할 수 있기 때문에 나노소재(nanomaterial) 연구의 중심 분야 중 하나로 인식되고 있다. 특히 초분자체 (supermolecule)와 나노기술(nanotechnology)이 접목된 소재로 인식되면서 더욱더 활발히 연구가 수행되고 있다 (K. Ariga, J. Nanosci . Nanotech ., 2004, 4, 23; K. Ariga, Chem . Rec., 2004, 3, 297; M. Antonietti, G. A. Ozin, Chem . Eur . J., 2004, 10, 28; A. Corma, H. Garcia, Eur. J. Inorg . Chem., 2004, 1143; J. L. Shi et al., J. Mater . Chem ., 2004, 14, 795). 1990년 쿠로다 등(T. Yanagisawa et al., Bull . Chem . Soc . Jpn ., 1990, 63, 988) 은 NaHSi2O5·3H2O 층에 세틸트리메틸암모늄브로마이드 (cetyltrimethyl ammonium bromide: CTAB) 양이온을 삽입하여 균일한 공동 구조를 가진 메조포러스 실리카 물질 FSM-16(Folded Sheet Materials)을 발표하였다. 이것은 메조포러스 실리카의 축합도가 높기 때문에 매우 높은 열적 안정성을 나타낸다. 이나카키 등 (S. Inagaki et al., J. Chem . Soc ., Chem . Commun ., 1993, 680)은 FSM-16 공동 내부에 계면활성제를 사용하여 긴 알킬 사슬을 도입한 M41S 군을 합성하여 보고하였다. M41S 군의 합성은 귀중한 과학적 발견으로 크고 균일한 공동 구조 및 부피를 가지고 있으며, 넓은 표면적 등을 장점으로 세계적 이목을 집중시켰다(J. S. Beck et al., J. Am . Chem . Soc ., 1992, 114, 10834; C. T. Kresge et al., Nature, 1992, 359, 710). 타네브 등(P. T. Tanev, T. J. Pinnavaia, Science, 1995, 267, 865)은 육방정계 메조포러스 실리카(HMS; hexagonal mesoporous silica) 물질을 제조하였다. 이 물질의 특징은 약간 불규칙적인 육방정계 구조와 두꺼운 벽, 우수한 열적 안정성, 매우 작은 결정 크기를 가지고 있다는 것이다.Recently, porous polymers (porous materials) are widely used (A. Vinu et al., J. Nanosci . Nanotech . , 2005, 5, 347). Porous materials are recognized as one of the central areas of nanomaterial research because they can be widely used in practical applications such as catalysts, separators, adsorbents, sensors, and drug delivery media. In particular, research is being carried out more actively as supermolecules and nanotechnology are recognized as materials combined (K. Ariga, J. Nanosci . Nanotech . , 2004, 4, 23; K. Ariga, Chem . Rec. , 2004, 3, 297; M. Antonietti, GA Ozin, Chem . Eur . J. , 2004, 10, 28; A. Corma, H. Garcia, Eur. J. Inorg . Chem. , 2004, 1143; JL Shi et al., J. Mater . Chem . , 2004, 14, 795). Kuroda, such as 1990 (..... T. Yanagisawa et al, Bull Chem Soc Jpn, 1990, 63, 988) is NaHSi 2 O 5 · 3H 2 O to cetyltrimethylammonium bromide layer (cetyltrimethyl ammonium bromide: CTAB) cation The mesoporous silica material FSM-16 (Folded Sheet Materials) having a uniform cavity structure was inserted. This shows very high thermal stability because of the high degree of condensation of mesoporous silica. Inakaki et al. (S. Inagaki et al., J. Chem . Soc ., Chem . Commun . , 1993, 680) synthesized a group of M41S which introduced a long alkyl chain using a surfactant inside the FSM-16 cavity. Reported. Synthesis of the M41S family is a valuable scientific discovery, with a large and uniform cavity structure and volume, and has attracted global attention due to its large surface area (JS Beck et al., J. Am . Chem . Soc . , 1992, 114). , 10834; CT Kresge et al., Nature , 1992, 359, 710). Tanev et al. (PT Tanev, TJ Pinnavaia, Science , 1995, 267, 865) prepared hexagonal mesoporous silica (HMS) materials. The material is characterized by a slightly irregular hexagonal structure, thick walls, excellent thermal stability and very small crystal size.

일반적으로 M41S 군은 공동의 내부 모양에 따라 4개의 물질로 분류된다. 육방정계모양(hexagonal)은 MCM(Mobile Crystalline Material)-41, 입방정계모양(cubic)은 MCM-48 (J. C. Vartuli et al., Chem . Mater., 1994, 6, 2317), 얇은 판 모양(lamellar)은 MCM-50(M. Dubois, T. Gulik-Krzywicki, B. Cabane, Langmuir, 1993, 9, 6730), 그리고 팔각입방계 모양(cubic octomer)은 [(CTMA)SiO2.5]8이라고 한다. 이 중, MCM-41은 10~22개의 탄소 사슬로 이루어진 알킬트리메틸 암묘늄(alkyltrimethyl ammonium)계와 같은 계면활성제를 사용하여 공동의 지름을 3.0~6.5 nm로 조절할 수 있는 연구 보고가 발표되면서 많이 이용되고 있다(A. Md Showkat et al., Korean Chem . Soc ., 2007, 28, 11, 1985).In general, the M41S group is divided into four materials according to the internal shape of the cavity. Hexagonal shape is Mobile Crystalline Material (MCM) -41, cubic shape is MCM-48 (JC Vartuli et al., Chem . Mater. , 1994, 6, 2317), lamellar ) Is MCM-50 (M. Dubois, T. Gulik-Krzywicki, B. Cabane, Langmuir , 1993, 9, 6730), and the cubic octomer is [(CTMA) SiO 2.5 ] 8 . Among them, MCM-41 is widely used as a research report for controlling the diameter of the cavity to 3.0 to 6.5 nm by using a surfactant such as alkyltrimethyl ammonium based on 10 to 22 carbon chains. (A. Md Showkat et al., Korean Chem . Soc . , 2007, 28, 11, 1985).

MCM-41는 주형법(templating mechanism)으로 얻어진 실리카 물질로써, 내부는 벌집과 같은 육방정계모양의 공동 때문에 표면적이 넓고, 다른 다공성실리카, 실리카 겔, 지올라이트 등과 비교 시, 화학적으로 안정한 형태를 취한다. MCM-41 is a silica material obtained by the templating mechanism, and has a large surface area due to hexagonal cavity such as honeycomb, and has a chemically stable form when compared to other porous silica, silica gel, and zeolite. do.

지난 수십년동안 여러 분야에서 다양하게 발전해온 가장 강력한 주형법으로는 분자 날인 기법(molecularly imprinted method;MI)이 있다. MI는 단위체에 날인하고자하는 주형 분자와 가교제를 첨가하여 중합시킨 후, 추출법을 사용하여 주형 분자를 제거하면 고분자 또는 거대분자 내에 주형 분자를 인식할 수 있는 3차원 공간이 생긴다. 적절한 조건하에 합성된 분자 날인 물질은 주형 분자를 선택적으로 인식할 수 있는 인식 자리(recognition sites)를 가지고 있기 때문에 단백질, 아미노산 유도체, 당류의 광학이성질체 및 비타민과 같은 생화학 물질(J. R. Benson et al., Acad . Sci . USA, 1975, 72, 619), 의약품(M. J. Whitcombe et al., J. Am . Chem . Soc ., 1995, 117, 7105), 그리고 농약(B. Sellergren, Anal Chem ., 1994, 66, 1578) 등을 인식하는데 널리 사용되고 있다.The most powerful template method that has been developed in various fields in the last few decades is the molecularly imprinted method (MI). MI is polymerized by adding a template molecule and a crosslinking agent to be stamped into the unit, and then removing the template molecule by using an extraction method to create a three-dimensional space that can recognize the template molecule in the polymer or macromolecule. Biomolecular materials such as proteins, amino acid derivatives, optical isomers of sugars, and vitamins (JR Benson et al.,), Because they have recognition sites for selective recognition of template molecules, are synthesized under appropriate conditions. Acad. Sci. USA, 1975, 72, 619), drug (MJ Whitcombe et al., J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 7105), and the agricultural chemical (B. Sellergren, Anal Chem . , 1994, 66, 1578) are widely used.

최근 디르(J. Deere et al., Chem . Commun ., 2001, 465; J. Deere et al., J. Phys . Chem . B, 2002, 106, 7340; J. Deere et al., Langmuir, 2004, 20, 532)등은 산화환원 안전성이 뛰어나고, 빠른 감응 능력을 가진 메조포러스 실리카에 단백질, 효소 등의 여러 바이오 물질을 고정화한 연구를 발표하였다. 하트만 등 (M. Hartmann, Chem . Mater ., 2005, 17, 4577)은 바이오 흡착제 및 바이오 촉매에 응용하기 위하여 메조포러스 실리카를 이용한 연구를 발표하였다.Recently Nadir (J. Deere et al, Chem Commun , 2001, 465;... J. Deere et al, J. Phys Chem B, 2002, 106, 7340;.... J. Deere et al, Langmuir, 2004 , 20, 532, et al. Have published studies on immobilizing various biomaterials, such as proteins and enzymes, on mesoporous silica, which have excellent redox stability and fast response. Hartman et al . (M. Hartmann, Chem . Mater . , 2005, 17, 4577) published a study using mesoporous silica for applications in biosorbents and biocatalysts.

약 전달 물질에 응용하기 위하여 테트라에틸오르쏘실리케이트 (tetraethylorthosilicate: TEOS), 3-아미노프로필트리에톡시실란 (3-aminopropyltriethoxysilane: APTES), 이부프로펜 (Ibuprofen)을 동시 주형법으로 이부프로펜이 포획(encapsulation)된 메조포러스 실리카를 제조하고, 실제 동물체의 위와 소장의 pH인 1.2와 6.8 조건에서 이부프로펜의 이탈 연구를 큐 등(F. Qu et al., Eur . J. Inorg . Chem ., 2006, 3943)은 발표하였다. 장 등(M. Hartmann, Chem. Mater ., 2005, 17, 4577)은 아민기를 메조포러스 실리카에 도입하여 사이토크롬 C의 고정화와 전기화학 측정 연구를 발표하였다.Tetraethylorthosilicate (TEOS), 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), and ibuprofen were encapsulated by simultaneous casting for application to drug delivery materials. Mesoporous silica was prepared and the study of the release of ibuprofen under conditions of 1.2 and 6.8, pH of the stomach and small intestine of real animals, published by F. Qu et al., Eur . J. Inorg . Chem . , 2006, 3943 . It was. Zhang et al. (M. Hartmann, Chem. Mater . , 2005, 17, 4577) published studies on immobilization of cytochrome C and electrochemical measurements by introducing amine groups into mesoporous silica.

그러나 메조포러스 실리카를 아르코르빈산 등의 항산화 물질을 전달하기 위한 매개체에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았다. However, very little research has been conducted on mesoporous silica as a medium for delivering antioxidants such as ascorbic acid.

본 발명은 항산화 물질을 효과적으로 함침하여 일정한 속도로 항산화 물질을 방출시킬 수 있는 메조포러스 실리카 매트릭스를 제공하는데 있다. The present invention is to provide a mesoporous silica matrix that can effectively impregnate the antioxidant material to release the antioxidant material at a constant rate.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 테트라에틸오르쏘실리케이트 (TEOS), 3-아미노프로필트리에톡시실란 (APTES), 세틸트리메틸암모늄브로마이드 (CTAB)등의 계면활성제 및 항산화 물질을 함께 중합시킨 후 항산화 물질을 제거시키는 방법으로 수득한 것을 특징으로 하는 항산화 물질 인식 자리를 가지는, 항산화 물질 함침용 메조포러스 실리카 매트릭스를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, a tetraethyl orthosilicate (TEOS), 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and the like polymerization of an antioxidant and It provides a mesoporous silica matrix for antioxidant impregnation having an anti-oxidant recognition site, characterized in that obtained by a method of removing the antioxidant after it.

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

하나의 양태로서, 테트라에틸오르쏘실리케이트, 계면활성제 및 항산화 물질을 포함하는 혼합물을 중합시킨 후 항산화 물질을 제거시키는 방법으로 항산화 물질 인식 자리를 수득한 것을 특징으로 하는, 항산화 물질 함침용 메조포러스 실리카 매트릭스에 관한 것이다. In one embodiment, mesoporous silica for impregnating antioxidant substances is obtained by polymerizing a mixture comprising tetraethylorthosilicate, a surfactant and an antioxidant substance, and then removing the antioxidant substance. It is about the matrix.

또한, 본 발명의 항산화 물질 함침용 메조포러스 실리카 매트릭스는, 실리카 매트릭스와 항산화 물질의 가교제, 구체적으로 3-아미노프로필트리에톡시실란을 추가로 포함할 수 있다. In addition, the mesoporous silica matrix for antioxidant impregnation of the present invention may further include a crosslinking agent of the silica matrix and the antioxidant, specifically 3-aminopropyltriethoxysilane.

본 발명에서 항산화 물질의 담체로서 개발된 메조포러스 실리카 매트릭스는 균일한 크기의 메조포어가 규칙적으로 배열되어 있는 메조포어 분자체로서, 순수응용화학국제연합(IUPAC)의 정의에 따라, 2 내지 50nm의 기공 크기를 가지는 물질을 의미한다. 메조포러스 실리카 매트릭스의 기공 크기는 이 분야에서 알려진 종래 기술에 의해 조절가능하다. The mesoporous silica matrix developed as a carrier of the antioxidant substance in the present invention is a mesoporous molecular sieve in which mesopores of uniform size are regularly arranged, and according to the definition of the Pure Applied Chemistry of the United Nations (IUPAC), It means a material having a pore size. The pore size of the mesoporous silica matrix is adjustable by conventional techniques known in the art.

본 발명의 메조포러스 실리카 매트릭스는 테트라에틸오르쏘실리케이트를 구조형성의 주형물질 또는 전구체로 사용하으며, 본 발명에 사용가능한 계면활성제는 세틸트리메틸암모늄브로마이드(CTAB), 옥틸트리메틸암모늄브로마이드(OCTAB), 도데실트리메틸암모늄브로마이드(DTAB)와 같은, 8 내지 25개의 탄소로 이루어진 알킬트리메틸암모늄염계 계면활성제, 올레일아민(Oleylamine), 옥틸아민(Octylamine), 헥사데실아민(Hexadecylamine), 옥타데실아민(Octadecylamine)과 같은, 6 내지 20개의 탄소로 이루어진 알킬아민(alkylamine(RNH2))계 계면활성제 등을 예로 들 수 있 으나, 이로 제한되지 않는다. 바람직하게는 세틸트리메틸암모늄브로마이드이다. The mesoporous silica matrix of the present invention uses tetraethylorthosilicate as a template or precursor of the structural formation, and the surfactants usable in the present invention are cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), octyltrimethylammonium bromide (OCTAB), Alkyltrimethylammonium salt based surfactants of 8 to 25 carbons, such as dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB), oleylamine, octylamine, hexadecylamine, octadecylamine, and octadecylamine Alkylamine (RNH 2) based surfactants consisting of 6 to 20 carbons, and the like, but are not limited thereto. Preferably cetyltrimethylammonium bromide.

본 발명의 메조포러스 실리카 매트릭스는 높은 표면적, 균일한 기공 크기를 가지는 것 뿐만 아니라 폴리페놀, 레티닐 팔미테이트, 티옥트산, 카로티노이드, 아스코르빈산 또는 아스코르빈산 유도체 등의 항산화 물질을 효과적으로 함침할 수 있도록 항산화 물질 인식 자리를 가지는 것을 특징으로 한다. The mesoporous silica matrix of the present invention not only has a high surface area and uniform pore size, but also can effectively impregnate antioxidants such as polyphenols, retinyl palmitate, thioctic acid, carotenoids, ascorbic acid or ascorbic acid derivatives. It is characterized by having an anti-oxidant substance recognition position.

또 다른 양태로서, 상기 메조포러스 실리카 매트릭스에 항산화 물질이 함침된, 메조포러스 실리카 매트릭스 기반의 서방성 제제에 관한 것이다. In another aspect, the present invention relates to a mesoporous silica matrix-based sustained release formulation in which the mesoporous silica matrix is impregnated with an antioxidant.

본 발명의 항산화 물질 인식 자리를 가지는 메조포러스 실리카 매트릭스에 항산화 물질의 담지는 함침법을 이용하여 실시하였다. 본 명세서에서, 담지, 함침, 날인은 상호교환적으로 사용되었다.The support of the antioxidant material on the mesoporous silica matrix having the antioxidant recognition site of the present invention was carried out using an impregnation method. In this specification, the supporting, impregnation, and stamp are used interchangeably.

구체적으로, 메조포러스 실리카 내에 대표적인 항산화 물질 중의 하나인 아스코르빈산을 인지할 수 있는 인식 자리를 가지는 아스코르빈산 함침용 메조포러스 실리카 매트릭스에 아스코르빈산을 함침하고 이의 방출 패턴을 살펴본 결과, 아스코르빈산은 한꺼번에 배출되는 것이 아니라, 매우 균일한 속도로 장시간에 걸쳐 서서히 방출되었다. Specifically, ascorbic acid was impregnated into the ascorbic acid-impregnated mesoporous silica matrix having a recognition site capable of recognizing ascorbic acid, which is one of the representative antioxidants in mesoporous silica, and its emission pattern was examined. Binary acid was not released all at once, but was released slowly over a long period of time at a very uniform rate.

중합 과정에 가교제를 포함하거나 포함하지 않는 메조포러스 실리카 매트리스 모두 균일한 속도로 아스코르브산을 방출하였으나, 특히 중합 과정에 3-아미노프로필트리에톡시실란을 가교제로 포함시켜 제조한 메조포러스 실리카 매트릭스의 경우, 아스코르빈산이 3-아미노프로필트리에톡시실란의 아민기에 공유결합되면서, 보다 균일한 속도로 방출되었다.Although all of the mesoporous silica mattresses with or without crosslinking agent in the polymerization process released ascorbic acid at a uniform rate, in particular, the mesoporous silica matrix prepared by including 3-aminopropyltriethoxysilane as a crosslinking agent in the polymerization process. Ascorbic acid was covalently bonded to the amine group of 3-aminopropyltriethoxysilane, and was released at a more uniform rate.

따라서, 본 발명의 메조포러스 실리카 매트릭스를 서방화의 효과적인 수단으로 사용할 수 있다. 본 발명에서, 용어 “서방성 제제”란, 생리활성 물질의 작용이 장시간 지속되도록 설계된 제제를 의미하며, 생물학적 반감기가 짧은 물질에 대한 지속성의 부여, 빈번한 투여 등을 방지할 수 있고 활성의 손실을 방지하는데 도움이 된다. Therefore, the mesoporous silica matrix of the present invention can be used as an effective means of sustained release. In the present invention, the term "sustained release formulation" means a formulation designed to sustain the action of a physiologically active substance for a long time, and it is possible to prevent the provision of persistence for a substance having a short biological half-life, frequent administration, etc. It helps to prevent

상기 본 발명의 발명에 의한 메조포러스 실리카 매트릭스에 항산화 물질이 함침된, 메조포러스 실리카 매트릭스 기반의 서방성 제제는 의학적 조성물, 화장료 조성물, 초분자체 유기 장치, 바이오센서 등에 다양한 분야에 응용될 수 있다. 바람직하게는 화장료 조성물에 첨가하여 화장품으로 제형화될 수 있다. The mesoporous silica matrix-based sustained release formulation impregnated with the mesoporous silica matrix according to the present invention can be applied to various fields, such as medical compositions, cosmetic compositions, supramolecular organic devices, biosensors, and the like. Preferably it may be formulated into a cosmetic by adding to the cosmetic composition.

본 발명의 메조포러스 실리카 매트릭스에 항산화 물질이 함침된, 메조포러스 실리카 매트릭스 기반의 서방성 제제를 포함하는 화장료 조성물은 아스코르빈산 등의 항산화 물질을 실리카 매트릭스내에 포집하고 있어서, 화장료 사용시 피부 자극을 줄일 수 있으며, 담지된 항산화 물질이 경과함에 따라 천천히 방출함(서방형)으로써 항산하 물질의 효능을 지속시킬 수 있다는 장점을 가진다. 본 발명의 화장료 조성물은 로션, 크림, 선크림, 미용팩, 메이크업 베이스, 파우더 등으로 다양하게 제형화가 가능하다. The cosmetic composition comprising a mesoporous silica matrix-based sustained-release preparation impregnated with an antioxidant substance in the mesoporous silica matrix of the present invention traps antioxidant substances such as ascorbic acid in the silica matrix, thereby reducing skin irritation when using cosmetics. It is possible to sustain the efficacy of the anti-acid substances by slowly releasing (sustained release) as the supported antioxidant substance passes. Cosmetic composition of the present invention can be formulated in a variety of lotions, creams, sunscreen, beauty pack, makeup base, powder and the like.

또 다른 양태로서, (i) 테트라에틸오르쏘실리케이트, 계면활성제 및 항산화 물질을 포함하는 혼합물을 중합시키는 공정; 및 (ii) 항산화 물질을 제거시키는 공정을 포함하는 항산화 물질 함침용 메조포러스 실리카 매트릭스를 제조하는 방법에 관한 것이다.In another embodiment, (i) polymerizing a mixture comprising tetraethylorthosilicate, a surfactant and an antioxidant; And (ii) relates to a method for producing an antioxidant-impregnated mesoporous silica matrix comprising the step of removing the antioxidant.

항산화 물질 함침용 메조포러스 실리카 매트릭스를 제조의 첫 번째 공정은 메조포러스 실리카 매트릭스를 제조하는 공정으로, 실리카 매트릭스 전구체로 사용된 테트라에틸오르쏘실리케이트, 계면활성제와 항산화 물질을 모두 혼합하여 10 내지 60 분간 교반한 뒤, 60 내지 100 ℃의 온도에서 1 내지 4 시간 중합하면, 자기 조합형 분자 구조체가 형성된다. The first step in preparing the mesoporous silica matrix for impregnating antioxidants is to prepare a mesoporous silica matrix, which is a mixture of tetraethylorthosilicate, surfactant and antioxidant used as a silica matrix precursor. After stirring for 10 to 60 minutes and polymerizing for 1 to 4 hours at a temperature of 60 to 100 ℃, a self-assembled molecular structure is formed.

이 때, 실리카 매트릭스와 항산화 물질의 가교제, 구체적으로 3-아미노프로필트리에톡시실란을 선택적으로 포함할 수 있다. At this time, it may optionally include a crosslinking agent of the silica matrix and the antioxidant, specifically 3-aminopropyltriethoxysilane.

또한, 사용가능한 계면활성제는 세틸트리메틸암모늄브로마이드 (CTAB), 옥틸트리메틸암모늄브로마이드(OCTAB), 도데실트리메틸암모늄브로마이드(DTAB)와 같은, 8 내지 25개의 탄소로 이루어진 알킬트리메틸암모늄염계 계면활성제와 올레일아민(Oleylamine), 옥틸아민(Octylamine), 헥사데실아민(Hexadecylamine), 옥타데실아민(Octadecylamine)과 같은, 6 내지 20개의 탄소로 이루어진 알킬아민(alkylamine(RNH2))계 계면활성제 등을 예로 들 수 있으나, 이로 제한되지 않는다. 바람직하게는 세틸트리메틸암모늄브로마이드이다. Also usable surfactants are alkyltrimethylammonium salt based surfactants and oleyls, consisting of 8 to 25 carbons, such as cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), octyltrimethylammonium bromide (OCTAB), dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB) For example, alkylamine (RNH2) -based surfactants composed of 6 to 20 carbons, such as amines (Oleylamine), octylamine (Octylamine), hexadecylamine, and octadecylamine (Octadecylamine). However, it is not limited thereto. Preferably cetyltrimethylammonium bromide.

두 번째 공정은 이렇게 형성된 구조체에 항산화 물질의 인식 자리를 생성하기 위한 공정으로, 500 내지 600 ℃의 온도에서 6 내지 10 시간 하소시키면 세틸트 리메틸암모늄브로마이드 및 항산화 물질을 제거되면서, 항산화 물질 인식 자리가 성공적으로 생성된다. The second process is to generate the recognition site of the antioxidant substance in the structure thus formed, and when calcined at a temperature of 500 to 600 ℃ for 6 to 10 hours to remove cetyl dimethylammonium bromide and antioxidants, the antioxidant recognition site Is generated successfully.

상기 (i) 및 (ii) 공정에서 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위에서 공정을 추가하거나 다양한 응용을 가할 수 있다. In the steps (i) and (ii), the process may be added or various applications may be added without departing from the object of the present invention.

상기 공정을 모두 거쳐 제조된 본 발명의 메조포러스 실리카 매트릭스는 높은 표면적, 균일한 기공 크기를 가지며 항산화 물질을 효과적으로 인식할 수 있는 자리를 가지게 되고, 따라서, 항산화 물질을 효과적으로 담지할 수 있는 서방성 제제로 사용될 수 있다.The mesoporous silica matrix of the present invention prepared through all of the above processes has a high surface area, uniform pore size, and has a site capable of effectively recognizing antioxidants, and thus, a sustained-release preparation capable of effectively supporting antioxidants. Can be used as

또한, 상기 방법으로 제조한 항산화 물질 함침용 메조포러스 실리카 매트릭스 내에 항산화 물질을 함침하는 공정을 포함하는 메조포러스 실리카 매트릭스 기반의 서방성 제제를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention also relates to a method for preparing a sustained-release preparation based on a mesoporous silica matrix, which comprises a step of impregnating an antioxidant substance into the mesoporous silica matrix for antioxidant impregnation prepared by the above method.

본 발명의 항산화 물질 인식 자리를 가지는 메조포러스 실리카 매트릭스 내에 항산화 물질을 함침하기 위하여, 항산화 물질과 메조포러스 실리카 매트릭스를 적절한 농도에서 혼합하고 1 내지 5 시간 교반하여 실리카 매트릭스의 세공에 항산화 물질이 담지되도록 하였다. In order to impregnate the antioxidant material in the mesoporous silica matrix having the antioxidant recognition site of the present invention, the antioxidant material and the mesoporous silica matrix are mixed at an appropriate concentration and stirred for 1 to 5 hours so that the antioxidant material is supported in the pores of the silica matrix. It was.

구체적으로, 본 발명의 실시예에서는, 상기 공정으로, 아스코르빈산이 담지된 MCM-41과 아스코르빈산이 담지된 APTES-MCM-41를 제조하였다. Specifically, in the embodiment of the present invention, in the above process, ascorbic acid supported MCM-41 and ascorbic acid supported APTES-MCM-41 was prepared.

대표적인 항산화 물질 중의 하나인 아스코르빈산을 인지할 수 있는 분자 인식 자리를 메조포러스 실리카 내에 성공적으로 생성할 수 있었으며, 메조포러스 실리카에 아스코르빈산을 함침하고 이의 방출 패턴을 살펴본 결과, 아스코르빈산이 매우 균일한 속도로 방출되어 나오는 것을 확인할 수 있었다. Molecular recognition sites capable of recognizing ascorbic acid, one of the representative antioxidants, were successfully generated in mesoporous silica, and ascorbic acid was impregnated into mesoporous silica and its emission pattern was examined. It was confirmed that the release at a very uniform rate.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이하의 실시예에 의해 제한되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The examples are intended to illustrate the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited by the following examples.

실시예Example 1: 재료 및 기기 1: materials and appliances

1-1. 시약1-1. reagent

본 실험에 사용한 아스코르브산 (ascorbic acid: 99.0%), 테트라에틸오르쏘실리케이트 (tetraethylorthosilicate: 98.0%), 3-아미노프로필트리에톡시실란 (3-aminopropyltriethoxysilane: 99.0%), 세틸트리메틸암모늄브로마이드 (cetyltrimethylammoniumbromide: 99.0%)는 알드리치 (Aldrich : Milwaukee, USA)사에서 구입하여 그대로 사용하였다. 에탄올, 톨루엔, 암모니아수는 덕산 화학 (Ansan, Korea)에서 구입해서 그대로 사용하였고, 유기용매는 정제하지 않고 사용하였다.Ascorbic acid (99.0%), tetraethylorthosilicate (98.0%), 3-aminopropyltriethoxysilane (99.0%), cetyltrimethylammonium bromide used in this experiment: 99.0%) was purchased from Aldrich (Aldrich: Milwaukee, USA) and used as it is. Ethanol, toluene and ammonia water were purchased from Deoksan Chemical (Ansan, Korea) and used as they were, and the organic solvent was used without purification.

1-2. 기기1-2. device

FT-IR (Fourier transform infrared) 스펙트로미터는 Spectrum GX (Perkin-Elmer, USA)을 사용하여 수집하였고, UV-Vis (Ultraviolet-visible) 스펙트로포토미터는 Cary-50(varian, Australia)를 사용하여 흡수 스펙트럼을 얻었고, FE-SEM(Field emission scanning electron microscope)은 S-4300(Hitachi, Japan)를 사용하여 이미지를 얻었다. 또한, X-선 회절 분석장치(X-ray diffractometer: XRD)는 X-파트 APD x-레이 회절 분석장치(Amsterdam, Netherlands)를 사용하여 회절 패턴을 수집하였다.Fourier transform infrared (FT-IR) spectrometers were collected using Spectrum GX (Perkin-Elmer, USA) and UV-Vis (Ultraviolet-visible) spectrophotometers were absorbed using Cary-50 (varian, Australia) Spectra were obtained, and a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) was obtained using S-4300 (Hitachi, Japan). In addition, an X-ray diffractometer (XRD) was used to collect diffraction patterns using an X-part APD x-ray diffractometer (Amsterdam, Netherlands).

실시예Example 2:  2: MCMMCM -41, 아스코르빈산이 날인된 -41, ascorbic acid MCMMCM -41, 아스코르빈산이 날인된 -41, ascorbic acid APTESAPTES -- MCMMCM -41 및 메조포러스 물질에 날인된 아스코르빈산의 제조Preparation of Ascorbic Acid Sealed on -41 and Mesoporous Materials

2-1: 2-1: MCMMCM -41 제조법-41 Recipe

0.15 M 암모니아 수 10 mL와 증류수 20 mL 용액에 0.0025 M CTAB를 넣고 실온에서 30분간 교반하고, 0.025 M TEOS를 첨가하여 100℃에서 4시간 동안 반응시켰다. 그리고 10분 동안 4000 rpm에서 원심분리하여 고체와 액체상을 분리시키고, 고체는 건조시켰다. 건조된 고체를 전기로에서 550℃, 8시간 하소(calcination)시켜 MCM-41 메조포러스 물질을 제조하였다.0.0025 M CTAB was added to a 10 mL solution of 0.15 M ammonia and 20 mL of distilled water, stirred at room temperature for 30 minutes, and reacted at 100 ° C. for 4 hours by adding 0.025 M TEOS. The solid and the liquid phase were separated by centrifugation at 4000 rpm for 10 minutes, and the solid was dried. The dried solid was calcined at 550 ° C. for 8 hours in an electric furnace to prepare MCM-41 mesoporous material.

2-2: 아스코르빈산이 날인된 2-2: Ascorbic Acid Sealed MCMMCM -41 제조법-41 Recipe

0.15 M 암모니아 수 10 mL와 증류수 20 mL, 그리고 톨루엔 100 mL 혼합용액 에 0.0025 M CTAB와 0.025 M TEOS, 그리고 3.0g의 아스코르빈산(AA)를 동시에 넣고 30분 동안 교반시킨 후, 100℃에서 4시간동안 반응시켰다. 그리고 10분 동안 4000 rpm에서 원심분리하여 고체와 액체상을 분리시키고, 고체는 건조시켰다. 건조된 고체를 전기로에서 550℃, 8시간동안 하소시켜 CTAB와 AA가 제거된 MCM-41을 제조하였다. 여기에 다시 3.0 g의 AA를 넣고 48시간 동안 교반시켜 AA가 날인된 MCM-41 메조포러스 물질을 제조하였다. AA가 날인된 MCM-41 메조포러스 물질 3.0 g를 반응 용기에 넣고 100 mL의 물을 첨가하였다. 그리고 2시간동안 천천히 일정한 속도로 교반시켰다. 30분 주기로 용액 샘플을 채취하여 자외선-가시선 분석기기로 흡광도를 측정하여 AA가 날인된 MCM-41 메조포러스 물질에서 탈착되어 나온 AA를 정량하였다. 10 mL of 0.15 M ammonia water, 20 mL of distilled water, and 100 mL of toluene were simultaneously mixed with 0.0025 M CTAB, 0.025 M TEOS, and 3.0 g of ascorbic acid (AA), followed by stirring for 30 minutes. The reaction was carried out for a time. The solid and the liquid phase were separated by centrifugation at 4000 rpm for 10 minutes, and the solid was dried. The dried solid was calcined at 550 ° C. for 8 hours in an electric furnace to prepare MCM-41 from which CTAB and AA were removed. 3.0 g of AA was added thereto and stirred for 48 hours, thereby preparing MCM-41 mesoporous material in which AA was sealed. 3.0 g AA-stamped MCM-41 mesoporous material was placed in a reaction vessel and 100 mL of water was added. And slowly stirred at a constant speed for 2 hours. A solution sample was taken every 30 minutes and the absorbance was measured with an ultraviolet-visible analyzer to quantify AA desorbed from the MCM-41 mesoporous material with AA stamping.

2-3: 아스코르빈산이 날인된 2-3: Ascorbic acid stamped APTESAPTES -- MCMMCM -41 제조법-41 Recipe

0.15 M 암모니아 수 10 mL와 증류수 20 mL, 그리고 톨루엔 100 mL 혼합용액에 0.0025 M CTAB와 0.025 M TEOS, 2.0 mL PTES, 그리고 3.0 g AA를 동시에 넣고 30분 동안 교반시킨 후, 100℃에서 4시간동안 반응시켰다. APTES는 MCM-41과 AA를 연결하는 가교제로 사용하였다. 10분 동안 4000 rpm에서 원심분리하여 고체와 액체상을 분리시키고, 고체는 건조시켰다. 건조된 고체를 전기로에서 550℃, 8시간동안 하소시켜 CTAB와 AA가 제거된 APTES-MCM-41을 제조하였다. 10 mL of 0.15 M ammonia water, 20 mL of distilled water, and 100 mL of toluene were simultaneously mixed with 0.0025 M CTAB, 0.025 M TEOS, 2.0 mL PTES, and 3.0 g AA for 30 minutes, followed by stirring at 100 ° C. for 4 hours. Reacted. APTES was used as a crosslinking agent connecting MCM-41 and AA. The solid and liquid phases were separated by centrifugation at 4000 rpm for 10 minutes and the solids were dried. The dried solid was calcined at 550 ° C. for 8 hours in an electric furnace to prepare APTES-MCM-41 from which CTAB and AA were removed.

여기에 다시 3.0 g의 AA를 넣고 48시간동안 교반시켜 아스코르빈산이 날인된 APTES-MCM-41 메조포러스 물질을 제조하였다. AA가 날인된 APTES-MCM-41 메조포러 스 물질 3.0 g를 반응 용기에 넣고 100 mL의 물을 첨가하였다. 그리고 2시간동안 천천히 일정한 속도로 교반시켰다. 30분 주기로 용액 샘플을 채취하여 자외선-가시선 분석기기로 흡광도를 측정하여 AA가 날인된 APTES-MCM-41 메조포러스 물질에서 탈착되어 나온 AA를 정량하였다. 도 1에 상기 과정을 도식화하여 나타내었다.Here, 3.0 g of AA was added thereto and stirred for 48 hours to prepare APTES-MCM-41 mesoporous material with ascorbic acid. 3.0 g AA-stamped APTES-MCM-41 mesoporous material was placed in a reaction vessel and 100 mL of water was added. And slowly stirred at a constant speed for 2 hours. A solution sample was taken every 30 minutes, and the absorbance was measured using an ultraviolet-visible analyzer to quantify AA desorbed from the APTES-MCM-41 mesoporous material with AA. Figure 1 shows the process schematic.

2-4: 2-4: 메조포러스Mesoporous 물질에 날인된 아스코르빈산의 합성 Synthesis of Ascorbic Acid Sealed on Substance

TEOS와 CTAB를 이용하여 MCM-41 메조포러스 물질, TEOS, CTAB, AA를 동시 반응시키고 AA를 다시 한번 더 주입시켜 AA가 날인된 MCM-41 메조포러스 물질, 그리고 TEOS, CTAB, APTES, AA를 동시 반응시켜고 AA를 다시 한번 더 주입시켜 AA가 날인된 APTES-MCM-41 메조포러스 물질을 제조하였다. 제조된 메조포러스 물질은 FT-IR, XRD, FE-SEM 기기를 이용하여 특성을 평가하였다. 또한 AA가 날인된 MCM-41과 AA가 날인된 APTES-MCM-41 메조포러스 물질을 이용하여 공동 내부에 재도입된 AA를 일정한 속도로 이탈시켜 30분 주기로 2시간 동안 UV-Visible 기기로 이탈된 AA의 량을 정량하였다.Simultaneous reaction of MCM-41 mesoporous material, TEOS, CTAB, and AA using TEOS and CTAB, and injection of AA again to simultaneously mix MCM-41 mesoporous material with AA and TEOS, CTAB, APTES, and AA After reacting and injecting AA again, APTES-MCM-41 mesoporous material with AA was prepared. The prepared mesoporous material was characterized by FT-IR, XRD, FE-SEM instrument. In addition, the AA-reinforced MCM-41 and AA-reinforced APTES-MCM-41 mesoporous material were used to release AA reintroduced into the cavity at a constant rate and then to the UV-Visible device for 2 hours at 30 minute intervals. The amount of AA was quantified.

실시예Example 3:  3: FTFT -- IRIR 를 이용한 특성평가Characteristic evaluation using

AA가 날인된 APTES-MCM-41 메조포러스 실리카의 합성 여부를 확인하기 위하여 FT-IR 스펙트럼을 측정하여 도 2에 나타내었다. (a)는 MCM-41의 스펙트럼이고, (b)는 AA가 날인된 APTES-MCM-41 메조포러스 실리카의 하소과정 직 후, CTAB와 AA가 제거된 실리카를 측정하였다. (c)는 (b) 물질에 AA를 재처리하여 메조포러스 실리카의 공동 내부에 AA를 도입한 물질을 측정한 스펙트럼이다. 도면 살펴보면, (a)의 3490 cm-1에서 실리카의 Si-OH와 O-H 스트레칭(stretching)에 해당하는 피크가 관찰되고, 1630 cm-1에서 실리카의 Si-OH와 O-H 벤딩(bending)에 해당하는 피크가 나타나며, 1087과 800 cm-1에서 Si-O-Si에 해당하는 피크가 관찰된다. (b)의 3490 cm-1에서 실리카의 Si-OH와 O-H 스트레칭에 해당하는 피크가 관찰되고, N-H 스트레칭에 해당하는 피크는 O-H 피크에 중첩되어 관찰되지 않는다. 3000 cm-1 부근에서는 C-H 스트레칭에 해당하는 피크, 1630 cm-1에서 실리카의 Si-OH와 O-H 벤딩에 해당하는 피크가 중첩되어 나타나며, 1550 cm-1에서는 프로필기의 C-H 뒤틀림(distortion)에 해당하는 피크, 1490 cm-1에서는 아민기 N에 연결된 C-H의 뒤틀림에 해당하는 피크, 1087과 800 cm-1에서 Si-O-Si에 해당하는 피크, 700 cm- 1 에서는 N-H 벤딩에 해당하는 피크가 관찰된다. (c)의 3540 cm-1에서 C=O의 배음(overtone)에 해당하는 피크가 나타나고, 3490 cm-1에서 실리카의 Si-OH와 O-H 스트레칭에 해당하는 피크가 관찰되고, 3400 cm-1에서 APTES의 N-H 스트레칭에 해당하는 피크가 나타난다. 3250 cm-1에서는 APTES에 대한 응집(aggregation)된 아민기의 뒤틀린 N-H에 해당하는 피크가 나타난다. 또한 3000 cm-1 부근에서는 C-H 스트레칭에 해당하 는 피크, 1700 cm-1에서는 C=O에 해당하는 피크, 1685 cm-1에서는 흡착된 AA의 벤딩에 해당하는 피크가 나타난다. 1380 cm-1에서는 C-O에 해당하는 피크, 1430과 800 cm-1에서 AA의 페닐기에 의한 벤딩에 해당하는 피크, 1087과 800 cm-1에서 Si-O-Si에 해당하는 피크, 700 cm- 1 에서는 N-H 벤딩에 해당하는 피크, 650 cm-1에서는 페닐기의 치환기에 해당하는 피크가 나타난다(C. Zhang et al., J. Phys . Chem . B, 2005, 109, 24319). 위의 결과로 보아 (a) 스펙트럼은 전형적인 MCM-41인 것으로 확인되었고, (b)는 APTES의 특정적인 피크 및 전형적인 MCM-41의 피크가 확인되었고, (c) 스펙트럼은 MCM-41, APTES, AA의 특정적인 피크가 확인되었다. 이것은 AA가 가교제 역할을 하는 APTES 아민기 말단에 연결되어 MCM-41 물질에 성공적으로 도입되었음을 확인할 수 있었다. 즉, 메조포러스 물질에 AA가 정상적으로 날인된 것으로 보이며, 약 전달 및 바이오물질 검출 센서의 제작에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.In order to confirm the synthesis of AA-sealed APTES-MCM-41 mesoporous silica, FT-IR spectra were measured and shown in FIG. 2. (a) is the spectrum of MCM-41, and (b) measured the CTAB and the AA removed silica immediately after the calcining process of APTES-MCM-41 mesoporous silica with AA stamped. (c) is a spectrum in which AA was reprocessed to (b) the material and AA was introduced into the cavity of mesoporous silica. Referring to the drawings, a peak corresponding to Si-OH and OH stretching of silica is observed at 3490 cm −1 in (a), and corresponds to Si-OH and OH bending of silica at 1630 cm −1 . Peaks appear and peaks corresponding to Si-O-Si are observed at 1087 and 800 cm −1 . The peaks corresponding to Si-OH and OH stretching of silica are observed at 3490 cm −1 in (b), and the peaks corresponding to NH stretching are not observed overlapping the OH peak. At 3000 cm -1 , the peak corresponding to CH stretching and the peak corresponding to Si-OH and OH bending of silica at 1630 cm -1 overlap, and at 1550 cm -1 , this corresponds to the CH distortion of the propyl group. peak, 1490 cm -1 peak in the, 700 cm that corresponds to the peak amine group, Si-O-Si at 1087 and 800 cm -1 corresponding to the twisting of the CH attached to the N - 1 a peak corresponding to NH bending Is observed. The peak corresponding to the overtone of C = O appears at 3540 cm −1 in (c), and the peak corresponding to Si-OH and OH stretching of silica is observed at 3490 cm −1 , and at 3400 cm −1 Peaks corresponding to the NH stretch of APTES appear. At 3250 cm −1 , a peak corresponding to the distorted NH of the aggregated amine group for APTES is shown. In addition, a peak corresponding to CH stretching at 3000 cm −1 , a peak corresponding to C═O at 1700 cm −1 , and a peak corresponding to bending of adsorbed AA at 1685 cm −1 appear. Peak corresponding to CO at 1380 cm -1 , peak corresponding to bending with phenyl groups of AA at 1430 and 800 cm -1 , peak corresponding to Si-O-Si at 1087 and 800 cm -1 , 700 cm - 1 The peak corresponding to the NH bending, the peak corresponding to the substituent of the phenyl group at 650 cm -1 (C. Zhang et al., J. Phys . Chem . B , 2005, 109, 24319). From the above results, (a) the spectrum was identified as a typical MCM-41, (b) specific peaks of APTES and peaks of a typical MCM-41 were identified, and (c) the spectra were MCM-41, APTES, Specific peaks of AA were identified. This confirmed that AA was successfully connected to the MCM-41 material by being connected to the terminal of the APTES amine group serving as a crosslinking agent. In other words, AA is normally stamped on mesoporous material, and it is expected to be applicable to drug delivery and the manufacture of biomaterial detection sensor.

실시예Example 4:  4: XRDXRD 를 이용한 특성 평가Characteristic evaluation using

AA가 날인된 APTES-MCM-41 메조포러스 실리카의 결정성을 확인하기 위하여 저각 분말 XRD를 측정하였고, 그 패턴을 도 3에 나타내었다. (a)는 MCM-41의 패턴이고, (b)는 AA가 날인된 APTES-MCM-41 메조포러스 실리카 하소과정 직 후, CTAB와 AA가 제거된 실리카를 측정한 패턴이다. (c)는 (b) 물질에 AA를 재처리하여 메 조포러스 실리카의 공동 내부에 AA를 도입한 물질을 측정한 패턴이다.In order to confirm the crystallinity of AA-stamped APTES-MCM-41 mesoporous silica, the low angle powder XRD was measured and the pattern is shown in FIG. 3. (a) is a pattern of MCM-41, and (b) is a pattern in which CTAB and AA are removed immediately after AA etched APTES-MCM-41 mesoporous silica calcination process. (c) is a pattern measuring the material in which AA was introduced into the cavity of mesoporous silica by reprocessing AA in the material (b).

도면을 살펴보면, (a)는 2.1°에서 메조포러스 실리카의 (100) 배향이 확인되었다(F. Qu et al., Eur . J. Inorg . Chem ., 2006, 3943). (b)는 2.1°에서 메조포러스 실리카의 (100) 배향과 6.8°에서 APTES 말단에 위치한 아민기의 기능화에 해당하는 패턴을 관찰할 수 있다. (c)는 10.2°와 14.0°에서 메조포러스 물질에 도입된 AA에 해당하는 패턴이 관찰되었다(X. Wang e tal., J. Phys . Chem . B, 2005, 109, 1763). 위 결과로 보아, FT-IR 결과와 같이 AA가 성공적으로 메조포러스 실리카에 도입되었음을 확인할 수 있었다.Looking at the drawings, (a) confirmed the (100) orientation of mesoporous silica at 2.1 ° (F. Qu et al., Eur . J. Inorg . Chem . , 2006, 3943). (b) shows a pattern corresponding to the (100) orientation of mesoporous silica at 2.1 ° and the functionalization of the amine group located at the APTES end at 6.8 °. (c) showed patterns corresponding to AA introduced into mesoporous material at 10.2 ° and 14.0 ° (X. Wang et al . , J. Phys . Chem . B , 2005, 109, 1763). From the above results, it was confirmed that AA was successfully introduced into mesoporous silica as shown in the FT-IR results.

실시예Example 5:  5: FEFE -- SEMSEM 을 이용한 특성 평가Property evaluation

AA가 날인된 APTES-MCM-41 메조포러스 실리카의 형태를 확인하기 위하여 FE-SEM을 측정하여 도 4에 나타내었다. (a)는 MCM-41 메조포러스 실리카의 이미지이고, (b)는 AA가 날인된 MCM-41 메조포러스 실리카로써, 하소과정를 거쳐 AA가 재처리된 실리카의 이미지이다. (c)는 AA가 날인된 APTES-MCM-41 메조포러스 실리카로써, (b)처럼 AA가 재처리된 실리카의 이미지를 나타내고 있다.In order to confirm the morphology of AA-stamped APTES-MCM-41 mesoporous silica, FE-SEM was measured and shown in FIG. 4. (a) is an image of MCM-41 mesoporous silica, and (b) is an MCM-41 mesoporous silica with AA stamped, which is an image of silica reprocessed through calcination. (c) is APTES-MCM-41 mesoporous silica with AA stamped, showing an image of silica reprocessed as shown in (b).

(b)와 (c)의 이미지와 (a)의 이미지를 비교해 보면, 약간씩 형태의 크기가 다른 것을 확인할 수 있다. 따라서 각각의 실험조건에 맞게 연구가 진행되었으며, AA가 메조포러스 실리카 물질에 정상적으로 결합되어 있는 것을 증명하는 것이다.If you compare the images in (b) and (c) with the images in (a), you can see that the shape is slightly different. Therefore, the study was conducted in accordance with each experimental condition, to prove that the AA is normally bonded to the mesoporous silica material.

따라서 FT-IR, XRD, FE-SEM를 이용한 특성 평가 결과, 각각의 메조포러스 실리카는 성공적으로 제조된 것으로 판단되며, 바이오물질 검출을 위한 센서 및 약 전달 물질에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.Therefore, as a result of the characteristic evaluation using FT-IR, XRD, and FE-SEM, it was determined that each mesoporous silica was successfully manufactured, and it is expected that the mesoporous silica can be applied to sensors and drug delivery materials for biomaterial detection.

실시예Example 6: 아스코르빈산의 탈착 연구 6: Desorption Study of Ascorbic Acid

제조된 AA가 날인된 MCM-41 실리카와 AA가 날인된 APTES-MCM-41 메조포러스 실리카의 AA 분자 인식 자리 생성을 확인하기 위하여 AA 탈착 연구를 실행하였다. 각각 메조포러스 실리카 내부에 분자 날인된 AA을 100 mL의 물에 넣고 2시간동안 천천히 일정한 속도로 교반시키며 30분 주기로 용액 샘플을 채취하여 메조포러스 실리카로부터 떨어져 나온 AA의 량을 자외선-가시선 분광기기로 흡광도를 측정하여 정량하였고, 그 결과를 도 5에 나타내었다. AA desorption studies were performed to confirm the generation of AA molecular recognition sites of the prepared AA stamped MCM-41 silica and AA stamped APTES-MCM-41 mesoporous silica. Into each of the mesoporous silica, the molecular stamped AA in 100 mL of water, slowly stirred at a constant speed for 2 hours, sampled the solution every 30 minutes, and the amount of AA released from the mesoporous silica was absorbed by UV-vis spectrometer. Was measured and quantified, and the results are shown in FIG. 5.

(a)는 AA가 날인된 MCM-41 메조포러스 실리카의 공동에서 이탈된 AA의 량을 정량한 스펙트럼이고 삽입 스펙트럼은 264 nm에서 관찰되는 최대 흡수 봉우리의 흡광도를 시간별로 나타낸 검정곡선이다. (b)는 AA가 날인된 APTES-MCM-41 메조포러스 실리카의 공동에서 이탈된 AA의 량을 정량한 스펙트럼이고 삽입 스펙트럼은 264 nm에서 관찰되는 최대 흡수 봉우리의 흡광도를 시간별로 나타낸 검정곡선이다.(a) is a spectrum quantifying the amount of AA released from the cavity of the MCM-41 mesoporous silica with AA stamped, and the insertion spectrum is a calibration curve showing the absorbance of the maximum absorption peak observed at 264 nm. (b) is a spectrum quantifying the amount of AA deviated from the cavity of the AA stamped APTES-MCM-41 mesoporous silica, the insertion spectrum is a calibration curve showing the absorbance of the maximum absorption peak observed at 264 nm over time.

(a)와 (b) 스펙트럼을 살펴보면, 264 nm에서 나타나는 최대 흡수 봉우리는 AA의 흡수 띠인 것으로 확인되었다 (H. N. A. Hassan et al., J. Pharm . Biomed . Anal ., 1999, 20, 315). 또한 시간이 지남에 따라 검출되는 AA의 양도 증가하는 것을 관찰할 수 있다. (b) 스펙트럼 경우, 측정시간에 따라 일정하게 이탈되는 것을 확인할 수 있다. 이것은 메조포러스 실리카 내부에 도입된 AA가 일정한 속도로 공동에서 이탈하는 것을 의미한다. 즉, 가교제 역할을 하는 APTES의 아민기에 AA가 공유결합으로 안정하게 결합되어 있기 때문인 것을 판단된다. 표 내부 데이터의 264 nm에서, 시간에 따라 측정된 흡광도는 직선성을 나타내었다. 상관계수는 0.9947, 표준편차는 0.014로 나타났다. (a) 스펙트럼과 비교 시, (b) 스펙트럼과 같이 일정하게 목적 시료가 이탈된다면 비타민이 함유된 영양화장품이나 특정 병원균 치료 목적의 나노로봇에 응용함에 있어서 지속적으로 약효가 발생하는 조건을 가지고 있기 때문에 매우 유리하게 작용한다.Examination of the spectra (a) and (b) revealed that the maximum absorption peak at 264 nm was an absorption band of AA (HNA Hassan et al., J. Pharm . Biomed . Anal . , 1999, 20, 315). It can also be observed that the amount of AA detected increases over time. (b) In the case of spectrum, it can be seen that it is constantly deviated according to the measurement time. This means that AA introduced inside mesoporous silica leaves the cavity at a constant rate. That is, it is judged that AA is stably bonded by covalent bond to the amine group of APTES serving as a crosslinking agent. At 264 nm of data in the table, the absorbance measured over time showed linearity. The correlation coefficient was 0.9947 and standard deviation was 0.014. (a) Compared with the spectrum, (b) If the target sample is deviated consistently from the spectrum, it has a condition that the drug continues to develop in the application of vitamin-containing nutrients or nanorobots for the treatment of specific pathogens. It works very advantageously.

본 발명의 항산화 물질 담지용 메조포러스 실리카 매트릭스는 의학품, 화장품 등의 분야에서 사용될 뿐만 아니라, 미래 나노기술 및 초분자체 연구와 관련된 나노로봇 약 전달체, 특정 바이오 물질 검출 센서 분야에서도 응용될 수 있을 것으로 기대된다.The mesoporous silica matrix for supporting an antioxidant substance of the present invention may be used not only in the fields of medicines and cosmetics, but also in the field of nanorobot drug carriers and specific biomaterial detection sensors related to future nanotechnology and supramolecular research. It is expected.

도 1은 아스코르빈산 날인된 APTES-MCM-41 메조포러스 실리카의 제조공정을 도식화한 것이다. Figure 1 is a schematic of the manufacturing process of ascorbic acid stamped APTES-MCM-41 mesoporous silica.

도 2는 (a) MCM-41 (b) APTES-MCM-41 (c) 아스코르빈산 날인된 APTES-MCM-41의 FT-IR 스펙트럼을 나타낸다.Figure 2 shows the FT-IR spectra of (a) MCM-41 (b) APTES-MCM-41 (c) ascorbic acid stamped APTES-MCM-41.

도 3은 (a) MCM-41 (b) APTES-MCM-41 (c) 아스코르빈산 날인된 APTES-MCM-41의 저각 분말 XRD (Low angle powder X-ray diffraction)을 나타낸다. Figure 3 shows a low angle powder X-ray diffraction (XRD) of (a) MCM-41 (b) APTES-MCM-41 (c) ascorbic acid stamped APTES-MCM-41.

도 4는 (a) MCM-41, (b) AA가 날인된 MCM-41 메조포러스 실리카 (c) AA가 날인된 APTES-MCM-41의 SEM 이미지를 나타낸다. Figure 4 shows SEM images of (a) MCM-41, (b) AA stamped MCM-41 mesoporous silica (c) AA stamped APTES-MCM-41.

도 5는 (a) MCM-41, (b) AA가 날인된 MCM-41 메조포러스 실리카 (c) AA가 날인된 APTES-MCM-41의 아스코르빈산의 방출을 자외선-가시선 분광기기로 흡광도를 측정한 결과이다. 스펙트라는 30분 간격으로 기록되었다. (삽입도: 264 nm에서 흡광도의 교정곡선)Figure 5 shows the absorbance of (A) MCM-41, (b) AA stamped MCM-41 mesoporous silica (c) AA-sealed APTES-MCM-41 as UV-visible spectrometer One result. Spectra were recorded at 30 minute intervals. (Insertion: Calibration curve of absorbance at 264 nm)

Claims (13)

테트라에틸오르쏘실리케이트, 계면활성제 및 항산화 물질을 포함하는 혼합물을 중합시킨 후 항산화 물질을 제거시키는 방법으로 항산화 물질 인식 자리를 수득한 것을 특징으로 하는, 항산화 물질 함침용 메조포러스 실리카 매트릭스.An antioxidant substance recognition site is obtained by polymerizing a mixture comprising tetraethylorthosilicate, a surfactant and an antioxidant, and then removing the antioxidant. 제 1항에서 있어서, 혼합물은 3-아미노프로필트리에톡시실란을 추가로 포함하는 항산화 물질 함침용 메조포러스 실리카 매트릭스.The mesoporous silica matrix of claim 1, wherein the mixture further comprises 3-aminopropyltriethoxysilane. 제 1항에 있어서, 항산화 물질은 폴리페놀, 레티닐 팔미테이트, 티옥트산, 카로티노이드, 아스코르빈산 또는 아스코르빈산 유도체이고, 계면활성제는 세틸트리메틸암모늄브로마이드인 항산화 물질 함침용 메조포러스 실리카 매트릭스.The mesoporous silica matrix for antioxidant impregnation of claim 1, wherein the antioxidant is polyphenol, retinyl palmitate, thioctic acid, carotenoid, ascorbic acid or ascorbic acid derivative, and the surfactant is cetyltrimethylammonium bromide. 제 1항의 메조포러스 실리카 매트릭스에 항산화 물질이 함침된, 메조포러스 실리카 매트릭스 기반의 서방성 제제.A sustained release preparation based on a mesoporous silica matrix, wherein the mesoporous silica matrix of claim 1 is impregnated with an antioxidant. 제 4항에 있어서, 항산화 물질은 폴리페놀, 레티닐 팔미테이트, 티옥트산, 카로티노이드, 아스코르빈산 또는 아스코르빈산 유도체인 메조포러스 실리카 매트릭스 기반의 서방성 제제.The sustained-release preparation based on mesoporous silica matrix according to claim 4, wherein the antioxidant material is polyphenol, retinyl palmitate, thioctic acid, carotenoid, ascorbic acid or ascorbic acid derivative. 제 4항의 메조포러스 실리카 매트릭스에 항산화 물질이 함침된, 메조포러스 실리카 매트릭스 기반의 서방성 제제를 포함하는 화장료 조성물.Cosmetic composition comprising a mesoporous silica matrix-based sustained-release preparation in which the mesoporous silica matrix of claim 4 is impregnated with an antioxidant. 제 6항에 있어서, 항산화 물질은 폴리페놀, 레티닐 팔미테이트, 티옥트산, 카로티노이드, 아스코르빈산 또는 아스코르빈산 유도체인 화장료 조성물.The cosmetic composition according to claim 6, wherein the antioxidant is polyphenol, retinyl palmitate, thioctic acid, carotenoid, ascorbic acid or ascorbic acid derivative. (i) 테트라에틸오르쏘실리케이트, 계면활성제 및 항산화 물질을 포함하는 혼합물을 중합시키는 공정; 및(i) polymerizing a mixture comprising tetraethylorthosilicate, a surfactant and an antioxidant; And (ii) 항산화 물질을 제거시키는 공정을 포함하는 항산화 물질 함침용 메조포러스 실리카 매트릭스를 제조하는 방법.(ii) A method for producing an antioxidant-impregnated mesoporous silica matrix comprising the step of removing the antioxidant. 제 8항에서 있어서, 제 (i)의 중합 공정에서 혼합물은 3-아미노프로필트리에 톡시실란을 추가로 포함하는 방법.9. The process of claim 8 wherein the mixture in the polymerization process of (i) further comprises methoxysilane in 3-aminopropyltri. 제 8항에 있어서, 항산화 물질은 폴리페놀, 레티닐 팔미테이트, 티옥트산, 카로티노이드, 아스코르빈산 또는 아스코르빈산 유도체이고, 계면활성제는 세틸트리메틸암모늄브로마이드인 방법.The method of claim 8 wherein the antioxidant is polyphenol, retinyl palmitate, thioctic acid, carotenoids, ascorbic acid or ascorbic acid derivatives and the surfactant is cetyltrimethylammonium bromide. (i) 테트라에틸오르쏘실리케이트, 계면활성제 및 항산화 물질을 포함하는 혼합물을 중합시키는 공정; (i) polymerizing a mixture comprising tetraethylorthosilicate, a surfactant and an antioxidant; (ii) 항산화 물질을 제거시키는 공정; 및 (ii) removing antioxidants; And (iii) 상기 (ii) 공정에서 수득한 항산화 물질 함침용 메조포러스 실리카 매트릭스에 항산화 물질을 함침하는 공정을 포함하는 메조포러스 실리카 매트릭스 기반의 서방성 제제를 제조하는 방법.(iii) A method of producing a sustained-release preparation based on a mesoporous silica matrix comprising the step of impregnating an antioxidant with the antioxidant-impregnated mesoporous silica matrix obtained in the step (ii). 제 11항에서 있어서, 제 (i)의 중합 공정에서 혼합물은 3-아미노프로필트리에톡시실란을 추가로 포함하는 방법.12. The process of claim 11 wherein the mixture in the polymerization process of (i) further comprises 3-aminopropyltriethoxysilane. 제 11항에 있어서, 항산화 물질은 폴리페놀, 레티닐 팔미테이트, 티옥트산, 카로티노이드, 아스코르빈산 또는 아스코르빈산 유도체이고, 계면활성제는 세틸트리메틸암모늄브로마이드인 방법.The method of claim 11 wherein the antioxidant is polyphenol, retinyl palmitate, thioctic acid, carotenoids, ascorbic acid or ascorbic acid derivatives and the surfactant is cetyltrimethylammonium bromide.
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