KR20150085144A - Fabrication method of polydopamine nano-particle and the polydopamine nano-particle thereby - Google Patents

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KR20150085144A
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polydopamine
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조성오
박민선
하준목
김현진
금종민
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Abstract

The present invention provides a manufacturing method of a polydopamine nanoparticle, which comprises the steps of: manufacturing a solution of a hydrogen ion concentration exponent (pH) of 9-13 (step 1); mixing the solution manufactured in step 1 and dopamine salts (step 2); and stirring the mixed solution manufactured in step 2. According to the present invention, a manufacturing method of a polydopamine nanoparticle is capable of controlling the size of a polydopamine nanoparticle generated in accordance with a hydrogen ion concentration exponent (pH), and having uniform distribution of the size of the generated polydopamine nanoparticle. In addition, according to the present invention, a polydopamine nanoparticle can be biologically applied to various fields due to excellent adhesive properties, and can be used in research and other fields such as a radiological image, industrial fields of medical treatment, nanotechnology, high tech machines, etc.

Description

폴리도파민 나노 입자의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 폴리도파민 나노 입자{Fabrication method of polydopamine nano-particle and the polydopamine nano-particle thereby}[0001] The present invention relates to a method for producing polydopamine nanoparticles and a method for producing the polydopamine nanoparticles,

본 발명은 폴리도파민 나노 입자의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 폴리도파민 나노 입자에 관한 것이다.
The present invention relates to a process for preparing polydodamine nanoparticles and to polydopamine nanoparticles produced thereby.

홍합의 접착력과 관련이 있는 단백질인 접착단백질(Mefp-5)에서 많이 발견되는 3,4-디하이드록시-L-페닐알라닌(3,4-Dihydroxy-L-phenylalanine, DOPA)과 라이신(Lysine)의 구조로부터 유도된 도파민(Dopamine, C8H11NO2)은 카테콜아민 계열의 유기 화합물이다. 도파민은 다양한 동물들의 중추나 시상 하부에 의해 분비되는 신경계에서 발견되는 신경호르몬, 신경전달물질중 하나로, 노르에피네프린과 에피네프린 합성체의 전구물질이다. 도파민은 우리 몸의 행동과 인식, 자발적인 움직임, 동기 부여, 처벌과 보상, 수면, 기분, 주의, 작업 기억, 학습에 중요한 역할을 포함하여 두뇌에 많은 기능을 가지고 있다.
Dihydroxy-L-phenylalanine (3,4-dihydroxy-L-phenylalanine (DOPA)) and lysine (Lysine), which are frequently found in adhesive protein (Mefp-5) Dopamine (C 8 H 11 NO 2 ) derived from the structure is an organic compound of the catecholamine system. Dopamine is one of the neurotransmitters found in the nervous system secreted by the central or hypothalamus of various animals, and is a precursor of norepinephrine and epinephrine compounds. Dopamine has many functions in the brain including our body's actions and perceptions, voluntary movements, motivation, punishment and reward, sleep, mood, attention, work memory, and learning.

또한, 도파민은 주로 흑질(Substantia nigra)과 척추 피개부를 포함한 뇌의 여러 영역에서 생산되는데, 이는 뇌신경 세포들 간에 어떠한 신호를 전달하기 위해 분비되는 것이다. 신경전달물질로서 도파민의 역할은 다섯 가지로 알려진 도파민 수용체와 반응하여 그들의 변종을 활성화한다. 도파민은 뇌하수체의 전엽에서 프로락틴의 분비를 억제할 뿐만 아니라, 심장 박동수와 혈압을 증가시키는 효과를 나타내어 교감신경계에 작용하는 정맥주사 약물로서 사용할 수 있다.
In addition, dopamine is produced in many areas of the brain, including the substantia nigra and vertebral bodies, which are secreted to transmit any signal between the neuronal cells. The role of dopamine as a neurotransmitter reacts with the five known dopamine receptors to activate their variants. Dopamine not only inhibits the secretion of prolactin from the anterior pituitary gland but also acts as an intravenous drug acting on the sympathetic nervous system with an effect of increasing heart rate and blood pressure.

나아가, 폴리도파민(Polydopamine)은 낮은 세포독성(Cytotoxicity)을 가지고 있기때문에, 의학 분야에서 약물 전달체(Drug carrier)로 사용될 수 있다.
Furthermore, since polydopamine has low cytotoxicity, it can be used as a drug carrier in the medical field.

한편, 도파민은 염기성 조건하에서 자발적으로 고분자화 반응을 거치며 폴리도파민이 되는 성질을 가지고 있다(Langmuir 2012, 28, 6428-6435). 이와 같은 성질을 바탕으로 다양한 물질의 표면에 코팅이 가능한 것으로 알려져 있다. 도파민이 폴리도파민이 되는 반응 경로는 아직 정확히 밝혀져 있지는 않으나 5,6-디하이드록시인돌(5,6-dihydroxyindole, DHI)을 중간체로 거쳐 고분자화 되는 것으로 알려져 있다.
On the other hand, dopamine is spontaneously polymerized under basic conditions and has the property of becoming polydopamine (Langmuir 2012, 28, 6428-6435). Based on these properties, it is known that the surface of various materials can be coated. The reaction pathway for dopamine to be polydopamine has not yet been elucidated. However, it is known that 5,6-dihydroxyindole (DHI) is polymerized via intermediates.

이에, 본 발명자들은 폴리도파민 나노 입자를 제조하는 방법을 연구하던 중 수소 이온 농도 지수(pH) 용액 조건에 따라 입자 크기를 조절할 수 있으며, 균일한 크기 분포를 가지는 폴리도파민 나노 입자의 제조방법을 개발하고, 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the inventors of the present invention have developed a method for producing a polydodamine nanoparticle having a uniform size distribution, which can control the particle size according to a hydrogen ion concentration index (pH) solution condition while studying a method for producing the polydodamine nanoparticle And completed the present invention.

본 발명의 목적은 폴리도파민 나노 입자의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 폴리도파민 나노 입자를 제공하는 데 있다.
It is an object of the present invention to provide a method for producing polydodamine nanoparticles and polydopamine nanoparticles produced thereby.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object,

수소 이온 농도 지수(pH)가 9 내지 13인 용액을 제조하는 단계(단계 1);Preparing a solution having a hydrogen ion concentration index (pH) of 9 to 13 (step 1);

상기 단계 1에서 제조된 용액과 도파민 염을 혼합하는 단계(단계 2); 및Mixing the solution prepared in step 1 with a dopamine salt (step 2); And

상기 단계 2에서 제조된 혼합 용액을 교반(Stirring)하는 단계(단계 3);를 포함하는 폴리도파민 나노 입자의 제조방법을 제공한다.
And a step (step 3) of stirring the mixed solution prepared in the step 2, thereby preparing a polydodamine nanoparticle.

본 발명에 따른 폴리도파민 나노 입자의 제조방법은 수소 이온 농도 지수(pH)에 따라 생성되는 폴리도파민 나노 입자의 크기를 조절할 수 있고, 생성되는 폴리도파민 나노 입자의 크기 분포가 균일하다. 또한, 본 발명에 따른 폴리도파민 나노 입자는 우수한 접착성으로 인해 생물학적으로 많은 분야에 응용될 수 있다. 나아가, 방사선 영상, 의료, 나노, 첨단 기계 산업 분야 등 앞으로 다른 분야로도 연구와 활용 가능성이 높다.
The method for preparing the polydodamine nanoparticles according to the present invention can control the size of the polydodamine nanoparticles produced according to the hydrogen ion concentration index (pH), and the generated size distribution of the polydopamine nanoparticles is uniform. In addition, the polydodamine nanoparticles according to the present invention can be applied to many fields biologically due to excellent adhesiveness. Furthermore, it is highly possible to research and utilize other fields such as radiographic imaging, medical, nano, and high-tech machinery.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 실시예 1, 실시예 5 및 비교예 1에서 제조된 폴리도파민 나노 입자를 투과 전자 현미경(Transmission electron microscope, TEM)으로 관찰한 사진이고;
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1에서 제조된 폴리도파민 나노 입자를 변환 적외선 분광법(Fourier transform-infrared spectroscopy, FT-IR)으로 분석한 그래프이다.FIG. 1 and FIG. 2 are photographs of the polydodamine nanoparticles prepared in Examples 1 and 5 and Comparative Example 1 according to the present invention observed by a transmission electron microscope (TEM); FIG.
FIG. 3 is a graph illustrating Fodor transformant-infrared spectroscopy (FT-IR) analysis of the polydodamine nanoparticles prepared in Example 1 according to the present invention.

본 발명은The present invention

수소 이온 농도 지수(pH)가 9 내지 13인 용액을 제조하는 단계(단계 1);Preparing a solution having a hydrogen ion concentration index (pH) of 9 to 13 (step 1);

상기 단계 1에서 제조된 용액과 도파민 염을 혼합하는 단계(단계 2); 및Mixing the solution prepared in step 1 with a dopamine salt (step 2); And

상기 단계 2에서 제조된 혼합 용액을 교반(Stirring)하는 단계(단계 3);를 포함하는 폴리도파민 나노 입자의 제조방법을 제공한다.
And a step (step 3) of stirring the mixed solution prepared in the step 2, thereby preparing a polydodamine nanoparticle.

이하, 본 발명에 따른 폴리도파민 나노 입자의 제조방법에 대하여 각 단계별로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the method for producing the polydodamine nanoparticles according to the present invention will be described in detail for each step.

먼저, 본 발명에 따른 폴리도파민 나노 입자의 제조방법에 있어서, 단계 1은 수소 이온 농도 지수(pH)가 9 내지 13인 용액을 제조하는 단계이다.
First, in the method for producing polydodamine nanoparticles according to the present invention, Step 1 is a step of preparing a solution having a pH 9-13.

수소 이온 농도 지수(pH)는 물의 산성이나 알칼리성의 정도를 나타내는 수치로서 수소 이온 농도를 나타내는 지수로 정의된다.The hydrogen ion concentration index (pH) is a numerical value indicating the degree of acidity or alkalinity of water and is defined as an index representing hydrogen ion concentration.

물의 경우 그 일부가 수소 이온(H+)과 수산화 이온(OH-)이 공존하는 형태로 존재하고, 일반적인 용액의 경우 용액 속의 수소 이온(H+)농도와 수산화 이온(OH-)농도에 따라 중성, 산성, 염기성이 결정된다. 수소 이온(H+)농도와 수산화 이온(OH-)농도가 동일할 경우 중성이고, 수소 이온(H+)이 수산화 이온(OH-)보다 많으면 산성, 수산화 이온(OH-)이 수소 이온(H+)보다 많으면 알칼리성이라고 한다. 일반적으로, 양이온 농도를 몰 수로 나타내면 25 ℃의 온도(실온)에서 [H+] × [OH-] = 10-14의 관계식이 성립한다. 상기 관계식을 바탕으로, 수소 이온(H+)의 값이 정해지면, 수산화 이온(OH-)의 값은 자동적으로 정해지는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 관계식을 이용하면 용액의 산성, 중성, 염기성 판정이 가능하다. 산성, 알칼리성의 강도, 즉 수소농도의 지수는 [H+]의 값을 알면 되는데, 수소 이온 농도를 나타내기 위하여 수소 이온 농도의 역수의 상용 대수, 즉 수소 이온 지수를 표시하며 pH의 기호를 사용한다.
Water, if any portion of hydrogen ions (H +) and hydroxide ions (OH -) in the case of co-existence in the form, and a general solution to hydrogen ions (H +) concentration and the hydroxide ion (OH -) in the solution depending on the concentration of neutral , Acidity and basicity are determined. Hydrogen ions (H +) concentration and the hydroxide ion (OH -) is the concentration if the same neutral, hydrogen ions (H +) This hydroxyl ion (OH -) than a much acid, hydroxide ions (OH -) are hydrogen ions (H + ), It is said to be alkaline. Generally, when the cation concentration is represented by the molar number, a relation of [H + ] x [OH - ] = 10 - 14 is established at a temperature of 25 ° C (room temperature). Based on the above relational expression, it can be seen that, when the value of the hydrogen ion (H + ) is determined, the value of the hydroxide ion (OH - ) is automatically determined. In addition, the acidity, neutrality, and basicity of the solution can be determined using the above relational expression. The strength of acidity and alkalinity, that is, the index of hydrogen concentration, should be known as [H + ]. To represent the hydrogen ion concentration, the common logarithm of the reciprocal of the hydrogen ion concentration, ie, the hydrogen ion exponent, do.

본 발명에 따른 폴리도파민 나노 입자의 제조방법은 수소 이온 농도 지수(pH)를 조절함으로써, 제조되는 폴리도파민 나노 입자의 입자 크기를 조절할 수 있다.
The method for preparing the polydodamine nanoparticles according to the present invention can control the particle size of the prepared polydodamine nanoparticles by controlling the hydrogen ion concentration index (pH).

이때, 상기 단계 1에서 수소 이온 농도 지수(pH)는 일례로써, 물과 트리스(NH2C(CH2OH)3) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 혼합하여 변화시킬 수 있다. 용매로 물을 사용하며, 각기 다른 농도의 용질을 희석함으로써 원하는 수소 이온 농도 지수(pH)가 되게 할 수 있다. 더욱 구체적으로, 물에 트리스(NH2C(CH2OH)3)가 5 내지 20 mM이 되도록 희석시켜 조절할 수 있다.
At this time, the hydrogen ion concentration index (pH) in step 1 may be changed by mixing water and tris (NH 2 C (CH 2 OH) 3 ) or sodium hydroxide (NaOH) as an example. Water can be used as a solvent, and dilution of solutes at different concentrations can be achieved to achieve a desired hydrogen ion concentration index (pH). More specifically, it can be adjusted by diluting the solution to 5-20 mM of tris (NH 2 C (CH 2 OH) 3 ) in water.

또한, 상기 단계 1에서 수소 이온 농도 지수(pH)는 9 내지 13인 것이 바람직하다. 만약, 상기 단계 1에서 수소 이온 농도 지수(pH)가 9 미만일 경우에는 형성되는 폴리도파민 나노 입자의 직경이 100 nm 이상으로 형성되거나, 균일하지 못한 문제가 있으며, 13을 초과하는 경우에는 폴리도파민의 고분자화 속도가 빨라져 나노 입자화 되지 않는 문제가 있다.
In addition, it is preferable that the hydrogen ion concentration index (pH) in step 1 is 9-13. If the hydrogen ion concentration index (pH) is less than 9 in step 1, the diameters of the formed polydopamine nanoparticles are more than 100 nm or uneven. If the diameters exceed 13, There is a problem that the polymerization rate is increased and the nanoparticles are not formed.

다음으로, 본 발명에 따른 폴리도파민 나노 입자의 제조방법에 있어서, 단계 2는 상기 단계 1에서 제조된 용액과 도파민 염을 혼합하는 단계이다.Next, in the method for producing the polydodamine nanoparticles according to the present invention, Step 2 is a step of mixing the solution prepared in Step 1 and a dopamine salt.

상기 단계 1에서 제조된 용액에 도파민 염을 첨가하면 첨가된 도파민 염은 자발적 고분자화를 거쳐서 최종적으로 폴리도파민으로 바뀔 수 있다.
When the dopamine salt is added to the solution prepared in step 1, the added dopamine salt can be converted into poly-dopamine through spontaneous polymerization.

구체적으로, 상기 단계 3의 혼합 용액에서 도파민 염의 몰농도는 1 내지 30 mM인 것이 바람직하다. 만약, 상기 단계 3의 혼합 용액에서 도파민 염의 몰농도가 1 mM 미만일 경우에는 도파민의 자발적 고분자화가 되기 어려워 최종적으로 폴리도파민 나노 입자가 형성되지 않는 문제가 있으며, 30 mM를 초과하는 경우에는 용액 속의 도파민의 농도가 높아져 빠른 고분자화로 인해 균일한 폴리도파민 나노 입자를 얻기 어려운 문제가 있다.
Specifically, the molar concentration of the dopamine salt in the mixed solution of step 3 is preferably 1 to 30 mM. If the molar concentration of the dopamine salt is less than 1 mM in the mixed solution of step 3, it is difficult to spontaneously polymerize the dopamine, resulting in a problem that the polydodamine nanoparticle is not finally formed. When the concentration exceeds 30 mM, There is a problem that it is difficult to obtain uniform polydopamine nanoparticles due to the rapid polymerization.

또한, 상기 단계 3의 도파민 염은 도파민을 포함하고 있는 염이면 제한되지 않고 사용할 수 있으나, 일례로써 도파민 염산염((HO)2C6H3CH2CH2NH2ㆍCl)을 사용할 수 있다.
The dopamine salt of step 3 may be used without limitation as long as it contains dopamine. For example, dopamine hydrochloride ((HO) 2 C 6 H 3 CH 2 CH 2 NH 2 Cl) may be used.

다음으로, 본 발명에 따른 폴리도파민 나노 입자의 제조방법에 있어서, 단계3은 상기 단계 2에서 제조된 혼합 용액을 교반(Stirring)하는 단계이다.Next, in the method for producing the polydodamine nanoparticles according to the present invention, Step 3 is a step of stirring the mixed solution prepared in Step 2 above.

상기 단계 3은 상기 단계 2에서 제조된 수소 이온 농도 지수(pH)를 조절한 용액과 도파민 염의 혼합 용액이 자발적 고분자화를 거쳐 최종적으로 폴리도파민으로 고분자화 되게 하는 과정으로써, 상기 단계 3을 거쳐 최종적으로 폴리도파민 나노 입자를 형성할 수 있다. 또한, 교반을 통해 입자의 교반이 고루 이루어져, 균일한 크기 분포를 가지는 폴리도파민 나노 입자를 제조할 수 있다.
The step 3 is a process of making a mixed solution of a solution prepared by adjusting the hydrogen ion concentration index (pH) prepared in the step 2 and a dopamine salt to spontaneously polymerize and finally to polymerize into polydopamine, To form polydopamine nanoparticles. In addition, stirring of the particles is uniformly carried out through agitation, so that the polydodamine nanoparticles having a uniform size distribution can be produced.

구체적으로, 상기 단계 3에서 교반은 자석 교반(Magnetic stirring)을 통해 수행할 수 있으며, 상기 단계 3의 교반 속도는 100 내지 1,000 rpm의 회전 속도로 수행할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
Specifically, the stirring in the step 3 may be performed by magnetic stirring, and the stirring speed of the step 3 may be performed at a rotation speed of 100 to 1,000 rpm, but is not limited thereto.

이때, 상기 단계 3의 교반은 12 내지 24 시간 동안 수행할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
At this time, stirring of the step 3 may be performed for 12 to 24 hours, but is not limited thereto.

또한, 상기 단계 3의 교반은 10 내지 40 ℃의 온도 사이에서 수행하는 것이 바람직하다. 만약, 상기 단계 3의 교반을 10 ℃의 온도 미만에서 수행할 경우에는 저온 환경으로 인하여 생기는 낮은 반응속도로 인해 제대로 생성된 폴리도파민 입자를 얻을 수 없는 문제가 있으며, 40 ℃의 온도를 초과하는 경우에는 고온 환경으로 인하여 생기는 높은 반응속도로 인해 폴리도파민이 입자 형태로 뭉쳐지지 않는인 문제가 있다.
In addition, stirring of step 3 is preferably performed at a temperature of 10 to 40 캜. If the stirring of step 3 is carried out at a temperature lower than 10 ° C, there is a problem that polydopamine particles properly formed can not be obtained due to a low reaction rate due to a low temperature environment. When the temperature exceeds 40 ° C There is a problem in that the polypodamine does not aggregate in the form of particles due to the high reaction rate caused by the high temperature environment.

나아가, 상기 단계 3에서 교반을 수행하여, 균일한 폴리도파민 나노 입자를 형성한 후, 형성되는 폴리도파민 나노 입자를 원심분리한 후 세척과정을 거쳐 최종적으로 나노 입자를 얻을 수 있다.
Further, stirring may be performed in step 3 to form uniform polydopamine nanoparticles, followed by centrifugation of the formed polydopamine nanoparticles, followed by washing to finally obtain nanoparticles.

일례로써, 1 시간 정도 원심분리를 통한 세척과정을 거치면, 실험 후 튜브 아래에 최종적으로 모아진 폴리도파민 나노 입자를 얻을 수 있다. 최초 원심분리 후 증류수(DI Water)를 이용해 세척하면 다른 이온들을 거를 수 있고 이에 따라 순수한 폴리도파민 나노 입자를 얻을 수 있다. 이때, 폴리도파민 입자의 크기에 따라 원심분리기의 분당 회전수(rpm)는 조절될 수 있다. 일반적으로 입자의 크기가 작을수록 분당 회전수를 고속으로(약 40,000 rpm) 수행하는 것이 바람직하며, 입자의 크기가 클수록 분당 회전수를 저속(약 14,000 rpm)으로 수행하는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않고 적절하게 분당 회전수를 조절하여 폴리도파민 나노 입자를 수득할 수 있다.
By way of example, after one hour of centrifugation, polydopamine nanoparticles finally collected under the tube after the experiment can be obtained. After initial centrifugation, it is washed with distilled water (DI Water) to remove other ions and thus to obtain pure polydopamine nanoparticles. At this time, the revolutions per minute (rpm) of the centrifugal separator can be adjusted according to the size of the polydodamine particle. Generally, it is preferable to perform the rotation speed per minute at a high speed (about 40,000 rpm) as the particle size is smaller, and it is preferable to perform the rotation speed per minute at a low speed (about 14,000 rpm) And the number of revolutions per minute is appropriately adjusted to obtain the polydodamine nanoparticles.

상기와 같은 제조방법으로 얻은 폴리도파민 나노 입자의 직경은 1 내지 100 nm인 것이 바람직하다. 만약, 상기의 제조방법으로 얻은 폴리도파민 나노 입자의 직경이 1 nm 미만일 경우에는 (입자의 크기가 매우 작아서 생기는 문제점)인 문제가 있으며, 100 nm를 초과하는 경우에는 (입자의 크기가 커서 생기는 문제점)인 문제가 있다.
The diameter of the polydodamine nanoparticles obtained by the above-described production method is preferably 1 to 100 nm. If the diameter of the polydodamine nanoparticles obtained by the above production method is less than 1 nm (a problem caused by a very small particle size), there is a problem. When the diameter exceeds 100 nm (a problem caused by a large particle size ).

또한, 본 발명은In addition,

상기의 제조방법으로 제조되는 1 내지 100 nm의 직경을 가지는 폴리도파민 나노 입자를 제공한다.
A polydopamine nanoparticle having a diameter of 1 to 100 nm produced by the above-described method is provided.

본 발명에 따른 폴리도파민 나노 입자는 다양한 분야에서 널리 쓰일 수 있으며 자연에서 얻은 단백질에서 모사한 물질이기 때문에 생체에 부작용을 일으키지 않는 높은 생체 적합성을 가지고 있다. The polydodamine nanoparticles according to the present invention can be widely used in various fields and have high biocompatibility that does not cause adverse effects on the living body since it is a substance simulated in a protein obtained from nature.

또한, 어느 물질에도 잘 붙는 높은 접착성 덕분에 인체나 생물학적으로 많은 분야에 응용될 수 있는데, 그 일례로 의료용 접합제로 사용해 부작용을 줄이거나, 인공 뼈, 인공 근육 등을 들 수 있다. In addition, due to its high adhesion to any material, it can be applied to many human or biological fields. For example, artificial bones and artificial muscles can be used as medical adhesives to reduce side effects.

나아가, 폴리도파민은 우수한 접착성으로 인해 산업용으로도 사용이 가능한데, 그 일례로 방탄소재, 노트북이나 전기 차에 사용되는 2차 전지, 염료 감응형 태양전지를 들 수 있다. Furthermore, polydopamine can be used for industrial applications due to its excellent adhesiveness. Examples thereof include bulletproof materials, secondary batteries used in notebooks and electric vehicles, and dye-sensitized solar cells.

이와 같이 폴리도파민은 방사선 영상, 의료, 나노, 첨단 기계 산업 분야에 응용될 수 있다. 특히, 폴리도파민 나노 입자에 약물을 붙여 인체에 특정 치료한 부위에 표적시킨 후 접합한 약물을 방출해 질병을 치유할 수 있는 약물 전달 시스템(Drug Delivery System : DDS)을 위한 약물 전달체(Drug carrier)로서 사용될 수 있는 높은 가능성을 가지고 있다.
Thus, polydopamine can be applied to radiographic imaging, medical, nano, and advanced machinery industries. In particular, a drug delivery system (Drug Delivery System) for Drug Delivery System (DDS), which is capable of applying a drug to a polydodamine nanoparticle to target a specific therapeutic site to the human body, Which has a high possibility of being used.

이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Experimental Examples.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
However, the following examples and experimental examples are intended to illustrate the contents of the present invention, but the scope of the invention is not limited by the examples and the experimental examples.

<실시예 1> 폴리도파민 나노 입자의 제조 1Example 1 Preparation of Polydodamine Nanoparticles 1

단계 1 : 수산화나트륨(NaOH) 1 M 용액을 적정하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 9인 용액을 제조하였다.
Step 1: A 1 M solution of sodium hydroxide (NaOH) was titrated to prepare a solution having a hydrogen ion concentration index (pH) of 9.

단계 2 : 상기 단계 1에서 제조된 용액에 도파민 염산염((HO)2C6H3CH2CH2NH2ㆍCl) 분말을 10 mM이 되도록 첨가하여 혼합 용액을 제조한다.
Step 2: Dopamine hydrochloride ((HO) 2 C 6 H 3 CH 2 CH 2 NH 2 Cl) powder is added to the solution prepared in step 1 so as to have a concentration of 10 mM to prepare a mixed solution.

단계 3 : 상기 단계 2에서 제조된 혼합 용액을 18 시간 동안 자석 교반(Magnetic stirring) 하여 폴리도파민 나노 입자를 형성하였다.Step 3: The mixed solution prepared in step 2 was subjected to magnetic stirring for 18 hours to form polydodamine nanoparticles.

그 후, 폴리도파민 나노 입자가 들어있는 용액을 세척 과정과 더불어 원심분리기를 이용해 폴리도파민 나노 입자를 분리해 낸다. 최초 원심분리 후 증류수(DI Water)를 이용해 세척한 후 다시 원심분리를 하였으며, 원심분리 과정은 분당 회전수 14,000 rpm으로 수행하여 폴리도파민 나노 입자를 제조하였다.Then, the solution containing the polydodamine nanoparticles is washed and the polydopamine nanoparticles are separated using a centrifuge. After initial centrifugation, the cells were washed with distilled water (DI Water) and centrifuged again. The centrifugation was performed at 14,000 rpm per minute to prepare polydodamine nanoparticles.

이때, 상기 실시예 1에서 제조된 폴리도파민 나노 입자의 직경은 50 내지 60 nm를 나타내었다.
At this time, the diameter of the polydodamine nanoparticles prepared in Example 1 was 50 to 60 nm.

<실시예 2> 폴리도파민 나노 입자의 제조 2&Lt; Example 2 > Preparation of Polydodamine Nanoparticles 2

상기 실시예 1의 단계 1에서 수산화나트륨(NaOH) 1 M 용액을 적정하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 10인 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 폴리도파민 나노 입자를 제조하였다.Except that a 1 M solution of sodium hydroxide (NaOH) was titrated in step 1 of Example 1 to prepare a solution having a hydrogen ion concentration index (pH) of 10, to prepare a polydodamine nanoparticle Respectively.

이때, 상기 실시예 2에서 제조된 폴리도파민 나노 입자의 직경은 40 내지 50 nm를 나타내었다.
At this time, the diameter of the polydodamine nanoparticles prepared in Example 2 was 40 to 50 nm.

<실시예 3> 폴리도파민 나노 입자의 제조 3&Lt; Example 3 > Preparation of Polydodamine Nanoparticles 3

상기 실시예 1의 단계 1에서 수산화나트륨(NaOH) 1 M 용액을 적정하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 11인 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 폴리도파민 나노 입자를 제조하였다.Except that a 1 M solution of sodium hydroxide (NaOH) was titrated in Step 1 of Example 1 to prepare a solution having a hydrogen ion concentration index (pH) of 11, to prepare a polydodamine nanoparticle Respectively.

이때, 상기 실시예 3에서 제조된 폴리도파민 나노 입자의 직경은 20 내지 30 nm를 나타내었다.
At this time, the diameter of the polydodamine nanoparticles prepared in Example 3 was 20 to 30 nm.

<실시예 4> 폴리도파민 나노 입자의 제조 5Example 4 Preparation of Polydodamine Nanoparticles 5

상기 실시예 1의 단계 1에서 수산화나트륨(NaOH) 1 M 용액을 적정하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 12인 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 폴리도파민 나노 입자를 제조하였다.Except that a 1 M solution of sodium hydroxide (NaOH) was titrated in Step 1 of Example 1 to prepare a solution having a hydrogen ion concentration index (pH) of 12, and the preparation of the polydodamine nanoparticles Respectively.

이때, 상기 실시예 4에서 제조된 폴리도파민 나노 입자의 직경은 10 내지 20 nm를 나타내었다.
At this time, the diameter of the polydodamine nanoparticles prepared in Example 4 was 10 to 20 nm.

<실시예 5> 폴리도파민 나노 입자의 제조 5&Lt; Example 5 > Preparation of Polydodamine Nanoparticles 5

상기 실시예 1의 단계 1에서 수산화나트륨(NaOH) 1 M 용액을 적정하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 13인 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 폴리도파민 나노 입자를 제조하였다. 이때, 원심분리 과정은 분당 회전수 40,000 rpm으로 수행하여 폴리도파민 나노 입자를 제조하였다.Except that a 1 M solution of sodium hydroxide (NaOH) was titrated in Step 1 of Example 1 to prepare a solution having a hydrogen ion concentration index (pH) of 13, thereby preparing the polydodamine nanoparticles Respectively. At this time, the centrifugation process was performed at 40,000 rpm per minute to prepare polydodamine nanoparticles.

또한, 상기 실시예 5에서 제조된 폴리도파민 나노 입자의 직경은 3 내지 5 nm를 나타내었다.
The diameter of the polydodamine nanoparticles prepared in Example 5 was 3 to 5 nm.

<실시예 6> 폴리도파민 나노 입자의 제조 6Example 6 Preparation of Polydodamine Nanoparticles 6

상기 실시예 1의 단계 1에서 트리스(NH2C(CH2OH)3) 10 mM를 증류수(DI Water)와 혼합하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 9인 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 폴리도파민 나노 입자를 제조하였다.Except that 10 mM of tris (NH 2 C (CH 2 OH) 3 ) was mixed with distilled water (DI Water) in the step 1 of Example 1 to prepare a solution having a hydrogen ion concentration index (pH) Polydodamine nanoparticles were prepared in the same manner as in Example 1.

이때, 상기 실시예 6에서 제조된 폴리도파민 나노 입자의 직경은 50 내지 60 nm를 나타내었다.
At this time, the diameter of the polydodamine nanoparticles prepared in Example 6 was 50 to 60 nm.

<실시예 7> 폴리도파민 나노 입자의 제조 7Example 7 Production of Polydodamine Nanoparticles 7

상기 실시예 1의 단계 1에서 트리스(NH2C(CH2OH)3) 10 mM를 증류수(DI Water)와 혼합하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 10인 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 폴리도파민 나노 입자를 제조하였다.Except that 10 mM of tris (NH 2 C (CH 2 OH) 3 ) was mixed with distilled water (DI Water) in step 1 of Example 1 to prepare a solution having a hydrogen ion concentration index (pH) Polydodamine nanoparticles were prepared in the same manner as in Example 1.

이때, 상기 실시예 7에서 제조된 폴리도파민 나노 입자의 직경은 40 내지 50 nm를 나타내었다.
At this time, the diameter of the polydodamine nanoparticles prepared in Example 7 was 40 to 50 nm.

<실시예 8> 폴리도파민 나노 입자의 제조 8&Lt; Example 8 > Preparation of Polydodamine Nanoparticles 8

상기 실시예 1의 단계 1에서 트리스(NH2C(CH2OH)3) 10 mM를 증류수(DI Water)와 혼합하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 11인 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 폴리도파민 나노 입자를 제조하였다.Except that 10 mM of tris (NH 2 C (CH 2 OH) 3 ) was mixed with distilled water (DI Water) in step 1 of Example 1 to prepare a solution having a hydrogen ion concentration index (pH) Polydodamine nanoparticles were prepared in the same manner as in Example 1.

이때, 상기 실시예 8에서 제조된 폴리도파민 나노 입자의 직경은 30 내지 40 nm를 나타내었다.
At this time, the diameter of the polydodamine nanoparticles prepared in Example 8 was 30 to 40 nm.

<실시예 9> 폴리도파민 나노 입자의 제조 9Example 9 Preparation of Polydodamine Nanoparticles 9

상기 실시예 1의 단계 1에서 트리스(NH2C(CH2OH)3) 10 mM를 증류수(DI Water)와 혼합하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 12인 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 폴리도파민 나노 입자를 제조하였다.Except that 10 mM of tris (NH 2 C (CH 2 OH) 3 ) was mixed with distilled water (DI Water) in step 1 of Example 1 to prepare a solution having a hydrogen ion concentration index (pH) Polydodamine nanoparticles were prepared in the same manner as in Example 1.

이때, 상기 실시예 9에서 제조된 폴리도파민 나노 입자의 직경은 20 내지 30 nm를 나타내었다.
At this time, the diameter of the polydodamine nanoparticles prepared in Example 9 was 20 to 30 nm.

<실시예 10> 폴리도파민 나노 입자의 제조 10Example 10 Preparation of Polydodamine Nanoparticles 10

상기 실시예 1의 단계 1에서 트리스(NH2C(CH2OH)3) 10 mM를 증류수(DI Water)와 혼합하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 13인 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 폴리도파민 나노 입자를 제조하였다. 이때, 원심분리 과정은 분당 회전수 40,000 rpm으로 수행하여 폴리도파민 나노 입자를 제조하였다.Except that 10 mM Tris (NH 2 C (CH 2 OH) 3 ) was mixed with distilled water (DI Water) in the step 1 of Example 1 to prepare a solution having a hydrogen ion concentration index (pH) Polydodamine nanoparticles were prepared in the same manner as in Example 1. At this time, the centrifugation process was performed at 40,000 rpm per minute to prepare polydodamine nanoparticles.

또한, 상기 실시예 10에서 제조된 폴리도파민 나노 입자의 직경은 3 내지 5 nm를 나타내었다.
The diameter of the polydodamine nanoparticles prepared in Example 10 was 3 to 5 nm.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

상기 실시예 1의 단계 1에서 수산화나트륨(NaOH) 1 M 용액을 적정하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 13.5인 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 폴리도파민을 제조하였다.Polydodamine was prepared in the same manner as in Example 1 except that a 1 M solution of sodium hydroxide (NaOH) was titrated in Step 1 of Example 1 to prepare a solution having a pH of 13.5.

이때, 상기 비교예 1에서 제조된 폴리도파민은 입자 형태를 띄지 않는다.
At this time, the polydodamine prepared in Comparative Example 1 is not in the form of particles.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

상기 실시예 1의 단계 1에서 트리스(NH2C(CH2OH)3) 10 mM를 증류수(DI Water)와 혼합하여 수소 이온 농도 지수(pH)가 13.5인 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 폴리도파민을 제조하였다.Except that 10 mM of tris (NH 2 C (CH 2 OH) 3 ) was mixed with distilled water (DI Water) in step 1 of Example 1 to prepare a solution having a hydrogen ion concentration index (pH) of 13.5. Polydodamine was prepared in the same manner as in Example 1.

이때, 상기 비교예 2에서 제조된 폴리도파민은 입자 형태를 띄지 않는다.
At this time, the polydodamine prepared in Comparative Example 2 does not have a particle shape.

<실험예 1> 투과 전자 현미경(TEM) 분석<Experimental Example 1> Transmission electron microscope (TEM) analysis

본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 폴리도파민 나노 입자의 형상을 모폴로지를 확인하기 위하여, 상기 실시예 1, 실시예 5 및 비교예 1에서 제조된 폴리도파민 나노 입자를 투과 전자 현미경(Transmission electron microscope, TEM)으로 관찰하였으며, 그 결과를 도 1 및 도 2에 나타내었다.
In order to confirm the morphology of the shapes of the polydodamine nanoparticles produced by the production method according to the present invention, the polydodamine nanoparticles prepared in Example 1, Example 5 and Comparative Example 1 were observed under a transmission electron microscope (TEM) TEM). The results are shown in Figs. 1 and 2. Fig.

도 2에 나타낸 바와 같이, 수소 이온 농도 지수(pH)가 13.5인 용액에서 제조된 폴리도파민은 입자 형태를 이루지 못한 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 2, it can be confirmed that the polypdopamine prepared in the solution having the hydrogen ion concentration index (pH) of 13.5 does not form a particle shape.

반면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 실시예 1 및 실시예 2의 폴리도파민 나노 입자는 둥근 형상을 가진 것을 알 수 있다. 또한, 상기 실시예 1에서 제조된 폴리도파민 나노 입자의 직경은 50 내지 60 nm의 범위를 가지며, 균일한 크기 분포를 가지고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 실시예 2에서 제조된 폴리도파민 나노 입자의 크기 직경은 3 내지 5 nm의 범위를 가지며, 마찬가지로 균일한 크기 분포를 가지고 있는 것을 확인할 수 있다. 이를 통하여 본 발명에 따른 제조방법으로 폴리도파민 나노 입자를 제조할 수 있음을 확인하였다.On the other hand, as shown in FIG. 1, the polydodamine nanoparticles of Example 1 and Example 2 produced by the manufacturing method according to the present invention have a round shape. In addition, the diameter of the polydodamine nanoparticles prepared in Example 1 ranges from 50 to 60 nm and has a uniform size distribution. Also, it can be confirmed that the size of the polydodamine nanoparticles prepared in Example 2 ranges from 3 to 5 nm and has a uniform size distribution. Thus, it was confirmed that polydopamine nanoparticles can be prepared by the production method according to the present invention.

또한, 본 발명에 따른 제조방법으로 폴리도파민 나노 입자의 입자 크기를 조절할 수 있음을 확인할 수 있다.
In addition, it can be confirmed that the particle size of the polydodamine nanoparticles can be controlled by the manufacturing method according to the present invention.

<실험예 2> 변환 적외선 분광법(FT-IR) 분석Experimental Example 2 Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) Analysis

본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 폴리도파민 나노 입자의 구조를 확인하기 위하여, 상기 실시예 1에서 제조된 폴리도파민 나노 입자를 변환 적외선 분광법(Fourier transform-infrared spectroscopy, FT-IR)으로 분석하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
In order to confirm the structure of the polydodamine nanoparticles prepared by the production method according to the present invention, the polydodamine nanoparticles prepared in Example 1 were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) The results are shown in Fig.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 실시예 1의 폴리도파민 나노 입자는 폴리도파민 화학식을 만족함을 알 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 제조방법으로 폴리도파민 구조를 가진 나노 입자를 제조할 수 있음을 확인하였다.As shown in FIG. 3, the polydodamine nanoparticles of Example 1 prepared by the manufacturing method according to the present invention satisfy the polydopamine formula. Thus, it was confirmed that nanoparticles having a polydopamine structure can be prepared by the production method according to the present invention.

Claims (3)

수소 이온 농도 지수(pH)가 9 내지 13인 용액을 제조하는 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 제조된 용액과 도파민 염을 혼합하는 단계(단계 2); 및
상기 단계 2에서 제조된 혼합 용액을 교반(Stirring)하는 단계(단계 3);를 포함하는 폴리도파민 나노 입자의 제조방법.
Preparing a solution having a hydrogen ion concentration index (pH) of 9 to 13 (step 1);
Mixing the solution prepared in step 1 with a dopamine salt (step 2); And
And a step (Stirling) of the mixed solution prepared in the step 2 (step 3).
제1항에 있어서,
상기 단계 3의 교반은 10 내지 40 ℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 폴리도파민 나노 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the stirring of step 3 is performed at a temperature of 10 to 40 ° C.
제1항에 있어서,
상기 폴리도파민 나노 입자의 직경은 1 내지 100 nm인 것을 특징으로 하는 폴리도파민 나노 입자의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the diameter of the polydodamine nanoparticles is 1 to 100 nm.
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