KR20160027577A - 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자 및 그 형광 입자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 나노입자 및 그 형광 나노입자의 제조방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 유기고분자 물질을 반응 모체로 하여, 산을 통해 상기 유기고분자 물질을 탈 수 반응시켜 제조되어 형광 특성, 암세포 타깃팅 및 생체이미지, 약물 전달, 센서, 진단 기능을 갖게 되는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자에 관한 것이다.
Description
본 발명은 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 나노입자 및 그 형광 나노입자의 제조방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 산(acid)물질을 이용하여 유기 고분자를 탈수반응시켜, 형광 특성을 갖는 생체적합성 형광 나노 입자를 제조하는 방법에 관한 것이다.
형광 입자의 중요한 응용은 차세대의 형광 입자를 얻기 위한 방법이 요구된다. 하지만 생체 적합성, 생체 안정성 및 추가 제조의 범위에 관련하여, 현재 형광 입자는 여전히 무 결성, 감도와 선택도를 유지하는 데 어려운 특성을 가지고 있다.
또한 일반적으로 바이오 복합체의 동일한 기능은 크기, 형상 및 원소 조성에 크게 의존한다. 또한 형광 입자는 기존의 형광 유기 프로브를 통해 독특한 화학적, 광학적 특성을 가지고 있다. 또한, 다중의 민감도, 안정성 및 기능은 그들에게 생명 의학 및 생물학적 목적을 위해 세포 내 모니터링을 가능하게 하는 가장 유용한 특성이다.
생명과학에 있어서 형광 기반 기술은 분자 생물학에서 질병 진단에 이르기까지 여러 가지 기초 생명 현상을 규명하는 데에 폭넓게 응용되고 있다. 특히, 형광 기반 기술에서는 형광 강도뿐 아니라, 여기광의 파장, 형광의 파장, 형광 수명 또는 형광 이방성을 포함하는 다양한 실험 변수(parameter)를 이용함으로써, 복수의 표적에 대한 신호를 다중화할 수 있고, 나노미터 수준의 해상도와 단일 분자 수준의 감도를 제공한다.
최근, 이중결합과 단일결합의 반복구조를 특징으로 하는 공액 고분자(conjugated polymer)는 최첨단 기능성 소재로 유기전자소재, 센서 신호 변환물질 등과 같은 고부가가치의 소재로서 각광받고 있다. π-공액 주쇄에서 기인한 반도체적 전기전도성 및 가시광 영역대의 흡수 및 발광 특성에 의해 이러한 고분자는 유기태양전지나 유기 발광다이오드, 유기트랜지스터의 활성층으로 응용하기에 적합할 뿐만 아니라 소재의 유연성, 유기합성에 의한 구조 변형의 용이함, 대량 생산 가능성 등의 장점으로 인해 미래형 유기전자소재로 연구·개발되고 있으며, 공액 고분자에 수용성을 부여하고 바이오와의 접목을 통해 바이오 센서 및 바이오이미징에 응용하려는 연구가 최근 활발히 진행되고 있다.
바이오센서는 생화학 및 생물학적 종(species) 또는 반응에 의해 일어나는 신호를 전기적 또는 광학적 신호로 변환하는 소재로, 여러 과학 분야의 기반기술을 필요로 하는 미래형 융합기술의 결정체인 스마트 소재이다. 인류 건강에 대한 관심이 꾸준히 증대하여 유전 정보의 분석, 질병의 진단, 환경 검사에 대한 연구가 요구됨에 따라 이러한 센서 기술의 개발은 양적으로나 질적으로나 계속적으로 증가하고 있는 추세다.
한편, 형광의 나노입자는 생물학적 영상기술, 센서 기술, 마이크로어레이, 및 광학적 컴퓨팅과 같은 생물 공학적 적용 및 정보 적용의 지시약 및 광자 공급원으로서 대단한 장래성을 가진다. 이러한 적용은 특히 고차원의 구조로 배열되거나 생물학적 거대분자에 결합될 수 있으며, 크기-조절된 밝은 단순분산 나노입자를 필요로 한다. 형광 나노 물질 중에서 특히, 실리카 나노 입자 안에는 다양한 형광 염료를 넣어서 원하는 빛을 내도록 만들 수 있기 때문에 실리카를 암진단이나 약물전달에 사용하기 위한 연구가 세계적으로 활발하게 진행되고 있다.
그러나 이러한 형광물질은 크기, 모양 및 농도 의존적 세포 독성 효과뿐만 아니라 생리간 독성이 있다는 문제점이 있어서 거대한 생화학 및 생물 의학 분야는 항상 고급 감도와 선택성을 가진, 가장 유망한 형광 입자로는 적합하지 않다.
(특허문헌 0001) 국내등록특허 제803649호
(특허문헌 0002) 국내등록특허 제1348074호
(특허문헌 0003) 국내등록특허 제750819호
(비특허문헌 0001) 유기 형광 나노프로브의 설계 합성과 특성분석 및 세포/생체 영상화에 대한 연구, 2011, 이용덕,
(비특허문헌 0002) 형광나노입자의 제조와 이를 이용한 신경전달물질 센싱 연구, 2008, 나영주
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면, 다양한 유기 고분자 물질의 다양한 분자량을 이용해서 간단한 탈수 반응을 통해 형광 입자를 형성할 수 있고, 암세포 타깃팅 및 생체이미지, 약물 전달, 센서, 진단 및 생물 의학 분야에서 널리 이용될 수 있는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 나노입자 및 그 형광 나노입자의 제조방법을 제공하는데 그 목적을 갖는다.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 제1목적은 유기고분자 물질을 반응 모체로 하여, 산을 통해 상기 유기고분자 물질을 탈 수 반응시켜 제조되어, 형광 특성을 갖게 되는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자로서 달성될 수 있다.
또한, 상기 반응 모체는, 히알루론산, 폴리비닐피롤리돈 및 전분 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 산은 황산, 염산 및 질산 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 형광 입자는 -COOH기를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 반응모체가 히알루론산으로 구성된 경우, 탈수 반응 시간에 따라 형광특성이 달라지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 반응모체가 히알루론산으로 구성된 경우, 탈수 반응 시간에 따라 녹색광 또는 청색광을 띄는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 반응모체가 폴리비닐피롤리돈 또는 플루로닉으로 구성된 경우, 청색광을 띄는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 반응모체가 전분으로 구성된 경우, 청색광을 띄는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 전분은 감자, 옥수수, 찹쌀 및 고구마 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 히알루론산의 분자량은 10,000 내지 10,000,000 g/mol인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 폴리비닐피롤리돈의 분자량은 1,000 내지 1,000,000 g/mol인 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 폴리비닐피롤리돈의 분자량은 1,000 내지 1,000,000 g/mol인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은, 형광입자의 제조방법에 있어서, 히알루론 산으로 구성된 반응 모체를 준비하는 단계; 상기 반응 모체에 황산, 질산 또는 염산을 첨가하여, 상온에서 반응시키는 탈수 반응단계; 및 투석 후 공결건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자의 제조방법으로서 달성될 수 있다.
또한, 상기 탈수 반응 단계는 80 ~ 100초 동안 진행되며, 상기 형광입자는 청색광을 띄는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 탈수 반응 단계는 9 ~ 11분 동안 진행되며, 상기 형광입자는 녹색광을 띄는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제3목적은, 형광입자의 제조방법에 있어서, 폴리비닐피롤리돈으로 구성된 반응 모체를 준비하는 단계; 상기 반응 모체에 황산, 질산 또는 염산을 첨가하여, 상온에서 반응시키는 탈수 반응단계; 및 투석 후 공결건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자의 제조방법으로서 달성될 수 있다.
또한, 상기 탈수 반응 단계는 4 ~ 6분 동안 진행되며, 상기 형광입자는 청색광을 띄는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제4목적은, 형광입자의 제조방법에 있어서, 플루로닉으로 구성된 반응 모체를 준비하는 단계; 상기 반응 모체에 황산, 질산 또는 염산을 첨가하여, 상온에서 반응시키는 탈수 반응단계; 및 투석 후 공결건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자의 제조방법으로서 달성될 수 있다.
그리고, 상기 탈수 반응 단계는 4 ~ 6분 동안 진행되며, 상기 형광입자는 청색광을 띄는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제5목적은, 형광입자의 제조방법에 있어서, 감자, 옥수수, 찹쌀 및 고구마 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전분으로 구성된 반응 모체를 준비하는 단계; 상기 반응 모체에 황산, 질산 또는 염산을 첨가하여, 상온에서 반응시키는 탈수 반응단계; 및 투석 후 공결건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자의 제조방법으로서 달성될 수 있다.
그리고, 상기 탈수 반응 단계는 50 ~ 70분 동안 진행되며, 상기 형광입자는 청색광을 띄는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2목적 내지 제5목적에 있어서, 상기 탈수반응 단계 후에 중화, 희석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
따라서, 설명한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의하면, 다양한 유기 고분자 물질의 다양한 분자량을 이용해서 간단한 탈수 반응을 통해 형광 입자를 형성 할 수 있는 장점이 있으며, 암세포 타깃팅 및 생체이미지, 약물 전달, 센서, 진단 및 생물 의학 분야에서 널리 이용될 수 있는 장점을 갖는다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 1H-NMR 구조 분석 결과를 나타낸 그래프,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 1H-NMR 구조 분석 결과를 나타낸 그래프,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산과 제2 형광입자-히알루론 산의 UV-vis를 통해서 변환된 이중 결합을 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산을 UV 주사로 인한 형광을 확인한 사진,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산을 UV 주사로 인한 형광을 확인한 사진,
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 DLS를 통해 크기를 나타낸 그래프,
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 DLS를 통해 크기를 나타낸 그래프,
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산과 제2 형광입자-히알루론 산의 TEM을 통해 형광 입자의 형태를 측정한 결과사진,
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 AFM을 통해 형광 입자의 형태를 측정한 결과사진과 그래프,
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광 입자-히알루론 산의 AFM을 통해 형광 입자의 형태를 측정한 결과사진과 그래프,
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광 입자-히알루론 산의 conforcal을 나타낸 결과 사진,
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 conforcal의 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 15는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 conforcal을 나타낸 결과 사진,
도 16은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 conforcal의 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 17은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 세포 독성을 확인하기 위한 MTT를 나타낸 그래프,
도 18은 본 발명의 제1실시예 1에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 세포 독성을 확인하기 위한 MTT를 나타낸 그래프,
도 19는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 XPS로 변환된 결합을 나타낸 그래프,
도 20은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 XPS로 변환된 결합을 나타낸 그래프,
도 21은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 XRD로 변환된 입자 특성을 나타낸 그래프,
도 22는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 XRD로 변환된 입자 특성을 나타낸 그래프,
도 23은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산과 제2 형광 입자-히알루론 산의 zeta-potential로 pH 5.0-8.5에서 카르복실기의 변화로 인한 특성을 나타낸 그래프,
도 24는 본 발명의 제2실시예에 따라 제조한 형광 입자-폴리비닐피롤리돈을 UV-vis를 통해서 변환된 이중 결합을 나타낸 그래프,
도 25는 본 발명의 제2실시예에 따라 제조한 형광 입자-폴리비닐피롤리돈을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 26은 본 발명의 제3실시예에 따라 제조한 형광 입자-플루로닉을 UV-vis를 통해서 변환된 이중 결합을 나타낸 그래프,
도 27은 본 발명의 제3실시예에 따라 제조한 형광 입자-플루로닉을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 28은 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(감자, 옥수수, 찹쌀, 고구마)을 UV 주사로 인해 형광을 나타낸 결과 사진,
도 29는 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(감자)을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 30은 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(옥수수)을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 31은 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(찹쌀)을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 32는 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(고구마)을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 1H-NMR 구조 분석 결과를 나타낸 그래프,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산과 제2 형광입자-히알루론 산의 UV-vis를 통해서 변환된 이중 결합을 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산을 UV 주사로 인한 형광을 확인한 사진,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산을 UV 주사로 인한 형광을 확인한 사진,
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 DLS를 통해 크기를 나타낸 그래프,
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 DLS를 통해 크기를 나타낸 그래프,
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산과 제2 형광입자-히알루론 산의 TEM을 통해 형광 입자의 형태를 측정한 결과사진,
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 AFM을 통해 형광 입자의 형태를 측정한 결과사진과 그래프,
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광 입자-히알루론 산의 AFM을 통해 형광 입자의 형태를 측정한 결과사진과 그래프,
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광 입자-히알루론 산의 conforcal을 나타낸 결과 사진,
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 conforcal의 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 15는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 conforcal을 나타낸 결과 사진,
도 16은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 conforcal의 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 17은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 세포 독성을 확인하기 위한 MTT를 나타낸 그래프,
도 18은 본 발명의 제1실시예 1에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 세포 독성을 확인하기 위한 MTT를 나타낸 그래프,
도 19는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 XPS로 변환된 결합을 나타낸 그래프,
도 20은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 XPS로 변환된 결합을 나타낸 그래프,
도 21은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 XRD로 변환된 입자 특성을 나타낸 그래프,
도 22는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 XRD로 변환된 입자 특성을 나타낸 그래프,
도 23은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산과 제2 형광 입자-히알루론 산의 zeta-potential로 pH 5.0-8.5에서 카르복실기의 변화로 인한 특성을 나타낸 그래프,
도 24는 본 발명의 제2실시예에 따라 제조한 형광 입자-폴리비닐피롤리돈을 UV-vis를 통해서 변환된 이중 결합을 나타낸 그래프,
도 25는 본 발명의 제2실시예에 따라 제조한 형광 입자-폴리비닐피롤리돈을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 26은 본 발명의 제3실시예에 따라 제조한 형광 입자-플루로닉을 UV-vis를 통해서 변환된 이중 결합을 나타낸 그래프,
도 27은 본 발명의 제3실시예에 따라 제조한 형광 입자-플루로닉을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 28은 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(감자, 옥수수, 찹쌀, 고구마)을 UV 주사로 인해 형광을 나타낸 결과 사진,
도 29는 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(감자)을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 30은 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(옥수수)을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 31은 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(찹쌀)을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프,
도 32는 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(고구마)을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
<
실시예에
따른 형광입자의 구성>
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 나노입자의 구성에 대해 설명하도록 한다. 본 발명의 실시예에 따른 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 나노입자는 산(H2SO4, HCl, HNO3 등)을 통해 다양한 유기고분자를 탈수시켜 제조하게 된다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 형광입자는 여러 종류의 폴리머 또는 전분을 산으로 탈수시켜 -COOH기를 갖고, 청색 등을 발광하는 형광 입자로 구성될 수 있다.
이러한 여러 종류의 폴리머는 히알루론 산, 폴리비닐피롤리돈 또는 플루로닉이고, 전분은 고구마, 옥수수, 찹쌀, 감자 등이 될 수 있다.
[제1실시예]
본 발명의 제1실시예에 따른 형광입자는, 황산(H2SO4), 염산(HCl) 또는 질산(HNO3)으로, 히알루론산을 탈수시켜, -COOH기를 갖는 형광입자로 구성될 수 있다. 이하의 화학식 1은 본 발명의 제1실시예의 형광입자에 사용되는 유기고분자인 히알루론산의 화학식을 나타낸 것이다.
[화학식 1]
화학식 1의 히알루론산을, 황산(H2SO4), 염산(HCl) 또는 질산(HNO3)으로 탈수시켜 -COOH기를 갖고 반응시간에 따라 청색, 녹색을 띄는 형광입자를 구성하게 된다. 즉, 히알루론산과 산(H2SO4, HCl, HNO3)을 약 80초 내지 100초(바람직하게는 90초) 정도 반응시킨 경우 청색광을 띄는 제1 형광입자-히알루론산을 구성하게 되고, 약 9분 내지 11분(바람직하게는 10분)정도 반응시킨 경우 녹색광을 띄는 제2 형광입자-히알루론산을 구성하게 된다.
이하의 화학식 2는 히알루론산과, 제1 형광입자-히알루론산의 화학식을 나타낸 것이다.
[화학식 2]
화학식 2에 도시된 바와 같이, 히알루론산(좌측)에, 산(H2SO4, HCl, HNO3)을 약 90초 정도 반응시켜 탈수하게 되면, -COOH기를 갖고 청색광을 띄는 제1 형광입자-히알루론산이 구성되게 됨을 알 수 있다.
또한, 이하의 화학식 3은 히알루론산과, 제2 형광입자-히알루론산의 화학식을 나타낸 것이다.
[화학식 3]
화학식 3에 도시된 바와 같이, 히알루론산(좌측)에, 산(H2SO4, HCl, HNO3)을 약 10분 정도 반응시켜 탈수하게 되면, -COOH기를 갖고 녹색광을 띄는 제2 형광입자-히알루론산이 구성되게 됨을 알 수 있다.
또한, 화학식 2 또는 3으로 표시되는 본 발명의 제1실시예에 따른 형광 입자로 사용한 히알루론산의 분자량은, 10,000 내지 10,000,000 g/mol으로 구성되며, 더욱 바람직하게는 100,000 내지 2,000,000 g/mol로 구성될 수 있다.
[제2실시예]
본 발명의 제2실시예에 따른 형광입자는, 황산(H2SO4), 염산(HCl) 또는 질산(HNO3)으로, 폴리비닐피롤리돈을 탈수시켜, -COOH기를 갖고 청색광을 띄는 형광입자로 구성될 수 있다. 이하의 화학식 4는 본 발명의 제2실시예의 형광입자에 사용되는 유기고분자인 폴리비닐피롤리돈의 화학식을 나타낸 것이다.
[화학식 4]
화학식 4의 폴리비닐피롤리돈을, 황산(H2SO4), 염산(HCl) 또는 질산(HNO3)으로 탈수시켜 -COOH기를 갖고 청색을 띄는 형광입자를 구성하게 된다. 즉, 폴리비닐피롤리돈과 산(H2SO4, HCl, HNO3)을 상온에서 약 4분 내지 6분(바람직하게는 5분) 정도 반응시킨 경우 청색광을 띄는 형광입자-폴리비닐피롤리돈을 구성하게 된다.
이하의 화학식 5는 폴리비닐피롤리돈과, 본 발명의 제2실시예에 따른 형광입자-폴리비닐피롤리돈의 화학식을 나타낸 것이다.
[화학식 5]
이러한 화학식 5로 구성되는 본 발명의 제2실시예에 따른 형광 입자에 사용된 폴리비닐피롤리돈의 분자량은 1,000 내지 1,000,000 g/mol로 구성될 수 있고, 더욱 바람직하게는 10,000 내지 100,000 g/mol로 구성될 수 있다.
[제3실시예]
본 발명의 제3실시예에 따른 형광입자는, 황산(H2SO4), 염산(HCl) 또는 질산(HNO3)으로, 플루로닉을 탈수시켜, -COOH기를 갖고 청색광을 띄는 형광입자로 구성될 수 있다. 이하의 화학식 6은 본 발명의 제3실시예의 형광입자의 모체로 사용되는 유기고분자인 플루로닉의 화학식을 나타낸 것이다.
[화학식 6]
화학식 6의 플루로닉을, 황산(H2SO4), 염산(HCl) 또는 질산(HNO3)으로 탈수시켜 -COOH기를 갖고 청색을 띄는 형광입자를 구성하게 된다. 즉, 플루로닉과 산(H2SO4, HCl, HNO3)을 상온에서 약 4분 내지 6분(바람직하게는 5분) 정도 반응시킨 경우 청색광을 띄는 형광입자-플루로닉을 구성하게 된다.
이하의 화학식 7는 플루로닉과, 본 발명의 제3실시예에 따른 형광입자-플루로닉의 화학식을 나타낸 것이다.
[화학식 7]
상기 화학식 7로 구성되는 본 발명의 제3실시예에 따른 형광 입자의 모체로 사용된 플루로닉의 분자량은 1,000 내지 1,000,000 g/mol로 구성될 수 있고, 더욱 바람직하게는 10,000 내지 100,000 g/mol으로 구성될 수 있다.
[제4실시예]
본 발명의 제4실시예에 따른 형광입자는, 황산(H2SO4), 염산(HCl) 또는 질산(HNO3)으로, 전분을 탈수시켜, -COOH기를 갖고 청색광을 띄는 형광입자로 구성될 수 있다. 이하의 화학식 8은 본 발명의 제4실시예의 형광입자의 모체로 사용되는 전분을 나타낸 것이다.
[화학식 8]
화학식 8의 전분을, 황산(H2SO4), 염산(HCl) 또는 질산(HNO3)으로 탈수시켜 -COOH기를 갖고 청색을 띄는 형광입자를 구성하게 된다. 이러한 전분은 감자, 옥수수, 찹쌀, 고구마 등을 사용하여 제조할 수 있다. 이러한 전분과 산(H2SO4, HCl, HNO3)을 상온에서 약 50분 내지 70분(바람직하게는 60분) 정도 반응시킨 경우 청색광을 띄는 형광입자-전분을 구성하게 된다.
이하의 화학식 9는 전분과, 본 발명의 제4실시예에 따른 형광입자-전분의 화학식을 나타낸 것이다.
[화학식 9]
<
실시예에
따른 형광입자 제조방법>
본 발명의 실시에에 따른 형광물질의 모체로 사용되는 유기 고분자를 바이알 병에 충전 후 증류수를 첨가한 후, 산(H2SO4, HCl, HNO3)을 첨가하여 상온에서 반응시키게 된다. 반응 후 증류수에 희석한 후 투석을 하였다. 투석이 끝난 후 동결건조를 통해서 정제한 후 가루 형태의 형광 입자를 얻었다.
[제1실시예]-히알루론 산을 모체로 제조한 형광 입자
히알루론산 0.2g을 바이알 병에 충전 후 증류수 10ml를 첨가하여 용해시킨 후, 황산(30N)을 10ml 첨가하여 상온에서 90초, 10분간 반응시킨다. 반응 후 수산화나트륨(1.5N) 200ml에 중화시킨 후 투석을 48시단 동안 하였다. 투석 후 동결 건조를 통해 제1실시예에 따른 형광 입자 0.16g을 얻었다.
[제2실시예]-폴리비닐피롤리돈을 모체로 제조한 형광 입자
폴리비닐피롤리돈 0.25g을 바이알에 충전시켰다. 증류수 5ml를 첨가한 후 완전히 섞이면, 황산 10ml를 첨가한 후 상온에서 5분 동안 반응시켰다. 반응 후 증류수 200ml에 희석한 후 투석을 24시간 동안 하였다. 투석이 끝난 후 동결건조를 통해서 정제한 후 가루 형태의 형광 입자를 얻었다.
[제3실시예]-플루로닉을 모체로 제조한 형광 입자
플루로닉 0.25g을 바이알에 충전시켰다. 증류수 5ml를 첨가한 후 완전히 섞이면 황산 10ml를 첨가한 후 상온에서 5분 동안 반응시켰다. 반응 후 증류수 200ml에 희석한 후 투석을 24시간 동안 하였다. 투석이 끝난 후 동결건조를 통해서 정제한 후 가루 형태의 형광 입자를 얻었다.
[제4실시예]-전분을 모체로 제조한 형광 입자
전분(감자, 옥수수, 찹쌀, 고구마) 0.25g을 바이알에 충전시켰다. 증류수 5ml를 첨가한 후 완전히 섞이면 황산 10ml를 첨가한 후 100℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 반응 후 증류수 200ml에 희석한 후 투석을 24시간 동안 하였다. 투석이 끝난 후 동결건조를 통해서 정제한 후 가루 형태의 형광 입자를 얻었다.
<
실험예
>
[실험예 1] - 형광 입자 구조 확인
본 발명의 실시예에 따른 형광 나노입자의 구조를 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 실시하였다.
앞서 언급한 본 발명의 제1실시예의 구조에 대한 분석을 1H-NMR, UV-vis, DLS, TEM, TEM, XRD, XPS 등으로 확인하여 그 결과를 도 1 내지 3, 도 8 내지 도 12, 도 19 내지 도 22에 도시하였다. 도 1 내지 도 3, 도 19 내지 도 22에 도시된 바와 같이, 형광 입자의 변환된 이중 결합을 확인했다.
도 1 및 도 2는 1H-NMR 분석 결과이다. 구체적으로, 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광 입자-히알루론산의 1H-NMR 구조 분석 결과를 나타낸 그래프이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광 입자-히알루론 산의 1H-NMR 구조 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
형광 나노입자의 구조분석을 위해 1H-NMR을 분석한 결과, 도 1에 도시된 바와 같이, 2.0 내지 2.4ppm 사이에서 HA의 변화를 확인할 수 있다. 또한 도 2에 도시된 바와 같이, HA의 변환된 이중결합으로 인해 HA의 변화를 확인할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광 입자-히알루론 산과 제2 형광 입자-히알루론 산(의 UV-vis를 통해서 변환된 이중 결합을 나타낸 그래프이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 형광 입자의 변환된 이중 결합을 확인하기 위해 UV-vis를 분석한 결과, 280nm에서 변환된 이중 결합을 확인할 수 있다.
또한, 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 DLS를 통해 크기를 나타낸 그래프이다. 그리고, 도 9는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 형광 입자-히알루론 산(10분)의 DLS를 통해 크기를 나타낸 그래프이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 형광입자-히알루론 산을 형성한 후 29nm의 크기를 확인할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 형광입자-히알루론 산을 형성한 후 13nm의 크기를 확인할 수 있음을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산과 제2 형광입자-히알루론 산의 TEM을 통해 형광 입자의 형태를 측정한 결과사진을 도시한 것이다. 형광 입자의 형태를 확인하기 위해 TEM을 분석한 결과, 도 10에 도시된 바와 같이, 형광 나노입자의 형태를 확인할 수 있었다.
그리고, 도 11은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 AFM을 통해 형광 입자의 형태를 측정한 결과사진과 그래프를 도시한 것이다. 도 12는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광 입자-히알루론 산의 AFM을 통해 형광 입자의 형태를 측정한 결과사진과 그래프를 도시한 것이다. 형광 나노입자의 형태를 확인하기 위해 AFM을 분석한 결과, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 형광입자-히알루론 산과 제2 형광입자-히알루론 산의 입자 형태를 확인할 수 있었다.
또한, 도 19는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 XPS로 변환된 결합을 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 도 20은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 XPS로 변환된 결합을 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 본 발명의 제1실시예에서 얻어진 각각의 형광 입자를 XPS로 분석한 결과, 도 19에 도시된 바와 같이 제1 형광입자-히알루론 산의 경우, 532eV, 538eV에서 O1s피크가 확인되었고, 397eV에서 N1s피크를 확인 할 수 있다. 또한, 282~290eV에서 C1s피크를 확인되었다.
또한, 도 19와는 달리 도 20에서 도시된 바와 같이, 제2 형광입자-히알루론 산의 경우, 293eV에 C1s 피크와, 407eV에 N1s피크가 나타남으로 형광 입자의 변환된 결합을 확인할 수 있었다.
도 21은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 XRD로 변환된 입자 특성을 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 그리고, 도 22는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 XRD로 변환된 입자 특성을 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 본 발명의 제1실시예에서 얻어진 각각의 형광 입자를 XRD로 분석한 결과, 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 2θ에서 10내지 30°에서 제1 형광입자-히알루론 산과 제2 형광입자-히알루론 산 사이의 일반적인 탄화된 입자의 비정질 특성을 확인할 수 있었다. 또한 도 22에 도시된 바와 같이, 21°의 XRD 피크는 비정질 상태인 것을 확인할 수 있었다.
또한, 본 발명의 제2실시 예의 구조에 대한 분석을 UV-vis으로 확인하였다. 도 24는 본 발명의 제2실시예에 따라 제조한 형광 입자-폴리비닐피롤리돈을 UV-vis를 통해서 변환된 이중 결합을 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 형광 입자의 변환된 이중 결합을 확인하기 위해 UV-vis를 분석한 결과, 도 24에 도시된 바와 같이, 280nm에서 변환된 이중 결합을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3실시예의 구조에 대한 분석을 UV-vis으로 확인하였다. 도 26은 본 발명의 제3실시예에 따라 제조한 형광 입자-플루로닉을 UV-vis를 통해서 변환된 이중 결합을 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 형광 입자의 변환된 이중 결합을 확인하기 위해 UV-vis를 분석한 결과, 도 26에 도시된 바와 같이, 280nm에서 변환된 이중 결합을 확인할 수 있음을 알 수 있다.
[실험예 2] - 형광 입자의 형광시험
본 발명의 제1실시예에서 수득한 형광 입자의 형광의 세기를 측정하기 위하여 수득된 결과물에 대해 PL을 측정하였다. 도 4 및 도 5에서는 제1 형광입자-히알루론 산, 도 6 및 도 7은 제2 형광입자-히알루론 산의 형광의 세기를 나타내었다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 형광입자-히알루론 산의 Excitation에 따른 형광의 세기를 확인하였다. 그 결과 360nm의 Excitation에서 가장 강한 형광세기를 확인하였다. 또한, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산을 UV 주사로 인한 형광을 확인한 사진을 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 254, 365nm의 UV를 주사한 결과 254nm에서 형광을 나타내지 않았고, 365nm에서 청색 형광을 나타내었다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 형광입자-히알루론 산의 Excitation에 따른 형광의 세기를 확인하였다. 그 결과 300nm의 Excitation에서 가장 강한 형광세기를 확인하였다. 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산을 UV 주사로 인한 형광을 확인한 사진을 도시한 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 254, 365nm의 UV를 주사한 결과 254nm에서 주황색의 형광과, 365nm에서 녹색 형광을 나타내었다.
또한, 본 발명의 제2실시예에서 수득한 형광 입자-폴리비닐피롤리돈의 형광을 측정하기 위해서 수득된 결과물에 대한 이미지와 FL을 측정하였다. 도 25는 본 발명의 제2실시예에 따라 제조한 형광 입자-폴리비닐피롤리돈을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 도 25에 도시된 바와 같이, 형광 입자의 형광 이미지와 형광 세기를 확인하였다. 그 결과 350nm의 Excitation에서 가장 강한 형광세기를 확인하였고, 도 25에서, 365nm의 UV를 주사한 결과, 365nm에서 청색 형광을 나타내었다.
또한, 본 발명의 제3실시예에서 수득한 형광 입자-플루로닉의 형광을 측정하기 위해서 수득된 결과물에 대한 이미지와 FL을 측정하였다. 도 27은 본 발명의 제3실시예에 따라 제조한 형광 입자-플루로닉을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 도 27에 도시된 바와 같이, 형광 입자의 형광 이미지와 형광 세기를 확인하였다. 그 결과 300nm의 Excitation에서 가장 강한 형광세기를 확인 하였고, 도 27에서 365nm의 UV를 주사한 결과, 365nm에서 청색 형광을 나타내었다.
그리고, 본 발명의 제4실시예에서 수득한 형광 입자의 형광을 측정하기 위해서 수득된 결과물에 대해 FL을 측정하였다. 도 28은 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(감자, 옥수수, 찹쌀, 고구마)을 UV 주사로 인해 형광을 나타낸 결과 사진을 도시한 것이다. 그리고, 도 29는 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(감자)을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프를 도시한 것이고, 도 30은 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(옥수수)을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 또한, 도 31은 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(찹쌀)을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프를 도시한 것이고, 도 32는 본 발명의 제4실시예에 따라 제조한 형광 입자-전분(고구마)을 PL을 통해 형광의 세기를 나타낸 그래프를 도시한 것이다.
즉, 도 28에서는 형광 입자-전분의 형광 이미지를 나타내었고, 도 29, 도 30, 도 31 및 도 32는 형광 입자-전분의 형광 세기를 나타내었다.
도 29에 도시된 바와 같이, 형광 입자-전분(감자)의 Excitation에 따른 형광의 세기를 확인하였다. 그 결과 300nm의 Excitation에서 가장 강한 형광세기를 확인 하였고, 도 28에서 365nm의 UV를 주사한 결과, 청색 형광을 나타내었다.
또한, 도 30에 도시된 바와 같이, 형광 입자-전분(옥수수)의 Excitation에 따른 형광의 세기를 확인하였고, 그 결과 300nm의 Excitation에서 가장 강한 형광세기를 확인 하였고, 도 28에서 365nm의 UV를 주사한 결과, 청색 형광을 나타내었다.
그리고, 도 31에 도시된 바와 같이, 형광 입자-전분(찹쌀)의 Excitation에 따른 형광의 세기를 확인하였고, 그 결과 370nm의 Excitation에서 가장 강한 형광세기를 확인하였고, 도 28에서 365nm의 UV를 주사한 결과, 청색 형광을 나타내었다.
또한, 도 32에 도시된 바와 같이, 형광 입자-전분(고구마)의 Excitation에 따른 형광의 세기를 확인하였고, 결과 300nm의 Excitation에서 가장 강한 형광세기를 확인하였고, 도 28에서 365nm의 UV를 주사한 결과, 청색 형광을 나타내었다.
[실험예 3] - 암세포 목표 시험
본 발명의 제1실시예에서 수득한 형광 입자의 암세포 목표 시험을 확인하기 위하여 수득된 결과물에 대해 confocal을 측정하여 그 결과를 도 13 내지 16에 나타내었다.
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광 입자-히알루론 산의 conforcal을 나타낸 결과 사진을 도시한 것이고, 도 14는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 conforcal의 형광의 세기를 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 형광입자-히알루론 산의 세포 내 목표된 것을 나타냄을 알 수 있고, 도 14는 도 13의 형광의 세기를 나타낸 것으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 일반 세포보다 암세포에 형광의 세기가 더 크게 나타남을 알 수 있다.
도 15는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 conforcal을 나타낸 결과 사진을 나타낸 것이고, 도 16은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 conforcal의 형광의 세기를 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 제2 형광입자-히알루론 산의 세포 내 목표된 것을 나타냄을 알 수 있고, 도 16은 도 15의 형광의 세기를 나타낸 것으로, 도 16에 도시된 바와 같이, 일반 세포와 암세포에 형광의 세기가 비슷하게 나타남을 알 수 있다.
[실험예 4] - 세포 독성 시험
본 발명의 제1실시예에서 수득한 형광 입자의 세포 독성을 확인하기 위하여 수득된 결과물에 대해 MTT를 측정하여 그 결과를 도 17 및 도 18에 나타내었다.
도 17은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조한 제1 형광입자-히알루론 산의 세포 독성을 확인하기 위한 MTT를 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 형광 입자-히알루론 산의 MTT 결과로, 1.0-0.001 mg/ml 농도에서 MDCK, MDAMB, A-549 세포에서 모두 독성이 없는 것을 알 수 있다.
도 18은 본 발명의 제1실시예 1에 따라 제조한 제2 형광입자-히알루론 산의 세포 독성을 확인하기 위한 MTT를 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 도 18에 도시된 바와 같이, 형광 입자-히알루론 산(10분)의 MTT 결과로, 1.0-0.001 mg/ml 농도에서 MDCK, MDAMB, A-549 세포에서 모두 독성이 없는 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
Claims (22)
- 유기고분자 물질을 반응 모체로 하여, 산을 통해 상기 유기고분자 물질을 탈 수 반응시켜 제조되어, 형광 특성을 갖게 되는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자.
- 제 1항에 있어서,
상기 반응 모체는,
히알루론산, 폴리비닐피롤리돈 및 전분 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자.
- 제 1항에 있어서,
상기 산은
황산, 염산 및 질산 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자.
- 제 1항에 있어서,
상기 형광 입자는 -COOH기를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자.
- 제2항에 있어서,
상기 반응모체가 히알루론산으로 구성된 경우, 탈수 반응 시간에 따라 형광특성이 달라지는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자.
- 제 5항에 있어서,
상기 반응모체가 히알루론산으로 구성된 경우, 탈수 반응 시간에 따라 녹색광 또는 청색광을 띄는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자.
- 제 2항에 있어서,
상기 반응모체가 폴리비닐피롤리돈 또는 플루로닉으로 구성된 경우, 청색광을 띄는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자.
- 제 2항에 있어서,
상기 반응모체가 전분으로 구성된 경우, 청색광을 띄는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자.
- 제 8항에 있어서,
상기 전분은 감자, 옥수수, 찹쌀 및 고구마 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자.
- 제 2항에 있어서,
상기 히알루론산의 분자량은 10,000 내지 10,000,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자.
- 제 2항에 있어서,
상기 폴리비닐피롤리돈의 분자량은 1,000 내지 1,000,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자.
- 제 2항에 있어서,
상기 폴리비닐피롤리돈의 분자량은 1,000 내지 1,000,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자.
- 형광입자의 제조방법에 있어서,
히알루론 산으로 구성된 반응 모체를 준비하는 단계;
상기 반응 모체에 황산, 질산 또는 염산을 첨가하여, 상온에서 반응시키는 탈수 반응단계; 및
투석 후 공결건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자의 제조방법.
- 제 13항에 있어서,
상기 탈수 반응 단계는 80 ~ 100초 동안 진행되며, 상기 형광입자는 청색광을 띄는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자의 제조방법.
- 제 13항에 있어서,
상기 탈수 반응 단계는 9 ~ 11분 동안 진행되며, 상기 형광입자는 녹색광을 띄는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자의 제조방법.
- 형광입자의 제조방법에 있어서,
폴리비닐피롤리돈으로 구성된 반응 모체를 준비하는 단계;
상기 반응 모체에 황산, 질산 또는 염산을 첨가하여, 상온에서 반응시키는 탈수 반응단계; 및
투석 후 공결건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자의 제조방법.
- 제 16항에 있어서,
상기 탈수 반응 단계는 4 ~ 6분 동안 진행되며, 상기 형광입자는 청색광을 띄는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자의 제조방법.
- 형광입자의 제조방법에 있어서,
플루로닉으로 구성된 반응 모체를 준비하는 단계;
상기 반응 모체에 황산, 질산 또는 염산을 첨가하여, 상온에서 반응시키는 탈수 반응단계; 및
투석 후 공결건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자의 제조방법.
- 제 16항에 있어서,
상기 탈수 반응 단계는 4 ~ 6분 동안 진행되며, 상기 형광입자는 청색광을 띄는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자의 제조방법.
- 형광입자의 제조방법에 있어서,
감자, 옥수수, 찹쌀 및 고구마 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전분으로 구성된 반응 모체를 준비하는 단계;
상기 반응 모체에 황산, 질산 또는 염산을 첨가하여, 상온에서 반응시키는 탈수 반응단계; 및
투석 후 공결건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자의 제조방법.
- 제 20항에 있어서,
상기 탈수 반응 단계는 50 ~ 70분 동안 진행되며, 상기 형광입자는 청색광을 띄는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자의 제조방법.
- 제13항, 제16항, 제18항 또는 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탈수반응 단계 후에 중화, 희석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 고분자의 탈수반응을 이용한 형광 입자의 제조방법.
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