KR20190060677A - Method for preparing nanoparticles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 나노입자의 제조방법과 이에 따라 제조되는 나노입자 및 나노입자를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 어떠한 독성 물질 및 계면활성제도 첨가하지 않으면서 단순화시킨 공정으로 하나 이상의 식물 추출물을 함유하는 나노입자를 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이에 따라 제조된 나노입자, 및 나노입자를 포함하는 암 치료 또는 예방용 약학 조성물 또는 암 개선 또는 예방용 식품 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing nanoparticles and a composition comprising the nanoparticles and nanoparticles thus prepared. More specifically, the present invention relates to a method for preparing nanoparticles containing one or more plant extracts in a simplified process without adding any toxicants and surfactants. The present invention also relates to a pharmaceutical composition for treating or preventing cancer, which comprises the nanoparticles thus prepared, and nanoparticles, or a composition for improving or preventing cancer.
종래의 항암 화학요법이 가져오는 부작용을 피하기 위하여, 하나 또는 둘 이상의 식물 추출물을 이용하는 항암 치료제들이 다수 보고되고 있다. 그러나, 식물 추출물은 인체에 무해하다는 측면에서 대체의학으로 각광받고 있을지라도 용해성이 극히 낮아 경구 투여가 제한되거나, 또는 약물 전달능이 떨어져 원하는 표적 부위을 타겟하는 것이 어렵거나, 원하는 효과를 얻기 위하여 고용량을 사용해야 하거나, 또는 저장 안정성이 보장되지 않는다는 등 다양한 문제점들을 갖고 있다.In order to avoid the side effects brought about by conventional chemotherapy, there have been reported many anticancer drugs using one or two or more plant extracts. However, even though plant extracts are harmless to human body, they are very low in solubility even though they are in the spotlight as alternative medicine. Oral administration is limited, or it is difficult to target a desired target site because of low drug transferring ability, or to use a high dose Or storage stability is not ensured.
이에, 당업계에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 다양한 노력이 행해지고 있으며, 그 중 하나는 나노입자화와 같은 나노 기술의 적용이다. 나노입자의 크기 및 표면 전하는 입자의 부착(adhesion) 및 세포와의 상호작용에 영향을 미치며, 이는 궁극적으로 나노입자의 세포 흡수 경로 및 효율이 달라지게 한다. 또한, 나노입자의 형태는 나노입자의 제조방법, 나노입자 제조시 사용되는 유도화제 및 안정화제 등과의 상호작용에 의존하는데, 이는 타겟 수용체에 대한 결합능, 마크로파지에 의한 포획 회피능 등에 영향을 미친다. Accordingly, various efforts have been made in the art to solve these problems, one of which is the application of nanotechnology such as nanoparticle formation. The size and surface charge of the nanoparticles affect the adhesion of the particles and their interaction with the cell, which ultimately leads to changes in the nanoparticle's cellular uptake path and efficiency. In addition, the shape of the nanoparticles depends on the interaction with the nanoparticle preparation method, the inducing agent and the stabilizer used in the production of the nanoparticles, and affects the binding ability to the target receptor and the ability to capture by the macrophage.
이와 같은 나노입자를 제조하는 방법에 관한 선행기술의 예는 공개특허공보 제10-2009-0112444호(2009.10.28)이며, 이는 브로콜리 나노입자를 함유하는 식용 가능 조성물을 제공하기 위한 발명이다. 그러나, 이러한 선행기술에는 식용 가능한 레시틴 유상을 CH2Cl2 또는 클로로포름에 소량 녹여 건조시킨 후, 상기 유상에 브로콜리 수용성 추출물을 교반한 후 초음파 분산기로 분산시키는 단계를 포함하는데, 식물 추출물 이외의 성분 또는 물 이외의 용매가 사용됨에 따라 입자 응집 현상이 일어나 나노입자가 생성되지 않거나 또는 나노입자가 균질하게 생성되지 않는다는 등의 한계점을 나타낸다.An example of the prior art on a method for producing such nanoparticles is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2009-0112444 (2009.10.28), which is an invention for providing an edible composition containing broccoli nanoparticles. However, this prior art includes a step of dissolving edible lecithin oil in a small amount in CH 2 Cl 2 or chloroform, drying the broth, dispersing the broccoli water-soluble extract in the oil phase with an ultrasonic disperser, The use of a solvent other than water causes particle agglomeration phenomenon, which means that nanoparticles are not produced or nanoparticles are not homogeneously produced.
따라서, 나노입자를 제조하는 방법에 있어서 공정 조건을 최적화시켜 우수한 성질을 갖는 나노입자를 수득하는 것은 당 업계에서 매우 중요한 관심사로 대두되고 있다.Therefore, in the method for producing nanoparticles, it is an important concern in the art to obtain nanoparticles having excellent properties by optimizing the process conditions.
본 발명자들은 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 나노입자의 신규 제조방법을 개발하기 위하여 예의 노력한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 본 발명의 제조방법은 다양한 식물 추출물에 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 단독의 식물 추출물 외에도 둘 이상의 복합 식물 추출물에 대해서도 적용할 수 있으므로, 종래 기술의 문제점을 해결하는 것에 그치는 것이 아니라 다양한 용도가 제공될 수 있을 것으로 기대된다.The present inventors have made intensive efforts to develop a novel method for producing nanoparticles capable of solving the problems of the prior art, and have completed the present invention. The method of the present invention can be applied not only to various plant extracts but also to two or more complex plant extracts in addition to a single plant extract. Therefore, the present invention is not limited to solving the problems of the prior arts, It is expected to be possible.
본 발명의 일 측면에서, 본 발명의 나노입자 제조방법은 하기 단계를 포함한다:In one aspect of the present invention, the method for preparing nanoparticles of the present invention comprises the following steps:
a) 하나 이상의 식물 추출물을 물에 용해시켜 저장액(stock solution)을 제조하는 단계,a) Preparing a stock solution by dissolving one or more plant extracts in water,
b) 상기 저장액을 70℃ 내지 100℃ 온도의 물에 적하 방식 또는 분무 방식으로 첨가하는 단계, 및b) Adding the stock solution to water at a temperature of 70 DEG C to 100 DEG C by a dropping or spraying method, and
c) 초음파 분쇄를 적용하는 단계. c) Applying ultrasonic pulverization.
바람직하게는, 상기 a) 단계의 식물 추출물은 분무 건조 방법에 의해 제조된다.Preferably, the plant extract of step a) is prepared by a spray drying method.
바람직하게는, 상기 b) 단계의 적하 방식 또는 분무 방식은 저장액을 소정의 속도로 첨가한다. 상기 소정의 속도는 일정한 속도 또는 이미 결정된 속도로 첨가하는 것을 의미한다. 예를 들어 0.1 내지 1.0 ml/min의 속도일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferably, the dropping or spraying method of step b) includes adding the stock solution at a predetermined rate. The predetermined speed means adding at a constant speed or at an already determined speed. For example, 0.1 to 1.0 ml / min, but is not limited thereto.
바람직하게는, 상기 b) 단계에서 저장액이 첨가되는 물의 온도는 100℃이다.Preferably, the temperature of the water to which the storage liquid is added in step b) is 100 ° C.
바람직하게는, 상기 c) 단계에서 초음파 분쇄를 적용하여 생성된 용액을 동결건조한다. 이와 같이 동결건조된 나노입자는 저장안정성이 뛰어나며, 실제 사용할 때까지 보관하기에 용이하다. 선택적으로, 상기 동결 건조 전에 감압 농축을 수행할 수 있다.Preferably, the solution produced by applying ultrasonic pulverization in the step c) is lyophilized. Such freeze-dried nanoparticles are excellent in storage stability and are easy to store until they are actually used. Optionally, reduced pressure concentration can be performed prior to the lyophilization.
본 발명의 일 측면에서, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 나노입자는 약학 조성물에 유효성분으로서 포함될 수 있다.In one aspect of the present invention, the nanoparticles prepared according to the production method of the present invention can be contained as an active ingredient in a pharmaceutical composition.
본 발명에 따른 약학 조성물은 암을 예방 또는 치료할 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 약학 조성물에 포함되는 나노입자가 어떠한 추출물을 함유하는지에 따라 예방 또는 치료 대상인 질환이 달라질 수 있다는 것은 당업계의 통상의 기술자라면 용이하게 알 수 있을 것이며, 상기 질환은 암에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.The pharmaceutical composition according to the present invention can prevent or treat cancer. It will be readily appreciated by those skilled in the art that the disease to be prevented or treated may vary depending on which extract is contained in the nanoparticles contained in the pharmaceutical composition according to the present invention, It is to be understood that the invention is not limited thereto.
상기 암은 고형암일 수 있으며, 바람직하게는 뇌종양, 위암, 간암, 폐암, 갑상선암, 유방암, 자궁경부암, 대장암, 췌장암, 직장암, 대장직장암, 전립선암, 신장암, 흑색종, 골전이암, 난소암으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The cancer may be a solid tumor and is preferably selected from the group consisting of brain tumor, stomach cancer, liver cancer, lung cancer, thyroid cancer, breast cancer, cervical cancer, colon cancer, pancreatic cancer, rectal cancer, colorectal cancer, prostate cancer, kidney cancer, melanoma, Cancer. ≪ / RTI >
본 발명에서 사용되는 용어 "치료"는 본 발명에 따른 조성물의 투여로 암의 증상이 호전되거나 완치되는 모든 행위를 의미한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 용어 "예방"은 본 발명에 따른 조성물의 투여로 암의 증상을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미한다.As used herein, the term " treatment " refers to any action that improves or alleviates the symptoms of cancer upon administration of the composition of the present invention. The term " prophylactic ", as used herein, refers to all actions that inhibit or delay the onset of cancer by administration of the composition of the present invention.
본 발명의 약학 조성물 내의 식물 추출물 나노입자의 함량은 질환의 증상, 증상의 진행 정도, 환자의 상태 등에 따라서 적절히 조절 가능하다. 예컨대, 전체 조성물 중량을 기준으로 0.0001 내지 99.9 중량%, 0.1 내지 90 중량%, 1 내지 80 중량%, 1 내지 70 중량%, 1 내지 60 중량%, 또는 1 내지 50 중량%로 함유할 수 있다.The content of the plant extract nanoparticles in the pharmaceutical composition of the present invention can be appropriately adjusted according to the symptoms of the disease, the progress of symptoms, the condition of the patient, and the like. For example, from 0.0001 to 99.9% by weight, from 0.1 to 90% by weight, from 1 to 80% by weight, from 1 to 70% by weight, from 1 to 60% by weight, or from 1 to 50% by weight, based on the total weight of the composition.
본 발명의 약학 조성물은 효능 증진을 위해 식물 추출물 나노입자 이외에 추가 성분을 더 포함할 수 있다. 선택적으로, 본 발명의 약학 조성물은 약학 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다. 조성물에 함유될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제는 예를 들면 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 또는 광물유일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The pharmaceutical composition of the present invention may further contain additional components in addition to the plant extract nanoparticles for enhancing the efficacy. Alternatively, the pharmaceutical compositions of the present invention may further comprise suitable carriers, excipients and diluents conventionally used in the manufacture of pharmaceutical compositions. Examples of carriers, excipients and diluents that may be contained in the composition include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, acacia rubber, alginate, gelatin, calcium phosphate, calcium silicate, But are not limited to, cellulose, methylcellulose, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate or mineral.
본 발명의 약학 조성물은 바람직하게 경구 투여 제형일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 약학 조성물은 당업자에게 잘 알려진 기술을 이용하여 국소 투여를 위한 적합한 투여 제형으로 제형화될 수 있고, 국소 투여 제형의 경우 상기 제형은 외용제, 발포정, 좌제 등을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 본 발명의 약학 조성물은 상기 추출물을 당해 기술분야에서 잘 알려지고 일반적으로 사용되는 기제(base)와 혼합하여 외용제로 제형화될 수 있다. 상기 외용제는 에멀젼, 겔, 연고, 크림, 패치, 리니먼트, 파우더, 에어로졸, 스프레이, 로숀, 세럼, 페이스트, 폼, 점적제, 현탁액, 및 팅크를 포함할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may preferably be an oral dosage form. In addition, the pharmaceutical compositions according to the present invention may be formulated into suitable dosage forms for topical administration using techniques well known to those skilled in the art, and in the case of topical dosage forms, the formulations may include external preparations, foams, suppositories, have. In one embodiment, the pharmaceutical composition of the present invention may be formulated as an external preparation by mixing the extract with a base, which is well known in the art and commonly used. The external preparation may contain emulsions, gels, ointments, creams, patches, liniments, powders, aerosols, sprays, lotions, serums, pastes, foams, drops, suspensions and tinctures.
본 발명의 약학 조성물은 통상의 방법에 따라 환제, 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다. 경구투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 상기 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트, 수크로스 또는 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함될 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention can be formulated in the form of oral dosage forms such as pills, powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups and aerosols, external preparations, suppositories and sterilized injection solutions according to a conventional method have. In the case of formulation, it can be prepared using diluents or excipients such as fillers, extenders, binders, humectants, disintegrants, surfactants and the like which are usually used. Solid formulations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules and the like, which may contain at least one excipient such as starch, calcium carbonate, sucrose or lactose, gelatin, Can be mixed and prepared. Examples of the liquid preparation for oral use include suspensions, solutions, emulsions, and syrups. In addition to water and liquid paraffin, simple diluents commonly used, various excipients such as wetting agents, sweeteners, fragrances, preservatives and the like may be included . Formulations for parenteral administration may include sterile aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, and suppositories.
본 발명의 약학 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 개체에 투여된다. 본 발명에서 사용되는 용어 "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 개체 종류 및 중증도, 연령, 성별, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여되거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있다. 그리고 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention is administered to a subject in a pharmaceutically effective amount. As used herein, the term " pharmaceutically effective amount " means an amount sufficient to treat a disease at a reasonable benefit / risk ratio applicable to medical treatment for medical treatment, and the effective dose level will depend on the species and severity, Sex, the activity of the drug, the sensitivity to the drug, the time of administration, the route of administration and the rate of excretion, the duration of the treatment, factors including co-administered drugs, and other factors well known in the medical arts. The composition of the present invention may be administered as an individual therapeutic agent or in combination with other therapeutic agents, and may be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents. And can be administered singly or multiply. It is important to take into account all of the above factors and to administer the amount in which the maximum effect can be obtained in a minimal amount without adverse effect, and can be easily determined by those skilled in the art.
본 발명의 약학 조성물은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며, 구체적으로 암 환자의 중증도에 따라 본 발명의 조성물을 0.1 내지 100 mg/kg을 일일 1회 내지 수회 투여할 수 있다. 또한, 그 투여량은 투여 경로, 질병의 정도, 성별, 체중, 나이, 특히 환자가 갖는 중증도 등에 따라서 증감될 수 있다. 따라서 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.The pharmaceutical composition of the present invention may vary depending on the patient's age, sex, and body weight. Specifically, the composition of the present invention may be administered at a dose of 0.1 to 100 mg / kg once or several times a day depending on the severity of the cancer patient. In addition, the dose may be increased or decreased depending on the route of administration, degree of disease, sex, weight, age, and particularly, the severity of the patient. Accordingly, the dosage is not limited in any way to the scope of the present invention.
본 발명의 또다른 측면에서, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 나노입자는 식품 조성물에 포함될 수 있다. 본 발명의 식품 조성물은 암을 개선 또는 예방하기 위해 사용될 수 있다. 여기서, 본 발명의 식품 조성물에 포함되는 나노입자가 어떠한 추출물을 함유하는지에 따라, 본 발명의 식품 조성물이 개선 또는 예방하려는 대상 상태가 달라질 수 있다는 것은 당업계의 통상의 기술자라면 명확하게 알 수 있을 것이다. 따라서, 상기 식품 조성물이 개선 또는 예방하려는 대상 상태는 암에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 할 것이다.In another aspect of the present invention, nanoparticles prepared according to the method of the present invention may be included in a food composition. The food composition of the present invention can be used to improve or prevent cancer. It will be apparent to those skilled in the art that the food composition of the present invention may be subject to different conditions depending on which extract is contained in the nanoparticles contained in the food composition of the present invention will be. Thus, it should be understood that the subject condition in which the food composition is intended to be improved or prevented is not limited to cancer.
본 발명에 따른 식품 조성물에 있어서 상기 식물 추출물 나노입자 및 암은 특별한 언급이 없는 한, 각각 상기 약학 조성물에서 언급한 바와 같다.In the food composition according to the present invention, the plant extract nanoparticles and the cancer are as mentioned in the above pharmaceutical composition, respectively, unless otherwise specified.
용어 "개선"은 암이 치료되는 상태와 관련된 파라미터, 예를 들면 증상의 정도를 감소시키거나 증상의 진행 또는 악화를 지연시키거나 증상을 호전시키는 모든 행위를 의미한다.The term " improvement " means any action that decreases the degree of symptom associated with a condition in which the cancer is being treated, for example, delaying the onset or deterioration of symptoms or ameliorating symptoms.
상기 식품은 건강기능성 식품일 수 있다. 용어 "건강기능성 식품"이란, 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환 등의 형태로 제조 및 가공한 식품을 의미한다. 여기서 "기능성"이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다.The food may be a health functional food. The term " health functional food " means food prepared and processed in the form of tablets, capsules, powders, granules, liquids, and circles using raw materials and components having useful functions in the human body. The term "functional" as used herein means that the structure and function of the human body have a beneficial effect on health uses such as controlling nutrients or physiological actions.
본 발명에 따른 식품 조성물은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조 시에는 당업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나므로, 본 발명의 식품 조성물은 골 질환 치료 효과를 증진 또는 개선시키기 위한 보조제로 섭취가 가능하다. The food composition according to the present invention can be prepared by a method commonly used in the art and can be prepared by adding raw materials and ingredients which are conventionally added in the art. In addition, unlike general medicines, there is an advantage that there are no side effects that may occur when a food is used as a raw material for a long time, and the portability is excellent. Therefore, the food composition of the present invention is useful for improving or improving the bone disease treatment effect It can be taken as an adjuvant.
본 발명에 따른 식품 조성물에 유효성분으로서 포함되는 식물 추출물 나노입자의 양은 사용 목적(예방, 개선 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품의 제조 시에 본 발명의 식물 추출물 나노입자는 원료 조성물 중 0.001 내지 20 중량%, 0.001 내지 15 중량% 또는 0.001 내지 10 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 건강음료의 경우 100 mL를 기준으로 0.01 내지 2 g, 구체적으로 0.02 내지 2 g, 보다 구체적으로 0.3 내지 1 g을 가할 수 있다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하로도 사용될 수 있다.The amount of the plant extract nanoparticles contained as an active ingredient in the food composition according to the present invention can be suitably determined according to the intended use (prevention, improvement, or therapeutic treatment). Generally, the plant extract nanoparticles of the present invention may be contained in an amount of 0.001 to 20% by weight, 0.001 to 15% by weight or 0.001 to 10% by weight in the raw material composition when the food is prepared. In the case of health drinks, 0.01 to 2 g, specifically 0.02 to 2 g, more specifically 0.3 to 1 g, may be added based on 100 mL. However, in the case of long-term ingestion intended for health and hygiene purposes or for the purpose of controlling health, the above amount can also be used below the above-mentioned range.
상기 식품 조성물을 제조하는 과정에서 식품 조성물에 첨가되는 본 발명에 따른 식물 추출물 나노입자는 필요에 따라 그 함량을 적절히 가감할 수 있다.The content of the plant extract nanoparticles according to the present invention added to the food composition in the course of preparing the food composition can be appropriately adjusted.
본 발명의 식품 조성물은 효능 증진을 위해 상기 식물 추출물 나노입자 이외에 추가 성분을 더 포함할 수 있다. The food composition of the present invention may further comprise an additional component in addition to the plant extract nanoparticles for enhancing efficacy.
상기 식품 조성물은 환제, 정제, 과립, 분말, 캡슐, 액상의 용액으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 제형일 수 있다.The food composition may be any one selected from the group consisting of pills, tablets, granules, powders, capsules, and liquid solutions.
또한, 상기 식품의 종류는 특별한 제한되지 않는다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 식품을 모두 포함한다.The kind of the food is not particularly limited. Examples of the food to which the above substances can be added include dairy products including meat, sausage, bread, chocolate, candy, snack, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gums, ice cream, various soups, drinks, tea, Alcoholic beverages, and vitamin complexes, and includes foods in a conventional sense.
본 발명의 식품 조성물은 통상의 식품과 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 수크로스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. The food composition of the present invention may contain various flavors or natural carbohydrates as an additional ingredient such as ordinary food. The above-mentioned natural carbohydrates are sugar saccharides such as monosaccharides such as glucose and fructose, disaccharides such as maltose and sucrose, polysaccharides such as dextrin and cyclodextrin, and xylitol, sorbitol and erythritol. Examples of sweeteners include natural sweeteners such as tau martin and stevia extract, synthetic sweeteners such as saccharin and aspartame, and the like.
본 발명의 식품 조성물이 음료 조성물일 경우 필수 성분으로서 상기 추출물을 지시된 비율로 함유하는 외에는 액체성분에 특별한 제한점은 없으며, 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.When the food composition of the present invention is a beverage composition, there are no particular limitations on the liquid component other than the above-mentioned ingredients in the indicated proportions as an essential ingredient, and various flavors or natural carbohydrates, .
본 발명에 따른 제조방법은 어떠한 독성화학 물질 및 계면활성제도 첨가하지 않으므로, 본 발명에 의해 제조된 나노입자는 인체에 무해하다. 또한, 본 발명에 의해 제조된 나노입자가 암 치료 또는 예방용 약학 조성물에 포함되거나, 또는 암 개선 또는 예방용 식품 조성물에 포함된다고 하더라도, 제조공정에서 포함될 수 있는 불순물로 인한 부작용 또는 역효과를 억제 또는 차단하는 것이 가능하다.Since the manufacturing method according to the present invention does not add any toxic chemicals and surfactants, the nanoparticles produced by the present invention are harmless to the human body. In addition, even if the nanoparticles produced by the present invention are contained in a pharmaceutical composition for treating or preventing cancer or contained in a food composition for improving or preventing cancer, it is possible to suppress or prevent side effects or adverse effects due to impurities contained in the manufacturing process It is possible to block.
메탄올, 아세톤, 디클로로메탄 등과 같은 유기용매를 사용할 경우에는 입자 응집 현상이 발생하여 특정 크기의 나노입자가 균질하게 생성되지 못하고, 구형을 나타내지 않으며, 특히 나노입자로서 분리할 수 없게 된다. 반면, 본 발명의 제조방법에 따라 유기용매를 사용하지 않고 생성된 나노입자는 입자 응집 현상이 전혀 나타나지 않으며 높은 수율로 나노입자를 수득할 수 있는 점에서 매우 유리하다.When an organic solvent such as methanol, acetone, dichloromethane or the like is used, particle agglomeration phenomenon occurs, so that nanoparticles of a certain size are not homogeneously produced, do not show spherical shape, and can not be separated as nanoparticles. On the other hand, according to the production method of the present invention, the nanoparticles produced without using an organic solvent are very advantageous in that they do not show any aggregation of particles and can obtain nanoparticles with high yield.
더욱이, 본 발명에 따른 제조방법은 전 공정이 간단하고 비용이 저렴한 공정들로 이루어져 있으며, 또한 전 공정 시간이 짧아서 산업 적용에 매우 유리하다.Furthermore, the manufacturing method according to the present invention has a simple and cost-effective process as a whole process, and has a short total process time, which is very advantageous for industrial application.
본 발명의 제조방법에 따라 제조된 나노입자는 일반 크기의 입자에 비해 타겟 부위의 전달능, 세포내 균질한 분포, 및 생체이용률이 매우 우수하여 약리학적, 식품학적 및 화장품학적 측면에서 유리하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 나노입자는 안정적이며(stable), 제조 과정에서 유해 물질이 사용되지 않으므로 인체 유해성을 미리 배제할 수 있다.The nanoparticles prepared according to the preparation method of the present invention are superior in the transporting ability of the target site, the homogeneous distribution in the cell, and the bioavailability, compared with the particles of the general size, and thus they are advantageously used in terms of pharmacological, . In addition, since the nanoparticles of the present invention are stable and no harmful substances are used in the manufacturing process, human toxicity can be excluded in advance.
또한, 본 발명에 의해 제조된 나노입자는 그 크기가 나노 범위에서 균일하며 그 형태가 원형으로 제공된다. 뿐만 아니라, 본 발명의 방법에 따라 제조되어 특정 크기 및 형태를 갖게 되는 나노입자는 세포내에 내재화되어 균질하게 분포되는 능력이 현저하게 높다. 따라서, 본 발명에 의해 제조된 나노입자는 약리효과 또는 식품효과에 있어서도 대상체에게 균질하게 제공될 수 있다. 일반입자는 마이크로미터 범위의 크기를 갖기 때문에, 세포내 내재화 및 균질한 분포가 어렵고 본 발명의 나노입자 사용시에 관찰되는 엔도사이토시스 과정이 진행되지 않으며, 그 형태가 불규칙하기 때문에 타겟 세포에 대한 접착도 어렵다. 이러한 이유로 인해, 일반입자는 원하는 효과를 얻기 위해서는 나노입자에 비해 더 높은 농도로 사용되어야 하며, 이는 세포독성 및 부작용을 야기한다.In addition, the nanoparticles produced by the present invention are uniform in size in the nanometer range and are provided in a circular shape. In addition, the nanoparticles prepared according to the method of the present invention and having a specific size and shape are highly capable of being homogeneously distributed in the cells. Therefore, the nanoparticles produced by the present invention can be homogeneously provided to a subject in terms of pharmacological effect or food effect. Since ordinary particles have a size in the micrometer range, intracellular internalization and homogeneous distribution are difficult, the endocytosis process observed at the time of using the nanoparticles of the present invention does not proceed, and the shape is irregular. Therefore, It is difficult. For this reason, regular particles should be used at higher concentrations than nanoparticles in order to achieve the desired effect, leading to cytotoxicity and side effects.
특히, 단독의 식물 추출물 뿐만 아니라 둘 이상의 복합 식물 추출물에 대해서도 나노입자의 제조방법을 적용할 수 있으므로, 종래에 공지되어 있거나 시판되고 있는 제품에 대해서도 본 발명에 따른 제조방법의 범용적인 활용이 가능하다.Particularly, since the method for producing nanoparticles can be applied not only to a single plant extract but also to a combination of two or more complex plant extracts, it is possible to universally utilize the manufacturing method according to the present invention for a conventionally known or commercially available product .
도 1은 실시예 1에서 수득된 나노입자의 UV-visible 분광분석 흡광 스펙트럼을 나타낸다.
도 2는 HR-TEM 이미지를 나타낸다. 도 2A는 미처리 대조군을 보여주며, 도 2B는 세포질 내에 분산된 수개의 나노입자들을 보여주며, 도 2C 및 2D는 핵 내에 분포된 나노입자를 보여주며, 도 2E 및 2F는 세포막상에 존재하는 나노입자를 보여주며, 도 2G 및 2H는 세포막 내부에 존재하는 나노입자를 보여준다.
도 3a는 HepG2 간암 세포와 HBM 정상세포에 대한 MTT 어세이 결과로서 농도에 따른 세포생존율을 각각 나타내는 그래프이다. 'BRM270'은 비교예 1에서 수득된 일반입자를 가리키며, 'BRM270 nanoparticle'은 실시예 1에서 수득된 나노입자를 가리킨다.
도 3b는 HeLa 자궁경부암 세포에 대한 MTT 어세이 결과로서 농도에 대한 세포생존율을 나타내는 그래프이다.
도 4는 HepG2 간암 세포, A549 폐암 세포, HeLa 자궁경부암 세포, HBM 정상세포의 형태학적 분석을 위한 현미경 사진이다.
도 5는 HepG2 간암 세포에 대한 아폽토시스를 확인하기 위한 DAPI 어세이 결과를 나타낸다. 'BRM270 normal'은 비교예 1에서 수득된 일반입자를 가리키며, 'BRM270 NP'는 실시예 1에서 수득된 나노입자를 가리킨다.
도 6은 실시예 2에서 수득된 나노입자의 UV-visible 분광분석 흡광 스펙트럼을 나타낸다.
도 7은 비교예 2의 일반입자 및 실시예 2의 나노입자의 FE-SEM 현미경 사진을 나타낸다.
도 8은 HeLa 자궁경부암 세포에 대한 MTT 어세이 결과로서 농도에 대한 세포생존율을 나타내는 그래프이다.
도 9는 Cal72 골육종 세포 및 HeLa 자궁경부암 세포의 형태학적 분석을 위한 현미경 사진이다.
도 10은 비교예 3의 일반입자 및 실시예 3의 나노입자의 FE-SEM 현미경 사진을 나타낸다.
도 11은 비교예 4의 일반입자 및 실시예 4의 나노입자의 FE-SEM 현미경 사진을 나타낸다.
도 12는 비교예 5의 일반입자 및 실시예 5의 나노입자의 FE-SEM 현미경 사진을 나타낸다.
도 13은 비교예 6의 일반입자 및 실시예 6의 나노입자의 FE-SEM 현미경 사진을 나타낸다.
도 14는 HeLa 자궁경부암 세포에 대한 MTT 어세이 결과로서 농도에 대한 세포생존율을 나타내는 그래프이다.
도 15는 HeLa 자궁경부암 세포의 형태학적 분석을 위한 현미경 사진이다.
도 16은 비교예 7의 일반입자 및 실시예 7의 나노입자의 FE-SEM 현미경 사진을 나타낸다.
도 17의 좌측은 비교예 8의 일반입자의 FE-SEM 현미경 사진을 나타낸 것이며, 도 17의 우측은 실시예 8의 나노입자의 FE-SEM 현미경 사진을 나타낸다..
도 18은 HepG2 간암 세포에 대한 MTT 어세이 결과로서 농도에 대한 세포생존율을 나타내는 그래프이다.
도 19는 HepG2 간암 세포의 형태학적 분석을 위한 현미경 사진 및 DAPI 어세이 결과를 나타낸다.Fig. 1 shows the UV-visible spectroscopic absorption spectrum of the nanoparticles obtained in Example 1. Fig.
Figure 2 shows an HR-TEM image. FIG. 2A shows an untreated control, FIG. 2B shows several nanoparticles dispersed in the cytoplasm, FIGS. 2C and 2D show nanoparticles distributed in the nucleus, and FIGS. 2E and 2F show nano- 2G and 2H show nanoparticles present inside the cell membrane.
FIG. 3A is a graph showing cell survival rates according to concentrations as a result of MTT assay on HepG2 liver cancer cells and HBM normal cells. 'BRM270' refers to the general particles obtained in Comparative Example 1, and 'BRM270 nanoparticle' refers to the nanoparticles obtained in Example 1.
FIG. 3B is a graph showing cell survival rate as a result of MTT assay for HeLa cervical cancer cells.
FIG. 4 is a microphotograph for the morphological analysis of HepG2 liver cancer cells, A549 lung cancer cells, HeLa cervical cancer cells, and HBM normal cells.
FIG. 5 shows DAPI assay results for confirming apoptosis on HepG2 liver cancer cells. 'BRM270 normal' refers to the general particles obtained in Comparative Example 1, and 'BRM270 NP' refers to the nanoparticles obtained in Example 1.
Fig. 6 shows the UV-visible spectroscopic absorption spectrum of the nanoparticles obtained in Example 2. Fig.
7 shows an FE-SEM micrograph of the general particles of Comparative Example 2 and the nanoparticles of Example 2. Fig.
8 is a graph showing cell survival rate as a result of MTT assay for HeLa cervical cancer cells.
9 is a photomicrograph of the morphological analysis of Cal72 osteosarcoma cells and HeLa cervical cancer cells.
10 shows FE-SEM micrographs of the general particles of Comparative Example 3 and the nanoparticles of Example 3. Fig.
11 is an FE-SEM micrograph of the general particles of Comparative Example 4 and the nanoparticles of Example 4. Fig.
12 shows FE-SEM micrographs of the general particles of Comparative Example 5 and the nanoparticles of Example 5. Fig.
13 shows FE-SEM micrographs of the general particles of Comparative Example 6 and the nanoparticles of Example 6. Fig.
14 is a graph showing cell survival rate as a result of MTT assay for HeLa cervical cancer cells.
Fig. 15 is a microphotograph for morphological analysis of HeLa cervical cancer cells.
16 is an FE-SEM micrograph of the general particles of Comparative Example 7 and the nanoparticles of Example 7. Fig.
17 shows an FE-SEM micrograph of the general particle of Comparative Example 8, and the right side of FIG. 17 shows an FE-SEM micrograph of the nanoparticle of Example 8. [
18 is a graph showing cell survival rate as a result of MTT assay on HepG2 liver cancer cells.
FIG. 19 shows a micrograph and DAPI assay results for morphological analysis of HepG2 liver cancer cells.
이하 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, these examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited by these examples.
비교예 1Comparative Example 1
삼백초(Saururus chinensis), 황금, 하고초(Prunella vulgaris), 자근, 청피 및 쇠비름(Portulaca oleracea)을 각각 전체 조성물을 기준으로 21.13 중량%, 21.13 중량%, 18.3 중량%, 18.3 중량%, 14.09 중량%, 7.05 중량%의 배합비로 혼합하였다. 여기서, 황금은 속썩은풀(Scutellaria baicalensis)의 뿌리를 지칭하고, 자근은 지치(Lithospermum officinale)의 뿌리를 지칭하고, 청피는 청귤(Citrus nippokoreana)의 과피를 지칭한다. 21.13 wt.%, 21.13 wt.%, 18.3 wt.%, 18.3 wt.%, 14.09 wt.% Of Saururus chinensis , Prunella vulgaris , Rhizopus, Portulaca oleracea , , And 7.05% by weight. Here, gold refers to the roots of Scutellaria baicalensis , root refers to the roots of Lithospermum officinale , and cheongpy refers to the peel of citrus ( Citrus nippokoreana ).
상기 혼합된 물질을 광목천에 담아 추출기에 넣고 8배수의 추출수를 투입한 후 95℃ 내지 100 ℃의 온도로 10 내지 14시간 동안 추출하였다. 이에 따라 생성된 추출액을 필터로 여과하여 교반탱크로 이송한 후, 농축기를 이용하여 10브릭스(brix)의 당도가 되도록 농축하였다.The mixed material was placed in a broad bean sprout, placed in an extractor, and 8 times of extracted water was added thereto, followed by extraction at 95 to 100 ° C for 10 to 14 hours. The resulting extract was filtered with a filter, transferred to a stirring tank, and concentrated to a sugar content of 10 brix using a concentrator.
실시예 1Example 1
삼백초, 황금, 하고초, 자근, 청피 및 쇠비름을 각각 끓인 후 분무-건조하여 액상 추출물을 제조하였다.Saururus chinensis, golden, persimmon, obtusa, cheongpije, and kwangwol were boiled, respectively, and spray-dried to produce liquid extracts.
이와 같이 제조된 각각의 액상 추출물을 동일한 비율로 배합하여 총 10 mg의 용액을 생성한 후, 20 ml의 물에 용해시켜 저장액(stock solution)을 수득하였다. Each of the liquid extracts thus prepared was compounded in the same ratio to produce a total of 10 mg of a solution, which was then dissolved in 20 ml of water to obtain a stock solution.
상기 수득된 저장액 1 ml를 끓는 물 50 ml에 적하(dropwise) 방식 또는 분무(spray) 방식으로 5분 동안 0.2 ml/min의 유속(flow rate)으로 첨가하였다. 나노입자의 형성 및 크기의 균질성 측면 모두를 고려할 때, 저장액은 유속을 일정하게 유지하면서, 즉 소정의 속도로 첨가하는 것이 바람직하다. 이와 달리 저장액을 한번에 첨가한 경우에는 입자 응집 현상이 발생하였으며, 이로 인해 나노입자를 유효하게 분리할 수 없었다. 또한, 유속의 변동성이 큰 경우에는 형성되는 나노입자의 크기가 균질하지 않으며, 이는 나노입자가 나타내는 효과의 일관성을 저해한다.1 ml of the obtained stock solution was added to 50 ml of boiling water by a dropwise method or a spray method at a flow rate of 0.2 ml / min for 5 minutes. Considering both the formation of the nanoparticles and the homogeneity of the size, it is preferred that the stock solution is added at a constant flow rate, i. E. At a predetermined rate. In contrast, when the stock solution was added at one time, particle agglomeration occurred, which made it impossible to effectively separate the nanoparticles. In addition, if the flow velocity fluctuates greatly, the size of the nanoparticles formed is not homogeneous, which hinders the consistency of the effect exhibited by the nanoparticles.
상온에서 30분 동안 200 - 800 rpm으로 지속적으로 교반한 후, 2시간 동안 초음파분쇄기(ultrasonicator)를 100.0 W 및 30.0 kHz 조건으로 적용하였다. 초음파처리 후에 맑은 옐로우오렌지 색의 용액이 획득되었으며, 이 용액을 회전증발기를 사용하여 40 ℃에서 감압하에 5 ml로 농축하였다.After continuously stirring at 200 - 800 rpm for 30 minutes at room temperature, an ultrasonicator was applied at 100.0 W and 30.0 kHz for 2 hours. After sonication, a clear yellow orange solution was obtained, which was concentrated to 5 ml under reduced pressure at 40 < 0 > C using a rotary evaporator.
상기 농축된 시료를 동결건조하여, 갈색의 나노입자 분말이 수득되었다.The concentrated sample was lyophilized to obtain a brown nanoparticle powder.
실험예 1Experimental Example 1
본 실험예에서는 실시예 1에 따라 획득된 생성물의 입자 크기, 형태 및 나노입자에 해당하는지 여부를 여러 실험들을 통해 확인하였다.In this experimental example, the particle size, shape and nano particle size of the product obtained according to Example 1 were confirmed by various experiments.
(1) UV-visible 분광분석법(1) UV-visible spectroscopy
실시예 1에서 획득한 동결건조 분말 1 mg을 증류수 1 ml에 용해시켜 수용액으로 만든 후, Perkin Elmer LAMBDA 25 분광광도계를 이용하여 200-800 nm의 파장에서 분광분석을 수행하였다. 1 mg of the lyophilized powder obtained in Example 1 was dissolved in 1 ml of distilled water to make an aqueous solution, and spectroscopic analysis was performed at a wavelength of 200 to 800 nm using a Perkin Elmer LAMBDA 25 spectrophotometer.
그 결과 획득된 UV-visible 스펙트럼을 도 1에 나타내었다. 도 1의 스펙트럼은 특히 파장 283.3 nm에서 뾰족한 피크를 보여준다. 이는 실시예 1에서 획득한 동결건조 분말이 매우 안정적이고, 증류수 내에 매우 잘 분산되어 있다는 것을 의미한다.The resulting UV-visible spectra are shown in FIG. The spectrum of FIG. 1 shows a sharp peak, especially at a wavelength of 283.3 nm. This means that the lyophilized powder obtained in Example 1 is very stable and very well dispersed in distilled water.
(2) FE-SEM (Field-Emission Scanning Electron Microscopy)(2) Field-Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM)
실시예 1에서 획득한 동결건조 분말의 표면 형태, 입자 크기 및 모양을 확인하기 위하여, JSM-6700F 기기를 이용하여 FE-SEM을 수행하였다. In order to confirm the surface morphology, particle size and shape of the lyophilized powder obtained in Example 1, FE-SEM was carried out using a JSM-6700F instrument.
이를 위해, 실시예 1의 생성물 1 mg 및 비교예 1의 생성물 1 mg을 각각 증류수 10 ml에 용해시킨 후, 카본 테이프 상에 확산시키고, 질소 스트림 하에 건조시켰다. 이어서, 진공 조건하에서 200 Å 두께의 백금 층으로 osmium plasma sputter coater OPC80 T에서 코팅시켰다.To this end, 1 mg of the product of Example 1 and 1 mg of the product of Comparative Example 1 were each dissolved in 10 ml of distilled water, then spread on a carbon tape and dried under a stream of nitrogen. Then, a 200 Å thick platinum layer was coated on an osmium plasma sputter coater OPC 80 T under vacuum conditions.
이에 따라 획득된 현미경사진을 분석한 결과, 실시예 1에서 획득한 동결건조 분말은 완전 구형이었으며, 직경 23.0 내지 70.0 nm의 크기를 균질하게 나타낸다는 것이 확인되었다.As a result of the analysis of the obtained micrograph, it was confirmed that the lyophilized powder obtained in Example 1 was perfectly spherical and uniformly showed a diameter of 23.0 to 70.0 nm.
(3) 저장액이 첨가되는 용매의 유형에 따른 차이(3) Difference according to the type of solvent to which the storage liquid is added
상기 실시예 1의 과정에서 저장액을 물에 첨가하지 않고 메탄올, 아세톤, 디클로로메탄과 같은 유기용매에 첨가한 경우에는 입자 응집 현상 등으로 인해 구형의 균질한 크기의 나노입자를 수득할 수 없었다. 더욱이, 본 발명에 따른 제조방법은 인체에 무해한 나노입자를 생산하기 위하여 제조공정에서 임의의 독성화학 물질, 계면활성제, 불순물 등을 첨가하지 않는 것이다. 따라서, 나노입자의 제조방법에 있어서 식물 추출물로부터 만든 저장액을 유기용매에 첨가하는 것은 본 발명의 범위에 속하지 않는다.When the stock solution was added to an organic solvent such as methanol, acetone, or dichloromethane without adding water to the water in the process of Example 1, spherical homogeneous nanoparticles could not be obtained due to particle agglomeration. In addition, the manufacturing method according to the present invention does not add any toxic chemicals, surfactants, impurities, etc. in the manufacturing process in order to produce nano-particles harmless to the human body. Therefore, it is not within the scope of the present invention to add a stock solution made from a plant extract to an organic solvent in the method for producing nanoparticles.
(4) 저장액이 첨가되는 물의 온도에 따른 차이(4) Difference according to the temperature of the water to which the storage liquid is added
상기 실시예 1의 과정에서 저장액을 끓는 물에 첨가하지 않고 다른 온도의 물에 첨가한 경우에는 다음과 같은 결과가 관찰되었다.When the stock solution was added to water at a different temperature without adding it to the boiling water in the process of Example 1, the following results were observed.
상기 표 1에서, 저장액이 첨가되는 물의 온도가 70℃ 이상인 경우부터 생성되는 입자의 형태가 구형을 나타내었다. 또한, 저장액이 첨가되는 물의 온도가 60℃ 이하에서는 입자가 나노 범위보다 작거나 큰 크기로 생성되었다. In Table 1, the shape of particles generated from the case where the temperature of the water to which the storage liquid is added is 70 ° C or higher, is spherical. In addition, when the temperature of the water to which the storage liquid is added is below 60 ° C, the particle size is smaller or larger than the nano range.
입자의 형태가 구형이 아니거나 또는 나노 범위의 크기에서 벗어난 경우에는 본 발명에서 얻고자 하는 나노입자의 우수한 생체 및 표적 전달능을 보여주지 못한다. 예컨대, 나노입자의 크기가 너무 작다면 항암 치료시 종양 조직으로부터 모세혈관으로 누출되기가 쉽기 때문에 항암 치료제의 효과가 유효하게 나타나지 않으며, 나노입자의 크기가 너무 크다면 세망내피계(reticuloendothelial system)에서 마크로파지에 의한 포획을 피하지 못한다. When the shape of the particle is not spherical or deviates from the size of the nanometer range, the nanoparticle to be obtained in the present invention can not exhibit excellent biocompatibility and target transfer ability. For example, if the size of the nanoparticles is too small, the effect of the chemotherapeutic agent is not effective because the tumor is easily leaked from the tumor tissue into the capillary vessel during the chemotherapy, and if the size of the nanoparticles is too large, the reticuloendothelial system The capture by the macrophage can not be avoided.
후술하는 실험예에서 입증된 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 따라 수득된 나노입자는 종양 조직으로부터 모세혈관으로 누출되는 현상이 없을 뿐만 아니라 마크로파지에 의한 포획 현상이 없으며 세포내 균질한 분포를 매우 잘 나타낼 수 있다.As demonstrated in the experimental examples to be described later, the nanoparticles obtained according to the production method of the present invention have no phenomenon of leaking from the tumor tissue to the capillary blood vessels, and are free from macrophage capturing phenomenon, .
실험예 2Experimental Example 2
본 실험예에서는 HR-TEM (High Resolution - Transmission Electron Microscope)을 이용하여 본 발명의 제조방법에 따라 획득된 나노입자의 크기 및 형태, 그리고 세포내 분포 및 내재화에 대해 분석하였다.In this experimental example, the size and shape of the nanoparticles obtained according to the manufacturing method of the present invention using HR-TEM (High Resolution-Transmission Electron Microscope), and the intracellular distribution and internalization were analyzed.
(1) 나노입자의 크기 및 형태(1) Size and shape of nanoparticles
나노입자의 크기 및 형태를 확인하기 위하여, 실시예 1의 나노입자 및 비교예 1의 일반입자를 재증류수(double-distilled water)에 초음파 용해시킨 후 카본-코팅된 구리 그리드 위에 증착시키고 주위 조건하에 기화되도록 놔두었다.In order to confirm the size and shape of the nanoparticles, the nanoparticles of Example 1 and the general particles of Comparative Example 1 were ultrasonically dissolved in double-distilled water and then deposited on a carbon-coated copper grid, I let it evaporate.
HR-TEM 분석 결과, 비교예 1의 일반입자는 불규칙한 외형을 가진 다각형이었던 반면, 실시예 1의 나노입자는 완전한 구형이었으며 평균 직경이 약 40 내지 70 nm로 측정되었다. 나노입자가 구형일 때, 혈관내 장기간 순환하는 동안 세포막과의 상호작용을 강화시켜줄 수 있을 뿐만 아니라 마크로파지에 의한 흡수를 최소화시킬 수 있으며, 또한 타겟 수용체에 대한 결합능을 높여주고 타겟 부위에서의 균질한 생분포를 유도할 수 있다. 따라서, 구형이 아닌 나노입자에 비해 본 발명의 제조방법에 따라 수득되는 나노입자가 생체이용률 등의 측면에서 유의적으로 더 유리하다.As a result of the HR-TEM analysis, the general particles of Comparative Example 1 were polygons having an irregular contour, whereas the nanoparticles of Example 1 were perfectly spherical and the average diameter was measured to be about 40 to 70 nm. When the nanoparticles are spherical, they can not only enhance the interaction with the cell membrane during long-term circulation in the blood vessels, but also minimize the absorption by the macrophages, increase the binding capacity to the target receptor, It is possible to induce the biological distribution. Therefore, the nanoparticles obtained according to the production method of the present invention are significantly more advantageous in terms of bioavailability than non-spherical nanoparticles.
(2) 나노입자의 세포내 분포 및 내재화(2) Intracellular distribution and internalization of nanoparticles
다음으로, 나노입자의 세포내 분포 및 내재화를 분석하기 위하여 다음과 같이 실험을 진행하였다. Next, in order to analyze the intracellular distribution and internalization of nanoparticles, experiments were conducted as follows.
6.0x105개의 HepG2 간암 세포를 각 배양 디쉬에 파종하고, 1일 동안 부착 및 적응시켰다. 실시예 1의 나노입자를 각 배양 디쉬에 12시간 동안 노출시켰다. 이어서, 트립신처리에 의해 세포를 수집하고, 2.5% 글루타르알데히드에서 고정시켰으며, 사용하기 전까지 4℃에서 저장하였다. 6.0x10 5 HepG2 liver cancer cells were seeded in each culture dish and adhered and adapted for 1 day. The nanoparticles of Example 1 were exposed to each culture dish for 12 hours. The cells were then harvested by trypsinization, fixed in 2.5% glutaraldehyde, and stored at 4 < 0 > C until use.
HR-TEM 이미지 분석 결과, 실시예 1의 나노입자로 HepG2 간암 세포를 처리한 후 1시간 후에 나노입자는 세포의 핵 주변 영역에 도달하였으며, 세포는 나노입자를 계속하여 흡수하는 것이 관찰되었다. 이는 본 발명의 나노입자가 처리된 후에 매우 신속하게 세포내에 내재화된다는 것을 입증한다.As a result of HR-TEM image analysis, it was observed that the nanoparticles reached the nuclear peripheral region of the cells one hour after treating HepG2 liver cancer cells with the nanoparticles of Example 1, and the cells continuously absorbed the nanoparticles. This demonstrates that the nanoparticles of the invention are very quickly internalized in the cells after treatment.
도 2A는 미처리 대조군을 보여준다. 도 2B는 세포질 내에 분산된 수개의 나노입자들을 보여준다. 특히, 도 2C 및 2D는 핵 내에 분포된 나노입자를 보여주며, 이는 세포내(subcellular) 수준에서의 나노입자의 위치를 최초로 규명한 것이다. Figure 2A shows an untreated control. Figure 2B shows several nanoparticles dispersed in the cytoplasm. In particular, Figures 2C and 2D show nanoparticles distributed in the nucleus, which is the first to identify the location of nanoparticles at the subcellular level.
도 2E 및 2F는 나노입자가 세포내로 진입하는 동안 세포막상에 존재하는 나노입자를 보여준다. 특히, 도 2F에서 나노입자를 함유하는 엔도좀(endosome)-유사 구조가 세포막 근처에서 발견되었으며, 이러한 엔도좀-유사 구조는 세노 내부로 이동하였다. 도 2G 및 2H는 세포막 내부에 존재하는 나노입자를 보여준다.2E and 2F show nanoparticles present on the cell membrane during entry of the nanoparticles into the cell. In particular, in FIG. 2F, an endosome-like structure containing nanoparticles was found near the cell membrane, and this endosomal-like structure migrated into the Seno interior. Figures 2G and 2H show nanoparticles present inside the cell membrane.
본 발명에 따른 나노입자의 작은 크기로 인해 엔도사이토시스(endocytosis)가 용이하게 진행되며, 엔도사이토시스는 세포 내재화에 매우 유리한 과정이다. 이에 따라, 나노입자는 세포막 및 세포질 내에서 더 많은 양으로 축적되는 것이 관찰되었으며, 이는 나노입자를 구성하는 성분이 목적하는 세포에 효과적으로 작용할 수 있다는 것을 의미한다.The small size of the nanoparticles according to the present invention facilitates endocytosis, and endocytosis is a very favorable process for cell internalization. Accordingly, it has been observed that nanoparticles are accumulated in cell membranes and cytoplasm in larger amounts, which means that the components constituting the nanoparticles can effectively function on the desired cells.
실험예 3Experimental Example 3
본 실험예에서는 본 발명의 제조방법에 따라 획득된 나노입자의 효과를 확인하였다.In this Example, the effect of the nanoparticles obtained according to the production method of the present invention was confirmed.
(1) MTT 어세이(1) MTT assay
실시예 1의 나노입자, 비교예 1의 일반입자(BRM270), 및 독소루비신의 세포독성 효과를 비교 분석하기 위하여, HepG2 간암 세포, HeLa 자궁경부암 세포, HBM(human bone marrow) 정상세포를 이용하여 MTT 어세이를 통해 세포생존율 및 증식율을 확인하였다.In order to comparatively analyze the cytotoxic effect of the nanoparticles of Example 1, the general particles of BRM270 and doxorubicin, HepG2 liver cancer cells, HeLa cervical cancer cells and HBM (human bone marrow) Cell viability and proliferation rate were confirmed by assay.
이를 위해, 각 세포를 96-웰 플레이트에 1x104 세포수/웰의 농도로 파종하였다. 세포를 밤새 인큐베이션하고, 실시예 1의 나노입자, 비교예 1의 일반입자, 및 독소루비신을 2.0 내지 12.0 μg/mL 범위의 농도로 각각 처리하였다. 여기서, 독소루비신은 방선균 Streptomyces peucetius var. caesius가 생산하는 안트라사이클린계 항생물질의 일종으로서, 아드리아마이신이라고도 지칭되며, 악성림프종, 소화기암, 폐암, 유암에 뛰어난 항암효과를 나타내는 것으로 보고되고 있다. 본 실시예에서, 독소루비신은 양성 대조군으로 사용되었다.For this, each cell was inoculated into 96-well plates at a concentration of 1 x 10 4 cells / well. The cells were incubated overnight, and the nanoparticles of Example 1, the common particles of Comparative Example 1, and doxorubicin were each treated at a concentration ranging from 2.0 to 12.0 μg / mL. Here, doxorubicin is a strain of Streptomyces peucetius var. It is a kind of antracycline antibiotic substance produced by caesius. It is also called adriamycin and has been reported to exhibit excellent anticancer effect on malignant lymphoma, digestive cancer, lung cancer, and breast cancer. In this example, doxorubicin was used as a positive control.
24시간 후에, 세포를 PBS로 2회 세척하고, 배양 배지에서 3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐테트라졸륨브로마이드(MTT) 용액 5.0 mg/mL와 함께 4시간 동안 인큐베이션하였다. 그 후, 세포를 100.0 μL의 DMSO로 용해시켰다. bio-assay reader(Bio-Rad, Berkeley, CA, USA)를 사용하여, 세포 용해물의 570.0 nm에서 흡광도를 측정하였다.After 24 hours, the cells were washed twice with PBS and treated with 5.0 mg / mL of a solution of 3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) Incubated for 4 hours together. The cells were then lysed with 100.0 μL of DMSO. The absorbance at 570.0 nm of the cell lysate was measured using a bio-assay reader (Bio-Rad, Berkeley, Calif., USA).
그 결과는 도 3에 나타내었다. The results are shown in Fig.
도 3a는 HepG2 간암 세포와 HBM 정상세포에 대해 실시예 1의 나노입자, 비교예 1의 일반입자, 및 독소루비신을 각각 처리한 결과를 나타낸다. 도 3a에서 볼 수 있듯이, 실시예 1의 나노입자는 비교예 1의 일반입자 및 독소루비신에 비해 암세포 증식 억제 효과가 유의적으로 우수하다는 것을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라, 독소루비신은 정상세포 HBM의 성장 및 증식을 억제하는 부작용을 나타내는 반면, 실시예 1의 나노입자는 정상세포 HBM의 성장 및 증식에 거의 영향을 미치지 않으므로 타겟에 대해 특이적인 선택성이 매우 높다.FIG. 3A shows the results of treating the hepatocellular carcinoma cells and HBM normal cells with the nanoparticles of Example 1, the common particles of Comparative Example 1, and doxorubicin, respectively. As can be seen from FIG. 3A, the nanoparticles of Example 1 were significantly superior to the general particles and doxorubicin of Comparative Example 1 in cancer cell proliferation inhibitory effect. In addition, while doxorubicin exhibits side effects that inhibit the growth and proliferation of normal cell HBM, the nanoparticles of Example 1 have very little effect on growth and proliferation of normal cell HBM, and thus have a high selectivity to the target.
도 3b는 HeLa 자궁경부암 세포에 대해 실시예 1의 나노입자, 비교예 1의 일반입자, 및 독소루비신을 각각 처리한 결과를 나타낸다. 도 3b에서 볼 수 있듯이, 실시예 1의 나노입자는 비교예 1의 일반입자 및 독소루비신에 비해 암세포 증식 억제 효과가 유의적으로 우수하다는 것을 확인할 수 있다.FIG. 3B shows the results of treating the HeLa cervical cancer cells with the nanoparticles of Example 1, the common particles of Comparative Example 1, and doxorubicin, respectively. As can be seen from FIG. 3B, the nanoparticles of Example 1 are significantly superior to the general particles of Comparative Example 1 and doxorubicin in inhibiting cancer cell proliferation.
따라서, 실시예 1의 나노입자는 최소한의 세포독성을 나타내면서도 최대의 치료 효과를 나타낼 수 있다. 이는 실시예 1의 나노입자의 유효량을 낮춰줄 수 있게 해주며, 이에 따라 대상체가 섭취하거나 대상체에게 투여되는 유효량이 낮아지므로 본 발명에 따른 나노입자는 편의성 및 비용 측면에서 매우 유리하다.Therefore, the nanoparticles of Example 1 exhibit minimal cytotoxicity and can exhibit the maximum therapeutic effect. This makes it possible to lower the effective amount of the nanoparticles of Example 1 and thus the effective amount of the nanoparticles to be ingested or administered to the subject is lowered, so that the nanoparticles according to the present invention are very advantageous in terms of convenience and cost.
(2) 세포 형태학적 분석(2) cytomorphological analysis
실시예 1의 나노입자와 비교예 1의 일반입자의 항암 효과를 세포 형태학적 측면에서 분석하였다.The anticancer effect of the nanoparticles of Example 1 and the general particles of Comparative Example 1 was analyzed in terms of cytomorphology.
HepG2 간암 세포, A549 폐암 세포, HeLa 자궁경부암 세포, HBM 정상세포를 각각 24-웰 플레이트에서 배양하였다. 실시예 1의 나노입자와 비교예 1의 일반입자로 각각 처리하고 24시간이 경과한 후에 현미경을 이용하여 세포를 관찰하였다.HepG2 liver cancer cells, A549 lung cancer cells, HeLa cervical cancer cells, and HBM normal cells were cultured in 24-well plates, respectively. The cells were treated with the nanoparticles of Example 1 and the common particles of Comparative Example 1, respectively, and after 24 hours had elapsed, the cells were observed using a microscope.
도 4에서 볼 수 있듯이, 미처리 대조군에서는 세포 유형과 무관하게 깨끗한 세포골격(cytoskeleton)이 확인되었으며, 이는 세포가 건강한 형태를 유지한다는 것을 나타낸다. 마찬가지로, HBM 정상세포에 대해서는 실시예 1의 나노입자와 비교예 1의 일반입자로 처리하더라도 모두 깨끗한 세포골격이 확인되었다.As can be seen in FIG. 4, in the untreated control, a clear cytoskeleton was identified regardless of the cell type, indicating that the cells maintained a healthy morphology. Similarly, for the HBM normal cells, both the nanoparticles of Example 1 and the normal particles of Comparative Example 1 were found to have clear cytoskeletons.
반면, HepG2 간암 세포, A549 폐암 세포, HeLa 자궁경부암 세포에 대해서는 실시예 1의 나노입자와 비교예 1의 일반입자로 처리된 경우 세포 수축을 나타내었으며 사멸 세포 및 세포 파편들이 증가하였다. 특히, 실시예 1의 나노입자로 처리한 군은 비교예 1의 일반입자로 처리한 군에 비해 사멸 세포 및 세포 파편들이 더 많이 관찰되었다. On the other hand, when HepG2 liver cancer cells, A549 lung cancer cells and HeLa cervical cancer cells were treated with the nanoparticles of Example 1 and the common particles of Comparative Example 1, cell shrinkage was observed, and apoptotic cells and cell debris were increased. Particularly, in the group treated with the nanoparticles of Example 1, more apoptotic cells and cell debris were observed than the group treated with the normal particles of Comparative Example 1. [
(3) DAPI 어세이(3) DAPI assay
실시예 1에서 제조된 나노입자와 비교예 1의 일반입자의 항암 효과를 비교하기 위하여 DAPI 어세이를 수행하여 HepG2 간암 세포의 아폽토시스를 확인하였다.In order to compare the anticancer effects of the nanoparticles prepared in Example 1 with those of the common particles of Comparative Example 1, DAPI assays were performed to confirm the apoptosis of HepG2 liver cancer cells.
이를 위해, 1x106개의 HepG2 간암 세포를 6-웰 마이크로티터 플레이트에 파종하였다. 밤새 인큐베이션 후, 실시예 1의 나노입자와 비교예 1의 일반입자로 각각 세포를 처리하였다. 이어서, 세포를 PBS로 세척하고, 10분 동안 4.0% 파라포름알데히드로 고정하였으며, 5분 동안 DAPI(4,6-디아미디노-2-페닐린돌) 처리하여 인큐베이션하였다. PBS로 3회 세척한 후, 세포를 형광 현미경으로 관찰하였다.For this, 1x10 6 HepG2 hepatoma cells were seeded in 6-well microtiter plates. After overnight incubation, cells were treated with the nanoparticles of Example 1 and the normal particles of Comparative Example 1, respectively. Cells were then washed with PBS, fixed with 4.0% paraformaldehyde for 10 minutes, and incubated for 5 minutes with DAPI (4,6-diamidino-2-phenylindole). After washing three times with PBS, the cells were observed under a fluorescence microscope.
그 결과, 실시예 1의 나노입자를 최소 유효농도 12.0 μg/mL로 처리한 군은 HepG2 간암 세포의 44.4%에서 아폽토시스가 유도되었다. 반면, 비교예 1의 일반입자를 동일한 농도로 처리한 군은 HepG2 간암 세포의 12.5%에서만 아폽토시스가 유도되었다(도 5).As a result, apoptosis was induced in 44.4% of HepG2 liver cancer cells treated with the nanoparticles of Example 1 at a minimum effective concentration of 12.0 μg / mL. On the other hand, in the group treated with the common particles of Comparative Example 1 at the same concentration, apoptosis was induced only in 12.5% of HepG2 liver cancer cells (FIG. 5).
또한, 실시예 1의 나노입자는 아폽토시스가 진행되는 세포에서 크로마틴 응축과 함께 비-아폽토시스 세포에서는 핵 내 DNA 단편화(fragmentation)를 유발하였다.In addition, the nanoparticles of Example 1 caused chromatin condensation in apoptotic cells and nuclear DNA fragmentation in non-apoptotic cells.
실시예 2 및 비교예 2Example 2 and Comparative Example 2
삼백초(Saururus chinensis)를 끓인 후 분무-건조하여 액상 추출물을 제조하였다. 이와 같이 제조된 액상 추출물 10 mg을 20 ml의 물에 용해시켜 저장액을 수득하였다. 상기 저장액 1 ml를 끓는 물 50 ml에 적하 방식 또는 분무 방식으로 5분 동안 일정한 유속으로 첨가하였다. 이로부터 수득된 생성액을 상온에서 30분 동안 200-800 rpm으로 지속적으로 교반하였으며, 그 후 2시간 동안 초음파분쇄기를 100.0 W 및 30.0 kHz 조건으로 적용하였다. 초음파처리 후 회전증발기를 사용하여 40℃에서 감압하에 5 ml로 농축하고, 동결건조하였다. 이와 같이 수득된 동결건조 분말을 실시예 2의 시료로 사용하였다. Saururus chinensis was boiled and then spray-dried to produce a liquid extract. 10 mg of the liquid extract thus prepared was dissolved in 20 ml of water to obtain a stock solution. 1 ml of the stock solution was added to 50 ml of boiling water at a constant flow rate for 5 minutes by dripping or spraying. The resulting solution was continuously stirred at 200-800 rpm for 30 minutes at room temperature and then ultrasonically pulverized for 2 hours at 100.0 W and 30.0 kHz. After the ultrasonic treatment, the mixture was concentrated to 5 ml under reduced pressure at 40 ° C using a rotary evaporator, and lyophilized. The lyophilized powder thus obtained was used as the sample of Example 2. [
반면, 삼백초 추출물을 메탄올에 적하시키는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방식으로 수득한 동결건조 분말을 비교예 2의 시료로 사용하였다.On the other hand, the lyophilized powder obtained in the same manner as in Example 2 was used as a sample of Comparative Example 2, except that the Saururus chinensis extract was dripped into methanol.
실험예 4Experimental Example 4
상기 실시예 2에 따라 획득된 생성물에 대해, 나노입자에 해당하는지 여부와 나노입자로서 나타내는 효과를 확인하였다.As to the product obtained according to Example 2, it was confirmed whether it corresponds to nanoparticles or nanoparticles.
(1) UV-visible 분광분석법(1) UV-visible spectroscopy
실험예 1과 동일한 방식으로 UV-visible 분광분석법을 수행하였으며, 이에 따라 획득된 스펙트럼을 도 6에 나타내었다. UV-visible spectroscopic analysis was performed in the same manner as in Experimental Example 1, and the obtained spectrum was shown in FIG.
도 6의 흡광 스펙트럼은 660 nm에서 뾰족한 피크를 보여준다. 이는 실시예 2에서 획득한 동결건조 분말이 증류수 내에 잘 분산되어 있고 매우 안정적이라는 것을 의미한다.The absorption spectrum of FIG. 6 shows a sharp peak at 660 nm. This means that the lyophilized powder obtained in Example 2 is well dispersed in the distilled water and is very stable.
(2) FE-SEM(2) FE-SEM
실험예 1과 동일한 방식으로 FE-SEM을 수행하였으며, 이에 따라 획득된 현미경사진을 도 7에 나타내었다. FE-SEM was performed in the same manner as in Experimental Example 1, and the obtained microphotograph was shown in FIG.
도 7의 상단 사진에서, 비교예 2에서 획득한 동결건조 분말의 직경이 1.153 μm로 측정되었으며, 이는 나노입자에 해당하지 않는다. 이와 달리 도 7의 하단 사진에서, 실시예 2에서 획득한 동결건조 분말은 67.6 nm, 70.1 nm, 66.3 nm 및 72.4 nm의 직경이 균질하게 측정되었으며, 구형의 나노입자라는 것이 확인되었다. 이와 같은 나노입자 형태는 후술하는 항암 효과를 나타내는데 유리하게 작용한다.7, the diameter of the lyophilized powder obtained in Comparative Example 2 was measured to be 1.153 占 퐉, which does not correspond to nanoparticles. On the other hand, in the photograph of the bottom of FIG. 7, the diameters of 67.6 nm, 70.1 nm, 66.3 nm and 72.4 nm of the lyophilized powders obtained in Example 2 were homogeneously measured and confirmed to be spherical nanoparticles. Such a nanoparticle form is advantageous for exhibiting the anticancer effect described later.
(3) MTT 어세이(3) MTT assay
HeLa 자궁경부암 세포에 대해 실시예 2의 나노입자, 비교예 2의 일반입자, 및 독소루비신의 효과를 비교하기 위하여, 상기 실험예 3과 동일한 방식으로 MTT 어세이를 수행하여 세포생존율 및 증식율을 확인하였다. 그 결과는 도 8에 나타내었다.To compare the effects of the nanoparticles of Example 2, the common particles of Comparative Example 2, and doxorubicin on HeLa cervical cancer cells, MTT assays were performed in the same manner as in Experimental Example 3 to confirm cell viability and proliferation rate . The results are shown in Fig.
도 8에서 볼 수 있듯이, 삼백초 단일 추출물의 나노입자는 삼백초 단일 추출물의 일반입자(마이크로 사이즈) 및 독소루비신 모두에 비해 자궁경부암 세포의 증식 억제 효과가 훨씬 더 우수하다는 것을 확인할 수 있다.As can be seen from Fig. 8, it can be seen that the nanoparticles of Saururus chinensis extracts are much more effective in inhibiting the proliferation of cervical cancer cells than both the normal particles (microsize) and doxorubicin of Saururus chinensis extracts.
(4) 세포 형태학적 분석(4) cytomorphological analysis
Cal72 골육종 세포 및 HeLa 자궁경부암 세포에 대해 실시예 2의 나노입자 및 비교예 2의 일반입자의 효과를 비교하기 위하여, 상기 실험예 3과 동일한 방식으로 세포 형태학적 분석을 수행하였다. 그 결과는 도 9에 나타내었다.To compare the effects of the nanoparticles of Example 2 and the general particles of Comparative Example 2 on Cal72 osteosarcoma cells and HeLa cervical cancer cells, cytomorphological analysis was performed in the same manner as Experimental Example 3 above. The results are shown in Fig.
도 9에서 볼 수 있듯이, 미처리 대조군에서는 골육종 세포와 자궁경부암 세포 모두에서 깨끗한 세포골격 및 건강한 형태를 유지하는 세포가 확인되었다. 반면, 실시예 2의 나노입자와 비교예 2의 일반입자로 처리한 경우에는 사멸 세포 및 세포 파편들이 관찰되었으며, 특히 실시예 2의 나노입자 처리 군에서 더욱 많은 수가 관찰되었다.As can be seen in FIG. 9, in the untreated control group, cells that maintained a clean cytoskeleton and healthy morphology were identified in both osteosarcoma cells and cervical cancer cells. On the other hand, when treated with the nanoparticles of Example 2 and Comparative Example 2, apoptotic cells and cell debris were observed, especially in the nanoparticle-treated group of Example 2.
실시예 3 및 비교예 3Example 3 and Comparative Example 3
단일 재료로서 속썩은풀(Scutellaria baicalensis)의 뿌리를 이용한 것을 제외하고는 실시예 2 및 비교예 2와 동일한 방식을 각각 적용하여 동결건조 분말을 수득하였다. 이를 각각 실시예 3 및 비교예 3의 시료로 사용하였다.A lyophilized powder was obtained by applying the same method as in Example 2 and Comparative Example 2, except that roots of Scutellaria baicalensis were used as a single material. These were used as the samples of Example 3 and Comparative Example 3, respectively.
실험예 5Experimental Example 5
실시예 3 및 비교예 3의 시료가 나노입자인지 여부를 확인하기 위하여 실험예 1과 동일한 방식으로 FE-SEM을 수행하였으며, 이에 따라 획득된 현미경사진을 도 10에 나타내었다. FE-SEM was performed in the same manner as in Experimental Example 1 to confirm whether the samples of Example 3 and Comparative Example 3 were nanoparticles, and the obtained microphotographs are shown in FIG.
도 10의 상단 사진에서, 비교예 3의 시료는 입자 직경이 4.476 μm로 측정되었으며, 이는 나노입자에 해당하지 않는다. 이와 달리 도 10의 하단 사진에서, 실시예 3의 시료는 79.7 nm, 75.3 nm, 80.0 nm, 84.4 nm, 및 80.3 nm의 직경이 균질하게 측정되었으며, 구형의 나노입자라는 것이 확인되었다. 이와 같은 나노입자 형태는 항암 효과를 나타내는데 유리하게 작용한다.In the top photograph of FIG. 10, the sample of Comparative Example 3 had a particle diameter of 4.476 μm, which is not a nanoparticle. On the other hand, in the photograph of the bottom of FIG. 10, the diameters of 79.7 nm, 75.3 nm, 80.0 nm, 84.4 nm and 80.3 nm of the sample of Example 3 were homogeneously measured and confirmed to be spherical nanoparticles. Such a nanoparticle form is advantageous for exhibiting an anticancer effect.
실시예 4 및 비교예 4Example 4 and Comparative Example 4
단일 재료로서 하고초(Prunella vulgaris) 잎을 이용한 것을 제외하고는 실시예 2 및 비교예 2와 동일한 방식을 각각 적용하여 동결건조 분말을 수득하였다. 이를 각각 실시예 4 및 비교예 4의 시료로 사용하였다.Freeze-dried powder was obtained by applying the same method as in Example 2 and Comparative Example 2, except that Prunella vulgaris was used as a single material. These were used as samples of Example 4 and Comparative Example 4, respectively.
실험예 6Experimental Example 6
실시예 4 및 비교예 4의 시료가 나노입자인지 여부를 확인하기 위하여 실험예 1과 동일한 방식으로 FE-SEM을 수행하였으며, 이에 따라 획득된 현미경사진을 도 11에 나타내었다. FE-SEM was performed in the same manner as in Experimental Example 1 to confirm whether the samples of Example 4 and Comparative Example 4 were nanoparticles. The obtained micrographs are shown in FIG.
도 11의 상단 사진에서, 비교예 4의 시료는 입자 직경이 5.76 μm부터 8.75 μm까지 범위 내에서 측정되었으며, 이는 나노입자에 해당하지 않는다. 이와 달리 도 11의 하단 사진에서, 실시예 4의 시료는 66.3 nm부터 72.4 nm의 범위 내에서 직경이 균질하게 측정되었으며, 구형의 나노입자라는 것이 확인되었다. 이와 같은 나노입자 형태는 항암 효과를 나타내는데 유리하게 작용한다.In the top photograph of FIG. 11, the sample of Comparative Example 4 was measured within a range of particle diameters of 5.76 μm to 8.75 μm, which does not correspond to nanoparticles. On the other hand, in the photograph of the bottom of FIG. 11, the diameter of the sample of Example 4 was measured homogeneously within the range of 66.3 nm to 72.4 nm, and it was confirmed that it was a spherical nanoparticle. Such a nanoparticle form is advantageous for exhibiting an anticancer effect.
실시예 5 및 비교예 5Example 5 and Comparative Example 5
단일 재료로서 자초(Arnebia euchroma)를 이용한 것을 제외하고는 실시예 2 및 비교예 2와 동일한 방식을 각각 적용하여 동결건조 분말을 수득하였다. 이를 각각 실시예 5 및 비교예 5의 시료로 사용하였다.A lyophilized powder was obtained in the same manner as in Example 2 and Comparative Example 2, except that Arnebia euchroma was used as a single material. These were used as samples of Example 5 and Comparative Example 5, respectively.
실험예 7Experimental Example 7
실시예 5 및 비교예 5의 시료가 나노입자인지 여부를 확인하기 위하여 실험예 1과 동일한 방식으로 FE-SEM을 수행하였으며, 이에 따라 획득된 현미경사진을 도 12에 나타내었다. FE-SEM was performed in the same manner as in Experimental Example 1 to confirm whether the samples of Example 5 and Comparative Example 5 were nanoparticles. The obtained micrographs are shown in FIG.
도 12의 상단 사진에서, 비교예 5의 시료는 입자 직경이 0.794 μm로 측정되었으며, 이는 나노입자에 해당하지 않는다. 이와 달리 도 12의 하단 사진에서, 실시예 5의 시료는 75.1 nm부터 77.0 nm의 범위 내에서 직경이 균질하게 측정되었으며, 구형의 나노입자라는 것이 확인되었다. 이와 같은 나노입자 형태는 항암 효과를 나타내는데 유리하게 작용한다.In the top photograph of Fig. 12, the sample of Comparative Example 5 had a particle diameter of 0.794 mu m, which is not a nanoparticle. On the other hand, in the photograph of the bottom of FIG. 12, the diameter of the sample of Example 5 was measured uniformly within the range of 75.1 nm to 77.0 nm, and it was confirmed that it was a spherical nanoparticle. Such a nanoparticle form is advantageous for exhibiting an anticancer effect.
실시예 6 및 비교예 6Example 6 and Comparative Example 6
단일 재료로서 귤(Citrus unshiu markovich)의 진피를 이용한 것을 제외하고는 실시예 2 및 비교예 2와 동일한 방식을 각각 적용하여 동결건조 분말을 수득하였다. 이를 각각 실시예 6 및 비교예 6의 시료로 사용하였다.Freeze-dried powder was obtained by applying the same method as in Example 2 and Comparative Example 2, except that the dermis of Citrus unshiu markovich was used as a single material. These were used as samples of Example 6 and Comparative Example 6, respectively.
실험예 8Experimental Example 8
상기 실시예 6에 따라 획득된 생성물에 대해, 나노입자에 해당하는지 여부와 나노입자로서 나타내는 효과를 확인하였다.For the product obtained according to Example 6, whether or not it corresponds to nanoparticles and the effect as nanoparticles were confirmed.
(1) FE-SEM(1) FE-SEM
실험예 1과 동일한 방식으로 FE-SEM을 수행하였으며, 이에 따라 획득된 현미경사진을 도 13에 나타내었다. FE-SEM was performed in the same manner as in Experimental Example 1, and the obtained micrograph is shown in Fig.
도 13의 상단 사진에서, 비교예 6의 시료는 입자 직경이 0.105 μm부터 0.479 μm까지 범위에서 측정되었으며, 이는 나노입자에 해당하지 않는다. 이와 달리 도 11의 하단 사진에서, 실시예 4의 시료는 45.5 nm부터 64.5 nm의 범위 내에서 직경이 균질하게 측정되었으며, 구형의 나노입자라는 것이 확인되었다. 이와 같은 나노입자 형태는 후술하는 항암 효과를 나타내는데 유리하게 작용한다.In the top photograph of FIG. 13, the sample of Comparative Example 6 had a particle diameter ranging from 0.105 μm to 0.479 μm, which is not a nanoparticle. On the other hand, in the photograph of the bottom of Fig. 11, the diameter of the sample of Example 4 was measured uniformly within the range of 45.5 nm to 64.5 nm, and it was confirmed that it was a spherical nanoparticle. Such a nanoparticle form is advantageous for exhibiting the anticancer effect described later.
(2) MTT 어세이(2) MTT assay
HeLa 자궁경부암 세포에 대해 실시예 6의 나노입자, 비교예 6의 일반입자, 및 독소루비신의 효과를 비교하기 위하여, 상기 실험예 3과 동일한 방식으로 MTT 어세이를 수행하여 세포생존율 및 증식율을 확인하였다. 그 결과는 도 14에 나타내었다.In order to compare the effects of the nanoparticles of Example 6, common particles of Comparative Example 6, and doxorubicin against HeLa cervical cancer cells, MTT assays were performed in the same manner as in Experimental Example 3 to confirm cell viability and proliferation rate . The results are shown in Fig.
도 14에서 볼 수 있듯이, 귤 진피 단일 추출물의 나노입자는 귤 진피 단일 추출물의 일반입자(마이크로 사이즈) 및 독소루비신 모두에 비해 자궁경부암 세포의 증식 억제 효과가 훨씬 더 우수하다는 것을 확인할 수 있다. 귤 진피 단일 추출물의 나노입자는 정상세포에 대해 영향을 미치지 않으면서 암세포에서 대해서만 특이적으로 증식 억제 효과를 10 내지 100 μg/ml 농도에서 나타내었으며, IC50 값은 30 μg/ml였다.As can be seen from Fig. 14, it can be seen that the nanoparticles of mandarin dandruff single extract are much more effective in inhibiting the proliferation of cervical cancer cells than both normal particles (microsize) and doxorubicin of mandarin dandruff single extract. The nanoparticles of the dandelion dandelion extract showed a specific proliferation inhibitory effect at a concentration of 10 to 100 μg / ml and an IC 50 value of 30 μg / ml only in cancer cells without affecting normal cells.
(3) 세포 형태학적 분석(3) cytomorphological analysis
HeLa 자궁경부암 세포에 대해 실시예 6의 나노입자, 비교예 6의 일반입자, 및 독소루비신의 효과를 비교하기 위하여, 상기 실험예 3과 동일한 방식으로 세포 형태학적 분석을 수행하였다. 그 결과는 도 15에 나타내었다.To compare the effects of the nanoparticles of Example 6, the common particles of Comparative Example 6, and doxorubicin on HeLa cervical cancer cells, cytomorphological analysis was performed in the same manner as in Experimental Example 3 above. The results are shown in Fig.
실시예 6의 나노입자 처리 군에서 가장 많은 수의 사멸 세포 및 세포 파편들이 관찰되었다.The largest number of apoptotic cells and cell debris were observed in the nanoparticle-treated group of Example 6.
실시예 7 및 비교예 7Example 7 and Comparative Example 7
단일 재료로서 쇠비름(Portulaca oleracea)을 이용한 것을 제외하고는 실시예 2 및 비교예 2와 동일한 방식을 각각 적용하여 동결건조 분말을 수득하였다. 이를 각각 실시예 7 및 비교예 7의 시료로 사용하였다.Freeze-dried powder was obtained by applying the same method as in Example 2 and Comparative Example 2, except that Portulaca oleracea was used as a single material. These were used as samples of Example 7 and Comparative Example 7, respectively.
실험예 9Experimental Example 9
실시예 7 및 비교예 7의 시료가 나노입자인지 여부를 확인하기 위하여 실험예 1과 동일한 방식으로 FE-SEM을 수행하였으며, 이에 따라 획득된 현미경사진을 도 16에 나타내었다. In order to confirm whether the samples of Example 7 and Comparative Example 7 were nanoparticles, FE-SEM was performed in the same manner as in Experimental Example 1, and the obtained micrographs are shown in FIG.
도 16의 상단 사진에서, 비교예 7의 시료는 입자 직경이 0.137 μm 내지 0.331 μm의 범위로 측정되었으며, 이는 나노입자에 해당하지 않는다. 이와 달리 도 16의 하단 사진에서, 실시예 7의 시료는 직경 25.1 nm 내지 28.8 nm의 완전 구형을 균질하게 나타내는 것이 확인되었다. 이와 같은 나노입자 형태는 항암 효과를 나타내는데 유리하게 작용한다.In the top photograph of FIG. 16, the sample of Comparative Example 7 had a particle diameter ranging from 0.137 μm to 0.331 μm, which is not a nanoparticle. On the other hand, in the photograph of the bottom of FIG. 16, it was confirmed that the sample of Example 7 exhibited a perfect sphere having a diameter of 25.1 nm to 28.8 nm uniformly. Such a nanoparticle form is advantageous for exhibiting an anticancer effect.
실시예 8Example 8
홍삼(red ginseng)의 뿌리에 대해 실시예 2와 동일한 방식을 적용하여 동결건조 분말을 수득하였다. 이 분말은 갈색이며, 실시예 8의 시료로 사용하였다.The freeze-dried powder was obtained by applying the same method as in Example 2 to the roots of red ginseng. This powder was brown and used as the sample of Example 8.
실험예 10Experimental Example 10
상기 실시예 8의 시료에 대해, 나노입자에 해당하는지 여부와 나노입자로서 나타내는 효과를 확인하였다.With respect to the sample of Example 8, whether or not the sample corresponds to nanoparticles and the effect as nanoparticles were confirmed.
(1) FE-SEM(1) FE-SEM
실험예 1과 동일한 방식으로 FE-SEM을 수행하였으며, 이에 따라 획득된 현미경사진을 도 17에 나타내었다. FE-SEM was performed in the same manner as in Experimental Example 1, and the obtained micrograph is shown in Fig.
도 17의 좌측 사진은 마이크로 크기의 홍삼 뿌리 일반입자(비교예 8)를 나타낸 것이며, 도 17의 우측 사진은 직경 50-65 nm의 완전 구형을 갖는 실시예 8의 홍삼 뿌리 나노입자를 나타낸 것이다.17 shows the microsized red ginseng root particles (Comparative Example 8), and the right side of FIG. 17 shows the red ginseng root nanoparticles of Example 8 having a complete spherical shape with a diameter of 50-65 nm.
(2) MTT 어세이(2) MTT assay
HepG2 간암 세포를 96-웰 플레이트에 1x104 세포수/웰의 농도로 파종하고, 48시간 동안 배양 배지에서 유지하였다. 그 후 MTT, 즉 (3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐테트라졸륨-브로마이드)를 0.5 mg/mL의 농도로 웰마다 첨가하였다. Planting the HepG2 liver cancer cells in a 96-well 1x10 4 concentration of cells / well to the plate, and was kept for 48 hours in a culture medium. MTT, i.e., (3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium-bromide) was then added to each well at a concentration of 0.5 mg / mL.
HepG2 간암 세포를 37℃에서 4시간 동안 인큐베이션한 후 상청액을 제거하였다. 이어서, 700 μL의 DMSO를 웰마다 추가하여, 포르마잔 생성물을 용해시켰다. microplate reader(BioRad, Hercules, CA)를 사용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 그 결과는 도 18에 나타내었다. HepG2 liver cancer cells were incubated at 37 DEG C for 4 hours, and then the supernatant was removed. Then 700 μL of DMSO was added per well to dissolve the formazan product. The absorbance was measured at 540 nm using a microplate reader (BioRad, Hercules, Calif.). The results are shown in FIG.
도 18에서 볼 수 있듯이, 홍삼 일반입자에 의해서도 HepG2 간암 세포의 생존율이 농도-의존적으로 낮아지는 것을 확인할 수 있으나, 홍삼 나노입자는 홍삼 일반입자에 비해 세포 생존율이 훨씬 더 낮다는 것을 확인할 수 있다.As can be seen from FIG. 18, the survival rate of HepG2 hepatocellular carcinoma cells was also decreased in a concentration-dependent manner by the red ginseng particles, but it can be confirmed that the red ginseng nanoparticles have a much lower cell survival rate than the red ginseng common particles.
(3) DAPI 어세이(3) DAPI assay
실시예 8의 홍삼 나노입자와 홍삼 일반입자의 항암 효과를 비교하기 위하여 DAPI 어세이를 수행하여 HepG2 간암 세포의 아폽토시스를 확인하였다.To compare the anticancer effect of the red ginseng nanoparticles and the red ginseng common particles of Example 8, DAPI assays were performed to confirm the apoptosis of HepG2 liver cancer cells.
이를 위해, HepG2 간암 세포를 4챔버 슬라이트에 위치된 멸균 커버 글라스 위에 파종하였다. HepG2 간암 세포가 약 70% confluence까지 성장된 것이 확인된 후, 홍삼 일반입자, 홍삼 나노입자, 독소루비신을 각각 10 μg/ml의 농도로 처리하고 24시간 동안 인큐베이션하였다. For this, HepG2 hepatoma cells were seeded on sterile cover glasses located in a four-chamber slit. After confirming that HepG2 hepatoma cells were grown to about 70% confluence, red ginseng common particles, red ginseng nanoparticles and doxorubicin were each treated at a concentration of 10 μg / ml and incubated for 24 hours.
상기 인큐베이션이 완료된 후, PBS로 세척하고, HepG2 간암 세포를 실온에서 5분 동안 콜드 메탄올로 고정하였다. 이어서, PBS로 세척하고, PBS 중 2mg/ml 농도의 DAPI(4,6-디아미디노-2-페닐린돌) 용액을 처리하고 실온에서 10분 동안 인큐베이션하였다. 형광 현미경(Olympus)을 이용하여 핵을 촬영한 현미경사진을 도 19에 나타내었다. After the incubation was completed, the cells were washed with PBS and HepG2 liver cancer cells were fixed with cold methanol for 5 minutes at room temperature. Subsequently, the cells were washed with PBS, treated with a solution of DAPI (4,6-diamidino-2-phenylindole) at a concentration of 2 mg / ml in PBS, and incubated at room temperature for 10 minutes. FIG. 19 shows a microscope photograph of a nucleus taken using a fluorescence microscope (Olympus).
그 결과, 도 19에서 확인할 수 있듯이, 홍삼 나노입자로 처리한 경우의 사진은 크로마틴 응축 현상을 더욱 뚜렷하게 나타내었으며, 이는 세포 아폽토시스가 활발하다는 것을 의미한다. 특히, 양성 대조군으로 사용된 독소루비신에 비해서도 홍삼 나노입자는 더욱 개선된 세포 아폽토시스 효과를 나타낸다는 것이 확인되었다.As a result, as can be seen from FIG. 19, the photograph of the case treated with red ginseng nanoparticles showed more pronounced chromatin condensation phenomenon, which means that cell apoptosis is active. In particular, it was confirmed that red ginseng nanoparticles showed a more improved cell apoptosis effect than doxorubicin used as a positive control.
Claims (9)
a) 하나 이상의 식물 추출물을 물에 용해시켜 저장액(stock solution)을 제조하는 단계;
b) 상기 저장액을 70℃ 내지 100℃ 온도의 물에 적하 방식 또는 분무 방식으로 첨가하는 단계; 및
c) 초음파 분쇄를 적용하는 단계. A method for producing nanoparticles comprising the steps of:
a) dissolving one or more plant extracts in water to produce a stock solution;
b) adding the stock solution to water at a temperature of 70 ° C to 100 ° C in a dropping or spraying manner; And
c) applying ultrasonic pulverization.
상기 b) 단계의 적하 방식 또는 분무 방식은 저장액을 소정의 속도로 첨가하는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the dripping or spraying method of step b) comprises adding the stock solution at a predetermined rate.
상기 b) 단계에서 물의 온도는 100℃인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the temperature of water in step b) is 100 < 0 > C.
상기 c) 단계에서 수득된 생성물을 동결건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1,
And lyophilizing the product obtained in step c).
상기 생성물은 동결건조되기 전에 감압 농축되는 것을 특징으로 하는 제조방법.5. The method of claim 4,
Characterized in that the product is concentrated under reduced pressure before being lyophilized.
계면활성제 및 독성 물질이 첨가되지 않는 것을 특징으로 하는 제조방법.The method according to claim 1,
A surfactant and a toxic substance are not added.
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