KR20210141200A - Coating layer comprising pullulan and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a coating film comprising an iron ion-tannic acid coating layer containing iron ions and tannic acid, and a pullulan coating layer containing pullulan and a manufacturing method thereof. The coating film provided by the present invention can be manufactured in a short time under mild conditions, is edible by maintaining physical and chemical properties of pullulan as it is, is degradable in an acidic environment, and has biocompatible and antifouling surface properties.

Description

풀루란을 포함하는 코팅막 및 이의 제조방법 {Coating layer comprising pullulan and manufacturing method thereof}Coating layer comprising pullulan and manufacturing method thereof

본 발명은 풀루란을 포함하는 코팅막과 상기 코팅막의 제조 방법 및 그 용도에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 온화한 조건에서 모든 코팅 대상에 대해 적용 가능하고, 두께 조절이 가능하며, 식용 가능하고, 자연 분해되며, 생체 적합적이고 방오성을 지니는 풀루란 다핵착물을 포함하는 코팅막 조성물 및 상기 코팅막의 제조 방법과 그의 용도를 제공한다.The present invention relates to a coating film containing pullulan, a method for manufacturing the coating film, and its use, and more specifically, it is applicable to all coating objects under mild conditions, thickness control is possible, edible, natural decomposition, , A coating film composition comprising a pullulan multinuclear complex having biocompatible and antifouling properties, and a method for preparing the coating film and uses thereof are provided.

천연 다당류는 쉽게 구할 수 있는 바이오매스로, 이화작용을 통해 단당류로 전환되어 에너지 대사에 사용되거나 단백질과의 조합을 통해 생체조직을 이루는 기초재료로 이용되어 왔다. 천연 다당류의 연구는 생체재료적 측면에서 꾸준히 이루어져 왔으며, 특히 최근 의학 및 의공학 영역의 진단 및 치료제 개발 연구가 활발히 진행되는 중이다. Natural polysaccharides are readily available biomass, which are converted into monosaccharides through catabolism and used for energy metabolism or as basic materials for forming living tissues through combination with proteins. Research on natural polysaccharides has been steadily conducted in terms of biomaterials, and in particular, research on diagnosis and therapeutics development in the medical and biomedical engineering fields is being actively conducted.

그러나 천연 다당류는 주로 중성을 띠며 수용액상에서 구조 형성 및 조절이 어렵고 용해도가 높아 고정화 또한 어려운 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 생체적합성 조건에서 천연다당류가 음전하를 가지도록 형성된 카복실산(-COOH)을 가지는 다당류 유도체(대표적으로 carboxymethylcellulose; CMC)나 천연 다당류가 양전하를 갖도록 형성된 아민(-NH2)을 가지는 다당류 유도체(대표적으로 chitosan; CHI)를 이용한 기초 및 응용 연구가 활발히 진행되는 등, 천연 다당류의 유도체인 이온성 다당류에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. However, natural polysaccharides are mainly neutral and have a problem in that it is difficult to form and control the structure in an aqueous solution and to immobilize them because of their high solubility. To solve this problem, a polysaccharide derivative (typically carboxymethylcellulose; CMC) having a carboxylic acid (-COOH) formed so that a natural polysaccharide has a negative charge under biocompatibility conditions or a polysaccharide derivative having an amine (-NH 2 ) formed so that a natural polysaccharide has a positive charge Research on ionic polysaccharides, which are derivatives of natural polysaccharides, is being actively conducted, such as basic and applied research using (chitosan; CHI) being actively conducted.

표면 개질법에서는 상기 음전하 및/또는 양전하를 띠는 다당류 유도체를 다층박막적층법(Layer-by-Layer(LbL) assembly)과 결합하려는 시도가 활발히 진행되고 있다. 다층박막적층법은 상반된 전하에서 나타나는 강력한 정전기적 인력을 이용하는 기술로 이를 통해 얻어진 나노필름의 두께와 거칠기, 표면 형태(morphology)의 조절이 쉬운 장점이 있다. 음전하와 양전하로 하전된 다당류 유도체를 이용한다면, 전하를 가지는 모든 물질에 이 기술을 적용할 수 있어 고분자, 나노튜브, 나노파티클은 물론 생체물질인 DNA, RNA, 단백질 등과의 결합 역시 가능하여 의료, 에너지, 바이오센서 등의 분야로 널리 응용할 수 있다.In the surface modification method, attempts are actively being made to combine the negatively and/or positively charged polysaccharide derivative with a multilayer thin film stacking method (Layer-by-Layer (LbL) assembly). The multi-layer thin film lamination method is a technology that uses strong electrostatic attraction from opposite charges, and has the advantage of easy control of the thickness, roughness, and surface morphology of the obtained nanofilm. If negatively and positively charged polysaccharide derivatives are used, this technology can be applied to any material having an electric charge, so it is possible to bind not only polymers, nanotubes, nanoparticles, but also biomaterials such as DNA, RNA, proteins, etc. It can be widely applied in fields such as energy and biosensors.

그러나 이온성 다당류 유도체는 높은 전하밀도로 인해, 비특이적 결합(non-specific binding)을 유도하여 원치 않는 위치에 이온성 다당류가 고정되는 문제를 야기하는 등의 필연적인 문제점을 가지며, 천연 다당류와 비교할 때 생체 내 분해가 더디고, DNA 간섭, 세포막과의 결합으로 염증을 유도하거나 생체 기관에 적체될 가능성이 있다. However, ionic polysaccharide derivatives have inevitable problems such as inducing non-specific binding to cause a problem in which ionic polysaccharides are fixed at unwanted positions due to their high charge density, and when compared with natural polysaccharides, It is slow to decompose in vivo, and there is a possibility of inducing inflammation due to DNA interference or binding to cell membranes or accumulation in living organs.

풀루란(pullulan)은 진균류의 한 종류인 Aureobasidium pullulans로부터 생성되는 천연 고분자 다당류로, 알파-1,4-글리코시드 결합으로 이루어진 말토트리오스 단위가 알파-1, 6-글리코시드 결합으로 연결된 선형 구조를 가지고 있다. 풀루란은 필름을 만들기 쉽고 수분 보유력이 뛰어나 식품의 포장재나 피막제 등으로 사용되어 왔으며, 풀루란의 식용가능성, 생체적합성, 그리고 생분해성이라는 특성 때문에 최근 바이오의학 분야에서는 이를 응용하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. Pullulan is a natural high molecular polysaccharide produced from Aureobasidium pullulans , a type of fungus. It has a linear structure in which maltotriose units composed of alpha-1,4-glycosidic bonds are linked by alpha-1,6-glycosidic bonds. has a Pullulan has been used as a food packaging material or film material because it is easy to make a film and has excellent moisture retention. is becoming

풀루란에는 말토트리오스 단위 하나당 9개의 하이드록시 그룹이 존재하며, 이 그룹은 화학반응을 통해 원하는 화학적 모이어티(moiety)로 쉽게 교체할 수 있다. 현재까지 대부분의 연구에서는 화학적으로 중성인 풀루란을 화학적 기능화를 통해 이온성 풀루란 유도체로 합성하여 나노입자 또는 나노겔을 만드는 방식으로 응용해왔다. 그러나 이러한 방법으로 풀루란을 화학적으로 변형하게 되면 상술한 이온성 다당류의 단점이 나타나 생체 적합성이 저하될 우려가 있다. In pullulan, there are 9 hydroxy groups per maltotriose unit, and these groups can be easily replaced with a desired chemical moiety through a chemical reaction. Until now, most studies have applied chemically neutral pullulan to ionic pullulan derivatives through chemical functionalization to make nanoparticles or nanogels. However, when pullulan is chemically modified in this way, the disadvantages of the above-described ionic polysaccharides appear, and there is a concern that biocompatibility may be reduced.

한편 탄닌산은 녹차와 적포도주에 포함된 천연 식물추출물로, 벤젠링에 하이드록시기 3개가 붙은 갈로일기를 포함하는 폴리페놀이다. 탄닌산은 3가 철이온과 빠르게 착물을 형성하기 때문에 재료와 무관하게, 빠르고 단순한 방법으로 생체적합하며 식용가능한 나노필름을 형성할 수 있다. On the other hand, tannic acid is a natural plant extract contained in green tea and red wine, and is a polyphenol containing a galloyl group with three hydroxyl groups attached to a benzene ring. Because tannic acid rapidly complexes with trivalent iron ions, it is possible to form biocompatible and edible nanofilms in a fast and simple manner, regardless of the material.

본 발명의 목적은 철이온 및 탄닌산을 포함하는 철이온-탄닌산 코팅층; 및 상기 철이온-탄닌산 코팅층 상에 적층되며, 풀루란을 포함하는 풀루란 코팅층을 포함하는 코팅막과 그 제조 방법 및 용도를 제공하는 것이다.An object of the present invention is an iron ion-tannic acid coating layer comprising iron ions and tannic acid; And the iron ion-to provide a coating film laminated on the tannic acid coating layer, the coating film comprising a pullulan coating layer containing pullulan, and a manufacturing method and use thereof.

상기 코팅막은 온화한 조건에서 코팅 대상에 관계 없이 코팅이 가능하며, 나노 미터 수준에서 두께 조절이 가능하고, 생체 적합적이며, 식용 가능한 특성을 가진다. 또한 상기 코팅막은 자연 분해가 가능하여 친환경적이다.The coating film can be coated regardless of the coating target under mild conditions, the thickness can be adjusted at the nanometer level, and has biocompatible, edible properties. In addition, the coating film is environmentally friendly because it can decompose naturally.

본 발명은 철이온 및 탄닌산을 포함하는 철이온-탄닌산 코팅층; 및 상기 철이온-탄닌산 코팅층 상에 적층되며, 풀루란을 포함하는 풀루란 코팅층을 포함하는 코팅막과 상기 코팅막의 제조 방법 및 그 용도를 제공한다.The present invention provides an iron ion-tannic acid coating layer comprising iron ions and tannic acid; And the iron ion is laminated on the tannic acid coating layer, and provides a coating film comprising a pullulan coating layer containing pullulan, a method for producing the coating film, and uses thereof.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 명세서에서, 철이온-탄닌산 코팅층은, "Fe(III)-TA" 로 나타내어질 수 있으며, 풀루란 코팅층은 "Pullulan", 또는"Pul" 로 나타내어질 수 있다.In the present specification, the iron ion-tannic acid coating layer may be represented by "Fe(III)-TA", and the pullulan coating layer may be represented by "Pullulan", or "Pul".

본 명세서에서, 코팅막을 구성하는 각 코팅층은 코팅 대상의 표면으로부터 코팅 순서대로 기호 "/"로 구분되어 나타내어질 수 있으며, 각 코팅층이 반복하여 적층되는 경우, 아래 첨자의 숫자 'n'으로 나타내어 질 수 있다. 상기 숫자 n은 자연수일 수 있으며, n이 1인 경우에는 생략될 수 있다. 일 예에서, 철이온-탄닌산 코팅층 1개 층 위에 풀루란 코팅층 1개 층이 형성된 코팅막은 "[Fe(III)-TA/Pul] 코팅막" 또는 "[Fe(III)-TA/Pullulan] 코팅막"으로 표현될 수 있다. 또 다른 일 예에서, 상기 코팅막이 2회 반복 적층된 경우, "[Fe(III)-TA/Pul]2 코팅막"으로 표현될 수 있다. In the present specification, each coating layer constituting the coating film may be represented by being separated by a symbol "/" in the order of coating from the surface of the coating target, and when each coating layer is repeatedly laminated, it will be represented by the number 'n' of the subscript. can The number n may be a natural number, and may be omitted when n is 1. In one example, the coating film in which one pullulan coating layer is formed on one iron ion-tannic acid coating layer is "[Fe(III)-TA/Pul] coating film" or "[Fe(III)-TA/Pullulan] coating film" can be expressed as In another example, when the coating film is repeatedly laminated twice, it may be expressed as "[Fe(III)-TA/Pul] 2 coating film".

본 명세서에서, "온화한 조건"이란, 온도 및/또는 pH 조건이 가혹하지 않은 조건으로서, 가열 단계 및/또는 냉각 단계를 포함하지 않는 조건 및/또는 산 또는 염기 촉매가 사용되지 않는 조건을 의미한다. 상기 산 촉매는 예를 들어, 염산, 질산, 아세트산, 황산 및 불산으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 상기 염기 촉매는 예를 들어 암모니아수, 수산화나트륨 및 수산화칼륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 일 구체예에서, 상기 온화한 조건의 pH 조건은 pH 5.5 내지 8.5, pH 5.5 내지 8.0, pH 5.5 내지 7.5, pH 6.0 내지 8.5, pH 6.0 내지 8.0, pH 6.0 내지 7.5, pH 6.5 내지 8.5, pH 6.5 내지 8.0, pH 6.5 내지 7.5, pH 7.0 내지 8.5, pH 7.0 내지 8.0, 또는 pH 7.0 내지 7.5일 수 있다. 일 구체예에서, 상기 온화한 조건의 온도 조건은 상온(room temperature)으로서 예를 들어, 섭씨 15 내지 35도, 섭씨 15 내지 30도, 섭씨 15 내지 27도, 섭씨 18 내지 35도, 섭씨 18 내지 30도, 섭씨 18 내지 27도, 섭씨 20 내지 35도, 섭씨 20 내지 30도, 섭씨 20 내지 27도, 섭씨 23 내지 35도, 섭씨 23 내지 30도, 또는 섭씨 23 내지 27도일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.As used herein, "mild conditions" means conditions in which temperature and/or pH conditions are not severe, conditions that do not include a heating step and/or a cooling step, and/or conditions in which no acid or base catalyst is used. . The acid catalyst may be, for example, at least one selected from the group consisting of hydrochloric acid, nitric acid, acetic acid, sulfuric acid and hydrofluoric acid, and the base catalyst is, for example, one selected from the group consisting of aqueous ammonia, sodium hydroxide and potassium hydroxide. may be more than one species. In one embodiment, the mild pH conditions are pH 5.5 to 8.5, pH 5.5 to 8.0, pH 5.5 to 7.5, pH 6.0 to 8.5, pH 6.0 to 8.0, pH 6.0 to 7.5, pH 6.5 to 8.5, pH 6.5 to 8.0, pH 6.5 to 7.5, pH 7.0 to 8.5, pH 7.0 to 8.0, or pH 7.0 to 7.5. In one embodiment, the mild temperature conditions are room temperature, for example, 15 to 35 degrees Celsius, 15 to 30 degrees Celsius, 15 to 27 degrees Celsius, 18 to 35 degrees Celsius, 18 to 30 degrees Celsius. 18 to 27 degrees Celsius, 20 to 35 degrees Celsius, 20 to 30 degrees Celsius, 20 to 27 degrees Celsius, 23 to 35 degrees Celsius, 23 to 30 degrees Celsius, or 23 to 27 degrees Celsius, but is not limited thereto. .

본 발명에서, "코팅 대상", 및/또는 "코팅 기재" (substrate) 은 필름 또는 코팅의 대상이 되는 개체 또는 객체를 의미하며, 질량과 부피를 갖는 것이라면 종류에 관계없이 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅 대상은 금속, 금속산화물, 세라믹, 광물, 폴리머, 유리, 및/또는 목재 등과 같은 무생물체들 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 다른 예에서, 상기 코팅 대상은 균류 (예를 들어, 세균, 진균 등), 식물, 동물 등과 같은 생물체들 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 무생물체와 생물체가 결합된 물체일 수 있다. 상기 코팅 대상이 식물 또는 동물인 경우, 식물 또는 동물 그 자체, 또는 그로부터 분리된 기관 또는 세포일 수 있다. 일 예에서, 상기 코팅 대상은 표면에 풀루란 코팅층이 형성된 것일 수 있다. In the present invention, "coating object", and/or "coating substrate" (substrate) means a film or an object or object to be coated, and may be used regardless of type as long as it has mass and volume. For example, the coating target may be at least one selected from inanimate objects such as metal, metal oxide, ceramic, mineral, polymer, glass, and/or wood. In another example, the coating target may be one or more selected from living organisms such as fungi (eg, bacteria, fungi, etc.), plants, animals, and the like, and may be an object in which an inanimate organism and an organism are combined. When the coating target is a plant or animal, it may be the plant or animal itself, or an organ or cell isolated therefrom. In one example, the coating target may be a pullulan coating layer formed on the surface.

본 발명은 철이온 및 탄닌산을 포함하는 철이온-탄닌산 코팅층; 및 상기 철이온-탄닌산 코팅층 상에 적층되며, 풀루란을 포함하는 풀루란 코팅층을 포함하는 코팅막을 제공한다. 상기 풀루란 코팅층은 철이온을 추가로 포함할 수 있다.The present invention provides an iron ion-tannic acid coating layer comprising iron ions and tannic acid; And the iron ion is laminated on the tannic acid coating layer, it provides a coating film comprising a pullulan coating layer comprising pullulan. The pullulan coating layer may further include iron ions.

상기 철이온-탄닌산 코팅층 및 풀루란 코팅층은 하나의 단위 코팅층을 구성할 수 있으며, 상기 단위 코팅층은 1회 또는 복수 회 누적하여 적층될 수 있다. 상기 단위 코팅층은 철이온-탄닌산 코팅층 위에 풀루란 코팅층이 적층 및/또는 풀루란 코팅층 위에 철이온-탄닌산 코팅층이 적층된 형태일 수 있다. 상기 누적 횟수는 목적하는 코팅막의 두께에 따라 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어, 30회 이하, 25회 이하, 또는 20회 이하일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. The iron ion-tannic acid coating layer and the pullulan coating layer may constitute one unit coating layer, and the unit coating layer may be stacked once or by accumulating multiple times. The unit coating layer may have a form in which a pullulan coating layer is laminated on an iron ion-tannic acid coating layer and/or an iron ion-tannic acid coating layer is laminated on the pullulan coating layer. The number of accumulations may be appropriately adjusted according to the thickness of the desired coating film. For example, it may be 30 times or less, 25 times or less, or 20 times or less, but is not limited thereto.

본 발명이 제공하는 코팅막은 풀루란을 화학적으로 기능화하는 단계를 포함하지 않아, 풀루란의 고유 특성을 갖는 표면을 제공할 수 있다. 예를 들어, 가식성, 생체적합성, 및/또는 친수성 성질을 가질 수 있다. The coating film provided by the present invention does not include the step of chemically functionalizing pullulan, thereby providing a surface having unique properties of pullulan. For example, it may have edible, biocompatible, and/or hydrophilic properties.

본 발명이 제공하는 코팅막은 또한 방오성 및/또는 내산성을 가질 수 있다.The coating film provided by the present invention may also have antifouling and/or acid resistance.

일 구현예에서, 본 발명이 제공하는 코팅막은 초친수성 표면을 가질 수 있으며, 예를 들어 상기 코팅막과 물방울의 접촉각이 15°이하, 10°이하, 7°이하 또는 5°이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the coating film provided by the present invention may have a superhydrophilic surface, for example, the contact angle between the coating film and water droplets may be 15 ° or less, 10 ° or less, 7 ° or less, or 5 ° or less, but limited thereto it's not going to be

일 구현예에서, 본 발명이 제공하는 코팅막은 방오성을 가지며, 일 예에서 상기 방오성은 단백질 및/또는 유기물의 부착을 방지하는 성질을 의미하는 것일 수 있다. 일 실시예에서 철이온-탄닌산 코팅막과 철이온-탄닌산/풀루란 코팅막을 각각 제조한 후 BSA에 노출시켜 노출 전후의 물의 접촉각을 측정한 결과, 철이온-탄닌산 코팅막은 BSA에 노출된 이후 물의 접촉각이 2배 이상 증가하였으나, 철이온-탄닌산/풀루란 코팅막은 오염 전후의 물의 접촉각이 모두 5°이하로 BSA 내 단백질 및/또는 유기물과의 반응에 관계 없이 초신수성 특성을 유지하여, 방오성을 가짐을 확인하였다.In one embodiment, the coating film provided by the present invention has antifouling properties, and in one embodiment, the antifouling properties may mean properties that prevent adhesion of proteins and/or organic matter. In one embodiment, the iron ion-tannic acid coating film and the iron ion-tannic acid/pullulan coating film were respectively prepared and exposed to BSA to measure the contact angle of water before and after exposure. As a result, the iron ion-tannic acid coating film is the contact angle of water after exposure to BSA Although this increased more than twice, the iron ion-tannic acid/pullulan coating film maintains super-hydrophobic properties regardless of the reaction with proteins and/or organic matter in BSA with all contact angles of water before and after contamination of 5° or less, and has antifouling properties. was confirmed.

일 구현예에서, 본 발명이 제공하는 코팅막은 내산성을 가지는 것일 수 있다. 일 실시예에서, 풀루란 코팅층을 포함하지 않는 철이온-탄닌산 코팅막([Fe(III)-TA]4)과 풀루란 코팅층을 포함하는 [Fe(III)-TA/Pul]2 코팅막을 각각 제조하여 pH 2의 염산과 반응하여 코팅막의 두께 변화를 관찰한 결과, 철이온-탄닌산 코팅막은 염산과 5분만 반응하여도 코팅막의 두께가 반응 전의 40% 수준으로 코팅막이 거의 소실되었으나, [Fe(III)-TA/Pul]2 코팅막의 경우에는 반응 후 1일 후에야 비로소 반응 전 두께의 40% 수준의 두께가 되어 철이온-탄닌산 코팅막에 비해 내산성이 우수함을 확인하였다.In one embodiment, the coating film provided by the present invention may have acid resistance. In one embodiment, the iron ion-tannic acid coating film ([Fe(III)-TA] 4 ) without the pullulan coating layer and the [Fe(III)-TA/Pul] 2 coating film including the pullulan coating layer are prepared, respectively As a result of observing the change in the thickness of the coating film by reacting with hydrochloric acid of pH 2, the iron ion-tannic acid coating film almost lost its thickness to 40% of the level before the reaction even after reacting with hydrochloric acid for 5 minutes, but [Fe(III) )-TA/Pul] 2 coating film had a thickness of 40% of the pre-reaction thickness only after 1 day after the reaction, confirming that it had superior acid resistance compared to the iron ion-tannic acid coating film.

일 예에서, 본 발명이 제공하는 코팅막은 pH 7 미만, pH 6 이하, pH 5 이하, pH 4 이하, pH 3 이하, 또는 pH 2 이하의 산에 대한 내산성을 가질 수 있다.In one example, the coating film provided by the present invention may have acid resistance to acids of less than pH 7, less than pH 6, less than pH 5, less than pH 4, less than pH 3, or less than pH 2.

일 예에서, 본 발명이 제공하는 코팅막은 pH 2의 산과 1시간 반응시 코팅막 두께 보존율(Coating Remaining, %)이 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 또는 55% 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 두께 보존율은 반응 후 코팅막의 두께를 반응 전 코팅막의 두께로 나눈 값의 백분율로 구하여진다.In one example, the coating film provided by the present invention may have a coating film thickness retention rate (Coating Remaining, %) of 40% or more, 45% or more, 50% or more, or 55% or more when reacted with an acid of pH 2 for 1 hour, but limited thereto doesn't happen The thickness retention rate is obtained as a percentage of the value obtained by dividing the thickness of the coating film after the reaction by the thickness of the coating film before the reaction.

본 발명의 코팅막에 포함되는 철이온-탄닌산 코팅층은 코팅 대상의 물리적, 화학적 성질에 관계 없이 코팅이 가능하여, 하이브리드 코팅막을 제한 없이 형성할 수 있도록 하는 데에 기여한다. 상기 철이온-탄닌산 코팅층은 갈로일 기를 포함하며, 상기 갈로일 기는 철이온-탄닌산 코팅층 위에 풀루란 다핵착물을 포함하는 풀루란 코팅층이 형성될 수 있도록 돕는 기능을 수행할 수 있다.The iron ion-tannic acid coating layer included in the coating film of the present invention can be coated regardless of the physical and chemical properties of the coating object, thereby contributing to the formation of a hybrid coating film without limitation. The iron ion-tannic acid coating layer may include a galloyl group, and the galloyl group may perform a function of helping a pullulan coating layer including a pullulan polynuclear complex to be formed on the iron ion-tannic acid coating layer.

상기 철이온-탄닌산 코팅층은 철이온-탄닌산 코팅층을 형성하는 단계를 복수 회 반복함에 따라 두께가 증가하는 특성을 가질 수 있으며, 이에 따라 나노 미터 수준에서 두께 조절이 가능한 코팅막을 제공할 수 있다. The iron ion-tannic acid coating layer may have a characteristic of increasing the thickness by repeating the step of forming the iron ion-tannic acid coating layer a plurality of times, thereby providing a coating film capable of controlling the thickness at the nanometer level.

상기 철이온-탄닌산 코팅층은 코팅층 표면의 탄소/산소 비율(C/O ratio)이 1.5 내지 1.8, 1.5 내지 1.7, 1.6 내지 1.8, 또는 1.6 내지 1.7일 수 있다. 상기 탄소/산소 비율(C/O ratio)은 원자 수의 비율, 즉 탄소 원자 수를 산소 원자 수로 나눈 값으로 나타내어지는 것일 수 있다. The iron ion-tannic acid coating layer may have a carbon/oxygen ratio (C/O ratio) on the surface of the coating layer of 1.5 to 1.8, 1.5 to 1.7, 1.6 to 1.8, or 1.6 to 1.7. The carbon/oxygen ratio (C/O ratio) may be expressed as a ratio of the number of atoms, that is, a value obtained by dividing the number of carbon atoms by the number of oxygen atoms.

상기 철이온-탄닌산 코팅층의 형성은 코팅 대상(예를 들어, 기판)과 철이온 용액을 접촉시키는 단계 및 탄닌산 용액을 접촉시키는 단계를 포함하는 방법으로 수행될 수 있다. 상기 철이온 용액 및 탄닌산 용액은 순차적으로 첨가될 수 있으며, 일 예에서 철이온 용액을 먼저 첨가한 후 탄닌산 용액을 첨가할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 철이온-탄닌산 코팅층의 형성 목적 범위 내에서 자유롭게 이루어질 수 있다.Formation of the iron ion-tannic acid coating layer may be performed by a method comprising contacting a coating target (eg, a substrate) with an iron ion solution and contacting the tannic acid solution. The iron ion solution and the tannic acid solution may be sequentially added, and in one example, the iron ion solution may be first added and then the tannic acid solution may be added, but the present invention is not limited thereto. can be done freely.

일 예에서, 상기 철이온-탄닌산 코팅층 내 철이온과 탄닌산의 함량비는 (철이온:탄닌산 분자수의 비가 1:5 내지 1:1, 1:4 내지 1:1, 1:5 내지 1:2 또는 1:4 내지 1:2일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one example, the content ratio of iron ions and tannic acid in the iron ion-tannic acid coating layer (ratio of iron ions to the number of tannic acid molecules is 1:5 to 1:1, 1:4 to 1:1, 1:5 to 1:2) Or 1:4 to 1:2 may be, but is not limited thereto.

상기 철이온-탄닌산 코팅층은 온화한 조건에서 생성되는 것일 수 있다. 온화한 조건에서 코팅층이 형성됨으로써 코팅 대상에 관계 없이 코팅이 가능한 장점이 있다. 상기 '온화한 조건'은 상술한 바와 같다.The iron ion-tannic acid coating layer may be generated under mild conditions. Since the coating layer is formed under mild conditions, there is an advantage that coating can be performed regardless of the coating target. The 'mild conditions' are the same as described above.

본 발명의 코팅막에 포함되는 풀루란 코팅층은 풀루란 외에도 철이온을 추가로 포함할 수 있으며, 일 예에서, 풀루란과 철이온이 다핵 착물을 형성하여 막 구조를 형성하는 것일 수 있다. 일 예에서, 상기 풀루란 코팅층은 풀루란이 철이온과의 배위 결합을 통해 형성된 것일 수 있다. 상기 철이온-탄닌산 코팅층과 유사하게, 풀루란 코팅층에서도 철이온이 풀루란 분자의 OH기 1 내지 3단위와 배위결합을 할 것으로 예상된다.The pullulan coating layer included in the coating film of the present invention may further include iron ions in addition to pullulan. In one example, pullulan and iron ions form a multinuclear complex to form a film structure. In one example, the pullulan coating layer may be formed through a coordination bond of pullulan with iron ions. Similar to the iron ion-tannic acid coating layer, in the pullulan coating layer, it is expected that the iron ions will coordinate with 1 to 3 units of the OH groups of the pullulan molecule.

상기 풀루란 코팅층은 풀루란의 물리적 및/또는 화학적 성질을 유지하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 가식성, 및/또는 생체적합성 특성을 가지는 것일 수 있다.The pullulan coating layer may maintain physical and/or chemical properties of pullulan, for example, may have edible properties and/or biocompatibility properties.

상기 풀루란 코팅층은, 철이온-탄닌산 코팅층이 반복하여 적층되는 경우, 철이온-탄닌산 코팅층의 형성을 돕는 역할을 할 수 있다. 일 예에서, 풀루란 코팅층 위에 형성된 철이온-탄닌산 코팅층은 일반 금판 위에 형성된 철이온-탄닌산 코팅층에 비해 1.5배 내지 3.5배 두껍게 형성되었다.The pullulan coating layer, when the iron ion-tannic acid coating layer is repeatedly laminated, may serve to help the formation of the iron ion-tannic acid coating layer. In one example, the iron ion-tannic acid coating layer formed on the pullulan coating layer was formed to be 1.5 to 3.5 times thicker than the iron ion-tannic acid coating layer formed on a general gold plate.

상기 풀루란 코팅층 표면의 C/O 비율(C와 O의 수의 비)은 1.1 내지 1.5, 1.1 내지 1.4 또는 1.1 내지 1.3일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The C/O ratio (ratio of the number of C and O) of the pullulan coating layer surface may be 1.1 to 1.5, 1.1 to 1.4, or 1.1 to 1.3, but is not limited thereto.

상기 가식성 및/또는 생체적합성 특성에 의해 본 발명이 제공하는 코팅막은 식품용 코팅제 및/또는 의약품용 코팅제로 활용될 수 있다.The coating film provided by the present invention by the edible and / or biocompatibility characteristics can be utilized as a coating agent for food and / or a coating agent for pharmaceuticals.

본 발명이 제공하는 코팅막에서, 철이온-탄닌산 코팅층과 풀루란 코팅층의 두께는 1:1 내지 10:1, 1:1 내지 5:1, 또는 1:1 내지 1:3의 비율 (철이온-탄닌산 코팅층 두께:풀루랑 코팅층 두께, 이하 동일)로 제조될 수 있다. 일 예에서, 상기 각 코팅층 두께의 비율은 코팅층의 누적이 반복됨에 따라 점차 낮아질 수 있다. In the coating film provided by the present invention, the thickness of the iron ion-tannic acid coating layer and the pullulan coating layer is 1:1 to 10:1, 1:1 to 5:1, or 1:1 to 1:3 (iron ion- Tannic acid coating layer thickness: pullulang coating layer thickness, hereinafter the same) can be prepared. In one example, the ratio of the thickness of each coating layer may be gradually lowered as the accumulation of the coating layer is repeated.

일 예에서, 본 발명이 제공하는 코팅막 내 철이온-탄닌산 코팅층과 풀루란 코팅층이 반복 적층되는 경우, 풀루란 코팅층 형성시 사용된 코팅 용액 내 철이온 농도에 따라 철이온-탄닌산 코팅층의 두께가 변화할 수 있다. In one example, when the iron ion-tannic acid coating layer and the pullulan coating layer are repeatedly laminated in the coating film provided by the present invention, the thickness of the iron ion-tannic acid coating layer changes depending on the iron ion concentration in the coating solution used to form the pullulan coating layer can do.

일 실시예에서, 풀루란 코팅액 내 철이온의 농도를 0mg/mL(미포함), 0.1mg/mL, 또는 1mg/mL로 조절하여 코팅막을 제조하며 각 층의 형성시마다 코팅막의 두께를 측정한 결과, 철이온이 첨가되지 않은 경우 (0mg/mL) 또는 철이온 농도가 1mg/mL인 경우에는 각 풀루란 코팅층의 두께가 약 2 nm 이내로 매우 얇은 박막이 형성됨에 그쳤으며, 철이온-탄닌산 코팅층의 두께도 각 코팅층의 두께가 평균 3nm 수준으로 형성되었다. 철이온 농도가 0.1mg/mL인 경우에는, 풀루란 코팅층 위에 형성되는 철이온-탄닌산 코팅층의 두께가 6 내지 11nm 수준으로 나타나 철이온 농도가 철이온-탄닌산 코팅층 및 풀루란 코팅층의 형성에 영향을 미침을 확인하였다.In one embodiment, the concentration of iron ions in the pullulan coating solution is adjusted to 0 mg/mL (not included), 0.1 mg/mL, or 1 mg/mL to prepare a coating film, and as a result of measuring the thickness of the coating film at each layer formation, When no iron ions were added (0 mg/mL) or when the iron ion concentration was 1 mg/mL, a very thin thin film was formed within about 2 nm of each pullulan coating layer, and the thickness of the iron ion-tannic acid coating layer The thickness of each coating layer was formed at an average level of 3 nm in FIG. When the iron ion concentration is 0.1 mg/mL, the thickness of the iron ion-tannic acid coating layer formed on the pullulan coating layer is 6 to 11 nm, and the iron ion concentration affects the formation of the iron ion-tannic acid coating layer and the pullulan coating layer. Insanity was confirmed.

본 발명의 일 예는, 상기 철이온-탄닌산 코팅층 및 풀루란 코팅층을 포함하는 코팅막을 포함하는, 식품용 코팅제에 관한 것이다. 상기 코팅막의 특성은 상술한 바와 같다.An example of the present invention relates to a coating agent for food, including a coating film including the iron ion-tannic acid coating layer and the pullulan coating layer. The properties of the coating film are as described above.

상기 식품은 건강기능식품을 포함하는 것일 수 있으며, 그 제형에 제한을 받지 않는다. 상기 식품의 제형은 예를 들어, 정제, 캡슐, 환, 과립, 액상, 분말, 시럽, 편상, 젤리, 바, 페이스트, 필름 및/또는 겔로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 제형일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 예에서, 상기 식품의 제형은 고형 또는 반(半)고형일 수 있으며, 예를 들어 정제, 캡슐, 환, 분말, 시럽, 편상, 젤리, 페이스트, 겔, 필름 및 바로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 제형일 수 있다.The food may include a health functional food, and the formulation is not limited. The formulation of the food may be, for example, one or more formulations selected from the group consisting of tablets, capsules, pills, granules, liquids, powders, syrups, flakes, jellies, bars, pastes, films and/or gels, but limited thereto doesn't happen In one example, the formulation of the food may be solid or semi-solid, for example, one or more selected from the group consisting of tablets, capsules, pills, powders, syrups, pieces, jellies, pastes, gels, films and bars. It may be in the form

본 발명이 제공하는 코팅막은 식용 가능하므로, 식품용 코팅제로 활용하기에 적절하다. 또한 온화한 조건에서 제조 가능하여, 코팅 대상이 되는 식품의 영양소, 맛, 및/또는 향과 같은 특성에 영향을 주지 않으며, 상기 식품이 건강기능식품인 경우, 건강기능식품 내 유효성분의 물리적 및/또는 화학적 특성에도 영향을 주지 않는 장점이 있다. Since the coating film provided by the present invention is edible, it is suitable for use as a coating agent for food. In addition, since it can be manufactured under mild conditions, it does not affect the characteristics such as nutrients, taste, and/or flavor of the food to be coated. When the food is a health functional food, the physical and / Alternatively, there is an advantage that does not affect the chemical properties.

상기 식품용 코팅제는, 식품학적으로 사용될 수 있는 식품용 코팅제를 추가로 포함할 수 있다.The food coating agent may further include a food coating agent that can be used foodologically.

본 발명의 일 예는, 상기 철이온-탄닌산 코팅층 및 풀루란 코팅층을 포함하는 코팅막을 포함하는, 의약품용 코팅제에 관한 것이다. 상기 코팅막은 상술한 바와 같다.An example of the present invention relates to a coating agent for pharmaceuticals, including a coating film comprising the iron ion-tannic acid coating layer and the pullulan coating layer. The coating film is as described above.

본 명세서에서, "의약품용 코팅제"란 의약품의 유효성분 이외의 물질로서 유효성분에 더해지는 얇은 막 또는 필름을 의미한다. 상기 코팅제는 의약품 첨가제의 일종으로서, 의약품의 유용성을 높이고 제제화를 용이하게 하기 위해 첨가되며 의약품의 치료 효과를 변화게 하거나 시험에 지장을 주지 않는 범위에서 적정 용량 첨가될 수 있다. As used herein, "coating agent for pharmaceuticals" refers to a thin film or film added to the active ingredient as a material other than the active ingredient of the drug. The coating agent is a kind of pharmaceutical additive, and is added to increase the usefulness of the drug and to facilitate formulation, and may be added in an appropriate dose within a range that does not change the therapeutic effect of the drug or interfere with the test.

본 발명이 제공하는 의약품용 코팅제에 포함되는 코팅막은 식용 가능하여, 경구 투여용 의약품의 코팅제로 활용될 수 있다. 일 예에서, 상기 코팅 대상이 되는 의약품은 경구투여, 부착, 좌약 및/또는 설하정의 방법으로 투여되는 것일 수 있다. 상기 의약품은 고형 또는 반고형일 수 있으며, 예를 들어, 캡슐제, 정제, 환제, 산제, 과립제, 시럽, 패치제, 및/또는 젤리의 제형일 수 있다. The coating film included in the coating agent for pharmaceuticals provided by the present invention is edible, so it can be used as a coating agent for pharmaceuticals for oral administration. In one example, the drug to be coated may be administered by oral administration, attachment, suppository and/or sublingual tablet method. The pharmaceutical may be solid or semi-solid, and may be in the form of, for example, capsules, tablets, pills, powders, granules, syrups, patches, and/or jellies.

상기 의약품용 코팅제에 포함되는 코팅막은 풀루란의 물리적 및/또는 화학적 특성을 유지하여 생체 적합적 성질을 가지므로, 의약품의 코팅제로활용하기에 적??하다. 또한 온화한 조건에서 제조 가능하여, 제조 원가를 낮추고 코팅 대상이 되는 의약품의 유효 성분의 물리/화학적 구조에 영향을 주지 않는 장점을 가진다. The coating film included in the coating agent for pharmaceuticals maintains the physical and/or chemical properties of pullulan and has biocompatible properties, so it is suitable for use as a coating agent for pharmaceuticals. In addition, since it can be manufactured under mild conditions, it has the advantage of lowering the manufacturing cost and not affecting the physical/chemical structure of the active ingredient of the drug to be coated.

상기 의약품용 코팅제는, 의학적 및/또는 약학적으로 사용될 수 있는 의약품용 코팅제를 추가로 포함할 수 있다. The pharmaceutical coating agent may further include a pharmaceutical coating agent that can be used medically and/or pharmaceutically.

본 발명이 제공하는 코팅 방법은, 코팅 대상에 철이온 및 탄닌산을 포함하는 철이온-탄닌산 코팅층을 형성하는 제1단계; 및 상기 철이온-탄닌산 코팅층 상에 철 풀루란을 포함하는 풀루란 코팅층을 형성하는 제2단계를 포함한다. 상기 풀루란 코팅층은 철이온을 추가로 포함할 수 있다. The coating method provided by the present invention comprises: a first step of forming an iron ion-tannic acid coating layer comprising iron ions and tannic acid on a coating object; and a second step of forming a pullulan coating layer including iron pullulan on the iron ion-tannic acid coating layer. The pullulan coating layer may further include iron ions.

본 발명이 제공하는 코팅 방법에 있어서, 상기 제1단계 및 제2단계의 각 코팅층 형성 단계는, 온화한 조건에서 코팅 대상의 표면에 코팅막을 형성시키기 위한 목적 범위 내에서 임의의 코팅 방법을 자유롭게 선택하여 수행될 수 있다. 일 예에서, 상기 코팅 방법은 코팅 대상 표면에 대한 도포(코팅), 침지, 또는 증착일 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅 방법은 페인트 브러싱, 스프레이 코팅, 닥터 블레이드, 침지-인상법, 및 스핀 코팅으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 방법을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the coating method provided by the present invention, each coating layer forming step of the first step and the second step is to freely select any coating method within the objective range for forming a coating film on the surface of the object to be coated under mild conditions. can be performed. In one example, the coating method may be application (coating), immersion, or deposition on the surface to be coated. Specifically, the coating method may use one or more methods selected from the group consisting of paint brushing, spray coating, doctor blade, dip-pull method, and spin coating, but is not limited thereto.

상기 제1단계 내지 제2단계는 코팅 용액과 코팅 대상을 접촉하는 단계; 및 상기 코팅 용액과 접촉한 코팅 대상을 세척 및 건조하는 단계를 거쳐 수행될 수 있다. 상기 코팅 용액의 용매는 코팅 목적에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 예를 들어, 탈이온수, 증류수, 염화나트륨 수용액 및 인산완충생리식염수로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 용매일 수 있다. The first to second steps may include contacting the coating solution with the coating target; and washing and drying the coating object in contact with the coating solution. The solvent of the coating solution may be appropriately selected depending on the purpose of the coating, for example, may be one or more solvents selected from the group consisting of deionized water, distilled water, sodium chloride aqueous solution and phosphate buffered saline.

상기 코팅층을 형성하는 단계는 모두 온화한 조건에서 수행되는 것일 수 있으며, 상기 온화한 조건은 상술한 바와 같다. 본 발명이 제공하는 코팅 방법은 별도의 가열 및/또는 냉각 단계를 필요로 하지 않으며, 각 코팅층의 형성이 단시간 내에 이루어져 코팅 시간과 비용이 절약될 수 있어 경제적 효용성이 우수하다.All of the steps of forming the coating layer may be performed under mild conditions, and the mild conditions are as described above. The coating method provided by the present invention does not require a separate heating and/or cooling step, and the coating time and cost can be saved because each coating layer is formed within a short time, so that it is excellent in economic efficiency.

상기 코팅층을 형성하는 단계 중, 상기 코팅 용액과 코팅 대상을 접촉하는 단계의 코팅 용액과 코팅 대상의 접촉 시간은 코팅막을 형성하기 위한 목적 범위 내에서 적절히 선택될 수 있으며, 예를 들어, 10초 내지 180분, 10초 내지 120분, 10초 내지 60분, 10초 내지 30분, 10초 내지 20분, 10초 내지 10분, 30초 내지 180분, 30초 내지 120분, 30초 내지 60분, 30초 내지 30분, 30초 내지 20분, 30초 내지 10분, 1분 내지 180분, 1분 내지 120분, 1분 내지 60분, 1분 내지 30분, 1분 내지 20분, 또는 1분 내지 10분일 수 있다. 일 실시예에서, 철이온-탄닌산 코팅층은 코팅 용액과 코팅 대상을 1분간 반응시켜 형성되었으며, 풀루란 코팅층의 형성은 코팅 용액과 코팅 대상을 10분간 반응하여 이루어졌다. In the step of forming the coating layer, the contact time of the coating solution and the coating target in the step of contacting the coating solution and the coating target may be appropriately selected within the objective range for forming the coating film, for example, from 10 seconds to 180 minutes, 10 seconds to 120 minutes, 10 seconds to 60 minutes, 10 seconds to 30 minutes, 10 seconds to 20 minutes, 10 seconds to 10 minutes, 30 seconds to 180 minutes, 30 seconds to 120 minutes, 30 seconds to 60 minutes , 30 seconds to 30 minutes, 30 seconds to 20 minutes, 30 seconds to 10 minutes, 1 minute to 180 minutes, 1 minute to 120 minutes, 1 minute to 60 minutes, 1 minute to 30 minutes, 1 minute to 20 minutes, or It may be 1 minute to 10 minutes. In one embodiment, the iron ion-tannic acid coating layer was formed by reacting the coating solution with the coating target for 1 minute, and the pullulan coating layer was formed by reacting the coating solution with the coating target for 10 minutes.

이하 각 단계를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, each step will be described in more detail.

본 발명이 제공하는 코팅 방법은, (1) 코팅 대상에 철이온 및 탄닌산을 포함하는 철이온-탄닌산 코팅층을 형성하는 제1단계를 포함한다.The coating method provided by the present invention includes (1) a first step of forming an iron ion-tannic acid coating layer comprising iron ions and tannic acid on a coating object.

상기 철이온-탄닌산 코팅층은 상술한 바와 같다.The iron ion-tannic acid coating layer is as described above.

일 예에서, 상기 제1단계 이전에 코팅 대상에 풀루란 코팅층을 형성하는 단계를 추가로 수행할 수 있다. 상기 풀루란 코팅층은 풀루란을 포함하며, 철이온을 추가로 더 포함하는 것일 수 있다.In one example, before the first step, the step of forming a pullulan coating layer on the coating target may be additionally performed. The pullulan coating layer may include pullulan and further include iron ions.

상기 제1단계는, 상기 제2단계 수행 이전에 단수 회 또는 복수 회 반복하여 수행될 수 있다. 상기 철이온-탄닌산 코팅층은 철이온-탄닌산 코팅층을 형성하는 단계를 복수 회 반복함에 따라 두께가 증가하는 특성을 가질 수 있으며, 이에 따라 나노 미터 수준에서 두께 조절이 가능한 코팅막을 제공할 수 있다. The first step may be repeated a single time or a plurality of times before performing the second step. The iron ion-tannic acid coating layer may have a characteristic of increasing the thickness by repeating the step of forming the iron ion-tannic acid coating layer a plurality of times, thereby providing a coating film capable of controlling the thickness at the nanometer level.

상기 철이온-탄닌산 코팅층의 형성은 코팅 대상(예를 들어, 기판)과 철이온 용액을 접촉시키는 단계 및 탄닌산 용액을 접촉시키는 단계를 포함하는 방법으로 수행될 수 있다. 상기 철이온 용액 및 탄닌산 용액은 순차적으로 첨가될 수 있으며, 일 예에서 철이온 용액을 먼저 첨가한 후 탄닌산 용액을 첨가할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 철이온-탄닌산 코팅막의 형성 목적 범위 내에서 자유롭게 이루어질 수 있다.Formation of the iron ion-tannic acid coating layer may be performed by a method comprising contacting a coating target (eg, a substrate) with an iron ion solution and contacting the tannic acid solution. The iron ion solution and the tannic acid solution may be sequentially added, and in one example, the iron ion solution may be added first and then the tannic acid solution may be added, but the present invention is not limited thereto. can be done freely.

상기 철이온 용액은 Fe(III) 이온을 포함하기 위한 목적 범위 내에서 자유롭게 제조되어 사용될 수 있으며, 예를 들어, 염화철 6수화물(FeCl3·6H2O), 질산철 9수화물(Fe(NO3)3·9H2O) 및 황산철 7수화물(FeSO4·7H2O)로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 용액일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 철이온 용액은 철이온-탄닌산 코팅막의 형성 목적 범위 내에서 그 농도를 자유롭게 조절할 수 있으며, 예를 들어, 1 내지 100mg/mL, 1 내지 50mg/mL, 1 내지 30 mg/mL, 1 내지 20 mg/mL, 3 내지 100 mg/mL, 3 내지 50 mg/mL, 3 내지 30 mg/mL, 3 내지 20 mg/mL, 5 내지 100 mg/mL, 5 내지 50 mg/mL, 5 내지 30 mg/mL, 5 내지 20 mg/mL, 7 내지 100 mg/mL, 7 내지 50 mg/mL, 7 내지 30 mg/mL, 또는 7 내지 20 mg/mL 일 수 있다.The iron ion solution may be freely prepared and used within the intended range for including Fe(III) ions, for example, iron chloride hexahydrate (FeCl 3 .6H 2 O), iron nitrate heptahydrate (Fe(NO 3 ) ) 3 ·9H 2 O) and iron sulfate heptahydrate (FeSO 4 ·7H 2 O) may be one or more solutions selected from the group consisting of, but is not limited thereto. The concentration of the iron ion solution can be freely adjusted within the range for the purpose of forming the iron ion-tannic acid coating film, for example, 1 to 100 mg/mL, 1 to 50 mg/mL, 1 to 30 mg/mL, 1 to 20 mg/mL, 3-100 mg/mL, 3-50 mg/mL, 3-30 mg/mL, 3-20 mg/mL, 5-100 mg/mL, 5-50 mg/mL, 5-30 mg /mL, 5-20 mg/mL, 7-100 mg/mL, 7-50 mg/mL, 7-30 mg/mL, or 7-20 mg/mL.

상기 탄닌산 용액 내 탄닌산 농도는 코팅막 형성 목적 범위 내에서 자유롭게 조절할 수 있으며, 예를 들어 5 내지 200 mg/mL, 5 내지 100mg/mL, 5 내지 70mg/mL, 5 내지 50mg/mL, 10 내지 200mg/mL, 10 내지 100mg/mL, 10 내지 70mg/mL, 10 내지 50mg/mL, 30 내지 200mg/mL, 30 내지 100mg/mL, 30 내지 70mg/mL, 또는 30 내지 50mg/mL 일 수 있다.The concentration of tannic acid in the tannic acid solution can be freely adjusted within the range for the purpose of forming a coating film, for example, 5-200 mg/mL, 5-100 mg/mL, 5-70 mg/mL, 5-50 mg/mL, 10-200 mg/mL mL, 10-100 mg/mL, 10-70 mg/mL, 10-50 mg/mL, 30-200 mg/mL, 30-100 mg/mL, 30-70 mg/mL, or 30-50 mg/mL.

일 실시예에서, 탄닌산 40mg/mL 증류수 수용액 및 FeCl3·6H2O 10mg/mL 증류수 수용액을 제조해 코팅용 원액으로 이용하였다.In one embodiment, 40 mg/mL distilled water aqueous solution of tannic acid and 10 mg/mL distilled water solution of FeCl 3 ·6H 2 O were prepared and used as stock solutions for coating.

철이온-탄닌산 코팅층 형성은 주로 철이온 농도에 영향을 받으며, 철이온의 농도가 높을수록 코팅층의 두께가 두꺼워지고, 거칠기가 증가한다. 철이온의 농도가 상기 범위보다 낮은 경우 코팅층이 정상적으로 형성되지 않을 수 있으며, 탄닌산과 철이온 용액의 농도가 상기 범위 이상인 경우, 수용액 상에서 입자가 빠르게 형성되어 코팅막이 불균일, 불규칙적으로 형성되는 문제점이 있다.The formation of the iron ion-tannic acid coating layer is mainly affected by the iron ion concentration, and the higher the iron ion concentration, the thicker the coating layer becomes and the roughness increases. If the concentration of iron ions is lower than the above range, the coating layer may not be formed normally, and when the concentration of the tannic acid and iron ion solution is above the above range, particles are rapidly formed in the aqueous solution, so there is a problem that the coating film is unevenly and irregularly formed. .

상기 제1단계에 의해 형성되는 철이온-탄닌산 코팅층은, 다층박막적층법(Layer-by-layer; LbL)에 의한 코팅막의 두께 조절을 가능케 하는 역할을 수행한다. 일 실시예에서, 철이온-탄닌산 코팅을 수행하지 않고, 풀루란 코팅층만을 반복 적층하여 [Pul]n 코팅막을 형성한 결과, 적층 횟수에 관계 없이 유의미한 코팅막의 두께 증가가 관찰되지 않아, 철이온-탄닌산 코팅층이 두께 조절에 있어 핵심적인 역할을 수행함을 확인하였다. The iron ion-tannic acid coating layer formed by the first step serves to enable control of the thickness of the coating film by a multi-layered thin film lamination method (Layer-by-layer; LbL). In one embodiment, as a result of forming a [Pul] n coating film by repeatedly laminating only the pullulan coating layer without performing the iron ion-tannic acid coating, a significant increase in the thickness of the coating film was not observed regardless of the number of laminations, so the iron ion- It was confirmed that the tannic acid coating layer plays a key role in thickness control.

본 발명이 제공하는 코팅 방법은, (2) 상기 철이온-탄닌산 코팅층 상에 풀루란을 포함하는 풀루란 코팅층을 형성하는 제2단계를 포함한다. 상기 풀루란 코팅층은 철이온을 추가로 포함할 수 있다.The coating method provided by the present invention includes a second step of (2) forming a pullulan coating layer containing pullulan on the iron ion-tannic acid coating layer. The pullulan coating layer may further include iron ions.

상기 제2단계에서 생성되는 풀루란 코팅층은 철이온-탄닌산 코팅층 상에 적층되는 것일 수 있다.The pullulan coating layer produced in the second step may be laminated on the iron ion-tannic acid coating layer.

상기 제2단계는 상기 제1단계를 1회 또는 복수 회 수행한 코팅 대상에 철이온 및 탄닌산 수용액을 포함하는 코팅액과 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 코팅액 내 철이온 농도는 코팅막 형성 목적 범위에서 자유롭게 변경될 수 있으며, 예를 들어, 1mg/mL 미만, 0.5mg/mL 미만, 0.3mg/mL 미만, 0.01 내지 1mg/mL, 0.01 내지 0.5mg/mL, 0.01 내지 0.3mg/mL, 0.05 내지 1mg/mL, 0.05 내지 0.5mg/mL, 또는 0.05 내지 3mg/mL일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 철이온 농도가 1mg/mL 이상인 경우 풀루란 코팅층 상에 형성되는 철이온-탄닌산 코팅층이 너무 얇게 형성될 수 있으며, 철이온이 첨가되지 않았을 때와 유사한 수준의 코팅막이 형성될 수 있어, 경제적 효용성이 감소하는 단점이 발생할 수 있다. The second step may include contacting a coating solution containing iron ions and an aqueous tannic acid solution to the coating target that has been subjected to the first step one or more times. The iron ion concentration in the coating solution may be freely changed within the range for the purpose of forming a coating film, for example, less than 1 mg/mL, less than 0.5 mg/mL, less than 0.3 mg/mL, 0.01 to 1 mg/mL, 0.01 to 0.5 mg/mL mL, 0.01 to 0.3 mg/mL, 0.05 to 1 mg/mL, 0.05 to 0.5 mg/mL, or 0.05 to 3 mg/mL, but is not limited thereto. When the iron ion concentration is 1 mg/mL or more, the iron ion-tannic acid coating layer formed on the pullulan coating layer may be formed too thinly, and a coating film at a level similar to that when iron ions are not added may be formed. There may be disadvantages of decreasing.

상기 코팅액 내 풀루란 농도는 코팅막 형성 목적 범위에서 자유롭게 변경될 수 있으며, 예를 들어, 1mg/mL 이상, 1.5mg/mL 이상, 2mg/mL 이상, 2.5mg/mL 이상, 1 내지 10mg/mL, 1.5 내지 10mg/mL, 또는 2 내지 10mg/mL일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 코팅액 내 풀루란 농도가 1mg/mL 미만인 경우, 풀루란 코팅층이 충분히 형성되지 않을 수 있으며, 풀루란 농도가 10mg/mL 이상인 경우, 투입되는 원료의 양과 코팅막의 두께가 비례하지 않아, 비경제적이다. 일 실시예에서 풀루란 코팅액 내 풀루란 농도를 1mg/mL, 2.5mg/mL, 및 10mg/mL로 변화시켜 [Fe(Ⅲ)-TA /Pul]n 코팅을 수행한 결과, 코팅액 내 풀루란 농도가 10mg/mL인 경우에도 풀루란 농도가 2.5mg/mL인 경우에 비해 코팅막의 형성 수준에 유의미한 차이가 발생하지 않음을 확인하였다.The concentration of pullulan in the coating solution may be freely changed within the range for the purpose of forming a coating film, for example, 1 mg/mL or more, 1.5 mg/mL or more, 2 mg/mL or more, 2.5 mg/mL or more, 1 to 10 mg/mL, 1.5 to 10 mg/mL, or 2 to 10 mg/mL, but is not limited thereto. When the concentration of pullulan in the coating solution is less than 1 mg/mL, the pullulan coating layer may not be sufficiently formed. . [Fe(III)-TA /Pul] n coating was performed by changing the pullulan concentration in the pullulan coating solution to 1 mg/mL, 2.5 mg/mL, and 10 mg/mL in one embodiment, the pullulan concentration in the coating solution It was confirmed that there was no significant difference in the formation level of the coating film compared to the case where the pullulan concentration was 2.5 mg/mL even in the case of 10 mg/mL.

본 발명이 제공하는 코팅 방법은 풀루란을 화학적으로 기능화하는 단계를 생략할 수 있다. 상기 화학적으로 기능화하는 단계는, 예를 들어, Anionic/cationic modification, Hydrophobic modification, 및 grafting으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 방법으로 수행되는 것일 수 있다. 상기 Anionic/cationic modification은 풀루란에 음전하 또는 양전하를 띠는 작용기를 붙여 전하를 띠게 하는 방법이고, 상기 Hydrophobic modification은 풀루란에 소수성 물질을 붙임으로써 미셸 구조를 형성하도록 하는 방법이며, 상기 grafting은 풀루란을 백본(backbone)으로 사용하여 단위체(monomer)를 연속적으로 중합하는 방법을 의미한다. 상기 풀루란을 화학적으로 기능화하는 단계를 생략함으로써, 풀루란 고유의 성질을 유지하게 되어 식용 가능하고, 생체 적합적인 표면 성질을 갖는 코팅막을 제조할 수 있다.The coating method provided by the present invention may omit the step of chemically functionalizing pullulan. The chemical functionalization may be performed by, for example, one or more methods selected from the group consisting of anionic/cationic modification, hydrophobic modification, and grafting. The anionic/cationic modification is a method of attaching a negative or positively charged functional group to pullulan to give it an electric charge, and the hydrophobic modification is a method of attaching a hydrophobic material to pullulan to form a micelle structure, and the grafting is pullulan It refers to a method of continuously polymerizing monomers using a column as a backbone. By omitting the step of chemically functionalizing the pullulan, it is possible to prepare a coating film having an edible and biocompatible surface property by maintaining the inherent properties of pullulan.

본 발명이 제공하는 코팅 방법에서, 상기 제1단계 및 제2단계는 단수 회 또는 복수 회 반복하여 수행되는 것일 수 있다. 상기 반복 횟수는 목적하는 코팅막의 두께에 따라 적절히 조절될 수 있으며, 상기 각 단계의 반복에 따라 다층박막적층법(Layer-by-layer; LbL)에 따른 코팅막의 두께 조절이 가능하다.In the coating method provided by the present invention, the first step and the second step may be repeated a single time or a plurality of times. The number of repetitions may be appropriately adjusted according to the thickness of the desired coating film, and according to the repetition of each step, the thickness of the coating film according to the layer-by-layer (LbL) can be adjusted.

상기 본 발명이 제공하는 코팅 방법에서, 상기 풀루란 코팅층은 철이온을 추가로 포함할 수 있으며, 제2단계의 풀루란 코팅용 코팅 용액 내 철이온 농도를 조절함으로써 상기 풀루란 코팅층 위에 형성되는 철이온-탄닌산 코팅층의 두께를 조절할 수 있다.In the coating method provided by the present invention, the pullulan coating layer may further include iron ions, and iron formed on the pullulan coating layer by adjusting the iron ion concentration in the coating solution for pullulan coating in the second step The thickness of the on-tannic acid coating layer can be adjusted.

일 예에서, 제2단계의 풀루란 코팅 용액 내 철이온 농도가 0 초과 0.5mg/mL 미만, 0 초과 0.3mg/mL 이하, 0 초과 0.2mg/mL 이하, 0.05 이상 0.5mg/mL 미만, 0.05 내지 0.3mg/mL 또는 0.05 내지 0.2mg/mL일 때 상기 풀루란 코팅층 위에 형성되는 철이온-탄닌산 코팅층의 두께가 5 내지 15nm, 5 내지 13nm, 5 내지 11nm, 6 내지 15nm, 6 내지 13nm, 6 내지 11nm, 6.5 내지 15nm, 6.5 내지 13nm, 또는 6.5 내지 11nm일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one example, the iron ion concentration in the pullulan coating solution of the second step is greater than 0 and less than 0.5 mg/mL, greater than 0 and less than 0.3 mg/mL, greater than 0 and less than 0.2 mg/mL, greater than or equal to 0.05 and less than 0.5 mg/mL, 0.05 to 0.3 mg/mL or 0.05 to 0.2 mg/mL, the thickness of the iron ion-tannic acid coating layer formed on the pullulan coating layer is 5 to 15 nm, 5 to 13 nm, 5 to 11 nm, 6 to 15 nm, 6 to 13 nm, 6 to 11 nm, 6.5 to 15 nm, 6.5 to 13 nm, or 6.5 to 11 nm, but is not limited thereto.

일 예에서, 제2단계의 풀루란 코팅 용액 내 철이온 농도가 0.5 내지 10mg/mL, 0.5 내지 5mg/mL, 0.5 내지 3 mg/mL, 0.5 내지 2 mg/mL, 또는 0.5 내지 1.5 mg/mL일 때, 상기 풀루란 코팅층 위에 형성되는 철이온-탄닌산 코팅층의 두께가 1 내지 5nm, 1 내지 4 nm, 1 내지 3.5 nm, 2 내지 5 nm, 2 내지 4 nm, 또는 2 내지 3. 5 nm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one example, the iron ion concentration in the pullulan coating solution of the second step is 0.5 to 10 mg/mL, 0.5 to 5 mg/mL, 0.5 to 3 mg/mL, 0.5 to 2 mg/mL, or 0.5 to 1.5 mg/mL When , the iron ion formed on the pullulan coating layer - the thickness of the tannic acid coating layer is 1 to 5 nm, 1 to 4 nm, 1 to 3.5 nm, 2 to 5 nm, 2 to 4 nm, or 2 to 3.5 nm However, it is not limited thereto.

일 실시예에서, 풀루란 코팅액 내 철이온의 농도를 0mg/mL(미포함), 0.1mg/mL, 또는 1mg/mL로 조절하여 코팅막을 제조하며 각 층의 형성시마다 코팅막의 두께를 측정한 결과, 철이온이 첨가되지 않은 경우 (0mg/mL) 또는 철이온 농도가 1mg/mL인 경우에는 각 풀루란 코팅층의 두께가 약 2 nm 이내로 매우 얇은 박막이 형성됨에 그쳤으며, 철이온-탄닌산 코팅층의 두께도 각 코팅층의 두께가 평균 3nm 수준으로 형성되었다. 철이온 농도가 0.1mg/mL인 경우에는, 풀루란 코팅층 위에 형성되는 철이온-탄닌산 코팅층의 두께가 6 내지 11nm 수준으로 나타나 철이온 농도가 철이온-탄닌산 코팅층 및 풀루란 코팅층의 형성에 영향을 미침을 확인하였다.In one embodiment, the concentration of iron ions in the pullulan coating solution is adjusted to 0 mg/mL (not included), 0.1 mg/mL, or 1 mg/mL to prepare a coating film, and as a result of measuring the thickness of the coating film at each layer formation, When no iron ions were added (0 mg/mL) or when the iron ion concentration was 1 mg/mL, a very thin thin film was formed within about 2 nm of each pullulan coating layer, and the thickness of the iron ion-tannic acid coating layer The thickness of each coating layer was formed at an average level of 3 nm in FIG. When the iron ion concentration is 0.1 mg/mL, the thickness of the iron ion-tannic acid coating layer formed on the pullulan coating layer is 6 to 11 nm, and the iron ion concentration affects the formation of the iron ion-tannic acid coating layer and the pullulan coating layer. Insanity was confirmed.

본 발명이 제공하는 코팅막은 온화한 조건에서 코팅 대상에 관계 없이 코팅이 가능하며, 나노 미터 수준에서 두께 조절이 가능하고, 생체 적합적이며, 풀루란 고유의 성질이 유지되어 식용 가능한 특성을 가진다. 또한 상기 코팅막은 자연 분해가 가능하여 친환경적이다. The coating film provided by the present invention can be coated regardless of the coating target under mild conditions, the thickness can be adjusted at the nanometer level, is biocompatible, and has edible properties by maintaining the unique properties of pullulan. In addition, the coating film is environmentally friendly because it can decompose naturally.

도 1은 철이온-탄닌산 나노코팅과 풀루란 나노코팅을 순차로 적층하여 코팅막을 형성하는 방법을 나타낸 모식도이다.
도 2는 [Fe(Ⅲ)-TA /Pul]n, [Fe(Ⅲ)-TA]n 및 [Pul]n 나노코팅막의 적층 수에 따른 코팅막의 두께 변화 그래프이다.
도 3은 풀루란 코팅액 내 철이온의 농도에 따른 코팅막의 두께 변화 그래프이다.
도 4는 풀루란 코팅액 내 풀루란의 농도에 따른 코팅막의 두께 변화 그래프이다.
도 5는 [Fe(Ⅲ)-TA /Pul]n, [Fe(Ⅲ)-TA]n 코팅막의 표면 원소 분석 결과 그래프이다.
도 6은 코팅하지 않은 금 기판(Gold substrate), [Fe(Ⅲ)-TA /Pul]2, 및 [Fe(Ⅲ)-TA]4 코팅된 금 기판의 물의 접촉각을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 철이온-탄닌산 코팅막을 BSA에 노출시키기 전(Before)과 후(After)의 물의 접촉각을 측정한 결과이다.
도 8은 철이온-탄닌산/풀루란 코팅막을 BSA에 노출시키기 전(Before)과 후(After)의 물의 접촉각을 측정한 결과이다.
도 9는 철이온-탄닌산 코팅막([Fe(III)-TA]4) 및 철이온-탄닌산/풀루란 코팅막([Fe(III)-TA/Pul]2)을 각각 pH 2의 염산과 반응시켜 반응 시간(Incubation Time)에 따른 코팅막 두께 보존율(Coating Remaining)을 확인한 결과 그래프이다.
1 is a schematic diagram showing a method of forming a coating film by sequentially stacking iron ion-tannic acid nano-coatings and pullulan nano-coatings.
2 is a graph of the thickness change of the coating film according to the number of layers of [Fe(III)-TA /Pul] n , [Fe(III)-TA] n and [Pul] n nanocoating films.
3 is a graph showing a change in the thickness of the coating film according to the concentration of iron ions in the pullulan coating solution.
4 is a graph showing the change in thickness of the coating film according to the concentration of pullulan in the pullulan coating solution.
5 is a graph showing the results of surface element analysis of [Fe(III)-TA /Pul] n , [Fe(III)-TA] n coating film.
6 shows the results of measuring the contact angle of water on an uncoated gold substrate, [Fe(III)-TA /Pul] 2 , and [Fe(III)-TA] 4 coated gold substrate.
7 is a result of measuring the contact angle of water before (Before) and after (After) exposing the iron ion-tannic acid coating film to BSA.
8 is a result of measuring the contact angle of water before (Before) and after (After) exposing the iron ion-tannic acid/pullulan coating film to BSA.
9 is an iron ion-tannic acid coating film ([Fe(III)-TA] 4 ) and iron ion-tannic acid/pullulan coating film ([Fe(III)-TA/Pul] 2 ) by reacting with hydrochloric acid of pH 2, respectively It is a graph as a result of checking the coating film thickness retention rate (Coating Remaining) according to the reaction time (Incubation Time).

이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 제한되지 아니한다.Hereinafter, the contents of the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following examples.

실시예 1. 코팅 방법Example 1. Coating method

1-1. 철이온-탄닌산 코팅층의 형성1-1. Formation of iron ion-tannic acid coating layer

코팅 대상이 되는 금판은 피라냐 용액(piranha solution, 황산(H2SO4)과 과산화수소(H2O2)의 3:1(황산:과산화수소 부피비) 혼합물)에 30분간 담가 피라냐 작업을 수행한 후, 증류수로 3번 세척하여 준비하였다. The gold plate to be coated is immersed in a piranha solution (3:1 (sulfuric acid: hydrogen peroxide volume ratio) mixture of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 )) for 30 minutes to perform piranha work, It was prepared by washing 3 times with distilled water.

철이온-탄닌산 나노코팅을 위해 탄닌산(Tannic acid, TA) 및 FeCl3·6H2O 은 증류수에 각각 40mg/mL 및 10mg/mL이 되도록 준비하여 코팅용 원액(각각 탄닌산 용액 및 철이온 용액)을 제조하였다. For iron ion-tannic acid nano-coating, prepare tannic acid (TA) and FeCl 3 .6H 2 O to 40 mg/mL and 10 mg/mL in distilled water, respectively, and prepare the coating stock solution (tannic acid solution and iron ion solution, respectively). prepared.

상기 피라냐 작업을 마친 금 기판을 샬레에 넣고 증류수 4900uL를 첨가하였다. 다음으로, 앞서 제조한 철이온 용액 50 μL를 첨가하고 10초 후에 탄닌산 용액을 50μL를 첨가하여 1분 동안 잘 섞이도록 흔들어 주었다. 이후 금판을 20 mM pH 7.4 Tris-HCl 버퍼용액 5 ml에 3분 동안 넣어준 후 증류수로 세척 과정을 3번 반복하고 질소(N2) 가스로 남아있는 증류수를 제거하였다. 결과적으로 철이온-탄닌산 코팅층(Fe(III)-TA)의 형성에 의해 금판이 보라색으로 나노코팅 되었다. The gold substrate after the piranha operation was placed in a petri dish and 4900uL of distilled water was added thereto. Next, 50 μL of the iron ion solution prepared above was added, and after 10 seconds, 50 μL of the tannic acid solution was added and shaken to mix well for 1 minute. After putting the gold plate in 5 ml of a 20 mM pH 7.4 Tris-HCl buffer solution for 3 minutes, the washing process was repeated 3 times with distilled water, and the remaining distilled water was removed with nitrogen (N 2 ) gas. As a result, the gold plate was nano-coated in purple by the formation of an iron ion-tannic acid coating layer (Fe(III)-TA).

1-2. 풀루란 코팅층의 형성1-2. Formation of pullulan coating layer

풀루란 코팅을 위한 코팅 용액 제조를 위해 먼저 증류수를 이용해 풀루란 12.5mg/mL, FeCl3·6H2O 0.5mg/mL 수용액을 각각 제조하였다. 이후 50mM pH 7.4 Tris-HCl 버퍼 용액을 3mL 첨가한 샬레에 풀루란 수용액 1mL(최종 농도 2.5mg/mL), 및 철이온(FeCl3·6H2O) 수용액 1mL (최종 농도 0.1mg/mL)를 차례로 첨가한 후 10분간 흔들어 섞어 풀루란 코팅액을 제조하였다. To prepare a coating solution for pullulan coating, 12.5 mg/mL of pullulan and 0.5 mg/mL of FeCl 3 .6H 2 O 0.5 mg/mL aqueous solution were prepared using distilled water, respectively. After that, 1 mL of pullulan aqueous solution (final concentration 2.5 mg/mL) and 1 mL of iron ion (FeCl 3 6H 2 O) aqueous solution (final concentration 0.1 mg/mL) were added to a petri dish containing 3 mL of 50 mM pH 7.4 Tris-HCl buffer solution. After sequential addition, the mixture was shaken for 10 minutes to prepare a pullulan coating solution.

상기 풀루란은 하기의 화학식 1의 구조를 가진다.The pullulan has a structure of Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 실시예 1-1에서 철이온-탄닌산 코팅된 금판(기판, substrate)을 샬레에 넣고, 상기 풀루란 코팅액을 5mL 첨가하여 10분간 흔들어 반응을 수행한 후 증류수로 세척 과정을 3회 반복하고, 질소(N2) 가스로 남아있는 증류수를 제거하였다. 결과적으로 투명한 풀루란 나노필름이 형성되었다.In Example 1-1, the iron ion-tannic acid-coated gold plate (substrate) is put in a petri dish, 5 mL of the pullulan coating solution is added, shaken for 10 minutes, and the washing process is repeated 3 times with distilled water, The remaining distilled water was removed with nitrogen (N 2 ) gas. As a result, a transparent pullulan nanofilm was formed.

실시예 2. 코팅막의 두께 분석Example 2. Analysis of the thickness of the coating film

상기 실시예 1-1 내지 1-2의 코팅층 형성 과정을 반복하여 두께 조절의 가부를 확인하였다. 비교를 위해, [Fe(Ⅲ)-TA]n 코팅막 또는 [Pul]n 코팅막의 적층 수(n)를 증가시키며 두께를 측정하였다. By repeating the coating layer forming process of Examples 1-1 to 1-2, it was confirmed whether the thickness was adjusted. For comparison, the thickness was measured while increasing the number ( n ) of the [Fe(III)-TA] n coating film or the [Pul] n coating film.

코팅막의 두께 측정은 Cauchy 방정식을 적용한 모델로 분석하였다. 구체적으로, 가시광선 영역(300-700nm)의 빛이 나노필름 표면에 반사 및 굴절된 후 검출된 결과를 바탕으로, Cauchy 모델을 적용하여 두께를 구하였다. 분광타원계측기(spectroscopic ellipsometer, J. A. Woolam Co., USA)를 이용하여 측정되었다.The thickness measurement of the coating film was analyzed with a model to which the Cauchy equation was applied. Specifically, the thickness of the visible light region (300-700 nm) was obtained by applying the Cauchy model based on the results detected after being reflected and refracted on the surface of the nanofilm. It was measured using a spectroscopic ellipsometer (J. A. Woolam Co., USA).

도 2 및 하기 표 1에 코팅의 적층 수에 따른 각 코팅막의 평균 두께 측정 결과를 나타내었다. 도 2와 표 1에서, [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]n 코팅막 위에 실시예 1-1의 철이온-탄닌산 코팅층만이 적층된 경우에는 "+ Fe(Ⅲ)-TA"로 표기하였다. 2 and Table 1 below show the average thickness measurement result of each coating film according to the number of coating layers. In FIG. 2 and Table 1, when only the iron ion-tannic acid coating layer of Example 1-1 was laminated on the [Fe(III)-TA/Pul] n coating film, it was indicated as "+ Fe(III)-TA".

코팅막coating film 평균 두께 (nm)Average thickness (nm) 코팅막coating film 평균 두께 (nm)Average thickness (nm) 코팅막coating film 평균 두께 (nm)Average thickness (nm) [Fe(Ⅲ)-TA]1 [Fe(III)-TA] 1 3.513.51 [Fe(Ⅲ)-TA]1 [Fe(III)-TA] 1 3.193.19 [Pul]1 [Pul] 1 2.152.15 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]1 [Fe(III)-TA/Pul] 1 5.875.87 [Fe(Ⅲ)-TA]2 [Fe(III)-TA] 2 5.55.5 [Pul]2 [Pul] 2 1.91.9 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]1+ Fe(Ⅲ)-TA[Fe(III)-TA/Pul] 1 + Fe(III)-TA 16.7616.76 [Fe(Ⅲ)-TA]3 [Fe(III)-TA] 3 9.739.73 [Pul]3 [Pul] 3 2.162.16 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]2 [Fe(III)-TA/Pul] 2 20.0320.03 [Fe(Ⅲ)-TA]4 [Fe(III)-TA] 4 12.4712.47 [Pul]4 [Pul] 4 2.382.38 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]2+ Fe(Ⅲ)-TA[Fe(III)-TA/Pul] 2 + Fe(III)-TA 30.9130.91 [Fe(Ⅲ)-TA]5 [Fe(III)-TA] 5 18.9918.99 [Pul]5 [Pul] 5 2.152.15 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]3 [Fe(III)-TA/Pul] 3 3434 [Fe(Ⅲ)-TA]6 [Fe(III)-TA] 6 21.8421.84 [Pul]6 [Pul] 6 2.672.67 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]3+ Fe(Ⅲ)-TA[Fe(III)-TA/Pul] 3 + Fe(III)-TA 40.9340.93 [Fe(Ⅲ)-TA]7 [Fe(III)-TA] 7 23.7723.77 [Pul]7 [Pul] 7 2.562.56 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]4 [Fe(III)-TA/Pul] 4 41.6141.61 [Fe(Ⅲ)-TA]8 [Fe(III)-TA] 8 26.3626.36 [Pul]8 [Pul] 8 1.991.99 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]4+ Fe(Ⅲ)-TA[Fe(III)-TA/Pul] 4 + Fe(III)-TA 51.1851.18 [Fe(Ⅲ)-TA]9 [Fe(III)-TA] 9 28.0628.06 [Pul]9 [Pul] 9 2.262.26 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]5 [Fe(III)-TA/Pul] 5 52.3452.34 [Fe(Ⅲ)-TA]10 [Fe(III)-TA] 10 31.2331.23 [Pul]10 [Pul] 10 2.282.28

철이온-탄닌산 단독 코팅층은 코팅을 1회 수행하였을 때 3.19nm 또는 3.51nm의 두께였으며, Fe(Ⅲ)-TA 코팅층이 반복 적층([Fe(Ⅲ)-TA]n)됨에 따라 그 두께가 선형으로 증가하였다. 반면, 상기 실시예 1-2의 방법으로 제조된 풀루란 코팅층(Pul)만을 적층한 코팅막([Pul]n)의 경우 다수 회 코팅을 수행하더라도 두께의 증가가 나타나지 않아, 다층박막적층(LbL) 방식으로는 풀루란 코팅막의 두께 조절을 할 수 없음이 확인되었다.The iron ion-tannic acid single coating layer had a thickness of 3.19 nm or 3.51 nm when the coating was performed once, and as the Fe(III)-TA coating layer was repeatedly laminated ([Fe(III)-TA] n ), the thickness was linear. increased to On the other hand, in the case of the coating film ([Pul] n ) in which only the pullulan coating layer (Pul) prepared by the method of Example 1-2 is laminated, an increase in thickness does not appear even if the coating is performed multiple times, multilayer thin film laminate (LbL) It was confirmed that it was not possible to control the thickness of the pullulan coating film in this way.

[Fe(Ⅲ)-TA/Pul]n 코팅막의 경우, Fe(Ⅲ)-TA 코팅층은 코팅 대상인 금 기판과 직접 접촉하는 기저층은 3.5nm 수준의 두께로 형성되었으나, 풀루란 코팅층 위에 형성된 Fe(Ⅲ)-TA 코팅층은 상기 기저층에 비해 약 1.5배 내지 3.5배 정도의 두께를 보여, 풀루란 코팅층이 Fe(Ⅲ)-TA 코팅층의 형성에 영향을 줌을 확인하였다. 또한 상기 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]n 코팅막 내 풀루란 코팅층 또한 1 내지 5nm 수준으로 형성되어, 다층박막적층법을 이용해 나노 미터 수준에서 풀루란 표면성질을 갖는 코팅막의 두께를 조절할 수 있음을 확인하였다. In the case of the [Fe(III)-TA/Pul] n coating film, the Fe(III)-TA coating layer was formed to a thickness of 3.5 nm in the base layer in direct contact with the gold substrate to be coated, but Fe(III) formed on the pullulan coating layer )-TA coating layer showed a thickness of about 1.5 to 3.5 times that of the base layer, confirming that the pullulan coating layer affects the formation of the Fe(III)-TA coating layer. In addition, the pullulan coating layer in the [Fe(III)-TA/Pul] n coating film is also formed at the level of 1 to 5 nm, and the thickness of the coating film having pullulan surface properties can be controlled at the nanometer level using the multi-layer thin film lamination method. was confirmed.

비교예 1. 풀루란 코팅액 내 철이온 농도에 따른 코팅막의 두께 분석Comparative Example 1. Analysis of the thickness of the coating film according to the iron ion concentration in the pullulan coating solution

풀루란 코팅액 내 철이온 농도가 코팅막 형성에 미치는 영향을 확인하기 위해, 상기 실시예 1-1 내지 1-2의 방법으로 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]n 코팅막을 제조하되, 상기 실시예 1-2에서 제조된 코팅액 내 철이온 (FeCl3·6H2O)의 최종 농도가 각각 0mg/mL, 0.1mg/mL, 및 1mg/mL가 되도록 하여 금판 코팅을 수행하였다.In order to confirm the effect of the iron ion concentration in the pullulan coating solution on the coating film formation, the [Fe(III)-TA/Pul] n coating film was prepared by the method of Examples 1-1 to 1-2, but in the above Examples Gold plate coating was performed so that the final concentrations of iron ions (FeCl 3 .6H 2 O) in the coating solution prepared in 1-2 were 0 mg/mL, 0.1 mg/mL, and 1 mg/mL, respectively.

이후 상기 실시예 2와 실질적으로 동일한 방법으로 적층 단계에 따른 코팅층의 두께 분석을 수행하였다. 도 3 및 하기 표 2에 풀루란 코팅액 내 철이온 농도에 따른 각 코팅막의 두께 변화 분석 결과를 나타내었다. Then, the thickness analysis of the coating layer according to the lamination step was performed in substantially the same manner as in Example 2. 3 and Table 2 below show the analysis results of the thickness change of each coating film according to the iron ion concentration in the pullulan coating solution.

코팅막coating film 철이온 농도별 코팅막 두께 (nm)Coating thickness by iron ion concentration (nm) 0.1 mg/mL0.1 mg/mL 1 mg/mL1 mg/mL 0 mg/mL0 mg/mL [Fe(Ⅲ)-TA]1 [Fe(III)-TA] 1 3.513.51 2.782.78 2.72.7 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]1 [Fe(III)-TA/Pul] 1 5.875.87 4.014.01 3.493.49 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]1+ Fe(Ⅲ)-TA[Fe(III)-TA/Pul] 1 + Fe(III)-TA 16.7616.76 7.37.3 6.326.32 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]2 [Fe(III)-TA/Pul] 2 20.0320.03 7.877.87 7.247.24 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]2+ Fe(Ⅲ)-TA[Fe(III)-TA/Pul] 2 + Fe(III)-TA 30.9130.91 11.2811.28 10.810.8 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]3 [Fe(III)-TA/Pul] 3 3434 12.212.2 13.0713.07 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]3+ Fe(Ⅲ)-TA[Fe(III)-TA/Pul] 3 + Fe(III)-TA 40.9340.93 14.4914.49 15.6915.69 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]4 [Fe(III)-TA/Pul] 4 41.6141.61 14.6914.69 17.3317.33 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]4+ Fe(Ⅲ)-TA[Fe(III)-TA/Pul] 4 + Fe(III)-TA 51.1851.18 18.2518.25 19.9919.99 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]5 [Fe(III)-TA/Pul] 5 52.3452.34 18.7318.73 2222

철이온이 첨가되지 않은 경우 (0mg/mL) 또는 철이온 농도가 1mg/mL인 경우에는 각 풀루란 코팅층의 두께가 2nm 이내로 매우 얇은 박막이 형성됨에 그쳤으며, 철이온-탄닌산 코팅층의 두께도 각 코팅층의 두께가 평균 3nm 수준으로 형성되었다.When no iron ions were added (0 mg/mL) or when the iron ion concentration was 1 mg/mL, a very thin thin film was formed within 2 nm of each pullulan coating layer, and the thickness of the iron ion-tannic acid coating layer was also The thickness of the coating layer was formed at an average level of 3 nm.

철이온 농도가 0.1mg/mL인 경우에는, 풀루란 코팅층 위에 형성되는 철이온-탄닌산 코팅층의 두께가 6 내지 11nm 수준으로 나타나 철이온 농도가 철이온-탄닌산 코팅층 및 풀루란 코팅층의 형성에 영향을 미침을 확인하였다.When the iron ion concentration is 0.1 mg/mL, the thickness of the iron ion-tannic acid coating layer formed on the pullulan coating layer is 6 to 11 nm, and the iron ion concentration affects the formation of the iron ion-tannic acid coating layer and the pullulan coating layer. Insanity was confirmed.

착물 가운데 금속과 같은 중심원자가 둘 이상 있는 것을 다핵착물(Polynuclear complex)이라 하며 Fe(III)를 포함한 염화철(FeCl3) 수용액은 가수분해되어 Fe(OH)3 혹은 FeOOH를 형성하는 것으로 알려져 있다. 이들은 수용액상에서 열역학적으로 안정한 구조를 이루기 위해 올리고머 구조체를 형성하고, 이어 풀루란과 다핵착물 나노입자를 형성하여 풀루란 코팅층 및 철이온-탄닌산 코팅층의 형성에 영향을 미치는 것으로 예상된다.A complex having two or more central atoms such as a metal is called a polynuclear complex, and it is known that an aqueous solution of iron chloride (FeCl 3 ) containing Fe(III) is hydrolyzed to form Fe(OH) 3 or FeOOH. They form an oligomeric structure to achieve a thermodynamically stable structure in an aqueous solution, and then form multinuclear complex nanoparticles with pullulan, which is expected to affect the formation of the pullulan coating layer and the iron ion-tannic acid coating layer.

비교예 2. 풀루란 코팅액 내 풀루란의 농도에 따른 코팅막의 두께 분석Comparative Example 2. Analysis of the thickness of the coating film according to the concentration of pullulan in the pullulan coating solution

코팅액 내 풀루란의 농도가 코팅막 형성에 미치는 영향을 확인하기 위해, 상기 실시예 1-1 내지 1-2와 실질적으로 동일한 방법으로 금 기판(Bare) 코팅을 수행하되, 실시예 1-2에서 코팅액 내 최종 철이온 농도는 0.1mg/mL로 유지하고, 풀루란 농도(최종 농도)가 각각 1mg/mL, 2.5mg/mL 및 10mg/mL가 되도록 하여 제조된 코팅액을 이용하였다. 이후 형성된 코팅막 그 두께를 적층 횟수에 따라 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 확인하였다.In order to confirm the effect of the concentration of pullulan in the coating solution on the coating film formation, a gold substrate (Bare) coating was performed in substantially the same manner as in Examples 1-1 to 1-2, but in Example 1-2, the coating solution The final iron ion concentration was maintained at 0.1 mg/mL, and the prepared coating solution was used so that the pullulan concentration (final concentration) was 1 mg/mL, 2.5 mg/mL, and 10 mg/mL, respectively. Then, the thickness of the formed coating film was checked in the same manner as in Example 2 according to the number of laminations.

각 코팅층의 적층에 따른 코팅막의 두께 변화를 도 4 및 하기 표 3에 나타내었다. 하기 표 3에서 코팅막 두께는 nm 단위로 표시되었으며, nm 단위는 생략되었다.The change in the thickness of the coating film according to the lamination of each coating layer is shown in FIG. 4 and Table 3 below. In Table 3 below, the coating film thickness was expressed in nm, and the nm unit was omitted.

풀루란 농도Pullulan Concentration [Fe(Ⅲ)-TA]1 [Fe(III)-TA] 1 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]1 [Fe(III)-TA/Pul] 1 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]1+ Fe(Ⅲ)-TA[Fe(III)-TA/Pul] 1 + Fe(III)-TA [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]2 [Fe(III)-TA/Pul] 2 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]2+ Fe(Ⅲ)-TA[Fe(III)-TA/Pul] 2 + Fe(III)-TA [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]3 [Fe(III)-TA/Pul] 3 1 mg/mL1 mg/mL 3.143.14 5.595.59 14.5814.58 18.1118.11 25.9925.99 28.6528.65 2.5 mg/mL2.5 mg/mL 3.143.14 5.205.20 16.7616.76 20.0320.03 30.9130.91 34.0034.00 10 mg/mL10 mg/mL 3.143.14 5.455.45 18.2618.26 19.8819.88 31.5331.53 32.3932.39

최종 코팅액 내 풀루란 농도가 1mg/mL일 때보다 2.5mg/mL일 때 풀루란 층 위에 형성되는 Fe(Ⅲ)-TA 코팅층의 두께가 2 내지 4nm가량 더 두꺼웠으나, 풀루란 농도가 2.5mg/mL일 때와 10mg/mL일 때에는 유의미한 Fe(Ⅲ)-TA층의 두께 변화가 확인되지 않았다. 이에, 이후 실험에서는 풀루란 코팅액 내 풀루란 농도가 2.5mg/mL가 되도록 제조하여 코팅을 수행하였다.The thickness of the Fe(III)-TA coating layer formed on the pullulan layer was 2 to 4 nm thicker when the pullulan concentration in the final coating solution was 2.5 mg/mL than when the pullulan concentration was 1 mg/mL, but the pullulan concentration was 2.5 mg At /mL and 10mg/mL, no significant change in the thickness of the Fe(III)-TA layer was observed. Therefore, in the subsequent experiment, the coating was performed by preparing the pullulan concentration in the pullulan coating solution to be 2.5 mg/mL.

실시예 3. 코팅막의 표면 구성 분석Example 3. Analysis of the surface composition of the coating film

상기 실시예 1-1 내지 1-2의 방법을 2회 반복하여 제조된 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]2코팅막과 대조군으로서 풀루란 코팅층 없이 제조된 [Fe(Ⅲ)-TA]4 코팅막에 대해 X선 광전자 분광법 (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)으로 표면 원소 구성을 분석하였다. [Fe(III)-TA/Pul] 2 coating film prepared by repeating the method of Examples 1-1 to 1-2 twice and [Fe(III)-TA] 4 coating film prepared without a pullulan coating layer as a control The surface element composition was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

상기 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]2 코팅막과 [Fe(Ⅲ)-TA]4 코팅막은 각 코팅막의 두께가 유사하도록 적층 수를 조절하여 제조되었다. 탄닌산(C76H52O46) 분자의 C/O 비율은 1.65, 풀루란 분자(C6H12O5)n의 C/O 비율은 1.2로 알려져 있다.The [Fe(III)-TA/Pul] 2 coating film and the [Fe(III)-TA] 4 coating film were prepared by controlling the number of laminations so that the thickness of each coating film was similar. It is known that the C/O ratio of the tannic acid (C 76 H 52 O 46 ) molecule is 1.65 and the C/O ratio of the pullulan molecule (C 6 H 12 O 5 ) n is 1.2.

각 코팅막의 C/O 비율 분석 결과를 도 5 및 하기 표 4에 나타내었다. Figure 5 shows the C/O ratio analysis result of each coating film and Table 4 below.

코팅막coating film C 1sC 1s O 1sO 1s C/O ratioC/O ratio [Fe(Ⅲ)-TA]4 [Fe(III)-TA] 4 60.99%60.99% 36.66%36.66% 1.661.66 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]2 [Fe(III)-TA/Pul] 2 56.59%56.59% 41.41%41.41% 1.371.37

[Fe(Ⅲ)-TA]4 코팅막의 C/O 비율은 1.66으로 나타나 기존에 알려져 있는 탄닌산 분자의 C/O비율과 유사하게 나타났으며, 풀루란 필름의 경우, 표면의 C/O 비율이 1.37 수준으로 Fe(Ⅲ)-TA 층과 구별되며 풀루란 분자의 C/O 비율과 유사한 수치를 나타냄이 확인되었다.[Fe(III)-TA] 4 The C/O ratio of the coating film was 1.66, which was similar to the known C/O ratio of tannic acid molecules, and in the case of pullulan film, the C/O ratio of the surface was It was confirmed that it was distinguished from the Fe(III)-TA layer at a level of 1.37 and exhibited a value similar to the C/O ratio of the pullulan molecule.

풀루란 코팅층은 1 내지 2nm 수준으로 매우 얇게 형성되는 반면, XPS(X-ray Photoelectron Speectroscopy) 장비는 코팅된 표면의 5nm 정도를 측정한다. 따라서 풀루란 코팅층 밑에 존재하는 철이온-탄닌산 코팅층에 포함된 원소도 일부 같이 측정되며, 이 때문에 풀루란 코팅층의 C/O ratio가 순수 풀루란의 C/O ratio와 완벽하게 일치하지는 않고, 유사한 수치로 측정되는 것으로 추측된다.While the pullulan coating layer is formed very thin at the level of 1 to 2 nm, X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) equipment measures about 5 nm of the coated surface. Therefore, some elements included in the iron ion-tannic acid coating layer that exist under the pullulan coating layer are also measured. It is assumed to be measured as

따라서, 실시예 1-1 내지 1-2의 방법을 수행하여 제조된 코팅막의 표면에는 풀루란 코팅층이 성공적으로 형성되었음을 실험적으로 확인하였다.Therefore, it was experimentally confirmed that the pullulan coating layer was successfully formed on the surface of the coating film prepared by performing the method of Examples 1-1 to 1-2.

실시예 4. 물의 접촉각을 이용한 코팅막의 표면 성질 분석Example 4. Analysis of the surface properties of the coating film using the contact angle of water

[Fe(Ⅲ)-TA/Pul]2 코팅막의 표면 성질을 확인하기 위해, 코팅하지 않은 금판(Bare), 풀루란 코팅층을 포함하지 않는 [Fe(Ⅲ)-TA]4 코팅막 및 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]2 코팅막의 물 접촉각을 각각 비교하였다.[Fe(III)-TA/Pul] 2 In order to confirm the surface properties of the coating film, an uncoated gold plate (Bare), a [Fe(III)-TA] 4 coating film that does not contain a pullulan coating layer, and [Fe(III) )-TA/Pul] 2 The water contact angles of the coating films were compared respectively.

구체적으로 물의 접촉각 측정은 나노필름 위에 물방울을 10μm의 물방울을 떨어뜨려 생성되는 표면-액적 사이의 각을 측정하여 수행되었으며, 그 결과를 하기 표 5 및 도 6에 나타내었다. Specifically, the measurement of the contact angle of water was performed by measuring the angle between the surface-droplet produced by dropping a 10 μm water droplet onto the nanofilm, and the results are shown in Tables 5 and 6 below.

코팅막coating film 물의 접촉각(°)Water contact angle (°) 대조군(Bare)Control (Bare) 65.9±0.665.9±0.6 [Fe(Ⅲ)-TA]4 [Fe(III)-TA] 4 22.7±0.422.7±0.4 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]2 [Fe(III)-TA/Pul] 2 ≤5≤5

코팅되지 않은 금판의 경우 60°가 넘는 물 접촉각을 나타내었으나, Fe(Ⅲ)-TA 코팅 후에는 물 접촉각이 약 22.7°수준으로 다소 친수성 특성을 가졌으며, 풀루란 코팅을 함께 수행한 Fe(Ⅲ)-TA/Pul 코팅 후에는 물의 접촉각이 5°미만으로 초신수성 특성을 가짐을 확인하였다.풀루란 분자에는 하이드록시 그룹이 다수 존재하여 초신수성 표면 특성을 가질 것으로 예측되며, 상기 실험 결과는 본 발명이 제공하는 코팅 방법이 성공적으로 풀루란의 표면 특성을 가지는 나노 필름을 형성할 수 있음을 증명한다. The uncoated gold plate showed a water contact angle of more than 60°, but after Fe(III)-TA coating, the water contact angle was about 22.7° and had somewhat hydrophilic properties. )-TA/Pul after coating, it was confirmed that the water contact angle was less than 5° and thus had super hydrophobic properties. The pullulan molecule is expected to have super hydrophobic surface properties due to the presence of a large number of hydroxyl groups in the pullulan molecule. It is demonstrated that the coating method provided by the present invention can successfully form a nanofilm having the surface properties of pullulan.

실시예 5. 물 접촉각 측정을 통한 풀루란 코팅의 방오성 확인Example 5. Confirmation of antifouling properties of pullulan coating through measurement of water contact angle

상기 실시예 1-1 내지 1-2의 방법으로 제조된 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]1코팅막과 대조군으로서 풀루란 코팅층 없이 제조된 [Fe(Ⅲ)-TA]1 코팅막에 대해, 풀루란 코팅층의 방오성(antifouling)효과를 확인하기 위해 BSA(소 혈청 알부민) 1mg/ml에 5분동안 넣고 흔들어준 후 물 접촉각 각도를 측정하였다. 물의 접촉각 측정은 상기 실시예 4와 실질적으로 동일한 방법으로 수행되었으며, 그 결과를 하기 표 6과 도 7 내지 도 8에 나타내었다. 도 7에는 [Fe(Ⅲ)-TA]1 코팅막의 알부민 반응 전(Befor) 및 후(After)의 물 접촉각 측정 결과를, 도 8에는 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]1 코팅막의 알부민 반응 전(Befor) 및 후(After)의 물 접촉각 측정 결과를 나타내었다.Example 1-1 to a method of manufacturing the 1-2 [Fe (Ⅲ) -TA / Pul] as the first coating film and the control of pullulan for the [Fe (Ⅲ) -TA] 1 coating film prepared without a coating layer, pullulans To check the antifouling effect of the egg coating layer, it was added to 1 mg/ml of BSA (bovine serum albumin) for 5 minutes and shaken, then the water contact angle was measured. The measurement of the contact angle of water was performed in substantially the same manner as in Example 4, and the results are shown in Table 6 and FIGS. 7 to 8 below. In Figure 7, [Fe(III)-TA] 1 The albumin reaction of the coating film before (Befor) and after (After) water contact angle measurement results, in Figure 8 [Fe (III)-TA / Pul] 1 The albumin reaction of the coating film The water contact angle measurement results before (Befor) and after (After) are shown.

코팅막coating film 오염 전 물의 접촉각(°)Contact angle of water before contamination (°) 오염 후 물의 접촉각(°)Contact angle of water after contamination (°) [Fe(Ⅲ)-TA]1 [Fe(III)-TA] 1 25.025.0 57.857.8 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]1 [Fe(III)-TA/Pul] 1 ≤5≤5 ≤5≤5

풀루란 나노코팅이 수행되지 않은 철이온-탄닌산 코팅막의 물 접촉각은 BSA 용액과 접촉하기 전 25°에서 접촉 후 약 60°정도로 증가하였으나, 철이온-탄닌산 코팅막 위에 풀루란 코팅을 진행했을 경우 물 접촉각은 5도 미만으로 유지되었다. 이를 통해 풀루란 코팅막은 BSA를 비롯한 단백질이나 유기물이 표면에 달라붙는 것을 방지하는 방오성(antifouling)을 지녔다는 것을 알 수 있다. The water contact angle of the iron ion-tannic acid coating film without pullulan nano-coating increased from 25° before contact with the BSA solution to about 60° after contact, but when pullulan coating was performed on the iron ion-tannic acid coating film, the water contact angle was kept below 5 degrees. Through this, it can be seen that the pullulan coating film has antifouling properties that prevent proteins or organic matter including BSA from adhering to the surface.

실시예 6. 산성 조건에서 코팅막의 내산성 확인Example 6. Confirmation of acid resistance of the coating film in acidic conditions

실시예 1-1 내지 1-2의 방법으로 금 기판에 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]2 코팅막을 형성하였으며, 대조군으로는 풀루란 코팅층 없이 제조된 [Fe(Ⅲ)-TA]4 코팅된 금 기판을 준비하고, 각 금 기판을 10mM의 HCl 수용액 (pH 2)에 담가 시간의 경과에 따른 코팅막의 두께 감소율을 측정하였다. A [Fe(III)-TA/Pul] 2 coating film was formed on a gold substrate by the method of Examples 1-1 to 1-2, and as a control, a [Fe(III)-TA] 4 coating prepared without a pullulan coating layer A gold substrate was prepared, and each gold substrate was immersed in a 10 mM HCl aqueous solution (pH 2) to measure the rate of decrease in the thickness of the coating film over time.

구체적으로, 염산 수용액과의 반응 시간이 5분, 10분, 30분, 60분, 120분 및 1일일 때 각 기판을 꺼내어 3차 증류수로 3번 세척 후 질소(N2) 가스로 건조한 후, 실시예 2-1에서와 실질적으로 동일한 방법으로 코팅막의 두께를 측정하였다. 코팅막의 두께 보존율(Coating Remaining, %)은 하기 수학식 1의 방법으로 계산되었다.Specifically, when the reaction time with the aqueous hydrochloric acid solution is 5 minutes, 10 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 120 minutes and 1 day, each substrate is taken out, washed three times with tertiary distilled water, and then dried with nitrogen (N 2 ) gas, The thickness of the coating film was measured in substantially the same manner as in Example 2-1. The thickness retention (Coating Remaining, %) of the coating film was calculated by the method of Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Coating Remaining(%)=(반응 후 코팅막 두께/반응 전 코팅막 두께)*100Coating Remaining(%)=(Coating film thickness after reaction/Coating film thickness before reaction)*100

도 9에 각 기판의 염산 반응 시간에 따른 코팅막 두께 보존율(%) 그래프를 나타내었다. [Fe(Ⅲ)-TA]4 코팅된 기판은 산성 조건에서 5분도 지나지 않아 두께가 반응 전 두께의 40% 수준으로 줄어들었으나, [Fe(Ⅲ)-TA/Pul]2 코팅된 기판은 코팅막이 더 천천히 분해되었으며 염산과 반응한지 하루가 되었을 때에 비로소 반응 전 두께의 40%가 되었다. 이를 통해 [Fe(Ⅲ)-TA/Pul] 코팅막은 대조군에 비해 산성 환경에 대한 저항성이 높은 장점이 있다는 사실을 알 수 있다.9 shows a graph of the retention rate (%) of the coating film thickness according to the hydrochloric acid reaction time of each substrate. The thickness of the [Fe(III)-TA] 4 coated substrate was reduced to 40% of the pre-reaction thickness in less than 5 minutes under acidic conditions, but the [Fe(III)-TA/Pul] 2 coated substrate had no coating film. It decomposed more slowly and reached 40% of the pre-reaction thickness after one day of reaction with hydrochloric acid. Through this, it can be seen that the [Fe(III)-TA/Pul] coating film has the advantage of high resistance to acidic environment compared to the control.

염산 반응 시간hydrochloric acid reaction time 0min0min 5min5min 10min10min 30min30min 60min60min 120min120min 1day1 day [Fe(III)-TA]4 코팅막 두께 보존율 (%)[Fe(III)-TA] 4 Coating film thickness retention rate (%) 100100 44.2344.23 42.2242.22 40.5340.53 37.2837.28 38.7938.79 32.8532.85 [Fe(III)-TA/Pul]2 코팅막 두께 보존율 (%)[Fe(III)-TA/Pul] 2 Coating thickness retention rate (%) 100100 83.7383.73 73.4573.45 61.7061.70 56.2756.27 50.9350.93 40.5540.55

Claims (11)

철이온 및 탄닌산을 포함하는 철이온-탄닌산 코팅층; 및
상기 철이온-탄닌산 코팅층 상에 적층되며, 풀루란을 포함하는 풀루란 코팅층을 포함하는, 코팅막.
an iron ion-tannic acid coating layer comprising iron ions and tannic acid; and
The iron ion is laminated on the tannic acid coating layer, comprising a pullulan coating layer comprising pullulan, the coating film.
제1항에 있어서, 상기 철이온-탄닌산 코팅층과 상기 철이온-탄닌산 코팅층 위에 적층된 풀루란 코팅층으로 구성된 단위 코팅층이 복수 회 적층된 것인, 코팅막. The coating film according to claim 1, wherein the unit coating layer consisting of the iron ion-tannic acid coating layer and the iron ion-tannic acid coating layer laminated on the pullulan coating layer is laminated a plurality of times. 제1항에 있어서, 상기 코팅막은 물 접촉각이 0 내지 10°인 것인, 코팅막.The coating film according to claim 1, wherein the coating film has a water contact angle of 0 to 10°. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 코팅막을 포함하는, 식품용 코팅제.A coating agent for food, comprising the coating film of any one of claims 1 to 3. 제4항에 있어서, 상기 코팅막은 가식성 코팅막인 것인, 식품용 코팅제. The coating agent for food according to claim 4, wherein the coating film is an edible coating film. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 코팅막을 포함하는, 의약품용 코팅제.A coating agent for pharmaceuticals, comprising the coating film of any one of claims 1 to 3. 코팅 대상에
철이온 및 탄닌산을 포함하는 철이온-탄닌산 코팅층을 형성하는 제1단계;
상기 철이온-탄닌산 코팅층 상에 풀루란을 포함하는 풀루란 코팅층을 형성하는 제2단계를 포함하는, 코팅 방법.
to the coating
A first step of forming an iron ion-tannic acid coating layer containing iron ions and tannic acid;
A coating method comprising a second step of forming a pullulan coating layer comprising pullulan on the iron ion-tannic acid coating layer.
제7항에 있어서, 상기 코팅 대상은 식품 또는 의약품인 것인, 코팅 방법.The method of claim 7, wherein the coating target is a food or drug. 제7항에 있어서, 상기 제1단계 내지 제2단계는 반복 수행되는 것인, 코팅 방법.The coating method according to claim 7, wherein the first to second steps are repeatedly performed. 제7항에 있어서, 상기 제1단계 내지 제2단계는 코팅 용액과 코팅 대상을 접촉하는 단계; 및 상기 코팅 용액과 접촉한 코팅 대상을 세척 및 건조하는 단계를 거쳐 수행되는 것인, 방법.The method of claim 7, wherein the first to second steps include contacting the coating solution with the coating object; and washing and drying the coating object in contact with the coating solution. 제10항에 있어서,
(1) 상기 제2단계의 코팅 용액 내 철이온 농도가 0 초과 0.5mg/mL 미만이고, 상기 제2단계 이후 수행되는 제1단계에서 생성되는 철이온-탄닌산 코팅층의 두께가 5 내지 15nm; 또는
(2) 상기 제2단계의 코팅 용액 내 철이온 농도가 0.5mg/mL 내지 10mg/mL이고, 상기 제2단계 이후 수행되는 제1단계에서 생성되는 철이온-탄닌산 코팅층의 두께가 1 내지 5nm인 것인, 방법.
11. The method of claim 10,
(1) the iron ion concentration in the coating solution of the second step is greater than 0 and less than 0.5 mg/mL, and the iron ion produced in the first step performed after the second step has a thickness of 5 to 15 nm; or
(2) the iron ion concentration in the coating solution of the second step is 0.5 mg/mL to 10 mg/mL, and the iron ion-tannic acid coating layer produced in the first step performed after the second step has a thickness of 1 to 5 nm the way it is.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Li Qun Xu et al., Natural polyphenols as versatile platforms for material. Progress in polymer science 87 (2018) 165-196* *
Stefano Farris et al., Pullulan-based films and coatings for food packaging. J. Appl. Polym. Sci. 2014. 40539* *

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