WO2012102516A2 - Nanocomposite having both magnetic properties and luminous characteristics and preparation method thereof - Google Patents

Nanocomposite having both magnetic properties and luminous characteristics and preparation method thereof Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a nanocomposite having both magnetic properties and luminous characteristics by bonding cadmium selenide/zinc sulfide core shell quantum dots with iron oxide colloidal nanoclusters, and a preparation method thereof. The invention can be applied to cell separation using both FACS and MACS due to high magnetism and high luminous efficiency even in an aqueous solution.

Description

자성 특성과 발광 특성을 동시에 갖는 나노복합체 및 그 제조 방법Nanocomposites Having Magnetic and Luminescent Properties Simultaneously and Methods for Manufacturing the Same
본 발명은 나노복합체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세포분리에 유용한 자성 특성과 발광 특성을 동시에 갖는 나노복합체에 관한 것이다.The present invention relates to a nanocomposite, and more particularly, to a nanocomposite having both magnetic properties and luminescent properties useful for cell separation.
최근 나노입자들은 그들의 우수한 광학, 자성 특성 때문에 생의학 분야에서 빠르게 발전되고 있다. 자성나노입자의 경우 크기가 작을 경우 나타나는 초상자성 특성을 이용하여 자기공명영상(MRI), 약물 전달 시스템, 고열 요법(hyperthermia), 프로브 바이오시스템(probe biosystem) 등 생의학 분야에 넓게 적용되고 있다.Recently, nanoparticles are rapidly developing in the biomedical field because of their excellent optical and magnetic properties. Magnetic nanoparticles have been widely applied to biomedical fields such as magnetic resonance imaging (MRI), drug delivery systems, hyperthermia, and probe biosystems by using superparamagnetic properties that appear in small sizes.
특히 많은 종류의 자성나노입자 중 산화철 나노입자는 생체적합성과 생체안정적인 면에서 FDA(Food and drug administration)의 승인을 받았기 때문에 MRI 조영제와 고열 요법 등에 실제로 사용되고 있다. 지금까지 자성나노입자들은 수열합성법(hydrothermal reaction), 열분해법(thermal decomposition), ESI합성법(electrospray synthesis), 졸-겔 합성법, 마이크로에멀젼 합성법, 소노케미칼 반응(sonochemical reaction) 합성법 등 다양한 합성방법을 통해서 개발되어 왔다. 이에 다양한 방법에 따라 원하는 크기와 자기적 특성을 갖는 자성나노입자를 다양한 응용분야에 맞게 적절히 사용할 수 있게 되었다.In particular, iron oxide nanoparticles, among many kinds of magnetic nanoparticles, have been approved by the Food and Drug Administration (FDA) in terms of biocompatibility and biostability. Until now, magnetic nanoparticles have been synthesized through various synthetic methods such as hydrothermal reaction, thermal decomposition, electrospray synthesis, sol-gel synthesis, microemulsion synthesis, and sonochemical reaction. Has been developed. Accordingly, magnetic nanoparticles having desired sizes and magnetic properties can be appropriately used for various applications according to various methods.
최근에는 자성나노입자에 양자점 및 금, 은 나노입자를 결합시켜 생체응용분야로 사용되는 연구가 많이 진행되고 있다. 크기 조절을 통해 에너지 밴드갭을 변화시킬 수 있는 양자점 또는 금과 은 등의 금속물질의 표면 플라즈몬 공명 효과를 이용하여 사용할 수 있는 장점이 있다.Recently, a lot of researches are being used for biological applications by combining quantum dots, gold and silver nanoparticles with magnetic nanoparticles. There is an advantage that can be used by using the surface plasmon resonance effect of the quantum dot or the metal material such as gold and silver that can change the energy bandgap by adjusting the size.
한편 자성/광학 복합체는 종류에 따라 발광이미징, 자기공명 이미지, 자성분리, 다크 필드 이미징(dark field imaging), 표면 강화 라만 스팩트로스코피 등에 사용되고 있다. 그동안 자성나노입자를 쓰는 연구들은 실리카 코팅을 하거나 발광 특성을 갖는 나노입자들이 결합되었을 경우 자성 특성이 저하되는 경우가 많았다.Magnetic / optical complexes are being used for light emitting imaging, magnetic resonance imaging, magnetic separation, dark field imaging, and surface-enhanced Raman spectroscopy. In the meantime, studies using magnetic nanoparticles have often deteriorated magnetic properties when silica particles or nanoparticles having luminescent properties are combined.
하지만 2010년 Yadong Yin Group의 연구에 따르면 산화철 콜로이달 나노클러스터를 이용하여 조정 가능한 광학특성의 금 나노셸이 싸인 초상자성 산화철 콜로이달 나노클러스터를 합성하는데 성공하였다.However, in 2010, a study by the Yadong Yin Group succeeded in synthesizing a superparamagnetic iron oxide colloidal nanocluster wrapped with gold nanoshells with adjustable optical properties using iron oxide colloidal nanoclusters.
산화철 콜로이달 나노클러스터의 경우 초상자성 특성을 나타내면서도 크기의 조절이 나노단위부터 마이크로 단위까지 가능한 강한 자성특성을 갖는 장점을 가지고 있다. 또한 바이오분야에서 복합체의 크기가 마이크로 단위의 입자의 경우 치료 및 약물 전달 후 생체 내에 쉽게 흡수되지 않고 체외로 방출되지만, 나노 크기의 입자의 경우 세포벽을 통과할 수 있을 정도로 작기 때문에 문제가 될 수 있다. 이와 같은 이유로 세포분리 시에도 세포 밖에서 결합된 마이크로 크기의 입자는 세포를 분리시킨 이후에도 표면에 결합되었기 때문에 쉽게 제거되어 온전한 세포를 얻을 수 있으며 필요에 따라 세포를 치료한 이후에 다시 사용할 수 있다는 장점이 있는 반면 나노입자의 경우 세포 안으로 흡수되어 제거하기 어려워진다.The iron oxide colloidal nanocluster has the advantage of having super magnetic properties and strong magnetic properties that can be controlled in size from nano to micro units. In addition, in the field of biocomplexes, the size of the complex is not easily absorbed in vivo after treatment and drug delivery in the case of micro-units, but is released in vitro, but the size of the nano-particles may be a problem because they are small enough to cross the cell wall . For this reason, micro-sized particles that are bound outside the cell during cell separation can be easily removed to obtain intact cells because they are bound to the surface even after the cells are separated, and can be used again after treatment. Nanoparticles, on the other hand, are absorbed into cells and are difficult to remove.
현재 세포분리 측면에서 각각 광학특성을 이용한 FACS 또는 자성특성을 이용한 MACS를 이용한 분리가 많이 이루어지고 있으며 세포분리의 효율을 높이기 위해서는 FACS와 MACS의 상호보완적 이용이 필요하다. 따라서 효과적인 세포분리를 위해 MACS와 FACS에 동시에 적용가능한 자성특성 및 광학특성을 동시에 갖는 나노클러스터의 개발이 요구되고 있다. 또한, 자성-광학 나노복합체의 경우 자성특성을 이용한 MRI나 광학특성을 이용한 공초점 레이저 주사 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope) 등을 통해 확인이 가능하여 좀 더 정확한 진단을 하는데 효율적이다. 진단뿐만 아니라 자성입자를 이용한 온열요법(Hyperthermia Therapy)과 광학입자를 통한 광역학 치료(Phothdynamic Therapy), 표면에 바이오물질을 결합시켜 치료하는 방법 등이 가능하여 선택적 치료가 가능해 진다. 이와 같이 자성-광학 나노복합체를 통한 진단과 치료가 동시에 이루어지는 Theranostic Tool에 대한 연구가 최근 몇 년 동안 활발히 진행 중에 있으며 나노바이오분야에 큰 영향을 미치고 있다.Currently, the separation of FACS using optical properties or MACS using magnetic properties is performed in terms of cell separation, and complementary use of FACS and MACS is necessary to increase cell separation efficiency. Therefore, the development of nanoclusters having both magnetic and optical properties that can be simultaneously applied to MACS and FACS is required for effective cell separation. In addition, magnetic-optical nanocomposites can be confirmed through MRI using magnetic properties or confocal laser scanning microscopy using optical properties, which is effective for more accurate diagnosis. In addition to diagnosis, hyperthermia therapy using magnetic particles, photodynamic therapy using optical particles, and methods of combining biomaterials on the surface can be used for selective treatment. As such, research on the Theranostic Tool, which simultaneously diagnoses and treats magnetic-optical nanocomposites, has been actively conducted in recent years and has a great impact on nanobiotechnology.
본 발명은 형광활성 세포분류기(FACS: fluorescence-activated cell sorting)와 자성활성 세포분류기(MACS: magnetic-activated cell sorting)에 동시에 적용될 수 있어 세포분리에 유용한 자성 및 발광 특성을 동시에 갖는 나노복합체 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.The present invention can be applied to fluorescence-activated cell sorting (FACS) and magnetic-activated cell sorting (MACS) at the same time, the nanocomposite having both magnetic and luminescent properties useful for cell separation and its It is to provide a manufacturing method.
본 발명은 자성 특성과 발광 특성을 동시에 갖는 나노복합체로서, 카드뮴셀레나이드/황화아연 코어쉘 양자점과 산화철 콜로이달 나노클러스터가 S-H 결합된 것을 특징으로 하는 나노복합체를 제공한다. The present invention provides a nanocomposite having both magnetic properties and luminescence properties, wherein a cadmium selenide / zinc sulfide coreshell quantum dot and an iron oxide colloidal nanocluster are S-H bonded.
본 발명에 따른 나노복합체에서 카드뮴셀레나이드/황화아연 코어쉘 양자점의 카드뮴 : 셀레늄 : 아연 : 황의 비율은 각각 0.1 : 0.2 : 2-6 : 2-4인 것이 바람직하다. 이 조성에서 양자점의 발광 효율이 가장 높은 것으로 판단된다.In the nanocomposite according to the present invention, the ratio of cadmium: selenium: zinc: sulfur of the cadmium selenide / zinc sulfide coreshell quantum dots is preferably 0.1: 0.2: 2-6: 2-4, respectively. It is judged that the luminous efficiency of the quantum dot is the highest in this composition.
또한 본 발명에 따른 나노복합체에서 카드뮴셀레나이드/황화아연 코어쉘 양자점과 산화철 콜로이달 나노클러스터의 결합 비율은 1 : 20-40 중량비인 것이 바람직하다. 이러한 중량비는 양자점이 산화철 나노클러스터 표면에 균일하게 코팅되었을 경우 나타난다.In addition, in the nanocomposite according to the present invention, the bonding ratio of the cadmium selenide / zinc sulfide coreshell quantum dot and the iron oxide colloidal nanocluster is preferably 1: 20-40 by weight. This weight ratio appears when the quantum dots are uniformly coated on the iron oxide nanocluster surface.
또한 본 발명에 따른 나노복합체는 나노입자클러스터이며, 크기는 100-500 nm인 것이 바람직하다. 클러스터의 크기가 너무 작으면 특정 세포들이 비선택적으로 나노 입자를 세포 안쪽으로 삼키는 현상이 발생하며, 이렇게 되면 정상적인 세포를 분리할 수 없게 된다. 따라서 본 발명과 같이 100-500 nm 정도의 크기가 입자가 세포 분리에 바람직하다. 또한 단순히 Fe3O4의 크기만 증가시킬 경우 강자성체가 되어 산화철 입자들이 서로 붙어버리는 현상이 발생하므로 Fe3O4 작은 입자들이 뭉친 클러스터 형태가 바람직하다. In addition, the nanocomposite according to the present invention is a nanoparticle cluster, the size is preferably 100-500 nm. If the size of the cluster is too small, certain cells will non-selectively swallow nanoparticles inside the cell, which will prevent them from separating normal cells. Therefore, particles of about 100-500 nm size are preferred for cell separation as in the present invention. In addition, simply increasing the size of Fe 3 O 4 becomes a ferromagnetic material, the iron oxide particles are attached to each other, so the Fe 3 O 4 clusters are preferably agglomerated small particles.
본 발명에 따른 나노복합체는 자성과 발광 특성을 모두 갖기 때문에 형광활성 세포분류기(FACS: fluorescence-activated cell sorting)와 자성활성 세포분류기(MACS: magnetic-activated cell sorting)를 동시에 이용한 세포분리에 사용할 수 있다. Since the nanocomposite according to the present invention has both magnetic and luminescent properties, it can be used for cell separation using fluorescence-activated cell sorting (FACS) and magnetic-activated cell sorting (MACS) simultaneously. have.
본 발명은 The present invention
1) 폴리아크릴산(PAA)으로 코팅된 산화철(Fe3O4) 콜로이달 나노클러스터를 N-(3디메틸아미노프로필)-N'-에틸카르보디이미드 하이드로클로라이드(EDC) /N-히드록시설포숙신이미드나트륨염(Sulfo-NHS) 커플링 시킨 후 시스테아민을 첨가하여 표면을 티올기로 치환하는 단계; 1) Iron oxide (Fe 3 O 4 ) colloidal nanoclusters coated with polyacrylic acid (PAA) were treated with N- (3dimethylaminopropyl) -N'-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) / N-hydroxysulfate. Coupling a surface of the thiol group by adding cysteamine after coupling with sodium sulfide-NHS;
2) 상기 표면이 티올기로 치환된 산화철 콜로이달 나노클러스터를 용액에 분산시킨 후 카드뮴셀레나이드/황화아연(CdSe/ZnS) 나노입자 용액을 첨가하는 단계;2) dispersing the iron oxide colloidal nanocluster whose surface is substituted with a thiol group in a solution, and then adding a cadmium selenide / zinc sulfide (CdSe / ZnS) nanoparticle solution;
3) 상기 용액을 교반한 후 세척하면서 자석을 이용하여 나노클러스터를 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 특성과 발광 특성을 동시에 갖는 나노복합체를 제조하는 방법을 제공한다.3) provides a method of manufacturing a nanocomposite having both magnetic properties and luminescent properties, characterized in that it comprises forming a nanocluster using a magnet while stirring and washing the solution.
이 때, 산화철(Fe3O4) 콜로이달 나노클러스터 용액은 1a) FeCl3·6H2O을 에틸렌 글리콜에 첨가한 후, 폴리(아크릴산)과 NaAc를 혼합용액에 넣어 용해시킨 다음 200-220 ℃까지 온도를 가열시킨 후에 반응시키는 단계; 1b) 상기 반응 생성물을 상온으로 냉각시킨 후 세척 및 원심분리하는 단계에 따라 제조될 수 있다. At this time, the iron oxide (Fe 3 O 4 ) colloidal nanocluster solution 1a) FeCl 3 · 6H 2 O was added to ethylene glycol, poly (acrylic acid) and NaAc in a mixed solution to dissolve and then 200-220 ℃ Reacting after heating the temperature up to; 1b) the reaction product may be prepared by cooling to room temperature, followed by washing and centrifugation.
또한 카드뮴셀레나이드/황화아연(CdSe/ZnS) 나노입자 용액은 2a) CdO와 Zn(ac)2 및 올레익산을 혼합한 후 가열하고, 산소와 습기를 제거하는 단계; 2b) 상기 혼합 용액에 1-옥타데센을 첨가하여 온도를 280-300 ℃까지 가열한 후 셀레늄 파우더와 황이 용해되어 있는 트리옥틸포스핀 용액을 첨가하여 반응시킨 다음, 1-옥탄티올을 넣어주어 표면을 패시배이션 시켜주는 단계; 및 2c) 상기 용액을 상온으로 냉각한 후 원심분리하는 단계에 따라 제조될 수 있다. In addition, the cadmium selenide / zinc sulfide (CdSe / ZnS) nanoparticles solution is 2a) mixing the CdO and Zn (ac) 2 and oleic acid and then heating, removing oxygen and moisture; 2b) 1-octadecene was added to the mixed solution, and the temperature was heated to 280-300 ° C., followed by reaction by adding a trioctylphosphine solution in which selenium powder and sulfur were dissolved, and then surfaced by adding 1-octane thiol. Passivating the; And 2c) cooling the solution to room temperature and then centrifuging the solution.
본 발명에 따른 카드뮴셀레나이드/황화아연 코어쉘 양자점과 산화철 콜로이달 나노클러스터 결합된 나노복합체는 MACS와 FACS를 동시에 진행시킬 수 있어 세포분리의 효율을 증가시킬 수 있다. 본 발명은 산화철 콜로이달 나노클러스터를 이용하여 일반 나노입자 보다 자성 특성을 강화시켰으며, 광학특성은 양자점을 이용하여 유기염료를 이용한 복합체보다 광화학 파괴가 잘 일어나지 않으며 특정 파장에서 민감하게 흡수/발광할 수 있게 하였다. 이에 따라 본 발명에 따른 나노복합체는 높은 자성을 가지며 수용액에서도 높은 발광효율을 나타내어 FACS와 MACS를 동시에 이용한 세포분리에 적용할 수 있다.The cadmium selenide / zinc sulfide core shell quantum dots and the iron oxide colloidal nanocluster-conjugated nanocomposite according to the present invention can proceed with MACS and FACS simultaneously, thereby increasing the efficiency of cell separation. The present invention uses the iron oxide colloidal nanocluster to enhance the magnetic properties than the general nanoparticles, the optical properties are less photochemical destruction than the composite using the organic dye using the quantum dot is sensitive to absorption / light emission at a specific wavelength Made it possible. Accordingly, the nanocomposite according to the present invention has high magnetic properties and shows high luminous efficiency even in aqueous solution, and can be applied to cell separation using FACS and MACS simultaneously.
도 1a CdSe/ZnS 나노입자의 TEM 이미지이다.1A is a TEM image of CdSe / ZnS nanoparticles.
도 1b는 CdSe/ZnS 나노입자의 전자 회절(SAED)을 나타내는 이미지이다.1B is an image showing electron diffraction (SAED) of CdSe / ZnS nanoparticles.
도 1c는 CdSe/ZnS 나노입자대한 격자 이미지이다.1C is a lattice image for CdSe / ZnS nanoparticles.
도 1d는 바이얼(vial) 속에 나노결정이 클로로포름에 분산되어 있는 사진이다.1D is a photograph in which nanocrystals are dispersed in chloroform in a vial.
도 2a는 산화철 나노클러스터의 SEM 이미지로서, 클러스터의 크기는 200-400 nm를 나타내고 있다.FIG. 2A is an SEM image of the iron oxide nanoclusters, with cluster sizes ranging from 200-400 nm.
도 2b는 산화철 나노클러스터의 고해상도 TEM 이미지이다.2B is a high resolution TEM image of the iron oxide nanoclusters.
도 2c는 산화철 나노클러스터의 저해상도 TEM 이미지이다.2C is a low resolution TEM image of iron oxide nanoclusters.
도 2d는 산화철 나노클러스터를 진동시료형자력계(vibrating sample magnetometer, VSM)로 측정한 그래프이다.FIG. 2D is a graph of iron oxide nanoclusters measured with a vibrating sample magnetometer (VSM).
도 2e는 산화철 나노클러스터의 XRD 결과 그래프이다.2E is a graph of the XRD results of the iron oxide nanoclusters.
도 3a는 본 발명에 따라 합성된 나노복합체의 SEM 이미지이다.3A is an SEM image of a nanocomposite synthesized according to the present invention.
도 3b는 고해상도 TEM 이미지에서의 격자 분석 결과이다.3B is a grating analysis result in a high resolution TEM image.
도 3c는 CdSe/ZnS 나노입자의 격자구조를 나타낸다.3c shows a lattice structure of CdSe / ZnS nanoparticles.
도 3d는 산화철의 격자구조를 나타낸다.3d shows a lattice structure of iron oxide.
도 4a는 본 발명에 따라 합성된 나노복합체의 공초점 레이저 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope)의 이미지이다.4A is an image of a confocal laser scanning microscope of a nanocomposite synthesized according to the present invention.
도 4b 이미지는 STEM-EDS에 대한 맵핑 결과이다.4B image is a mapping result for STEM-EDS.
도 4c는 산화철(빨간색 점선)과 본 발명에 따라 합성된 나노복합체의 초전도 양자간섭장치(Super Conducting Quantum Interference Device, SQUID) 결과이다.Figure 4c is a result of the superconducting quantum interference device (SQUID) of the iron oxide (red dotted line) and the nanocomposite synthesized according to the present invention.
도 4d는 증류수에서 영구자석을 통해 자화를 걸어주기 전(왼쪽), 후(오른쪽)의 발광 사진이다.4d is a light emission photograph before (left) and after (right) the magnetization through the permanent magnet in distilled water.
이하, 실시예 및 도면을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and drawings.
본 발명에 따른 나노복합체는 자성 특성 및 발광 특성을 모두 갖는 것이 특징이며, 세로 분리 과정에 이용하기에 적합하다. 보다 구체적으로 본 발명에 따른 나노복합체는 자성과 발광 특성을 모두 갖기 때문에 형광활성 세포분류기(FACS: fluorescence-activated cell sorting)와 자성활성 세포분류기(MACS: magnetic-activated cell sorting)를 동시에 이용한 세포분리에 사용할 수 있다. Nanocomposites according to the present invention are characterized by having both magnetic properties and luminescent properties, and are suitable for use in the vertical separation process. More specifically, since the nanocomposite according to the present invention has both magnetic and luminescent properties, cell separation using fluorescence-activated cell sorting (FACS) and magnetic-activated cell sorting (MACS) simultaneously is performed. Can be used for
본 발명에 따른 나노복합체는 나노입자의 클러스터로서, 클러스터의 크기는 약 200-400 nm 이다. 종래에 수 nm ~ 수십 nm 의 크기의 나노입자 클러스터가 보고된 적이 있으나, 본 발명에 따른 크기의 클러스터를 형성했다는 보고는 없었다. 또한 클러스터의 크기가 너무 작으면 특정 세포들이 비선택적으로 나노 입자를 세포 안쪽으로 삼키는 현상이 발생하며, 이렇게 되면 정상적인 세포를 분리할 수 없게 되므로 세포가 삼키지 못하도록 본 발명자는 크기가 큰 입자를 만들었다.Nanocomposites according to the invention are clusters of nanoparticles, the size of the clusters being about 200-400 nm. In the past, nanoparticle clusters having a size of several nm to several tens of nm have been reported, but there have been no reports of forming clusters of the size according to the present invention. In addition, when the size of the cluster is too small, certain cells non-selectively swallow the nanoparticles inside the cell, and this will not be able to separate the normal cells, the present inventors have made a large particle so that the cells do not swallow.
또한 단순히 Fe3O4의 크기만 증가시킬 경우 강자성체가 되어 산화철 입자들이 서로 붙어버리는 현상이 발생하므로 Fe3O4 작은 입자들이 뭉친 클러스터 형태로 합성하였다.In addition, simply increasing the size of Fe 3 O 4 becomes a ferromagnetic material, the iron oxide particles are attached to each other, so Fe 3 O 4 was synthesized in the form of clusters of small particles.
이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples. However, the examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the examples.
실시예Example
카드뮴 옥사이드(CdO, 99.99%), 징크 아세테이트(Zn(ac)2, 99.99%), 셀레늄 파우더(99.99%), 황(99.998%), 철(III) 클로라이드 헥사하이드레이트(FeCl3·6H2O, 97%), 폴리(아크릴산)(PAA, Average Mw ~1,800), 소듐 아세테이트(NaAc, 99.0%), N-(3디메틸아미노프로필)-N'-에틸카르보디이미드 하이드로클로라이드(EDC), N-히드록시설포숙신이미드 나트륨염(Sulfo-NHS, 98.5%), 시스테아민(~95%), 올레익산 (99%), 1옥타데센(90%), 트리옥틸포스핀(TOP, 90%), 1옥탄티올(98.5+%), 에틸렌 글리콜(99.8%), 톨루엔(99.8%), 인산염버퍼용액(PBS, 1.0 M, pH 7.4)은 Sigma-Aldrich사에서 구입하였고, 에탄올(99.9%)은 J. T. Baker에서 구입하였으며 모두 추가 정제 없이 사용하였다.Cadmium oxide (CdO, 99.99%), zinc acetate (Zn (ac) 2 , 99.99%), selenium powder (99.99%), sulfur (99.998%), iron (III) chloride hexahydrate (FeCl 3 · 6H 2 O, 97%), poly (acrylic acid) (PAA, Average M w ~ 1,800), sodium acetate (NaAc, 99.0%), N- (3dimethylaminopropyl) -N'-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC), N -Hydroxysulfosuccinimide sodium salt (Sulfo-NHS, 98.5%), cysteamine (-95%), oleic acid (99%), 1-octadecene (90%), trioctylphosphine (TOP, 90 %), Octane thiol (98.5 +%), ethylene glycol (99.8%), toluene (99.8%), phosphate buffer solution (PBS, 1.0 M, pH 7.4) were purchased from Sigma-Aldrich, and ethanol (99.9% ) Was purchased from JT Baker and all used without further purification.
실시예 1 : 카드뮴 셀레나이드/황화아연(CdSe/ZnS) 코어쉘 양자점의 제조Example 1 Preparation of Cadmium Selenide / Zn Sulfide (CdSe / ZnS) Coreshell Quantum Dots
13 mg(0.1 mmol)의 CdO과 732 mg(4 mmol)의 Zn(ac)2, 5 mL의 올레익산을 100 mL의 삼구플라스크에 넣고 150 ℃까지 가열하며, 30 분 동안 질소 버블링(Bubbling)을 통해 산소와 습기를 제거하였다. 이어서, 질소분위기의 혼합 분산용액에 15 mL의 1-옥타데센을 넣어준 후 온도를 300 ℃까지 올려준다. 이때 용액은 노란빛의 투명한 용액이 형성된다.13 mg (0.1 mmol) of CdO and 732 mg (4 mmol) of Zn (ac) 2 , 5 mL of oleic acid are placed in a 100 mL three-necked flask and heated to 150 ° C., nitrogen bubbling for 30 minutes. Oxygen and moisture were removed through. Subsequently, 15 mL of 1-octadecene is added to the mixed dispersion solution of nitrogen atmosphere, and the temperature is raised to 300 ° C. In this case, a yellowish transparent solution is formed.
그리고 16 mg(0.2 mmol)의 셀레늄 파우더와 96 mg(3 mmol)의 황이 용해되어 있는 2 mL의 트리옥틸포스핀 용액을 삼구플라스크에 신속히 넣어주고 8 분간 반응시킨다. 시간이 지난 후 온도를 올려준 후에 1-옥탄티올을 넣어주어 생성물의 표면과 강한 결합을 통해 표면을 패시배이션 시켜준다. Then, rapidly add 2 mL of trioctylphosphine solution containing 16 mg (0.2 mmol) of selenium powder and 96 mg (3 mmol) of sulfur into a three-necked flask and react for 8 minutes. After a while, the temperature is raised and 1-octanethiol is added to passivate the surface through strong bonding with the surface of the product.
온도를 상온으로 냉각시킨 후에 15 mL의 에탄올을 넣어준 다음 4000 rpm의 속도로 10 분간 원심분리를 실시한다. 상층액을 버리고 침전물을 클로로포름 10 mL에 분산시킨 후 30 mL의 에탄올을 넣어주고 4000 rpm의 속도로 10 분간 원심분리기를 진행하면서 세척과정을 3 번 진행한 후에 30 mL의 톨루엔에 분산시킨다.After cooling to room temperature, add 15 mL of ethanol and centrifuge for 10 minutes at 4000 rpm. Discard the supernatant and disperse the precipitate in 10 mL of chloroform, add 30 mL of ethanol, and centrifuge at 4000 rpm for 10 minutes to perform three washes, and then disperse in 30 mL of toluene.
실시예 2 : 산화철(Fe3O4) 콜로이달 나노클러스터의 제조Example 2 Preparation of Iron Oxide (Fe 3 O 4 ) Colloidal Nanoclusters
0.675 g(2.5 mmol)의 FeCl3·6H2O을 에틸렌 글리콜 25 mL에 넣은 후에 주황색의 투명한 용액이 될 때까지 기다린 후 720 mg의 폴리(아크릴산)과 2.16 g의 NaAc를 혼합용액에 넣어준다. 초음파를 통해 충분히 고체상태의 시약을 용해시킨 후에 35 mL 용량의 스테인레스-스틸 오토클레이브에 넣고 퍼니스(Furnace)를 통해 220 ℃까지 온도를 가열시킨 후에 4 시간 동안 반응시킨다. 생성물을 상온으로 떨어뜨리고 20 mL의 증류수와 20 mL의 에탄올을 넣어준 후에 4000 rpm의 속도로 10 분간 원심분리기를 진행한다. 침전물을 남기고 상층액을 버린 후에 40 mL의 증류수를 넣어준 후에 4000 rpm의 속도로 10 분간 원심분리기를 진행하여 반응하지 않은 불순물들을 제거하는 과정을 상층액이 무색이 될 때까지 진행시킨 다음 30 mL의 pH 7.4의 인산염버퍼용액에 분산시킨다.Add 0.675 g (2.5 mmol) of FeCl 3 · 6H 2 O to 25 mL of ethylene glycol, wait until it becomes an orange clear solution, and then add 720 mg of poly (acrylic acid) and 2.16 g of NaAc in the mixed solution. After dissolving the solid reagent sufficiently by ultrasonication, the reaction mixture was placed in a 35 mL stainless steel autoclave and heated to a temperature of 220 ° C. through a furnace, followed by reaction for 4 hours. After dropping the product to room temperature, add 20 mL of distilled water and 20 mL of ethanol, and proceed with a centrifuge for 10 minutes at 4000 rpm. After leaving the precipitate and discarding the supernatant, 40 mL of distilled water was added and centrifuged at 4000 rpm for 10 minutes to remove the unreacted impurities until the supernatant became colorless. It is dispersed in a phosphate buffer solution of pH 7.4.
실시예 3 : 카드뮴 셀레나이드/황화아연(CdSe/ZnS) 나노입자와 Fe3O4 콜로이달 나노클러스터의 결합Example 3 Binding of Cadmium Selenide / Zn Sulfide (CdSe / ZnS) Nanoparticles to Fe 3 O 4 Colloidal Nanoclusters
0.2 mmol의 EDC와 0.1 mmol의 Sulfo-NHS를 PBS용액에 분산되어 있는 Fe3O4 콜로이달 나노클러스터 3 mL에 넣어준 후에 초음파 상태에서 15 분간 유지시킨다. 그 후에 0.2 mmol의 시스테아민을 용액에 넣어준 후에 2 시간 동안 상온에서 교반시켜주며 커플링을 진행시킨 다음에 에탄올과 증류수를 이용하여 세척한다.0.2 mmol of EDC and 0.1 mmol of Sulfo-NHS were added to 3 mL of Fe 3 O 4 colloidal nanoclusters dispersed in PBS solution and maintained for 15 minutes in an ultrasonic state. Thereafter, 0.2 mmol of cysteamine was added to the solution, followed by stirring at room temperature for 2 hours, followed by coupling, followed by washing with ethanol and distilled water.
티올기로 표면이 치환된 산화철 콜로이달 나노클러스터를 3 mL의 PBS 용액에 분산시킨 후에 톨루엔에 분산되어 있는 CdSe/ZnS 나노입자 용액 3 mL를 넣어주어 2 개의 층으로 분리된 용액을 만들어준다. (24 시간 동안 층이 분리된 용액을 교반하며 유지시킨다. 영구자석을 이용하여 자석에 달라붙는 부분만 남기고 남은 용액은 버린 후 증류수와 톨루엔을 번갈아 흘려주며 결합하지 않은 CdSe/ZnS 나노입자를 제거하며 광학/자성 특성을 동시에 갖는 나노클러스터를 형성시킨다.The iron oxide colloidal nanocluster substituted with the thiol group was dispersed in 3 mL of PBS solution, and then 3 mL of CdSe / ZnS nanoparticle solution dispersed in toluene was added to form a solution separated into two layers. (The solution of the separated layer is maintained for 24 hours with stirring. The permanent solution is used to remove the remaining CdSe / ZnS nanoparticles by alternately distilled water and toluene. Nanoclusters having both optical and magnetic properties are formed.
실험예 : 발광 특성 및 자성 특성 확인Experimental Example: Confirmation of luminescence and magnetic properties
상기 실시예에 따라 양자점과 자성 나노클러스터의 합성과 EDC/sulfo-NHS 커플링과정, S-H 화학반응을 이용하여 자성 특성과 발광 특성이 모두 우수한 나노복합체를 형성하였다. 녹색 발광을 보여주며 양자효율이 높은 나노입자 양자점은 작은 크기의 카드뮴 셀레나이드 코어와 황화아연 쉘을 통해서 이루어진다. 카드뮴 셀레나이드는 수용액에서 셀레늄의 산화가 잘 일어나는 특성 때문에 양자효율이 현저히 떨어지는 반면 황화아연 쉘 형성시켜주었을 경우 Type-I 코어-쉘 구조의 양자우물구조를 통해 양자효율을 증가시켜주는 동시에 표면의 패시베이션을 통해 셀레늄의 산화도 막을 수 있어 수용액상에서 발광효과가 현저히 떨어지는 것을 막을 수 있다. According to the above embodiment, the nanocomposite was formed using both the quantum dot and the magnetic nanoclusters, the EDC / sulfo-NHS coupling process, and the S-H chemistry, which were excellent in both magnetic properties and luminescence properties. Nanoparticle quantum dots with green luminescence and high quantum efficiency are achieved through a small cadmium selenide core and zinc sulfide shell. Cadmium selenide has a significant decrease in quantum efficiency due to the characteristic of selenium oxidation in aqueous solution, but when zinc sulfide shell is formed, it increases quantum efficiency through the quantum well structure of Type-I core-shell structure and at the same time passivates the surface. Through the oxidation of selenium can also be prevented it can prevent the luminous effect is significantly reduced in the aqueous solution.
상기 실시예를 통해 유기용매에서 60-80 %, 수용액 상에서 15-25 %의 양자효율을 나타내는 양자점을 합성하였으며, 나노결정에 대하여 고해상도 투과전자현미경(high resolution transmission electron microscopy, HR-TEM) 분석을 수행하였다.Through the above examples, quantum dots showing quantum efficiencies of 60-80% in organic solvents and 15-25% in aqueous solutions were synthesized, and high resolution transmission electron microscopy (HR-TEM) analysis was performed on nanocrystals. Was performed.
도 1a 분리된 형태의 다수의 나노결정에 대한 TEM 이미지이다. 도 1b는 결정도가 높은 큐빅 상의 나노결정에 대한 선택된 면적에서의 전자 회절(selected area electron diffraction, SAED)을 나타낸다. 도 1c는 나노결정에 대한 TEM 이미지이다. 도 1d는 바이얼(vial) 속에 나노결정이 클로로포름에 분산되어 있는 사진이다. 왼쪽과 오른쪽의 사진은 각각 UV-Lamp를 이용하여 365 nm 파장의 빛을 가하기 전, 후의 이미지이며 녹색 발광을 함을 확인할 수 있었다. 자성 콜로이달 나노클러스터는 Yadong Yin 연구팀의 실험을 수정하여 사용하였다. 생의학적 이용이 가능한 다기능 복합나노입자의 형성을 위해서 PAA로 코팅된 수용성 자성 나노클러스터를 합성하였다. 폴리아크릴산(PAA)을 계면활성제로 이용한 합성을 통해 리간드를 치환하지 않고도 수용성 나노입자를 합성하였으며 제타 포텐셜(Zeta Potential) 값이 -49 mV를 나타내어 좋은 안정성을 보였으며, 산(acid)기를 이용하여 양자점과의 결합시에 용이하게 고안되었다.1A is a TEM image of multiple nanocrystals in isolated form. 1B shows selected area electron diffraction (SAED) at selected areas for nanocrystals with high crystallinity. 1C is a TEM image for nanocrystals. 1D is a photograph in which nanocrystals are dispersed in chloroform in a vial. The pictures on the left and right were before and after applying the 365 nm wavelength light using UV-Lamp, respectively, and the green light emission was confirmed. The magnetic colloidal nanoclusters were modified by Yadong Yin's experiment. PAA-coated water-soluble magnetic nanoclusters were synthesized to form multifunctional composite nanoparticles for biomedical use. Water-soluble nanoparticles were synthesized without substitution of ligand through synthesis using polyacrylic acid (PAA) as a surfactant. Zeta Potential value was -49 mV and showed good stability. It is easily designed when combined with quantum dots.
도 2a의 SEM 이미지에서 보여지는 것과 같이 클러스터의 크기는 200~400 nm를 나타내고 있었다. 각 나노입자는 도 2b의 고해상도 TEM 이미지에서 보이는 바와 같이, 또한 Scherrer 공식에 의한 계산값과 같이 초상자성 특성을 갖는 6 nm의 크기이며, (220) 격자 프린지(Lattice Fringe)가 명확하게 관찰되었다. 도 2d의 그래프는 진동시료형자력계(vibrating sample magnetometer, VSM)로 측정한 자료이며 포화자화 값은 약 84 emu/g이며 잔류자화값은 0인 초상자성 특성을 나타낸다. 자성 나노클러스터의 크기가 마이크로 단위이므로 치료 및 약물 전달 후 생체내에 쉽게 흡수되지 않고 체외로 방출될 수 있다는 점이 장점이 될 수 있다. 도 2e는 XRD 결과이며 이를 통해 합성된 결과물이 Fe3O4(Magnetite) 나노클러스터임을 확인하였다.As shown in the SEM image of FIG. 2A, the cluster size was 200-400 nm. Each nanoparticle is 6 nm in size with superparamagnetic properties, as shown in the high resolution TEM image of FIG. 2B, and (220) lattice fringes were clearly observed. The graph of FIG. 2D is a data measured by a vibrating sample magnetometer (VSM), and shows a superparamagnetic characteristic with a saturation magnetization value of about 84 emu / g and a residual magnetization value of zero. Since the size of the magnetic nanoclusters is in micro units, it may be advantageous that the magnetic nanoclusters may be released in vitro without being easily absorbed in vivo after treatment and drug delivery. Figure 2e is the XRD results through which the synthesized results confirmed that the Fe 3 O 4 (Magnetite) nanoclusters.
이렇게 합성된 카드뮴셀레나이드/황화아연 코어쉘 양자점과 산화철 콜로이달 나노클러스터를 이용하여 자성/발광 특성을 동시에 갖는 나노복합체의 형성을 위한 결합을 실행하였다. 폴리아크릴산(PAA)으로 코팅된 산화철 콜로이달 나노클러스터의 표면의 산(acid)기를 이용하여 EDC/sulfo-NHS 커플링을 시켰으며, 아미이드 결합을 형성시키기 위해서 시스테아민(Cysteamine)을 이용하여 S-H기로 표면 처리된 산화철 콜로이달 나노클러스터를 형성하였다. The synthesized cadmium selenide / zinc sulfide core-shell quantum dots and iron oxide colloidal nanoclusters were used to form a nanocomposite having both magnetic and luminescent properties. EDC / sulfo-NHS coupling was performed using an acid group on the surface of the iron oxide colloidal nanocluster coated with polyacrylic acid (PAA), and cysteamine was used to form an amide bond. Iron oxide colloidal nanoclusters surface-treated with SH groups were formed.
자성 나노클러스터의 표면에 S-H기가 존재하기 때문에 유기용매에 분산되어 있는 카드뮴셀레나이드/황화아연 코어쉘 양자점과의 S-H 화학반응을 이용한 결합을 시도하였다. 이와 같이 결합된 자성 및 발광 특성을 갖는 광학 나노복합체의 합성을 확인하기 위해 분석을 시도하였다.Since the S-H group is present on the surface of the magnetic nanocluster, an attempt was made to combine the S-H chemical reaction with a cadmium selenide / zinc sulfide coreshell quantum dot dispersed in an organic solvent. Analysis was attempted to confirm the synthesis of the optical nanocomposites having the magnetic and luminescent properties bound as described above.
도 3a는 상기 실시예에 따라 합성된 나노복합체의 SEM 이미지이다. 실험 중 양자점이 각각의 산화철 입자에 결합되지 않고 응집이 일어났을 경우 이미지 상의 경계가 모호해 짐을 확인할 수 있었다. 단일 나노클러스터에 양자점이 결합되었을 경우에는 도 3a와 같이 각각의 경계면이 뚜렷하게 나타남을 확인하였다. 도 3b는 고해상도 TEM 이미지에서의 격자 분석을 통하여 결합된 산화철 나노클러스터와 양자점 나노입자의 분리를 시도하였다. 도 3b에서 얻은 FET(fast-Fourier transform)이미지를 이용하여 격자에 맞게 마스킹을 시도한 이후에 Inverse FFT를 시도하였다. 그리하여 도 3c에서 보이는 격자구조는 도 3b에서 양자점의 위치를 나타내는 것이며 도 3d에서는 산화철의 격자구조를 나타낸다. 형성되어 있는 산화철 콜로이달 나노클러스터의 표면에 양자점이 결합된 구조이기 때문에 도 3c에서는 온전한 격자들이 많이 보이는 반면에 도 3d에서는 양자점의 간섭을 통해 사이사이에 보이는 격자들이 많게 된다. 나노복합체의 양자효율이 떨어지는 것을 확인하기 위하여 공초점 레이저 현미경에 대한 확인을 진행하였다.3A is an SEM image of a nanocomposite synthesized according to the above embodiment. In the experiment, it was confirmed that the boundary on the image was blurred when the quantum dot was not bonded to each iron oxide particle and the aggregation occurred. When quantum dots are coupled to a single nanocluster, it was confirmed that each interface is clearly shown as shown in FIG. 3a. 3b attempts to separate the combined iron oxide nanoclusters and quantum dot nanoparticles through lattice analysis in high resolution TEM images. Inverse FFT was attempted after masking the grating using a fast-fourier transform (FET) image obtained in FIG. 3B. Thus, the lattice structure shown in Fig. 3c represents the position of the quantum dots in Fig. 3b and the lattice structure of iron oxide in Fig. 3d. Since the quantum dots are coupled to the surface of the formed iron oxide colloidal nanocluster, many intact gratings are shown in FIG. 3C, while many gratings are visible between the quantum dots in FIG. 3D. In order to confirm that the quantum efficiency of the nanocomposite is lowered, a confocal laser microscope was performed.
도 4a에 나와 있는 이미지가 복합체들의 각각의 녹색 발광을 나타내고 있다. 스케일 바에 의하면 각각의 나노복합체는 400 nm 정도의 크기를 나타내고 있으며 75% 이상의 수득율을 얻는 것으로 보여지고 있다. 세척과정에서 영구자석을 사용하여 분리해 낸 생성물을 결과로 공초점 레이저 현미경 확인을 하였으므로 자성과 발광 특성을 동시에 갖는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 도 4d에서 보여지는 바와도 일치한다. 증류수에 잘 분산된 자성-광학 나노복합체에 UV-Lamp를 이용하여 365nm에서 여기시켰을 때 용액 전체에서 녹색발광하다가 영구자석을 통하여 자기장을 걸어주면 자석근처에만 녹색발광하는 입자들이 모이게 되며 용액은 아무런 색을 나타내지 않는다. 반도체 양자점의 경우 수용액 상에서 발광효율이 현저히 떨어지게 되지만 위에서 확인된 바와 같이 발명된 나노복합체는 여전히 높은 양자효율을 나타냄을 확인할 수 있었다. 도 4b 이미지는 STEM-EDS에 대한 맵핑 결과로 카드뮴셀레나이드/황화아연의 전구체에 대한 비율이 카드뮴 : 셀레늄 : 아연 : 황 = 0.1 : 0.2 : 4 : 3 인 점을 감안하여 철, 아연, 황에 대해서만 실시하였다. 그 결과 철, 아연, 황이 나노클러스터의 전체에 고루 펴져있음을 확인할 수 있었다. 또한 철의 비율이 상대적으로 아연과 황보다 높은 것을 감안하였을 때 철의 맵핑 결과가 다른 것 보다 더 진하게 나타남을 알 수 있었다. 도 4c는 산화철(빨간색 점선)과 본 발명에 따라 합성된 나노복합체(검정색 선)의 히스테리시스 곡선을 측정한 결과이다. 산화철에 비해 나노복합체의 포화자화 값이 감소하기는 했지만 여전히 높은 자성특성을 나타냄을 확인할 수 있었다.The image shown in FIG. 4A shows the green emission of each of the composites. The scale bar shows that each nanocomposite has a size of about 400 nm and a yield of 75% or more is obtained. Confocal laser microscopy was confirmed as a result of the product separated using the permanent magnet in the washing process, so it was confirmed to have both magnetic and luminescent properties. This result is consistent with that shown in FIG. 4D. When the magnetic-optical nanocomposite dispersed in distilled water is excited at 365nm using UV-Lamp, green light is emitted throughout the solution, and when the magnetic field is applied through the permanent magnet, particles that emit green light are collected only near the magnet. Does not indicate. In the case of semiconductor quantum dots, the luminous efficiency is significantly decreased in aqueous solution, but as confirmed above, the nanocomposites invented still showed high quantum efficiency. FIG. 4b is a mapping result for STEM-EDS, in which the ratio of cadmium selenide / zinc sulfide precursor is cadmium: selenium: zinc: sulfur = 0.1: 0.2: 4: 3 It only performed. As a result, it could be confirmed that iron, zinc, and sulfur were evenly spread throughout the nanoclusters. Also, considering that the ratio of iron is higher than that of zinc and sulfur, it was found that the iron mapping result is darker than the others. Figure 4c is the result of measuring the hysteresis curve of the iron oxide (red dotted line) and the nanocomposite (black line) synthesized according to the present invention. Although the saturation magnetization value of the nanocomposite decreased compared to the iron oxide, it was confirmed that the magnetic properties were still high.
종합하면, SEM을 이용한 각각의 나노클러스터에 대한 복합체 형성 확인하였으며 고해상도TEM 이미지의 격자분석과 STEM-EDS 맵핑을 통한 고른 복합체 형성에 대한 확인하였다. 공초점 레이저 현미경을 통한 발광특성 유지와 영구자석을 통한 자성 특성 유지에 대한 확인을 통해서 광학/자성 특성을 동시에 갖는 복합 나노클러스터가 성공적으로 합성되었음을 알 수 있었다. 결합 이후에도 약간은 감소하였지만 여전히 높은 자성특성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 이번 결과를 통해 세포분리에서 MACS와 FACS를 동시에 적용시켜서 사용할 수 있는 조건의 나노 복합체를 합성하였다. Taken together, the formation of complexes for each nanocluster was confirmed using SEM, and the formation of even complexes through lattice analysis and STEM-EDS mapping of high resolution TEM images. It was confirmed that the composite nanoclusters having both optical and magnetic properties were successfully synthesized through the confirmation of the luminescence properties maintained by confocal laser microscope and the magnetic properties maintained by the permanent magnet. After binding, it was slightly decreased but still showed high magnetic properties. Through this result, we synthesized nanocomposite under conditions that can be used by applying MACS and FACS simultaneously in cell separation.
또한 기존의 물질보다 자성 특성면에서는 콜로이달 나노클러스터를 사용함으로써 자성의 특성을 강화시키고 유기염료를 사용하지 않고 양자점을 사용하였음에도 수용액상에서도 좋은 발광 특성을 나타내었다. 앞으로 생의학 분야의 많은 응용이 예상되는 바이다.In addition, the magnetic properties of the colloidal nanocluster were used to enhance the magnetic properties of the conventional materials, and quantum dots were used without using organic dyes. Many applications in the biomedical field are expected in the future.

Claims (8)

  1. 자성 특성과 발광 특성을 동시에 갖는 나노복합체로서,As a nanocomposite having both magnetic and luminescent properties,
    카드뮴셀레나이드/황화아연 코어쉘 양자점과 산화철 콜로이달 나노클러스터가 S-H 결합된 것을 특징으로 하는 나노복합체.Cadmium selenide / zinc sulfide core-shell quantum dots and iron oxide colloidal nanoclusters characterized in that the S-H bonded.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 카드뮴셀레나이드/황화아연 코어쉘 양자점에서 카드뮴 : 셀레늄 : 아연 : 황의 비율은 각각 0.1 : 0.2 : 2-6 : 2-4인 것을 특징으로 하는 나노복합체.The cadmium selenide / zinc sulfide core-shell quantum dots in the nanocomposite, characterized in that the ratio of cadmium: selenium: zinc: sulfur is 0.1: 0.2: 2-6: 2-4, respectively.
  3. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 카드뮴셀레나이드/황화아연 코어쉘 양자점과 산화철 콜로이달 나노클러스터의 결합 비율은 1 : 20-40 중량비인 것을 특징으로 하는 나노복합체.The combination ratio of the cadmium selenide / zinc sulfide core shell quantum dots and iron oxide colloidal nanoclusters is 1: 20-40 by weight ratio.
  4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 나노복합체는 나노입자클러스터이며, 크기는 100-500 nm인 것을 특징으로 하는 나노복합체.The nanocomposite is a nanoparticle cluster, the nanocomposite is characterized in that the size of 100-500 nm.
  5. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 나노복합체는 형광활성 세포분류기(FACS: fluorescence-activated cell sorting)와 자성활성 세포분류기(MACS: magnetic-activated cell sorting)를 동시에 이용한 세포분리에 사용되는 것을 특징으로 하는 나노복합체.The nanocomposite is a nanocomposite used for cell separation using a fluorescence-activated cell sorting (FACS) and magnetic-activated cell sorting (MACS) at the same time.
  6. 1) 폴리아크릴산(PAA)으로 코팅된 산화철(Fe3O4) 콜로이달 나노클러스터를 N-(3디메틸아미노프로필)-N'-에틸카르보디이미드 하이드로클로라이드(EDC) 및 N-히드록시설포숙신이미드나트륨염(Sulfo-NHS)과 커플링시킨 후 시스테아민을 첨가하여 표면을 티올기로 치환하는 단계; 1) Iron oxide (Fe 3 O 4 ) colloidal nanoclusters coated with polyacrylic acid (PAA) were treated with N- (3dimethylaminopropyl) -N'-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) and N-hydroxysulfate. Coupling the surface with a thiol group by adding cysteamine after coupling with a sodium synimide salt (Sulfo-NHS);
    2) 상기 표면이 티올기로 치환된 산화철 콜로이달 나노클러스터를 용액에 분산시킨 후 카드뮴셀레나이드/황화아연(CdSe/ZnS) 나노입자 용액을 첨가하는 단계; 및2) dispersing the iron oxide colloidal nanocluster whose surface is substituted with a thiol group in a solution, and then adding a cadmium selenide / zinc sulfide (CdSe / ZnS) nanoparticle solution; And
    3) 상기 용액을 교반한 후 세척하면서 자석을 이용하여 나노클러스터를 형성시키는 단계;를 포함하는 자성 특성과 발광 특성을 동시에 갖는 나노복합체를 제조하는 방법.3) forming a nanocluster using a magnet while stirring and washing the solution; and a method of manufacturing a nanocomposite having both magnetic and luminescent properties.
  7. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 산화철(Fe3O4) 콜로이달 나노클러스터 용액은,The iron oxide (Fe 3 O 4 ) colloidal nanocluster solution,
    1a) FeCl3·6H2O을 에틸렌 글리콜에 첨가한 후, 폴리(아크릴산)과 NaAc를 혼합용액에 넣어 용해시킨 다음 200-220 ℃까지 온도를 가열시킨 후에 반응시키는 단계; 및1a) adding FeCl 3 · 6H 2 O to ethylene glycol, and then dissolving poly (acrylic acid) and NaAc in a mixed solution and then heating the temperature to 200-220 ° C., followed by reaction; And
    1b) 상기 반응 생성물을 상온으로 냉각시킨 후 세척 및 원심분리하는 단계;에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 자성 특성과 발광 특성을 동시에 갖는 나노복합체를 제조하는 방법.1b) cooling the reaction product to room temperature, and then washing and centrifuging the nano-composite having both magnetic and luminescent properties.
  8. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 카드뮴셀레나이드/황화아연(CdSe/ZnS) 나노입자 용액은,The cadmium selenide / zinc sulfide (CdSe / ZnS) nanoparticle solution,
    2a) CdO와 Zn(ac)2 및 올레익산을 혼합한 후 가열하고, 산소와 습기를 제거하는 단계;2a) mixing CdO with Zn (ac) 2 and oleic acid followed by heating and removing oxygen and moisture;
    2b) 상기 혼합 용액에 1-옥타데센을 첨가하여 온도를 280-300 ℃까지 가열한 후 셀레늄 파우더와 황이 용해되어 있는 트리옥틸포스핀 용액을 첨가하여 반응시킨 다음, 1-옥탄티올을 넣어주어 표면을 패시배이션 시켜주는 단계; 및2b) 1-octadecene was added to the mixed solution, and the temperature was heated to 280-300 ° C., followed by reaction by addition of a selenium powder and a trioctylphosphine solution in which sulfur was dissolved, and then the surface of 1-octane thiol was added thereto. Passivating the; And
    2c) 상기 용액을 상온으로 냉각한 후 원심분리하는 단계에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 자성 특성과 발광 특성을 동시에 갖는 나노복합체를 제조하는 방법.2c) a method of manufacturing a nanocomposite having both magnetic and luminescent properties, characterized in that it is prepared according to the step of cooling the solution to room temperature and centrifugation.
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