WO2015133694A1 - PoP 나노구조체 및 이를 이용한 약물 전달 방법 - Google Patents

PoP 나노구조체 및 이를 이용한 약물 전달 방법 Download PDF

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WO2015133694A1
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nanoparticles
synuclein
pop
drug
alpha
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PCT/KR2014/008774
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백승렬
이대견
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서울대학교산학협력단
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    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/513—Organic macromolecular compounds; Dendrimers
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    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/5115—Inorganic compounds

Definitions

  • the present invention relates to a PoP nanostructure and a drug delivery method using the same. More specifically, the present invention relates to PoP nanostructures comprising protein alpha-synuclein and drug delivery methods using the same.
  • Porous silica nanoparticles have many pores in a single particle, so that various materials can be stored in the pores. Recently, research for utilizing the porous silica nanoparticles as drug carriers for delivering drugs in vivo has been continued.
  • porous silica nanoparticles as the drug carrier, development of improvement of biocompatibility, mechanisms for controlling opening and closing of pores for controlling drug release in vivo, and improvement of storage and transport efficiency of drugs are required.
  • Patent Document 1 discloses a method in which release of a drug is controlled by supporting a drug on mesoporous silica and then compounding the drug in an inorganic powder.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent Publication No. 2009-0088614 (2009. 08. 20)
  • One object of the present invention is to provide a PoP nanostructure having excellent drug delivery efficiency.
  • Another object of the present invention is to provide a drug delivery method using PoP nanostructures having excellent drug delivery efficiency.
  • PoP nanostructures according to exemplary embodiments of the present invention for achieving the above object of the present invention surrounds the first nanoparticles loaded with the drug, and the surface of the first nanoparticles, protein alpha-synuclein It includes the second nanoparticles coated with.
  • the first nanoparticle may include porous silica nanoparticles.
  • the drug may be loaded into the pores of the porous silica nanoparticles.
  • the pores may be closed by the second nanoparticles.
  • the second nanoparticle may include gold nanoparticles.
  • the protein alpha-synuclein may be mutated by cysteine substitution.
  • the protein alpha-synuclein may comprise a Y136C mutant.
  • the drug is loaded in the pores of the first nanoparticles.
  • the second nanoparticles are bonded to the surface of the first nanoparticle to form a PoP nanostructure.
  • the protein alpha-synuclein is denatured to release the drug.
  • the first nanoparticles may include porous silica nanoparticles
  • the second nanoparticles may include gold nanoparticles.
  • the PoP nanostructures may be formed under acidic conditions.
  • the PoP nanostructures may be formed using a buffer solution having a pH in the range of about 4 to about 7.
  • the protein alpha-synuclein may be ionized to release the drug.
  • the protein alpha-synuclein in the ion treatment, may be treated with a solution containing calcium ions, copper ions, magnesium ions, or iron ions. These ions may be used alone or in combination of two or more.
  • the second nanoparticles may close the pores of the first nanoparticles, and the pores may be opened as the protein alpha-synuclein is modified.
  • the drug-stored porous silica nanoparticles can be coated with, for example, gold nanoparticles coated with alpha-synuclein.
  • the gold nanoparticles can be self-assembled into the porous silica nanoparticles by the property of alpha-synuclein adsorbed on a hydrophilic surface. Therefore, the pores of the porous silica nanoparticles can be easily closed to store the drug.
  • the release of the drug can be easily controlled through the structural change of alpha-synuclein according to ligand binding.
  • FIG. 1 illustrates a PoP nanostructure in accordance with example embodiments.
  • FIG. 2 is a flow chart illustrating a drug delivery method according to exemplary embodiments.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a drug delivery method according to exemplary embodiments.
  • FIG. 4 is an electron microscope image showing protein alpha-synuclein coated nanoparticles prepared according to Experimental Example 1.
  • FIG. 4 is an electron microscope image showing protein alpha-synuclein coated nanoparticles prepared according to Experimental Example 1.
  • 5A and 5B are graphs of optical properties of protein alpha-synuclein coated nanoparticles.
  • FIG. 6 is an electron microscope image of porous silica nanoparticles prepared according to Experimental Example 2.
  • FIG. 6 is an electron microscope image of porous silica nanoparticles prepared according to Experimental Example 2.
  • FIG. 7A, 7B and 7C are electron microscopic images of PoP nanostructures prepared according to Experimental Example 2.
  • FIG. 7A, 7B and 7C are electron microscopic images of PoP nanostructures prepared according to Experimental Example 2.
  • FIG. 9 is a graph comparing drug release of porous silica nanoparticles and PoP nanostructures.
  • 11 is a graph showing the Rh6G release result according to the concentration of calcium ions.
  • FIG. 1 illustrates a PoP nanostructure in accordance with example embodiments.
  • the PoP nanostructure 100 includes the first nanoparticles 110 and second nanoparticles 120 surrounding the surface of the first nanoparticles 110. can do.
  • the surface of the second nanoparticle 120 may be coated by the protein alpha-synuclein 130.
  • the drug 115 may be loaded or inserted into the first nanoparticle 110.
  • the first nanoparticles 110 may have a porous structure.
  • the first nanoparticles may include porous silica nanoparticles.
  • the porous silica nanoparticles may be prepared by a sol-gel process.
  • the porous silica nanoparticles may be prepared through a Stover method using a silicon alkoxide such as a base alcohol solution and tetraethoxysilane (TEOS).
  • TEOS tetraethoxysilane
  • the first nanoparticles 110 may include pores of several nanometers in diameter, for example, in a range from about 2 nm to about 4 nm.
  • the drug 115 may be inserted or loaded in the pores.
  • the type of drug 115 is not particularly limited, and various types of drugs such as antibiotics, anticancer drugs, analgesics, anti-inflammatory drugs, and the like may be loaded into the pores.
  • the first nanoparticles 110 may have a diameter of about 100 nm to about 200 nm.
  • the second nanoparticle 120 may include gold nanoparticles, according to example embodiments.
  • the second nanoparticle 120 may have a diameter of about 5 nm to about 20 nm.
  • the surface of the second nanoparticle 120 may be coated by the protein alpha-synuclein 130.
  • protein alpha-synuclein 130 may comprise cysteine mutants of alpha-synuclein.
  • the alpha-synuclein may have various forms such as oligomers, fibers and the like and may coat the second nanoparticles 120.
  • Alpha-synuclein is an acidic protein comprising 140 amino acids and includes an amphiphilic N-terminus, an acidic C-terminus and a central hydrophobic region. Alpha-synuclein can be adsorbed on hydrophilic surfaces in acidic conditions. Therefore, the surface of the first nanoparticles 110 having a hydrophilic surface may be easily adsorbed, and the second nanoparticles 120 may be induced to self-assemble around the first nanoparticles 110.
  • Particles-on-a-particle (PoP) structure in which the second nanoparticles 120 are integrated in, for example, a raspberry shape on the first nanoparticles 110 may be obtained.
  • protein alpha-synuclein 130 may comprise an alpha-synuclein mutant.
  • the alpha-synuclein of the protein alpha-synuclein 130 may have a structure in which some of the amino acids are substituted with cysteine or cysteine is inserted.
  • protein alpha-synuclein 130 may be an alpha-synuclein Y136C mutant with a C-terminus substituted with cysteine.
  • the alpha-synuclein Y136C mutant 130 may be easily conjugated with the second nanoparticle 120 by a mercapto group (-SH) at the end.
  • -SH mercapto group
  • This alpha-synuclein-coded gold nanoparticles can be captured on the surface of the first nanoparticles at acidic pH.
  • the PoP nanostructure can be obtained by protein alpha-synuclein 130.
  • the second nanoparticles 120 coated with the protein alpha-synuclein 130 may close the pores of the first nanoparticles 110. Therefore, the PoP nanostructure 100 according to the exemplary embodiments may be delivered into the living body without the drug leaking out.
  • FIG. 2 is a flow chart illustrating a drug delivery method according to exemplary embodiments.
  • 3 is a schematic diagram illustrating a drug delivery method according to exemplary embodiments.
  • the drug 115 is loaded into the pores of the first nanoparticles 110 (step S10).
  • the first nanoparticles 110 may be porous silica nanoparticles manufactured by a Stover method using a silicon alkoxide such as TEOS.
  • the porous silica nanoparticles can be synthesized using a surfactant such as cetyltrimethylammonium as a template.
  • the drug 115 may be loaded inside the pores by immersing the synthesized porous silica nanoparticles in a solution containing the drug 115.
  • step S20 To prepare a second nanoparticles 120 coated with protein alpha-synuclein 130 (step S20).
  • gold nanoparticles may be used as the second nanoparticles 120, and alpha-synuclein Y136C mutant may be used as the protein alpha-synuclein 130.
  • the surface of individual gold nanoparticles can be coated with alpha-synuclein by dispersing the gold nanoparticles in a solution comprising alpha-synuclein Y136C mutant.
  • the C-terminus of the alpha-synuclein may be substituted with cysteine to conjugate with the gold nanoparticles via a mercapto group.
  • the second nanoparticles 120 and the first nanoparticles 110 are bonded to form a PoP nanostructure (step S30).
  • the PoP nanostructure may be formed as a PoP structure in which a plurality of second nanoparticles 120 are self-assembled on a surface of the first nanoparticle 110.
  • the PoP nanostructures may be formed by reacting the first nanoparticles 110 and the second nanoparticles 120 coated with the protein alpha-synuclein 130 in a predetermined buffer solution.
  • the buffer solution may be an acid solution having a pH between about 4 and about 7. If the pH of the buffer solution is less than about 4, the acidity may be excessively increased to damage the structure of the alpha-synuclein or the surface and structure of the first nanoparticle 110. When the pH of the buffer solution exceeds about 7, the unbonded ratio of the second nanoparticles 120 and the first nanoparticles 110 may be increased. In the above pH range, the second nanoparticles 120 may be assembled into a substantially single layer structure on the surface of the first nanoparticles 110.
  • the protein alpha-synuclein 130 coating the second nanoparticles 120 may be exposed to the N-terminus of the protein to expose the inorganic silica surface through structural changes at acidic pH, for example. 1 may be easily adsorbed and / or conjugated with the nanoparticles 110.
  • the pores of the first nanoparticles 110 may be closed by the second nanoparticles 120, and thus the outflow of the drug may be blocked.
  • the drug loaded in the pores of the first nanoparticles 110 may be released (step S40).
  • the alpha-synuclein can be denatured to change the chemical structure of the alpha-synuclein. Accordingly, the protein alpha-synuclein 130 is changed to the denatured protein 135 and may change the position or phase of the second nanoparticle 120 blocking the pores of the first nanoparticle 110. . In this case, the closed pores can be opened, thereby inducing external release of the drug.
  • the treatment for protein structure change examples include ion treatment, ligand treatment or application of external stimuli such as light, temperature, pH changes.
  • the PoP nanostructures and / or protein alpha-synuclein 130 are treated with metal cations to form denatured proteins 135 with modified structural properties and induce release of drugs.
  • the adsorption structure of the protein alpha-synuclein 130 may be changed by the ion treatment, and thus structural characteristics may be modified into the denatured protein 135.
  • the metal cation may include, for example, calcium ions (Ca 2+ ), copper ions (Cu 2+ ), magnesium ions (Mg 2+ ) or iron ions (Fe 2+ ). These may be used alone or in combination of two or more ionic species. In the ion treatment, the amount of release of the drug can be controlled by adjusting the concentration of ions used.
  • a dye such as phthalocyanine or a biohormone such as dopamine may be used for the ligand treatment.
  • the porous inorganic nanoparticles serving as drug carriers are coated or conjugated with protein alpha-synuclein, thereby improving lifespan such as biocompatibility and half life of the drug carriers.
  • the second nanoparticles coated with the protein alpha-synuclein may block or close pores of the first nanoparticles such as porous silica nanoparticles, thereby preventing the leakage of the drug stored in the pores.
  • ion treatment ligand treatment and / or external stimulation can be utilized to effectively control the release of the drug.
  • an alpha-synuclein cDNA in which C-terminal tyrosine was substituted with cysteine was prepared.
  • the cDNA was inserted into a protein expression vector.
  • the cDNA-inserted vector was injected into E. coli to induce the expression of protein mutants.
  • the expressed alpha-synuclein mutants were purified using ion exchange chromatography and gel permeation chromatography. This method yielded an alpha-synuclein Y136C mutant in which the C-terminus of the alpha-synuclein was substituted with cysteine.
  • the alpha-synuclein Y136C mutant was used to coat the surface of the gold nanoparticles.
  • Figure 4 is an electron microscope image showing a protein structure coated gold nanoparticles prepared according to Experimental Example 1.
  • a coating layer having a substantially uniform thickness of alpha-synuclein is formed around the gold nanoparticles.
  • FIGS. 5A and 5B are graphs showing optical properties of nanoparticles coated with protein alpha-synuclein. Specifically, FIGS. 5A and 5B are graphs showing optical characteristics of alpha-synuclein and gold nanoparticles themselves in nanoparticles coated with protein alpha-synuclein by means of circle color spectroscopy and surface plasmon resonance spectroscopy, respectively.
  • coating alpha-synuclein on gold nanoparticles does not change the intrinsic structure and properties of alpha-synuclein and the gold nanoparticles.
  • Cetyltrimethylammonium a positively charged surfactant, was used as a template to prepare porous silica nanoparticles having a diameter of about 100 nm and a pore size distribution of about 2 nm to 3 nm through a known Stober method.
  • FIG. 6 is an electron microscope image of porous silica nanoparticles prepared according to Experimental Example 2.
  • FIG. 6 is an electron microscope image of porous silica nanoparticles prepared according to Experimental Example 2.
  • the alpha-synuclein-coated gold nanoparticles prepared in Experimental Example 1 and the porous silica nanoparticles were added to a buffer solution having a pH of about 4.4 and reacted for about 30 minutes. Accordingly, the gold nanoparticles were obtained in the nanostructure of the PoP form self-assembled on the porous silica nanoparticles.
  • FIGS. 7A, 7B and 7C are electron microscope images of protein-nano complexes prepared according to Experimental Example 2.
  • FIGS. 7A, 7B and 7C are images showing protein-nanocomposite coated with gold nanoparticles having diameters of 5 nm, 10 nm and 20 nm, respectively.
  • the gold nanoparticles may be assembled in a substantially single layer form on the surface of the porous silica nanoparticles.
  • the degree of binding of the gold nanoparticles coated with alpha-synuclein and the porous silica nanoparticles was measured while changing the pH of the buffer solution.
  • the fraction of alpha-synuclein-coated gold nanoparticles (AuNP-??-Syn), which is unbound to the porous silica nanoparticles, was measured to be about 0.15 or more. At pH about 7.2 the fraction was reduced to less than about 0.15, and at pH about 4.4 the fraction was rapidly reduced to less than about 0.05. Therefore, it can be seen that by adjusting the buffer solution to an acidic condition of about pH 4, it is possible to promote the formation of the PoP type nanostructures.
  • Rhodamine 6G Rh6G was loaded on the porous silica nanoparticles prepared in Experiment 2 to indirectly evaluate the drug loading performance of PoP nanostructures according to exemplary embodiments. Thereafter, gold nanoparticles coated with the alpha-synuclein Y136C mutant in Experimental Example 1 and the porous silica nanoparticles were combined to prepare a PoP-type nanostructure.
  • the PoP nanostructure was placed in an aqueous solution and observed for releasing Rh6G by fluorescence measurement.
  • FIG. 9 is a graph comparing drug release of porous silica nanoparticles (denoted by MSN) and protein-nanocomplexes (denoted by PoP) in the form of PoP.
  • the PoP nanostructures were treated with various ions to induce ion release from the Rh6G loaded PoP nanostructures prepared in Experimental Example 3.
  • 11 is a graph showing the Rh6G release result according to the concentration of calcium ions.
  • Rh6G As the concentration of calcium ions increases, Rh6G is released substantially in proportion, and when the specific threshold concentration (for example, about 3 mM in FIG. 11) is exceeded, the emission is stopped or the release rate is lowered. You can check it.
  • the specific threshold concentration for example, about 3 mM in FIG. 11
  • the amount of drug released can be controlled by adjusting the concentration of ions used in the ion treatment.
  • PoP nanostructures and drug delivery methods can be used to manufacture a highly biocompatible universal drug delivery system and drug delivery system. Accordingly, the PoP nanostructure and the drug delivery method using the same may be used for the delivery of biomedical agents and biosensors for the treatment of various intractable diseases including anticancer agents.
  • PoP nanostructure 110 first nanoparticle
  • protein alpha-synuclein 135 denatured protein

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Abstract

PoP 나노구조체는 약물이 적재된 제1 나노 입자, 및 제1 나노 입자 표면을 둘러싸며 단백질 알파-시뉴클레인으로 코팅된 제2 나노 입자들을 포함한다. 단백질 알파-시뉴클레인에 의해 나노 입자들의 접합 및 약물의 방출 조절이 가능하다.

Description

PoP 나노구조체 및 이를 이용한 약물 전달 방법
본 발명은 PoP 나노구조체 및 이를 이용한 약물 전달 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 단백질 알파-시뉴클레인을 포함하는 PoP 나노구조체 및 이를 이용한 약물 전달 방법에 관한 것이다.
다공성 실리카 나노 입자는 단일 입자 내에 많은 기공(pore)을 보유하고 있어, 상기 기공 내에 다양한 물질을 저장시킬 수 있다. 최근에는, 상기 다공성 실리카 나노 입자를 생체 내에서 약물을 전달하는 약물 전달체로 활용하기 위한 연구가 지속되고 있다.
상기 약물 전달체로서 상기 다공성 실리카 나노 입자를 상용화하기 위해서는 생체 적합성의 향상, 생체 내에서 약물 방출을 조절하기 위한 기공의 개폐 조절 기작, 약물의 저장 및 운반 효율의 향상 등에 대한 개발이 필요하다.
예를 들면, 특허문헌 1에서는 메조포러스(mesoporous) 실리카에 약물을 담지시킨 후 이를 무기 분체에 복합화 함으로써 약물의 방출이 조절하는 방법에 대해 개시하고 있다.
[특허문헌 1] 대한민국 공개특허공보 제2009-0088614호(2009. 08. 20)
본 발명의 일 목적은 우수한 약물 전달 효율을 갖는 PoP 나노구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 우수한 약물 전달 효율을 갖는 PoP 나노구조체를 이용한 약물 전달 방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 PoP 나노구조체는 약물이 적재된 제1 나노 입자, 및 상기 제1 나노 입자 표면을 둘러싸며, 단백질 알파-시뉴클레인으로 코팅된 제2 나노 입자들을 포함한다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 나노 입자는 다공성 실리카 나노 입자를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 약물은 상기 다공성 실리카 나노 입자의 기공 내부에 적재될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 기공은 상기 제2 나노 입자에 의해 폐쇄될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제2 나노 입자는 금 나노 입자를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 단백질 알파-시뉴클레인은 시스테인 치환에 의해 돌연변이될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 단백질 알파-시뉴클레인은 Y136C 돌연변이체를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 약물 전달 방법에 따르면, 제1 나노 입자의 기공에 약물을 적재한다. 단백질 알파-시뉴클레인으로 코팅된 제2 나노 입자들을 제조한다. 상기 제1 나노 입자 표면에 상기 제2 나노 입자들을 접합시켜 PoP 나노구조체를 형성한다. 상기 단백질 알파-시뉴클레인을 변성시켜 상기 약물을 방출한다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 나노 입자는 다공성 실리카 나노 입자를 포함하며, 상기 제2 나노 입자는 금 나노 입자를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 PoP 나노구조체는 산성 조건에서 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 PoP 나노구조체는 약 4 내지 약 7 범위의 pH를 갖는 완충 용액을 사용하여 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 단백질 알파-시뉴클레인을 이온 처리하여 상기 약물을 방출시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 이온 처리에 있어서, 상기 단백질 알파-시뉴클레인을 칼슘 이온, 구리 이온, 마그네슘 이온 또는 철 이온을 포함하는 용액으로 처리할 수 있다. 이들 이온은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제2 나노 입자들은 상기 제1 나노 입자의 상기 기공을 폐쇄시키며, 상기 단백질 알파-시뉴클레인이 변형됨에 따라 상기 기공이 개방될 수 있다.
상술한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 약물이 저장된 다공성 실리카 나노입자를, 알파-시뉴클레인으로 코팅된 예를 들면 금 나노입자로 코팅시킬 수 있다. 상기 금 나노입자는 친수성 표면에 흡착하는 알파-시뉴클레인의 특성에 의해 상기 다공성 실리카 나노입자에 자기 조립될 수 있다. 따라서, 상기 다공성 실리카 나노입자의 기공을 용이하게 폐쇄시켜 상기 약물을 저장할 수 있다. 또한, 리간드 결합에 따른 알파-시뉴클레인의 구조변화를 통해 상기 약물의 방출을 용이하게 조절할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 PoP 나노구조체를 나타내는 도면이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 약물 전달 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 약물 전달 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 실험예 1에 따라 제조된 단백질 알파-시뉴클레인 코팅된 나노입자를 나타내는 전자 현미경 이미지이다.
도 5a 및 도 5b는 단백질 알파-시뉴클레인 코팅된 나노 입자의 광학 특성을 그래프들이다.
도 6은 실험예 2에 따라 제조된 다공성 실리카 나노 입자의 전자 현미경 이미지이다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 실험예 2에 따라 제조된 PoP 나노구조체의 전자 현미경 이미지들이다.
도 8은 완충 용액의 pH에 따른 미결합 금 나노입자의 비율을 나타내는 그래프이다.
도 9는 다공성 실리카 나노 입자 및 PoP 나노구조체의 약물 방출을 비교한 그래프이다.
도 10은 이온의 종류에 따른 Rh6G 방출결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 칼슘 이온의 농도에 따라 Rh6G 방출결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 염 추출 및 회수 방법에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 본문에 설명된 실시예는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 PoP 나노구조체를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 PoP 나노구조체(100)는 제1 나노 입자(110)와 제1 나노 입자(110)의 표면을 둘러싸는 제2 나노입자들(120)을 포함할 수 있다. 제2 나노입자(120)의 표면은 단백질 알파-시뉴클레인(130)에 의해 코팅될 수 있다. 제1 나노 입자(110) 내부에는 약물(115)이 적재 또는 삽입될 수 있다.
제1 나노 입자(110)는 다공성 구조를 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 나노 입자는 다공성 실리카 나노 입자를 포함할 수 있다. 상기 다공성 실리카 나노 입자는 졸-겔 프로세스(sol-gel process)에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 다공성 실리카 나노 입자는 염기 알코올 용액 및 테트라에톡시실란(tetraethoxysilane: TEOS)와 같은 실리콘 알콕시화물을 사용한 스토버(Stober) 법을 통해 제조될 수 있다.
제1 나노 입자(110)는 예를 들면 약 2nm 내지 약 4nm 범위의 수 나노미터 직경의 기공을 포함할 수 있다. 상기 기공 내부에 약물(115)이 삽입 또는 적재될 수 있다. 약물(115)의 종류는 특별하게 한정되지 않으며, 항생제, 항암제, 진통제, 소염제 등과 같은 다양한 종류의 약물들이 상기 기공 내부에 적재될 수 있다. 제1 나노 입자(110)는 예를 들면, 약 100nm 내지 약 200nm의 직경을 가질 수 있다.
제2 나노 입자(120)는 예시적인 실시예들에 따르면, 금 나노 입자를 포함할 수 있다. 제2 나노 입자(120)는 예를 들면, 약 5nm 내지 약 20nm의 직경을 가질 수 있다.
제2 나노 입자(120) 표면은 단백질 알파-시뉴클레인(130)에 의해 코팅될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 단백질 알파-시뉴클레인(130)는 알파-시뉴클레인의 시스테인 돌연변이체를 포함할 수 있다. 알파-시뉴클레인은 올리고머, 섬유체 등과 같은 다양한 형태를 가지며 제2 나노 입자(120)를 코팅할 수 있다.
알파-시뉴클레인은 140개 아미노산을 포함하는 산성 단백질로서 양친매성의 N-말단, 산성의 C-말단 및 중앙부의 소수성 영역을 포함한다. 알파-시뉴클레인은 산성 조건에서 친수성 표면에 흡착될 수 있다. 따라서, 친수성 표면을 갖는 제1 나노 입자(110)의 표면에 용이하게 흡착될 수 있으며, 제2 나노 입자(120)가 제1 나노 입자(110) 주변으로 자기 조립될 수 있도록 유도할 수 있다.
이에 따라, 제1 나노 입자(110) 상에 예를 들면, 라즈베리(raspberry) 형상으로 제2 나노 입자(120)들이 집적된 PoP(Particles-on-a-particle) 구조체를 수득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단백질 알파-시뉴클레인(130)는 알파-시뉴클레인 돌연변이체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 단백질 알파-시뉴클레인(130)의 알파-시뉴클레인은 아미노산 중 일부가 시스테인(cysteine)으로 치환되거나, 시스테인이 삽입된 구조를 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 단백질 알파-시뉴클레인(130)은 C-말단이 시스테인으로 치환된 알파-시뉴클레인 Y136C 돌연변이체일 수 있다. 이 경우, 알파-시뉴클레인 Y136C 돌연변이체(130)는 말단의 머캅토(mercapto) 기(-SH)에 의해 제2 나노 입자(120)와 용이하게 콘쥬게이션(conjugation)될 수 있다. 이렇게 알파-시뉴클레인 코딩된 금 나노입자는 산성 pH에서 제1 나노입자의 표면에 흡작될 수 있다. 따라서, 단백질 알파-시뉴클레인(130)에 의해 상기 PoP 나노구조체를 수득할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 단백질 알파-시뉴클레인(130)로 코팅된 제2 나노 입자(120)는 제1 나노 입자(110)의 상기 기공을 폐쇄시킬 수 있다. 따라서, 상기 약물의 유출 없이 생체 내부로 예시적인 실시예들에 따른 PoP 나노구조체(100)를 전달할 수 있다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 약물 전달 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 약물 전달 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 나노 입자(110)를 제조한 후, 제1 나노 입자(110)의 기공 내부에 약물(115)을 적재한다(단계 S10).
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 나노 입자(110)는 TEOS와 같은 실리콘 알콕시화물을 사용한 스토버 법을 통해 제조되는 다공성 실리카 나노 입자일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 다공성 실리카 나노 입자는 세틸트리메틸암모늄(cetyltrimethylammonium)과 같은 계면 활성제를 주형으로 사용하여 합성될 수 있다. 합성된 상기 다공성 실리카 나노 입자를 약물(115)을 포함하는 용액에 침지시킴으로써 상기 기공 내부에 약물(115)이 적재될 수 있다.
단백질 알파-시뉴클레인(130)으로 코팅된 제2 나노 입자(120)를 제조한다(단계 S20).
예시적인 실시예들에 따르면, 제2 나노 입자(120)로서 금 나노입자를 사용할 수 있으며, 단백질 알파-시뉴클레인(130)으로서 알파-시뉴클레인 Y136C 돌연변이체를 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 금 나노 입자들을 알파-시뉴클레인 Y136C 돌연변이체를 포함하는 용액에 분산시킴으로써 개별 금 나노 입자의 표면이 알파-시뉴클레인으로 코팅될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 알파-시뉴클레인의 C-말단이 시스테인으로 치환되어 머캅토기를 통해 상기 금 나노 입자와 콘쥬게이션 될 수 있다.
제2 나노 입자들(120) 및 제1 나노 입자(110)를 접합시켜 PoP 나노구조체를 형성한다(단계 S30).
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 PoP 나노구조체는 제1 나노 입자(110) 표면에 복수의 제2 나노 입자들(120)이 자기 조립된 PoP 구조로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 나노 입자(110) 및 단백질 알파-시뉴클레인(130)으로 코팅된 제2 나노 입자들(120)을 소정의 완충 용액 내에서 반응시킴으로써 상기 PoP 나노구조체를 형성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 완충 용액은 약 4 내지 약 7 사이의 pH를 갖는 산성 용액일 수 있다. 상기 완충 용액의 pH가 약 4 미만인 경우, 산성도가 지나치게 증가하여 알파-시뉴클레인의 구조 또는 제1 나노 입자(110)의 표면 및 구조가 손상될 수 있다. 상기 완충 용액의 pH가 약 7을 초과하는 경우, 제2 나노 입자(120) 및 제1 나노 입자(110)의 미결합 비율이 높아질 수 있다. 상기의 pH 범위에서 제2 나노 입자들(120)은 제1 나노 입자(110) 표면 상에 실질적으로 단일층 구조로 조립될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 나노 입자(120)를 코팅하는 단백질 알파-시뉴클레인(130)은 예를 들면, 단백질의 N-말단이 밖으로 노출되어 산성 pH에서의 구조적 변화를 통해 무기 실리카 표면의 제1 나노 입자(110)와 용이하게 흡착 및/또는 콘쥬게이션 될 수 있다.
또한, 제2 나노 입자들(120)에 의해 제1 나노 입자(110)의 상기 기공이 폐쇄될 수 있으며, 이에 따라 약물의 유출이 차단될 수 있다.
단백질 알파-시뉴클레인(130)의 구조변형 유도를 통해 제1 나노 입자(110)의 상기 기공에 적재된 약물을 방출할 수 있다(단계 S40).
예시적인 실시예들에 따르면, 알파-시뉴클레인을 변성 처리하여 알파-시뉴클레인의 화학적 구조를 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 단백질 알파-시뉴클레인(130)는 변성 단백질(135)로 변화되며, 제1 나노 입자(110)의 상기 기공을 막고 있는 제2 나노 입자(120)의 위치 또는 위상을 변동시킬 수 있다. 이 경우, 폐쇄되어 있던 상기 기공이 개방되면서, 상기 약물의 외부 방출을 유도할 수 있다.
상기 단백질 구조변화를 위한 처리의 예로서, 이온 처리, 리간드 처리 또는 빛, 온도, pH 변화와 같은 외부 자극 인가를 들 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 PoP 나노구조체 및/또는 단백질 알파-시뉴클레인(130)을 금속 양이온으로 처리함으로써 구조적 특성이 변형된 변성 단백질(135)을 형성하며, 약물의 방출을 유도할 수 있다. 예를 들면, 상기 이온 처리에 의해 단백질 알파-시뉴클레인의(130)의 흡착 구조가 바뀌어 구조적 특성이 변성 단백질(135)로 변성될 수 있다.
상기 금속 양이온은 예를 들면, 칼슘 이온(Ca2+), 구리 이온(Cu2+), 마그네슘 이온(Mg2+) 또는 철 이온(Fe2+)을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상의 이온 종들이 조합되어 사용될 수 있다. 상기 이온 처리에 있어서, 사용되는 이온의 농도를 조절함으로써 상기 약물의 방출량을 조절할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 리간드 처리를 위해 프탈로시아닌(phthalocyanine)과 같은 염료 또는 도파민(dopamine)과 같은 생체 호르몬을 사용할 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 약물 전달체 역할을 수행하는 다공성 무기 나노 입자들을 단백질 알파-시뉴클레인으로 코팅 혹은 콘쥬게이션 시키므로 상기 약물 전달체의 생체 적합성 및 반감기(half life)와 같은 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 단백질 알파-시뉴클레인으로 코팅된 제2 나노 입자들로 다공성 실리카 나노 입자와 같은 제1 나노 입자의 기공을 차단 혹은 폐쇄시킬 수 있으므로, 상기 기공에 저장된 약물의 유출을 방지할 수 있다.
추가적으로, 이온 처리, 리간드 처리 및/또는 외부 자극을 활용하여 상기 약물의 방출을 효과적으로 조절할 수 있다.
이하에서는 구체적인 실험예들을 참조로 예시적인 실시예들에 따른 PoP 나노구조체 및 이를 이용한 약물 전달 방법에 대해 보다 상세히 설명한다.
실험예 1: 단백질 알파-시뉴클레인으로 코팅된 금 나노입자의 제조
상용화된 위치지정돌연변이 유도 키트(site-directed mutagenesis kit)를 이용하여 C-말단의 티로신이 시스테인으로 치환된 알파-시뉴클레인 cDNA를 제작하였다. 상기 cDNA를 단백질 발현 벡터에 삽입하였다. 상기 cDNA가 삽입된 벡터를 대장균주에 주입하여 단백질 돌연변이체의 발현을 유도하였다. 상기 발현된 알파-시뉴클레인 돌연변이체를 이온교환 크로마토그래피와 젤 투과 크로마토그래피를 이용해 정제하였다. 상기 방법을 통해 알파-시뉴클레인의 C-말단이 시스테인으로 치환된 알파-시뉴클레인 Y136C 돌연변이체를 얻었다. 상기 알파-시뉴클레인 Y136C 돌연변이체를 사용하여 금 나노입자의 표면을 코팅하였다.
도 4는 실험예 1에 따라 제조된 단백질 구조체 코팅 금 나노입자를 나타내는 전자 현미경 이미지이다.
도 4를 참조하면, 금 나노 입자 주위로 알파-시뉴클레인이 실질적으로 균일한 두께의 코팅층이 형성되었음을 확인할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 단백질 알파-시뉴클레인으로 코팅된 나노입자의 광학 특성을 나타낸 그래프들이다. 구체적으로, 도 5a 및 도 5b는 각각 원이색상분광법 및 표면 플라즈몬 공명 분광법을 통해 단백질 알파-시뉴클레인으로 코팅된 나노 입자에서 알파-시뉴클레인과 금 나노입자 자체의 광학 특성을 나타내는 그래프들이다.
도 5a를 참조하면, 알파-시뉴클레인(??-Syn) 및 금 나노입자에 코팅된 Y136C 돌연변이체(AuNP-Y136C)에 있어서, 원이색상분광법에 의해 실질적으로 유사한 그래프가 얻어짐을 확인할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 금 나노입자(AuNP) 및 알파-시뉴클레인이 코팅된 금 나노입자(??-Syn-AuNP)에 있어서, 표면 플라즈몬 공명 분광법에 의해 실질적으로 유사한 그래프가 얻어짐을 확인할 수 있다.
따라서, 알파-시뉴클레인을 금 나노 입자에 코팅시키더라도 알파-시뉴클레인 및 상기 금 나노 입자의 고유한 구조 및 성질이 변화되지 않음을 알 수 있다.
실험예 2: PoP 형태의 단백질-나노 복합체 제조
양전하를 갖는 계면활성제인 세틸트리메틸암모늄을 주형으로 사용하여 공지의 스토버(Stober) 법을 통해 약 100nm의 지름과 약 2nm 내지 3nm의 기공 크기 분포를 갖는 다공성 실리카 나노 입자를 제조하였다.
도 6은 실험예 2에 따라 제조된 다공성 실리카 나노 입자의 전자 현미경 이미지이다.
이후, 실험예 1에서 제조된 알파-시뉴클레인이 코팅된 금 나노입자와 상기 다공성 실리카 나노 입자를 pH 약 4.4의 완충 용액에 투입하여 약 30분간 반응시켰다. 이에 따라, 상기 금 나노입자가 상기 다공성 실리카 나노 입자에 자기 조립된 PoP 형태의 나노구조체를 수득하였다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 실험예 2에 따라 제조된 단백질-나노 복합체의 전자 현미경 이미지들이다. 구체적으로, 도 7a, 도 7b 및 도 7c는 각각 직경이 5nm, 10nm 및 20nm인 금 나노입자들로 코팅된 단백질-나노 복합체를 나타내는 이미지들이다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c를 참조하면, 상기 금 나노 입자의 직경에 관계없이 상기 다공성 실리카 나노 입자의 표면 상에 실질적으로 단일층 형태로 상기 금 나노 입자들이 조립된 것을 확인할 수 있다.
한편, 상기 완충 용액의 pH를 변화시키면서 알파-시뉴클레인이 코팅된 상기 금 나노입자와 상기 다공성 실리카 나노 입자의 결합 정도를 측정하였다.
도 8은 완충 용액의 pH에 따른 미결합 금 나노입자의 비율을 나타내는 그래프이다.
도 8을 참조하면, pH 약 8.5에서는 상기 다공성 실리카 나노입자에 미결합된 알파-시뉴클레인이 코팅된 금 나노입자(AuNP-??-Syn)의 분율이 약 0.15 이상으로 측정되었다. pH 약 7.2에서는 상기 분율이 약 0.15 미만으로 감소되었으며, pH가 약 4.4에서는 상기 분율이 약 0.05 미만으로 급속히 감소되었다. 따라서, 상기 완충 용액을 pH 약 4 근처의 산성 조건으로 조절함으로써 상기 PoP 형태의 나노구조체의 형성을 촉진할 수 있음을 알 수 있다.
실험예 3: PoP 나노구조체의 약물 적재 성능 평가
예시적인 실시예들에 따른 PoP 나노구조체의 약물 적재 성능을 간접적으로 평가하기 위해 실험예 2에서 제조된 다공성 실리카 나노입자에 로다민 6G(Rhodamine 6G: Rh6G)를 적재시켰다. 이후, 실험예 1에서의 알파-시뉴클레인 Y136C 돌연변이체로 코팅된 금 나노입자와 상기 다공성 실리카 나노 입자를 결합시켜 PoP 형태의 나노구조체를 제조하였다.
상기 PoP 나노구조체를 수용액 속에 넣고 Rh6G의 방출 여부를 형광측정을 통해 관찰하였다.
도 9는 다공성 실리카 나노입자(MSN으로 표시됨) 및 PoP 형태의 단백질-나노 복합체(PoP로 표시됨)의 약물 방출을 비교한 그래프이다.
도 9를 참조하면, 약 20분 이후부터 금 나노 입자와 결합되지 않은 MSN의 경우 보다 PoP의 경우 약물의 방출 속도가 현저히 낮아짐을 알 수 있다. 또한, 약 2 시간 이후부터는 더 이상의 방출이 진행되지 않으며 MSN에 비해 약 30% 정도 더 많은 양의 약물이 유지됨을 확인할 수 있다.
실험예 4: PoP 나노구조체의 약물 방출 성능 평가
실험예 3에서 제조된 Rh6G가 적재된 PoP 나노구조체로부터 이온 방출을 유도하기 위해 다양한 이온들로 상기 PoP 나노구조체를 처리하였다.
구체적으로, 각각 Ca2+, Cu2+, Mg2+, Fe3+, Na+ 및 K+ 2mM을 포함하는 용액들을 제조하였다. 상기 각 용액에 Rh6G가 적재된 PoP 나노구조체를 투입하여 약 10분간 반응시킨 후, Rh6G의 방출 정도를 관찰하였다.
도 10은 이온의 종류에 따른 Rh6G 방출결과를 나타내는 그래프이다.
도 10을 참조하면, 상기 단백질-나노 복합체를 Ca2+, Cu2+, Mg2+ 또는 Fe3+로 처리한 경우 즉각적인 Rh6G의 방출이 일어났으며, 특히, Cu2+로 처리한 경우, 강한 방출이 발생하였음을 확인할 수 있다.
도 11은 칼슘 이온의 농도에 따라 Rh6G 방출결과를 나타내는 그래프이다.
도 11을 참조하면, 칼슘 이온의 농도가 증가함에 따라 Rh6G 실질적으로 이에 비례하여 방출되며, 특정의 임계 농도(예를 들면, 도 11에서 약 3mM)를 넘어가면 방출이 정지되거나 방출속도가 낮아짐을 확인할 수 있다.
따라서, 이온 처리시 사용되는 이온의 농도를 조절함으로써 약물의 방출량을 조절할 수 있음을 예측할 수 있다.
본 발명에 예시적인 실시예들에 따른 PoP 나노구조체 및 약물 전달 방법을 활용하여 생체적합성이 높은 범용성 약물 전달체 및 약물 전달 시스템을 제작할 수 있다. 이에 따라, 항암제를 포함하는 각종 난치성 질환 치료를 위한 생의학 제제의 전달 및 바이오 센서 분야에 상기 PoP 나노구조체 및 이를 활용한 약물 전달 방법을 활용할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
* 부호의 설명
100: PoP 나노구조체 110: 제1 나노 입자
115: 약물 120: 제2 나노 입자
130: 단백질 알파-시뉴클레인 135: 변성 단백질

Claims (14)

  1. 약물이 적재된 제1 나노 입자; 및
    상기 제1 나노 입자 표면을 둘러싸며, 단백질 알파-시뉴클레인으로 코팅된 제2 나노 입자들을 포함하는 PoP (Particles-on-a-Particle) 나노구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 나노 입자는 다공성 실리카 나노 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 PoP 나노구조체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 약물은 상기 다공성 실리카 나노 입자의 기공 내부에 적재되는 것을 특징으로 하는 PoP 나노구조체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기공은 상기 제2 나노 입자에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 PoP 나노구조체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 나노 입자는 금 나노 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 PoP 나노구조체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 단백질 알파-시뉴클레인의 알파-시뉴클레인은 시스테인 치환에 의해 돌연변이된 것을 특징으로 하는 PoP 나노구조체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 단백질 알파-시뉴클레인은 Y136C 돌연변이체를 포함하는 것을 특징으로 하는 PoP 나노구조체.
  8. 제1 나노 입자의 기공에 약물을 적재하는 단계;
    단백질 알파-시뉴클레인으로 코팅된 제2 나노 입자들을 제조하는 단계;
    상기 제1 나노 입자 표면에 상기 제2 나노 입자들을 접합시켜 PoP 나노구조체를 형성하는 단계; 및
    상기 단백질 알파-시뉴클레인을 변성시켜 상기 약물을 방출하는 단계를 포함하는 약물 전달 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 나노 입자는 다공성 실리카 나노 입자를 포함하며, 상기 제2 나노 입자는 금 나노 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 PoP 나노구조체를 형성하는 단계는 산성 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는 약물 전달 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 PoP 나노구조체를 형성하는 단계는 4 내지 7 범위의 pH를 갖는 완충 용액을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 약물 전달 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 약물을 방출하는 단계는 상기 단백질 알파-시뉴클레인을 이온 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 방법,
  13. 제12항에 있어서, 상기 이온 처리는 상기 단백질 알파-시뉴클레인을 칼슘 이온, 구리 이온, 마그네슘 이온 및 철 이온으로 구성된 그룹에서 선택된 일 이상의 이온을 포함하는 용액으로 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 약물 전달 방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 제2 나노 입자들은 상기 제1 나노 입자의 상기 기공을 폐쇄시키며,
    상기 단백질 알파-시뉴클레인이 변형됨에 따라 상기 기공이 개방되는 것을 특징으로 하는 약물 전달 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101953434B1 (ko) * 2016-03-28 2019-02-28 서울대학교산학협력단 금 나노입자가 박힌 이산화티타늄 마이크로스피어를 포함하는 염료감응형 태양전지의 산화전극 페이스트 제조법
KR102138288B1 (ko) 2018-12-21 2020-07-27 서울대학교 산학협력단 알파-시뉴클레인의 자가 결합을 이용한 마이크로캡슐, 마이크로캡슐의 제조 방법
KR102239512B1 (ko) * 2020-09-10 2021-04-12 서울대학교산학협력단 다중기능성 마이크로캡슐 조성물 및 그 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2930421B2 (ja) * 1994-02-28 1999-08-03 メディノヴァ メディカル コンサルティング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 薬剤組成物、その製造方法及びその使用方法
KR20080026754A (ko) * 2006-09-21 2008-03-26 주식회사 삼양사 생물학적 활성성분을 함유하는 방출 제어형 입자, 및 이의제조방법
WO2009088250A2 (en) * 2008-01-10 2009-07-16 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Porous hollow silica n anop articles, preparation method of the silica nanoparticles, and drug carriers and pharmaceutical composition comprising the silica nanoparticles
KR20090088614A (ko) * 2008-02-15 2009-08-20 한국세라믹기술원 무기판상분체-메조포러스 실리카 복합체의 약물전달체 및이의 제조방법
KR20120032139A (ko) * 2010-09-28 2012-04-05 서울대학교산학협력단 전도성 바이오-나노 융합 사슬 및 이의 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2930421B2 (ja) * 1994-02-28 1999-08-03 メディノヴァ メディカル コンサルティング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 薬剤組成物、その製造方法及びその使用方法
KR20080026754A (ko) * 2006-09-21 2008-03-26 주식회사 삼양사 생물학적 활성성분을 함유하는 방출 제어형 입자, 및 이의제조방법
WO2009088250A2 (en) * 2008-01-10 2009-07-16 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Porous hollow silica n anop articles, preparation method of the silica nanoparticles, and drug carriers and pharmaceutical composition comprising the silica nanoparticles
KR20090088614A (ko) * 2008-02-15 2009-08-20 한국세라믹기술원 무기판상분체-메조포러스 실리카 복합체의 약물전달체 및이의 제조방법
KR20120032139A (ko) * 2010-09-28 2012-04-05 서울대학교산학협력단 전도성 바이오-나노 융합 사슬 및 이의 제조방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LEE, D. ET AL.: "Ca2+-Dependent Intracellular Drug Delivery System Developed with 'Raspberry- Type' Particles-on-a-Particle Comprising Mesoporous Silica Core and Alpha-Synuclein-Coated Gold Nanoparticles", ACS NANO, vol. 8, no. 9, 28 August 2014 (2014-08-28), pages 8887 - 8895, XP055222811, ISSN: 1936-0851 *

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