WO2018235976A1 - Synthesis of ceria-zirconia solid solution nanoparticles and ceria-zirconia nanocomposite, and application thereof as sepsis therapeutic agent - Google Patents

Synthesis of ceria-zirconia solid solution nanoparticles and ceria-zirconia nanocomposite, and application thereof as sepsis therapeutic agent Download PDF

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WO2018235976A1
WO2018235976A1 PCT/KR2017/006617 KR2017006617W WO2018235976A1 WO 2018235976 A1 WO2018235976 A1 WO 2018235976A1 KR 2017006617 W KR2017006617 W KR 2017006617W WO 2018235976 A1 WO2018235976 A1 WO 2018235976A1
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WO
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ceria
zirconia
solid solution
nanoparticles
cerium
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PCT/KR2017/006617
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현택환
이승훈
소민
김치경
Original Assignee
서울대학교산학협력단
기초과학연구원
서울대학교 병원
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    • A61K9/50Microcapsules 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
    • A61K9/51Nanocapsules; Nanoparticles

Definitions

  • the present invention relates to the synthesis of ceria-zirconia nanocomposites having ceria-zirconia nanoparticles and a phospholipid-PEG layer which can easily react in vivo, and more particularly to ceria- Zirconia nanocomposite according to the present invention.
  • Ceria (CeO 2 ) nanoparticles are widely used as catalysts for chemical reactions. Ceria nanoparticles have an autocatalytic function and can maintain their antioxidant properties for a long time like enzymes. However, since the efficiency is high and toxicity is strong, there is a concern about side effects and it is difficult to apply biomedical medicine.
  • Peritonitis is one of the diseases that surgical treatment is urgently needed. If the cause microorganisms invade the blood and proper care or surgery is not achieved in a short period of time, it may progress to sepsis.
  • Sepsis is one of the systemic inflammatory response syndromes (SIRS) that are infected by microorganisms and cause severe inflammation in the whole body. It is important to treat the infection of organs that cause sepsis. Through physical examination, blood test, and imaging test, find the infection site of the cause of sepsis and treat with proper antibiotic. Failure to provide adequate treatment can lead to death, and in the event of impairment of body organs function or shock, it is a very high mortality. Therefore, it is necessary to prevent the inflammatory reaction and the reactive oxygen species (ROS) from occurring before the operation according to the symptoms of peritonitis in the actual treatment process. However, it is difficult to provide specific initial care for patients with peritonitis.
  • ROS reactive oxygen species
  • the conversion reaction between Ce 3 + and Ce 4 + occurs constantly, which enhances the catalytic action of the ceria nanoparticles. If other metal ions are added to the ceria nanoparticles, it can not only control the reaction occurring on the surface of the ceria nanoparticles, but also improve the antioxidant properties of the ceria nanoparticles. Zirconium ions are one of the metal ions that can control the reaction on the surface of ceria nanoparticles and improve their antioxidant properties.
  • PCT / EP2012 / 063756 discloses mixed oxides comprising cerium and zirconium oxides and a process for their preparation, which mentions that the composition can be used as a catalyst in automotive engine fuels.
  • PCT / EP2012 / 063756 does not disclose any use of ceria-zirconia solid solution nanoparticles or the like for the treatment of antioxidants or sepsis.
  • ceria-zirconia nanoparticles having zirconium ions introduced into ceria nanoparticles have more excellent antioxidative and anti-inflammatory effects than conventional ceria nanoparticles and can control the reactivity occurring on the surface of ceria nanoparticles, Can be minimized. Also, as the size and uniformity of the nanoparticles are smaller, the effect of the antioxidant and anti-inflammation is enhanced by increasing the surface area relative to the volume.
  • the antioxidative effect of the ceria-zirconia nanoparticles of the present invention is effective in treating and preventing sepsis by applying it to an actual septicemia disease model as an in vivo experiment for the treatment and prevention of sepsis, Finished.
  • Patent Document 1 International Patent Publication No. PCT / EP2012 / 063756, 'Ceria zirconia alumina composition with enhanced thermal stability'
  • Sepsis is an acute disease that is one of the highest rates of mortality, and substances that have an antioxidant effect in order to inhibit acute progression are needed. Therefore, the uniform nanoparticles of very small size synthesized by introducing zirconium ions into existing ceria nanoparticles are excellent in the effect of removing active oxygen (ROS) and can be used as an activator.
  • ROS active oxygen
  • the smaller the particle size the higher the reactivity since the volume-to-surface area is increased.
  • using small size ceria-zirconia nanoparticles mortality from acute sepsis can be much lower than with conventional treatments.
  • a magnetic recording medium comprising a core layer composed of particles of ceria-zirconia, and a surfactant layer formed by bonding a surfactant to a surface of the core layer.
  • Ceria-zirconia solid solution nanoparticles comprising a core layer composed of particles of ceria-zirconia, and a surfactant layer formed by bonding a surfactant to a surface of the core layer.
  • CE of the metal element the greater chemical reactivity, the compound mainly or gatneunde Ce 3 + oxidation state of Ce 4 +, it is generally the case of a single oxide Ce 3 + state are more stable, are more stable Ce 4 + state.
  • Cerium having an oxidation state of Ce 3 + is referred to as cerium (III), and Ce 4 + is referred to as cerium (IV).
  • cerium oxide cerium oxide (III) oxide (Ce 2 O 3 ) and cerium oxide (CeO 2 ).
  • CeO 2 cerium oxide
  • Zirconium is a silver-gray transition metal belonging to group 4 (group 4B) called titanium. Although the metal itself is highly reactive, zirconium dioxide (ZrO 2 ), called zirconia, is a low reactivity and stable material.
  • group 4B group 4B
  • zirconium dioxide ZrO 2
  • zirconia zirconia
  • &quot ceria-zirconia solid solution nanoparticle " means a monocrystalline nano-sized substance composed of a mixture of solids in which a ceria and zirconia are completely uniformly formed. do.
  • the core layer may be a ceria-zirconia solid solution nanoparticle characterized by a diameter of 1 to 5 nm.
  • the ceria-zirconia is composed of Ce x Zr 1 - x O 2 , and x is 0.1 to 1.
  • the ceria-zirconia solid solution nanoparticles may be cerium-zirconia solid solution nanoparticles.
  • x may be 0.7 or less, ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
  • the C 6 -C 20 alkylamine, alkyl trimethylammonium salt ((CH 3 ) 3 RNX, R is C 8 -C 25 and X is Br, Cl, or I)
  • C 12 wherein the ceria-zirconia solid solution nanoparticles are selected from the group consisting of alkali metal salts of C 18 fatty acids.
  • the oleylamine, octylamine, hexadecylamine and octadecylamine are one of the C 6 -C 20 alkylamines, other than those listed above, also the C 6 -C 20 alkylamine ≪ / RTI >
  • cetyltrimethylammonium bromide, octyltrimethylammonium bromide, and dodecyltrimethylammonium bromide may be included as the alkyl trimethylammonium salt, and others may be included as the alkyl trimethylammonium salt.
  • the present invention further provides a ceria-zirconia solid solution nanoparticle comprising the surfactant layer, wherein the ceria-zirconia solid solution nanoparticle further comprises a phospholipid-polyethylene glycol (PEG) layer adsorbed on the surface of the surfactant layer.
  • PEG phospholipid-polyethylene glycol
  • the ceria-zirconia nanocomposite may have a diameter of 5 to 30 nm.
  • the present invention provides an antioxidant including the ceria-zirconia nanocomposite.
  • the ceria-zirconia nanocomposite has a diameter of 5 to 30 nm.
  • the active oxygen removed by the antioxidant is any one of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), excess oxide anion (O 2 -), and hydroxyl radical (OH) ≪ / RTI >
  • a therapeutic agent for sepsis including the ceria-zirconia nanocomposite.
  • the ceria-zirconia nanocomposite has a diameter of 1 to 5 nm.
  • a method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles comprising the steps of: (a) mixing a cerium precursor, a zirconium precursor and a surfactant to prepare a mixed solution; (b) dispersing the mixed solution; (c) heating the dispersed solution to produce a colloidal solution; (d) centrifuging the colloidal solution to precipitate only the ceria-zirconia solid solution nanoparticles, thereby providing a ceria-zirconia solid solution nanoparticle preparation method.
  • the cerium precursor of step (a) is selected from the group consisting of cerium (III) acetylacetonate hydrate, cerium (III) acetate hydrate, cerium (III) carbonate hydrate, cerium (III) chloride, cerium (III) chloride heptahydrate, cerium (III) bromide, cerium (III) iodide, cerium (III) nitrate hexahydrate, cerium (III) (III) sulphate hydrate and cerium (IV) sulphate.
  • the ceria-zirconia solid solution nanoparticles of the present invention can be prepared by the following process.
  • the zirconium precursor of step (a) is selected from the group consisting of zirconium (IV) acetylacetonate hydrate, zirconium (IV) acetate hydrate, zirconium (IV) carbonate hydrate, zirconium (IV) Zirconium (IV) sulfate hydrate, zirconium (IV) sulfate hydrate, zirconium (IV) chloride, zirconium (IV) chloride octahydrate, zirconium (IV) Zirconium (IV) sulfate, and zirconium (IV) sulfate.
  • the surfactant in step (a) is selected from the group consisting of C 6 -C 20 alkylamines, alkyltrimethylammonium salts ((CH 3 ) 3 RNX, R is C 8 -C 25 and X is Br , Cl, or I), and an alkali salt of a C 12 -C 18 fatty acid.
  • the ceria-zirconia solid solution nanoparticles may be prepared by dissolving the ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
  • the step (a) of the C 6 -C 20 alkyl amine is a non oleyl amine, octyl amine, hexadecyl amine, and octadecyl amine may be, and wherein said C 6 -C 20 < / RTI > alkylamine. ≪ Desc / Clms Page number 2 >
  • the alkyltrimethylammonium salt in step (a) may be cetyltrimethylammonium bromide, octyltrimethylammonium bromide, and dodecyltrimethylammonium bromide, and the other alkyltrimethylammonium salt may be included in the alkyltrimethylammonium salt
  • the present invention provides a method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
  • the alkali salt of the C 12 -C 18 fatty acid in step (a) may be oleic acid, linoleic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid and stearic acid,
  • the present invention provides a method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles which can be included as an alkali salt of the C 12 -C 18 fatty acid.
  • the method may further include a step of cooling the colloid solution between the step (c) and the step (d), followed by washing the ceria solution with the solution of the ceria-zirconia solid solution nanoparticles have.
  • ceria-zirconia solid solution nanoparticles surrounded by the surfactant are dispersed using an ultrasonic disperser at room temperature for 10 to 20 minutes. And a manufacturing method thereof.
  • the heating conditions in the step (c) include a first step of heating to 70 to 90 ⁇ at a heating rate of 1 to 5 ( ⁇ / min); And a second step of maintaining a temperature of 70 to 90 ⁇ .
  • the present invention also provides a method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
  • the second step is performed for 3 to 30 hours, thereby providing a method for preparing ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
  • a method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles which comprises cooling the solution to 10 to 30 ° C under the cooling condition.
  • A mixing a first dispersion containing ceria-zirconia solid solution nanoparticles with a second dispersion containing a phospholipid-PEG to prepare a first mixed solution; (b) evaporating the first mixed solution to remove the solvent to obtain a powder containing the ceria-zirconia solid solution nanoparticles; (c) adding the powder to water to prepare a second mixed solution; (d) passing the second mixed solution through a filter material having a plurality of filtration holes and separating the filtrate into a filtrate.
  • the present invention also provides a method for producing a ceria-zirconia nanocomposite.
  • the concentration of the first dispersion containing the ceria-zirconia nanoparticles is 10 mg / ml.
  • step (a) there is provided a method for preparing a ceria-zirconia nanocomposite in step (a), wherein the concentration of the second dispersion containing the phospholipid-PEG is 10 mg / ml.
  • the solvent of the first dispersion and the second dispersion may be at least one selected from the group consisting of chloroform (CHCl 3 ), dichloromethane, pentane, hexane, heptane, cyclohexane, ethyl acetate, tetrahydrofuran , Diethyl ether, and trichlorethylene.
  • the present invention also provides a method for producing a ceria-zirconia nanocomposite.
  • the size of the plurality of filtration holes of the filter medium is 0.1 to 1.0 micrometer ( ⁇ m). .
  • a method for preparing a ceria-zirconia nanocomposite further comprising the step of (e) washing the remaining phospholipid-PEG among the particles filtered on the surface of the filter material. to provide.
  • ceria-zirconia solid solution nanoparticles and ceria-zirconia nanocomposite can efficiently remove active oxygen. Therefore, the ceria-zirconia nanocomposite of the present invention can exhibit an effective therapeutic effect as an antioxidant and a sepsis treatment agent.
  • Fig. 1 shows the characteristics of the ceria-zirconia nanocomposite synthesized in Example 3 of the present invention.
  • Example 2 shows a synthesis process of ceria-zirconia solid solution nanoparticles and ceria-zirconia nanocomposite synthesized according to Example 2 and Example 3 of the present invention.
  • FIG. 3 is a TEM and STEM image of a ceria-zirconia nanocomposite showing images of the surface of a ceria-zirconia nanocomposite.
  • FIG. 4 shows the results of XRD, XPS and DLS analysis of ceria-zirconia nanocomposites.
  • FIG. 5 shows the results of energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis of ceria-zirconia nanocomposites.
  • FIG. 7 shows the results (in vivo data (mortality)) of a comparison between a ceria-zirconia experimental group and a control group for mortality by an experimental model of acute sepsis disease.
  • FIG. 8 is a structural diagram showing a method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
  • FIG. 9 is a structural diagram showing a method for producing a ceria-zirconia nanocomposite.
  • Example 1 Method for producing ceria nanoparticles
  • the resulting mixture was aged at 90 < 0 > C for 3 hours to obtain a clear yellow colloid solution, which was cooled at room temperature. Thereafter, the precipitate was washed well with acetone (100 ml) using centrifugation, and the washed ceria nanoparticles were stored at a concentration of 10 mg / ml in chloroform, which may be well dispersed.
  • Example 2 Method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
  • the thus-prepared solution was dispersed at room temperature for 15 minutes using an ultrasonic disperser, heated to 80 ° C at a rate of 2 ° C / min, and aged for one day at 80 ° C to obtain a dark brown colloidal solution , Which was cooled at room temperature.
  • the precipitate was washed well with acetone (100 ml) by centrifugation, and the washed ceria-zirconia solid solution nanoparticles were stored in chloroform at a concentration of 10 mg / ml in a well-dispersed solution.
  • 2CZ, 4CZ, and 7CZ are collectively defined as CZ NPs.
  • Ce NPs For simple ceria nanoparticles, it is defined as Ce NPs.
  • EDS Energy Dispersive Spectrometry
  • SEM scanning electron microscope
  • Pegylated Polyethylene glycol is a technology that adsorbs a biocompatible, secure polymer at the boundary of a drug or other target.
  • Chloroform (10 mg / ml) to which 5 ml of ceria-zirconia solid solution nanoparticles had been added was added to 10 ml of 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N- [methoxy (polyethylene glycol) -2000] (mPEG-2000, Avanti Polar Lipids Inc) at a ratio of 1: 2 with chloroform (10 mg / ml).
  • the solvent chloroform was evaporated using a rotary evaporator, and the remaining chloroform was removed by incubation at 70 DEG C in a vacuum drier. Then, 5 ml of water was added to the resulting powder to prepare a transparent colloidal suspension.
  • the suspension was filtered using a filter having a size of 0.4 mu m, and then an excessive amount of mPEG-2000 was removed by ultracentrifugation.
  • the ceria-zirconia nanocomposite encapsulated with the purified phospholipid-PEG was dispersed in distilled water.
  • SOD is an enzyme that catalyzes a disproportionation reaction that converts excess oxygen ions into oxygen and hydrogen peroxide. It is known that almost all cells exposed to oxygen are antioxidant defense mechanisms. Excess oxidized ion scavenging activity is performed in an SOD assay kit (Sigma-Aldrich), after mixing 20 ⁇ L of each sample with 160 ⁇ L of WST-1 standard solution (0.125 mM). The reaction occurs when 20 ⁇ L of xanthine oxidase solution is added to each microplate well. When this was incubated at 37 DEG C for 20 minutes, absorbance at 450 nm was observed through a multiple plate reader (Victor X4, Perkin-Elmer) (Fig. 1 (f)). Since the inhibition rate of excess oxide ions can be calculated as the development of color decreases, the absorbance at 450 nm is a measure of quantification.
  • Quenching with hydrogen peroxide is carried out using Amplex ® red hydrogen peroxide / peroxidase assay kit (molecular probes, Inc.). If horse radish peroxidase (horseradish peroxide, HRP) and Amplex ® red reaction and the reaction with hydrogen peroxide, the red phosphor of the resonance lupine is generated (FIG. 1 (g)). At this time, the red fluorescein of resorufin (the excitation and emission maximum 571 nm, 585 nm) reflects the degree of peroxide in the solution. Hydrogen peroxide and sample are mixed to make 50 ⁇ L of hydrogen peroxide solution until final concentrations are 10 mM and 0.25 mM, respectively.
  • Hydroxyl radical scavenging activity can be analyzed using the HORAC assay kit (Cell Biolaps, Inc. USA) (Fig. 1 (h)). Hydroxyl radicals are easily produced by mixing a hydroxyl radical-introducing agent and a Fenton reagent. By measuring the intensity of the fluorescence light (here 480 nm, emission 530 nm), the inhibition rate of the hydroxyl radical of the solution can be calculated. 20 ⁇ L of each sample (final concentration 0.125 mM) is mixed with 140 ⁇ L of the fluorescent substance (1 ⁇ ).
  • RAW 264.7 cells are plated on plates with the first 96 wells and incubated for 24 hours at 37 ° C. The plate was then washed with PBS solution (phosphate buffer saline, a solution used as a suspension of organisms or tissues or organ that could not last its life with only physiological saline solution), and 10 mL of Ce NPs and 7CZ 0, 0.01, 0.02 mM). Pre-incubate the plates at 37 ° C for 24 hours by treating the plates with RAW 264.7 cells in advance. Incubating cells are washed with PBS solution, and finally 10 mL of tBHP (final concentration is 0.4 mM) is added to the cells and incubated for an additional 2 hours.
  • PBS solution phosphate buffer saline, a solution used as a suspension of organisms or tissues or organ that could not last its life with only physiological saline solution
  • 10 mL of Ce NPs and 7CZ 0, 0.01, 0.02 mM
  • XPS analysis means that when a sample is irradiated with X-rays having a certain energy, photoelectrons are emitted from the sample. The kinetic energy of the photoelectrons can be measured to determine the binding energy of the photoelectrons. This binding energy is a unique property of the atom that emits the photoelectron, so that the element can be analyzed.
  • X-ray diffraction analysis is an X-ray diffraction method. When X-ray diffracts on a crystal, some of them cause diffraction. Its diffraction angle and intensity are inherent in the material structure. Using this diffraction X-ray, And information related to the quantity can be known.
  • the analysis method for obtaining information on the structure of the crystalline material is X-ray diffraction (XRD analysis).
  • 2CZ, 4CZ, and 7CZ have the same crystal structure as Ce NPs and 10CZ. Further, as the content of Zr 4 + ions increases, the tetragonality is further increased because the diameter of Zr 4 + ions is smaller. Therefore, it is considered that Ce 3+ content Judgment is deemed reasonable.
  • Zr 4 + increases the H 2 consumption peak (LT Peak, HT Peak) at low temperature and high temperature during the reduction reaction (Table 1).
  • Zr 4 + is not included in the sample (Ce NPs, 10CZ) and Zr 4 + a 2CZ, 4CZ, 7CZ contain, two peaks of a sample containing the Zr 4 +, compared with Ce NPs sample , It can be seen that Zr 4 + helps the overall reduction of the Ce 4 + ⁇ Ce 3 + reduction reaction.
  • the mortality rate during the first 2-3 days of the control group is the highest, and thereafter, the individual gradually dies. This is not much different from the 7CZ experimental group after 3 days. This suggests that it is important to treat CZ NPs rapidly in the early stages of infection, and CZ NPs react faster than Ce NPs and are more effective. As shown in the previous in vitro experiment (FIG. 6), it can be confirmed that the effect of treating CZ NPs with sepsis is superior at the stage of the initial infection reaction.

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Abstract

The present invention relates to a ceria-zirconia nanocomposite, a pharmaceutical composition containing the same, and a preparation method therefor. More specifically, the present invention provides: a ceria-zirconia nanocomposite having a structure in which a surfactant encompasses ceria-zirconia solid solution nanoparticles; an antioxidant and a sepsis therapeutic agent which contain the same; and a preparation method therefor.

Description

세리아-지르코니아 고용체 나노입자와 세리아-지르코니아 나노복합체의 합성 및 이의 패혈증 치료제로서의 응용Synthesis of ceria-zirconia solid solution nanoparticles and ceria-zirconia nanocomposites and its application as a therapeutic agent for sepsis
본 발명은 세리아-지르코니아 나노입자 및 생체 내에서 용이하게 반응할 수 있도록 하는 인지질-PEG층을 가지는 세리아-지르코니아 나노복합체 합성에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 활성화제 및 패혈증 치료제로서의 응용 분야에 세리아-지르코니아 나노복합체를 적용한 것에 관한 것이다.The present invention relates to the synthesis of ceria-zirconia nanocomposites having ceria-zirconia nanoparticles and a phospholipid-PEG layer which can easily react in vivo, and more particularly to ceria- Zirconia nanocomposite according to the present invention.
세리아(Ceria, CeO2) 나노입자는 화학반응의 촉매제로서 많이 사용되고 있다. 세리아 나노입자는 자가 촉매기능이 있어서 효소와 같이 장기간 동안에도 항산화성을 유지할 수 있다. 그러나, 그 효율이 높은 편이어서 독성이 강한 바, 부작용에 대한 우려가 커서 생체 의학에 접목시키기 어려운 부분이 있었다.Ceria (CeO 2 ) nanoparticles are widely used as catalysts for chemical reactions. Ceria nanoparticles have an autocatalytic function and can maintain their antioxidant properties for a long time like enzymes. However, since the efficiency is high and toxicity is strong, there is a concern about side effects and it is difficult to apply biomedical medicine.
복막염(peritonitis)은 외과적인 치료가 긴급하게 수행되어야 하는 질병 중 하나인데, 원인 미생물이 혈액 내로 침범하여 단기간 내에 적절한 진료나 수술이 이뤄지지 않으면 이는 패혈증(sepsis)으로 진행될 수 있다. 패혈증은 미생물에 감염되어 전신에 심각한 염증 반응이 나타나는 상태로 전신성 염증 반응 증후군(systemic inflammatory response syndrome; SIRS) 중 하나이다. 패혈증의 원인이 되는 장기의 감염을 치료하는 것이 중요한데, 신체 검진과 혈액 검사, 영상 검사를 통해서 패혈증의 원인이 되는 신체의 감염 부위를 찾은 후 적절한 항생제로 치료한다. 적절한 치료를 하지 않는 경우 사망에 이를 수 있으며, 신체 장기 기능의 장애나 쇼크 등이 동반되는 경우에는 사망률이 매우 높은 질병이다. 따라서, 실제 진료과정에서 복막염 증상에 따른 수술하기 이전에 염증반응과 활성산소(reactive oxygen species; ROS)가 발생하는 것을 방지하여야 한다. 그러나, 복막염 환자에게 구체적인 초기 대응 진료를 하는 것이 어려운 실정이다. Peritonitis is one of the diseases that surgical treatment is urgently needed. If the cause microorganisms invade the blood and proper care or surgery is not achieved in a short period of time, it may progress to sepsis. Sepsis is one of the systemic inflammatory response syndromes (SIRS) that are infected by microorganisms and cause severe inflammation in the whole body. It is important to treat the infection of organs that cause sepsis. Through physical examination, blood test, and imaging test, find the infection site of the cause of sepsis and treat with proper antibiotic. Failure to provide adequate treatment can lead to death, and in the event of impairment of body organs function or shock, it is a very high mortality. Therefore, it is necessary to prevent the inflammatory reaction and the reactive oxygen species (ROS) from occurring before the operation according to the symptoms of peritonitis in the actual treatment process. However, it is difficult to provide specific initial care for patients with peritonitis.
2016년 미국 의학협회 저널(JAMA)에서는 패혈증에 대하여 “감염에 대한 신체의 조절이상으로 인해 유발되는 생명을 위협하는 장기의 기능장애.” 라는 새로운 정의를 내렸다. 미생물에 의한 감염이 생기고, 이로 인한 과도한 염증반응-사이토카인의 방출증가, 혈관투과성 증가, 교감신경 반응성 등으로 인하여 장기의 기능장애가 발생하게 된다. 패혈증에서는 감염 그 자체보다는 생체의 이상반응이 더 문제가 되며, 심할 경우 패혈증 쇼크상태가 되어 다기관 기능부전으로 인하여 사망에 이르게 된다. 병원 내에서 발생한 패혈증의 사망률은 10% 미만이며, 패혈증 쇼크로 인한 사망률의 경우. 40%에 육박한다. 패혈증 환자에게 생체 이상반응이 한번 발생하게 되면 혈관 투과성의 증가, 대사성산성증(혈액이 완충능력을 넘는 이산화탄소 이외의 산성 물질의 증가에 의하여 혈액이 산성이 된 상태), 조직 관류의 감소 등으로 인하여, 항생제로 조절하더라도 장기 기능장애는 계속적으로 진행하며, 이를 교정하려면 적절한 수액 공급, 산증 교정, 승압제 투여, 필요시 혈액투석 등 여러가지 의학적인 노력이 필요하다. 즉, 패혈증에 대한 치료법 중 예후에 가장 중요한 요인은 항생제를 얼마나 빨리 시작하는가 이며, 생체 이상반응이 크게 번지기 전에 감염을 차단하는 방법이 가장 중요하다. 그래서 의학 발전에도 불구하고 패혈증은 임상적으로 놓치면 안되는 golden time(질병으로부터 환자를 구조하기 위한 초반의 중요한 시간)이 있으며, 과도한 생체 이상반응 자체를 잠재울 수 있는 치료법은 없는 실정이다.In 2016, the Journal of the American Medical Association (JAMA) issued a new definition of sepsis: "Life-threatening organ dysfunction caused by anomalies in the body against infection." Infection by microorganisms, resulting in excessive inflammatory reaction - increase in cytokine release, increase in vascular permeability, sympathetic nerve responsiveness, and the like. In the case of sepsis, the adverse reaction of the organism is more problematic than the infection itself, and in severe cases, it becomes a state of sepsis shock, resulting in death due to a multiple organ failure. The mortality rate of sepsis within the hospital is less than 10%, and the mortality rate due to sepsis shock. It is close to 40%. When a biopsy occurs in a patient with sepsis, the blood vessel permeability increases, metabolic acidosis (blood becomes acidic due to an increase of acidic substances other than carbon dioxide which exceeds the buffering capacity), and decrease of tissue perfusion , Even if controlled by antibiotics, long-term dysfunction continues to progress. To correct it, various medical efforts such as proper fluid supply, acidosis correction, hyperbaric administration, and hemodialysis if necessary are necessary. In other words, the most important factor in the prognosis of treatment for sepsis is how soon to start antibiotics, and the most important method is to block the infection before the outbreak of the biomarkers. Despite advances in medicine, sepsis has a golden time that is clinically not to be missed, and there is no cure to overburden the biologic reaction itself.
세리아 나노입자의 표면에는 Ce3 +와 Ce4 +간의 변환반응이 끊임없이 일어나는데, 이는 세리아 나노입자의 촉매작용을 강화하는 역할을 한다. 이때, 다른 금속이온을 세리아 나노입자에 첨가하게 되면, 이는 세리아 나노입자의 표면에서 일어나는 반응을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 세리아 나노입자의 항산화성을 향상시킬 수 있다. 지르코늄이온은 세리아 나노입자의 표면에서의 반응을 제어하고 항산화성을 향상시킬 수 있는 금속이온 중 하나이다.On the surface of the ceria nanoparticles, the conversion reaction between Ce 3 + and Ce 4 + occurs constantly, which enhances the catalytic action of the ceria nanoparticles. If other metal ions are added to the ceria nanoparticles, it can not only control the reaction occurring on the surface of the ceria nanoparticles, but also improve the antioxidant properties of the ceria nanoparticles. Zirconium ions are one of the metal ions that can control the reaction on the surface of ceria nanoparticles and improve their antioxidant properties.
종래에 세리아 나노입자에 지르코늄 이온을 도입시키면 세리아 나노입자가 고온에서의 안정성이 증가하는 효과가 있는 점과 촉매로서의 반응성이 향상되는 것으로 알려져 있었지만 주로 적용되는 분야가 제조업 및 공업 분야 등에만 한정되는 것이 일반적이었다. Conventionally, it has been known that when zirconium ions are introduced into ceria nanoparticles, the stability of ceria nanoparticles at high temperatures is improved and the reactivity as a catalyst is improved. However, the application fields are mainly limited to manufacturing industries and industrial fields It was common.
국제공개특허 PCT/EP2012/063756호는 세륨 및 지르코늄 산화물을 포함하는 혼합 산화물 및 이에 대한 제조방법을 공개하면서, 상기 조성물이 자동차 엔진 연료에서의 촉매로 사용될 수 있을것이라고 언급하고 있다. 그러나 상기 PCT/EP2012/063756호에는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 등을 이용하여 항산화제나 패혈증치료용도 등에 대해서는 전혀 기재하고 있지 아니하다. International Patent Publication No. PCT / EP2012 / 063756 discloses mixed oxides comprising cerium and zirconium oxides and a process for their preparation, which mentions that the composition can be used as a catalyst in automotive engine fuels. However, the above-mentioned PCT / EP2012 / 063756 does not disclose any use of ceria-zirconia solid solution nanoparticles or the like for the treatment of antioxidants or sepsis.
따라서, 본원발명에서는 세리아 나노입자에 지르코늄 이온을 도입시킨 세리아-지르코니아 나노입자가 기존의 세리아 나노입자보다 더 뛰어난 항산화, 항염증의 효과를 가지고, 세리아 나노입자의 표면 위에서 일어나는 반응성을 조절할 수 있어서 독성에 대한 부작용을 최소화할 수 있다. 또한, 나노입자의 크기가 작고 균일할수록 부피대비 표면적의 증가로 항산화, 항염증의 효과가 증대되는 점을 밝혀내었다. Therefore, in the present invention, ceria-zirconia nanoparticles having zirconium ions introduced into ceria nanoparticles have more excellent antioxidative and anti-inflammatory effects than conventional ceria nanoparticles and can control the reactivity occurring on the surface of ceria nanoparticles, Can be minimized. Also, as the size and uniformity of the nanoparticles are smaller, the effect of the antioxidant and anti-inflammation is enhanced by increasing the surface area relative to the volume.
나아가, 본 발명의 세리아-지르코니아 나노입자의 항산화 효과가 패혈증 치료 및 예방에 대하여 생체 내(in vivo) 실험으로서, 실제 패혈증 질병모델에 적용하여 치료 및 예방효과가 있다는 점에 착안하여, 본 발명을 완성했다.Furthermore, in view of the fact that the antioxidative effect of the ceria-zirconia nanoparticles of the present invention is effective in treating and preventing sepsis by applying it to an actual septicemia disease model as an in vivo experiment for the treatment and prevention of sepsis, Finished.
[선행기술문헌][Prior Art Literature]
[특허문헌][Patent Literature]
(특허문헌 1) 국제공개특허 PCT/EP2012/063756호, 'Ceria zirconia alumina composition with enhanced thermal stability'(Patent Document 1) International Patent Publication No. PCT / EP2012 / 063756, 'Ceria zirconia alumina composition with enhanced thermal stability'
패혈증의 경우 급성으로 진행돼 사망률이 높은 질병 중 하나인데 급성으로 진행되는 과정을 억제하기 위해서 항산화 효과를 가지는 물질이 필요하다. 따라서, 기존의 세리아 나노입자에 지르코늄 이온을 도입하여, 합성한 매우 작은 크기의 균일한 나노입자는 활성산소(ROS)를 제거하는 효과가 뛰어나, 활성화제로 이용할 수 있다. 또한, 입자의 크기가 작을수록, 부피 대비 표면적이 증가하기 때문에 반응성을 증가시킬 수 있다. 따라서 작은 크기의 세리아-지르코니아 나노입자를 이용하면, 급성 패혈증으로 인한 사망률을 기존의 치료제보다 훨씬 더 낮출 수 있다. Sepsis is an acute disease that is one of the highest rates of mortality, and substances that have an antioxidant effect in order to inhibit acute progression are needed. Therefore, the uniform nanoparticles of very small size synthesized by introducing zirconium ions into existing ceria nanoparticles are excellent in the effect of removing active oxygen (ROS) and can be used as an activator. In addition, the smaller the particle size, the higher the reactivity since the volume-to-surface area is increased. Thus, using small size ceria-zirconia nanoparticles, mortality from acute sepsis can be much lower than with conventional treatments.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예는 세리아-지르코니아로 이루어진 입자로 구성된 코어층과, 상기 코어층의 표면에 계면활성제가 결합하여 이루어진 계면활성제층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자를 제공함으로써 달성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording medium comprising a core layer composed of particles of ceria-zirconia, and a surfactant layer formed by bonding a surfactant to a surface of the core layer. Ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
세륨은 화학 반응성이 큰 금속 원소로, 화합물에서는 주로 Ce3 + 또는 Ce4 +의 산화 상태를 갖는데, 대체로 Ce3 +상태가 더 안정하나 산화물의 경우는 Ce4 +상태가 더 안정하다. 산화상태가 Ce3 +인 세륨을 세륨(Ⅲ)이라고 하고, Ce4 +인 세륨을 세륨(Ⅳ)이라고 한다. 산화세륨은 산화세륨(III)(Ce2O3)과 산화세륨(IV)(CeO2)의 두 가지가 있는데, 대기압 하의 실온에서는 세리아(ceria)로 불리는 CeO2가 보다 안정하다.CE of the metal element, the greater chemical reactivity, the compound mainly or gatneunde Ce 3 + oxidation state of Ce 4 +, it is generally the case of a single oxide Ce 3 + state are more stable, are more stable Ce 4 + state. Cerium having an oxidation state of Ce 3 + is referred to as cerium (III), and Ce 4 + is referred to as cerium (IV). There are two kinds of cerium oxide, cerium (III) oxide (Ce 2 O 3 ) and cerium oxide (CeO 2 ). At room temperature under atmospheric pressure, CeO 2 called ceria is more stable.
*지르코늄은 타이타늄족이라 부르는 4족(4B족)에 속하는 은회색 전이금속이다. 금속자체는 반응성이 크나, 지르코니아라고 불리는 이산화 지르코늄(ZrO2)은 반응성이 낮고 안정한 물질이다.* Zirconium is a silver-gray transition metal belonging to group 4 (group 4B) called titanium. Although the metal itself is highly reactive, zirconium dioxide (ZrO 2 ), called zirconia, is a low reactivity and stable material.
상기 입자란 물질을 구성하는 미세한 크기의 물체를 의미하는 것으로, 특히 세리아-지르코니아 고용체 나노입자란, 세리아와 지르코니아가 완전하게 균일한 상을 이룬 고체의 혼합물로 구성된 단일 결정체의 나노 크기의 물질을 의미한다. The term " ceria-zirconia solid solution nanoparticle " means a monocrystalline nano-sized substance composed of a mixture of solids in which a ceria and zirconia are completely uniformly formed. do.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 코어층은 직경이 1 내지 5 nm 임을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the core layer may be a ceria-zirconia solid solution nanoparticle characterized by a diameter of 1 to 5 nm.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 세리아-지르코니아는 CexZr1 - xO2로 구성되며, x는 0.1 내지 1인 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the ceria-zirconia is composed of Ce x Zr 1 - x O 2 , and x is 0.1 to 1. The ceria-zirconia solid solution nanoparticles may be cerium-zirconia solid solution nanoparticles.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 x는 0.7인 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자일 수 있다. In another embodiment of the present invention, x may be 0.7 or less, ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 C6-C20 알킬아민, 알킬트리메틸암모늄염((CH3)3RNX, R은 C8-C25이고, X는 Br, Cl, 또는 I), C12-C18 지방산의 알칼리염으로 이루어진 군으로부터 어느 하나 이상을 선택하는 것임을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자를 제공할 수 있다. In another embodiment of the present invention, the C 6 -C 20 alkylamine, alkyl trimethylammonium salt ((CH 3 ) 3 RNX, R is C 8 -C 25 and X is Br, Cl, or I), C 12 Wherein the ceria-zirconia solid solution nanoparticles are selected from the group consisting of alkali metal salts of C 18 fatty acids.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 올레일아민, 옥틸아민, 헥사데실아민 및 옥타데실아민은 상기 C6-C20 알킬아민 중 하나로서, 위에 열거된 이외의 것 또한 상기 C6-C20 알킬아민으로 포함될 수 있다.In order to achieve the above technical object, the oleylamine, octylamine, hexadecylamine and octadecylamine are one of the C 6 -C 20 alkylamines, other than those listed above, also the C 6 -C 20 alkylamine ≪ / RTI >
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 세틸트리메틸암모늄브로마이드, 옥틸트리메틸암모늄브로마이드 및 도데실트리메틸암모늄브로마이드는 상기 알킬트리메틸암모늄염 중 하나로서, 이외의 것 또한 상기 알킬트리메틸암모늄염으로 포함될 수 있다.In another embodiment of the present invention, cetyltrimethylammonium bromide, octyltrimethylammonium bromide, and dodecyltrimethylammonium bromide may be included as the alkyl trimethylammonium salt, and others may be included as the alkyl trimethylammonium salt.
본 발명의 또 다른 실시 예에 있어서, 올레익산, 리놀레산, 라우릭산, 미리스틱산, 팔미틱산 및 스테아릭산은 상기 C12-C18 지방산의 알칼리염 중 하나로서, 이외의 것 또한 상기 상기 C12-C18 지방산의 알칼리염으로 포함될 수 있다.As according to another embodiment of the present invention, oleic acid, linoleic acid, Lau acid, pre-stick acid, lactic acid and palmitic one of stearic acid is an alkali salt of C 12 -C 18 fatty acid, is other than the addition, the C 12 Lt; RTI ID = 0.0 > C18 < / RTI >
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 계면활성제층을 포함하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자의 상기 계면활성제층의 표면과 흡착하는 인지질-PEG(phospholipid-polyethylene glycol)층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 나노복합체를 제공할 수 있다. In order to accomplish the above object, the present invention further provides a ceria-zirconia solid solution nanoparticle comprising the surfactant layer, wherein the ceria-zirconia solid solution nanoparticle further comprises a phospholipid-polyethylene glycol (PEG) layer adsorbed on the surface of the surfactant layer. - zirconia nanocomposites can be provided.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 세리아-지르코니아 나노복합체는 직경이 5내지 30nm일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the ceria-zirconia nanocomposite may have a diameter of 5 to 30 nm.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 세리아-지르코니아 나노복합체를 포함하는 항산화제를 제공할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides an antioxidant including the ceria-zirconia nanocomposite.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 세리아-지르코니아 나노복합체의 직경이 5 내지 30nm임을 특징으로 포함하는 항산화제를 제공한다.In one embodiment of the present invention, in another embodiment of the present invention, the ceria-zirconia nanocomposite has a diameter of 5 to 30 nm.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 항산화제가 제거하는 활성산소는 과산화수소수(H2O2), 초과산화물음이온(O2-) 및, 히드록실라디칼(OH·) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 항산화제를 제공한다. In one embodiment of the present invention, the active oxygen removed by the antioxidant is any one of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), excess oxide anion (O 2 -), and hydroxyl radical (OH) ≪ / RTI >
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 세리아-지르코니아 나노복합체를 포함하는 패혈증 치료제를 제공한다.In order to achieve the above object, there is provided a therapeutic agent for sepsis including the ceria-zirconia nanocomposite.
본 발명의 일 실시 예로서, 상기 세리아-지르코니아 나노복합체의 직경이 1 내지 5nm임을 특징으로 하는 패혈증 치료제를 제공한다. In one embodiment of the present invention, the ceria-zirconia nanocomposite has a diameter of 1 to 5 nm.
본 발명의 실시예로서, 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법에 있어서, (a) 세륨 전구체, 지르코늄 전구체 및 계면활성제를 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계; (b) 상기 혼합된 용액을 분산시키는 단계; (c) 상기 분산된 용액을 가열하여 콜로이드 용액을 생성하는 단계; (d) 상기 콜로이드 용액을 원심 분리하여 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 만을 침전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법을 제공할 수 있다.As an embodiment of the present invention, there is provided a method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles, comprising the steps of: (a) mixing a cerium precursor, a zirconium precursor and a surfactant to prepare a mixed solution; (b) dispersing the mixed solution; (c) heating the dispersed solution to produce a colloidal solution; (d) centrifuging the colloidal solution to precipitate only the ceria-zirconia solid solution nanoparticles, thereby providing a ceria-zirconia solid solution nanoparticle preparation method.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 (a) 단계의 세륨전구체는 세륨(III) 아세틸아세토네이트 하이드레이트, 세륨(III) 아세테이트 하이드레이트, 세륨(III) 카보네이트 하이드레이트, 세륨(IV) 하이드록사이드, 세륨(III) 플루오라이드, 세륨(III) 클로라이드, 세륨(III) 클로라이드 헵타하이드레이트, 세륨(III) 브로마이드, 세륨(III) 아이오다이드, 세륨(III) 나이트레이트 헥사하이드레이트, 세륨(III) 설페이트, 세륨(III) 설페이트 하이드레이트 및 세륨(IV) 설페이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the cerium precursor of step (a) is selected from the group consisting of cerium (III) acetylacetonate hydrate, cerium (III) acetate hydrate, cerium (III) carbonate hydrate, cerium (III) chloride, cerium (III) chloride heptahydrate, cerium (III) bromide, cerium (III) iodide, cerium (III) nitrate hexahydrate, cerium (III) (III) sulphate hydrate and cerium (IV) sulphate. The ceria-zirconia solid solution nanoparticles of the present invention can be prepared by the following process.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 (a) 단계의 상기 지르코늄전구체는 지르코늄(IV) 아세틸아세토네이트 하이드레이트, 지르코늄(IV) 아세테이트 하이드레이트, 지르코늄(IV) 카보네이트 하이드레이트, 지르코늄(IV) 하이드록사이드, 지르코늄(IV) 플루오라이드, 지르코늄(IV) 클로라이드, 지르코늄(IV) 클로라이드 옥타하이드레이트, 지르코늄(IV) 브로마이드, 지르코늄(IV) 아이오다이드, 지르코늄(IV) 옥시나이트레이트 하이드레이트, 지르코늄(IV) 설페이트 하이드레이트 및 지르코늄(IV) 설페이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the zirconium precursor of step (a) is selected from the group consisting of zirconium (IV) acetylacetonate hydrate, zirconium (IV) acetate hydrate, zirconium (IV) carbonate hydrate, zirconium (IV) Zirconium (IV) sulfate hydrate, zirconium (IV) sulfate hydrate, zirconium (IV) chloride, zirconium (IV) chloride octahydrate, zirconium (IV) Zirconium (IV) sulfate, and zirconium (IV) sulfate.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 (a) 단계의 상기 계면활성제는 C6-C20 알킬아민, 알킬트리메틸암모늄염((CH3)3RNX, R은 C8-C25이고, X는 Br, Cl, 또는 I), C12-C18 지방산의 알칼리염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the surfactant in step (a) is selected from the group consisting of C 6 -C 20 alkylamines, alkyltrimethylammonium salts ((CH 3 ) 3 RNX, R is C 8 -C 25 and X is Br , Cl, or I), and an alkali salt of a C 12 -C 18 fatty acid. The ceria-zirconia solid solution nanoparticles may be prepared by dissolving the ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 (a) 단계의 C6-C20 알킬아민은 올레일아민, 옥틸아민, 헥사데실아민 및 옥타데실아민일 수 있고, 이외의 것 또한 상기 C6-C20 알킬아민으로 포함될 수 있는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법을 제공한다.In one embodiment of the present invention, the step (a) of the C 6 -C 20 alkyl amine is a non oleyl amine, octyl amine, hexadecyl amine, and octadecyl amine may be, and wherein said C 6 -C 20 < / RTI > alkylamine. ≪ Desc / Clms Page number 2 >
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 (a) 단계의 상기 알킬트리메틸암모늄염은 세틸트리메틸암모늄브로마이드, 옥틸트리메틸암모늄브로마이드 및 도데실트리메틸암모늄브로마이드일 수 있고, 이외의 것 또한 상기 알킬트리메틸암모늄염으로 포함될 수 있는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, the alkyltrimethylammonium salt in step (a) may be cetyltrimethylammonium bromide, octyltrimethylammonium bromide, and dodecyltrimethylammonium bromide, and the other alkyltrimethylammonium salt may be included in the alkyltrimethylammonium salt The present invention provides a method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 (a) 단계의 상기 C12-C18 지방산의 알칼리염은 올레익산, 리놀레산, 라우릭산, 미리스틱산, 팔미틱산 및 스테아릭산일 수 있고 이외의 것 또한 상기 C12-C18 지방산의 알칼리염으로 포함될 수 있는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법을 제공한다. In one embodiment of the present invention, the alkali salt of the C 12 -C 18 fatty acid in step (a) may be oleic acid, linoleic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid and stearic acid, The present invention provides a method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles which can be included as an alkali salt of the C 12 -C 18 fatty acid.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 (c) 단계와 (d) 단계 사이에 상기 콜로이드 용액을 냉각시킨 후, 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the method may further include a step of cooling the colloid solution between the step (c) and the step (d), followed by washing the ceria solution with the solution of the ceria-zirconia solid solution nanoparticles have.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 (b) 단계에서의 분산에 있어서, 10 내지 20분간 실온에서 초음파분산기(sonicator)를 이용하여 분산하는 것을 특징으로 하는 계면활성제로 둘러싼 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법을 제공한다.In one embodiment of the present invention, in the dispersion in the step (b), ceria-zirconia solid solution nanoparticles surrounded by the surfactant are dispersed using an ultrasonic disperser at room temperature for 10 to 20 minutes. And a manufacturing method thereof.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 (c) 단계의 가열조건은, 1 내지 5(℃/min)의 가열속도로 70 내지 90℃까지 가열하는 제1단계; 70 내지 90℃를 유지하는 제2단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, the heating conditions in the step (c) include a first step of heating to 70 to 90 캜 at a heating rate of 1 to 5 (캜 / min); And a second step of maintaining a temperature of 70 to 90 캜. The present invention also provides a method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 제2 단계는 3 내지 30시간을 유지하는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, the second step is performed for 3 to 30 hours, thereby providing a method for preparing ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 냉각 조건에 있어서, 10 내지 30℃까지 냉각시키는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles, which comprises cooling the solution to 10 to 30 ° C under the cooling condition.
본 발명의 실시 예에 있어서, (a) 세리아-지르코니아 고용체 나노입자가 들어있는 제1분산액과 인지질-PEG가 들어있는 제2분산액을 혼합하여 제1혼합용액을 제조하는 단계; (b) 상기 제1혼합용액을 증발시켜 용매를 제거하여 상기 세리아-지르코니아 고용체 나노입자를 포함하는 분말을 수득하는 단계; (c) 물에 상기 분말을 첨가하여 제2 혼합용액을 제조하는 단계; (d) 상기 제2혼합용액을 복수의 여과 구멍을 구비한 여과재에 통과시켜 여액으로 분리하는 단계를 포함하는 세리아-지르코니아 나노복합체 제조방법을 제공한다. (A) mixing a first dispersion containing ceria-zirconia solid solution nanoparticles with a second dispersion containing a phospholipid-PEG to prepare a first mixed solution; (b) evaporating the first mixed solution to remove the solvent to obtain a powder containing the ceria-zirconia solid solution nanoparticles; (c) adding the powder to water to prepare a second mixed solution; (d) passing the second mixed solution through a filter material having a plurality of filtration holes and separating the filtrate into a filtrate. The present invention also provides a method for producing a ceria-zirconia nanocomposite.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 (a) 단계에 있어서, 상기 세리아-지르코니아 나노입자가 들어있는 제1분산액의 농도는 10mg/ml인 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 나노복합체 제조방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, in the step (a), the concentration of the first dispersion containing the ceria-zirconia nanoparticles is 10 mg / ml.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 (a) 단계에 있어서, 상기 인지질-PEG가 들어있는 제2분산액의 농도는 10mg/ml인 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 나노복합체 제조방법을 제공한다. In another embodiment of the present invention, there is provided a method for preparing a ceria-zirconia nanocomposite in step (a), wherein the concentration of the second dispersion containing the phospholipid-PEG is 10 mg / ml.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 (a) 단계에 있어서, 제 1분산액과 제 2분산액의 용매는 클로로포름(CHCl3), 디클로로메탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 사이클로헥산, 에틸 아세테이트, 테트라하이드로퓨란, 디에틸 에테르 및 트리클로로에틸렌 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 나노복합체 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the solvent of the first dispersion and the second dispersion may be at least one selected from the group consisting of chloroform (CHCl 3 ), dichloromethane, pentane, hexane, heptane, cyclohexane, ethyl acetate, tetrahydrofuran , Diethyl ether, and trichlorethylene. The present invention also provides a method for producing a ceria-zirconia nanocomposite.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 (d) 단계에 있어서, 상기 여과재의 복수의 여과구멍들의 크기는 0.1 내지 1.0마이크로미터(μm)인 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 나노복합체 제조방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, in the step (d), the size of the plurality of filtration holes of the filter medium is 0.1 to 1.0 micrometer (μm). .
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상기 (d) 단계 이후, (e) 상기 여과재 표면에 걸러진 입자 중 잔여 인지질-PEG를 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 나노복합체 제조방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a method for preparing a ceria-zirconia nanocomposite, further comprising the step of (e) washing the remaining phospholipid-PEG among the particles filtered on the surface of the filter material. to provide.
본 발명의 실시예에 따르면, 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 및 세리아-지르코니아 나노복합체는 활성산소를 효율적으로 제거할 수 있다. 따라서 본 발명의 세리아-지르코니아 나노복합체는 항산화제 및 패혈증 치료제로서 효과적인 치료 효과를 나타낼 수 있다.According to an embodiment of the present invention, ceria-zirconia solid solution nanoparticles and ceria-zirconia nanocomposite can efficiently remove active oxygen. Therefore, the ceria-zirconia nanocomposite of the present invention can exhibit an effective therapeutic effect as an antioxidant and a sepsis treatment agent.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 본 발명의 실시예3에서 합성된 세리아-지르코니아 나노복합체의 특성을 나타낸다. Fig. 1 shows the characteristics of the ceria-zirconia nanocomposite synthesized in Example 3 of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예2 와 실시예3에 따라 합성되는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자와 세리아-지르코니아 나노복합체의 합성과정을 보여 준다.2 shows a synthesis process of ceria-zirconia solid solution nanoparticles and ceria-zirconia nanocomposite synthesized according to Example 2 and Example 3 of the present invention.
도3은 세리아-지르코니아 나노복합체의 TEM, STEM이미지로, 세리아-지르코니아 나노복합체의 표면에 대한 이미지를 나타낸다.FIG. 3 is a TEM and STEM image of a ceria-zirconia nanocomposite showing images of the surface of a ceria-zirconia nanocomposite.
도4는 세리아-지르코니아 나노복합체의 X선 회절 분석법(XRD), 광전자분광법(XPS) 및 입도분석장치(DLS)를 이용한 분석 결과를 보여준다.FIG. 4 shows the results of XRD, XPS and DLS analysis of ceria-zirconia nanocomposites.
도5는 세리아-지르코니아 나노복합체의 에너지 분산형 분광분석법(EDS) 분석에 따른 결과를 보여준다.Figure 5 shows the results of energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis of ceria-zirconia nanocomposites.
도 6은 세리아-지르코니아 나노복합체의 세포 생존률 실험 결과(in vitro data (cell mortality))를 보여준다.6 shows the cell survival rate (in vitro data (cell mortality)) of the ceria-zirconia nanocomposite.
도7은 급성 패혈증 질병모델 실험으로 사망률에 대해 세리아-지르코니아 실험군과 대조군을 비교한 실험결과(in vivo data (mortality))를 나타낸다.FIG. 7 shows the results (in vivo data (mortality)) of a comparison between a ceria-zirconia experimental group and a control group for mortality by an experimental model of acute sepsis disease.
도 8은 세리아-지르코니아 고용체 나노입자의 제조방법을 보여주는 구조도이다.8 is a structural diagram showing a method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
도9는 세리아-지르코니아 나노복합체의 제조방법을 보여주는 구조도이다.9 is a structural diagram showing a method for producing a ceria-zirconia nanocomposite.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as " comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예 1. 세리아 나노입자의 제조방법Example 1. Method for producing ceria nanoparticles
1mmol(0.4g)의 세륨(Ⅲ) 아세테이트 수화물(Sigma-Aldrich)과 12mmol(3.2g)의 올레일아민(C18 함량 약 80-90%, Acros Organics)을 15ml의 자일렌(98.5%, Sigma-Aldrich)에 첨가하였다. 이렇게 제조된 용액을 15분간 초음파분산기를 사용하여 실온조건에서 분산시킨 후, 2℃/min의 속도로 90℃까지 가열하였다. 90℃에서 격렬하게 교반하면서 1ml의 탈이온수를 상기 용액에 주입하였고, 용액이 회백색(off-white)에서 탁한 황색(cloudy yellow)으로 변하였는데, 이는 반응이 개시되었다는 것을 의미한다. 이렇게 얻은 혼합물을 90℃에서 3시간 동안 숙성시켜 투명한 황색 콜로이드 용액을 얻었고, 이를 실온에서 냉각하였다. 이후, 원심분리법을 이용하여 아세톤(100ml)으로 침전물을 잘 세척하였고, 세척된 세리아 나노입자는 분산이 잘 되어 있을 수 있는 클로로포름에 10mg/ml의 농도로 보관하였다.(Sigma-Aldrich) and 12 mmol (3.2 g) of oleylamine ( C18 content of about 80-90%, Acros Organics) were dissolved in 15 ml of xylene (98.5%, Sigma -Aldrich). The thus-prepared solution was dispersed at room temperature for 15 minutes using an ultrasonic disperser, and then heated to 90 ° C at a rate of 2 ° C / min. 1 ml of deionized water was poured into the solution with vigorous stirring at 90 DEG C and the solution changed from off-white to cloudy yellow, indicating that the reaction was initiated. The resulting mixture was aged at 90 < 0 > C for 3 hours to obtain a clear yellow colloid solution, which was cooled at room temperature. Thereafter, the precipitate was washed well with acetone (100 ml) using centrifugation, and the washed ceria nanoparticles were stored at a concentration of 10 mg / ml in chloroform, which may be well dispersed.
실시예 2. 세리아-지르코니아 고용체 나노입자의 제조방법.Example 2. Method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
세륨(Ⅲ) 아세틸아세토네이트 수화물(Sigma-Aldrich)과 지르코늄(Ⅳ) 아세틸아세토네이트 수화물(Sigma-Aldrich)을 세륨(Ⅲ) : 지르코늄(Ⅳ) = 100 : 0 내지 20 : 80의 몰비로 하여 총 0.5g의 혼합물을 15ml의 올레일아민(C18 함량 약 80-90%, Acros Organics)에 첨가하였다(도2, 도8). 이렇게 제조된 용액을 15분간 초음파분산기를 사용하여 실온조건에서 분산시킨 후, 2℃/min의 속도로 80℃까지 가열한 후, 80℃를 유지하며 하루동안 숙성시켜 어두운 갈색을 띄는 콜로이드 용액을 얻었고, 이를 실온에서 냉각하였다. 이후, 원심분리법을 이용하여 아세톤(100ml)으로 침전물을 잘 세척하였고, 세척된 세리아-지르코니아 고용체 나노입자는 분산이 잘 되어 있을 수 있는 클로로포름에 10mg/ml의 농도로 보관하였다.Cerium (III) acetylacetonate hydrate (Sigma-Aldrich) and zirconium (IV) acetylacetonate hydrate (Sigma-Aldrich) were mixed in a molar ratio of cerium (III): zirconium (IV) = 100: 0 to 20:80 Was added to 15 ml of oleylamine ( C18 content about 80-90%, Acros Organics) (Figs. 2 and 8). The thus-prepared solution was dispersed at room temperature for 15 minutes using an ultrasonic disperser, heated to 80 ° C at a rate of 2 ° C / min, and aged for one day at 80 ° C to obtain a dark brown colloidal solution , Which was cooled at room temperature. Afterwards, the precipitate was washed well with acetone (100 ml) by centrifugation, and the washed ceria-zirconia solid solution nanoparticles were stored in chloroform at a concentration of 10 mg / ml in a well-dispersed solution.
본 발명에서, 상기 세리아-지르코니아(CexZr1 - xO2) 고용체 나노입자 또는 세리아-지르코니아 나노복합체, 상기 고용체 나노입자나 나노복합체를 함유하고 있는 샘플 등에 있어서, x가 1인 경우는 10CZ, x가 0.7인 경우는 7CZ, x가 0.4인 경우는 4CZ, x가 0.2인 경우는 2CZ로 정의한다. 나아가, 2CZ, 4CZ, 7CZ를 통틀어서 CZ NPs로 정의한다. 단순 세리아 나노입자에 대해서는 Ce NPs로 정의한다. In the present invention, in the case of the ceria-zirconia (Ce x Zr 1 - x O 2 ) solid solution nanoparticles or the ceria-zirconia nanocomposite, the sample containing the solid solution nanoparticles or the nanocomposite, , 7CZ when x is 0.7, 4CZ when x is 0.4, and 2CZ when x is 0.2. Further, 2CZ, 4CZ, and 7CZ are collectively defined as CZ NPs. For simple ceria nanoparticles, it is defined as Ce NPs.
에너지 분산형 분광분석법(Energy Dispersive Spectrometry, EDS)이란 주사전자현미경(SEM)에 부착되어 있는 옵션 기능의 하나로, X-ray detector가 X-ray 신호를 검출하여 이를 전자신호로 변환하면, 변환된 전자 신호를 pulse processor를 이용하여 측정한 뒤, 검출된 X-ray의 에너지를 결정한다. 결정된 X-ray 데이터를 해석하여 실시예 2에 따른 세리아-지르코니아 고용체 나노입자의 합성이 올바르게 이루어졌는지 확인할 수 있다. (도 5). EDS 그래프를 참조할 때, (a)는 Ce NPs, (b)는 10CZ, (c)는 7CZ, (d)는 4CZ, (e)는2CZ에 대한 것으로 성분표를 기초로 할 때 합성이 올바르게 이루어 졌음을 확인할 수 있다. Energy Dispersive Spectrometry (EDS) is an optional function attached to a scanning electron microscope (SEM). When an X-ray detector detects an X-ray signal and converts it to an electronic signal, The signal is measured using a pulse processor and the energy of the detected X-ray is determined. The determined X-ray data were analyzed to confirm that the synthesis of the ceria-zirconia solid solution nanoparticles according to Example 2 was correctly performed. (Fig. 5). When referring to the EDS graph, (a) is for Ce NPs, (b) for 10CZ, (c) for 7CZ, (d) for 4CZ, .
실시예 3. 세리아-지르코니아 나노복합체의 제조방법Example 3 Preparation of Ceria-Zirconia Nanocomposite
세리아-지르코니아 고용체 나노입자의 생체적합성을 향상시키기 위하여 인지질 페길화(PEGylation)를 수행하였다(도2, 도9). 페길화란 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG)이라는 안전한 생체적합 고분자를 의약품 또는 기타 목표물의 경계에 흡착시키는 기술이다.To improve the biocompatibility of the ceria-zirconia solid solution nanoparticles, phospholipid pegylation was performed (Figs. 2 and 9). Pegylated Polyethylene glycol (PEG) is a technology that adsorbs a biocompatible, secure polymer at the boundary of a drug or other target.
5ml의 세리아-지르코니아 고용체 나노입자가 첨가된 클로로포름(10mg/ml) 를 10ml의 1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민-N-[메톡시(폴리에틸렌글리콜)-2000](mPEG-2000, Avanti Polar Lipids Inc)가 함유된 클로로포름 (10mg/ml)과 1:2 비율로 혼합하였다. 로터리 증발기를 사용하여 용매인 클로로포름을 증발시켰고, 진공건조기에서 70℃로 인큐베이션하면서 잔여 클로로포름을 모두 제거했다. 이후, 생성된 분말에 5ml의 물을 첨가하여 투명한 콜로이드 현탁액을 제조했다. 이 현탁액을 0.4 μm 크기의 필터를 이용하여 여과 후, 초원심분리에 의해 과량의 mPEG-2000을 제거하였다. 상기 정제된 인지질-PEG로 둘러싸인(encapsulated) 세리아-지르코니아 나노복합체를 증류수에 분산시켰다.Chloroform (10 mg / ml) to which 5 ml of ceria-zirconia solid solution nanoparticles had been added was added to 10 ml of 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N- [methoxy (polyethylene glycol) -2000] (mPEG-2000, Avanti Polar Lipids Inc) at a ratio of 1: 2 with chloroform (10 mg / ml). The solvent chloroform was evaporated using a rotary evaporator, and the remaining chloroform was removed by incubation at 70 DEG C in a vacuum drier. Then, 5 ml of water was added to the resulting powder to prepare a transparent colloidal suspension. The suspension was filtered using a filter having a size of 0.4 mu m, and then an excessive amount of mPEG-2000 was removed by ultracentrifugation. The ceria-zirconia nanocomposite encapsulated with the purified phospholipid-PEG was dispersed in distilled water.
실시예 4. SOD (Superoxide dismutase) mimetic activity 분석Example 4. Analysis of SOD (superoxide dismutase) mimetic activity
SOD란 초과산화이온을 산소와 과산화수소로 바꿔 주는 불균등화 반응을 촉매하는 효소이다. 산소에 노출되는 거의 모든 세포에서 항산화방어기작을 하는 것으로 알려져 있다. 초과산화 이온 소거활동이 SOD 분석키트(Sigma-Aldrich)에서 수행되는데, 각각 샘플 20μL를 160μL의 WST-1 표준용액(0.125mM)과 섞은 뒤. 20μL의 잔틴산화효소 용액을 각각의 마이크로 플레이트 웰에 첨가하면 반응이 일어난다. 이를 37℃에서 20분간 인큐베이팅하면, 450nm의 흡광도가 다중 플레이트 리더기(Victor X4, Perkin-Elmer)를 통해 관찰된다(도1(f)). 초과산화이온의 억제율은 색상의 전개가 감소됨에 따라 계산할 수 있기 때문에, 450nm의 흡광도가 수량화의 척도가 된다.   SOD is an enzyme that catalyzes a disproportionation reaction that converts excess oxygen ions into oxygen and hydrogen peroxide. It is known that almost all cells exposed to oxygen are antioxidant defense mechanisms. Excess oxidized ion scavenging activity is performed in an SOD assay kit (Sigma-Aldrich), after mixing 20 μL of each sample with 160 μL of WST-1 standard solution (0.125 mM). The reaction occurs when 20 μL of xanthine oxidase solution is added to each microplate well. When this was incubated at 37 DEG C for 20 minutes, absorbance at 450 nm was observed through a multiple plate reader (Victor X4, Perkin-Elmer) (Fig. 1 (f)). Since the inhibition rate of excess oxide ions can be calculated as the development of color decreases, the absorbance at 450 nm is a measure of quantification.
실시예 5. 카탈라아제 mimetic activity 분석Example 5. Analysis of catalase activity
과산화 수소 담금질은 Amplex® red 과산화수소/과산화 효소 분석 키트(molecular probes, Inc)를 사용하여 수행된다. 홀스래디쉬 과산화 효소(horseradish peroxide, HRP)와 Amplex® red 반응물을 과산화수소와 반응시키면 레조루핀의 붉은색 형광물질이 생성된다(도1(g)). 이때, 레조루핀의 붉은색 플루오레세인은 (여기와 방출이 최대 571nm, 585nm) 용액의 과산화물의 정도를 반영한다. 과산화수소와 샘플을 섞어 최종 농도가 각각10mM와 0.25mM 이 될 때까지, 50μL 의 과산화수소수 용액을 만든다. 50μL의 Amplex® red/HRP 표준용액을 각각의 마이크로 플레이트 웰에 첨가하면, 반응이 시작된다. 샘플은 빛이 없는 상태에서 25℃조건에서 인큐베이팅 되어야 하며, 그 후 다중 플레이트 리더기(Victor X4, Perkin-Elmer)를 이용하여 형광물질을 측정한다.Quenching with hydrogen peroxide is carried out using Amplex ® red hydrogen peroxide / peroxidase assay kit (molecular probes, Inc.). If horse radish peroxidase (horseradish peroxide, HRP) and Amplex ® red reaction and the reaction with hydrogen peroxide, the red phosphor of the resonance lupine is generated (FIG. 1 (g)). At this time, the red fluorescein of resorufin (the excitation and emission maximum 571 nm, 585 nm) reflects the degree of peroxide in the solution. Hydrogen peroxide and sample are mixed to make 50 μL of hydrogen peroxide solution until final concentrations are 10 mM and 0.25 mM, respectively. When 50 μL of the Amplex ® red / HRP standard solution is added to each microplate well, the reaction begins. The samples should be incubated at 25 ° C in the absence of light, and then the fluorescent material is measured using a multiple plate reader (Victor X4, Perkin-Elmer).
실시예 6. 히드록실라디칼 산화방지 능력 (HORAC) 분석 Example 6. Hydroxyl radical oxidation inhibiting ability (HORAC) analysis
HORAC 분석 키트(Cell Biolaps, Inc. USA)를 이용하여 히드록실라디칼 포집 활동을 분석할 수 있다(도1(h)). 히드록실라디칼 도입제와 펜턴시약을 혼합하면 쉽게 히드록실라디칼이 생성되는데, 이를 이용하여 형광물질로 증명하는 것을 계속해서 할 수 있다. 형광의 빛의 세기(여기가 480nm이고, 방출이 530nm)를 측정함에 따라, 용액의 히드록실라디칼의 억제율을 계산할 수 있다. 20μL의 각각의 샘플(최종 농도 0.125mM)을 140μL의 형광물질(1X)와 섞는다. 30분동안 25℃에서 인큐베이팅하면, 20μL의 히드록실 도입제(1X)와 20μL의 펜턴시약을 각각의 마이크로 플레이트 웰에 연속하여 주입한다. 15초간 플레이트를 흔들고 난 뒤, 30분 동안 25℃에서 인큐베이팅하면, 다중 플레이트 리더기(Victor X4)를 이용하여 형광물질을 관찰할 수 있다. Hydroxyl radical scavenging activity can be analyzed using the HORAC assay kit (Cell Biolaps, Inc. USA) (Fig. 1 (h)). Hydroxyl radicals are easily produced by mixing a hydroxyl radical-introducing agent and a Fenton reagent. By measuring the intensity of the fluorescence light (here 480 nm, emission 530 nm), the inhibition rate of the hydroxyl radical of the solution can be calculated. 20 μL of each sample (final concentration 0.125 mM) is mixed with 140 μL of the fluorescent substance (1 ×). Incubating for 30 minutes at 25 ° C, 20 μL of the hydroxyl-introducing agent (1X) and 20 μL of the Fenton's reagent are injected into each microplate well continuously. After shaking the plate for 15 seconds, incubate for 30 minutes at 25 ° C, the fluorescent material can be observed using a multiple plate reader (Victor X4).
실시예 7.t - BHP ( tert -butyl hydroperoxide ) 이용한 세포 생존도 실험 (In vitro) Example 7.t - Cell viability test using BHP ( tert- butyl hydroperoxide )
20,000개의 RAW 264.7 cells을 처음 96개의 well(웰)이 있는 플레이트에 심어둔 뒤에, 24시간동안 온도를 37°C로 하여 인큐베이팅 한다. 이후, PBS용액(phosphate buffer saline, 생리 식염액만으로는 그 생명을 오래 유지할 수 없는 생물 또는 조직이나 기관의 부유액으로 이용되는 용액)으로 플레이트를 세척하고, 10 mL의 Ce NPs과 7CZ 를 (최종농도는 0, 0.01, 0.02 mM이 되도록 한다.) 미리 세포(RAW 264.7 cells)가 깔려있는 플레이트에 처리하여, 24시간동안 온도를 37°C로 하여 인큐베이팅 한다. 인큐베이팅 중인 세포들을 PBS용액으로 세척하고, 10 mL의 tBHP(최종 농도가 0.4 mM이 되도록 한다.)를 세포에 마지막으로 처리하고 2시간 더 인큐베이팅한다. 인큐베이팅 후, 10 mL의 MTT(3,(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2.5-diphenyl tetrazolium bromide) 용액(농도는 5 mg/ml)을 각각의 웰에 처리한 후 2시간 더 동일 온도 조건에서 인큐베이팅 한다. 이후, 세척단계를 거친 세포들을 200 mL의 DMSO 용액에 처리하여, 세포의 생존율을 다중 플레이트 리더기(Victor X4)를 이용하여 관찰했다.20,000 RAW 264.7 cells are plated on plates with the first 96 wells and incubated for 24 hours at 37 ° C. The plate was then washed with PBS solution (phosphate buffer saline, a solution used as a suspension of organisms or tissues or organ that could not last its life with only physiological saline solution), and 10 mL of Ce NPs and 7CZ 0, 0.01, 0.02 mM). Pre-incubate the plates at 37 ° C for 24 hours by treating the plates with RAW 264.7 cells in advance. Incubating cells are washed with PBS solution, and finally 10 mL of tBHP (final concentration is 0.4 mM) is added to the cells and incubated for an additional 2 hours. After incubation, 10 mL of a solution of 3, (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyl tetrazolium bromide (concentration 5 mg / ml) was added to each well, Incubate under the conditions. Then, the washed cells were treated with 200 mL of DMSO solution, and the cell viability was observed using a multiple plate reader (Victor X4).
상기 분석에 기초할 때(도 6), 0.02mM 농도의 7CZ 처리군의 생존 능력이 가장 뛰어남을 확인할 수 있다.Based on the above analysis (FIG. 6), it can be seen that the survival capacity of the 7CZ treated group at the concentration of 0.02 mM is the best.
실시예 8. CLP(Cecal ligation and puncture) 분석 (in vivo)Example 8. CLEC (Cecal ligation and puncture) analysis (in vivo)
In vivo실험에 있어서, 패혈증을 실제로 유사하게 모방할 수 있는CLP(Cecal ligation and puncture, 급성 패혈증모델)모델을 제작하였다(도 7). 이후, 각각18마리의 쥐에 PBS용액을 주사하고(대조군), 또 다른 18마리의 쥐에 CZ NPs를 주사한 뒤(실험군) 14일 동안의 생존율을 관찰하였다. In an in vivo experiment, a CLP (Cecal ligation and puncture model) model, which can actually mimic sepsis, was constructed (Fig. 7). Then, 18 mice were injected with PBS solution (control group), another 18 mice were injected with CZ NPs (experimental group), and the survival rate was observed for 14 days.
samplesample Core size (nm)Core size (nm) HD diameter (nm)HD diameter (nm) Ce3 + (%)Ce 3 + (%) Reduction Temperature(℃)Reduction Temperature (℃)
LT PeakLT Peak HT PeakHT Peak
Ce NPsCe NPs 3.55 ± 0.373.55 + - 0.37 15.06 ± 4.1815.06 + 4.18 30.0830.08 446.3446.3 784.8784.8
10CZ10CZ 2.1 ± 0.212.1 ± 0.21 13.38 ± 4.0513.38 + - 4.05 30.4230.42 483.3483.3 779.1779.1
7CZ7CZ 2.08 ± 0.222.08 ± 0.22 14.21 ± 4.2714.21 + - 4.27 52.6152.61 397.9397.9 549.7549.7
4CZ4CZ 2.19 ± 0.172.19 ± 0.17 16 ± 4.5416 ± 4.54 59.8159.81 347.8347.8 513.2513.2
2CZ2CZ 2.21 ± 0.182.21 ± 0.18 11.01 ± 3.311.01 + - 3.3 63.3163.31 403.9403.9 531.3531.3
XPS 분석에 기초할 때, 바인딩 에너지가 884.5와 903eV일때 보이는 Ce3 +피크를 관찰할 수 있다(도 1 (d) 및 표 1). XPS 분석이란 일정한 에너지를 가지는 X선을 시료에 쬐면 시료로부터 광전자들이 방출되는데 이 광전자들의 운동에너지를 측정하여 광전자의 결합 에너지(binding energy)를 알 수 있다. 이 결합 에너지는 광전자를 방출하는 원자의 고유한 성질이므로 이것으로 원소를 분석할 수 있다.Based on the XPS analysis, we can observe the Ce 3 + peak seen when the binding energies are 884.5 and 903 eV (Fig. 1 (d) and Table 1). XPS analysis means that when a sample is irradiated with X-rays having a certain energy, photoelectrons are emitted from the sample. The kinetic energy of the photoelectrons can be measured to determine the binding energy of the photoelectrons. This binding energy is a unique property of the atom that emits the photoelectron, so that the element can be analyzed.
상기 XPS 분석에 나타난 Ce3 +피크를 기초로 할 때, Zr4 +이온들이 세리아-지르코니아 나노복합체에 더 많이 결합되면 될수록, 세리아-지르코니아 나노복합체의 Ce3+가 더 많이 존재한다는 것을 볼 수 있다. 또한, 일반적으로 입자의 크기가 작을수록 나노입자에 Ce3 + 더 많이 존재한다. Ce3 +가 더 많을수록 초과산화물음이온(O2 -)과 히드록실라디칼(OH·)의 환원 효과가 더 커지는 것을 알 수 있다.Based on the Ce 3 + peak shown in the XPS analysis, it can be seen that the more the Zr 4 + ions are bonded to the ceria-zirconia nanocomposite, the more Ce 3+ of the ceria-zirconia nanocomposite is present . Generally, the smaller the particle size, the more Ce 3 + is present in the nanoparticles. It can be seen that the greater the amount of Ce 3 + , the greater the reduction effect of the excess oxide anion (O 2 - ) and the hydroxyl radical (OH ·).
나아가, 입자의 크기에 따른 효과를 비교해 보기 위해서는 Zr4 +가 포함되어 있지 않은 샘플인 Ce NPs, 10CZ를 분석해보면 된다. Furthermore, in order to compare the effect of particle size, we can analyze Ce NPs and 10CZ, which do not contain Zr 4 + .
종래의 연구결과에 따르면, 입자를 생성하기 위한 합성과정이 수용액 상태에서 이뤄지는 경우에 입자가 Ce3 +을 더 많이 함유하고 있다고 알려져 있었다. 이러한 이유 때문에 10CZ가 더 작은 크기이기는 하나, 10CZ는 유기용액상태에서 합성되었고, Ce NPs의 합성은 수용액상태에서 이뤄졌기 때문에, 상대적으로 10CZ와 Ce3 +/Ce4 + 비율은 거의 비슷하다. Conventional studies have shown that when the synthesis process for producing particles is carried out in aqueous solution, the particles contain more Ce 3 + . For this reason, 10CZ was synthesized in the organic solution state, and 10CZ and Ce 3 + / Ce 4 + ratios were relatively similar, since synthesis of Ce NPs was done in aqueous solution, although 10CZ was smaller.
이러한 반응상태 조건에 따른 차이는 XRD분석 결과에 비추어 보았을 때도(도 4 (a)) 알 수 있다.The difference according to the reaction state condition can be seen also in the light of the XRD analysis result (FIG. 4 (a)).
XRD분석이란 X-ray 회절분석법으로, X선을 결정에 부딪히게 하면 그중 일부는 회절을 일으키고 그 회절각과 강도는 물질구조상 고유한 것으로서 이 회절 X선을 이용하여 시료에 함유된 결정성 물질의 종류와 양에 관계되는 정보를 알 수 있다. 이와 같이 결정성 물질의 구조에 관한 정보를 얻기 위한 분석방법이 X선 회절법(XRD 분석)이다.X-ray diffraction analysis is an X-ray diffraction method. When X-ray diffracts on a crystal, some of them cause diffraction. Its diffraction angle and intensity are inherent in the material structure. Using this diffraction X-ray, And information related to the quantity can be known. The analysis method for obtaining information on the structure of the crystalline material is X-ray diffraction (XRD analysis).
XRD 분석에 따르면, 2CZ, 4CZ, 7CZ 들은 Ce NPs, 10CZ과 동일한 결정 구조를 가지고 있다. 또한, Zr4 + 이온의 함량이 증가함에 따라, Zr4 +이온의 직경이 작기 때문에, 정방정성(Tetragonality)은 더 증가하는 점에서, 종래의 연구결과인 반응조건 상태에 따른 Ce3+ 함유 여부 판단은 타당하다고 판단된다. According to XRD analysis, 2CZ, 4CZ, and 7CZ have the same crystal structure as Ce NPs and 10CZ. Further, as the content of Zr 4 + ions increases, the tetragonality is further increased because the diameter of Zr 4 + ions is smaller. Therefore, it is considered that Ce 3+ content Judgment is deemed reasonable.
Zr4 +로 인하여 Ce4 +환원에 미치는 영향은 H2-TPR 그래프를 분석하면 더 명확하게 판단할 수 있다(도 1(e)). Zr4 +가 환원반응 시 저온과 고온에서의 H2소모 피크(LT Peak, HT Peak)를 높여주는 것을 볼 수 있다(표 1). Zr4 +가 포함되어 있지 않은 샘플(Ce NPs, 10CZ)과 Zr4 +가 포함된 2CZ, 4CZ, 7CZ를 비교했을 때, Zr4 +가 포함된 샘플의 두 개의 피크가 Ce NPs샘플과 비교했을 때, 모두 급격하게 변화하는 것을 관찰할 수 있는데, 이는 Zr4 +가 Ce4 + → Ce3 + 환원반응이 전체적으로 유도하는데 도움을 주는 것을 알 수 있다.The effect of Zr 4 + on the reduction of Ce 4 + can be more clearly determined by analyzing the H 2 -TPR graph (FIG. 1 (e)). Zr 4 + increases the H 2 consumption peak (LT Peak, HT Peak) at low temperature and high temperature during the reduction reaction (Table 1). Compared to Zr 4 + is not included in the sample (Ce NPs, 10CZ) and Zr 4 + a 2CZ, 4CZ, 7CZ contain, two peaks of a sample containing the Zr 4 +, compared with Ce NPs sample , It can be seen that Zr 4 + helps the overall reduction of the Ce 4 + → Ce 3 + reduction reaction.
결과적으로, 입자의 크기가 매우 작고, Ce3 +/Ce4 + 비율이 높으며, 또한 활성산소제거를 위한 빠른 Ce3 + 재생이 온화한 조건에서 CZ NPs를 제조하는 경우 쉽게 이루어질 수 있다.As a result, high particle size is very small, Ce 3 + / 4 + Ce ratio, and can also easily be made when manufacturing the CZ NPs from moderate the fast playback for the removal of Ce 3 + radical conditions.
CZ NPs와 Ce NPs의 활성산소제거능력을 비교해보기 위해서, 활성산소 중, 초과산화물음이온(O2 -), 과산화수소(H2O2), 히드록실라디칼(OH)을 선택하여 실온에서 조사해보았다. (O 2 - ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and hydroxyl radical (OH) in the active oxygen were investigated at room temperature in order to compare the active oxygen removal capacity of CZ NPs and Ce NPs.
입자의 크기에 따른 활성산소제거능력은 Ce NPs와 10CZ를 비교하였는데, 더 작은 크기의 10CZ가 활성산소제거능력이 더 뛰어남을 수행된 모든 분석결과로 파악할 수 있었다.The ability of the active oxygen removal by particle size was compared with Ce NPs and 10CZ. 10CZ of smaller size was found to be superior to active oxygen removal ability.
7CZ와 10CZ를 비교해보았을 때, Ce4 + 의 함량이 높은 10CZ 의 카탈라아제 mimetic activity 능력이 향상되는 것을 알 수 있었다. 이는 과산화수소가 제거될 때, Ce4 +에 영향을 많이 받기 때문이다. 초과산화물음이온과 히드록실라디칼에 대해서는 산화환원 반응을 하는 물질의 제한이 있음에도 불구하고 Ce이온이 적게 함유된 4CZ와 2CZ에 있어서는 Ce NPs와 10CZ의 각각의 분석과 비교할 때 비슷한 억제율을 보여주었다. 이는, Zr4 + 함유에 따라서 증가하는 Ce3 +/Ce4 + 의 비율과 빠른 Ce3 + 로의 재생 속도는 초과산화물음이온과 히드록실라디칼의 환원과정에 가장 중요한 역할을 한다는 점을 뒷받침하는 결과이다.Compared with 7CZ and 10CZ, catalase activity of 10CZ, which has a high content of Ce 4 + , was improved. This is because when hydrogen peroxide is removed, it is heavily influenced by Ce 4 + . Despite the limitations of redox reactions for excess oxide anions and hydroxyl radicals, 4CZ and 2CZ, which contain less Ce ions, showed similar inhibition rates when compared to the respective analyzes of Ce NPs and 10CZ. This is supported by the fact that the ratio of Ce 3 + / Ce 4 + , which increases with Zr 4 + , and the rate of regeneration to Ce 3 + play the most important role in the reduction of excess oxide anions and hydroxyl radicals .
모든 분석결과에 따를 때, 7CZ는 활성산소 제거능력이 가장 탁월한 것으로 확인되었다. 나아가, 생리학적으로Zr4 +를 세리아 나노입자에 적절하게 첨가함에 따라 활성산소의 제거에 탁월한 효능을 보임이 확인되었다.According to the results of all analyzes, 7CZ was found to have the most excellent ability to remove active oxygen. Furthermore, it has been confirmed that physiologically, Zr 4 + is excellently added to ceria nanoparticles to remove active oxygen.
CLP 모델을 이용한 생존곡선 결과를 분석한 결과(실시예 8, 도 7) 누적되는 생존율을 확인해보았을 때, 14일 동안 PBS용액을 주사한 대조군에서는 3마리의 쥐만이 생존하였고, 7CZ를 주사한 실험군에서는 8마리의 쥐가 생존하여, 대조군은 83.3%, 실험군은 55.6%의 사망률을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 나아가, 상기 CLP 모델에서 CZNPs가 패혈증이 발병되는 막창자(cecum)주위에 분포하면서 국소부위에 작용한다는 것을 확인하였다. 결론적으로 세리아-지르코니아 고용체 나노입자가 생체 내에서 명확하게 패혈증 치료제로서의 효과가 있음을 확인할 수 있다.The results of the survival curve analysis using the CLP model (Example 8, FIG. 7) revealed that only 3 mice survived in the control group injected with PBS solution for 14 days, 8 mice survived and 83.3% of the control group and 55.6% of the experimental group were observed. Furthermore, in the above CLP model, it was confirmed that CZNPs are distributed around the cecum where sepsis occurs, and act on the local region. In conclusion, it can be confirmed that the ceria-zirconia solid solution nanoparticle is clearly effective as a therapeutic agent for sepsis in vivo.
본 실험에서는 CZ NPs를 단 1회만 투여하여 사망률을 27.7% 감소시키는 효과를 나타내었다. CZ NPs가 감염원인인 병원체를 해결하지 않았음에도 불구하고 생존율을 향상시켰다는 것은, CZ NPs의 활성산소 제거능력이 과도한 생체 이상 반응을 억제하는데 매우 중요한 역할을 했다는 것을 확인할 수 있다. 또한 CZ NPs는 재생하는 효과를 가지므로, 단 1회 투여에도 지속적으로 활성산소(ROS) 억제 효과를 가진다. In this experiment, only one dose of CZ NPs was administered to reduce the mortality rate by 27.7%. The fact that CZ NPs improved the survival rate even though they did not resolve the pathogen causing the infection indicates that the ability of CZ NPs to remove reactive oxygen has played an important role in suppressing excessive biomarkers. In addition, since CZ NPs have an effect of regeneration, they have an active oxygen (ROS) inhibitory effect continuously even once.
나아가, CLP모델의 생존 그래프에서 대조군의 초기 2-3일 동안의 사망률이 가장 높고, 그 이후에는 개체가 서서히 죽어가는 것을 관찰할 수 있다. 이는 3일 이후의 7CZ 실험군과 큰 차이가 없다. 이는 CZ NPs를 감염 초기에 빠르게 처리하는 것이 중요하다는 것을 시사하는데, CZ NPs는 Ce NPs에 비하여 빠르게 반응하는 바, 더 효과적임을 알 수 있다. 앞서 in vitro 실험(도 6)에서와 같이 초기 감염 반응이 일어나는 단계에서, CZ NPs의 패혈증 치료효과가 더 우월함을 확인할 수 있다.Furthermore, in the survival graph of the CLP model, the mortality rate during the first 2-3 days of the control group is the highest, and thereafter, the individual gradually dies. This is not much different from the 7CZ experimental group after 3 days. This suggests that it is important to treat CZ NPs rapidly in the early stages of infection, and CZ NPs react faster than Ce NPs and are more effective. As shown in the previous in vitro experiment (FIG. 6), it can be confirmed that the effect of treating CZ NPs with sepsis is superior at the stage of the initial infection reaction.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

Claims (22)

  1. 세리아-지르코니아로 이루어진 입자로 구성된 코어층;A core layer composed of particles composed of ceria-zirconia;
    상기 코어층의 표면에 계면활성제가 결합하여 이루어진 계면활성제층;A surfactant layer formed by bonding a surface active agent to the surface of the core layer;
    을 포함하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자.Ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
  2. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 코어층은 직경이 1 내지 5 nm 인 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자. Wherein the core layer has a diameter of 1 to 5 nm.
  3. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 세리아-지르코니아는 CexZr1 - xO2로 표현되며, x는 0.1 내지 1인 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자.Wherein the ceria-zirconia is represented by Ce x Zr 1 - x O 2 , and x is 0.1 to 1. The ceria-zirconia solid solution nanoparticle according to claim 1,
  4. 청구항1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 계면활성제는 C6-C20 알킬아민, 알킬트리메틸암모늄염((CH3)3RNX, 상기 R은 C8-C25이고, X는 Br, Cl, 또는 I), C12-C18 지방산의 알칼리염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자. The surfactant of the C 6 -C 20 alkyl amines, alkyl trimethyl ammonium salt ((CH 3) 3 RNX, wherein R is a C 8 -C 25, X is Br, Cl, or I), C 12 -C 18 fatty acids Wherein the ceria-zirconia solid solution nanoparticle is at least one selected from the group consisting of alkali metal salts and alkali salts.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 선택되는 어느 한 항의 세리아-지르코니아 고용체 나노입자에 포함된 계면활성제층;A surfactant layer contained in the ceria-zirconia solid solution nanoparticles of any one of claims 1 to 4;
    상기 계면활성제층의 경계와 흡착하는 인지질-PEG(phospholipid-polyethylene glycol)층;A phospholipid-polyethylene glycol (PEG) layer adsorbed on the boundary of the surfactant layer;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 나노복합체.And a ceria-zirconia nanocomposite.
  6. 청구항 5에 있어서, The method of claim 5,
    세리아-지르코니아 나노복합체는 직경이 5 내지 30nm인 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 나노복합체.The ceria-zirconia nanocomposite has a diameter of 5 to 30 nm.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6의 세리아-지르코니아 나노복합체를 포함하는 항산화제.An antioxidant comprising the ceria-zirconia nanocomposite of claim 5 or claim 6.
  8. 청구항 7에 있어서, The method of claim 7,
    상기 항산화제가 제거하는 활성산소는 과산화수소수(H2O2), 초과산화물음이온(O2-), 및 히드록실라디칼(OH·) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 항산화제. Wherein the active oxygen removed by the antioxidant is any one of hydrogen peroxide water (H 2 O 2 ), excess oxide anion (O 2 -), and hydroxyl radical (OH).
  9. 청구항 5 또는 청구항 6의 세리아-지르코니아 나노복합체를 포함하는 패혈증 치료제.A therapeutic agent for sepsis comprising the ceria-zirconia nanocomposite according to claim 5 or claim 6.
  10. 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법에 있어서, A method for producing ceria-zirconia solid solution nanoparticles,
    (a) 세륨 전구체, 지르코늄 전구체 및 계면활성제를 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계;(a) preparing a mixed solution by mixing a cerium precursor, a zirconium precursor, and a surfactant;
    (b) 상기 혼합된 용액을 분산시키는 단계;(b) dispersing the mixed solution;
    (c) 상기 분산된 용액을 가열하여 콜로이드 용액을 생성하는 단계;(c) heating the dispersed solution to produce a colloidal solution;
    (d) 상기 콜로이드 용액을 원심 분리하여 세리아-지르코니아 고용체 나노입자만을 침전시키는 단계;(d) centrifuging the colloidal solution to precipitate only ceria-zirconia solid solution nanoparticles;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법. Wherein the ceria-zirconia solid solution nanoparticles are prepared by a method comprising the steps of:
  11. 청구항 10에 있어서, The method of claim 10,
    상기 (a) 단계의 세륨전구체는 세륨(III) 아세틸아세토네이트 하이드레이트, 세륨(III) 아세테이트 하이드레이트, 세륨(III) 카보네이트 하이드레이트, 세륨(IV) 하이드록사이드, 세륨(III) 플루오라이드, 세륨(III) 클로라이드, 세륨(III) 클로라이드 헵타하이드레이트, 세륨(III) 브로마이드, 세륨(III) 아이오다이드, 세륨(III) 나이트레이트 헥사하이드레이트, 세륨(III) 설페이트, 세륨(III) 설페이트 하이드레이트 및 세륨(IV) 설페이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법.The cerium precursor of step (a) is selected from the group consisting of cerium (III) acetylacetonate hydrate, cerium (III) acetate hydrate, cerium (III) carbonate hydrate, cerium (IV) hydroxide, cerium (III) ) Cerium (III) sulfate heptahydrate, cerium (III) bromide, cerium (III) iodide, cerium (III) nitrate hexahydrate, cerium (III) ) Sulfate. ≪ / RTI > < RTI ID = 0.0 > 15. < / RTI >
  12. 청구항 10에 있어서,The method of claim 10,
    상기 (a) 단계의 상기 지르코늄전구체는 지르코늄(IV) 아세틸아세토네이트 하이드레이트, 지르코늄(IV) 아세테이트 하이드레이트, 지르코늄(IV) 카보네이트 하이드레이트, 지르코늄(IV) 하이드록사이드, 지르코늄(IV) 플루오라이드, 지르코늄(IV) 클로라이드, 지르코늄(IV) 클로라이드 옥타하이드레이트, 지르코늄(IV) 브로마이드, 지르코늄(IV) 아이오다이드, 지르코늄(IV) 옥시나이트레이트 하이드레이트, 지르코늄(IV) 설페이트 하이드레이트 및 지르코늄(IV) 설페이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법. The zirconium precursor in step (a) is selected from the group consisting of zirconium (IV) acetylacetonate hydrate, zirconium (IV) acetate hydrate, zirconium (IV) carbonate hydrate, zirconium (IV) hydroxide, zirconium (IV) (IV) chloride, zirconium (IV) chloride octahydrate, zirconium (IV) bromide, zirconium (IV) iodide, zirconium (IV) oxynitrate hydrate, zirconium (IV) sulfate hydrate and zirconium ≪ / RTI > wherein the ceria-zirconia solid solution nanoparticles are selected from ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
  13. 청구항 10에 있어서,The method of claim 10,
    상기 (a) 단계의 상기 계면활성제는 C6-C20 알킬아민, 알킬트리메틸암모늄염((CH3)3RNX, R은 C8-C25이고, X는 Br, Cl, 또는 I), C12-C18 지방산의 알칼리염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법.Wherein (a) the surfactant of step is C 6 -C 20 alkyl amines, alkyl trimethyl ammonium salt ((CH 3) 3 and RNX, R is C 8 -C 25, X is Br, Cl, or I), C 12 Wherein the cerium-zirconia solid solution nanoparticles are at least one selected from the group consisting of alkali salts of C 18 fatty acids.
  14. 청구항 10에 있어서, The method of claim 10,
    상기 (c) 단계와 (d) 단계 사이에 상기 콜로이드 용액을 냉각시킨 후, 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법. The method of claim 1, further comprising cooling the colloid solution between (c) and (d) and then washing the ceria solution.
  15. 청구항 10에 있어서,The method of claim 10,
    상기 (b) 단계에서의 분산에 있어서, 10 내지 20분간 실온에서 초음파분산기(sonicator)를 이용하여 분산하는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법.Wherein the dispersion in step (b) is carried out by using an ultrasonic disperser at room temperature for 10 to 20 minutes to disperse the ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
  16. 청구항 10에 있어서,The method of claim 10,
    상기 (c) 단계의 가열조건은, 1 내지 5(℃/min)의 가열속도로 70 내지 90℃까지 가열하는 제1단계;The heating condition in the step (c) may include a first step of heating to 70 to 90 캜 at a heating rate of 1 to 5 (캜 / min);
    70 내지 90℃를 유지하는 제2단계;Maintaining a temperature of 70 to 90 캜;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법.≪ / RTI > wherein the ceria-zirconia solid solution nanoparticles are prepared from the ceria-zirconia solid solution nanoparticles.
  17. 청구항 16에 있어서,18. The method of claim 16,
    상기 제2단계는 3 내지 30시간을 유지하는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법.Wherein the second step maintains the ceria-zirconia solid solution nanoparticles for 3 to 30 hours.
  18. 청구항 14에 있어서,15. The method of claim 14,
    상기 냉각 조건에 있어서, 10 내지 30℃까지 냉각시키는 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 고용체 나노입자 제조방법.And cooling the solution to 10 to 30 占 폚 under the cooling condition.
  19. 세리아- 지르코니아 나노복합체 제조방법에 있어서,A method for producing a ceria-zirconia nanocomposite,
    (a) 세리아-지르코니아 고용체 나노입자가 들어있는 제1분산액과 인지질-PEG가 들어있는 제2분산액을 혼합하여 제1혼합용액을 제조하는 단계;(a) mixing a first dispersion containing ceria-zirconia solid solution nanoparticles with a second dispersion containing a phospholipid-PEG to prepare a first mixed solution;
    (b) 상기 제1혼합용액을 증발시켜 용매을 제거하여 상기 세리아-지르코니아 고용체 나노입자를 포함하는 분말을 수득하는 단계;(b) evaporating the first mixed solution to remove the solvent to obtain a powder containing the ceria-zirconia solid solution nanoparticles;
    (c) 물에 상기 분말을 첨가하여 제2 혼합용액을 제조하는 단계;(c) adding the powder to water to prepare a second mixed solution;
    (d) 상기 제2혼합용액을 복수의 여과 구멍을 구비한 여과재에 통과시켜 여액으로 분리하는 단계;(d) passing the second mixed solution through a filter medium having a plurality of filtration holes to separate the filtrate into filtrate;
    를 포함하는 세리아-지르코니아 나노복합체 제조방법.≪ / RTI >
  20. 청구항 19에 있어서,The method of claim 19,
    상기 (a) 단계에 있어서, In the step (a)
    상기 세리아-지르코니아 나노입자가 들어있는 제1분산액의 농도 및 상기 인지질-PEG가 들어있는 제2분산액의 농도는 10mg/ml인 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 나노복합체 제조방법.Wherein the concentration of the first dispersion containing the ceria-zirconia nanoparticles and the concentration of the second dispersion containing the phospholipid-PEG is 10 mg / ml.
  21. 청구항 19에 있어서,The method of claim 19,
    상기 (a) 단계에 있어서, In the step (a)
    상기 제1분산액과 상기 제2분산액의 용매는 각각 클로로포름(CHCl3), 디클로로메탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 사이클로헥산, 에틸 아세테이트, 테트라하이드로퓨란, 디에틸 에테르 및 트리클로로에틸렌 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 나노복합체 제조방법.The solvent of the first dispersion and the second dispersion is any one of chloroform (CHCl 3 ), dichloromethane, pentane, hexane, heptane, cyclohexane, ethyl acetate, tetrahydrofuran, diethyl ether and trichlorethylene Characterized in that the ceria-zirconia nanocomposite is produced by the method.
  22. 청구항 19에 있어서,The method of claim 19,
    상기 (d) 단계에 있어서, In the step (d)
    상기 여과재의 복수의 여과구멍들의 크기는 0.1 내지 1.0마이크로미터(μm)인 것을 특징으로 하는 세리아-지르코니아 나노복합체 제조방법.Wherein the size of the plurality of filtration holes of the filter medium is 0.1 to 1.0 micrometer (μm).
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