KR101384977B1 - Nmps solubilization apparatus having coaxial nozzle - Google Patents

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KR101384977B1
KR101384977B1 KR1020130098748A KR20130098748A KR101384977B1 KR 101384977 B1 KR101384977 B1 KR 101384977B1 KR 1020130098748 A KR1020130098748 A KR 1020130098748A KR 20130098748 A KR20130098748 A KR 20130098748A KR 101384977 B1 KR101384977 B1 KR 101384977B1
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황정호
양재문
김상윤
박지운
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

A nano-magnetic substance solubilizing device including a coaxial nozzle is disclosed. The nano-magnetic substance solubilizing device according to an embodiment of the invention includes a coaxial nozzle part (100) including an inner nozzle (110) and an outer nozzle (12) and formed of electroconductive materials, a water pool part (200) separated from the bottom of the coaxial nozzle part and including an accepting part, a ground plate part (500) placed closely to a bottom surface of the water pool part (200) and having area and shape corresponding to the bottom surface of the water pool part, a stirrer (400) placed in the accepting part of the water pool part (200) and including a blade (410) stirring liquid (300) in the accepting part, and a power part (600) supplying a voltage to generate an electric field between the ground plate part (500) and the coaxial nozzle part (100) by being electrically connected to the ground plate part (500) and an external surface of the coaxial nozzle part (100). Oxidized steel solution (10) is dropped in the inner nozzle and surfactant (20) is dropped in the outer nozzle (120). The oxidized steel solution (10) and the surfactant (20) discharged from the coaxial nozzle part (100) are electronically sprayed by the electric field generated by the ground plate part (500) and the coaxial nozzle part (100) in order to be collected into the liquid (300) in the accepting part of the water pool part (200).

Description

동축 노즐을 포함하는 나노 자성체 수용화 장치 {NMPs Solubilization Apparatus Having Coaxial Nozzle}Nano Magnetic Receptacles with Coaxial Nozzles {NMPs Solubilization Apparatus Having Coaxial Nozzle}

본 발명은 동축 노즐을 포함하는 나노 자성체 수용화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 동축 노즐을 이용한 전기 수력학 분무방식을 이용하여 열분해법으로 만들어진 올레익산 코팅된 MNP(magnetic nano particles)를 친수성 개질로 코팅하고, 물에 안정되게 분산시키는 나노 자성체 수용화 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a nano-magnetic material receiving apparatus including a coaxial nozzle, and more particularly, hydrophilicity of oleic acid-coated magnetic nanoparticles (MNP) made by pyrolysis using an electrohydraulic spray method using a coaxial nozzle. The present invention relates to a nano-magnetic body receiving device which is coated with a modification and stably dispersed in water.

국내 조영제(contrast media, contrast agent) 시장은 2011년 2300억원 규모로 알려져 있으며, 매년 10%씩 고성장 하고 있는 추세이다. 특히 노령인구가 급증하는 초 고령화 흐름 속에 치료 중심에서 예방 중심으로 의료 서비스가 점차 변하고 있어 조영제 사용이 증가하고 있으며, 정기 건강 진단 급증 등의 요인에 의해 조영제의 수요는 더욱 늘어날 것으로 전망된다.The domestic contrast media (contrast agent) market is known to be worth W230bn in 2011 and is growing at an annual rate of 10%. In particular, as the elderly population is rapidly aging, medical services are gradually changing from treatment to prevention, and the use of contrast agents is increasing, and the demand for contrast agents is expected to increase further due to factors such as regular medical checkups.

조영제 제조에 있어서, 종래의 기술에서는 열분해법으로 만들어진 올레익산 코팅된 나노 자성체 입자(MNP, magnetic nano particles)를 친수성 개질로 코팅한다. 또한, 친수성 재질로 코팅하기 위해, MNP와 계면 활성제를 물에 넣고 초음파분산기(ultrasonicator)를 이용하여 표면 코팅을 하게 된다.In the preparation of the contrast agent, in the prior art, oleic acid coated nano magnetic particles (MNP) made by pyrolysis are coated with hydrophilic modification. In addition, in order to coat with a hydrophilic material, MNP and a surfactant are put in water and the surface is coated by using an ultrasonic dispersion (ultrasonicator).

그러나, 종래의 기술은, 일정 공간에 일정량의 원료를 투입하여 공정을 수행하는 배치 프로세스(batch process)이므로 연속식 공정에 의한 대량생산에는 적용될 수 없다는 문제점을 가지고 있다.
However, the related art has a problem that it is not applicable to mass production by a continuous process because it is a batch process in which a certain amount of raw material is put into a predetermined space to perform a process.

따라서, 조영제 즉 나노 자성체를 생산함에 있어 대량생산이 가능한 제조장치에 대한 필요성이 요구되고 있다.
Therefore, there is a need for a production apparatus capable of mass production in producing a contrast agent, ie, a nano magnetic material.

공개특허공보 제10-2011-0121281호 (2011년 11월 07일 공개)Publication No. 10-2011-0121281 (published November 7, 2011)

본 발명의 목적은, 동축 노즐을 이용한 전기 수력학 분무방식을 이용하여 열분해법으로 만들어진 올레익산 코팅된 MNP(magnetic nano particles)를 친수성 개질로 코팅하고, 물에 안정되게 분산시키는 나노 자성체 수용화 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to coat a oleic acid-coated magnetic nanoparticles (MNP) made by pyrolysis using an electrohydraulic spraying method using a coaxial nozzle with a hydrophilic modification and to stably disperse in water. To provide.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 조영제 즉 나노 자성체를 생산함에 있어 대량생산이 가능한 제조장치를 제공하는 것이다.
In addition, another object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus capable of mass production in producing a contrast agent, that is, a nano-magnetic material.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 나노 자성체 수용화 장치는,Nano-magnetic material receiving device according to an aspect of the present invention for achieving this object,

내부 노즐 및 외부 노즐을 구비하고, 전기전도성 소재로 구성된 동축 노즐부;A coaxial nozzle unit having an inner nozzle and an outer nozzle and made of an electrically conductive material;

상기 동축 노즐부 하부에 소정의 거리만큼 이격되어 위치하고, 수납부를 구비하는 수조부(water pool part);A water pool part disposed below the coaxial nozzle part by a predetermined distance and provided with an accommodating part;

상기 수조부 하부면에 인접하여 위치하고, 수조부의 하부면과 대응되는 형상 및 대면적을 갖는 그라운드 플레이트부(ground plate part);A ground plate part positioned adjacent to a lower surface of the water tank part and having a shape and a large area corresponding to the lower surface of the water tank part;

상기 수조부의 수납부 내부에 위치하고 수납부 내부에 수납된 액체를 휘저어 혼합시키는 블레이드를 구비하는 교반기(stirrer); 및A stirrer disposed inside the accommodating part of the tank and provided with a blade for stirring and mixing the liquid contained in the accommodating part; And

상기 동축 노즐부의 외부면 및 그라운드 플레이트부와 전기적으로 연결되어, 동축 노즐부 및 그라운드 플레이트부 사이에 전기장이 형성되도록 전원을 공급하는 전원부;A power supply unit electrically connected to the outer surface of the coaxial nozzle unit and the ground plate unit to supply power to form an electric field between the coaxial nozzle unit and the ground plate unit;

를 포함하되,, ≪ / RTI &

상기 내부 노즐에는 산화철 용액을 흘려주고, 상기 외부 노즐에는 계면활성제를 흘려주며,Iron oxide solution is flowed to the inner nozzle, and a surfactant is flowed to the outer nozzle,

상기 동축 노즐부로부터 배출된 산화철 용액과 계면활성제는, 상기 동축 노즐부 및 그라운드 플레이트부에 의해 형성되는 전기장에 의해 정전 분무되어, 상기 수조부의 수납부 내부에 수납된 액체로 포집되는 구성일 수 있다.
The iron oxide solution and the surfactant discharged from the coaxial nozzle part may be electrostatically sprayed by an electric field formed by the coaxial nozzle part and the ground plate part, and may be configured to be collected by the liquid contained in the accommodating part of the tank part. have.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 산화철 용액은, 올레익산(oleic acid) 코팅된 산화철 나노입자를 핵산에 분산시킨 것일 수 있다.According to an aspect of the present invention, the iron oxide solution may be obtained by dispersing oleic acid coated iron oxide nanoparticles in a nucleic acid.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 계면활성제는, HLB 값(hydrophilic-lipophilic balance value)이 15 내지 20인 것일 수 있다.According to an aspect of the present invention, the surfactant may have a HLB (hydrophilic-lipophilic balance value) of 15 to 20.

또한, 상기 계면활성제는, 솔루빌라이저(solubilizer)일 수 있다.In addition, the surfactant may be a solubilizer.

이 경우, 상기 솔루빌라이저는, 폴리소베이트 80(polysorbate 80) 또는 트윈 80(tween 80)일 수 있다.
In this case, the solubilizer may be polysorbate 80 or tween 80.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 수조부의 수납부에 수납되는 액체는, DI워터(deionized water)일 수 있다.
According to an aspect of the present invention, the liquid accommodated in the receiving portion of the tank may be DI water (deionized water).

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 내부 노즐(110) 일단부의 내경(Di)은 0.10 내지 0.40 mm 이고,According to an aspect of the present invention, the inner diameter Di of one end of the inner nozzle 110 is 0.10 to 0.40 mm,

상기 외부 노즐(120) 일단부의 내경(Do)은 0.50 내지 1.20 mm 이며,The inner diameter Do of one end of the outer nozzle 120 is 0.50 to 1.20 mm,

상기 내부 노즐(110) 일단부는 외부 노즐(120) 일단부 면을 기준으로 0.1 내지 0.5 mm 길이(L)만큼 돌출된 구조일 있다.
One end of the inner nozzle 110 may protrude by 0.1 to 0.5 mm in length L based on one end of the outer nozzle 120.

한편, 상기 동축 노즐부(100)의 일단부와 상기 그라운드 플레이트부(500)와의 거리(H)는 10 cm 미만일 수 있다.Meanwhile, the distance H between one end of the coaxial nozzle unit 100 and the ground plate unit 500 may be less than 10 cm.

또한, 상기 동축 노즐부 및 그라운드 플레이트부 사이에 전기장이 형성되도록, 상기 동축 노즐부 및 그라운드 플레이트부에 공급되는 전압은, 5,000 내지 15,000 V 일 수 있다.
The voltage supplied to the coaxial nozzle part and the ground plate part may be 5,000 to 15,000 V so that an electric field is formed between the coaxial nozzle part and the ground plate part.

본 발명은 또한, 상기 나노 자성체 수용화 장치를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 조영제를 제공할 수 있다.
The present invention can also provide a contrast agent, which is prepared using the nano-magnetic material receiving device.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 나노 자성체 수용화 장치는, 특정 구조의 동축 노즐을 구비하여 나노 자성체 수용화 장치를 구성함으로써, 전기 수력학 분무방식을 이용하여 열분해법으로 만들어진 올레익산 코팅된 MNP(magnetic nano particles)를 친수성 개질로 코팅하고, 물에 안정되게 분산시킬 수 있으며, 10 nm의 크기의 단분산 분포를 가진 나노 자성체를 제조할 수 있다.As described above, the nanomagnetic material accommodating device according to the present invention comprises a oleic acid coating made by pyrolysis using an electro-hydraulic spray method by constructing the nanomagnetic material accommodating device with a coaxial nozzle having a specific structure. MNP (magnetic nanoparticles) can be coated with a hydrophilic modification, can be stably dispersed in water, and can produce a nano magnetic material having a monodisperse distribution of 10 nm in size.

또한, 본 발명에 따른 나노 자성체 수용화 장치는, 조영제 즉 나노 자성체를 생산함에 있어 대량생산이 가능하고, 종래의 생산방법에 비해 더 빠르고 안정적으로 생산이 가능하다.
In addition, the nano-magnetic material receiving apparatus according to the present invention, mass production in the production of contrast medium, that is, nano-magnetic material is possible, and can be produced more quickly and stably than the conventional production method.

도 1은 전기수력학의 원리를 이용하여 분사노즐로부터 액적을 토출하는 모습을 나타내는 측면 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 나노 자성체 수용화 장치의 측면 모식도이다.
도 3은 도 2의 동축 노즐부와 혼합관부의 측면 모식도이다.
도 4는 도 2의 올레익산 코팅된 산화철 입자의 단면 모식도이다.
도 5는 도 2의 나노 자성체 수용화 장치에 의해 제조된 나노 자성체 입자의 단면 모식도이다.1 is a schematic side view showing a state of ejecting droplets from a spray nozzle using the principle of electrohydraulics.
Figure 2 is a schematic side view of the nano-magnetic material receiving apparatus according to the present invention.
3 is a schematic side view of the coaxial nozzle unit and the mixing tube unit of FIG. 2.
4 is a schematic cross-sectional view of the oleic acid coated iron oxide particles of FIG.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the nano magnetic particles produced by the nano magnetic body accommodating device of FIG. 2.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하지만 본 발명의 범주가 그것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto. In the description of the present invention, a detailed description of known configurations will be omitted, and a detailed description thereof will be omitted for configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

도 1에는 전기수력학의 원리를 이용하여 분사노즐로부터 액적을 토출하는 모습을 나타내는 측면 모식도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a schematic side view showing a state of ejecting droplets from a spray nozzle using the principle of electrohydraulics.

도 1을 참조하면, 전기수력학의 원리를 이용한 액적 토출 장치(7)는, 분사노즐(1), 기판(4), 및 분사노즐(1)과 기판(4) 사이에 전기장(3)을 발생시키는 전원공급부(5)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the droplet ejection apparatus 7 using the principle of electrohydraulic generates an injection nozzle 1, a substrate 4, and an electric field 3 between the injection nozzle 1 and the substrate 4. It may be composed of a power supply unit 5 to.

구체적으로, 분사노즐(1)과 기판(4) 사이에 일정 전압을 인가하면, 전기장(3)이 발생하며, 동시에 분사노즐(1) 단부에 맺힌 액적(2)의 표면에 전하가 집중된다. 이때, 액적(2) 표면에 발생되는 전하와 전기장(3)에 의해 분사노즐(1)의 액적(2)이 분사되려는 압력이 액적(2)의 표면장력보다 커지는 경우, 구형이던 액적(2)의 표면이 49.3 도의 각도를 갖는 일명 테일러 콘(taylor cone) 형상(2')으로 변형되면서, 분사노즐(1)의 직경보다 작은 직경을 가지는 입자(6)들의 스프레이(spray)가 발생된다. 전기장(3)에 의한 테일러 콘 형성으로 상대적으로 수 ㎛ 내지 수십 ㎛ 의 직경을 가지는 분사노즐로부터 수백 nm 내지 수 ㎛ 의 직경을 가지는 입자들의 스프레이를 발생시킬 수 있다. 따라서, 이러한 전기수력학의 원리를 이용하여 미세입자를 정확한 위치에 포집하여 제조할 수 있다. 이러한 원리는 미세입자 제조 방법뿐만 아니라 초미세 프린팅 기술에도 활용되고 있다.Specifically, when a constant voltage is applied between the injection nozzle 1 and the substrate 4, an electric field 3 is generated, and at the same time, charges are concentrated on the surface of the droplet 2 formed at the end of the injection nozzle 1. At this time, when the pressure to be injected by the droplets 2 of the injection nozzle 1 is greater than the surface tension of the droplets 2 by the electric charges and the electric field 3 generated on the surface of the droplets 2, the droplets 2 which were spherical As the surface of the surface is deformed into a so-called taylor cone shape 2 'with an angle of 49.3 degrees, a spray of particles 6 having a diameter smaller than that of the injection nozzle 1 is generated. Taylor cone formation by the electric field 3 can generate a spray of particles having a diameter of several hundred nm to several micrometers from a spray nozzle having a diameter of several micrometers to several tens of micrometers. Therefore, by using the principle of the electro-hydraulic can be produced by collecting the fine particles in the correct position. This principle is used not only in the preparation method of microparticles but also in ultrafine printing technology.

본 발명에 따른 나노 자성체 수용화 장치는, 상기 언급한 전기수력학의 원리를 응용한 것으로서, 내부 노즐 및 외부 노즐을 구비하는 동축 노즐부를 활용하여, 열분해법으로 만들어진 올레익산 코팅된 MNP(magnetic nano particles)를 친수성 개질로 코팅하고, 물에 안정되게 분산시킬 수 있다. 이에 대한 구체적인 실시예를 이하 상세히 설명하기로 한다.
The nano magnetic material accommodating device according to the present invention is an application of the above-mentioned principles of electrohydrodynamics, and utilizes a coaxial nozzle portion having an internal nozzle and an external nozzle, and is made of oleic acid-coated MNP (magnetic nanoparticles) made by pyrolysis. ) Can be coated with a hydrophilic modification and dispersed stably in water. Specific embodiments will be described in detail below.

도 2에는 본 발명에 따른 나노 자성체 수용화 장치의 측면 모식도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 동축 노즐부의 측면 모식도가 도시되어 있다. 또한, 도 4에는 도 2의 올레익산 코팅된 산화철 입자의 단면 모식도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a side schematic view of the nano-magnetic material accommodating device according to the present invention, and FIG. 3 is a side schematic view of the coaxial nozzle unit of FIG. 2. 4 is a schematic cross-sectional view of the oleic acid coated iron oxide particles of FIG. 2.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 나노 자성체 수용화 장치(800)는, 동축 노즐부(100), 수조부(200), 그라운드 플레이트부(500), 교반기(400) 및 전원부(600)로 구성될 수 있다.Referring to these drawings, the nano-magnetic material receiving apparatus 800 according to the present embodiment, the coaxial nozzle unit 100, the water tank unit 200, the ground plate portion 500, the stirrer 400 and the power supply unit 600 It can be configured as.

구체적으로, 동축 노즐부(100)는 전기전도성 소재로 구성된 내부 노즐(110) 및 외부 노즐(120)로 구성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 내부 노즐(110) 일단부의 내경(Di)은 0.10 내지 0.40 mm 이고, 외부 노즐(120) 일단부의 내경(Do)은 0.50 내지 1.20 mm 일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 전기수력학의 원리를 더욱 잘 적용할 수 있도록, 내부 노즐(110)은 0.5 mm의 외경 및 0.25mm의 내경으로 형성되고, 외부 노즐(120)은 1.28 mm의 외경 및 0.84mm의 내경으로 형성된 구조일 수 있다. 또한, 내부 노즐(110) 일단부는 외부 노즐(120) 일단부 면을 기준으로 0.1 내지 0.5 mm 길이(L)만큼 돌출된 구조일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 돌출된 길이(L)는 0.3 mm일 수 있다.Specifically, the coaxial nozzle unit 100 may be composed of an inner nozzle 110 and an outer nozzle 120 made of an electrically conductive material. More specifically, the inner diameter Di of one end of the inner nozzle 110 may be 0.10 to 0.40 mm, and the inner diameter Do of one end of the outer nozzle 120 may be 0.50 to 1.20 mm. More preferably, in order to better apply the principles of electrohydraulic, the inner nozzle 110 is formed with an outer diameter of 0.5 mm and an inner diameter of 0.25 mm, and the outer nozzle 120 has an outer diameter of 1.28 mm and 0.84 mm It may be a structure formed by the inner diameter. In addition, one end of the inner nozzle 110 may have a structure protruding by a length (L) of 0.1 to 0.5 mm based on the end surface of the outer nozzle 120. More preferably, the protruding length L may be 0.3 mm.

이러한 특정 크기 및 형상으로 구성된 동축 노즐부(100)는, 전기수력학의 원리에 의해 형성되는 테일러 콘 형상을 구현할 수 있으며, 이러한 원리에 의해 미세 입자를 만들어낼 수 있다.The coaxial nozzle unit 100 having such a specific size and shape can implement a Taylor cone shape formed by the principle of electrohydraulic, and can produce fine particles by this principle.

또한, 내부에 액체(300)를 수납할 수 있는 수납부를 구비하는 수조부(200)는, 동축 노즐부(100) 하부에 소정의 거리만큼 이격되어 위치할 수 있다.In addition, the water tank unit 200 having an accommodating unit for accommodating the liquid 300 therein may be spaced apart from the coaxial nozzle unit 100 by a predetermined distance.

한편, 수조부(200)의 하부면에는 그라운드 플레이트부(500)가 인접하여 위치할 수 있고, 그라운드 플레이트부(500)의 형상과 대면적은 수조부(200)의 하부면과 대응될 수 있다.Meanwhile, the ground plate 500 may be adjacent to the lower surface of the water tank 200, and the shape and the large area of the ground plate 500 may correspond to the lower surface of the water tank 200. .

또한, 교반기(400)는 수조부(200)의 수납부 내부에 위치하여 수납부 내부에 수납된 액체(300)를 휘저어 혼합시키는 블레이드(410) 및 블레이드(410)에 구동력을 전달하는 구동부(420)를 포함할 수 있다.In addition, the stirrer 400 is located inside the accommodating part of the water tank part 200, and a driving part 420 for transmitting the driving force to the blade 410 and the blade 410 which stirs and mixes the liquid 300 contained in the accommodating part. ) May be included.

전원부(600)는, 동축 노즐부(100)의 외부면 및 그라운드 플레이트부(500)와 케이블(610, 620)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전원부(600)는 소정의 전압을 인가하여 동축 노즐부(100) 및 그라운드 플레이트부(500) 사이에 전기장을 형성시킬 수 있다.The power supply unit 600 may be electrically connected to the outer surface of the coaxial nozzle unit 100 and the ground plate unit 500 by cables 610 and 620. In addition, the power supply unit 600 may apply a predetermined voltage to form an electric field between the coaxial nozzle unit 100 and the ground plate unit 500.

이하, 본 발명에 따른 나노 자성체 수용화 장치(700)를 이용하여 나노 자성체를 제조하는 과정을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a process of manufacturing the nano magnetic material by using the nano magnetic material accommodating device 700 according to the present invention will be described in detail.

동축 노즐부(100)는 내부 노즐(110) 및 외부 노즐(120)로 구성되는 바, 내부 노즐(110)에는 산화철 용액(10)을 흘려주고, 외부 노즐(120)에는 계면활성제(20)를 흘려줄 수 있다.The coaxial nozzle unit 100 is composed of an inner nozzle 110 and an outer nozzle 120, the iron oxide solution 10 flows through the inner nozzle 110, and the surfactant 20 is applied to the outer nozzle 120. I can shed it.

더욱 구체적으로, 산화철 용액(10)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 올레익산(oleic acid) 코팅(11)된 산화철 나노입자(11)를 핵산에 분산시킨 것일 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 4, the iron oxide solution 10 may be obtained by dispersing oleic acid coated iron oxide nanoparticles 11 in a nucleic acid.

올레익산은 나노 자성체(magnetic nano particle)를 만드는 종래의 제조 공정에서 꼭 필요한 물질로서, 일반적으로, 나노 자성체는 올레익산으로 코팅되어 있는 형태로 제조된다. 올레익산은 소수성 물질로 콜로이드로 안정화되기 어려운 물질이다. 따라서, 올레익산 코팅된 나노 자성체를 조영제로 사용하기 위해서는, 물에서 잘 분산 될 수 있도록 친수성 코팅이 필요하며, 이러한 역할을 수행할 수 있는 대표적인 예로서 계면활성제를 들 수 있다.Oleic acid is an essential material in the conventional manufacturing process for making magnetic nanoparticles (magnetic nanoparticles), generally, the nano-magnetic material is prepared in the form coated with oleic acid. Oleic acid is a hydrophobic material that is difficult to stabilize colloidally. Therefore, in order to use the oleic acid-coated nano magnetic material as a contrast agent, a hydrophilic coating is required to be well dispersed in water, and a surfactant is a representative example that can perform this role.

구체적으로, 계면활성제(20)는, 올레익산 코팅된 나노 자성체를 물에 잘 분산될 수 있도록, HLB 값(hydrophilic-lipophilic balance value)이 15 내지 20인 것일 수 있다. 또 다른 예로서, 계면활성제(20)는 솔루빌라이저(solubilizer)일 수 있고, 이 경우, 계면활성제(20)는 폴리소베이트 80(polysorbate 80) 또는 트윈 80(tween 80)일 수 있다.
Specifically, the surfactant 20 may have a hydrophilic-lipophilic balance value (HLB) of 15 to 20 so that the oleic acid-coated nano magnetic material may be well dispersed in water. As another example, the surfactant 20 may be a solubilizer, in which case the surfactant 20 may be polysorbate 80 or tween 80.

동축 노즐부(100)에 흘려 주입된 산화철 용액(10)과 계면활성제(20)는 동축 노즐부(100)를 타고 하방으로 이동하여 혼합관부(200)로 주입될 수 있다. 혼합관부(200)로 주입된 산화철 용액(10)과 계면활성제(20)는 혼합관부(200) 내에서 서로 혼합될 수 있다.The iron oxide solution 10 and the surfactant 20 flowed into the coaxial nozzle unit 100 may be injected downward into the mixing tube unit 200 by moving downward through the coaxial nozzle unit 100. The iron oxide solution 10 and the surfactant 20 injected into the mixing tube part 200 may be mixed with each other in the mixing tube part 200.

산화철 용액(10)과 계면활성제(20)의 혼합용액(30)은 혼합관부(200)의 일단부에 액적(31)을 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 액적(31)은 동축 노즐부(100)와 그라운드 플레이트부(500)에 인가된 전압에 의해 형성된 전기장에 의해 스프레이 형태(40)로 분사될 수 있다. 더욱 구체적으로, 동축 노즐부(100) 및 그라운드 플레이트부(500) 사이에 전기장이 형성되도록, 동축 노즐부(100) 및 그라운드 플레이트부(500)에 공급되는 전압은, 5,000 내지 15,000 V 일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 8,700 내지 11,400 V 일 수 있다. 또한, 동축 노즐부(100)의 일단부와 그라운드 플레이트부(500)와의 거리(H)는 10 cm 미만일 수 있다. 동축 노즐부(100)의 일단부와 그라운드 플레이트부(500)와의 거리(H)는 전기수력학의 원리에 의해 동축 노즐부(100)로부터 미세입자를 발생시킬 수 있도록, 동축 노즐부(100)의 크기 및 전압의 크기 등을 고려하여 적절히 변경될 수 있음은 물론이다.
The mixed solution 30 of the iron oxide solution 10 and the surfactant 20 may form a droplet 31 at one end of the mixing tube part 200. The droplet 31 thus formed may be sprayed in the spray form 40 by an electric field formed by a voltage applied to the coaxial nozzle unit 100 and the ground plate unit 500. More specifically, the voltage supplied to the coaxial nozzle unit 100 and the ground plate 500 may be 5,000 to 15,000 V so that an electric field is formed between the coaxial nozzle unit 100 and the ground plate 500. . More preferably, it may be 8,700 to 11,400 V. In addition, the distance H between one end of the coaxial nozzle unit 100 and the ground plate unit 500 may be less than 10 cm. The distance H between one end of the coaxial nozzle part 100 and the ground plate part 500 is such that the fine particles can be generated from the coaxial nozzle part 100 by the principle of electrohydraulic. Of course, it can be appropriately changed in consideration of the magnitude and magnitude of the voltage.

도 5에는 도 2의 나노 자성체 수용화 장치에 의해 제조된 나노 자성체 입자의 단면 모식도가 도시되어 있다.FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the nano magnetic particles produced by the nano magnetic body accommodating device of FIG. 2.

도 5를 도 2와 함께 참조하면, 전기장에 의해 스프레이 형태로 분사된 입자(40)들은, 수조부(200)의 수납부 내부에 수납된 액체(300)로 포집되어 나노 자성체 입자(50)를 형성할 수 있다. 구체적으로, 나노 자성체 입자(50)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 올레익산(oleic acid) 코팅(11)된 산화철 나노입자(11)가 또 다시 폴리소베이트 80에 의해 코팅된 구조일 수 있으며, 10 내지 100 nm의 직경(d)을 갖는 크기일 수 있다.Referring to FIG. 5 together with FIG. 2, the particles 40 sprayed in the form of a spray by an electric field are collected by the liquid 300 contained in the accommodating part of the water tank 200 to collect the nano magnetic particles 50. Can be formed. Specifically, as shown in FIG. 5, the nano magnetic particles 50 may have a structure in which the iron oxide nanoparticles 11 coated with oleic acid 11 are coated with polysorbate 80 again. It may be a size having a diameter (d) of 10 to 100 nm.

한편, 수조부(200) 내부에는 나노 자성체 입자(50)들이 액체(300) 내부에 안정되게 분산될 수 있도록, 액체(300)를 휘저어주는 블레이드(410)가 위치할 수 있다.Meanwhile, a blade 410 that stirs the liquid 300 may be located in the water tank 200 so that the nano magnetic particles 50 may be stably dispersed in the liquid 300.

또한, 전기수력학 분무방식을 이용하여 제조된 나노 자성체 입자(50)들은 전하를 띄고 있기 때문에 액체(300) 내부에서 서로 엉키지 않고, 고르게 액체(300) 내부에 분산될 수 있다. 또한, 액체(300)는 나노 자성체 입자(50)들을 고르게 분산시킬 수 있는 액체인 바, 예를 들어, DI 워터(deionized water)일 수 있다.In addition, since the nanomagnetic particles 50 manufactured by using the electro-hydraulic spraying method are charged, they may be dispersed in the liquid 300 without being entangled with each other in the liquid 300. In addition, the liquid 300 may be, for example, DI water (deionized water) as a liquid capable of evenly dispersing the nano magnetic particles 50.

한편, 동축 노즐부(100)에 지속적으로 산화철 용액(10)과 계면활성제(20)를 공급할 수 있는 공급 라인(도시하지 않음)을 장착할 경우, 본 발명에 따른 나노 자성체 수용화 장치는, 연속적으로 나노 자성체 입자를 생산할 수 있어, 대량생산이 가능할 수 있다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이, 전기수력학적 원리를 이용하므로, 종래의 생산방법에 비해 더 빠르고 안정적으로 나노 자성체 입자를 생산할 수 있다.
On the other hand, when the supply line (not shown) capable of continuously supplying the iron oxide solution 10 and the surfactant 20 to the coaxial nozzle unit 100, the nano-magnetic material receiving device according to the present invention, the continuous The nano magnetic particles can be produced, thereby allowing mass production. In addition, as described above, since the electrohydrodynamic principle is used, it is possible to produce nanomagnetic particles more quickly and stably than the conventional production method.

따라서, 본 실시예에 따른 나노 자성체 수용화 장치는, 특정 구조의 동축 노즐을 구비하여 나노 자성체 수용화 장치를 구성함으로써, 전기 수력학 분무방식을 이용하여 열분해법으로 만들어진 올레익산 코팅된 MNP(magnetic nano particles)를 친수성 개질로 코팅하고, 물에 안정되게 분산시킬 수 있으며, 10 nm의 크기의 단분산 분포를 가진 나노 자성체를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 나노 자성체 수용화 장치는, 조영제 즉 나노 자성체를 생산함에 있어 대량생산이 가능하고, 종래의 생산방법에 비해 더 빠르고 안정적으로 생산이 가능할 수 있는 기술적 이점을 가지게 된다.
Therefore, the nanomagnetic material accommodating device according to the present embodiment comprises a nanomagnetic material accommodating device having a coaxial nozzle having a specific structure, and thus, an oleic acid coated MNP (magnetically coated) made by pyrolysis using an electrohydraulic spray method. nano particles) can be coated with a hydrophilic modification, stably dispersed in water, and a nano magnetic material having a monodisperse distribution of 10 nm in size can be prepared. In addition, the nano-magnetic material receiving apparatus according to the present invention has a technical advantage that can be mass-produced in the production of contrast medium, that is, nano-magnetic material, can be produced more quickly and stably than the conventional production method.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
In the foregoing detailed description of the present invention, only specific embodiments thereof have been described. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .

1: 분사노즐 2: 액적
2': 테일러 콘 형상 3: 전기장
4: 기판 5: 전원공급부
6: 스프레이 형태의 입자 7: 액적 토출 장치
10: 산화철 용액 20: 계면활성제
30: 혼합 용액 31: 액적
40: 스프레이 형태의 입자
100: 동축 노즐부 110: 내부 노즐
120: 외부 노즐 200: 수조부
300: 액체 400: 교반기
410: 블레이드 420: 구동부
500: 그라운드 플레이트부 600: 전원부
610, 620: 케이블 700: 나노 자성체 수용화 장치1: spray nozzle 2: droplet
2 ': Taylor cone shape 3: electric field
4: Board 5: Power Supply
6: particle in spray form 7: droplet ejection device
10: iron oxide solution 20: surfactant
30: mixed solution 31: droplet
40: particles in the form of a spray
100: coaxial nozzle unit 110: internal nozzle
120: external nozzle 200: water tank
300: liquid 400: stirrer
410: blade 420: drive unit
500: ground plate portion 600: power supply portion
610, 620: cable 700: nano-magnetic material receiving device

Claims (10)

내부 노즐(110) 및 외부 노즐(120)을 구비하고, 전기전도성 소재로 구성된 동축 노즐부(100);
상기 동축 노즐부(100) 하부에 소정의 거리만큼 이격되어 위치하고, 수납부를 구비하는 수조부(water pool part, 200);
상기 수조부(200) 하부면에 인접하여 위치하고, 수조부(200)의 하부면과 대응되는 형상 및 대면적을 갖는 그라운드 플레이트부(ground plate part, 500);
상기 수조부(200)의 수납부 내부에 위치하고 수납부 내부에 수납된 액체(300)를 휘저어 혼합시키는 블레이드(410)를 구비하는 교반기(stirrer, 400); 및
상기 동축 노즐부(100)의 외부면 및 그라운드 플레이트부(500)와 전기적으로 연결되어, 동축 노즐부(100) 및 그라운드 플레이트부(500) 사이에 전기장이 형성되도록 전압을 공급하는 전원부(600);
를 포함하되,
상기 내부 노즐(110)에는 산화철 용액(10)을 흘려주고, 상기 외부 노즐(120)에는 계면활성제(20)를 흘려주며,
상기 동축 노즐부(100)로부터 배출된 산화철 용액(10)과 계면활성제(20)는, 상기 동축 노즐부(100) 및 그라운드 플레이트부(500)에 의해 형성되는 전기장에 의해 정전 분무되어, 상기 수조부(200)의 수납부 내부에 수납된 액체(300)로 포집되는 것을 특징으로 하는 나노 자성체 수용화 장치.
A coaxial nozzle unit 100 having an inner nozzle 110 and an outer nozzle 120 and made of an electrically conductive material;
A water tank part 200 disposed below the coaxial nozzle part 100 by a predetermined distance and having an accommodation part;
A ground plate part 500 positioned adjacent to a lower surface of the water tank part 200 and having a shape and a large area corresponding to the lower surface of the water tank part 200;
A stirrer (400) disposed in the accommodating part of the water tank part (200) and having a blade (410) for stirring and mixing the liquid (300) stored in the accommodating part; And
A power supply unit 600 electrically connected to the outer surface of the coaxial nozzle unit 100 and the ground plate unit 500 to supply a voltage so that an electric field is formed between the coaxial nozzle unit 100 and the ground plate unit 500. ;
, ≪ / RTI &
The iron oxide solution 10 is flowed into the inner nozzle 110, and the surfactant 20 is flowed into the outer nozzle 120.
The iron oxide solution 10 and the surfactant 20 discharged from the coaxial nozzle unit 100 are electrostatically sprayed by an electric field formed by the coaxial nozzle unit 100 and the ground plate unit 500, and the water Nano-magnetic material accommodating device, characterized in that it is collected by the liquid (300) accommodated inside the accommodating portion of the tank (200).
제 1 항에 있어서,
상기 산화철 용액(10)은,
올레익산(oleic acid) 코팅된 산화철 나노입자를 핵산에 분산시킨 것을 특징으로 하는 나노 자성체 수용화 장치.
The method according to claim 1,
The iron oxide solution 10,
Nano-magnetic material receiving device, characterized in that the oleic acid coated iron oxide nanoparticles are dispersed in a nucleic acid.
제 1 항에 있어서,
상기 계면활성제(20)는, HLB 값(hydrophilic-lipophilic balance value)이 15 내지 20인 것을 특징으로 하는 나노 자성체 수용화 장치.
The method according to claim 1,
The surfactant 20, the nano-magnetic material receiving device, characterized in that the HLB (hydrophilic-lipophilic balance value) is 15 to 20.
제 1 항에 있어서,
상기 계면활성제(20)는, 솔루빌라이저(solubilizer)인 것을 특징으로 하는 나노 자성체 수용화 장치.
The method according to claim 1,
The surfactant 20 is a nano-magnetic body receiving device, characterized in that the solubilizer (solubilizer).
제 4 항에 있어서,
상기 솔루빌라이저는, 폴리소베이트 80(polysorbate 80) 또는 트윈 80(tween 80)인 것을 특징으로 하는 나노 자성체 수용화 장치.
5. The method of claim 4,
The solubilizer, polysorbate 80 (polysorbate 80) or tween 80 (tween 80) characterized in that the nano-magnetic material receiving device.
제 1 항에 있어서,
상기 수조부(200)의 수납부에 수납되는 액체(300)는, DI워터(deionized water)인 것을 특징으로 하는 나노 자성체 수용화 장치.
The method according to claim 1,
Liquid 300 accommodated in the receiving portion of the water tank 200, DI water (deionized water) characterized in that the nano-magnetic material receiving device.
제 1 항에 있어서,
상기 내부 노즐(110) 일단부의 내경(Di)은 0.10 내지 0.40 mm 이고,
상기 외부 노즐(120) 일단부의 내경(Do)은 0.50 내지 1.20 mm 이며,
상기 내부 노즐(110) 일단부는 외부 노즐(120) 일단부 면을 기준으로 0.1 내지 0.5 mm 길이(L)만큼 돌출된 것을 특징으로 하는 나노 자성체 수용화 장치.
The method according to claim 1,
The inner diameter Di of one end of the inner nozzle 110 is 0.10 to 0.40 mm,
The inner diameter Do of one end of the outer nozzle 120 is 0.50 to 1.20 mm,
One end of the inner nozzle 110 is protruded by a length (L) of 0.1 to 0.5 mm based on the end surface of the outer nozzle 120, characterized in that the nano-magnetic material receiving device.
제 1 항에 있어서,
상기 동축 노즐부(100)의 일단부와 상기 그라운드 플레이트부(500)와의 거리(H)는 10 cm 미만인 것을 특징으로 하는 나노 자성체 수용화 장치.
The method according to claim 1,
The distance (H) between one end of the coaxial nozzle portion 100 and the ground plate portion 500 is less than 10 cm nano magnetic material receiving device, characterized in that.
제 1 항에 있어서,
상기 동축 노즐부(100) 및 그라운드 플레이트부(500) 사이에 전기장이 형성되도록, 상기 동축 노즐부(100) 및 그라운드 플레이트부(500)에 공급되는 전압은, 5,000 내지 15,000 V 인 것을 특징으로 하는 나노 자성체 수용화 장치.
The method according to claim 1,
The voltage supplied to the coaxial nozzle unit 100 and the ground plate 500, so that an electric field is formed between the coaxial nozzle unit 100 and the ground plate 500, characterized in that 5,000 to 15,000 V Nano magnetic body receiving device.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 나노 자성체 수용화 장치를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 조영제.
A contrast agent prepared using the nano-magnetic material receiving apparatus according to any one of claims 1 to 9.
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