KR20200028103A - Apparatus and method for plug-and-play nanorization - Google Patents

Apparatus and method for plug-and-play nanorization Download PDF

Info

Publication number
KR20200028103A
KR20200028103A KR1020180106334A KR20180106334A KR20200028103A KR 20200028103 A KR20200028103 A KR 20200028103A KR 1020180106334 A KR1020180106334 A KR 1020180106334A KR 20180106334 A KR20180106334 A KR 20180106334A KR 20200028103 A KR20200028103 A KR 20200028103A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nano
inert gas
bubble
plug
unit
Prior art date
Application number
KR1020180106334A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102108921B1 (en
Inventor
변정훈
Original Assignee
영남대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 영남대학교 산학협력단 filed Critical 영남대학교 산학협력단
Priority to KR1020180106334A priority Critical patent/KR102108921B1/en
Publication of KR20200028103A publication Critical patent/KR20200028103A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102108921B1 publication Critical patent/KR102108921B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/10—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/70—Web, sheet or filament bases ; Films; Fibres of the matrix type containing drug
    • A61K9/7007—Drug-containing films, membranes or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/02—Preparation of phosphorus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0873—Materials to be treated
    • B01J2219/0879—Solid

Abstract

The present application relates to a plug and play type nanonization apparatus and method, capable of continuously producing a black phosphorus nanosheet. The nanonization apparatus and method of the present application can be used to continuously produce a nanostructure in a uniform size without using a toxic solvent, and can support various drugs. The plug and play type nanonization apparatus includes a solution storage unit, an ultrasonic irradiation probe, an inert gas injection unit, an inert gas supply unit, a bubble forming unit, a bubble transport unit, and a solvent removal unit.

Description

플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PLUG-AND-PLAY NANORIZATION}Plug and play type nanoization device and method {APPARATUS AND METHOD FOR PLUG-AND-PLAY NANORIZATION}

본 출원은 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 연속하여 흑린 나노시트를 제조할 수 있는 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치 및 방법에 관한 것이다.The present application relates to a plug and play type nanonization apparatus and method, and relates to a plug and play type nanonization apparatus and method capable of continuously producing a blackline nanosheet.

나노 기술에 기반한 치료제에 대한 기술이 발전함에 따라, 무기 나노입자는 그 고유의 성질 때문에, 다양한 치료제에 유용하게 이용되어 왔다. 특히, 귀금속, 자성 및 형광 나노입자의 표면을 가공하여, 그들의 광학, 자성, 전기적, 특징이 다양한 나노메디신(nanomedicine) 분야에서 이용되었다. As the technology for therapeutic agents based on nanotechnology has developed, inorganic nanoparticles have been usefully used for various therapeutic agents because of their unique properties. In particular, by processing the surface of the noble metal, magnetic and fluorescent nanoparticles, their optical, magnetic, electrical, and characteristics have been used in various nanomedicine fields.

다양한 표면 처리 기술로 인하여, 약물 담지체로서 유용한 나노 구조체들이 제안되었지만, 대부분의 나노 구조체의 소재는 인간의 인체를 구성하는 요소가 아니기 때문에, 생체적합성이 상당히 떨어졌다. 그래서, 생화학분야에 적용된 무기질 나노 입자들은 면역 반응에 의한 독성 문제 때문에 한계가 있었다.Due to various surface treatment technologies, useful nanostructures have been proposed as drug carriers, but since most nanostructure materials are not a component of the human body, biocompatibility is significantly reduced. Thus, inorganic nanoparticles applied in the biochemical field have limitations due to toxicity problems caused by immune responses.

이러한 한계를 극복하고자 2D 물질들에 대한 연구가 시작되었다. 특히, 그래핀, 전이금속 디칼코게나이드, 흑린 등에 대한 관심이 증가하였다. To overcome these limitations, 2D materials have been studied. In particular, interest in graphene, transition metal dichalcogenide, and black phosphorus increased.

특히, 흑린은 친수성이고 생분해성이 가지며, in vivo 생체 적합성이 증명되었고, 암을 치료하기 위한 광역학요법 및 광열요법 등에 성공적으로 적용되었다. 그러나, 흑린은 독성 용매를 이용하여 박리를 진행하여, 인체에 유해한 잔존물이 문제가 되었다. 따라서, 인체에 무해한 방법으로 흑린의 2D 나노시트를 제조하는 방법에 대한 연구가 필요하다.In particular, black phosphorus is hydrophilic and biodegradable, has been demonstrated in vivo biocompatibility, and has been successfully applied to photodynamic therapy and photothermal therapy to treat cancer. However, black rinsing was performed using a toxic solvent to exfoliate, and the residue harmful to the human body became a problem. Therefore, there is a need for research on a method of manufacturing 2D nanosheets of black phosphorus in a method harmless to the human body.

대한민국 공개특허 10-2017-0025855Republic of Korea Patent Publication 10-2017-0025855

본 출원의 일 예시에 따르면, 독성 화학제품을 사용하지 않는 나노화 방법을 제공한다.According to an example of the present application, there is provided a method for nanonization without using toxic chemicals.

본 출원의 일 예시에 따르면, 나노화 대상체의 공급과 이를 박리할 수 있는 조건을 유지하는 경우, 연속적으로 균일한 크기의 나노 구조체를 제공할 수 있는 나노화 방법을 제공한다.According to an example of the present application, when maintaining the supply of the nanoized object and the conditions to peel it off, there is provided a nanonization method capable of continuously providing a nanostructure of uniform size.

본 출원의 일 예시에 따르면, 균일한 크기의 나노 구조체를 제공한다.According to an example of the present application, a nanostructure having a uniform size is provided.

본 출원의 일 실시예는 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치에 관한 것이다. One embodiment of the present application relates to a plug and play type nano-sized device.

일 예시로서, 용매 및 나노화 대상체를 포함하는 용액을 수용하는 용액 저장부; 상기 용액 저장부 내로 초음파를 조사하여, 나노화 대상체를 박리하는 초음파 조사 프로브; 상기 용액 저장부 내로 불활성 가스를 주입하는 불활성 가스 주입부; 상기 불활성 가스 주입부와 유체 연결되고, 상기 불활성 가스 주입부를 통해 불활성 가스가 주입되도록 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급부; 상기 용액 저장부와 유체 연결되고, 상기 불활성 가스와 박리된 나노화 대상체를 포함하는 버블을 형성하는 버블 형성부; 상기 버블 형성부로부터 형성된 버블을 이송시키며, 상기 버블을 대전시키는 단극 하전기를 포함하는 버블 이송부; 및 상기 대전된 버블로부터 용매를 제거하여 나노 구조체를 생성하는 용매 제거부를 포함한다.As an example, a solution storage unit for receiving a solution including a solvent and a nanoized object; An ultrasonic irradiation probe that irradiates ultrasonic waves into the solution storage unit to exfoliate the nanoized object; An inert gas injection unit for injecting an inert gas into the solution storage unit; An inert gas supply unit fluidly connected to the inert gas injection unit and supplying an inert gas such that an inert gas is injected through the inert gas injection unit; A bubble forming part fluidly connected to the solution storage part and forming a bubble including the nanoized object exfoliated with the inert gas; A bubble transfer unit including a single-pole chargeer for transferring the bubbles formed from the bubble forming unit and charging the bubbles; And a solvent removal unit for removing the solvent from the charged bubble to generate a nanostructure.

일 예시에서, 상기 장치는, 상기 용액 저장부와 유체 연결되고, 상기 용액 저장부의 용액이 분산되도록 연동 펌프를 추가로 포함한다.In one example, the device is fluidly connected to the solution reservoir, and further includes a peristaltic pump to disperse the solution in the solution reservoir.

일 예시에서, 상기 불활성 가스는 아르곤 가스이다.In one example, the inert gas is argon gas.

일 예시에서, 상기 버블은 중력 및 부력의 비평형에 의하여, 자유 수면 위로 부상한다.In one example, the bubble floats above the free water surface by unbalance of gravity and buoyancy.

일 예시에서, 상기 버블 이송부에 이송 기체를 주입하는 이송 기체 주입부를 추가로 포함한다.In one example, the bubble transport part further includes a transport gas injection part that injects a transport gas.

일 예시에서, 상기 이송 기체 주입부는, 양이온으로 대전된 아르곤 가스를 주입한다.In one example, the transport gas injection unit injects argon gas charged with cations.

일 예시에서, 상기 용매 제거부는 내부에 흡착제가 마련된 확산 건조기(diffusion dryer)이다.In one example, the solvent removal unit is a diffusion dryer provided with an adsorbent therein.

일 예시에서, 상기 장치는, 상기 생성된 나노 구조체를 전기적으로 수집하도록 대전된 나노 구조체 수집부를 추가로 포함한다.In one example, the device further includes a charged nanostructure collection unit to electrically collect the generated nanostructure.

본 출원의 다른 실시예는 플러그 앤 플레이 타입 나노화 방법에 관한 것이다.Another embodiment of the present application relates to a plug-and-play type nanonization method.

일 예시에서, 용매 및 나노화 대상체를 포함하는 용액내에 불활성 가스를 공급하고, 초음파을 조사하여, 상기 나노화 대상체를 박리하는 단계; 상기 박리된 나노화 대상체 및 불활성 가스를 포함한 버블을 형성하는 단계; 상기 형성된 버블이 용액내로부터 자유 수면 위로 부상하는 단계; 상기 부상된 버블이 이송되며 대전되는 단계; 및 상기 버블로부터 용매를 제거하여 나노 구조체를 생성하는 단계를 포함한다.In one example, supplying an inert gas into a solution containing a solvent and a nanoized object, and irradiating ultrasonic waves, peeling the nanoized object; Forming a bubble including the exfoliated nano-object and an inert gas; A step in which the formed bubbles float from the solution onto the free water surface; The floating bubble is transferred and charged; And removing the solvent from the bubble to create a nanostructure.

일 예시에서, 상기 나노화 대상체는 코오스 흑린(coarse black phosphorus)이다.In one example, the nanoized subject is coarse black phosphorus.

일 예시에서, 상기 불활성 가스는 아르곤 가스이다.In one example, the inert gas is argon gas.

일 예시에서, 상기 초음파 및 불활성 가스로 인하여, 상기 나노화 대상체는 파편화된다.In one example, due to the ultrasound and inert gas, the nanoized object is fragmented.

일 예시에서, 상기 나노 구조체는 나노 시트가 1층 또는 2층 이상 적층된다.In one example, the nano-structure is one or two or more nano-sheets are laminated.

본 출원의 또 다른 실시예는 나노 시트에 관한 것이다.Another embodiment of the present application relates to a nano sheet.

일 예시에서, 두께 방향으로 나노 크기의 나노 시트로서, 상기 나노 시트는 1층 또는 2층 이상이 적층된 구조이며, 상기 나노 시트는 주름진 파형 결정구조(corrugated crystal structure)를 갖는다.In one example, as a nano-sized nano-sheet in the thickness direction, the nano-sheet is a structure in which one or more layers are stacked, and the nano-sheet has a corrugated crystal structure.

일 예시에서, 상기 나노 시트는 흑린(black phosphorus)으로 이루어진다.In one example, the nano sheet is made of black phosphorus.

일 예시에서, 상기 나노 시트의 두께는 40 nm이하이다.In one example, the thickness of the nano sheet is 40 nm or less.

일 예시에서, 상기 나노 시트의 주름진 파형 패턴 사이에 약물을 담지한다.In one example, the drug is carried between the corrugated pattern of the nano-sheet.

일 예시에서, 상기 약물의 평균 직경은 200 nm 이하이다.In one example, the average diameter of the drug is 200 nm or less.

본 출원의 나노화 장치 및 방법을 이용하여 독성 용매를 사용하지 않고 나노 구조체를 생산할 수 있다.Nanostructures can be produced without the use of toxic solvents using the nanonization apparatus and method of the present application.

또한, 본 출원의 나노화 장치 및 방법을 이용하여 연속적으로 나노 구조체를 생산할 수 있다.In addition, nanostructures may be continuously produced using the nanoization apparatus and method of the present application.

또한, 본 출원의 나노화 장치 및 방법을 이용하여 균일한 크기의 나노 구조체를 생산할 수 있다.In addition, it is possible to produce a nano-sized structure of a uniform size by using the nano-apparatus and method of the present application.

또한, 본 출원의 나노 구조체는 다양한 약물을 담지할 수 있다.In addition, the nanostructures of the present application can carry various drugs.

도 1은 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치를 모식화한 도면이다.
도 3은 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치 중 초음파 조사 프로브를 모식화한 도면이다.
도 4는 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 방법에 대한 플로우차트이다.
도 5는 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 방법에 의하여 형성된 버블을 모식화한 도면이다..
도 6은 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치 및 방법에 의하여 형성된 나노 구조체를 모식화한 도면이다.
도 7은 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치 및 방법 적용 전 코오스 흑린의 이미지이다.
도 8은 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치 및 방법에 의하여 나노화된 흑린 나노시트의 이미지이다.
도 9는 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치 및 방법에 의하여 형성된 흑린 나노 시트의 equivalent mobility diameter 대비 크기 분산도를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치 및 방법에 의하여 형성된 흑린 나노 시트의 라만 분광법(raman spectroscopy)에 대한 결과 그래프이다.
도 11은 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치 및 방법에 의하여 형성된 흑린 나노 시트의 X선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)에 대한 결과 그래프이다.1 is a diagram schematically showing an exemplary plug-and-play type nanonization device of the present application.
2 is a diagram schematically illustrating an exemplary plug-and-play type nanoization device of the present application.
3 is a diagram schematically illustrating an ultrasonic irradiation probe in an exemplary plug-and-play type nanonization device of the present application.
4 is a flowchart for an exemplary plug and play type nanonization method of the present application.
5 is a diagram schematically illustrating a bubble formed by an exemplary plug and play type nanonization method of the present application.
6 is a diagram schematically illustrating a nanostructure formed by an exemplary plug and play type nanonization apparatus and method of the present application.
7 is an image of a coarse black line before applying the exemplary plug and play type nanonization apparatus and method of the present application.
FIG. 8 is an image of a blacklin nanosheet nanonized by an exemplary plug and play type nanonization apparatus and method of the present application.
9 is a graph showing the size mobility and the equivalent mobility diameter of the black phosphor nanosheets formed by the exemplary plug and play type nanonization apparatus and method of the present application.
10 is a graph of the results for Raman spectroscopy of a black phosphorus nanosheet formed by an exemplary plug and play type nanonization apparatus and method of the present application.
11 is a graph of results for X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) of a black phosphorus nanosheet formed by an exemplary plug and play type nanonization apparatus and method of the present application.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as “include” or “have” are intended to designate the existence of features, components, and the like described in the specification, and one or more other features or components may not be present or added. It does not mean nothing.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

본 출원에서 용어 「나노」는 나노 미터(nm) 단위의 크기를 의미할 수 있고, 예를 들어, 1 내지 1,000 nm의 크기를 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서 용어 「나노 입자」는 나노 미터(nm) 단위의 평균 입경을 갖는 입자를 의미할 수 있고, 예를 들어, 1 내지 1,000 nm의 평균입경을 갖는 입자를 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present application, the term "nano" may mean a size in nanometer (nm) units, and may mean, for example, a size of 1 to 1,000 nm, but is not limited thereto. In addition, in the present specification, the term “nanoparticle” may mean particles having an average particle diameter in nanometer (nm) units, for example, particles having an average particle diameter of 1 to 1,000 nm. It is not limited.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치, 나노화 방법 및 이를 이용하여 제조한 나노 시트를 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 예시적인 것으로, 본 출원의 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치, 나노화 방법 및 이를 이용하여 제조한 나노 시트의 범위가 첨부된 도면에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, a plug and play type nanonization apparatus, a nanonization method, and a nano sheet manufactured using the plug and play type nanonization apparatus of the present application will be described with reference to the accompanying drawings. However, the accompanying drawings are illustrative, and the scope of the plug and play type nanonization apparatus, nanonization method, and nanosheets manufactured using the same is not limited by the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3은 본 출원의 일 구현예를 따른 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치를 모식화한 도면이다.1 to 3 are diagrams schematically illustrating a plug-and-play type nano-sized device according to an embodiment of the present application.

도 1 및 도 2는 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치 및 방법을 모식적으로 나타낸 도면이다.1 and 2 are views schematically showing an exemplary plug and play type nanonization apparatus and method of the present application.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 나노 구조체의 제조 장치(100)는 용액 저장부(110), 초음파 조사 프로브(120), 불활성 기체 주입부(130), 불활성 기체 공급부(140), 버블 형성부(150), 버블 이송부(160) 및 용매 제거부(170)를 포함한다. 1 and 2, the manufacturing apparatus 100 of the nanostructure includes a solution storage unit 110, an ultrasonic irradiation probe 120, an inert gas injection unit 130, and an inert gas supply unit 140, It includes a bubble forming unit 150, a bubble transfer unit 160 and a solvent removal unit 170.

용액 저장부(110)는, 용매 및 나노화 대상체를 포함하는 용액을 수용할 수 있다. 또한, 용액 저장부(110)는 연속적으로 운영할 수 있다. The solution storage unit 110 may accommodate a solution including a solvent and a nanoized object. In addition, the solution storage unit 110 may be continuously operated.

하나의 예시로서, 나노화 대상체(180)는 코오스 흑린이다. 흑린은 산소와 만나면, 쉽게 산화되어, 산화물로 변경되기 쉽기 때문에, 용액내에서 모든 작업을 진행하는 것이 바람직하다.As one example, the nanoized object 180 is a coarse black line. Black phosphorus is easily oxidized and easily converted to oxide when it is encountered with oxygen, so it is preferable to perform all operations in solution.

비록 도면에 도시되지는 않았지만, 용액 저장부(110)는 폄프 및 교반기와 연결될 수 있다. Although not shown in the drawings, the solution storage 110 may be connected to the pump and the stirrer.

펌프는 용매 또는 나노화 대상체를 용액 저장부(110)에 정량적으로 공급할 수 있다. 펌프는 용매 또는 나노화 대상체를 연속적 또는 간헐적으로 공급할 수 있는 장치면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 정량펌프 또는 실린지 펌프일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The pump may quantitatively supply a solvent or a nanoized object to the solution storage unit 110. The pump is not particularly limited as long as it is a device capable of continuously or intermittently supplying a solvent or a nanoized object, and may be, for example, a metering pump or a syringe pump, but is not limited thereto.

교반기는 용매 또는 나노화 대상체를 균일하게 혼합하여 용액을 제조할 수 있다. 이러한 교반기는 교반이 가능한 장치면 특별히 제한되지 않으며, 교반 속도는 용매와 전구체 등의 종류, 점도 또는 함량에 따라 변경될 수 있다.The stirrer can prepare a solution by uniformly mixing a solvent or a nanoized object. The stirrer is not particularly limited as long as it is a device capable of stirring, and the stirring speed may be changed according to the type, viscosity or content of a solvent and a precursor.

특히, 용액 저장부(110)의 용액이 분산되도록 연동 펌프가 추가로 포함될 수 있다.In particular, a peristaltic pump may be additionally included so that the solution of the solution storage unit 110 is dispersed.

도 3은 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치 중 초음파 조사 프로브(120)를 모식화한 도면이다.FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an ultrasonic irradiation probe 120 among exemplary plug-and-play type nanoization devices of the present application.

도 3에 도시된 바와 같이, 초음파 조사 프로브(120) 주변에 나노화 대상체 및 기포가 존재한다. As illustrated in FIG. 3, nanoized objects and bubbles are present around the ultrasound irradiation probe 120.

비록 도면에 도시되지는 않았지만, 초음파 조사 프로브(120)는 초음파 조사 장치와 연동된다. 초음파 조사 장치는 특별히 한정되는 것은 아니며, 초음파를 조사할 수 있는 장치면 특별히 제한되지 않으며, 초음파를 조사하는 구체적인 방법은 다양하게 변경될 수 있다.Although not shown in the drawings, the ultrasonic irradiation probe 120 is interlocked with the ultrasonic irradiation device. The ultrasonic irradiation device is not particularly limited, and a device capable of irradiating ultrasonic waves is not particularly limited, and a specific method of irradiating ultrasonic waves may be variously changed.

이러한 초음파 조사 장치와 연동된 초음파 조사 프로브(120)는 용액 저장부(110) 내부의 용액 내에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 초음파 조사 프로브(120)를 통하여, 연속적 또는 간헐적으로 초음파가 조사될 수 있다.The ultrasonic irradiation probe 120 interlocked with the ultrasonic irradiation device is preferably located in the solution inside the solution storage unit 110. In addition, ultrasonic waves may be continuously or intermittently irradiated through the ultrasonic irradiation probe 120.

이러한 초음파에 의하여 나노화 대상체는 박리되어 파편화된다. The nanoized object is exfoliated and fragmented by such ultrasound.

나노화 장치(100)는 불활성 기체 주입부(130)를 포함한다. 불활성 기체 주입부(130)는 용액 저장부(110)내로 불활성 기체를 주입한다. 또한, 불활성 기체 주입부(130)는 용액 저장부(110) 내에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 불활성 기체 주입부(130)는 초음파 조사 프로브(120) 근처로 불활성 기체를 주입하는 것이 바람직하다. 이를 통하여, 나노 대상체에 초음파와 불활성 기체가 동시에 작용할 수 있다. 불활성 기체 주입부(130)는 노즐 형태일 수 있다. The nanonization device 100 includes an inert gas injection unit 130. The inert gas injection unit 130 injects an inert gas into the solution storage unit 110. In addition, the inert gas injection unit 130 is preferably located in the solution storage unit 110. In addition, the inert gas injection unit 130 is preferably injected with an inert gas near the ultrasonic irradiation probe 120. Through this, ultrasound and an inert gas may simultaneously act on the nano-object. The inert gas injection unit 130 may be in the form of a nozzle.

불활성 기체 주입부(130)를 통하여, 주입되는 불활성 기체는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 질소(N2), 헬륨(He) 및 아르곤(Ar)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 아르곤 가스가 바람직하다.The inert gas injected through the inert gas injection unit 130 is not particularly limited, but may be one or more selected from the group consisting of nitrogen (N 2 ), helium (He), and argon (Ar), but is not limited thereto. no. However, argon gas is preferred.

또한, 나노화 장치(100)는 불활성 기체 공급부(140)를 포함한다. 불활성 기체 공급부(140)는 불활성 가스 주입부(130)와 유체 연결되고, 불활성 가스 주입부(130)를 통해 불활성 가스가 주입되도록 불활성 가스를 공급한다. 불활성 기체 공급부(140)는 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 출원이 의도하고자 하는 바에 따라, 불활성 기체를 공급할 수 있는 수단이면 어떠한 것이라도 무방하다.In addition, the nano-sized device 100 includes an inert gas supply unit 140. The inert gas supply unit 140 is in fluid communication with the inert gas injection unit 130 and supplies an inert gas such that an inert gas is injected through the inert gas injection unit 130. The inert gas supply unit 140 is not particularly limited, and any means may be used as long as the application is intended to supply an inert gas.

또한, 나노화 장치(100)는 용액 저장부(110)와 유체 연결되고, 불활성 가스와 박리된 나노화 대상체를 포함하는 버블을 형성하는 버블 형성부(150)를 포함한다.In addition, the nano-sized device 100 includes a bubble forming unit 150 that is fluidly connected to the solution storage unit 110 and forms a bubble including an inert gas and exfoliated nano-object.

다만, 초음파 조사 프로브(120) 근처에서, 불활성 기체 조사부(130)에 의하여 발생하는 기포는 버블과 상이하며, 버블 클라우드(bubble cloud)이다. 여기서, 버블이라고 하면, 불활성 가스와 박리된 나노화 대상체를 포함하는 것을 의미하는 것이다.However, in the vicinity of the ultrasonic irradiation probe 120, bubbles generated by the inert gas irradiation unit 130 are different from bubbles, and are bubble clouds. Here, when referring to a bubble, it means to include an inert gas and a nanoized object exfoliated.

버블은 나노화 대상체를 포함하고 있기 때문에, 용액내에서 중력에 의하여 아래로 하강하려는 성질을 가지나, 불활성 기체를 포함하고 있기 때문에, 용액내에서 부력에 의하여 자유 표면(free surface) 위로 부상하려는 성질을 갖는다. 다만, 중력 및 부력의 비평형에 의하여, 자유 수면 위로 부상한다. 이를 통하여, 나노화 대상체, 초음파, 불활성 기체를 연속적으로 공급한다면, 버블도 연속적으로 생성되고, 수면 위로 버블을 연속적으로 공급할 수 있다. Since the bubble contains a nanoized object, it has a property of descending by gravity in solution, but because it contains an inert gas, it has a property of floating above a free surface by buoyancy in solution because it contains an inert gas. . However, due to the imbalance of gravity and buoyancy, it rises above the free surface. Through this, if the nanoized object, ultrasound, and inert gas are continuously supplied, bubbles are also continuously generated, and bubbles can be continuously supplied to the water surface.

플러그 앤 플레이(plug and play) 또는 줄여서 PnP는 꽂으면 실행된다는 뜻으로, 컴퓨터 실행 중에 주변 장치를 부착해도 별다른 설정 없이 작동하는 것을 의미한다. 상술한 바와 같이, 본 출원의 특성 역시 이러한 특성을 내포하고 있어서, 본 출원의 장치 및 방법을 플러그 앤 플레이(plug and play) 타입으로 명명한다.Plug and play, or PnP for short, means that it works when you plug it in, meaning that it works without any configuration even if you attach a peripheral device while the computer is running. As described above, the characteristics of the present application also include these characteristics, and thus the apparatus and method of the present application are referred to as a plug and play type.

또한, 나노화 장치(110)는 버블 형성부(150)로부터 형성된 버블을 이송시키며, 상기 버블을 대전시키는 단극 하전기를 포함하는 버블 이송부(160)를 포함한다.In addition, the nanonization device 110 transfers the bubbles formed from the bubble forming unit 150, and includes a bubble transport unit 160 including a single-pole chargeer that charges the bubbles.

단극 하전기(unipolar charger)를 통하여, 버블을 하나의 극으로 대전시킬 수 있다.The bubble can be charged to one pole through a unipolar charger.

하나의 예시에서, 비록 도면에 도시하지 않았지만, 버블 이송부(160)는 이송 기체 주입부를 추가로 포함할 수 있다. 이송 기체 주입부는, 버블 이송부(160)에 이송 기체를 주입할 수 있다. 이송 기체 주입부를 통하여 양이온화된 아르곤 가스를 주입할 수 있다. 이를 통하여, 버블이 응집되는 것을 방지할 수 있다.In one example, although not shown in the drawings, the bubble transport unit 160 may further include a transport gas injection unit. The transport gas injection unit may inject transport gas into the bubble transport unit 160. The cationized argon gas may be injected through the transport gas injection unit. Through this, it is possible to prevent the bubbles from agglomerating.

또한, 나노화 장치(100)는 대전된 버블로부터 용매를 제거하여 나노 구조체를 생성하는 용매 제거부(170)를 포함한다. 용매 제거부(170)는 버블 이송부(160)로부터 이송된 버블의 용매를 제거하기 위한 부분으로서, 용매 제거부(170)를 통과하면서 나노 구조체를 포함하는 버블으로부터 용매를 제거할 수 있다.In addition, the nanonization device 100 includes a solvent removal unit 170 for removing the solvent from the charged bubble to generate a nanostructure. The solvent removal unit 170 is a portion for removing the solvent of the bubble transferred from the bubble transfer unit 160, and may pass through the solvent removal unit 170 to remove the solvent from the bubble containing the nanostructure.

비록 도면에 도시하지 않았지만, 용매 제거부(170)는 내부에 흡착제가 마련된 확산 건조기(diffusion dryer)일 수 있다.Although not shown in the drawings, the solvent removal unit 170 may be a diffusion dryer provided with an adsorbent therein.

더불어, 용매 제거부(170)는 도면에 도시하지 않았지만, 유입부, 내부관, 관통 유로, 유출부를 포함할 수 있다. 유입부로부터 유입된 버블이 관통 유로를 통과하면서 용매가 제거된 나노 구조체가 유출부로 유출될 수 있다. 관통 유로는 상술한 흡착제를 포함하는 내부관 사이에 형성될 수 있다. 내부관은 스테인레스 메쉬와 같이 하나 이상의 중공을 가지고 내구성 및 내열성을 가지는 것이라면 제한되지 않는다. 내부관 내부에 마련된 상기 흡착제는 활성탄소, 실리카겔, 제올라이트 또는 활성 알루미나 등과 같이 상업적으로 이용 가능한 흡착제 중 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In addition, although the solvent removal unit 170 is not shown in the drawing, it may include an inlet, an inner tube, a through passage, and an outlet. As the bubbles introduced from the inlet pass through the through passage, the nanostructures from which the solvent has been removed may be discharged to the outlet. The through passage may be formed between the inner tubes containing the above-described adsorbent. The inner tube is not limited as long as it has one or more hollows such as a stainless mesh and has durability and heat resistance. The adsorbent provided inside the inner tube may be one or more of commercially available adsorbents such as activated carbon, silica gel, zeolite or activated alumina, but is not limited thereto.

하나의 예시에서, 도면에 도시하지 않았지만, 나노화 장치(100)는, 생성된 나노 구조체를 전기적으로 수집하도록 음전하로 대전된 나노 구조체 수집부를 추가로 포함한다.In one example, although not shown in the drawings, the nanonization apparatus 100 further includes a negatively charged nanostructure collection unit to electrically collect the generated nanostructure.

이러한 수집부는 상기 용매 제거부로부터 형성된 나노 구조체를 수집하는 부분으로서, 상기 수집부는 금속부 및 전압인가기를 포함할 수 있다. 수집부의 금속부는 나노 구조체와 정전기적으로 결합할 수 있고, 상기 금속부는 판 또는 봉과 같은 형태일 수 있다. 상기 전압인가기는 상기 금속부에 연결되어 있을 수 있다. 금속부와 나노 구조체가 결합할 수 있도록 상기 금속부에 전압을 인가할 수 있다. 생성된 나노 구조체가 양전하를 띄는 경우, 음의 전압을 인가하고, 상기 나노 구조체가 음전하를 띄는 경우, 양의 전압을 인가함으로써 나노 구조체를 수집할 수 있다.The collection part is a part for collecting the nano-structure formed from the solvent removal part, and the collection part may include a metal part and a voltage applicator. The metal portion of the collection portion may be electrostatically coupled to the nanostructure, and the metal portion may be in the form of a plate or rod. The voltage applicator may be connected to the metal part. A voltage may be applied to the metal portion so that the metal portion and the nanostructure can be combined. When the generated nanostructures exhibit a positive charge, a negative voltage is applied, and when the nanostructures exhibit a negative charge, a nanostructure can be collected by applying a positive voltage.

또한, 본 출원은 나노화 방법에 관한 것이다. In addition, the present application relates to a nano-sized method.

본 출원의 나노화 방법은 전술한 나노화 장치를 이용하여 수행될 수 있으며, 이에 따라, 나노화 장치에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하기로 한다. The nanonization method of the present application may be performed using the above-described nanonization apparatus, and accordingly, contents overlapping with the contents described in the nanonization apparatus will be omitted.

도 4는 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 방법에 대한 플로우차트이다.4 is a flowchart for an exemplary plug and play type nanonization method of the present application.

도 4에 도시된 바와 같이, 나노화 방법은 용매 및 나노화 대상체를 포함하는 용액내에 불활성 가스를 공급하고, 초음파을 조사하여, 나노화 대상체를 박리하는 단계(S110), 박리된 나노화 대상체 및 불활성 가스를 포함한 버블을 형성하는 단계(S120), 형성된 버블이 용액내로부터 자유 수면 위로 부상하는 단계(S130), 부상된 버블이 이송되며 대전되는 단계(S140) 및 버블로부터 용매를 제거하여 나노 구조체를 생성하는 단계(S150)를 포함한다. As illustrated in FIG. 4, the nano-napping method supplies an inert gas into a solution containing a solvent and a nano-navigated object, and irradiates ultrasonic waves to exfoliate the nano-structured object (S110), a bubble including the exfoliated nano-object and an inert gas Forming step (S120), the formed bubble is floating from the solution onto the free water surface (S130), the floating bubble is transferred and charged (S140) and removing the solvent from the bubble to generate a nanostructure ( S150).

구체적으로, 먼저 용매 및 나노화 대상체를 포함하는 용액내에 불활성 가스를 공급하고, 초음파을 조사하여, 나노화 대상체를 박리한다(S110). Specifically, first, an inert gas is supplied into a solution containing a solvent and a nanoized object, and ultrasonic waves are irradiated to peel the nanoized object (S110).

나노화 대상체는 코오스 흑린(coarse black phosphorus)인 것이 바람직하다. 또한, 용매의 종류는 후술할 약물에 따라 결정될 수 있다. 일 구체예에서, 물(특히, 산소가 제거된) (deoxygenated water), 인산염 완충 식염수(PBS), 소 혈청 알부민(Bovine Serum Albumin), 소태아혈청(Fetal bovine serum, FBS), 디클로로메탄, 디메틸설폭사이드 또는 알코올 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.It is preferable that the nanoized object is coarse black phosphorus. In addition, the type of solvent may be determined according to the drug to be described later. In one embodiment, water (especially deoxygenated water), phosphate buffered saline (PBS), bovine serum albumin, fetal bovine serum (FBS), dichloromethane, dimethyl Suloxide or alcohol may be used, but is not limited thereto.

상술한 바와 같이, 초음파를 조사하고, 불활성 가스를 공급하여, 나노화 대상체는 박리되어 파편화된다.As described above, by irradiating ultrasonic waves and supplying an inert gas, the nanoized object is exfoliated and fragmented.

그리고, 박리된 나노화 대상체 및 불활성 가스를 포함한 버블을 형성한다(S120). Then, a bubble including the exfoliated nano-object and an inert gas is formed (S120).

도 5는 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 방법에 의하여 형성된 버블을 모식화한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 버블(200) 내에 박리된 나노화 대상체(210)가 위치한다. 이를 통하여, 균일한 크기로 나노화 공정을 수행할 수 있다.5 is a diagram schematically illustrating a bubble formed by an exemplary plug and play type nanonization method of the present application. As illustrated in FIG. 5, the nanoized object 210 exfoliated in the bubble 200 is positioned. Through this, it is possible to perform a nano-sized process with a uniform size.

그리고, 형성된 버블이 용액내로부터 자유 수면 위로 부상한다(S130). 상술한 바와 같이, 부력과 중력의 비평등으로 인하여, 버블이 수면 위로 부상한다. Then, the formed bubbles float from the solution onto the free water surface (S130). As described above, due to the non-equality of buoyancy and gravity, bubbles float above the water surface.

그리고, 부상된 버블이 이송되며 대전된다(S140). 버블을 음극 또는 양극으로 대전시키고, 추후 용매를 제거한 후, 대전된 극과 반대극을 이용하여, 버블 내 나노 소재를 용이하게 수득할 수 있다. Then, the injured bubble is transferred and charged (S140). After the bubble is charged with the cathode or the anode, and the solvent is subsequently removed, the nanomaterial in the bubble can be easily obtained using the charged and opposite poles.

구체적으로, 전기장을 인가하는 단계는, 버블 이송부에서 이루어질 수 있으며, 전기장을 인가하는 단계는, 버블 이송부의 전기장 인가부에서 상기 형성된 버블과 동일한 극성의 전기장을 상기 버블에 인가하여 버블의 응집을 방지하고, 용매 제거부로 버블을 이송함에 따라 나노 구조체를 생성할 수 있다.Specifically, the step of applying the electric field may be performed in the bubble transfer unit, and the step of applying the electric field may prevent the bubble from agglomerating by applying an electric field having the same polarity as the bubble formed in the bubble transfer unit to the bubble. And, as the bubbles are transferred to the solvent removal unit, a nanostructure may be generated.

그리고, 버블로부터 용매를 제거하여 나노 구조체를 생성한다(S150).And, by removing the solvent from the bubble to generate a nanostructure (S150).

상기 나노 구조체 생성 단계는, 전술한 나노화 장치의 용매 제거부에서 수행될 수 있으며, 하나의 예시에서, 상기 나노 구조체 생성 단계는 상기 버블 이송부를 통해 이송된 버블으로부터 내부에 흡착제가 마련된 확산 건조기에 의하여 용매를 제거함으로써 나노 구조체를 생성하는 것을 포함한다.The step of generating the nanostructures may be performed in the solvent removal unit of the above-described nanonization apparatus, and in one example, the nanostructure creation step is performed by a diffusion dryer provided with an adsorbent therein from the bubble transferred through the bubble transfer unit. And removing the solvent to create a nanostructure.

나노화 방법은 또한, 나노 구조체를 생성하는 단계 후에, 나노 구조체를 수집하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 나노 구조체를 수집하는 단계는, 전술한 나노화 장치의 수집부에서 이루어질 수 있으며, 상기 나노 구조체를 수집하는 단계는, 수집부의 전압인가기에서 상기 용매 제거부로부터 용매가 제거된 나노 구조체와 반대 극성의 전기장을 인가하고, 전술한 나노화 장치에서의 수집부에 있는 금속부와 정전기적으로 결합하여 나노 구조체를 수집할 수 있다.The nanonization method may also further include the step of collecting the nanostructures after the step of generating the nanostructures. The step of collecting the nanostructures may be performed in the collection unit of the above-described nanonization apparatus, and the step of collecting the nanostructures is of the opposite polarity to the nanostructures in which the solvent is removed from the solvent removal unit in the voltage application of the collection unit. The nano-structure may be collected by applying an electric field and electrostatically combining with a metal part in the collection part in the above-described nanoization device.

또한, 본 출원은 나노 시트에 관한 것이다. In addition, the present application relates to nanosheets.

도 6은 본 출원의 예시적인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치 및 방법에 의하여 형성된 나노 구조체를 모식화한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 두께 방향으로 나노 크기의 나노 시트(300)로서, 나노 시트는 1층 또는 2층 이상이 적층된 구조이며, 나노 시트는 주름진 파형 결정구조(corrugated crystal structure)를 갖는다.6 is a diagram schematically illustrating a nanostructure formed by an exemplary plug and play type nanonization apparatus and method of the present application. As shown in FIG. 6, as a nano-sized nano-sheet 300 in the thickness direction, the nano-sheet has a structure in which one or more layers are stacked, and the nano-sheet has a corrugated crystal structure. .

상기 시트형상의 나노 소재는 두께 방향으로 1 nm 내지 1000 nm의 크기를 가질 수 있으며, 예를 들어, 두께 방향 모두 1 nm 내지 100 nm, 1 nm 내지 80 nm 또는 1 nm 내지 60 nm의 크기를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 나노 소재는 전술한 범위 내의 두께 방향 크기를 가짐으로써, 비표면적이 커, 우수한 약물 적재 용량을 가질 수 있다. 본 출원에서 용어 「두께 방향」은 나노 소재의 표면에 대한 수직 방향을 의미한다.The sheet-like nanomaterial may have a size of 1 nm to 1000 nm in the thickness direction, for example, all of the thickness direction may have a size of 1 nm to 100 nm, 1 nm to 80 nm, or 1 nm to 60 nm. However, it is not limited thereto. The nano-material has a size in the thickness direction within the above-described range, and thus has a large specific surface area and may have excellent drug loading capacity. In this application, the term "thickness direction" refers to a direction perpendicular to the surface of the nanomaterial.

바람직하게는 나노 시트의 두께는 40 nm이하 (0.15 polydispersity index 이하)이다.Preferably, the thickness of the nano sheet is 40 nm or less (0.15 polydispersity index or less).

하나의 예시에서, 상기 나노 소재는 비표면적이 50 m2/g 내지 4000 m2/g일 수 있고, 예를 들어, 100 m2/g 내지 3000 m2/g, 200 m2/g 내지 2000 m2/g, 300 m2/g 내지 1000 m2/g, 400 m2/g 내지 800 m2/g, 500 m2/g 내지 600 m2/g 또는 550 m2/g 내지 600 m2/g일 수 있다. 상기「비표면적」은 BET(Brunauer-Emmett-Teller) 법으로 측정된 기공의 표면적으로서, 기공의 단위 질량당 전 표면적을 의미한다. 상기 나노 소재는 전술한 범위 내의 비표면적을 가짐으로써, 우수한 약물 적재 용량을 가질 수 있다.In one example, the nano-material may have a specific surface area of 50 m 2 / g to 4000 m 2 / g, for example, 100 m 2 / g to 3000 m 2 / g, 200 m 2 / g to 2000 m 2 / g, 300 m 2 / g to 1000 m 2 / g, 400 m 2 / g to 800 m 2 / g, 500 m 2 / g to 600 m 2 / g or 550 m 2 / g to 600 m 2 / g. The "specific surface area" refers to the surface area of pores measured by the BET (Brunauer-Emmett-Teller) method, and refers to the total surface area per unit mass of pores. The nano-material may have an excellent drug loading capacity by having a specific surface area within the aforementioned range.

두께 방향으로 나노 크기를 가지는 시트형상의 나노 소재는 흑린(Black Phosphorus)인 것이 바람직하다.The sheet-shaped nanomaterial having a nano size in the thickness direction is preferably black phosphor (Black Phosphorus).

하나의 예시에서, 나노 시트(300)의 주름진 파형 패턴 사이에 약물(310)을 담지한다. 약물의 평균 직경은 200 nm 이하인 것이 바람직하다. 약물은 항암제일 수 있고, 항암제의 종류로는 예를 들어, 독소루비신(Doxorubicin), 파클리탁셀(Paclitaxel), 빈크리스틴(Vincristine), 다우노루비신(Daunorubicin), 빈블라스틴(Vinblastine), 액티노마이신-D(Actinomycin-D), 도세탁셀(Docetaxel), 에토포사이드(Etoposide), 테니포사이드(Teniposide), 비산트렌(Bisantrene), 이마티닙(Imatinib), 시스플라틴(Cisplatin), 5-플루오로우라실(5-Fluorouracil), 아드리아마이신(Adriamycin), 메토트렉세이트(Methotrexate), 부설판(Busulfan), 클로람부실(Chlorambucil), 시클로포스파미드(Cyclophosphamide), 멜팔란(Melphalan), 저분자 약물 (Small Molecule Drugs), 니트로겐 머스터드(Nitrogen mustard) 및 니트로소우레아(Nitrosourea)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one example, the drug 310 is carried between the corrugated wavy patterns of the nanosheet 300. It is preferable that the average diameter of the drug is 200 nm or less. The drug may be an anti-cancer agent, and for example, doxorubicin, paclitaxel, vincristine, daunorubicin, vinblastine, actinomycin- D (Actinomycin-D), Docetaxel, Etoposide, Teniposide, Bisantrene, Imatinib, Cisplatin, 5-Fluorouracil , Adriamycin, Methotrexate, Busulfan, Chlorambucil, Cyclophosphamide, Melphalan, Small Molecule Drugs, Nitrogen Mustard (Nitrogen mustard) and nitrosourea (Nitrosourea) may include one or more selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

이하 실시예를 통하여 상기 기술한 내용을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 내용에 의해 제한되는 것은 아니다.The above description will be described in more detail through the following examples, but the scope of the present application is not limited by the contents presented below.

코오스 흑린 플레이크(flake)를 GE Healthcare Life Sciences으로부터 공급받은 HyCloneTM에 분산시켰고, 이를 통하여 흑린이 분해되는 것을 방지하였다. 이를 500 ml의 수조 및 60 ml 프로브 초음파 반응기에 채웠다. Sonics & Materials 로부터 구입한 초음파 발생기를 이용하여 150 W로 초음파를 연속적으로 조사하였다. 이 때, Watson-Marlow Bredel Pump의 연동펌프(323Du/MC4)를 이용하여, 1ml/min의 속도로 0.5 mg/mL의 분산액을 공급하였다. 또한, Kojima의 불활성 기체 공급기를 이용하여, 60 mL/min의 속도로 아르곤 가스를 공급하였다. The coarse blackline flake was dispersed in HyClone ™ supplied from GE Healthcare Life Sciences, thereby preventing decomposition of the blackline. It was charged into a 500 ml water bath and a 60 ml probe ultrasonic reactor. The ultrasonic waves were continuously irradiated at 150 W using an ultrasonic generator purchased from Sonics & Materials. At this time, using a peristaltic pump (323Du / MC4) of Watson-Marlow Bredel Pump, a dispersion of 0.5 mg / mL was supplied at a rate of 1 ml / min. In addition, argon gas was supplied at a rate of 60 mL / min using Kojima's inert gas feeder.

박리된 흑린과 아르곤 가스를 포함한 버블이 분산액의 자유 표면 위로 부상하였다. 그리고, 양이온화된 아르곤 가스를 다시 공급하여, 버블이 응집하는 것을 방지하였다.Bubbles containing exfoliated black phosphorus and argon gas floated on the free surface of the dispersion. Then, the cationized argon gas was supplied again to prevent the bubbles from agglomerating.

실리카 겔이 충진된 중공관의 확산 건조기를 통과시켜 버블을 건조시켰고, 흑린 나노시트를 음전하(-2 kV/cm)로 대전된 두랄루민(duralumin) 로드를 이용하여 수집하였다.The bubbles were dried by passing through a diffusion dryer of a hollow tube filled with silica gel, and the blackline nanosheets were collected using a duralumin rod charged with negative charge (-2 kV / cm).

도 7 및 도 8에 코오스 흑린의 이미지 및 나노화된 흑린 나노시트의 이미지를 나타내었다.7 and 8 show images of a coarse black line and nanoized black line nanosheets.

수득한 나노 시트의 크기를 이동성 입자 주사 정립기(scanning mobility particle sizer, SMPS)를 이용하여 측정하였다. 그리고, equivalent mobility diameter 대비 크기 분산도를 나타내는 그래프를 도 10에 나타내었다.The size of the obtained nano sheet was measured using a scanning mobility particle sizer (SMPS). And, a graph showing the size dispersion degree compared to the equivalent mobility diameter is shown in FIG. 10.

도 9에 도시된 바와 같이, 일정한 크기의 흑린 나노 시트를 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.As shown in Figure 9, it was confirmed that it is possible to manufacture a blackline nano sheet of a certain size.

또한, 나노화 전과 버스트(burst) 후에 수득한 흑린 나노 시트를 라만 분광법(raman spectroscopy) 및 X선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)으로 측정하여, 그 결과 그래프를 도 10 및 도 11에 각각 나타내었다. In addition, the black phosphorus nanosheet obtained before and after nanoburst was measured by Raman spectroscopy and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), and the result graphs are shown in FIGS. 10 and 11, respectively. Shown.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 나노화 전/후의 흑린은 입자의 크기가 변해서, 피크의 강도가 차이가 나지만, 피크의 위치는 크게 변동되지 않음을 확인할 수 있었다. 이를 통해서, 나노화 전/후의 흑린이 가지고 있는 고유한 특성이 크게 변화되지 않음을 확인할 수 있었다.As shown in FIGS. 10 and 11, it was confirmed that the particle size of the black phosphor before and after the nanoparticle was changed, and the intensity of the peak was different, but the position of the peak was not significantly changed. Through this, it was confirmed that the unique properties of the black and white before and after nano-ization did not change significantly.

100: 나노화 장치
110: 용액 저장부
120: 초음파 조사 프로브
130: 불활성 가스 주입부
140: 불활성 가스 공급부
150: 버블 형성부
160: 버블 이송부
170: 용매 제거부
200: 버블
210: 박리된 나노화 대상체
300: 나노 시트
310: 약물100: nano device
110: solution storage
120: ultrasonic probe
130: inert gas injection unit
140: inert gas supply
150: bubble forming unit
160: bubble transfer unit
170: solvent removal unit
200: bubble
210: exfoliated nanoized object
300: nano sheet
310: drug

Claims (18)

용매 및 나노화 대상체를 포함하는 용액을 수용하는 용액 저장부;
상기 용액 저장부 내로 초음파를 조사하여, 나노화 대상체를 박리하는 초음파 조사 프로브;
상기 용액 저장부 내로 불활성 가스를 주입하는 불활성 가스 주입부;
상기 불활성 가스 주입부와 유체 연결되고, 상기 불활성 가스 주입부를 통해 불활성 가스가 주입되도록 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급부;
상기 용액 저장부와 유체 연결되고, 상기 불활성 가스와 박리된 나노화 대상체를 포함하는 버블을 형성하는 버블 형성부;
상기 버블 형성부로부터 형성된 버블을 이송시키며, 상기 버블을 대전시키는 단극 하전기를 포함하는 버블 이송부; 및
상기 대전된 버블로부터 용매를 제거하여 나노 구조체를 생성하는 용매 제거부를 포함하는 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치.A solution storage unit accommodating a solution including a solvent and a nanoized object;
An ultrasonic irradiation probe that irradiates ultrasonic waves into the solution storage unit to exfoliate the nanoized object;
An inert gas injection unit for injecting an inert gas into the solution storage unit;
An inert gas supply unit fluidly connected to the inert gas injection unit and supplying an inert gas such that an inert gas is injected through the inert gas injection unit;
A bubble forming part fluidly connected to the solution storage part and forming a bubble including the nanoized object exfoliated with the inert gas;
A bubble transfer unit including a single-pole chargeer for transferring the bubbles formed from the bubble forming unit and charging the bubbles; And
A plug-and-play type nanonization apparatus including a solvent removal unit that removes a solvent from the charged bubble to generate a nanostructure. 제 1 항에 있어서, 상기 장치는, 상기 용액 저장부와 유체 연결되고, 상기 용액 저장부의 용액이 분산되도록 연동 펌프를 추가로 포함하는 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치.According to claim 1, The device, the fluid connection with the solution reservoir, the plug and play type nano-sized device further comprises a peristaltic pump to disperse the solution of the solution reservoir. 제 1 항에 있어서, 상기 불활성 가스는 아르곤 가스인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치.The plug-and-play type nanonization apparatus according to claim 1, wherein the inert gas is argon gas. 제 1 항에 있어서, 상기 버블은 중력 및 부력의 비평형에 의하여, 자유 수면 위로 부상하는 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치.According to claim 1, The bubble is a plug and play type nanoization device that floats above the free water surface due to the non-equilibrium of gravity and buoyancy. 제 1 항에 있어서, 상기 버블 이송부에 이송 기체를 주입하는 이송 기체 주입부를 추가로 포함하는 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치.The plug-and-play type nanonization apparatus of claim 1, further comprising a transport gas injection unit for injecting a transport gas to the bubble transport unit. 제 5 항에 있어서, 상기 이송 기체 주입부는, 양이온으로 대전된 아르곤 가스를 주입하는 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치.The plug-and-play type nanonization apparatus according to claim 5, wherein the transport gas injection unit injects argon gas charged with cation. 제 1 항에 있어서, 상기 용매 제거부는 내부에 흡착제가 마련된 확산 건조기(diffusion dryer)인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치.According to claim 1, The solvent removal unit is a plug-and-play type nano-sized device that is a diffusion dryer provided with an adsorbent therein. 제 1 항에 있어서, 상기 장치는, 상기 생성된 나노 구조체를 전기적으로 수집하도록 대전된 나노 구조체 수집부를 추가로 포함하는 플러그 앤 플레이 타입 나노화 장치.According to claim 1, The device, Plug and play type nano-sized device further comprises a charged nano-structure collection to electrically collect the generated nano-structure. 용매 및 나노화 대상체를 포함하는 용액내에 불활성 가스를 공급하고, 초음파을 조사하여, 상기 나노화 대상체를 박리하는 단계;
상기 박리된 나노화 대상체 및 불활성 가스를 포함한 버블을 형성하는 단계;
상기 형성된 버블이 용액내로부터 자유 수면 위로 부상하는 단계;
상기 부상된 버블이 이송되며 대전되는 단계; 및
상기 버블로부터 용매를 제거하여 나노 구조체를 생성하는 단계를 포함하는 플러그 앤 플레이 타입 나노화 방법.Supplying an inert gas into a solution containing a solvent and a nanoized object, and irradiating ultrasound to peel the nanoized object;
Forming a bubble including the exfoliated nano-object and an inert gas;
A step in which the formed bubbles float from the solution onto the free water surface;
The floating bubble is transferred and charged; And
Plug and play type nanonization method comprising the step of removing the solvent from the bubble to create a nanostructure. 제 9 항에 있어서, 상기 나노화 대상체는 코오스 흑린(coarse black phosphorus)인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 방법.The method of claim 9, wherein the nanoized object is coarse black phosphorus. 제 9 항에 있어서, 상기 불활성 가스는 아르곤 가스인 플러그 앤 플레이 타입 나노화 방법.10. The method of claim 9, wherein the inert gas is argon gas. 제 9 항에 있어서, 상기 초음파 및 불활성 가스로 인하여, 상기 나노화 대상체는 파편화되는 플러그 앤 플레이 타입 나노화 방법.10. The method of claim 9, Due to the ultrasonic and inert gas, the nano object is fragmented plug and play type nano method. 제 9 항에 있어서, 상기 나노 구조체는 나노 시트가 1층 또는 2층 이상 적층된 플러그 앤 플레이 타입 나노화 방법.10. The method of claim 9, The nano-structure is a plug and play type nano-sized nano-sheets are stacked in one layer or two or more layers. 두께 방향으로 나노 크기의 나노 시트로서,
상기 나노 시트는 1층 또는 2층 이상이 적층된 구조이며,
상기 나노 시트는 주름진 파형 결정구조(corrugated crystal structure)를 갖는 나노 시트.As a nano-sized sheet in the thickness direction,
The nano sheet has a structure in which one or more layers are stacked,
The nano sheet is a nano sheet having a corrugated crystal structure. 제 14 항에 있어서, 상기 나노 시트는 흑린(black phosphorus)으로 이루어진 나노 시트.The nano sheet of claim 14, wherein the nano sheet is made of black phosphorus. 제 14 항에 있어서, 상기 나노 시트의 두께는 40 nm이하인 나노 시트.15. The method of claim 14, The thickness of the nano-sheet is 40 nm or less. 제 14 항에 있어서, 상기 나노 시트의 주름진 파형 패턴 사이에 약물을 담지하는 나노 시트.15. The method of claim 14, Nano-sheet to carry the drug between the corrugated pattern of the nano-sheet. 제 17 항에 있어서, 상기 약물의 평균 직경은 200 nm 이하인 나노 시트.
18. The nanosheet of claim 17, wherein the drug has an average diameter of 200 nm or less.
KR1020180106334A 2018-09-06 2018-09-06 Apparatus and method for plug-and-play nanorization KR102108921B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180106334A KR102108921B1 (en) 2018-09-06 2018-09-06 Apparatus and method for plug-and-play nanorization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180106334A KR102108921B1 (en) 2018-09-06 2018-09-06 Apparatus and method for plug-and-play nanorization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200028103A true KR20200028103A (en) 2020-03-16
KR102108921B1 KR102108921B1 (en) 2020-05-11

Family

ID=69948661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180106334A KR102108921B1 (en) 2018-09-06 2018-09-06 Apparatus and method for plug-and-play nanorization

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102108921B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101522350B1 (en) * 2014-10-10 2015-05-26 한국기초과학지원연구원 Preparation method of monolayer black phosphorous using ultrasound irradiation
KR20160132102A (en) * 2014-03-12 2016-11-16 록히드 마틴 코포레이션 In vivo and in vitro use of graphene
KR20170025855A (en) 2015-08-31 2017-03-08 한국지질자원연구원 Manufacturing method of graphene/platinum-gold nano composite and graphene/platinum-gold 3D nano composite using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160132102A (en) * 2014-03-12 2016-11-16 록히드 마틴 코포레이션 In vivo and in vitro use of graphene
KR101522350B1 (en) * 2014-10-10 2015-05-26 한국기초과학지원연구원 Preparation method of monolayer black phosphorous using ultrasound irradiation
KR20170025855A (en) 2015-08-31 2017-03-08 한국지질자원연구원 Manufacturing method of graphene/platinum-gold nano composite and graphene/platinum-gold 3D nano composite using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102108921B1 (en) 2020-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Emerging materials for the fabrication of micro/nanomotors
Zhao et al. Synthesis of graphene quantum dots and their applications in drug delivery
Zhao et al. Graphene-based nanomaterials for drug and/or gene delivery, bioimaging, and tissue engineering
Chen et al. Two-dimensional graphene analogues for biomedical applications
Shin et al. Graphene-based materials for tissue engineering
Krishna et al. Graphene-based nanomaterials for nanobiotechnology and biomedical applications
Patel et al. Direct production of graphene nanosheets for near infrared photoacoustic imaging
Pentecost et al. Deaggregation of nanodiamond powders using salt-and sugar-assisted milling
Akhavan et al. Graphene jet nanomotors in remote controllable self-propulsion swimmers in pure water
Whitby et al. Driving forces of conformational changes in single-layer graphene oxide
Chen et al. Encapsulation of particle ensembles in graphene nanosacks as a new route to multifunctional materials
Justin et al. Multifunctional chitosan–magnetic graphene quantum dot nanocomposites for the release of therapeutics from detachable and non-detachable biodegradable microneedle arrays
Ye et al. High-speed graphene@ Ag-MnO2 micromotors at low peroxide levels
Kakran et al. Carbon nanomaterials for drug delivery
JP2014231453A (en) Porous composite carbon material and production method thereof
Zhang et al. Mesoporous carbon/CuS nanocomposites for pH-dependent drug delivery and near-infrared chemo-photothermal therapy
Zheng et al. Carbon nanomaterials for drug delivery and tissue engineering
Li et al. Emulsifying performance of near-infrared light responsive polydopamine-based silica particles to control drug release
WO2008062378A2 (en) Non invasive method of electroporation mediated by carbon nanotubes and device for putting the method into practice
Li et al. Graphene meets biology
Wei et al. Self-assembly of hollow graphene oxide microcapsules directed by cavitation for loading hydrophobic drugs
Tomoda et al. Surfactant free preparation of PLGA nanoparticles: The combination of antisolvent diffusion with preferential solvation
KR102108921B1 (en) Apparatus and method for plug-and-play nanorization
Thomas et al. Nanoparticles in polymer systems for biomedical applications
Keramat et al. The potential of graphene oxide and reduced graphene oxide in diagnosis and treatment of cancer

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant