KR102515749B1 - Manufacturing Method of Gold particle-Comprising Niacinamide Colloidal Solution - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금 입자가 함유된 나이아신아마이드 분말의 콜로이드 용액 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분산성이 향상되어 장시간 보관시에도 용매 내에서 콜로이드 상태 유지가 가능한 금 입자가 함유된 나이아신아마이드 분말의 콜로이드 용액 제조방법에 대한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a colloidal solution of niacinamide powder containing gold particles, and more particularly, to a method for preparing a colloidal solution of niacinamide powder containing gold particles, which has improved dispersibility and can maintain a colloidal state in a solvent even when stored for a long time. It relates to a method for preparing a colloidal solution.
Description
본 발명은 금 입자가 함유된 나이아신아마이드 분말의 콜로이드 용액 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분산성이 향상되어 장시간 보관시에도 용매 내에서 콜로이드 상태 유지가 가능한 금 입자가 함유된 나이아신아마이드 분말의 콜로이드 용액 제조방법에 대한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a colloidal solution of niacinamide powder containing gold particles, and more particularly, to a method for preparing a colloidal solution of niacinamide powder containing gold particles, which has improved dispersibility and can maintain a colloidal state in a solvent even when stored for a long time. It relates to a method for preparing a colloidal solution.
금(Au)은 인체에 무해한 성질을 갖고 있고, 티올(thiol)과의 결합을 통한 표면 개질이 쉽다는 장점으로 인해 금 나노입자는 생체의학 분야에 널리 응용되고 있다. 또한, 금 나노입자는 진단을 넘어서 치료 목적으로도 응용되고 있는데, 금 나노입자를 종양에 선택적으로 붙게 만들어 방사선에 노출된 종양을 치료하는 방법, 방사선 치료에서 세포 표면에 금 나노입자를 붙여 세포 파괴 효율을 높이는 연구, 금 나노입자를 약물 전달의 매개체로 응용하는 연구 등이 보고되었다. Gold (Au) has properties that are harmless to the human body and is easily surface-modified through bonding with thiol, so gold nanoparticles are widely applied in the biomedical field. In addition, gold nanoparticles are applied for therapeutic purposes beyond diagnosis, such as a method of treating radiation-exposed tumors by selectively attaching gold nanoparticles to tumors, and destroying cells by attaching gold nanoparticles to the cell surface in radiation therapy. Research on improving efficiency and applying gold nanoparticles as a medium for drug delivery have been reported.
아울러, 금 나노입자는 우수한 생물 접합성과 더불어 전기 전도성 또한 매우 뛰어나기 때문에 전기화학적으로도 많이 응용되고 있다. 금 나노입자 표면에서의 미세한 전기 신호 변화를 통한 물질 검출에 응용되거나, 전기화학발광(ECL) 센서의 민감도를 증강시키는 물질로 응용되었다. In addition, since gold nanoparticles have excellent bioadhesion and excellent electrical conductivity, they are also widely applied in electrochemical fields. It has been applied to material detection through minute electrical signal changes on the surface of gold nanoparticles, or as a material that enhances the sensitivity of an electrochemiluminescence (ECL) sensor.
또한, 벌크 상태의 금은 화학적으로 매우 안정하여 불활성으로 알려져 있으나, 금 나노입자는 강한 촉매 활성을 보여 올레핀의 수소화 반응, CO 산화 반응을 포함한 여러 반응에서 촉매 또는 전기화학 촉매로도 응용되고 있다.In addition, gold in a bulk state is known to be chemically very stable and inactive, but gold nanoparticles show strong catalytic activity and are applied as catalysts or electrochemical catalysts in various reactions including olefin hydrogenation and CO oxidation.
근래에는, 금 나노입자의 항산화 기전과 다양한 생리활성에 주목하여 금 나노입자를 화장품에 응용하고자 하는 시도들이 활발해지고 있다. 그러나, 기존의 시도들은 대부분 습식 나노화 공법으로 제조한 금 나노입자를 사용하여, 금 나노입자의 순도가 낮고 형태가 일정하지 않을 뿐만 아니라 제조과정에서 화학적 폐기물이 발생하여 각종 부작용 및 환경오염을 일으킨다는 문제가 있었다. In recent years, attempts to apply gold nanoparticles to cosmetics have been actively focused on the antioxidant mechanism and various physiological activities of gold nanoparticles. However, most of the existing attempts use gold nanoparticles manufactured by the wet nanonization method, and the purity of the gold nanoparticles is low and the shape is not constant, and chemical waste is generated during the manufacturing process, causing various side effects and environmental pollution. There was a problem.
또한, 금 나노입자를 이용한다고 하더라도 안정적인 콜로이드 상태로 유지하기 어려워 다양한 제형으로 활용하는 데에 어려움이 있었다. In addition, even if gold nanoparticles are used, it is difficult to maintain them in a stable colloidal state, making it difficult to utilize them in various formulations.
이러한 배경 하에, 본 발명자는 고순도의 금 나노입자를 다양한 미용효과가 있는 나이아신아마이드에 고효율, 친환경적으로 증착시켜 화장료 조성물의 유효성분으로 활용될 수 있도록 하였다. Under this background, the present inventors deposited high-purity gold nanoparticles on niacinamide having various cosmetic effects in a highly efficient and eco-friendly manner so that they could be used as an active ingredient in cosmetic compositions.
또한, 금 입자가 증착된 나이아신아마이드의 활용성을 향상시키기 위해 제조과정을 고도화하여 나이아신아마이드 분말의 안정적인 콜로이드 용액을 제조하였다.In addition, a stable colloidal solution of niacinamide powder was prepared by upgrading the manufacturing process in order to improve the utilization of niacinamide deposited with gold particles.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 안정적인 분산 상태를 유지할 수 있는 고수율의 금 입자가 함유된 나이아신아마이드분말의 콜로이드 용액을 제조하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to prepare a colloidal solution of niacinamide powder containing gold particles in a high yield capable of maintaining a stable dispersion state.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 금 입자를 나이아신아마이드에 증착하는 단계; 상기 금 입자가 증착된 나이아신아마이드를 가열하여 액상으로 만드는 가열 단계; 상기 액상의 나이아신 아마이드를 재분말화하는 분말화 단계; 상기 재분말화된 나이아신 아마이드 분말을 용매에 첨가하여 콜로이드 용액을 제조하는 단계; 및 상기 콜로이드 용액에 금속이온봉쇄제를 첨가하는 단계;를 포함하는 금 입자가 함유된 나이아신아마이드 분말의 콜로이드 용액 제조방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of depositing gold particles on niacinamide; a heating step of heating the niacinamide deposited with the gold particles into a liquid phase; A powdering step of re-powdering the liquid niacinamide; preparing a colloidal solution by adding the re-powdered niacinamide powder to a solvent; And adding a sequestering agent to the colloidal solution; provides a method for preparing a colloidal solution of niacinamide powder containing gold particles.
이때, 상기 금속이온봉쇄제가 소듐파이테이트(sodium phytate)인 것이 바람직하며, 상기 금속이온봉쇄제는 재분말화된 나이아신아마이드의 1~10 중량%가 사용되는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the sequestering agent is sodium phytate, and the sequestering agent is preferably used in an amount of 1 to 10% by weight of the re-powdered niacinamide.
또한, 상기 금 입자를 나이아신아마이드에 증착하는 단계;는 진공 챔버, 금 타겟이 배치되는 마그넷 캐소드 및 나이아신아마이드 분말이 상방으로 토출된 후 자연낙하하는 과정을 반복하면서 위아래로 순환하는 교반기를 포함하는 플라즈마 증착장치를 이용하여 이루어지며, 상기 교반기는 중앙 회전축을 따라 날개가 형성된 내통 및 상기 내통을 둘러싸며 내측면에 경사가 형성된 외통을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the step of depositing the gold particles on niacinamide; plasma comprising a vacuum chamber, a magnet cathode on which a gold target is disposed, and a stirrer that circulates up and down while repeating the process of naturally falling after the niacinamide powder is discharged upwards It is made using a deposition apparatus, and the stirrer is characterized in that it includes an inner cylinder having wings formed along a central rotational axis, and an outer cylinder surrounding the inner cylinder and having an inclined inner surface thereof.
그리고 상기 교반기 내에서, 나이아신아마이드 분말이 상기 내통 내부에서 수직 회전축에 나란하게 상방으로 토출되어 외통에서 자유낙하하면서 상기 마그넷 캐소드에서 분출되는 금 원자와 부딪치게 되고, 외통 바닥으로 낙하한 나이아신아마이드 분말은 내통 하단에 형성된 틈을 통해 내통으로 다시 유입됨으로써, 나이아신아마이드 분말이 상하 방향으로 계속적으로 순환하는 것을 특징으로 한다. And in the stirrer, niacinamide powder is discharged upwards parallel to the vertical rotational axis inside the inner cylinder, and collides with gold atoms ejected from the magnet cathode while free-falling from the outer cylinder, and the niacinamide powder that has fallen to the bottom of the outer cylinder By flowing back into the inner cylinder through the gap formed at the lower end, the niacinamide powder is characterized in that it continuously circulates in the vertical direction.
또한, 상기 금 입자가 증착된 나이아신아마이드의 가열 온도는 125~135℃인 것이 바람직하다. In addition, the heating temperature of niacinamide on which the gold particles are deposited is preferably 125 to 135°C.
본 발명의 의하여 제조된 금 나노입자가 함유된 나이아신아마이드 분말의 콜로이드 용액은 안정적인 콜로이드 상태를 유지하여 다양한 제형의 화장료에 활용될 수 있으며, 구형 형태를 가진 고수율의 금 나노입자가 증착된 나이아신아마이드를 사용하여 피부에 자극이 없고 안전하며 화학물질을 사용하지 않아 독성이 없고 친환경적이다. The colloidal solution of niacinamide powder containing gold nanoparticles prepared according to the present invention maintains a stable colloidal state and can be used in cosmetics of various formulations. It is non-irritating to the skin, safe, non-toxic and eco-friendly as it does not use chemicals.
도 1은 본 발명의 금 나노입자 제조에 이용되는 진공장치를 보여주는 도면으로서, 도 1a는 진공 챔버 내부를 나타낸 도면이며, 도 1b는 진공 챔버 내 위치한 교반기의 정면 및 측면을 나타낸 도면이다.
도 2는 나이아신아마이드가 장입된 교반기의 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 금 입자가 증착된 나이아신아마이드를 가열하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 증착단계 후 얻은 금 입자가 증착된 나이아아신아마이드 분말과 가열 및 분말화 단계를 거친 금 입자가 함유된 나이아신아마이드 분말의 비교 사진이다.
도 5는 증착단계 후 얻은 금 입자가 증착된 나이아아신아마이드 분말과 가열및 분말화 단계를 거친 금 입자가 함유된 나이아신아마이드 분말을 용매에 녹인 상태를 보여주는 비교 사진이다.
도 6는 증착단계 후 얻은 금 입자가 증착된 나이아아신아마이드 분말을 보여주는 SEM 사진이다.
도 7는 증착단계 후 얻은 금 입자가 증착된 나이아아신아마이드 분말 표면에 형성된 금 입자를 보여주는 SEM 사진이다.
도 8는 가열 및 분말화 단계 후 얻은 금 입자가 함유된 나이아아신아마이드 분말 표면에 형성된 금 입자를 보여주는 SEM 사진이다.
도 9는 (a) 소듐파이테이트를 첨가하지 않은 금 입자가 함유된 나이아아신아마이드 분말(pH 4, pH 5.45, pH 7.89)의 콜로이드 용액과 (b) 소듐파이테이트를 첨가한 금 입자가 함유된 나이아아신아마이드 분말의 콜로이드 용액의 6시간 후(왼쪽)과 24시간 후(오른쪽)의 상태를 비교하는 사진이다. FIG. 1 is a view showing a vacuum apparatus used for manufacturing gold nanoparticles of the present invention. FIG. 1A is a view showing the inside of a vacuum chamber, and FIG. 1B is a view showing the front and side views of a stirrer located in the vacuum chamber.
Figure 2 is a view showing the state of the stirrer loaded with niacinamide.
3 is a view showing a state in which niacinamide on which gold particles are deposited is heated.
FIG. 4 is a comparative photograph of niacinamide powder deposited with gold particles obtained after the deposition step and niacinamide powder containing gold particles subjected to heating and powdering steps.
5 is a comparative photograph showing a state in which niacinamide powder containing gold particles obtained after the deposition step is deposited and niacinamide powder containing gold particles that have undergone a heating and powdering step are dissolved in a solvent.
6 is a SEM picture showing niacinamide powder deposited with gold particles obtained after the deposition step.
7 is a SEM image showing gold particles formed on the surface of the niacinamide powder on which the gold particles obtained after the deposition step are deposited.
8 is a SEM photograph showing gold particles formed on the surface of niacinamide powder containing gold particles obtained after heating and powdering steps.
9 shows (a) a colloidal solution of niacinamide powder (pH 4, pH 5.45, pH 7.89) containing gold particles without adding sodium phytate and (b) containing gold particles with sodium phytate added. It is a photograph comparing the state of a colloidal solution of niacinamide powder after 6 hours (left) and after 24 hours (right).
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings of the present invention. These examples are only presented as examples to explain the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples. .
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.In addition, unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of skill in the art to which this invention belongs, and in case of conflict, this specification including definitions of will take precedence.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.In order to clearly explain the proposed invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification. And, when a certain component is said to "include", this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. Also, a “unit” described in the specification means one unit or block that performs a specific function.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.In each step, the identification code (first, second, etc.) is used for convenience of description, and the identification code does not describe the order of each step, and each step does not clearly describe a specific order in context. It may be performed differently from the order specified above. That is, each step may be performed in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
본 발명의 금 입자가 함유된 나이아신아마이드 분말의 콜로이드 용액 제조방법은 먼저 플라즈마 증착방식을 이용하되, 담체 역할을 하는 나이아신아마이드 분말을 증착 과정 중에 계속하여 상하로 순환시켜 증착 품질과 효율을 향상시키고, 증착 후 가열과분말화 과정을 거치고 첨가제를 추가하여 다양하고 안정적인 제형화가 가능하도록 한 것을 특징으로 한다. The method for producing a colloidal solution of niacinamide powder containing gold particles of the present invention first uses a plasma deposition method, but continuously circulates the niacinamide powder serving as a carrier up and down during the deposition process to improve deposition quality and efficiency, It is characterized in that it undergoes a heating and powdering process after deposition and adds additives to enable various and stable formulations.
이를 자세히 살펴보면, 본 발명은 진공 챔버, 금 타겟이 배치되는 마그넷 캐소드 및 나이아신아마이드 분말이 상방으로 토출된 후 자연낙하하는 과정을 반복하면서 위아래로 순환하는 교반기를 포함하는 플라즈마 증착장치를 이용한 금 입자가 함유된 나이아신 아마이드 분말의 콜로이드 용액 제조방법으로서, Looking at this in detail, the present invention is gold particles using a plasma deposition apparatus including a vacuum chamber, a magnet cathode on which a gold target is disposed, and a stirrer that circulates up and down while repeating the process of naturally falling after niacinamide powder is discharged upward As a method for producing a colloidal solution of niacinamide powder contained,
금 입자를 나이아신아마이드에 증착하는 단계 상기 금 입자가 증착된 나이아신아마이드를 가열하여 액상으로 만드는 가열 단계 상기 액상의 나이아신 아마이드를 재분말화하는 분말화 단계; 상기 재분말화된 나이아신 아마이드 분말을 용매에 첨가하여 콜로이드 용액을 제조하는 단계 및 상기 콜로이드 용액에 금속이온봉쇄제를 첨가하는 단계를 포함하는 금 입자가 함유된 나이아신아마이드 분말의 콜로이드 용액 제조방법을 제공한다. 이하 각 단계를 자세히 살펴본다. a step of depositing gold particles on niacinamide; a heating step of heating the niacinamide on which the gold particles are deposited to form a liquid; Provides a method for preparing a colloidal solution of niacinamide powder containing gold particles comprising the steps of preparing a colloidal solution by adding the re-powdered niacinamide powder to a solvent and adding a sequestering agent to the colloidal solution do. Each step is described in detail below.
본 발명의 제조방법은 크게 증착 단계, 가열 단계, 재분말화, 콜로이드화 단계로 이루어진다. 먼저 증착 단계를 살펴보면, 본 발명은 종래에 사용되던 습식 나노화 공정이 아니라 반도체에서 사용되는 박막 제조기술인 진공 증착법을 활용하여, 수분, 유해 가스, 이물질 등이 존재하지 않으면서 타겟 금속의 순도와 동일한 입자를 수득하는 것을 특징으로 한다. The manufacturing method of the present invention largely consists of a deposition step, a heating step, a re-powdering step, and a colloidal step. First, looking at the deposition step, the present invention utilizes a vacuum deposition method, which is a thin film manufacturing technology used in semiconductors, rather than the conventional wet nanoization process, to obtain particles of the same purity as the target metal without the presence of moisture, harmful gases, foreign substances, etc. It is characterized in that to obtain.
구체적으로, 본 발명의 금 입자를 함유한 나이아신아마이드 입자는 도 1a에 도시된 것과 같이 진공 챔버, 금 타겟이 배치되는 마그넷 캐소드 및 담체로서 작용하는 나이아신아마이드 분말이 상방으로 토출된 후 자연낙하하는 과정을 반복하면서 위아래로 순환하는 교반기를 포함하는 플라즈마 증착장치를 이용하여 제조된다. Specifically, as shown in FIG. 1A, the niacinamide particles containing the gold particles of the present invention naturally fall after the vacuum chamber, the magnet cathode in which the gold target is disposed, and the niacinamide powder serving as a carrier are discharged upward. It is manufactured using a plasma deposition apparatus including an agitator that circulates up and down while repeating.
상기 진공 챔버는 MFC(mass flow controller) 및 회전 펌프(rotary pump)와 연결되어 일정한 진공도를 유지한 상태에서 교반기 외벽의 냉각수 공급을 통해 일정한 온도를 유지한다. 상기 마그넷 캐소드는 교반기 상부에 위치하며 플라즈마를 발생시키는 증착원이 배치된다. The vacuum chamber is connected to a mass flow controller (MFC) and a rotary pump to maintain a constant temperature through the supply of cooling water to the outer wall of the agitator while maintaining a constant degree of vacuum. The magnet cathode is located above the stirrer and a deposition source for generating plasma is disposed.
상기 교반기는 도 1b에 도시된 것과 같이 중앙 회전축을 따라 날개가 형성된 내통 및 상기 내통을 둘러싸며 내측면에 경사가 형성된 외통으로 구성된다. 상기 내통 내부에 형성된 날개는 내부에서 교반되는 담체 분말이 서로 엉겨붙거나 정체되는 것을 방지하기 위해 그 각도가 45~80˚인 것이 바람직하며, 수직 회전축을 따라 스크류 형으로 제작되는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 1B, the stirrer includes an inner cylinder having wings formed along a central axis of rotation and an outer cylinder surrounding the inner cylinder and having an inclined inner surface. The wing formed inside the inner cylinder preferably has an angle of 45 to 80 degrees in order to prevent the carrier powder stirred inside from being entangled or stagnant, and is preferably manufactured in a screw shape along a vertical axis of rotation.
이와 같은 구조를 통해, 도 2에서 볼 수 있듯이, 담체로서 작용하는 나이아신아마이드 분말이 내통 내부에서 수직 회전축에 나란하게 상방으로 토출되게 된다. 상기 나이아신아마이드 분말이 상기 내통에서 상방으로 토출되어 외통에서 자유낙하하면서 상기 마그넷 캐소드에서 분출되는 금 원자와 부딪치게 되고, 외통 바닥으로 낙하한 나이아신아마이드 분말은 내통 하단에 형성된 틈을 통해 내통으로 다시 유입됨으로써, 나이아신아마이드 분말이 상하 방향으로 계속적으로 순환하게 딘다. Through such a structure, as can be seen in FIG. 2, niacinamide powder serving as a carrier is discharged from the inside of the inner cylinder upward in parallel to the vertical rotation axis. The niacinamide powder is ejected upward from the inner cylinder and falls freely in the outer cylinder, colliding with gold atoms ejected from the magnet cathode, and the niacinamide powder that has fallen to the bottom of the outer cylinder is introduced back into the inner cylinder through a gap formed at the bottom of the inner cylinder. , let the niacinamide powder continuously circulate in the up and down direction.
이때, 담체의 교반 방향이 상하 방향이 아니라, 수직 회전축을 기준으로 자전하거나 수평 회전축을 기준으로 회전하는 경우 등이 있을 수 있으나, 하기 실험예 1에서 확인할 수 있듯이, 수직 회전축을 따라 담체가 상방으로 토출되어 위아래로 순환하는 경우에 금 나노입자의 수율이 가장 높은 것을 확인할 수 있었다. At this time, there may be cases where the stirring direction of the carrier is not up and down, but rotates about a vertical axis of rotation or about a horizontal axis of rotation. However, as can be seen in Experimental Example 1 below, the carrier moves upward along the vertical axis It was confirmed that the yield of gold nanoparticles was the highest when discharged and circulated up and down.
또한, 나이아신아마이드 외에도 포도당 및 에틸 셀룰로오스(hydroxyl ethyl cellulose, HEC) 등 비공유 전자쌍을 가진 다양한 화합물이 담체로서 사용될 수 있으나, 나이아신아마이드를 사용하는 경우에 증착되는 금 입자의 크기가 나노 단위로 가장 작고 순도가 가장 높은 것을 하기 실험예 2에서 확인하였다.In addition, in addition to niacinamide, various compounds with unshared electron pairs such as glucose and ethyl cellulose (HEC) can be used as carriers, but when niacinamide is used, the size of the gold particles deposited is the smallest in nano units and the purity The highest was confirmed in Experimental Example 2 below.
위에서 설명한 증착장치를 이용한 금 나노입자의 제조방법을 자세히 살펴보면, 먼저 금을 마그넷 캐소드에 결합 가능한 사이즈로 제작하고, 마그넷 캐소드에 배치한다. 이후, 챔버 내부의 진공도를 2.0~3.0 X 10-5 torr까지 도달시킨 후 비활성 기체인 아르곤 가스를 주입하여 플라즈마를 발생시킨다. 이때, 챔버 내부의 진공도는 1.0~2.0 X 10-2 torr 로 급격히 변화하게 되고, MFC(Mass flow controller)와 회전 펌프를 가동하여 1.0~2.0 X 10-2 torr의 진공도 및 60 내지 70℃를 유지한다.Looking in detail at the method of manufacturing gold nanoparticles using the deposition apparatus described above, first, gold is manufactured to a size capable of being coupled to a magnet cathode, and then placed on the magnet cathode. Thereafter, after reaching a degree of vacuum inside the chamber of 2.0 to 3.0 X 10 -5 torr, plasma is generated by injecting argon gas, which is an inert gas. At this time, the degree of vacuum inside the chamber rapidly changes to 1.0 to 2.0 X 10 -2 torr, and the vacuum degree of 1.0 to 2.0 X 10 -2 torr and 60 to 70 ° C are maintained by operating a mass flow controller (MFC) and a rotary pump. do.
이와 같이 진공 상태에서 금 타겟 표면에 플라즈마를 발생시킴으로써 수 나노미터의 순수한 금 입자들이 자유롭게 분출하게 되며, 분출되는 금 입자들은 상하방향으로 순환하는 나이아신아마이드 표면에 결합하게 된다. 이때, 나이아신아마이드와 결합된 금 입자 하나하나가 다시 결합되어 입자가 커지는 것을 방지하기 위하여 나이아신아마이드는 계속하여 교반기의 내통과 외통을 순환하며 상하 방향으로 계속하여 유동하게 된다. In this way, by generating plasma on the surface of the gold target in a vacuum state, pure gold particles of several nanometers are freely ejected, and the ejected gold particles are bonded to the surface of niacinamide circulating in a vertical direction. At this time, in order to prevent each gold particle combined with niacinamide from being re-bonded to increase the size of the particle, niacinamide continues to circulate in the inner and outer cylinders of the stirrer and flow continuously in the vertical direction.
분출된 금 입자는 나이아신아마이드와 결합된 상태로 함께 교반되고, 교반이 멈추고 진공이 파기될 때까지 계속해서 같은 과정이 반복된다. 그 결과, 상하로 유동하는 나이아신아마이드가 분출되는 금 입자 간의 재결합을 방해함으로써 직경 1~10nm, 순도 92.00~99.99%의 분리된 금 입자가 증착된 나이아신아마이드를 수득할 수 있게 된다. 또한 이 과정에서 구형의 금 나노입자가 수득되어 다양한 형태의 나노입자가 수득되는 기존의 습식 방법에 비하여 흡수시 피부 자극이 훨씬 덜하게 된다. The ejected gold particles are stirred together in a combined state with niacinamide, and the same process is repeated until the stirring stops and the vacuum is broken. As a result, it is possible to obtain niacinamide deposited with separated gold particles having a diameter of 1 to 10 nm and a purity of 92.00 to 99.99% by interfering with the recombination of the ejected gold particles with the niacinamide flowing up and down. In addition, in this process, spherical gold nanoparticles are obtained, resulting in much less skin irritation when absorbed compared to the conventional wet method in which nanoparticles of various shapes are obtained.
전술한 증착 과정을 통하여 수득된 금 입자가 증착된 나이아신아마이드 분말은 그대로 물을 포함한 다양한 용매에 녹여 사용할 수 있으나, 이러한 경우 용액 내에서 콜로이드 상태를 유지하지 못하고, 침전물을 형성하기 쉽다. Niacinamide powder deposited with gold particles obtained through the above-described deposition process may be dissolved in various solvents including water as it is, but in this case, it does not maintain a colloidal state in the solution and tends to form precipitates.
이에, 본 발명에서는 금 입자가 증착된 나이아신아마이드 분말이 용매 내에서 안정적인 콜로이드 상태를 유지할 수 있도록, 가열 후 재분말화하는 단계를 거치는 것을 특징으로 한다. Therefore, in the present invention, it is characterized in that the niacinamide powder deposited with gold particles goes through a step of re-powdering after heating so that it can maintain a stable colloidal state in a solvent.
상기 가열 단계는 나이아신아마이드가 녹기에 충분한 온도로 가열되는 것이 바람직하며, 일 실시예로 125~135℃로 가열될 수 있다. 이러한 가열 과정에서 나이아신아마이드 표면에 결합된 금 입자가 담체 표면에 고르게 분산될 뿐만 아니라 나이아신아마이드 내부에까지 고르게 침투하게 된다. The heating step is preferably heated to a temperature sufficient to melt niacinamide, and may be heated to 125 to 135 ° C in one embodiment. During this heating process, the gold particles bonded to the surface of niacinamide are evenly dispersed on the surface of the carrier and evenly penetrate into the inside of niacinamide.
또한, 금 입자의 함량을 높이기 위하여, 상기 가열 단계에서 금 입자를 추가로 투입할 수 있다. 이때 투입되는 금 입자는 다양한 방법에 의하여 제조한 금 입자가 사용될 수 있으나, 바람직하게는 본 발명의 증착 단계에서 얻어진 금 입자가 표면에 증착된 나이아신아마이드를 승화시킨 후 얻은 금 입자를 사용하는 것이 바람직하다. In addition, in order to increase the content of gold particles, gold particles may be additionally added in the heating step. At this time, gold particles prepared by various methods may be used as the gold particles introduced, but it is preferable to use gold particles obtained after sublimation of niacinamide deposited on the surface of the gold particles obtained in the deposition step of the present invention. do.
이때 추가 투입되는 금 입자는 금 입자가 증착된 나이아신아마이드 전체 함량의 0.1~5 중량%인 것이 바람직하며, 이보다 함량이 적은 경우 금 입자 함량 증가 효과가 미비하며, 이를 초과하는 경우 경우 금 입자가 고르게 결합되지 않아 콜로이드 상태 유지가 어렵거나 수득률이 떨어져 경제적이지 않다. At this time, the additionally added gold particles are preferably 0.1 to 5% by weight of the total content of niacinamide on which the gold particles are deposited. It is difficult to maintain a colloidal state because it is not combined, or it is not economical because the yield is low.
한편 상기 가열단계에 추가로 투입되는 금 입자가 서로 뭉치지 않고 담체에 잘 결합할 수 있도록 시트르산(citric acid)이 추가로 투입될 수 있다. 상기 시트르산은 금 입자가 서로 뭉치지 않고 고르게 분산되도록 하는 역할을 하며 이후 추가적인 2차 가열 과정에서 휘발되어 제거될 수 있다. On the other hand, citric acid may be additionally added in the heating step so that the gold particles additionally added can be well bonded to the carrier without agglomeration. The citric acid serves to ensure that the gold particles are evenly dispersed without agglomeration, and can then be volatilized and removed in an additional secondary heating process.
상기 추가 투입되는 시트르산의 함량은 금 입자가 증착된 나이아신아마이드 전체 함량의 0.1~10 중량%인 것이 바람직하며, 이보다 함량이 적은 경우 목적하는 기능적 효과를 발휘하기 어려우며 이를 초과하는 경우 비용 대비 효과 증가 효과가 미비하다. The content of the additionally added citric acid is preferably 0.1 to 10% by weight of the total content of niacinamide on which the gold particles are deposited. If the content is less than this, it is difficult to exhibit the desired functional effect, and if it exceeds this amount, the cost effect increases. is incomplete
금 입자 및 시트르산이 추가 투입되는 경우, 본 발명의 가열단계는 125~135℃의 1차 가열단계와 140~150℃의 2차 가열단계로 이루어질 수 있으며, 상기 1차 가열단계에서 금 입자와 시트르산이 추가 투입되고, 2차 가열단계에서 시트르산이 휘발되어 제거된다. When gold particles and citric acid are additionally added, the heating step of the present invention may consist of a first heating step at 125 to 135 ° C and a second heating step at 140 to 150 ° C. In the first heating step, the gold particles and citric acid This addition is added, and citric acid is volatilized and removed in the second heating step.
이와 같이 가열 과정을 거친 나이아신아마이드는 다시 분말화 과정을 거쳐 재분말화되게 되며, 상기 분말화 과정은 일반적으로 사용되는 다양한 분말화 공법이 사용될 수 있다. Niacinamide, which has undergone the heating process, is re-powdered through a powdering process, and various generally used powdering methods can be used for the powdering process.
상기 가열 및 재분말화 과정을 거친 금 입자가 함유된 나이아신아마이드 분말은 물 등 다양한 용매에 용해되어 콜로이드 상태를 형성하게 된다. 이때 장시간 보관시에도 콜로이드 용액의 침전 현상을 막기 위하여 금속이온봉쇄제가 함께 첨가되는 것이 바람직하다. Niacinamide powder containing gold particles that has undergone the heating and re-powdering process is dissolved in various solvents such as water to form a colloidal state. At this time, it is preferable to add a sequestering agent together to prevent precipitation of the colloidal solution even when stored for a long time.
상기 금속이온봉쇄제는 다양한 금속이온봉쇄제들 중에서 소듐파이테이트(sodium phytate)를 사용하는 것이 가장 바람직하며, 이때 상기 금속이온봉쇄제는 재분말화된 나이아신아마이드의 1~10 중량%가 사용되는 것이 바람직하다. The sequestering agent is most preferably sodium phytate among various sequestering agents, wherein the sequestering agent is used in an amount of 1 to 10% by weight of re-powdered niacinamide. it is desirable
이와 같이 형성된 콜로이드 용액은 기타 다른 성분들과 함께 혼합되어 다양한 제형으로 활용될 수 있다. The colloidal solution formed in this way can be used in various formulations by mixing with other ingredients.
이하, 구체적인 제조예 및 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration of the present invention and its effects will be described in more detail through specific manufacturing examples and examples. However, these examples are for explaining the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited to these examples.
제조예. 금 입자가 함유된 나이아신아마이드 분말의 제조manufacturing example. Preparation of Niacinamide Powder Containing Gold Particles
진공 챔버 및 교반기vacuum chamber and stirrer
진공 상태에서 나이아신아마이드가 유동적으로 움직일 수 있도록 교반기를 진공 챔버 내에 위치시켰다 (도 1a). 상기 교반기는 구체적으로, 내부에서 교반되는 나이아신아마이드가 서로 엉겨붙거나 교반이 정체되는 것을 방지하기 위해 교반기 날개의 각도는 45~80˚ 사이로 제작되었으며, 수직회전축을 적용한 스크류 형으로 제작되었다 (도 1b). 그에 따라, 날개를 감싼 원통 내부에서 나이아신아마이드는 좌우가 아닌 교반기 내부에서 수직 회전축에 나란하게 상방으로 토출되어 흩뿌려지게 된다(도 2). 파우더 형태의 나이아신아마이드는 정체되거나 멈추지 않고 계속해서 상하로 순환하면서 자유낙하하게 되며, 분출된 금(Au) 원자와 부딪치게 된다.A stirrer was placed in the vacuum chamber to allow niacinamide to move fluidly under vacuum (FIG. 1a). Specifically, the agitator blade angle was made between 45 and 80 degrees to prevent the niacinamide being stirred inside from sticking together or the agitation being stagnant, and was manufactured in a screw type with a vertical rotation axis applied (Fig. 1b ). Accordingly, niacinamide is discharged and scattered upwards parallel to the vertical axis of rotation inside the agitator instead of left and right inside the cylinder surrounding the wings (FIG. 2). Niacinamide in powder form does not stagnate or stop, continuously circulates up and down, falls freely, and collides with ejected gold (Au) atoms.
진공 챔버는 MFC(Mass flow controller) 및 회전 펌프(rotary pump)와 연결되어, 일정한 진공도를 유지한 상태에서 교반기 외벽에 냉각수 공급을 통해 일정한 온도를 유지할 수 있게 한다.The vacuum chamber is connected to a mass flow controller (MFC) and a rotary pump so that a constant temperature can be maintained by supplying cooling water to the outer wall of the agitator while maintaining a constant degree of vacuum.
금 나노입자가 증착된 나이아신아마이드의 제조Preparation of niacinamide deposited with gold nanoparticles
순도 99.9% 이상의 금을 스퍼터링 타겟으로 하여, 마그넷 캐소드(magnet cathode)에 결합하였다. 나이아신아마이드를 교반기에 장입한 다음, 챔버 내부의 진공도를 2.0~3.0 X 10-5 torr까지 도달시킨 후 마그넷 캐소드에 아르곤 가스를 주입하여 플라즈마를 발생시켰다. Gold having a purity of 99.9% or more was used as a sputtering target and bonded to a magnet cathode. Niacinamide was charged into the stirrer, and after reaching a degree of vacuum inside the chamber of 2.0 to 3.0 X 10 -5 torr, argon gas was injected into the magnet cathode to generate plasma.
이때, 챔버 내부의 진공도는 1.0~2.0 X 10-2 torr으로 급격히 변화하게 된다. MFC(Mass flow controller)와 회전 펌프를 가동하여 1.0~2.0 X 10-2 torr의 진공도를 유지한 상태에서 교반기 외벽에 냉각수 공급과 동시에 교반을 작동하고 최소 5시간 이상 작업을 진행한다. 이때, 챔버 내부의 온도는 60~70℃를 유지하게 되며 교반기 내부의 나이아신아마이드 역시 60~70℃를 유지하게 된다. At this time, the degree of vacuum inside the chamber rapidly changes to 1.0 to 2.0 X 10 -2 torr. The MFC (Mass flow controller) and rotary pump are operated to maintain a vacuum of 1.0 to 2.0 X 10 -2 torr, while supplying cooling water to the outer wall of the agitator and simultaneously operating the agitation and working for at least 5 hours. At this time, the temperature inside the chamber is maintained at 60 to 70 ° C, and the niacinamide inside the stirrer is also maintained at 60 to 70 ° C.
분출된 금 입자는 나이아신아마이드와 약하게 결합되어 함께 교반되고, 교반이 멈추고 진공이 파기될 때까지 계속해서 같은 과정이 반복된다. 그 결과, 상하로 유동하는 나이아신아마이드가 분출되는 금 입자 간의 재결합을 방해함으로써 도 7 및 도 8에서 볼 수 있듯이 분리된 나이아신아마이드 입자 및 나이아신아마이드 입자 표면에 증착된 나노 단위의 금 나노입자를 수득할 수 있었다. The ejected gold particles bind weakly with the niacinamide and are stirred together, and the same process is repeated until the stirring stops and the vacuum is broken. As a result, as shown in FIGS. 7 and 8, separated niacinamide particles and nanoscale gold nanoparticles deposited on the surface of the niacinamide particles can be obtained by interfering with recombination between the ejected gold particles by the upward and downward flowing niacinamide. could
즉, 진공 증착법과 물리적 교반을 동시에 적용하여, 박막이 형성되기 전에 분출된 금 원자들끼리의 재결합을 방해하여 수 나노미터의 금 입자를 얻어낼 수 있었다. 이러한 과정을 통해 수분, 유해가스, 이물질 등이 존재하지 않으면서 타겟으로 제작된 금의 순도와 동일한 입자가 증착된 나이아신아마이드(비교예) 분말을 얻을 수 있었다. That is, by simultaneously applying the vacuum deposition method and physical stirring, it was possible to obtain gold particles having a size of several nanometers by interfering with recombination of ejected gold atoms before the thin film was formed. Through this process, it was possible to obtain niacinamide (comparative example) powder deposited with particles having the same purity as gold produced as a target without the presence of moisture, harmful gases, foreign substances, and the like.
가열 및 재분말화Heating and re-powdering
증착과정에서 얻은 금 입자가 증착된 나이아신아마이드 분말을 125~135℃로 가열하여 도 3과 같이 액상화하였으며, 액상화된 나이아신아마이드 분말을 다시 재분말화하여 최종 금 입자가 결합된 나이아신아마이드 분말(실시예)을 얻을 수 있었다. The niacinamide powder on which the gold particles obtained in the deposition process was deposited was heated to 125 to 135 ° C. to liquefy as shown in FIG. ) could be obtained.
도 4는 증착단계 직후 얻은 금 입자가 증착된 나이아아신아마이드 분말(비교예)과 가열 및 분말화 단계를 거친 금 입자가 함유된 나이아신아마이드 분말(실시예)의 비교 사진으로서, 가열 및 재분말화 과정을 거치면서 분말이 약한 보라색을 띠는 것을 관찰할 수 있었다. Figure 4 is a comparative photograph of niacinamide powder (Comparative Example) deposited with gold particles obtained immediately after the deposition step and niacinamide powder containing gold particles (Example) subjected to heating and powdering steps, and heating and re-powdering It was observed that the powder had a weak purple color during the oxidation process.
실험예 1. 금 나노입자의 수율 비교Experimental Example 1. Yield Comparison of Gold Nanoparticles
담체의 교반 방향에 따른 금 나노입자의 수율을 비교하기 위하여, i) 수직 회전축에 나란하게 담체가 상방으로 토출되어 위아래로 순환하는 본 발명의 교반 장치와 (실험예 1), ii) 수직 회전축을 기준으로 담체가 자전하는 교반 장치와 (비교예 1), 및 iii) 수평 회전축을 기준으로 담체가 회전하는 교반 장치 (비교예 2)를 각각 제작하고, 나이아신아마이드 분말을 교반기에 장입하여 동일한 방법으로 금 나노입자를 제작하였다. 나이아신아마이드에 결합된 금 나노입자의 수율을 측정하여 그 평균값을 아래 표 1에 나타내었다.In order to compare the yield of gold nanoparticles according to the stirring direction of the carrier, i) the stirring device of the present invention in which the carrier is discharged upward and circulated up and down parallel to the vertical rotation axis (Experimental Example 1), ii) the vertical rotation axis A stirring device in which the carrier rotates as a reference (Comparative Example 1) and iii) a stirring device in which the carrier rotates on the basis of a horizontal axis of rotation (Comparative Example 2) are prepared, respectively, and niacinamide powder is charged into the stirrer in the same manner. Gold nanoparticles were fabricated. The yield of gold nanoparticles bound to niacinamide was measured and the average value is shown in Table 1 below.
그 결과, 수직회전축에 나란하게 나이아신아마이드가 상방으로 토출되어 위아래로 순환하는 실험예 1의 교반 장치가 그 수율이 76.6%로 가장 현저하며, 수직 회전축을 기준으로 나이아신아마이드가 자전하는 비교예 1의 교반 장치가 금 나노입자의 수율이 가장 낮은 것을 확인하였다. As a result, the stirring device of Experimental Example 1 in which niacinamide is discharged upwards and circulated up and down parallel to the vertical axis of rotation has the most remarkable yield of 76.6%, and the yield of niacinamide of Comparative Example 1 in which niacinamide rotates based on the vertical axis of rotation is the most remarkable. It was confirmed that the stirring device had the lowest yield of gold nanoparticles.
이는, 실험예 1의 교반 장치의 경우 투입된 에너지의 대부분을 나이아신아마이드가 금 입자를 향하여 수직으로 이동시키는데 사용하는 데 반해, 비교예 1 또는 비교예 2의 교반 장치의 경우 투입된 에너지의 대부분을 나이아신아마이드를 수평 또는 수직 회전시키는데 사용되므로 충돌 효율이 감소되기 때문인 것으로 판단된다. This is because, in the case of the stirring device of Experimental Example 1, most of the input energy is used to vertically move niacinamide toward the gold particles, whereas in the case of the stirring device of Comparative Example 1 or Comparative Example 2, most of the input energy is used to move niacinamide It is believed that this is because the collision efficiency is reduced because it is used to rotate horizontally or vertically.
즉, 진공 증착에 의한 본 발명의 금 나노입자의 제조에 있어서, 나이아신아마이드의 교반 방향이 수율에 중대한 영향을 미치며, 수직 회전축에 나란하게 나이아신아마이드가 상방으로 토출되어 금 입자와 충돌하는 본 발명의 교반 방식이 가장 높은 수율을 나타내는 것을 알 수 있었다.That is, in the production of the gold nanoparticles of the present invention by vacuum deposition, the stirring direction of niacinamide has a significant effect on the yield, and niacinamide is discharged upward parallel to the vertical axis of rotation to collide with the gold particles of the present invention. It was found that the stirring method showed the highest yield.
실험예 2. 금 나노입자의 크기 및 순도 비교Experimental Example 2. Comparison of Size and Purity of Gold Nanoparticles
나노입자가 형성되는 담체로서 일반적으로 사용되는 포도당 및 히드록실 에틸 셀룰로오스(hydroxyl ethyl cellulose, HEC)를 이용하여 금 나노입자를 제조하고, 그 수율 및 입자의 크기를 비교하였다. Gold nanoparticles were prepared using glucose and hydroxyl ethyl cellulose (HEC), which are commonly used as carriers on which nanoparticles are formed, and their yields and particle sizes were compared.
구체적으로, 각각 99.9% 순도의 금 120g을 마그넷 캐소드에 배치하고, 나이아신아마이드 분말, 포도당 분말 및 PET 칩을 교반기에 장입하여 동일한 방법으로 각 담체에 결합된 금 나노입자를 제조하였다. 이후, 금 나노입자가 결합된 나이아신아마이드 분말은 열을 가하여 나이아신아마이드를 승화시킴에 따라 순수한 금 나노입자만을 수득하였으며, 포도당 및 HEC를 담체로 이용한 나노입자는 물을 첨가하여 포도당 및 HEC가 용해됨으로써 분산된 금 나노입자를 수득하였다. Specifically, 120 g of 99.9% pure gold was placed on a magnet cathode, and niacinamide powder, glucose powder, and a PET chip were loaded into a stirrer to prepare gold nanoparticles bound to each carrier in the same manner. Subsequently, the niacinamide powder to which the gold nanoparticles were bound was heated to sublimate the niacinamide, so that only pure gold nanoparticles were obtained, and the nanoparticles using glucose and HEC as carriers were dissolved by adding water to dissolve glucose and HEC. Dispersed gold nanoparticles were obtained.
수득한 금 나노입자는 TEM 및 성분 분석을 통하여 그 직경 및 순도를 측정하였고, 평균값을 산출하여 아래 표 2에 나타내었다.The diameter and purity of the obtained gold nanoparticles were measured through TEM and component analysis, and the average values were calculated and shown in Table 2 below.
그 결과, 나이아신아마이드를 담체로 이용한 경우, 타겟과 동일한 순도(99.9%)를 가지는 것에 비하여, 포도당 또는 HEC를 담체로 이용한 경우, 순도가 현저히 떨어지는 것을 확인하였다. 상기 결과는, 담체를 금 나노입자와 분리하는 과정의 차이 (가열 또는 물에 용해)에 따른 것으로 판단되며, 본 발명의 나이아신아마이드를 이용할 경우 고순도의 금 나노입자를 수득할 수 있음을 알 수 있다. As a result, when niacinamide was used as a carrier, it was confirmed that the purity was significantly lowered when glucose or HEC was used as a carrier, compared to having the same purity (99.9%) as the target. The above result is judged to be due to the difference in the process of separating the carrier from the gold nanoparticles (heating or dissolution in water), and it can be seen that high purity gold nanoparticles can be obtained when the niacinamide of the present invention is used. .
또한, 포도당 또는 HEC를 이용한 경우에 비하여 나이아신아마이드를 담체로 이용한 경우에 나노입자의 크기가 현저히 작은 바, 기존의 제조 공정에 비하여 더 세밀한 금 나노입자의 제조에 활용할 수 있다. 이는, 나이아신아마이드 분자 구조에 포함된 케톤기와 금 입자와의 결합에 따른 결과인 것으로 해석된다.In addition, since the size of nanoparticles is significantly smaller when niacinamide is used as a carrier than when glucose or HEC is used, it can be used to manufacture finer gold nanoparticles than conventional manufacturing processes. This is interpreted to be the result of the bonding of the ketone group included in the niacinamide molecular structure with the gold particle.
실험예 3. 콜로이드 안정도 평가 (1) Experimental Example 3. Colloidal stability evaluation (1)
증착단계 직후 얻은 금 입자가 증착된 나이아아신아마이드 분말을 비교예로 하고, 가열 및 분말화 단계까지 모두 완료한 금 입자가 함유된 나이아신아마이드 분말을 실시예로 하여 금 함량, 표면 SEM 사진 및 콜로이드 상태를 비교하였다. Niacinamide powder deposited with gold particles obtained immediately after the deposition step was used as a comparative example, and niacinamide powder containing gold particles after heating and powdering was used as an example to determine the gold content, surface SEM picture, and colloid status was compared.
먼저, 도 5는 증착단계 직후 얻은 금 입자가 증착된 나이아아신아마이드 분말과 가열 및 분말화 단계를 거친 금 입자가 증착된 나이아신아마이드 분말을 물에 녹인 상태를 보여주는 비교 사진으로서, 가열 및 재분말화 과정을 거친 나이아신아마이드 분말이 훨씬 더 안정적인 콜로이드 상태를 유지하는 것을 육안으로 확인할 수 있었다. First, FIG. 5 is a comparative photograph showing a state in which niacinamide powder deposited with gold particles obtained immediately after the deposition step and niacinamide powder deposited with gold particles that have undergone a heating and powdering step are dissolved in water, wherein heating and re-powdering It was confirmed with the naked eye that the niacinamide powder subjected to the oxidation process maintained a much more stable colloidal state.
비교예와 실시예의 금 함량을 비교하기 위하여, 나이아신아마이드 내 금 함량에 대한 I.C.P 시험을 5회 반복 수행하여 하기 표에 나타내었다. 하기 표에서 알 수 있듯이 비교예와 실시예의 전체적인 금 함량에 큰 차이가 없음을 확인할 수 있었다. In order to compare the gold content of Comparative Examples and Examples, the I.C.P test for gold content in niacinamide was repeated 5 times and is shown in the table below. As can be seen from the table below, it was confirmed that there was no significant difference in the overall gold content of Comparative Examples and Examples.
또한, 도 7과 도 8은 비교예와 실시예의 나이아아신아마이드 분말 표면에 형성된 금 입자를 보여주는 SEM 사진으로서, 가열 단계를 거치면서 나이아신아마이드 분말 표면에 형성된 금 입자가 전체적으로 더 줄어든 것을 확인 할 수 있었다. 7 and 8 are SEM photographs showing gold particles formed on the surface of the niacinamide powder of Comparative Examples and Examples, and it can be seen that the gold particles formed on the surface of the niacinamide powder are reduced as a whole through the heating step. there was.
이는 가열 및 재분말화 과정을 거치면서 금 입자가 나이아신아마이드 표면 및 내부로 고르게 분포되면서 나타나는 결과로 해석된다. This is interpreted as a result of the gold particles being evenly distributed on the surface and inside of niacinamide through the heating and re-powdering process.
실험예 4. 콜로이드 안정도 평가 (2)Experimental Example 4. Colloidal stability evaluation (2)
금 입자가 함유된 나이아신아마이드만 첨가된 콜로이드 용액(비교예1)을 pH 별(pH 4, pH 5.45, pH 7.89)로 준비하고 소듐파이테이트를 첨가한 금 입자가 함유된 나이아아신아마이드 분말의 콜로이드 용액(실시예)를 준비하였다. A colloidal solution (Comparative Example 1) to which only niacinamide containing gold particles was added was prepared by pH (pH 4, pH 5.45, pH 7.89), and sodium phytate was added to obtain a niacinamide powder containing gold particles. A colloidal solution (Example) was prepared.
이후, 비교예와 실시예의 콜로이드 용액의 6시간 후(왼쪽)과 24시간 후(오른쪽)의 상태를 비교하여 도 9에 나타내었다. 도면에서 볼 수 있듯이, 소듐파이테이트를 첨가한 콜로이드 용액이 시간이 지나도 더 안정적으로 유지되는 것을 확인할 수 있었다. Thereafter, the conditions of the colloidal solutions of Comparative Examples and Examples after 6 hours (left) and after 24 hours (right) were compared and shown in FIG. 9 . As can be seen in the figure, it was confirmed that the colloidal solution to which sodium phytate was added remained more stable over time.
한편, 소듐파이테이트 대신에 또 다른 금속이온봉쇄제인 EDTA를 첨가하여 콜로이드 용액(비교예2)를 제조하여 동일한 실험을 수행하였다. 이에, EDTA를 첨가한 경우, 금속이온봉쇄제를 사용하지 않은 비교예 1과 유사하게 24시간 후 침전이 일어남을 확인할 수 있었다. On the other hand, the same experiment was performed by preparing a colloidal solution (Comparative Example 2) by adding EDTA, another sequestering agent, instead of sodium phytate. Thus, when EDTA was added, it was confirmed that precipitation occurred after 24 hours, similar to Comparative Example 1 without using a sequestering agent.
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다. Although the present invention has been described in relation to the preferred embodiments as mentioned above, the technical spirit of the invention is not limited or limited thereto, and can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art, of course.
Claims (5)
상기 금속이온봉쇄제가 소듐파이테이트(sodium phytate)이고, 상기 금속이온봉쇄제는 재분말화된 나이아신아마이드의 1~10 중량%가 사용되며,
상기 증착 단계는 진공 챔버, 금 타겟이 배치되는 마그넷 캐소드 및 나이아신아마이드 분말이 상방으로 토출된 후 자연낙하하는 과정을 반복하면서 위아래로 순환하는 교반기를 포함하는 플라즈마 증착장치를 이용하여 이루어지며, 상기 교반기는 중앙 회전축을 따라 날개가 형성된 내통 및 상기 내통을 둘러싸며 내측면에 경사가 형성된 외통을 포함하고, 상기 교반기 내에서 나이아신아마이드 분말이 상기 내통 내부에서 수직 회전축에 나란하게 상방으로 토출되어 외통에서 자유낙하하면서 상기 마그넷 캐소드에서 분출되는 금 원자와 부딪치게 되고, 외통 바닥으로 낙하한 나이아신아마이드 분말은 내통 하단에 형성된 틈을 통해 내통으로 다시 유입됨으로써, 나이아신아마이드 분말이 상하 방향으로 계속적으로 순환하며,
상기 가열 단계에서, 금 입자가 추가로 투입되며, 상기 투입되는 금 입자는 상기 증착 단계에서 얻어진 금 입자가 표면에 증착된 나이아신아마이드를 승화시킨 후 얻은 금 입자를 사용하고, 상기 추가로 투입되는 금 입자는 금 입자가 증착된 나이아신아마이드 전체 함량의 0.1~5 중량%인 것을 특징으로 하는 금 입자가 함유된 나이아신아마이드 분말의 콜로이드 용액 제조방법. A deposition step of depositing gold particles on niacinamide; a heating step of heating the niacinamide deposited with the gold particles into a liquid phase; A powdering step of re-powdering the liquid niacinamide; preparing a colloidal solution by adding the re-powdered niacinamide powder to a solvent; And adding a sequestering agent to the colloidal solution; includes,
The sequestering agent is sodium phytate, and 1 to 10% by weight of the re-powdered niacinamide is used as the sequestering agent,
The deposition step is performed using a plasma deposition apparatus including a vacuum chamber, a magnet cathode on which a gold target is disposed, and a stirrer that circulates up and down while repeating a process in which niacinamide powder naturally falls after being discharged upward, wherein the agitator includes an inner cylinder having wings formed along a central axis of rotation and an outer cylinder surrounding the inner cylinder and having an inclined inner surface, and in the agitator, niacinamide powder is discharged upward parallel to the vertical axis of rotation inside the inner cylinder to be free from the outer cylinder. As it falls, it collides with gold atoms ejected from the magnet cathode, and the niacinamide powder that has fallen to the bottom of the outer cylinder is introduced back into the inner cylinder through a gap formed at the bottom of the inner cylinder, so that the niacinamide powder continuously circulates in the vertical direction,
In the heating step, gold particles are additionally added, and the gold particles obtained in the deposition step are obtained after sublimation of niacinamide deposited on the surface of the gold particles obtained in the deposition step. A method for producing a colloidal solution of niacinamide powder containing gold particles, characterized in that the particles are 0.1 to 5% by weight of the total content of niacinamide on which the gold particles are deposited.
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