중층실리카

Mesoporous silica
전송 전자 현미경(TEM, 상단) 및 중첩성 규소 나노입자의 전자 현미경(SEM) 영상 스캔.[1]

중성 실리카는 중성 실리카의 형태로서 나노기술의 최근 발전이다. 중간 나노입자의 가장 일반적인 유형은 MCM-41과 SBA-15이다.[2] 촉매제, 약물 전달 및 영상촬영에 응용된 입자에 대한 연구가 계속되고 있다.[3]

중합성 규소를 생산하는 화합물은 1970년경에 특허를 얻었다.[4][5][6] 그것은 거의 눈에[7] 띄지 않게 되었고 1997년에 재현되었다.[8] 중층 실리카 나노입자(MSN)는 1990년 일본의 연구자들에 의해 독자적으로 합성되었다.[9] 그들은 나중에 Mobil Corporation 연구실에서도[10] 생산되었고 Mobil Configuration of Matter(또는 MCM, Mobil Crystaline Materials)라고 명명되었다.[11]

그로부터 6년 뒤 산타바바라 주 캘리포니아 대학교에서 모공(4.6~30나노미터)이 훨씬 큰 실리카 나노입자가 생산됐다.[12] 이 물질은 산타 바바라 아모르퍼스 타입의 물질, 즉 SBA-15로 명명되었다. 이 입자들은 또한 6각형의 모공 배열을 가지고 있다.

이러한 종류의 입자를 발명한 연구원들은 그것들을 분자 체로 사용할 계획을 세웠다. 오늘날, 중층 실리카 나노입자는 의학, 바이오센서,[13] 열 에너지 저장,[14] 물/가스 여과 및 이미징에 많은 응용을 하고 있다.

합성

중층실리카의 병
중층 실리카 나노입자의 TEM 이미지

중층 실리카 나노입자는 테트라에틸 정형화합물을 마이크로ellar 봉으로 만든 템플릿과 반응시켜 합성된다. 그 결과 정기적으로 모공을 배열한 나노 크기의 구 또는 봉이 모여 있다. 그런 다음 적절한 pH로 조절된 용제로 세척하여 템플릿을 제거할 수 있다.[3]

중극성 입자는 Stöber 공정과 같은 간단한 sol-gel 방법이나[1] 스프레이 건조 방법을 사용하여 합성할 수도 있다.[16] 테트라에틸 정형화합물은 추가적인 폴리머 단량체(템플릿으로)와 함께 사용되기도 한다.

그러나 TEOS는 그러한 입자를 합성하는 가장 효과적인 전구체는 아니다; 더 나은 전구체는 MPTMS로 종종 약칭되는 (3-Mercaptopropyl)트리메톡시실레인이다. 이 전구체를 사용하면 집합의 기회가 급격히 감소하고 더 균일한 구를 보장한다.[17]

약물전달

모공의 넓은 표면적은 입자를 약이나 세포독소로 채울 수 있게 한다. 트로이 목마처럼 입자들은 세포의 바깥에 어떤 화학물질이 붙어 있느냐에 따라 내분포를 통해 특정 생물세포가 차지하게 된다. 어떤 종류의 암세포는 건강한 세포보다 입자를 더 많이 차지하게 될 것이며, 연구자들은 언젠가 MCM-41이 특정 종류의 암을 치료하는 데 사용되기를 희망한다.[3] [18] [19]

주문된 중합성 규소(예: SBA-15,[20] TUD-1,[21] HMM-33, [1]FSM-16[22])도 불량 수용성 약물의 체외 및 체내 해체를 촉진할 수 있는 잠재력을 보인다. 약물 발견에서 오는 많은 마약 후보자들은 형편없는 용해성으로 고통을 받는다. 위장관액에서 이러한 소수성 약물의 불충분한 용해는 경구 생체이용률을 강하게 제한한다. 한 예로 수용성 용해도가 낮기로 알려진 항균성인 이트라코나졸이 있다. 모의 위장액에 itraconazole-on-SBA-15 제형을 도입하면 초포화 용액이 획득되어 대뇌피막 장내 이송이 강화된다.[23] 또한 SBA-15 공식 이트라코나졸의 체계적 순환에 대한 효율적인 흡수가 체내(래빗과 개)에서 입증되었다.[24] SBA-15에 기초한 이 접근방식은 안정적인 제형을[25] 산출하며, 다양한 종류의 수용성 화합물에 사용될 수 있다.[26]

바이오센서스

이러한 입자의 구조는 그들을 보통 세포벽을 통과할 수 없는 형광 염료로 채울 수 있게 한다. 그리고 나서 MSN 물질은 목표 세포와 호환되는 분자로 덮인다. MSN이 세포 배양에 추가되면, 그들은 염료를 세포막을 가로질러 운반한다. 이 입자들은 광학적으로 투명하기 때문에 염료는 실리카 벽을 통해 볼 수 있다. 입자의 염료는 용액의 염료가 가지고 있는 것과 같은 문제를 가지고 있지 않다. MSN의 외부에 접목된 분자의 종류는 입자 내부에 어떤 종류의 생체 분자가 염료와 상호 작용하도록 허용되는지 제어할 것이다.[27][28]

참고 항목

참조

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