[发明专利]银纳米片组合物及方法

说明书

通过参考任何优先权申请并入

本申请要求2012年10月11日提交的、美国临时申请61/795,149的优先权利益，其通过参考以其整体并入。

合作研究协议的团体

在此描述的发明依据Sienna Labs,Inc.和nanoComposix,Inc.之间的合作研究协议而创造。

背景

发明领域

本发明涉及一种用于制备银薄片状纳米颗粒(silver platelet nanoparticle)(例如，纳米片(nanoplate))的高光密度溶液的方法以及涉及通过所述方法制备的纳米颗粒、溶液及基底。

相关技术描述

可以从一系列的材料合成纳米颗粒，包括纳米微球、纳米棒、纳米线、纳米立方体(nanocube)、纳米片、以及其他的形状。在一个实施方式中，薄片状纳米颗粒是纳米片。由包括金和银的金属制造的纳米颗粒具有独特的光学性能，由于由这些纳米材料支持的局域表面等离子体共振，该光学性能可以被调整，以便与遍及电磁波谱的光相互作用。利用银纳米颗粒的该独特的光学性能的技术包括，但不限于，诊断技术、光电子学技术、医学技术、和遮蔽技术(obscurant technology)。这些技术的子集，包括光热肿瘤消融、脱毛、痤疮治疗、伤口愈合、和抗菌应用等等，可以利用具有高光密度的纳米颗粒的溶液。由于银纳米片的可调整的光谱峰值和非常高的光学效率，银纳米片，又名银薄片状纳米颗粒或纳米柱(nanoprism)，是利用纳米颗粒光学性能的技术特别关注的。虽然已经开发了通过光转化(Jin等人2001；Jin等人2003)、pH控制的光转化(Xue 2007)、热生长(Hao等人2004；Hao 2002；He 2008；Metraux 2005)、模板化生长(Hao等人2004；Hao 2002)、和晶种诱导生长(seed mediated growth)(Aherne2008；Chen；Carroll 2003；Chen；Carroll 2002,2004；Chen等人2002；He 2008；Le Guevel 2009；Xiong等人2007)制作银纳米片的方法，但是这些方法形成相对稀的溶液以及相应地低的可见和近红外光密度。

概述

对于很多银纳米片应用，较浓的银纳米片的溶液具有实用性，且可能特别有利。在某些情况下，当在先前开发的方法下将所制造的银纳米片的溶液浓缩以产生更高的颗粒密度时，纳米颗粒的形状可能经历导致光学性质，如光密度变化的改变。在很多情况下，这些改变导致纳米颗粒的光学性能的非期望的劣化。因此，本发明的若干实施方式提供制备具有增加的光密度的更高浓度的银纳米片溶液，同时减少银纳米颗粒的光学性质的劣化的方法。在多个实施方式中，本发明的方法提供从稀的银纳米片溶液制备银纳米片的高光学密度溶液，即，当增加颗粒浓度时，部分地、大体上、或完全地保持制作的银纳米片的形状和光学性能。

本发明的多个实施方式提供用于制备银纳米片的高光密度溶液的方法，以及通过那些方法制备的纳米颗粒和溶液。在一个实施方式中，该工艺包括利用稳定剂替代结合至，或以其他方式耦合至，纳米颗粒表面的一种或更多种原始组分(例如，化学剂或生物剂)。在另一个实施方式中，稳定剂不替代原始组分而是补充或改变原始组分。稳定剂可以是在浓缩之前、期间、和/或之后使纳米片稳定的生物剂或化学剂，从而允许产生银纳米片的稳定的、高光密度溶液。在一个实施方式中，工艺还包括增加溶液内的银纳米片的浓度，且因而增加溶液光密度的方法。在若干实施方式中，高光密度溶液的稳定性(例如，溶液中的纳米颗粒的特征，如形状、大小、光学性能、峰值响应、等离子体激元性能(plasmonic property)等等)在工艺期间不受影响或大体上不受影响。本发明的若干实施方式包括已经利用稳定剂(例如，表面结合分子、化学剂、和/或生物剂)稳定化的银纳米片的高光密度溶液。在一个实施方式中，本发明包括已经利用被物理吸附到表面、通过特定相互作用在分子上结合至表面、或封装每一个纳米颗粒的化学剂或生物剂而表面功能化的银纳米片的溶液。