[发明专利]超小型纳米颗粒以及制备和使用其的方法

摘要

一种用于制备具有例如2至15nm的尺寸且尺寸控制小于1nm(即，在单原子层水平)的窄尺寸分布的二氧化硅纳米颗粒(SNP)和核‑壳SNP的水性合成方法。可以将包括近红外(NIR)发射体在内的不同类型的染料共价包封于其中，并且可以通过添加额外的二氧化硅壳来增强亮度。可以使用聚乙二醇(PEG)基团以及任选地特定的表面配体将表面官能化。该水性合成方法还能够合成尺寸为2至15nm的荧光核和核‑壳硅铝酸盐纳米颗粒(ASNP)，所述核‑壳硅铝酸盐纳米颗粒也可以被表面官能化。相对于不含铝的对应的SNP，其增强了高度带负电的NIR荧光团的包封效率和亮度。

主权项

一种制备经聚乙二醇(PEG)基团表面官能化的纳米颗粒或经PEG基团表面官能化的核‑壳纳米颗粒的方法，所述方法包括：a)在室温下形成反应混合物，所述反应混合物包含水和TMOS，其中所述反应混合物的pH为6至9；b)如下两者中任一者：i)将所述反应混合物保持在时间(t1)和温度(T1)下，从而形成具有2至15nm的平均尺寸的纳米颗粒，或者ii)如有必要，将所述反应混合物冷却至室温，并且向来自a)的所述反应混合物中添加入壳形成单体，其中进行所述添加以使得所述壳形成单体的浓度低于二次成核的阈值，从而形成具有2至50nm的平均尺寸的核‑壳纳米颗粒；c)如有必要，将分别包含来自b)i)或b)ii)的所述核纳米颗粒或核‑壳纳米颗粒的所述反应混合物的pH调节至pH 6至10；以及d)在室温下将PEG‑硅烷加入分别包含来自b)i)或b)ii)的所述核纳米颗粒或核‑壳纳米颗粒的所述反应混合物中，并且将所得到的反应混合物保持在时间(t2)和温度(T2)下；e)任选地在时间(t3)和温度(T3)下加热来自d)的混合物，从而形成经PEG基团表面官能化的所述纳米颗粒或经PEG基团表面官能化的所述核‑壳纳米颗粒。