CN103764123B - 新的金‑铂基双金属纳米晶体悬液、其电化学制造方法及其用途 - Google Patents

新的金‑铂基双金属纳米晶体悬液、其电化学制造方法及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新的金‑铂基双金属纳米晶体悬液，其具有基本上不含与在纳米粒子形成方法中使用的典型化学还原剂/稳定剂和/或原材料相关的有机或其他杂质或薄膜的纳米晶体表面。具体来说，所述表面相对于使用需要有机（或其他）还原剂和/或表面活性剂从溶液中的金属离子来生长（和/或悬浮）金属纳米粒子的化学还原（或其他）方法所制造的金属基纳米粒子的表面是“清洁的”。本发明包括用于制造所述双金属纳米晶体悬液的新的电化学制造装置和技术。所述技术对于所述制造方法/最终悬液来说，不需要氯离子/原子和/或氯化物或基于氯的材料的使用或存在。本发明还包括其药物组合物以及所述双金属纳米晶体或其悬液或胶体的用途，用于治疗或预防已知使用金属基疗法的疾病或病症，包括例如癌性疾病或病症。

Description

新的金-铂基双金属纳米晶体悬液、其电化学制造方法及其 用途
技术领域
本申请要求2011年3月30日提交的USSN61/469,525的优先权。本发明涉及新的金-铂基双金属纳米晶体悬液，其具有基本上不含与在纳米粒子形成方法中使用的典型化学还原剂/稳定剂和/或原材料相关的有机或其他杂质或薄膜的纳米晶体表面。具体来说，所述表面相对于使用需要有机（或其他）还原剂和/或表面活性剂从溶液中的金属离子来生长（和/或悬浮）金属纳米粒子的化学还原（或其他）方法所制造的金属基纳米粒子的表面是“清洁的”。
本发明包括用于制造所述双金属纳米晶体悬液的新的电化学制造装置和技术。所述技术对于所述制造方法/最终悬液来说，不需要氯离子/原子和/或氯化物或基于氯的材料的使用或存在。本发明还包括其药物组合物以及所述双金属纳米晶体或其悬液或胶体的用途，用于治疗或预防已知使用金属基疗法的疾病或病症，包括例如癌性疾病或病症。
背景技术
制造金属基纳米粒子的一个动机是在纳米尺度上获得的相对于本体材料的新性能。纳米尺度的材料提供了各种与宏观尺度上观察到的不同的性质，从而可能能够实现各种独特的应用。具体来说，纳米金属表现出当金属材料采取其本体形式时通常不能获得的各种电子、光学、磁和/或化学性质。例如，在宏观尺度上相对惰性的金属例如铂和金，在纳米尺度上是出色的催化剂。此外，两种不同金属（双金属）在纳米尺度上的组合，提供了更加有趣的性能问题。不同的金属可能产生金属混合物、合金或非均质结构，其各自可以表现出不同的物理性质和/或性能特征。双金属纳米颗粒金属的应用包括电子器件和计算器件、生物纳米技术、医学治疗和诊断以及能量产生和储存。这些双金属纳米金属在各种应用中的使用，需要制造这样的材料的有效且安全的方法。
总的来说，已使用两种根本上不同的方法来制造双金属纳米材料，它们被称为“自顶向下”和“自底向上”方法。在自顶向下方法中，双金属纳米材料通常从较大实体、不进行原子水平的控制来制造。典型的自顶向下方法包括诸如光刻法和电子束蚀刻法的技术，其使用大型材料开始，并使用机械加工或蚀刻技术来制造小型材料。激光消融法也是已知的自顶向下方法。
相反，在“自底向上”方法中，双金属纳米材料从两种或更多种分子组分开始，使所述组分组装成双金属纳米颗粒材料来制造。就此而言，首先形成构造砌块，然后将构造砌块组装成最终的纳米材料。在自底向上方法中，存在各种已被使用的通用合成方法。例如几种双金属方法包括模板法、化学合成、声化学方法、电化学方法、声电化学方法、热和光化学还原法包括γ-射线、x-射线、激光和微波，其每种都具有与其相关的某些不利的工艺和/或产物限制。
不论使用何种方法，双金属粒径控制、粒径分布、形状控制、构型或结构控制、规模放大的能力以及形成的双金属纳米材料在最终应用中的相容性的结果，都是应该考虑的问题。
在将两种金属形成为双金属纳米粒子的情形中，其他考虑例如双金属纳米粒子是合金、部分合金还是部分分相或完全分相，也是重要的，这是因为纳米粒子的特定构型能够产生不同性能（例如生物或催化性能）。存在用于将两种不同金属形成为各种双金属纳米粒子的各种不同技术，下面将讨论其中的一些。
A.化学还原技术
据认为，在1850年代左右，迈克尔·法拉第（Michael Faraday）通过化学还原方法制造了第一个胶体金悬液（Faraday，1857）。法拉第使用还原化学技术，利用分散在醚（例如CH3-CH2-O-CH2-CH3）中的磷、或二硫化碳（即CS2）作为还原剂，对水性金盐氯金酸盐（即金(III)盐）进行化学还原。
今天，大多数胶体金制备物通过用还原剂例如柠檬酸钠还原氯酸（四氯金酸）以产生“Tyndall紫”来制造。现在，存在各种“典型的”还原化学方法用于形成胶体金。具体来说，存在几类合成路线，其每类在由其产生的最终产物（例如胶体金纳米粒子）中显示出不同特征。已经注意到，除了所使用的还原剂的强度、量和类型之外，稳定剂（即在溶液相合成过程中使用的化学物质）的作用也是关键的（Kimling，2006）。
尽管法拉第引入了胶体金溶液，但Turkevich和Frens的均相结晶方法（及其变化形式）在目前最常用，并通常产生在各种粒径范围内的主要为球形的粒子（Kimling,2006）。具体来说，大多数目前的方法从金(III)复合物例如四氯金酸（或氯酸）出发，通过使用添加的化学物质还原剂例如硫氰酸钠、白磷、柠檬酸加鞣酸钠、NaBH4、柠檬酸、乙醇、抗坏血酸钠、柠檬酸钠、十六烷基苯胺等，将金复合物中的金还原成金金属（即金(0)或金属金）（Brown，2008）。
在溶液中合成金属纳米粒子通常需要使用表面活性试剂（表面活性剂）和/或两亲聚合物作为稳定剂和/或封端剂。众所周知，表面活性剂和/或两亲聚合物对于控制被分散粒子的尺寸、形状和稳定性起到关键作用（Sakai，2008）。
双金属纳米晶体已通过各种不同技术来形成，包括从固体、气体和溶液状态形成纳米粒子。固体状态通常需要高温加热和退火。典型的气体状态方法通常利用分子束技术，即通过激光、脉冲电弧束等将混合的金属粉末气化。然而，溶液状态是更被大量使用的双金属纳米粒子形成技术。在典型的溶液基过程中，需要正确的化学反应物（例如金属基盐和还原剂和/或稳定剂）、某些中间反应（其可能或确实发生）的正确控制、和相应的结晶反应的控制，来获得所需的金属纳米粒子（Wang，2011）。此外，可以获得不同类型的双金属纳米晶体，例如核/壳（也被称为非均相聚集体）、非均相结构或非均相聚集体、金属间化合物、混合物或合金，以及各种核壳排列方式（Wanjala，2011）。所有这些不同类型的双金属纳米晶体可以具有十分不同的物理性能能力。
此外，已知制造金-铂合金可能是相当困难的，因为这样的合金是亚稳定的并且难以制备（Zhou，2007）。典型的制造困难由各种加工问题产生，包括不同金属/金属离子存在的不同氧化-还原电势。此外，已知当铂和金形成合金时，双金属Pt-Au纳米粒子表现出与单金属和非合金固体不同的独特物理化学性质（Hernandez-Fernandez，2007）。
存在用于形成Pt-Au双金属核-壳纳米结构的各种不同方法，但通常是，金位于形成的双金属纳米晶体的核心处，铂位于其表面上。由于典型的Au离子和Pt离子在溶液中的不同还原电位，制造这样的核-壳结构相对容易（Ataee-Esfahani，2010）。
此外，目前正逐渐认识到在总的来说纳米粒子、包括双金属Pt-Au纳米粒子的形成期间使用的还原剂和/或稳定剂和/或其他原材料组分，可能对纳米粒子获得的性能具有非常大的影响。具体来说，例如，尽管在历史上许多人已经观察并报道了由纳米粒子的尺寸和形状造成纳米粒子的差异性能的效应（即据信尺寸和形状决定性能），但只是在最近才做出对纳米粒子表面处存在的物质的影响进行定量的尝试。杂质、例如来自于纳米粒子制造期间使用的各种稳定剂和/或还原剂和/或原材料的杂质的存在，可能比单独的尺寸和形状更急剧地改变性能（例如在某些情况下，尺寸和形状可能与表面化学相比是次要的）。就此而言，一些人现在正“发出警报”，稳定剂对纳米粒子性质的影响（例如纳米粒子表面上的杂质）引起它们的催化性质改变。因此，考虑纳米粒子如何形成及其特定表面化学，对于理解它们的性能特征是至关重要的（Zhang，2010）。
此外，已经注意到，所使用的相当大量的表面活性剂和分散剂也令人担忧，因为这样的添加剂使铂表面的真实催化活性（例如纳米粒子的性能）的评估变得复杂（Roy，2012）。
由于作为理解和控制纳米粒子性能问题的关键目前正开始集中于纳米粒子表面化学的重要性，因此现在正尝试除去位于形成的纳米粒子的表面上与制造过程相关的组成成分（例如外层或作为还原剂和/或表面封端剂和/或使用的其他原材料的结果而形成的组成成分的存在），包括到目前为止利用氧等离子体与电化学剥离的组合（Yang，2011）。然而，这样的表面改性方法本身也在纳米粒子表面上引起变化。
一些人测量了与表面形态（即随着形成方法而变的位于纳米粒子表面上的组成成分）相关的某些性质，并得出结论，即纳米粒子的最终表面形态影响它们的隐含的催化活性，甚至比尺寸和形状的影响更大（Liang，2007）。
B.通过化学还原技术制造的胶体金纳米粒子的清洁
在某些情况下，允许还原剂表面涂层或薄膜作为杂质保留在纳米粒子表面上，但是在其他情况下，试图通过各种多少有些复杂和昂贵的技术将其移除。在被移除时，涂层通常被可以选的组合物或涂层代替，以允许纳米粒子在水合时保持在悬液中。表面纯度对纳米粒子的化学和性质的影响常常被忽略，但是，现在的结果表明纯化程度可能具有显著影响（Sweeney，2006）。这些研究人员注意到纳米粒子的充分纯化可能比制备本身更具挑战性，通常包含繁琐耗时和浪费的过程，例如大量溶剂清洗和分步结晶。不进行这样的纯化时，化学还原的纳米粒子表面上的表面化学相关污染物的变量，影响理解/控制基本结构-功能关系的能力（Sweeney，2006）。
随后的加工技术可能也需要一组清洗步骤、某些浓缩或离心步骤和/或随后的化学反应涂层步骤，所有这些步骤对于获得纳米粒子和纳米粒子悬液的理想结果和某些性能特征（例如由于配体交换而产生的稳定化作用、效能等）来说，都是需要的（Sperling，2008）。在其他情况下，使用苛刻的剥离方法确保非常清洁的纳米粒子表面（Panyala，2009）。
因此，其他人得出结论，在疾病的处置、治疗和/或预防中，纳米粒子的开发受到以下事实的阻碍，即当前用于金纳米粒子的制造方法基本上基于化学还原方法。具体来说，Robyn Whyman在1996年认识到，在通过各种还原化学技术制造的胶体金的发展中的主要障碍之一是缺少任何“相对简单、可重复和普遍适用的合成过程”（Whyman1996）。
其他人已经开始认识到，不能将形成的纳米粒子的不利物理/生物性能从用于制造它们的化学形成（即化学还原）过程中完全解脱出来。就此而言，尽管可以利用多少有些复杂、昂贵和环境不友好的清洗或清洁方法来尝试改变或清洁通过还原化学产生的纳米粒子的表面，但化学过程的要素仍可能保留并影响纳米粒子的表面（并因此影响其包括生物学效能和/或毒性在内的功能）。
其他人已经开发了通过简便新颖的化学方法移除PVP并与移除期间的化学变化最小化相组合的方法（Monzo，2012），以便尝试获得清洁的纳米粒子表面。然而，通过传统清洗方法移除这样的材料仍然是难以实现的。
在通过还原化学方法生产的每种胶体组合物中，显然包含还原剂和/或表面活性剂或封端剂的一种或多种要素的表面涂层将存在于悬浮的纳米粒子的至少一部分上（或其中）。还原剂的使用可以帮助将纳米粒子悬浮在液体（例如水）中。然而，还原剂涂层或表面杂质有时附加有表面活性剂涂层或封端剂或甚至被其取代。这样的还原剂/表面活性剂涂层或薄膜可以被视为位于金属基纳米粒子上和/或其中的杂质，并可能导致这样的胶体或溶胶实际上具有比纳米粒子本身更多的保护性涂层或薄膜的性质（Weiser，p.42，1933）。
例如，表面活性剂和两亲聚合物不仅很大程度地牵涉纳米粒子的形成（从而影响尺寸和形状），而且也牵涉纳米粒子本身。纳米粒子的表面性质被还原剂涂层和/或表面活性剂分子涂层所改变（Sperling，2008）。
C.不依赖于添加的化学还原剂的纳米粒子制造技术
1.声电化学
存在着用于生产单金属和双金属纳米粒子两者的各种声电化学技术。声电学方法通常将电能和声能导向金属基原材料盐（例如HAuCl4·4H2O（AuCl4 -）、NaAuCl4·2H2O,H2PtCl6·6H2O、HAuCl3·3H2O等），并使那些盐中的金属离子被声电化学方法产生的一种或多种还原剂物质还原。就此而言，通常单一电极通过电化学步骤引起纳米粒子在其上生长，随后进行声学步骤，其或多或少尝试将纳米粒子从电极逐出，并且也通过例如水分子的裂解产生其他还原剂材料。就此而言，单一电极通常执行电化学（例如纳米粒子形成）和声化学（例如还原剂形成）两者的双重任务（Nagata，1996）。
大多数声电化学技术除了可能由过程原位形成的还原剂和/或封端剂之外还利用一种或多种还原剂和/或封端剂。就此而言，各种不同的聚合物已被用作单金属纳米粒子的封端剂（Saez，2009）。然而，其他人的工作（Liu，2004；Ou，2011；Mai，2011；和Liu，2006）都公开了使用据称不添加还原剂的声电化学脉冲方法来制造金纳米粒子的类似的声电化学技术。例如，已经公开了利用酸溶液与电化学循环的组合从金电极剥离金离子并在水性溶液中形成AuCl4 -化合物（Liu，2004）。随后，金离子被在它们的声电化学过程中产生的还原剂物质（例如水的裂解产物）还原。然而，显然，不添加其他材料（例如稳定剂）时通过这种技术产生的金纳米粒子的浓度相当有限（例如3ppm）（Ou，2011）。
可以使用可替选的声电化学方法来制造金纳米粒子。具体来说，通过添加NaOH对HAuCl4·4H2O和KNO3的起始原料进行pH调节以获得不同pH，其中注意到约10的pH是最佳的。生产了直径约为20nm的纳米粒子。所述金纳米粒子在pH10左右的表面电势为-54.65mV。结论是OH-基团吸附在金纳米粒子上并在其间引起静电排斥。因此，不需添加还原剂（Shen，2010）。
已经提出了用于制造双金属纳米粒子的各种声电化学技术。例如，已经制造了通过PEG-MS（聚乙二醇单硬脂酸酯）稳定化的铂-金纳米粒子（Fujimoto，2001）。此外，也已经制造了利用表面活性剂（阴离子型表面活性剂；十二烷基硫酸钠（SDS）或非离子型表面活性剂聚乙二醇单硬脂酸酯PEG-MS）通过声电化学制造的二元金/铂纳米粒子（Nakanishi，2005）。就此而言，据报道添加一些表面活性剂是不可缺少的（Nakanishi，2005）。同样地，在某些相关工作中，已经报道了SDS或PEG-MS的使用与各种声电化学技术的组合（Takatani，2003）。这些通过声电化学技术制造的双金属纳米晶体都需要使用表面活性剂。
2.γ-射线辐射
用于制造纳米粒子的辐射裂解技术主要针对单金属（即不是双金属）。用于最小化或消除对还原剂的需要和/或最小化还原剂的不想要的氧化产物的另一种更早期且更复杂的技术，利用来自于60Co源的剂量率为1.8×104rad/h的γ-辐射。在这种情形中，通过首先从水的辐射裂解产生水合电子并利用水合电子还原金离子，将Au(CN)2还原，即：
eaq -+Au(CN)2→Au0+2CN-（Henglein，1998）。
此外，还已经发生通过线性加速器的脉冲激活产生水合电子和OH根（Ghosh-Mazumdar，1968）。这样产生的物质协助从金属基盐的水溶液还原各种金属。
3.x-射线辐射
使用x-射线制造金属基纳米粒子的大多数工作集中于单金属组成金属基纳米粒子，然而，也已经出现了一些关于强x-射线辐射制造合金（使用表面活性剂）的最新工作。
使用HAuCl4和添加的NaCO3的同步加速器x-射线合成，已被用于制造胶体金纳米粒子，其中不添加其他还原剂（Yang，2006）。在这种技术中，将金盐溶解以制造溶液，并向其添加适量的NaHCO3。报道的结果是10-15nm的实测粒径，约7的pH，并且由于OH-基团在金纳米粒子周围的配位，金悬液相对稳定（Yang，2006）。
通过由x-射线辐射造成的静电保护稳定化的单金属金纳米溶胶也已经出现（Wang，2007；Wang，2007）。x-射线在前体溶液中产生还原剂电子。应该指出，这种方法需要非常强的x-射线束（因此需要同步加速器源）（Wang，2007；Wang，2007）。此外，形成的纳米粒子悬液具有9的pH，并且在通过表面电位计测量时具有-57.8+/-mV的表面电势。形成的纳米粒子尺寸约为10nm。此外，通过向溶液添加NaOH将pH调整到6-9之间的值（Wang，2007）。另外，所使用的x-射线远远高于水辐射裂解的阈值能量，额外的x-射线能量可能引起他们没有认识到的中间反应（例如动力学效应）（Wang，2007）。
此外，已使用x-射线光化学反应来制造金纳米粒子悬液（Ma，2008）。已经注意到，纳米粒子形成之前中间反应的详细情况的知识对于控制尺寸、形状和性质来说是关键的（Ma，2008）。
通过强x-射线辐射一锅法合成Au-Pt合金也已被公开（Wang，2011）。入射的x-射线辐照含有PEG（一种已知阻止纳米粒子聚集的常用表面活性剂分子）的金/铂盐溶液（即HAuCl4·3H2O和H2PtCl6·6H2O）。然而，应该指出，PEG可能不利地影响对表面条件敏感的应用，例如催化（Wang，2011）。
4.激光辐照
已通过飞秒激光合成制造了双金属Pt-Au纳米粒子（Chau，2011）。具体来说，将金和铂盐溶液（即HAuCl4·4H2O和H2PtCl6·6H2O）与PVP（已知的分散剂/稳定剂）合并，并将溶液用激光辐照。在相关工作中，对类似的金和铂盐的溶液进行高强度激光辐照。然而，在这种溶液中没有添加PEG，并发现得到的纳米粒子不稳定（Nakamura，2011；Nakamura，2010；Nakamura，2009）。
5.激光消融
也已经尝试了自顶向下的激光消融方法来制造金纳米粒子。然而，激光消融通常在金属靶的表面上产生某些类型的氧化物（Sylvestre，2004）。
6.电子加速器
还已经通过电子束辐射制造了双金属金-铂纳米粒子（Mirdamadi-Esfahani，2010）。具体来说，在这种方法中，由于水的辐射裂解，电子束辐射产生水合电子和还原性自由基。将金和铂的金属盐（即KAuCl4和H2PtCl6）与聚丙烯酸（即分散剂/稳定剂）混合，向其中导入加速电子。
D.生物学性能
不同的表面化学或表面膜（例如还原剂副产物组合物的存在和/或还原剂或还原剂副产物的厚度（例如膜）），可以引起纳米粒子与例如生物体中的各种蛋白质发生不同的相互作用。纳米粒子与蛋白质的生物物理结合力（例如静电、疏水、氢键键合、范德华结合力）不仅随着纳米粒子的尺寸、形状和组成而变，而且也随着纳米粒子上的表面杂质或涂层的类型和/或厚度而变（Lacerda，2010）。
对纳米粒子的生物学效应的更好的理解，需要理解体内蛋白质的将它们自身与纳米粒子缔合的结合性质。纳米粒子上的蛋白质吸附（或蛋白质冠）可以随着纳米粒子尺寸和表面层组成和厚度而变。“穿戴有”纳米粒子的蛋白质层控制纳米粒子聚集的倾向，并强烈影响它们与生物材料的相互作用（Lacerda，2010）。
此外，在模型生物系统中，纳米粒子的形状和表面化学两者影响细胞毒性和细胞摄取（Qiu，2010）。然而，结论是只有表面化学对不想要的细胞毒性有贡献。具体来说，已显示包覆有CTAB（即鲸蜡基三甲基溴化铵）的金纳米粒子在生物过程中的不同点处和/或生物体内的不同位置处释放出一部分它们的涂层，引起毒性（Qui，2010）。
此外，在2010年发表的一篇重要文章中，作者陈述了从1981年以来，超过230项发表的研究利用了从柠檬酸盐还原法产生的金纳米粒子，而关于反应体系中非金组分的数据很少（Balassubramanian，2010）。作者得出结论，显然，由于对纳米粒子中/上存在的纳米粒子本身之外的组分（即表面化学）缺乏了解，许多生物学性能的测试被曲解了（Balassubramanian，2010）。
在纳米粒子上形成的蛋白质冠是重要的，因为正是蛋白质冠为纳米粒子提供了生物学身份（Lynch，2007）。纳米粒子的表面有助于蛋白质冠的形成及其尺寸和形状（Lynch，2007）。
此外，已经认识到基于白蛋白的药物递送是一种新的治疗方法（Wunder，2003；Stehle，1997；Stehle，1997）。具体来说，白蛋白结合有助于治疗剂向所需靶位置的递送，产生更高的效能/更低的毒性。
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下面详细列出在整个“发明背景”中引用的文献。
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发明概述
提供了新的双金属纳米晶体悬液，其具有可以基本上不含（如本文中所定义）有机或其他杂质或薄膜，或在某些情况下可能含有一些所需薄膜或部分涂层的纳米晶体表面。具体来说，所述表面相对于使用需要化学还原剂和/或表面活性剂从溶液中的金属离子来生长金纳米粒子的化学还原方法所制造的表面来说是“清洁的”。得到的双金属纳米晶体悬液或胶体具有理想的pH范围，例如4.0-12.0，但是更通常为5.0-11.0，并且更通常为8.0-11.0，并且在许多实施方式中为10.0-11.0，并且对于目标pH范围来说ζ电势值为至少-20mV，更通常为至少-40mV，甚至更通常为至少-50mV。
按照下面描述的制造方法制备的这些双金属纳米晶体的形状和形状分布，包括但不限于球形、五边形、六边形（例如六角双锥、二十面体、八面体）和“其他”。
可以提供具有小于100nm的任何所需平均尺寸的双金属纳米晶体。最理想的晶体尺寸范围包括具有绝大部分小于100nm、更通常小于50nm、甚至更通常小于30nm的平均晶粒尺寸（当通过本文中详细公开的特定技术测量和测定时），并且在本文公开的许多优选实施方式中，纳米晶体尺寸分布的平均晶粒尺寸小于20nm，甚至更优选在8-18nm的范围内。然而，对于某些应用来说，如果需要，可以利用本文公开的电化学技术来产生更大的纳米晶体。
按照本发明，可以提供各种双金属纳米晶体的浓度。例如，最初产生的双金属纳米晶体的总原子金属浓度可以是百万分之几份（即μg/ml或mg/l）直到几百ppm，但通常在2-200ppm（即2μg/ml–200μg/ml）范围内，更通常在2-50ppm（即2μg/ml–50μg/ml）范围内，甚至更通常为5-20ppm（即5μg/ml–20μg/ml）。然而，在本文中公开了新的浓缩技术，其允许将形成的“初始”产物浓缩至200-5,000ppm、更优选地200-3,000ppm、更优选地200-1,000ppm之间的ppm。
悬液中的双金属纳米晶体可以被制造成合金、部分合金、相分离的或非均质的聚集体或混合物。在本文的优选实施方式中，双金属纳米晶体是合金和/或非均质聚集体。金通常是主要成分（即重量更大且体积更大），铂通常是次要成分（即重量更小且体积更小）。典型的比例在2/1至10/1范围内，优选范围为3/1至8/1，甚至更优选为3/1至6/1。
提供了用于生产这些独特的双金属纳米晶体的一组新方法。每种方法包括在水中产生双金属纳米晶体。在优选实施方式中，水含有添加的“加工增强剂”，其不显著结合于形成的纳米晶体，而是在电化学刺激的生长过程中促进成核/晶体生长。加工增强剂在包括例如在电化学溶液中提供带电离子以允许晶体生长的过程中起到重要作用。
在优选实施方式中，第一步包括使用至少一种加工增强剂形成基于铂金属的物质，然后将所述形成的水性悬液/溶液在第二步中用作原材料溶液/悬液，在所述第二步中将基于金金属的物质还原和/或共同还原以在水中形成双金属纳米晶体。具体来说，方法包括首先在水中电化学形成至少一种铂物质和至少一种水的裂解产物，由此产生铂物质和水材料；并且在第二电化学反应中使用所述产生的铂/水材料形成双金属金-铂纳米晶体在水中的悬液。
遵照本发明的电化学制造方法，这些双金属纳米晶体能够在核心金属上形成合金或金属“涂层”（或部分涂层，例如岛），或者可选替地，形成非均质聚集体。或者，可以制造纳米晶体的混合物。此外，如果需要，可以在单一胶体或悬液内产生多种合金或混合物或非均质聚集体。在某些情形中，所需的残留金属离子可能存在于溶液或悬液中。
这些新的电化学过程可以在分批、半连续或连续过程中发生。这些过程产生受控的双金属纳米晶体浓度、受控的纳米晶体尺寸和受控的纳米晶体尺寸范围。提供了用于生产这些双金属纳米晶体的新的制造组件。
因为这些双金属纳米晶体与以前可用的金属基（或双金属基）纳米粒子相比具有明显更清洁的表面，并可以理想地包含形成新的晶体形状和/或晶体形状分布的空间扩展的低指数晶体学晶面，因此所述双金属纳米晶体与含有表面污染物例如来自于传统化学还原（或其他）方法的化学还原剂和/或表面活性剂或残留原材料的纳米晶体相比，显得活性更高（例如生物活性更高并可能毒性更低）。因此，按照本文中的技术制造的金属基纳米晶体，可以以较低的浓度来执行纳米粒子在例如催化过程、医学治疗、生物过程、医学诊断等中的应用。
此外，由于用于生长所述双金属纳米晶体的原材料金属离子通过在各种电化学过程中牺牲所使用的金属电极来提供，因此对于Au-Pt双金属纳米晶体悬液的形成来说，不需要提供基于金的盐（或其等同物）或基于铂的盐（或其等同物）作为原材料。因此，诸如Cl-、氯化物或基于氯的材料的组分，不必成为新方法的一部分或产生的新的双金属纳米晶体悬液的一部分。此外，不需要基于氯的酸来生产Au-Pt双金属悬液。
此外，本发明的上述金属基双金属纳米晶体悬液或胶体可以与其他金属基溶液或胶体混合或合并，以形成新的溶液或胶体混合物（例如在这种情形中，不同的金属物质仍可作为悬液中的复合材料或不同物质被区分）。
附图说明
图1示出了本发明的手动电极组件的横截面示意图。
图2示出了本发明的自动电极控制组件的横截面示意图。
图3a-3e示出了电极1的配置的5种不同的代表性实施方式。
图4示出了利用对应于图3e的电极1的一种特定配置生产的等离子体的横截面示意图。
图5a-5e示出了各种沟槽元件30的各种横截面图。
图6示出了位于沟槽元件30上的一组控制装置20的横截面示意图，其中液体3通过其流过并进入储存容器41。
图7a示出了用于本发明的不同实施方式的AC变压器的布线图。
图7b示出了变压器60的示意图，并且图7c和7d分别示出了同相和异相的两个正弦波的示意图。
图8a示出了在本文中的某些实例中使用的金导线5a和5b的图。
图8b示出了在本文中的某些实例中使用的金导线5a和5b的图。
图8c示出了在本文中利用等离子体的所有沟槽实例中使用的装置20。
图8d、8e、8f和8g示出了用于监测和/或控制装置20的布线图。
图8h和8i示出了用于为装置20供电的布线图。
图8j示出了用于为装置20中的导线5/5供电的设计。
图9示出了第一沟槽元件30a’，其中产生一个等离子体4a。该第一沟槽元件30a’的输出流入到第二沟槽元件30b’中。
图10a-10d示出了沟槽元件30b’的可替选设计，其中沟槽元件部分30a’与30b’是毗邻的。
图11a-11b示出了与图10a-10d和本文中的各种实施例相结合使用的两种沟槽元件30b’。
图11c示出了与实施例1相关形成的干燥金组成成分的代表性TEM显微照片。
图11d示出了来自于与实施例1相关形成的组成成分的TEM测量值的粒径分布直方图。
图11e示出了按照实施例1制造的每种金悬液的UV-Vis光谱图案。
图12a示出了在分批方法中使用的装置的示意图，其中在第一步中产生了等离子体4以调制流体3’。
图12b和12c示出了在利用导线5a和5b在悬液中形成双金属纳米晶体（例如胶体）的分批方法中使用的装置的示意图，所述装置与图12a中示出并如本文各个实施例中所讨论的装置相关。
图12d示出了在利用导线5a和5b在悬液中形成双金属纳米晶体（例如胶体）的分批方法中使用的装置的示意图，所述装置与图12a中示出并如本文各个实施例中所讨论的装置相关。
图12e示出了在实施例2和3中使用的放大器的示意图。
图12f示出了在实施例2和3中使用的电源的示意图。
图12g示出了按照实施例6制造的Au-Pt双金属悬液的UV-Vis光谱图案。
图13是在本文的许多实施例中用于产生纳米晶体的电源电气装配的示意图。
图14示出了与实施例2相关形成的干燥铂组成成分的代表性TEM显微照片。
图15a示出了与实施例3相关形成的干燥铂组成成分的代表性TEM显微照片。
图15b示出了来自于与实施例3相关形成的组成成分的TEM测量值的粒径分布直方图。
图16示出了与实施例4相关形成的干燥铂组成成分的代表性TEM显微照片。
图17示出了按照实施例5制造的7种铂溶液/悬液的每一种的UV-Vis光谱图案。
图18示出了按照实施例6制造的干燥组成成分的代表性TEM显微照片。
图19示出了按照实施例7制造的干燥组成成分的代表性TEM显微照片。
图20示出了按照实施例8制造的干燥组成成分的代表性TEM显微照片。
图21a和21b示出了按照实施例9制造的干燥组成成分的代表性TEM显微照片。
图22a和22b分别是对应于图21a和21b的代表性EDS谱图。
图23a和23b示出了按照实施例9制造的干燥组成成分的代表性TEM显微照片。
图24a和24b分别是对应于图23a和23b的代表性EDS谱图。
图25a示出了按照实施例10制备的干燥组成成分的代表性TEM显微照片；以及图25b是对应于图25a的代表性EDS谱图。
图26a示出了按照实施例11制造的干燥组成成分的代表性TEM显微照片；以及图26b是对应于图26a的代表性EDS谱图。
图27示出了GPB-032的UV-Vis光谱图。
图28a示出了三种Au-Pt双金属悬液的3个UV-Vis光谱图。
图28b示出了5种不同GPB双金属悬液的UV-Vis光谱图。
图28c示出了按照实施例16制造的双金属纳米粒子的粒子半径随频率的变化图。
图29a示出了按照实施例17制造的干燥组成成分的代表性TEM显微照片。
图29b是对应于图29a的代表性EDS谱图。
图29c示出了按照实施例17制造的干燥组成成分的代表性TEM显微照片。
图29d是对应于图29c的代表性EDS谱图。
图29e、29f和29g是GPB-040悬液中的纳米晶体的透射扫描电子显微术图像。
图29h和29i是对应于实施例17的代表性XPS谱图。
图30是按照实施例17制造的GPP-040的UV-Vis光谱图。
图31a和31b是在实施例18中使用的透析过程的示意图；以及图31c是TFF装置的示意图。
图32a-32d是两种悬液（NE10214和双金属纳米晶体悬液GPB-032）的抗癌活性的图形显示。
图33a和33b示出了在实施例20a中提出的癌异种移植试验的结果。
图34a和34b示出了在实施例20b中提出的癌异种移植试验的结果。
图35a和35b示出了在实施例20c中提出的癌异种移植试验的结果。
图36a和36b示出了在实施例20d中提出的癌异种移植试验的结果。
图37a和37b示出了在实施例20e中提出的癌异种移植试验的结果。
图38a和38b示出了在实施例20f中提出的癌异种移植试验的结果。
图39a和39b表示实施例21中提出的小鼠的液体消耗量和体重增加。
图40a和40b是示出了GPB-11和各种蛋白质结合物的吸收量的图。
图40c示出了结合于GPB-11的纳米晶体的DNA的AFS显微照片。
优选实施方式的详细描述
I.新的金属基纳米晶体
从金和铂供体电极材料的组合制造了新的水基双金属纳米晶体悬液，这样的双金属纳米晶体包括可以基本上不含有机或其他杂质或薄膜的纳米晶体表面。具体来说，所述双金属纳米晶体的表面相对于使用下列方法制造的化学组成类似的纳米粒子的表面来说是“清洁的”：（1）需要化学还原剂和/或表面活性剂和/或各种盐类化合物作为用于从原材料溶液中包含的过渡金属粒子形成双金属基纳米粒子的原材料的一部分的化学还原方法；以及（2）使用例如各种还原剂或基于氯化物（或基于盐）的原材料（例如金属盐）的其他方法（包括声电化学、γ-射线辐射、x-射线辐射、激光辐照、电子加速器等）。
新的金和铂的双金属纳米晶体通过本文中详细描述的新的电化学制造过程来生产。所述新的电化学制造过程不需要添加化学还原剂和/或表面活性剂（例如有机化合物）或其他试剂来还原金属离子和/或使形成的双金属纳米晶体稳定。此外，方法不需要添加含有（被还原形成金属纳米粒子的）两种金属离子和对带正电荷的金属离子起平衡作用的相关离子或物质的原材料。这样的添加的还原剂、稳定剂和原材料的非金属离子部分是不想要的，因为它们通常被夹带到粒子中或其上，或不想要地附着于化学还原的粒子的至少一部分表面，和/或作为离子残留在悬液中。现在已了解，当这样的杂质位于表面上或粘合于表面时，某些纳米晶体性能要求不能得到满足，并且随后需要使用本身能够影响纳米粒子的表面的各种不想要的方法（例如等离子体蚀刻）来剥离或移除这样的杂质。
在优选实施方式中，方法的第一组电化学步骤涉及从铂金属源原位产生铂物质（例如原材料）。铂物质在含有“加工增效剂”或“加工增强剂”（通常为无机材料或碳酸盐等）的水中产生，所述加工增强剂不显著结合于悬液中形成的纳米晶体，但是促进从供体铂金属电极源移除金属离子，和/或在电化学刺激的纳米晶体生长过程中辅助成核/生长。更具体来说，加工增强剂在包括在电化学溶液中提供带电离子以使金属离子保持在溶液中和/或引起纳米晶体生长的过程中起到重要作用。关键的是，加工增强剂是保留在溶液中和/或不形成涂层（例如有机涂层），和/或对形成的纳米晶体或形成的悬液的性能没有不利影响（例如是惰性的），和/或可以在电化学过程的一个或多个步骤期间被破坏、蒸发、移除或以其他方式损失的化合物。优选的加工增强剂是碳酸氢钠。其他加工增强剂的实例是碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钾、碳酸钾、氢氧化钾、磷酸三钠、磷酸二钠、磷酸一钠、磷酸钾等及其组合。另一种特别优选的加工增强剂是碳酸氢钠和氢氧化钾的混合物。
在方法的第一步中，加工增强剂的理想浓度范围通常包括0.01–20克/加仑（0.0026–2.1730mg/ml），更通常为0.1–7.5克/加仑（0.0264–1.9813mg/ml），最通常为0.5–2.0克/加仑（0.13210–0.5283mg/ml）。
此外，在方法的第一电化学步骤中制造的铂物质的理想浓度在约0.5ppm至约20ppm的范围内，最通常为约1-8ppm，甚至更通常为约0.5-4ppm。第一组电化学步骤的结果是水中的平台物质。铂物质可以主要是纳米晶体或是纳米晶体与铂离子的混合物。在优选实施方式中，铂物质主要是离子，并且将铂离子-水材料在第二组电化学步骤中使用以形成悬液中的双金属Au-Pt纳米晶体。
具体来说，在优选实施方式中，电化学方法的第二组步骤包括双金属纳米晶体的成核和生长，这样的生长包括：（1）两种金属的混合物，（2）两种金属的合金，和/或（3）两种金属的非均质聚集体（例如复合物）。例如，从优选实施方式的第一步输出的铂物质和水（注意，在第一电化学加工期间使用的电化学加工增强剂也存在），起到输入到优选实施方式的第二电化学加工步骤中的原材料的作用。取决于形成的铂物质、加工增强剂组分、原材料的具体浓度和类型以及电化学方法的运行条件（包括使用的装置），在第二组电化学加工步骤期间可以产生作为水性悬液中的稳定纳米晶体的一种或多种上述双金属纳米晶体组分。
由于生长出的双金属纳米晶体具有“裸露”或“清洁”的金和/或铂金属表面（例如在零氧化态下），因此双金属纳米晶体表面具有高催化性或高生物催化性（以及高生物可利用性）。双金属纳米晶体基本上被水基夹套包围，所述水基夹套包含例如由于在优选实施方式的一个或多个步骤中发生的水的裂解而变得可用的水物质。裂解的物质可能包括水合电子、OH-、H*、H3O、H2O2等。然而，不希望受到任何特定理论或解释的限制，OH-基团（例如来自于裂解的水或加工增强剂）可能将其自身定位在形成的双金属晶体周围，并与其产生静电相互作用。这些清洁的表面特点在各种工业和医学应用中提供了新的增强的性能，和/或因为没有不想要的毒素或毒物由于制造过程而存在于表面上，因此可以在医学应用中引起不想要的总体毒性的降低。
在优选实施方案中，纳米晶体在使用前不干燥，而是在它们形成于其中的液体（即形成悬液）中直接使用。或者，形成的悬液可以形成为其浓缩物或重构的浓缩物。在某些情况下，将这些晶体从它们的悬液中完全取出（例如完全干燥）似乎可能不利地影响晶体的表面性质（例如可能发生部分氧化，稳定化基团可能不可挽回地损坏等）和/或可能不利地影响晶体重新水合的能力。例如，如果最初形成的水夹套包括有助于静电相互作用的OH-，那么改变OH-的配位可能扰乱悬液的稳定。
然而，已发现可以使用某些利用透析过程的浓缩方法。透析过程包括将形成的双金属纳米晶体悬液置于透析袋内。将聚乙二醇溶液置于透析袋外部上（例如可以将透析袋与装有聚乙二醇（PEG）的适合的容器一起放置），通过渗透压将水从形成的双金属纳米晶体悬液中移除，而不损害纳米粒子在悬液中的稳定性。此外，如果在悬浮有纳米晶体的液体中残留某些离子性组成成分，那么如果需要，可以从这样的液体中移除一些或所有这样的离子性组成成分，只要这样的移除对双金属纳米晶体或纳米晶体悬液的稳定性和/或性能没有不利影响即可。
此外，对于某些基于医疗的产品来说，除了上述在制造过程中使用的加工增强剂之外，使用无菌制药用水（例如USP）等可能是最适的。在某些情形中，通过使用反渗透和/或离子过滤装置，水甚至可以比USP级更纯。
或者，在另一种实施方式中，双金属纳米晶体可以在例如参与另一个反应例如另一个电化学、化学或催化过程的电极或底物中/上原位干燥。例如，按照本发明制造的双金属纳米晶体也可用于其中金属的反应性是重要的（例如催化和/或电化学过程）但是不需要制药级产品/成分的工业应用中。当被制备用于非制药应用时，取决于具体应用，双金属纳米晶体可以在本文中讨论的更广泛的各种溶剂中并使用更广泛的各种加工增强剂来制造。然而，为了获得优越性能，应该保留双金属纳米晶体表面的清洁特点。
在本发明的另一种优选实施方式中，可以对本发明的电化学方法步骤进行控制，以便导致在得到的悬液中存在一种以上类型的双金属纳米晶体。例如，悬液中可以存在铂和金纳米晶体的混合物，悬液中可以存在铂和金纳米晶体的合金，和/或悬液中也可以存在铂和金的纳米晶体非均质聚集体。
根据本文的方法，双金属纳米晶体可以以提供独特和可识别的表面特征，例如空间扩展的低指数晶面{111}、{110}和/或{100}和这样的晶面（及其等效物）的组的方式生长。这样的晶面可以显示出不同和所需的催化性能。在按照本文公开的实施方式制造的双金属纳米粒子悬液中，可以发现各种晶体形状。此外，生长的双金属纳米晶体的表面，由于它们的结晶条件（例如表面缺陷）以及清洁性，应该是高度有活性的。
可以获得小于100nm的任何所需平均尺寸的双金属纳米晶体。最理想的晶体尺寸范围包括具有绝大部分小于100nm、更通常小于50nm、甚至更通常小于30nm的平均晶粒尺寸（当通过本文中详细公开的特定技术测量和测定时），并且在本文公开的许多优选实施方式中，纳米晶体尺寸分布的模式小于20nm，甚至更优选地在8-18nm的范围内。然而，对于某些应用来说，本发明的技术可用于制造大得多的粒子。
得到的双金属纳米晶体悬液或胶体可以被提供成具有靶pH范围或被调整为具有靶pH范围。当以本文中详细公开的量使用例如碳酸氢钠或其他“碱性”（例如其中OH-浓度相对高的）加工增强剂来制备时，pH范围通常为8-11，其可以根据需要进行调整。此外，某些加工增强剂的使用可能产生甚至更高的pH范围，例如约9-12或甚至10.3-12.0的pH。
形成的双金属纳米晶体上的表面电荷的性质（即正或负电荷）和/或量可能对纳米晶体/悬液或胶体（或浓缩的纳米晶体）的行为和/或效应具有很大影响。例如对于生物医学应用来说，在体内形成的蛋白质冠例如白蛋白冠和/或转铁蛋白冠可以受到纳米粒子的表面电荷或表面特征（例如包括存在的来自于加工技术的杂质或残留组分）的影响。这样的冠决定纳米粒子的生物学身份，并因此指导生物可利用性。
这样的表面电荷通常被称为“ζ电势”。已知ζ电势（正或负）越大，纳米粒子在溶液中的稳定性越高（即悬液更加稳定）。通过控制形成的纳米粒子或纳米晶体的表面电荷的性质和/或量，可以控制这样的纳米粒子悬液在生物和非生物应用中的性能。
已知ζ电势是胶体系统中电-动力学电势的度量，并且也被称为粒子上的表面电荷。ζ电势是在流体的固定层与其中分散有粒子的流体之间存在的电势差。ζ电势通常以毫伏（即mV）度量。约20-25mV的ζ电势值是被选择用于确定被分散粒子在分散介质中是否稳定的任意值。因此，当在本文中指称“ζ电势”时，应该理解所指称的ζ电势是对双层处存在的电荷量的描述或定量。
ζ电势通过Henry方程从电泳迁移率计算：
其中z是ζ电势，UE是电泳迁移率，ε是介电常数，η是黏度，f(ka)是Henry函数。对于Smoluchowski逼近法来说，f(ka)=1.5。
对于按照本文中的方法制备的双金属纳米晶体来说，ζ电势（“ZP”）通常具有至少-20mV、更通常至少约-30mV、甚至更通常至少约-40mV、甚至更通常至少约-50mV的ZP。
此外，优选实施方式的另一个重要方面是，原材料金属离子由Pt和Au的供体电极金属（例如牺牲电极或供体电极）通过优选实施方式的加工条件来生产。这种“自顶向下”的第一组电化学步骤意味着在本文中公开的实施方式中，不需要使用在其他技术中通常用于制造金属基纳米粒子的材料，例如金属盐（例如Pt盐、Au盐等）。因此，金属盐的其他组成成分（其可能是不想要的）例如Cl-或各种基于氯的材料不会出现，或者不是按照优选实施方式制造的产品的必需部分。换句话说，例如，在本文中讨论的双金属纳米晶体悬液中不必存在包含各种金属基原材料盐类的其他组成成分（例如双金属悬液可以不含氯或氯化物）。当然，应该指出，在本公开的边界和范围之内也设想了溶解在悬液中并且对于纳米粒子生产过程来说不需要或不必需的基于氯的材料的存在。
II.制造双金属纳米晶体的方法
提供了生产这些独特双金属纳米晶体的新方法步骤。所述方法步骤涉及在水中产生双金属纳米晶体。在优选实施方式中，水含有添加的“加工增强剂”，其不显著结合于形成的纳米晶体，而是在电化学刺激的生长过程中促进成核/晶体生长。加工增强剂在包括在电化学溶液中提供带电离子以允许晶体生长的过程中发挥重要作用。这些新的电化学过程可以在分批、半连续或连续加工中发生。这些过程产生金和铂的受控的双金属纳米晶体浓度、受控的双金属纳米晶体尺寸和受控的双金属纳米晶体尺寸范围。提供了用于生产这些双金属纳米晶体的新型制造组件。在另一种实施方式中，金属基组成成分例如所需的金属离子可被单独地包括或与双金属纳米晶体悬液合并。
在一种优选实施方式中，通过电化学技术在分批、半连续或连续过程中制造或生长双金属纳米晶体悬液或胶体，其中量、平均粒径、晶面和/或粒子形状和/或粒子形状分布受到控制和/或被优化，以获得高生物活性和低细胞/生物毒性（例如高治疗指数）。理想的平均晶粒尺寸包括各种不同范围，但是最理想的范围包括主要小于100nm，对于许多应用来说更通常小于50nm，对于各种应用例如口服应用来说甚至更通常小于30nm的平均晶粒尺寸，并且在本文公开的许多优选实施方式中，纳米晶体尺寸分布的方式是小于20nm以及甚至更优选地在8-18nm的范围内，所述晶体尺寸通过zetasizer来测量（如本文中更详细描述的）。此外，理想情况下，粒子含有晶面，所述理想的（并且通常高反应性的）晶面包括具有{111}、{110}和/或{100}小面以及能够产生优越的相互作用例如催化的缺陷的晶体。
此外，遵照本发明的电化学制造方法，这些双金属纳米晶体可以是合金，或者可以与液体中的其他金属组合，使得可能在其他金属上发生金属“涂层”以形成复合体或非均质聚集体，或者可选替的，可以制造金属基纳米晶体的混合物。
此外，本发明的双金属纳米晶体悬液或胶体可以与其他金属基溶液或胶体混合或合并，以形成新的溶液或胶体混合物（例如在这种情形中，不同的金属物质仍然可区分）。
用于制造本发明的新的金属基纳米晶体悬液或胶体的方法，总的来说涉及用于在液体中连续、半连续和分批制造各种组成成分，包括微米尺度粒子、纳米晶体、离子性物质及其基于水的组合物包括纳米晶体/液体、溶液、胶体或悬液的新方法和新装置。产生的组成成分和双金属纳米晶体可以包含几种可能的组成、浓度、尺寸、晶面（例如空间扩展的低指数晶面）和/或形状，其合在一起能够使本发明的组合物表现出各种新颖有趣的物理、催化、生物催化和/或生物物理性质。在方法中使用的以及产生的/改性的液体，可以在组成成分（例如纳米晶体）的制造和/或功能化中，独立地或与包含它们的液体协同地发挥重要作用。通过例如通常利用至少一个可调节的等离子体（例如通过至少一个AC和/或DC电源产生的），使粒子（例如纳米晶体）出现（例如产生和/或液体倾向于使它们出现（例如调制过的））在至少一种液体（例如水）中，所述可调节的等离子体与液体表面的至少一部分相接触。但是，也可以不使用这样的等离子体来获得有效组成成分（例如纳米晶体）的悬液或胶体。
在可调节的等离子体形成中，优选使用各种不同组成和/或独特构型或排列的金和铂基电极。至少一种随后的和/或基本上同时的可调节的电化学加工技术的使用，也是优选的。在电化学加工技术中优选使用金和铂基电极。存在的电场、磁场、电磁场、电化学、pH、ζ电势、化学/晶体组成成分等，仅仅是可以受到本发明的可调节等离子体和/或可调节电化学加工技术正向影响的一些参数。在本发明的许多实施方式中，优选使用多种可调节的等离子体和/或可调节的电化学技术来获得本发明的许多加工优点以及通过实践优选实施方式的教导而产生的许多新的双金属纳米晶体和双金属纳米晶体组合物，从而制造了本发明的水性溶液、悬液和/或胶体的几乎无限的组合。
在本发明的连续工艺优选实施方式中，至少一种液体、例如水，流入、流过并流出至少一个第一沟槽元件,并且该液体被所述至少一种可调节的等离子体和/或所述至少一种可调节电化学技术加工、调制、改性和/或作用。在第一沟槽元件中连续加工的结果包括液体中的新组成成分例如离子性组成成分、纳米晶体（例如铂基纳米晶体），所述组成成分是新的和/或具有可控的尺寸、水力学半径、浓度、晶粒尺寸和晶粒尺寸范围、ζ电势、pH和/或其他性质，这样的铂纳米晶体/离子、液体混合物以有效和经济的方式产生。
此外，在优选实施方式中，方法的第一组电化学步骤涉及从铂金属源原位产生铂物质（例如原材料）。铂物质在含有“加工增效剂”或“加工增强剂”（通常为无机材料或碳酸盐等）的水中产生，所述加工增强剂不显著结合于悬液中形成的纳米晶体，而是促进从供体金属源移除金属离子，和/或在电化学刺激的纳米晶体生长过程中辅助成核/生长。更具体来说，加工增强剂在包括在电化学溶液中提供带电离子以允许纳米晶体生长的过程中起到重要作用。关键的是，加工增强剂是保留在溶液中和/或不形成涂层（例如有机涂层），和/或对形成的纳米晶体或形成的悬液的性能没有不利影响（例如是惰性的），和/或可以在电化学过程的一个或多个步骤期间被破坏、蒸发、移除或以其他方式损失的化合物。优选的加工增强剂是碳酸氢钠。其他加工增强剂的实例是碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾、磷酸三钠、磷酸二钠、磷酸一钠、磷酸钾等及其组合。另一种特别优选的加工增强剂是碳酸氢钠和氢氧化钾的混合物。
加工增强剂的理想浓度范围通常包括0.01–20克/加仑（0.0026–2.1730mg/ml），更通常为0.1–7.5克/加仑（0.0264–1.9813mg/ml），最通常为0.5–2.0克/加仑（0.13210–0.5283mg/ml）。
在优选实施方式中，方法的第二组步骤包括双金属基纳米晶体的成核和生长，这样的生长是：（1）两种金属的混合物，（2）两种金属的合金，和/或（3）两种金属的非均质聚集体。例如，来自于优选实施方式的第一步的含有水、来自于方法的第一步的铂物质和在第一组步骤期间使用的加工增强剂的水性输出物，起到输入到优选实施方式的第二电化学步骤中的原材料的作用。取决于铂物质、加工增强剂组成成分的具体浓度以及电化学方法的运行条件（包括使用的装置），在第二组步骤期间可以产生作为水性悬液中的稳定双金属纳米晶体的一种或多种上述双金属纳米晶体组分。
某些加工增强剂可以解离成正离子（阳离子）和负离子（阴离子）。取决于各种因素，包括液体组成、离子浓度、离子的电荷状态、施加的电场、施加电场的频率、施加电场的波形、温度、pH、ζ电势等，阴离子和/或阳离子将朝向带有相反电荷的电极迁移或移动。当所述离子位于这种电极处或附近时，离子可能参与与电极和/或位于或产生在所述电极处或附近的其他组成成分的一个或多个反应。有时，离子可能与电极中的一种或多种材料反应。这样的反应在某些情况下可能是需要的，或者在其他情况下是不需要的。此外，有时出现在电极之间的溶液中的离子可以不反应形成产物，而是可以影响电极中（或电极附近）的材料以形成从供体电极所提供的材料“生长出的”金属纳米晶体。例如，某些金属离子可以从电极5进入液体3，并可以在液体3中聚集在一起（例如成核）以形成组成成分（例如离子、纳米晶体等）。
此外，重要的是选择对性能没有不利影响例如为双金属纳米晶体或晶体悬浮在其中的液体赋予不利性能或例如毒性的加工增强剂，以最大化各种商业化应用（例如制药、催化、医学诊断等）的可接受性。例如，对于某些应用来说，氯离子或氯化物或基于氯的材料可能是不想要的，如果这样的物质产生金氯化物盐的话，所述金氯化物盐出于几种原因（例如可能影响毒性、稳定性等）可能是不想要的。
另外，某些含有羟基OH-（例如其是加工增强剂的一部分或由向液体3添加加工增强剂产生）的加工增强剂也可能是理想的。就此而言，理想的加工增强剂NaOH、KOH和NaHCO3（及其混合物）在本文的某些优选实施方式中被特别公开成是理想的。
此外，根据形成的具体产物的不同而异，也可以利用干燥、浓缩和/或冷冻干燥来除去至少一部分或基本上所有的悬浮液体，产生例如部分或基本上完全脱水的双金属纳米晶体。如果这样的纳米晶体最终位于底物（例如催化底物或电极）上，可能需要完全干燥。如果溶液、悬液或胶体被完全脱水，在某些情形中金属基物质应该能够通过添加液体（例如与被除去的液体组成相同或不同的液体）重新水合。然而，不是所有本发明的组合物/胶体都能完全脱水而对组合物/胶体的性能没有不利影响。例如，在液体中形成的许多纳米晶体在干燥时倾向于结团或黏合在一起（或附着于表面）。如果这样的结团在随后的重新水合步骤中不可逆，则应该避免脱水。然而，对于各种不同应用来说，这样的结团可能是可接受的。此外，当在底物上干燥时，可以避免这样的结团。
一般来说，可以将按照本发明制造的双金属纳米晶体的某些溶液、悬液或胶体浓缩几倍，而不会使组合物不稳定。例如，不希望受到限制，如果最初形成的水夹套包括有助于静电相互作用的OH-，那么以任何方式改变OH-的配位可能扰乱悬液的稳定。
然而，已发现可以使用某些利用透析过程的浓缩方法。透析过程包括将形成的双金属纳米晶体悬液置于透析袋内。将聚乙二醇溶液置于透析袋外部上（例如可以将透析袋与装有聚乙二醇（PEG）的适合的容器进行放置），可以通过渗透压将水从形成的双金属纳米晶体悬液中移除，而不损害纳米粒子在悬液中的稳定性。此外，如果在悬浮有纳米晶体的液体中残留某些离子性组成成分，那么可以从这样的液体中移除一些或所有这样的离子性组成成分，只要这样的移除对双金属纳米晶体或纳米晶体悬液的稳定性和/或性能没有不利影响即可。
尽管据信下面的讨论是完整的，但读者也可以参考相关申请，即2011年1月12日公布的国际公布号WO/2011/006007，其主题内容在此明确引为参考。
本发明的一个重要方面涉及产生至少一个可调节的等离子体，所述可调节的等离子体位于定位在液体（例如水）表面的至少一部分附近（例如上方）的至少一个电极与液体表面的至少一部分本身之间。液体被放置成与至少一个第二电极（或多个第二电极）电连通，使液体的表面发挥电极的功能，从而参与可调节的等离子体的形成。这种构造具有与介电阻挡放电构造类似的某些特征，除了在这种构造中液体的表面是活性电极的参与方之外。
每种使用的可调节等离子体可以位于定位在液体表面上方的至少一个电极与液体表面之间，这是由于至少一个导电的电极位于（例如至少部分位于）液体内部的某处。至少一个电源（在优选实施方案中，至少一个电压和电流源，例如变压器或电源），在位于液体表面上方的至少一个电极与接触液体表面（例如至少部分或基本上完全位于液体内）的至少一个电极之间，进行电连通。电极可以具有任何适合的组成（然而，铂和金是优选的）和适合的物理构造（例如尺寸和形状），其能够在位于液体表面上方的电极与液体表面本身的至少一部分之间，引起所需等离子体的产生。
在电极（例如包括发挥用于形成等离子体的至少一个电极的功能的液体表面）之间施加的电力（例如电压和电流），可以通过任何适合的源（例如来自变压器的电压）产生，包括AC和DC源及其变体和组合。一般来说，位于内部（例如至少一部分低于液体表面）的电极或电极组合，通过向液体或溶液提供电压和电流，参与了等离子体的产生。但是，可调节的等离子体实际上位于定位在液体表面上方的电极的至少一部分（例如其头部或尖端）与液体表面本身的一个或多个部分或区域之间。就此而言，当在电极与液体表面附近和/或之间达到或维持气体或蒸汽的击穿电压时，可以在上面提到的电极（即位于液体表面的至少一部分上方的电极和液体表面本身的一部分）之间产生可调节的等离子体。
在本发明的一种实施方式中，液体包含水（或含有某些加工增强剂的水），并且水的表面与水表面上方的电极之间的气体（即参与可调节等离子体形成的气体或气氛）包含空气。可以控制空气，使其包含各种不同的水含量或所需的湿度，其可以导致按照本发明产生的组成成分（例如纳米晶体）具有不同组成、浓度、晶粒尺寸分布和/或晶体形状分布（例如在可调节的等离子体和/或溶液或悬液中不同量的某些组成成分，可以是位于液体表面上方的空气中水含量的函数），以及获得液体中各种组成成分的某些浓度所需的不同加工时间等。
对于干燥空气来说，在标准压力和温度下的击穿电场是约3MV/m或约30kV/cm。因此，当例如金属尖端附近的局部电场超过约30kV/cm时，可以在干燥空气中产生等离子体。方程（1）给出了击穿电场“Ec”与两个电极之间的距离“d”（单位为米）之间的经验关系：
方程1。
当然，击穿电场“Ec”将随着位于电极之间的气体或蒸气的性质和组成而变化。就此而言，在一种优选实施方式中，当水（或含有加工增强剂的水）是液体时，在“电极”之间（即位于水表面上方的至少一个电极与用作等离子体形成的一个电极的水表面本身之间）的空气中，可以固有地存在显著量的水蒸气，并且这样的水蒸气将至少对在它们之间产生等离子体所需的击穿电场有影响。此外，由于可调节的等离子体与水表面的相互作用，可能引起在产生的等离子体中和附近局部存在更高浓度的水蒸气。在产生的等离子体中和附近存在的“湿度”的量，可以通过各种不同技术控制或调节，它们将在本文后面更详细讨论。同样地，在任何液体中存在的某些成分可以形成至少一部分组成成分，这些组成成分形成了位于液体表面与液体表面附近（例如沿着液体表面）的电极之间的可调节的等离子体。可调节的等离子体中的组成成分，以及等离子体本身的物理性质，可以对液体以及某些加工技术具有显著影响（在本文后面更详细讨论）。
在电极处和附近产生的电场强度，通常在电极的表面处最大，并通常随着与它的距离的增加而降低。在涉及在液体表面与位于液体附近（例如上方）的至少一个电极之间产生可调节的等离子体的情况下，位于液体表面上方的电极与液体表面本身的至少一部分之间的一部分气体体积，可以含有足够的击穿电场，以产生可调节的等离子体。这些产生的电场可以影响例如可调节的等离子体的行为、液体的行为（例如影响液体的晶体状态）、液体中的组成成分的行为等。
就此而言，图1示出了点源电极1的一种实施方式，该电极具有三角形的横截面形状，位于以例如方向“F”流动的液体3的表面2的上方“x”的距离。当适合的电源10被连接到点源电极1和电极5之间，该电极5与液体3相接触（例如至少部分位于液体3的表面2下方）时，可以在电极1的头部或尖端9与液体3的表面2之间产生可调节的等离子体4。
在图1中示出的实施方式中产生的可调节等离子体区4，对于至少一部分过程来说，通常可以具有对应于锥状结构或椭球状结构的形状，并且在本发明的某些实施方式中，在基本上整个过程中都可以维持这种形状（例如锥状形状）。可调节的等离子体4的体积、强度、组成成分（例如组成）、活性、准确位置等，将随着许多因素变化，这些因素包括但不限于距离“x”，电极1的物理和/或化学组成，电极1的形状，电源10（例如DC、AC、整流过的AC、DC和/或整流过的AC的施加极性、AC或DC波形、RF等），通过电源施加的功率（例如施加的电压，其通常为1000–5000伏特、更通常为1000–1500伏特，施加的电流，电子速度等），由施加的电源或周围的电场、磁场或电磁场、声场产生的电场和/或磁场的频率和/或强度，在电极1与液体3的表面2之间和/或附近的天然存在的或供应的气体或气氛的组成（例如空气、氮气、氦气、氧气、臭氧、还原性气氛等），液体3的温度、压力、体积、在方向“F”上的流速，液体3的光谱特征、组成，液体3的传导性，电极1和5附近和周围的液体的横截面（例如体积），（例如液体3被允许与可调节的等离子体4相互作用的时间量（即停留时间），以及这种相互作用的强度），在液体3的表面2处或附近的气氛流（例如空气流）的存在（例如风扇或提供的气氛运动装置），等等（在本文后面更详细讨论）。
在本发明的一种优选实施方式中，参与了图1的可调节的等离子体4的产生的电极1的组成，是基于金属的组成（例如金属例如金、铂和/或其合金或混合物等），但是电极1和5可以由与本文公开的发明的各个方面（例如加工参数）相容的任何适合的材料制成。就此而言，当等离子体4在例如液体3（例如水）的表面2上方的空气中产生时，通常将产生至少一些臭氧，以及一定量的氮氧化物和其它成分。这些产生的成分可以被控制，并可能对于在液体中得到的组成成分（例如纳米晶体）和/或产生的纳米晶体悬液或胶体的形成和/或性能有帮助或有害，并可能需要通过各种不同的技术来控制。如图1中所示，可调节的等离子体4实际上与液体3的表面2相接触。在本发明的这种实施方式中，来自于电极1的材料（例如金属）可以构成可调节的等离子体4的一部分（例如并且因此是等离子体发射光谱的一部分），并且可以被造成例如“飞溅”到液体3（例如水）上或其中。因此，当金属用作电极1时，可以在电等离子体中形成各种组成成分，导致某些组成成分变成加工液体3（例如水）的一部分，取决于与可调节的等离子体4和/或后续的电化学加工操作相关的操作条件的具体设置，可以在液体3中发现包括但不限于元素金属、金属离子、Lewis酸、Bronsted-Lowry酸、金属氧化物、金属氮化物、金属氢化物、金属水合物和/或金属碳化物等（例如对于至少一部分方法来说，并可能能够参与同时/后续的反应）。这样的组成成分可以暂时存在于加工液体3中，或者可以是半永久或永久的。如果这样的组成成分是暂时或半永久的，那么使用这些形成的组成成分的后续反应（例如电化学反应）的时间安排可以影响产生的最终产物。如果这样的组成成分是永久的，它们不应该对活性成分纳米晶体的所需性能有不利影响。
此外，取决于例如液体3中和周围的电场、磁场和/或电磁场的强度以及暴露于这些场下的液体3的体积、电极1和5的物理和化学结构、气氛（天然存在的或提供的）、液体组成，可以在液体3中发现或多或少量的电极材料（例如金属或金属衍生物）。在某些情况下，在液体3中（永久或暂时地）或等离子体4中发现的材料（例如金属或金属复合材料）或组成成分（例如Lewis酸、Bronsted-Lowry酸等），可能具有非常需要的效应，在这些情况下相对大量的这种材料将是理想的；然而在其它情况下，在液体3中发现的某些材料（例如副产物）可能具有不想要的效应，因此在基于液体的终产物中可能希望这些材料的量最小化。因此，电极组成可以在按照本文公开的实施方式形成的材料中发挥重要作用。本发明的这些组分之间的相互影响，将在本文后面更详细讨论。
此外，电极1和5可以具有相似的化学组成（例如具有与其最初组成成分相同的化学元素）和/或机械构造，或具有完全不同的组成（例如具有与其最初组成成分不同的化学元素），以便获得本文后面讨论的各种不同的液体组成和/或结构和/或具体效应。
电极1和5、或1和1（在本文后面示出）、或5和5（在本文后面示出）之间的距离“y”，是本发明的一个重要方面。一般来说，当使用能够在操作条件下产生等离子体的电源工作时，在本发明中使用的电极的最接近的部分之间的最小距离“y”的位置，应该大于距离“x”，以防止在电极（例如电极1和电极5）之间出现不想要的电弧或形成不想要的电晕或等离子体（除非在其之间提供了某些类型的电绝缘）。本发明的与电极设计、电极位置、以及各种不同电极之间的电极相互作用相关的特点，在本文后面更详细地讨论。
通过电源10施加的电力，可以是在本发明的所有工艺条件下能够产生所需可调节的等离子体4的任何适合的电力。在本发明的一个优选方式中，使用了来自升压变压器的交流电。用于本文公开的各种实施方式的优选变压器60（参见例如图7a-7b）具有故意调整的低输出电压，这可能通过使用变压器60中的磁分流器造成。这些变压器60被称为氖灯信号变压器。这种构造限制了流入电极1/5的电流。使用变化大的输出负载电压，变压器60将输出负载电流维持在相对狭窄的范围内。
变压器60通过其次级开路电压和次级短路电流来评价。只有当不存在电连接时，开路电压（OCV）才出现在变压器60的输出端。同样地，只有在那些输出端之间放置短路时（这种情况下输出电压等于零），才能从输出端抽取短路电流。但是，当在这些相同输出端之间连接负载时，变压器60的输出电压将下降到零与额定OCV之间的某处。事实上，如果变压器60负载合适，电压将为额定OCV的大约一半。
变压器60被称为平衡中点参比设计（以前也称为例如平衡中点接地）。这在中到较高额定电压变压器、大多数是60mA变压器中最经常发现。这是在“中点返回接线”系统中可接受的唯一类型的变压器。“平衡”的变压器60具有一个初级线圈601和两个次级线圈603，在初级线圈601的每侧各有一个（正如在图7b的示意图中大体示出的）。这种变压器60在许多方式下可以像两个变压器一样运行。就像非平衡中点参比芯和线圈一样，每个次级线圈603的一端连接到芯602、然后连接到变压器外壳上，每个次级线圈603的另一端连接到输出头或端上。因此在不存在接插件的情况下，这种类型的未负载的15,000伏变压器，在从每个次级端到变压器外壳测量时大约为7,500伏，但是在两个输出端之间测量时将为大约15,000伏。这些示例性变压器60被用于形成在本文实施例中公开的等离子体4。然而，还应该理解，其他适合的变压器（或电源）也落于本发明的范围和界限之内。但是在本文公开的大多数其他实施例中，对于电极5/5’使用了不同的电源501AC（在本文别处讨论）。
进一步参考图1中示出的构造，电极固定夹6a和6b能够通过任何适合的装置降低或升高（因此电极能够被降低或升高）。例如，电极固定夹6a和6b能够在绝缘元件8（示出在横截面中）中并通过它被降低或升高。这里示出的机械实施方式包括外/内螺纹。部分6a和6b可以被例如另外的电绝缘部分7a和7b覆盖。电绝缘部分7a和7b可以是能够阻止当个体与电极固定夹6a和6b相接触时（例如试图调节电极的高度）可能发生的不想要的电流、电压、电弧等的任何适合的材料（例如塑料、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、丙烯酸树酯、聚氯乙烯（PVC）、尼龙、橡胶、纤维材料等）。同样地，绝缘元件8可以由能够阻止不想要的电事件（例如电弧、熔化等）发生的任何适合的材料，以及在结构上和环境上适合于实践本发明的任何材料制成。典型的材料包括结构塑料例如聚碳酸酯、有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）、聚苯乙烯、丙烯酸树酯等。其它适合用于本发明的材料在本文别处更详细讨论。
优选的用于自动升高和/或降低电极1、5的技术在本文后面讨论。电源10可以以任何方便的电方式与电极1和5相连。例如，导线11a和11b可以位于电极固定夹6a、6b（和/或电绝缘部分7a、7b）的至少一部分内，其主要目的是获得部分11a、11b之间、以及因此电极1、5之间的电连接。
图2示出了本发明优选实施方式的另一个示意图，其中控制装置20与电极1和5相连，使得控制装置20遥控（例如在接到来自另一个装置或部件的命令后）电极1、5相对于液体3的表面2的升高和/或降低。本发明的控制装置20在本文后面更详细讨论。在本发明的这个优选情况下，电极1和5可以被例如遥控降低和控制，也可以通过适合的控制器或包含适合的软件过程的计算机（在图2中没有示出）进行监测和控制。因此，在图1中示出的实施方式应该被当作是与本发明技术一起使用的手动控制装置，而图2中示出的实施方式应该被当作是包含了可以对适当的命令作出响应，遥控升高和降低电极1和5的自动装置或组件20。此外，图2的本发明的优选实施方式也可以使用计算机监测和计算机控制电极1的尖端9（以及电极5的尖端9’）距离表面2的距离“x”；或者用计算机监测和/或控制电极5前进到液体3中/通过液体3前进的速率。因此，用于升高和/或降低电极1和5的适合的命令，可以来自于个体操作者，和/或适合的控制装置例如控制器或计算机（在图2中没有示出）。
图3a-3e示出了图1-2中（以及后文中讨论的其它图和实施方式中）示出的电极1的各种理想的电极构造的透视图。示出在图3a-3e中的电极构造，代表了可用于本发明的各种实施方式的许多不同构造。对于电极1来说，选择适合电极的标准包括但不限于下列条件：对轮廓非常分明的头部或尖端9的需要，组成，机械限制，从构成电极1的材料塑形的能力，构成电极1的材料的调制（例如热处理或退火），方便性，引入到等离子体4中的组成成分，对液体3的影响等。就此而言，一旦按照本发明产生了可调节的等离子体4（在后文中更详细讨论）之后，包含示出在例如图1-2中的电极1的小质量材料可能升高到操作温度，在所述温度下电极1的尺寸或形状可以受到不利的影响。在这种情况下，例如如果电极1质量相对较小（例如如果电极1由金制成，重量为大约0.5克或以下），并包含非常细的尖端作为头部9，那么在本文的各种实施方式中使用的某些条件设置下，在缺少某些类型的附加相互作用（例如内部冷却装置或外部冷却装置例如风扇等）的情况下，有可能细的尖端（例如直径仅仅为几毫米并暴露于几百到几千伏电压下的细导线；或三角形的金属零件）不能起到电极1的作用（例如电极1可能不合乎需要地变形或熔化）。因此，由于例如熔点、压力敏感性、环境反应（例如可调节的等离子体4的局部环境可能引起电极的不需要的化学、机械和/或电化学侵蚀）等，电极1的组成（例如构成它的材料）可能影响电极可能的适合的物理性状。
此外，应该理解，在本发明的可选优选实施方式中，头部9不总是需要轮廓分明的尖端。就此而言，图3e中示出的电极1含有圆形的头部9。应该提到的是，部分圆形或弧形的电极也可以用作电极1，因为在本文示出的（参见例如图1-2）本发明的实施方式中产生的可调节的等离子体4，可以从具有更锋利的或更尖的特点的一个或多个圆形电极产生。在本发明的发明技术的实践过程中，这样的可调节的等离子体可以是定位的，或可以位于沿着图3e中示出的电极1的各个不同的点。就此而言，图4示出了对应于起始点9的各种不同的点“a-g”，用于在电极1与液体3的表面2之间出现的等离子体4a-4g。因此，应该理解，对应于电极1的各种尺寸和形状可用于本发明的教导中。此外，应该指出，在本文中各个图中示出的电极1和5的头9、9’，可以分别显示为相对尖锐的尖端或相对钝的末端。除非这些电极头9、9’的具体特点在上下文中更详细地讨论，否则在图中示出的电极头9、9’的实际形状将不是特别重要的。
总的来说示出在图1和2中的电极构造，都能够随着各种不同特点的变化而产生不同的结果（例如对流体3的不同调制效果，流体3中的不同pH，在流体3中发现的组成成分（例如纳米晶体物质和/或来自于供体电极的金属离子）的不同纳米晶体尺寸和尺寸分布、不同纳米晶体形状和纳米晶形分布和/或量，流体/纳米晶体组合的不同功能化（例如不同的生物/生物催化效应），不同的ζ电势，等等），这些各种不同特点包括电极相对于流体流动方向“F”的取向和位置，沟槽元件30（或30a’和/或30b’）的横截面形状和尺寸，和/或沟槽元件30内液体3的量，和/或沟槽元件30内和电极5a/5b中/附近的液体3的流速，电极的厚度，提供的电极对的数量和它们在沟槽元件30中相对于彼此的位置以及它们在液体3中的深度（即与液体3接触的量），电极在液体3中/通过液体3移动的速率（其维持或调节电极的表面轮廓或形状），施加到电极对的电能，等等。此外，电极的组成、尺寸、具体的形状、提供的不同类型电极的数量、施加的电压、施加的和/或在液体3中获得的电流、AC电源（和AC电源频率和AC波形的形状、负载循环等）、DC电源、RF电源（和RF电源频率、负载循环等）、电极极性等，都可以影响当液体3接触、相互作用和/或流过这些电极1、5时液体3（和/或形成或包含在液体3中的纳米晶体）的性质，进而影响从其产生的材料（例如产生的纳米晶体、金属离子和/或悬液或胶体）的得到的性质。
图5a-5e示出了在本文的优选实施方式中使用的含有液体的沟槽元件30的横截面图。对于每个图5a-5e中示出的优选实施方式来说，距离“S”和“S’”测量在例如约0.25"至约6"之间（约0.6cm-15cm）。距离“M”的范围为约0.25"至约6"（约0.6cm-15cm）。距离“R”的范围为约1/2"至约7"（约1.2mm到大约17.8cm）。所有这些实施方式（以及代表了可选实施方式的处于本发明的公开内容的范围和界限之内的其它构造），可以与本发明的其它发明特点组合使用。应该指出，在每个含有液体的沟槽元件30（或30a’和/或30b’）中包含的液体3的量，不仅是深度“d”的函数，而且也是实际横截面的函数。简单来说，电极1和5中和周围存在的液体3的量，能够影响可调节的等离子体4对液体3的一种或多种效应，以及电极5与液体3的电化学相互作用。此外，电极1和5中和周围的液体3的流速也能影响在得到的胶体或悬液中形成的纳米晶体的许多性质。这些效应不仅包括可调节的等离子体4对液体3的调制效应（例如等离子体电场和磁场的相互作用，等离子体的电磁辐射相互作用，液体内各种不同化学物质（例如Lewis酸，Bronsted-Lowry酸）的产生，pH改变，液体的温度变化（例如较慢的液体流动可能引起电极1/5周围较高的液体温度和/或与电极1/5较长的接触或停留时间，其也能理想地影响产生的最终产物例如形成的纳米晶体的尺寸/形状），等等），而且包括了可调节的等离子体4的浓度以及它与液体3的相互作用。同样地，电极5的许多特点对液体3的影响（例如电化学相互作用、温度等），也至少部分是电极5附近的液体量的函数。所有这些因素都能影响在液体3中生长的纳米晶体的成核与生长之间存在的平衡，导致例如粒径和尺寸范围控制和/或粒子形状和形状范围控制。
此外，输入到沟槽元件30（或30a’和/或30b’）中的液体3的初始温度也能影响根据本公开生产的产物的各种性质。例如，液体3的不同温度能够影响纳米晶体尺寸和纳米晶体形状、各种形成的组成成分（例如暂时、半永久或永久组成成分）的浓度或量、液体的离子控制、pH、ζ电势等。同样地，沿着沟槽元件30（或30a’和/或30b’）的至少一部分或基本上所有部分控制温度，可能具有理想的效应。例如，通过提供局部冷却，可以控制形成的产物的所得性质（例如纳米晶体尺寸和/或纳米晶体形状）。在液体3加工过程中其优选的温度在凝固点与沸点之间，更通常在室温与沸点之间，甚至更通常在约40–98℃之间，更通常在约50–98℃之间。这样的温度可以通过例如位于加工装置的各个部分处或其附近的常规冷却装置来控制。
此外，某些加工增强剂也可以添加到液体3中或与其混合。加工增强剂包括固体和液体两者（以及在某些情况下包括气体）。加工增强剂可以提供某些加工优势和/或所需的终产物特征。在本发明的电化学生长过程中，一部分加工增强剂可以起到例如所需种晶（或促进所需种晶，或参与成核位点的产生）和/或晶面生长促进剂/阻滞剂的作用，作为它们施加影响或变成它们的一部分；或者可以在本发明的电化学过程中简单地起到电流或功率调节物的作用。理想情况下，这样的加工增强剂也可以影响电极1/5和/或5/5之间的电流和/或电压条件。
优选的加工增强剂是碳酸氢钠。其他加工增强剂的实例是碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾、磷酸三钠、磷酸二钠、磷酸一钠、氢氧化钾、磷酸钾等及其组合。另一种特别优选的加工增强剂是碳酸氢钠与氢氧化钾的混合物。制造在某些条件下用于医学应用的双金属纳米晶体的其他加工增强剂可以是辅助本文中描述的电化学生长过程的任何材料，以及基本上不掺入到金纳米晶体内或其表面上，并且不赋予纳米晶体或含有纳米晶体的悬液以毒性的任何材料。加工增强剂可以协助本文中公开的一种或多种电化学反应，和/或可以协助在按照本文的教导形成的产物中实现一种或多种所需性质。优选地，这样的加工增强剂不含其他加工技术所需要的Cl-或氯化物或基于氯的材料。
例如，某些加工增强剂可以解离成正离子（阳离子）和负离子（阴离子）。取决于各种因素，包括液体组成、离子浓度、施加的电场、施加电场的频率、施加电场的波形、温度、pH、ζ电势等，阴离子和/或阳离子将朝向带有相反电荷的电极迁移或移动。当所述离子位于这种电极处或附近时，离子可能参与与电极和/或位于所述电极处或附近的其他组成成分的一种或多种中间反应。有时，离子可能与电极中的一种或多种材料反应，并引起在液体中产生金属离子。具体来说，有时出现在电极之间的溶液中的离子可以影响电极中（或电极附近）的材料以形成从电极所提供的材料“生长出的”金属纳米晶体。例如，某些金属离子可以从电极5进入液体3，并可以在液体3中聚集在一起（例如成核）以形成组成成分（例如离子、纳米晶体等）。这样的离子然后可作为原材料用于双金属纳米晶体的生长。
某些含有特定空间扩展的低指数晶面的纳米晶体形状（或形状分布）的存在，能够引起不同反应（例如相对于不存在这种形状的纳米粒子来说不同的催化、电化学、生物催化和/或生物物理反应，和/或引起不同生物信号传导途径活化/失活），和/或在基本上一致的条件下选择性地引起不同反应。这种性能上的差异可能是由于不同的表面等离子体共振和/或这种共振的强度。因此，通过控制量（例如浓度）、纳米晶体尺寸、某些扩展生长晶面的存在或不存在和/或纳米晶体形状或形状分布，可以根据需要影响和/或控制某些反应（例如催化、生物活性、生物反应和/或生物信号传导途径）。这样的控制能够导致预防和/或治疗随着某些生物反应和/或信号传导途径以及大量非生物反应途径的控制而变的各种不同疾病或病症。
此外，某些加工增强剂也可以包括可以起到电荷载体功能但其本身可能不是离子的材料。具体来说，导入的或通过本文公开的电化学加工技术原位形成（例如非均相或均相成核/生长）的金属基粒子，也可以起到电荷载体、晶体成核剂和/或生长促进剂的作用，其可以导致形成各种不同的晶体形状（例如六边形平面、八面体、四面体、五角双锥（十面体）等）。同样，这种晶体的特定晶粒尺寸、扩展晶面和/或形状或形状分布的存在，能够按照需要影响某些反应（例如与特定蛋白或蛋白同系物结合和/或影响特定生物信号传导途径例如炎性途径或蛋白酶体途径）的发生。
例如，参考图9和10a-10d，使在第一沟槽元件30a’/30b’中形成的铂物质流入第二沟槽元件30a’/30b’，并在其中参与双金属纳米晶体的形成。更具体来说，第一组电化学反应发生在含有适合的加工增强剂的水中，以产生改性的水-加工增强剂溶液/悬液，其然后起到原材料供应的作用，用于在第二沟槽元件30a’/30b’中发生的第二组电化学反应。在某些情形中，将两个分离的沟槽元件保持为单独的元件，并允许第一沟槽元件的输出在输入到第二沟槽元件中之前冷却。然而，在另一种实施方式中，两个沟槽元件可以是整合单元，带有或不带有位于两个可识别的部分30a’/30b’之间的冷却装置。
此外，因为本发明的加工增强剂没有考虑在传统还原化学技术中使用的基于传统有机物的分子，因此不存在这样的化学还原剂（或添加的表面活性剂）意味着在本发明中生长的纳米晶体相对于通过传统还原化学方法形成的纳米粒子，其表面非常“清洁”。应该理解，当术语“清洁”用于纳米晶体表面或者当使用词组“基本上不含有机杂质或薄膜”（或类似词组）时，其意义是指形成的纳米晶体不具有附着或附连于其表面上的化学成分，所述组成成分（1）改变纳米晶体的功能，和/或（2）形成覆盖显著部分（例如覆盖晶体的至少25%或更通常覆盖晶体的至少50%）的层、表面或薄膜。在优选实施方式中，纳米晶体表面完全不含实质性改变其功能性的任何有机污染物或反应物。还应该理解，导致附着于本发明的纳米晶体并且对本发明的纳米晶体的功能没有不利或实质性影响的偶然组分，仍应该被认为是在本发明的范围和界限之内。
缺乏添加的化学物质（例如有机物质或基于氯的材料），允许金原子生长，并且也不会不利地影响纳米晶体的性能（例如在催化反应或生物反应中，它在体内影响例如血清中纳米粒子/纳米晶体周围形成的蛋白质冠，和/或减少引入到细胞或生物体内的有毒化合物）。例如但不希望受到任何特定理论或解释的限制，在生物反应中，蛋白质冠的形成能够控制纳米粒子/纳米晶体的体内位置，以及控制蛋白质在纳米粒子/纳米晶体表面处或其附近的蛋白质折叠。这种性能上的差异可能是由于多种因素，包括但不限于表面电荷、表面等离子体共振、取向附生效应F、表面双层、影响区域、毒性表面污染物等造成的。这样的新形状也影响例如催化。
此外，一旦种晶在过程中出现和/或一组扩展晶面开始生长（例如均相成核）或种晶被独立地提供（例如非均相成核），在电化学过程中形成的粒子（例如金属原子）被允许在一个或多个电极处或其附近停留的时间量，能够引起双金属纳米晶体的尺寸随着时间而增加（例如金属原子能够组装成金属纳米晶体，并且如果不被液体中某些有机组成成分妨碍，它们能够生长成各种不同形状和尺寸）。晶体成核/生长条件存在的时间量能够控制生长的双金属纳米晶体的形状和尺寸。因此，电极处/电极附近的停留时间、液体流速、沟槽横截面形状等，都对纳米晶体生长条件有贡献，正如在本文别处讨论的。
在本文的许多优选实施方式中，使用了一个或多个AC电源（例如变压器60和电源501AC）。在一个电极上从“+”极性向同一电极上“-”极性的变化速率被称为赫兹、Hz、频率或每秒周数。在美国，标准输出频率是60Hz，而在欧洲主要是50Hz。正如在本文的实施例中所示，频率也能影响按照本文公开的电化学技术形成的纳米晶体和/或离子的尺寸和/或形状和/或存在。优选的频率为5-1000Hz、更通常为20-500Hz、甚至更通常为40-200Hz、甚至更通常为50–100Hz。例如并且不希望受到任何特定理论或解释的束缚，成核或生长中的晶体由于例如不同电荷吸引而可以首先具有作用于其上（或参与形成晶体的晶体生长组成成分例如离子或原子上）的吸引力，然后具有作用于这些组成成分上的排斥力（例如由于相同电荷排斥）。这些因素也通过影响粒径和/或形状明显在新的纳米晶体的成核和/或晶体生长中发挥大量作用，并且允许晶体形成而不需还原剂或表面活性剂（即需要被添加以参与现有的还原化学技术的还原剂或表面活性剂），从而使纳米晶体表面不含这种添加的化学物质。在生长出的纳米晶体表面上缺少基于有机物的涂层，改变了（并且在某些情况下控制了）它们的生物功能。此外，当使用水作为液体时，在电极处可以发生水解，导致气体产生和水的其他裂解产物，包括水合电子、OH-、H*、H3O、H2O2等的产生。这样的裂解产物也可能协助本文公开的晶体生长过程，和/或协助双金属纳米晶体在悬液中的稳定化。
此外，用于特定频率的具体波形也影响纳米晶体生长条件，并因此影响纳米晶体尺寸和/或形状。尽管美国使用60Hz的标准AC频率，但它也使用“正弦”波的标准波形。正如在本文实施例中显示的，将波形从正弦波改变成方形波或三角波也影响纳米晶体结晶条件，从而影响得到的纳米晶体的尺寸和形状。优选的波形包括正弦波、方形波和三角波，但是杂合波形也应该被认为是在本发明的界限和范围内。
此外，在本文公开的新的电化学技术中施加的电压也能影响纳米晶体尺寸和形状。优选的电压范围是20-2000伏特，更优选的电压范围是50-1000伏特，甚至更优选的电压范围是100-300伏特。除了电压之外，在本文公开的加工参数下，与这些电压一起使用的电流通常为每个电极组0.1-10安培，更优选的电流范围为0.1-5安培，甚至更优选的电流范围为0.4-1安培。
此外，用于在本文公开的新的电化学技术中使用的每种波形的“负载循环”也能影响纳米晶体尺寸和形状。就此而言，不希望受到任何特定理论或解释的束缚，电极正偏压的时间量可以引起第一组反应，而当电极负偏压时可以发生不同的一组反应。通过调整电极正或负偏压的时间量，可以控制生长出的纳米晶体的尺寸和/或形状。此外，电极转换到+或–的速率也是波形形状的函数，并且也影响纳米晶体尺寸和/或形状。
温度也可以发挥重要作用。在本文公开的某些优选实施方式中，在纳米晶体成核和生长的加工容器的至少一部分中达到水的沸点温度。例如，在本文的连续加工实施例中，输出水温在约60℃-99℃的范围内。然而，正如在本文中别处讨论的，不同的温度范围也是合乎需要的。温度能够影响得到的产物（例如纳米晶体的尺寸和/或形状）以及得到的产物的量（即悬液或胶体中纳米晶体的ppm水平）。例如，尽管有可能通过各种已知技术冷却沟槽元件30中的液体3（正如在本文的一些实施例中所公开的），但本文的许多实施例不冷却液体3，导致一部分液体3在其加工过程中蒸发。
应该理解，沟槽元件30（或30a’和/或30b’）可以存在各种不同的形状和/或横截面，其中任一种都能随着各种设计和生产考虑的变化而产生所需的结果。例如，在部分30a’或30b’中生产的一种或多种组成成分可以是暂时的（例如种晶或成核点）和/或半永久的（例如胶体中存在的生长出的纳米晶体）。如果在例如部分30a’中产生的这些组成成分将合乎需要并可控地与在例如部分30b’中产生的一种或多种组成成分进行反应，那么从这种混合产生的终产物（例如终产物的性质）可以随着在部分30a’和30b’中形成的组成成分被混合在一起的时间而变化。此外，在第一沟槽元件30a’/30b’中形成的暂时组成成分也能影响随后双金属纳米晶体在第二沟槽元件30a’/30b’中的形成。因此，在第一沟槽元件中第一水性产物产生与其中这样的第一产物变成第二沟槽元件中的原材料之间流逝的时间量，也能影响形成的双金属纳米晶体悬液。因此，进入和流出的液体的温度可以被监测/控制，以最大化某些所需的加工条件和/或终产物的所需性质，和/或最小化某些不想要的产物。此外，在不同沟槽元件的一个或多个部分中，可以选择性地利用加工增强剂。
图6示出了根据本发明的某些优选实施方式的教导而使用的通用装置的示意图。具体来说，该图6示出了其中含有液体3的沟槽元件30的侧面示意图。在沟槽元件30的顶上，放置有多个控制装置20a-20d，它们在本实施方式中可拆卸地附连在其上。在实践本发明的各种实施方式时，控制装置20a-20d当然可以永久性地固定在位。控制装置20（以及相应的电极1和/或5以及这些电极的构造）的数量，以及控制装置20（和相应的电极1和/或5）的定位或位置，随着本发明的各种优选实施方式而变化，将在本文别处更详细讨论。但是，一般来说，将输入液体3（例如含有加工增强剂的水或纯水）提供给液体运输装置40（例如液体泵，用于泵送液体3的重力或液体泵送装置），例如蠕动泵40，用于将液体3在第一末端31处泵送到沟槽元件30中。液体运输装置40可以包括用于移动液体3的任何装置，包括但不限于重力进料或流体静力装置、泵送装置、调节或阀装置等。但是，液体运输装置40应该能够可靠地和/或可控地将已知量的液体3导入沟槽元件30。液体3被包含在沟槽元件30中（例如在一个或多个电极1/5处或附近）的时间量，也影响产生的产物（例如生长出的纳米晶体的尺寸和/或形状）。
一旦将液体3提供到沟槽元件30中之后，用于将液体3在沟槽元件30中连续移动的装置可以需要，也可以不需要。但是，用于连续移动液体3的简单方法，包括将沟槽元件30放置成相对于沟槽元件30位于其上的支持表面呈略微的角度θ（例如对于低粘度流体3例如水来说，小于1度至几度）。例如，在相隔约6英尺（约1.8米）的入口部分31和出口部分32之间相对于支持表面的垂直高度差小于1英寸，就可满足需要，只要液体3的粘度不是太高即可（例如，任何粘度在水的粘度附近的流体，一旦包含或位于沟槽元件30内之后，就可以通过重力流动来控制）。对较大的角度θ的需要，可能是加工具有比水更高粘度的液体3，以及需要液体3以较快速率通过沟槽30等的结果。此外，当液体3的粘度增加到只有重力是不够的情况下，也可以利用其它现象例如流体静压头压力或流体静压力的特殊使用来实现所需的流体流动。此外，也可以在沟槽元件30内部提供用于将液体3沿着沟槽元件30移动的其他装置。这样的用于移动流体的装置，包括机械装置例如桨叶、扇、推进器、螺旋钻等，声学装置例如超声波转换器，热学装置例如加热器和/或急冷器（其可能具有其他加工益处）等，也可以理想地用于本发明。
图6还示出了位于沟槽元件30的末端32处的储存罐或储存容器41。这样的储存容器41可以是任何可接受的容器和/或泵送装置，其由一种或多种例如不与沟槽元件30内产生的液体3（或其中包含的组成成分）有不利相互作用的材料制成。可接受的材料包括但不限于塑料例如高密度聚乙烯（HDPE）、玻璃、金属（例如某些级别的不锈钢）等。此外，尽管在本实施方式中示出了储存罐41，但罐41应该被理解为包括了用于对沟槽元件30中加工的流体3进行分配或直接装瓶或包装的装置。
大体示出在例如图2和6中的电极控制装置，更详细地示出在图8c中。具体来说，图8c示出了控制装置20的透视图。图8c示出了提供的基座部分25，所述基座部分具有上部部分25’和下部部分25”。基座部分25由适合的刚性塑料材料制成，包括但不限于由结构塑料、树脂、聚氨酯、聚丙烯、尼龙、特氟龙、聚乙烯等制成的材料。在两个电极调整组件之间，提供了分隔壁27。分隔壁27可以由与构成基座部分25的材料相同或不同的材料制成。两个伺服-步进马达21a和21b固定在基座部分25的表面25’上。步进马达21a、21b可以是任何能够轻微移动（例如在360度的基础上，略小于或略大于1度）的步进马达，使得步进马达21a/21b的圆周运动导致与其相连的电极1或5的垂直上升或下降。就此而言，第一个轮形部件23a是与驱动马达21a的输出轴231a相连的驱动轮，使得当驱动轴231a旋转时，产生轮23a的圆周运动。此外，从动轮24a被压住并压向驱动轮23a，使得在它们之间存在摩擦接触。驱动轮23a和/或从动轮24a在其外部部分上可以包含切口或槽，以帮助容纳电极1、5。从动轮24a由位于与从动轮24a相连的部分241a和261a之间的弹簧285压向驱动轮23a。具体来说，卷曲的弹簧285可以位于从区块261a延伸出的轴262a的部分周围。弹簧应该具有足够的张力，以便可以在驱动轮23a和从动轮24a之间产生合理的摩擦力，使得当轴231a旋转确定的量时，电极组件5a、5b、1a、1b等，将在相对于基座部分25垂直的方向上移动。驱动轮23a的这种旋转或圆周运动，导致直接转变成在本文示出的电极1、5的垂直方向变化。驱动轮23a的至少一部分应该由电绝缘材料制成；而从动轮24a可以由导电材料或电绝缘材料制成，但是通常由电绝缘材料制成。
驱动马达21a/21b可以是能够少量旋转（例如略低于1°/360°或略高于1°/360°）的任何驱动马达，使得驱动轴231a的少量旋转变化被转换成电极组件的少量垂直变化。优选的驱动马达包括由RMSTechnologies制造的驱动马达1MC17-S04型步进马达，这是一种直流供电步进马达。该步进马达21a/21b分别包含RS-232接口22a/22b，允许步进马达通过遥控装置例如计算机或控制器进行驱动。
部分271、272和273是主要的高度调节部件，其调节基座部分25相对于沟槽元件30的高度。部分271、272和273可以由与基座部分25相同、相似或不同的材料制成。部分274a/274b和275a/275b也可以由与基座部分25相同、相似或不同的材料制成。但是，这些部分应该是电绝缘的，因为它们容纳与将电压和电流输送到电极组件1a/1b、5a/5b等相关的各种电线部件。
对于图8c中示出的控制装置20的尺寸来说，长度和宽度可以是能够容纳步进马达21a/21b的尺寸、以及沟槽元件30的宽度的任何维度。就此而言，长度应该至少与沟槽元件30的宽度一样长，通常略微更长一些（例如10-30%）。宽度需要宽得足以容纳步进马达21a/21b，并且不必宽得不必要地未充分使用沿着沟槽元件30的长度的纵向空间。在本发明的一种优选实施方式中，长度为约7英寸（约19毫米），宽度为约4英寸（约10.5毫米）。基座元件25的厚度“H”是足以为基座元件25提供结构、电学和机械刚性的任何厚度，应该在约1/4”-3/4”（约6mm-19mm）的量级。尽管这些维度不是关键的，但维度给出了对本发明的一种优选实施方式的某些部件的尺寸的粗略了解。
此外，在基座元件25（以及固定在其上的部件）可以由适当的盖子（未示出）覆盖，以便电绝缘，以及对附连于基座元件25的所有部件产生局部保护性环境。这样的盖子可以由能够提供适当的安全性和操作灵活性的任何适合材料制成。示例性的材料包括与用于沟槽元件30的其他部分和/或控制装置20的材料相类似的塑料，并且通常为透明的。该盖子元件也可以由与用于制造基座部分25的相同类型的材料制成。盖子可以包括贯通孔，所述贯通孔可以与例如电极5的多余部分对准，这些电极可以与例如一卷电极线（在这些图中没有示出）相连接。
如图8j中所示，部分242、242a和242b为提供在其之间的导线5a或5b提供了弹性张力。此外，这种控制装置设计导致在电源60或501AC与电极1/5之间存在电连接。伺服马达21a起到如上所讨论的功能，但是两个电极由单一伺服驱动马达21a驱动。因此，单一驱动马达21a可以代替图8j中所示实施方式的情形中的两个驱动马达。此外，通过在导线1/5与电源60/501AC之间提供电接触，所有电连接都被提供在顶部表面（即离液体3更远的表面）上，带来了某些设计和生产优点。
图8c示出了耐火材料部件29a、29b。部件29由例如适合的耐火组分包括例如氧化铝等制成。耐火部件29可以在其中具有横向的贯穿孔，其提供了与电极1和/或5的电连接。此外，沿着耐火部件29的长度还存在纵向贯穿孔，使得电极组件1/5可以通过它延伸。
图8c具体示出了一个电极1a延伸通过第一耐火部分29a，并示出了一个电极5a延伸通过第二耐火部分29b。因此，在本文明确公开的以及本文引用的每个电极组件，都可以与本文示出的控制装置的优选实施方式组合使用。
为了开动控制装置20，需要进行两个通用过程。第一过程包括电激活电极1和/或5（例如，从优选的电源10向其施加电力），第二通用过程的进行包括例如确定向电极施加多少功率（例如电压和/或电流），并对这些测定作出响应适当地调整电极1/5的高度（例如，手动和/或自动地调整电极1/5的高度）；或随着时间的变化调整电极高度或简单地移动电极以与液体3接触（例如使电极5通过液体3逐渐前进）或脱离接触。在使用控制装置20的情况下，适合的指令通过RS-232端口22a和22b传送到步进马达21。控制装置20的部件以及电极活化过程的重要实施方式，在本文中讨论。
本发明的优选实施方式使用了在本文各种不同的图中示出的自动化控制装置20。步进马达21a和21b示出在例如图8c中。电极1/5通过图8d-8h中的每个中图示的电路（例如用于制造等离子体4的电极组1/5或用于电极组5/5的电路）来监测；或在本文的某些实施方式中，通过每个图8g和8i中图示的用于电极组5/5的电路来监测。
具体来说，在该实施方式中，图8h的电路是电压监测电路。具体来说，来自变压器60中次级线圈603的每个输出引脚的电压输出，在点“P-Q”和点“P’-Q’”上进行监测。具体来说，被命名为“RL”的电阻器对应于万用表测量装置（未示出）的内部电阻。在点“P-Q”和“P’-Q’”之间测量到的输出电压，对于在本文后面的实施例中示出的几种优选实施方式来说，范围在约200伏至约4,500伏之间。然而，更高或更低的电压可以用于本文公开的许多实施方式。对于每个电极组1和/或5，在沿着沟槽元件30a’的每个位置处，确定了理想的目标电压。通过使用例如在图8d、8e和8f中示出的线路控制，获得了作为实际施加电压的这种理想的目标电压。这些图8d、8e和8f适用于由VellemanK8056线路组件（具有微芯片PIC16F630-I/P）控制的继电器组。每个变压器60以图8h中示出的方式电连接。每个变压器60和相关的测量点“P-Q”和“P’-Q’”连接到单独的继电器上。例如，点“P-Q”对应于图8d中的继电器编号501，并且点“P’-Q’”对应于图8d中的继电器502。因此，每个变压器60需要两个继电器。每个继电器501、502等顺序地询问来自于次级线圈603的第一引脚的第一输出电压，然后询问来自于次级线圈603的第二引脚的第二输出电压；并且这样的询问继续进行到来自于第二变压器60b的次级线圈603的第一引脚上的第一输出电压，然后到次级线圈603的第二引脚上，等等。
用于所公开的询问电压调整技术的计算机或逻辑控制，通过任何常规的过程或控制器实现，包括例如在优选实施方式中，在PC中使用的标准visual basic编程步骤。这样的编程步骤包括询问、读取、比较和发送适合的启动信号（例如相对于液体3的表面2升高或降低电极）。这样的技术应该被普通专业技术人员所理解。
此外，在对于电极组5/5’的实施例1中使用的本发明的另一种优选实施方式中，自动控制装置20受到图8e、8f、8g和8i的电路的控制。具体来说，图8i的电路是用于测量电流的电压监测电路。在这种情况下，由于电阻器的选择，电压和电流是相同的数值（在后文中讨论）。具体来说，在点“P-Q”和点“P’-Q’”上监测来自每个电源501AC的电压输出。具体来说，被命名为“RL”的电阻器对应于万用表测量装置（未示出）的内部电阻。在点“P-Q”和“P’-Q’”之间测量到的输出电压，对于在本文后面的实施例中示出的几种优选实施方式来说，通常在约0.05伏至约5伏之间。但是，更高或更低的电压可以用于本文公开的许多实施方式。对于每个电极组5/5’，在沿着沟槽元件30b’的每个位置处，确定了理想的目标电压。通过使用例如在图8e、8f、8g和8i中示出的线路控制，获得了作为实际施加电压的这种理想的目标电压。这些图8适用于由Velleman K8056线路组件（具有微芯片PIC16F630-I/P）控制的继电器组。
具体来说，使伺服马达21在特定的预定时间旋转，以便维持理想的电极5轮廓。伺服马达21做出响应，以顺时针方向旋转预定量。具体来说，伺服马达21旋转足够的量，导致电极5朝向内接收器部分o5前进并进入其中约.009英寸（.229mm）（在例如图10b和11a中示出）。因此，电极5逐渐前进通过液体3。在本文讨论的一种优选实施方式中，这种电极5的移动每约4.3分钟发生一次。因此，每个电极5进入内接收器部分o5的垂直运动速率约为每8小时1英寸（约1.9cm）。因此，通过电极5恒定或逐渐前进到液体3中并通过液体3，维持了基本上恒定的电极5形状或轮廓。此外，一旦电极5的前进端到达内接收器部分o5的纵向末端，可以将电极5从加工装置中取出。或者，可以提供用于收集“用过的”电极部分的电极收集装置。
这样的用于收集电极5的装置包括但不限于缠绕或卷轴装置，以及伸长的部分o5、导线夹或切割装置等。然而，为了获得不同电流/电压分布情况（并由此获得各种不同纳米晶体尺寸和/或形状），其他电极移动速率在在本发明的界限和范围之内。
此外，具体参考图8e、8f、8g和8i，应该指出，询问过程通过确定每个电极的电压顺序进行，所述电压在本文的实施方式中等价于安培值，因为在图8i中，电阻器Ra和Rb约为1ohm，因此V=I。换句话说，每个电源501AC以图8e、8f、8g和8i中示出的方式电连接。每个电源501AC和相关的测量点“P-Q”和“P’-Q’”连接到两个单独的继电器上。例如，点“P-Q”对应于图8g中的继电器编号501和501’，并且点“P’-Q’”对应于图8g中的继电器502和502’。因此，每个电极组5/5都需要继电器。每个继电器501/501’和502/502’等，顺序地询问来自于电源501AC的输出电压，然后是来自相同电源501AC的第二电压，等等。
用于所公开的电极高度调整技术的计算机或逻辑控制，通过任何常规的过程或控制器来实现，包括例如在优选实施方式中，在PC中使用的标准visual basic编程步骤。这样的编程步骤包括读取和发送适合的启动信号以相对于液体3的表面2降低电极。这样的技术应该被普通专业技术人员所理解。
定义
出于本发明的目的，在说明书和权利要求书中出现的下列术语和表述，打算具有下述意义：
当在本文中使用时，“基本上清洁的”当用于描述纳米晶体表面时，应该被理解为意指纳米晶体不具有附着或附连于其表面上的，其量将在本文实施例中提出的金属基纳米晶体的至少一种重要性质方面实质性改变所述纳米晶体的功能的化学成分。或者，金属基纳米晶体不具有覆盖显著部分（例如晶体的至少25%，或在另一种实施方式中晶体的至少50%）的层、表面或薄膜。它还可以意味着纳米晶体表面完全不含在裸露的金晶体表面上实质性改变其功能性的任何有机污染物。还应该理解，附着于本发明的纳米晶体并且对本发明的纳米晶体的功能没有不利或实质性影响的偶然组分，仍应该被认为是在本发明的范围和界限之内。术语还应该被理解为是相对术语，用于指称在本发明的生长出的纳米晶体表面上缺少传统的基于有机物的分子（即在传统的还原化学技术中使用的分子）。
当在本文中使用时，术语“加工增强剂”或“加工增强的”或“加工增效剂”，是指至少一种材料（例如固体、液体和/或气体）并通常是指无机材料，所述材料在电化学刺激的生长过程中不显著结合于形成的纳米晶体，而是促进成核/生长。所述材料在包括在电化学溶液中提供带电离子以允许晶体生长的过程中起到重要作用。重要的是，加工增强剂是保留在溶液中和/或不形成涂层（在一种实施方式中为有机涂层），和/或对形成的纳米晶体或形成的悬液没有不利影响，和/或在电化学晶体生长过程期间被破坏、蒸发或通过其他方式损失的化合物。
当在本文中使用时，词组“沟槽元件”应该被理解为是指大量各种不同的流体操作装置，包括管道、半管、材料或物体中存在的通道或凹槽、导管、管线、筒管、斜槽、软管和/或滑槽，只要它们与本文公开的电化学方法相容即可。
下面的实施例用于说明本发明的某些实施方式，但是不应该被解释为限制了在随附的权利要求书中定义的本公开的范围。
实施例1
制造金基纳米晶体/纳米晶体悬液NE10214
总的来说，本实施例利用了与在图9、10c和11a中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式。上述图中的所有沟槽元件30a’和30b’分别由1/8"（约3mm）厚的有机玻璃和1/4"（约6mm）厚的聚碳酸酯制成。支撑结构34（在许多图中未示出，但是在图9中示出）也由有机玻璃制成，厚度约为1/4"（约6-7mm厚）。每个沟槽元件30a’与沟槽元件30b’整合。在本实施例中使用的沟槽元件30a’的横截面形状对应于图5b中示出的形状（即为梯形横截面）。30a’的相关测量尺寸是“S、S””为约1.5”（约3.81cm），“M”为约2.5”（约6.35cm），“R”为约3/4”（约1.9cm），“d””为约1/2”（约1.3cm）。
每个沟槽元件部分30b’具有对应于图5a的横截面形状。沟槽元件部分30b’的相关尺寸在表1中报告为“M”（即在沟槽元件30b’的入口和准确部分处沟槽的内部宽度）、“LT”（即沟槽元件30b’的横向长度或流动长度）、“S”（即沟槽元件30b’的高度）和“d””（即沟槽元件30b’内液体3”的深度）。沟槽30b’的每个侧壁部分的厚度也约为1/4”（约6mm）厚。
在实施例1中使用的输入到沟槽元件30a’中（以及在实施例1-17中与加工增强剂组合使用）的水3，通过反渗透方法和去离子方法（在本文中被称为去离子水）产生。本质上，反渗透（RO）是压力驱动的膜分离方法，其从地下水中分离出溶解和/或悬浮的物质。它被称为“反”渗透，是因为施加了压力以逆转渗透的自然流动（它寻求膜两侧材料浓度的平衡）。施加的压力迫使水通过膜，留下污染物在膜的一侧，纯化的水在另一侧。反渗透隔使用了几个薄层或片状的膜，它们黏合在一起，以螺旋构造卷在塑料管周围。（这也被称为薄膜复合材料或TFC膜）。除了去除溶解的物质之外，RO膜也分离出悬浮的材料，包括可能存在于水中的微生物。在RO处理后，使用混合床去离子过滤器。在两种处理后，总的溶解溶剂（“TDS”）通过AR20pH/电导仪测量为大约0.2ppm。
表1
表1示出了向纯水添加的加工增强剂（PE）（NaHCO3）的量约为0.53mg/ml。应该理解，这种加工增强剂的其他量也在本发明的界限和范围之内起作用。使用纯化的水/NaHCO3的混合物作为输入到沟槽元件30a’中的液体3。液体3’在沟槽元件30a’（即等离子体4形成之处）中的深度“d””，在沿着沟槽元件30a’的各个不同点处约为7/16”至约1/2”（约11mm至约13mm）。深度“d””通过使用挡板80（示出在图9中）进行部分控制。具体来说，挡板80提供在沟槽元件30a’的输出端32附近，并帮助产生深约7/16"至约1/2"（约11mm至约13mm）的深度“d””（在图5b中示出为“d”）。挡板80的高度为约1/4"（约6mm），并且纵向长度为约1/2"（约13mm）。宽度完全跨越沟槽元件30a’的底部尺度“R”。因此，在其操作过程中，沟槽元件30a’中液体3’的总体积为约2.14in3（约35ml）至约0.89in3（约14.58ml）。
液体3’在沟槽元件30a’以及沟槽元件30b’中的流速，是约230毫升/分钟，并且在点32处流出沟槽元件30b’的速率是约220毫升/分钟（即由于蒸发）。其他可接受的流速应该被认为是在本发明的范围和界限之内。
这种液体3’的流动，通过使用额定功率0.1马力、10-600rpm的L/S泵驱动器40获得。泵40的型号是7523-80。泵驱动器的泵头也由制造，被称为Easy-Load型No.77201-60。用通用的术语来说，泵40的头部被称为蠕动泵头。泵的具体设置是230毫升/分钟。将直径为1/4"的管（即，尺寸06419-25）放置到蠕动泵头中。管由Saint Gobain为制造。管的一个端部传送到沟槽元件30a’的第一端部31。
表1示出了存在单一电极组1a/5a。用于每个电极组1/5的电源是AC变压器60。具体来说，图7a示出了与变压器60相连接的AC电源62。此外，提供了电容器61，使得可以例如调整电路中的损耗系数。变压器60的输出通过控制装置20与电极1/5相连接。优选的用于本发明的变压器，是使用流入初级线圈601中的交流电流在容易传导通量的芯602中建立起交变的磁通量的变压器。
当次级线圈603位于初级线圈601和芯602附近时，该通量将次级线圈603与初级线圈601相连接。次级线圈603的这种连接在次级端子上诱导了电压。次级端子处电压的幅度与次级线圈匝数与初级线圈匝数的比率直接相关。次级线圈603上的匝数多于初级线圈601导致电压升高，匝数较少导致电压下降。
用于这些实施例中的优选变压器60具有故意调整的低输出电压，这可能通过使用变压器60中的磁分流器造成。这些变压器60被称为氖灯变压器。这种构造限制了流入电极1/5的电流。使用变化大的输出负载电压，变压器60将输出负载电流维持在相对狭窄的范围内。
变压器60通过其次级开路电压和次级短路电流来评价。只有当不存在电连接时，开路电压（OCV）才出现在变压器60的输出端处。同样地，只有在输出端之间放置短路时（这种情况下输出电压等于零），才能在输出端获得短路电流。但是，当在同样这些输出端之间连接负载时，变压器60的输出电压将下降到零与额定OCV之间的某处。事实上，如果变压器60负载合适，电压将为额定OCV的大约一半。
变压器60被称为平衡中点基准设计（例如，以前也称为平衡中点接地）。这在中至较高额定电压变压器、并且大多数是60mA变压器中最经常发现。这是在“中点返回接线”系统中可接受的唯一类型的变压器。“平衡”的变压器60具有一个初级线圈601和两个次级线圈603，在初级线圈601的每侧各一个（正如在图7b的示意图中大体示出的）。这种变压器60在许多方式下可以像两个变压器一样运行。就像非平衡中点基准芯和线圈一样，每个次级线圈603的一端附着到芯602、然后附着到变压器外壳上，并且每个次级线圈603的另一端附着到输出引线或端子。因此在不存在接插件的情况下，这种类型的未负载的15,000伏变压器，当从每个次级端到变压器外壳测量时大约为7,500伏，但是在两个输出端子之间测量时将为大约15,000伏。
在具有线功率因数为1（或100%）的交流电（AC）线路中，电压和电流开始时各为零，升高到波峰，下降到零，继续到达负波峰，然后回升到零。这完成了典型的正弦波的一个循环。在典型的美国应用中，该循环每秒发生60次。因此，这样的电压或电流具有每秒60周（或60赫兹）电力的特征性“频率”。功率因数是指电压波形相对于电流波形的位置。当两个波形一起通过零并一起达到波峰时，它们是同相的，功率因数为1或100%。图7c示出了两个彼此同相的波形“V”（电压）和“C”（电流），并且具有1或100%的功率因数；而图7d示出了两个彼此异相的波形“V”（电压）和“C”（电流），具有大约60%的功率因数，两个波形不同时通过零，等等。波形异相时，它们的功率因数小于100%。
大部分这样的变压器60的正常功率因数较大，这是由于磁分流器604和次级线圈603的效应，它们在变压器60线路的输出中有效地添加了电感线圈，以限制流向电极1/5的电流。可以通过使用放置在变压器60的初级线圈601上的电容器61，将功率因数增加到更高的功率因数，其可以将输入电压和电流变得更加同相。
用于本发明的任何变压器60的未负载电压以及其内部结构，都是重要的。理想的用于本发明的未负载变压器包括约9,000伏、10,000伏、12,000伏和15,000伏的变压器。但是，这些具体的未负载变压器的测量值不应该被视为作为附加实施方式限制了可接受的电源的范围。可以用于这些实施例的具体的、理想的变压器，是由Franceformer制造的目录号为9060-P-E的变压器，其操作条件为：初级120伏，60Hz；次级9,000伏，60mA。
因此，每个变压器组件60a-60h（和/或60a’-60h’；和/或60a”-60h”）可以是相同的变压器，或者可以是不同变压器（以及不同极性）的组合。变压器、功率因数、电容器61、极性、电极设计、电极位置、电极组成、沟槽元件30a’的横截面形状、局部或整体电极组成、气氛、局部或整体液体3流速、液体3’的局部成分、局部经历沟槽元件30a’中的各种不同场的液体3’的体积、附近的（例如，上游和下游的）电极组、局部场浓度、沟槽元件中使用的任何隔膜的使用和/或位置和/或组成等的选择，都是加工条件以及在液体3’中产生的组成成分的组成和/或体积、按照本文公开的各种实施方式制造的纳米晶体和纳米晶体/溶液或胶体的影响因素。因此，按照本文提出的详细的公开内容，可以实践多种实施方式。
用于将电极1附连到变压器60的导线，对于实施例1-3来说，是99.95%（3N5）金导线，直径为约1mm。使用形状与图3e中所示类似并且重量约为9.2克的电极1产生等离子体4。这个电极是纯度高于99.95%的金。另一个电极5a是约1mm厚的金导线（99.95%）并且有约9mm浸没在液体3’中。
如图10b和11a中所示，来自于沟槽元件30a’的输出是调制的液体3’，并且该调制的液体3’直接流入第二沟槽元件30b’。在图10b和11a中示出的第二沟槽元件30b’具有如表1中所报道的测量值。该沟槽元件30b’含有约885ml液体3”。表1报告了如图8b和11a中所示的电极构造，这意味着7组电极5/5’（示出在图8b中）如图11a中所示放置（即垂直于液体3”的流动方向）。每个电极组5/5’包含纯度为99.99%的直径约为1.0mm的金导线，正如表1中所报道的。每个导线电极5的与液体3”接触的长度（在表1中报告为“WL”）约为1”（约25.4mm）。其他取向符合本公开的范围和界限。
图13中示出的AC电源（或变压器）501AC被用作例如本文中所包含的电源。这种变压器501AC是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz、最大额定功率为约2kVA的AC电源（Chroma61604）。对于图10a-10d和11a-11b来说，每个独立的电极组5/5’（例如组2、组3-组8或组9）如图10a中所示电连接到电源501AC。具体来说，按照图10a中示出的布线图将电源501AC电连接到每个电极组。表1用“组#”指称每个电极组（例如“组1”到“组8”）。1/5或5/5电极组的每个电极被设定成在特定电压下运行。表1中列出的电压是用于每个电极组的电压。还报告了从每个电极组到相邻电极组的中心线的距离“c-c”（参考图6）。此外，还报告了所使用的与每个电极1相关的距离“x”。对于电极5来说，没有报告距离“x”。其他的相关参数也报告在表1中。用于电极1/5的所有材料都从Hi-Rel获得，其地址为23Lewis Street,FortErie,Ontario,Canada,L2A2P6。参考图10b、10c和11a，首先将每个电极5/5’放置成与液体3”相接触，使得它刚好进入内接收管o5。在一定量的加工时间后，金金属从每个导线电极5上移除，这导致电极5变细（即直径变得更小），其改变例如电流密度和/或金纳米粒子形成的速率。因此，将电极5朝向内接收管o5移动，使得新鲜的并且更粗的电极5在其顶部表面部分处进入液体3”。实质上，在经过一定量的加工时间后，形成了腐蚀轮廓或锥化效应（即导线靠近液体3”表面的部分通常比靠近内接收管o5的部分更粗），并且如果需要，这种导线电极的轮廓或锥化可以在整个生产过程中维持基本上恒定，导致在生产运行过程中，在最初的平衡前阶段后的任何时间点处产生基本上一致的产物，允许例如工艺符合当前FDA准则下的cGMP和/或也符合ISO9000。
电极5/5以每8小时约1英寸的速率驱动或移动。只从平衡阶段收集样品。平衡前阶段的发生是因为例如在液体3”中产生的纳米晶体的浓度随着时间而增加，直到浓度达到平衡条件（例如装置内基本上恒定的成核和生长条件），由于本文公开的控制方法，所述平衡条件在整个剩下的加工中基本上保持恒定。
8个电极组1/5和5/5都通过自动调节例如每个电极组中的每个电极1/5或5/5的高度的20g连接到控制装置20。两个内接收管o5a/o5a’-o5g/o5g’连接到沟槽元件30b’的底部部分，使得在需要时以及如果需要，每个电极组5/5中的电极可以被可拆卸地插入到每个内接收管o5中。每个内接收管o5由聚碳酸酯制成，其内径约为1/8英寸（约3.2mm），并通过溶剂胶固定在沟槽元件30b’的底部部分中。沟槽元件30b’底部中的孔允许每个管o5的外径固定在其中，使得管o5的一端与沟槽30b’的底部部分的表面平齐。管o5的底部部分被密封。管o5的内径有效地阻止任何显著量的液体3”进入内接收管o5。然而，一些液体可能流入一个或多个内接收管o5的内部。在本实施例中使用的每个内接收管o5的长度或垂直高度约为6英寸（约15.24cm），然而，更短或更长的长度也在本公开的界限和范围之内。此外，尽管示出的内接收管o5在随后是直的，但这样的管可以以J-形或U-形方式弯曲，使得如果需要，它们远离沟槽元件30b’的开口可以高于液体3”的上表面。
本实施例中描述的运行利用了下列加工增强剂。具体来说，向水3加入约2.0克/加仑（即约0.528g/升）的化学式为NaHCO3的碳酸氢钠（“苏打”）并进行混合。苏打从AlfaAesar获得，并且苏打具有84.01的化学式量和约2.159g/cm3的密度。
具体来说，使用了60Hz的正弦波AC频率，按照本文中的教导来制造纳米晶体悬液或胶体和/或离子溶液。AC电源501AC使用了Chroma61604可编程AC源。施加的电压约为220伏。施加的电流在4.5安培至约5.5安培之间。
表1概述了与图9和10c联合使用的关键加工参数。此外，表1公开了：1）“产生的AuPPM”（例如金纳米晶体浓度）；2）“TEM平均直径”，其是通过TEM分析测定的对应于最频繁出现的晶体直径的模式；以及3）“流体力学半径”，其通过Zetasizer ZS-90测量。这些物理性质研究按照本文别处的讨论来进行。
透射电子显微术
具体来说，TEM样品利用了用碳稳定化的目数为200的Formvar涂层的格栅来制备。首先将格栅在真空下通过等离子体处理进行预处理。将格栅置于衬有矩形滤纸片的显微镜载片上，然后置于安装有所需等离子体发生器附件的Denton真空装置中。将真空维持在75mTorr，启动等离子体并运行约30秒。在完成后，将系统通气并取出格栅。取决于湿度条件，格栅在最多7-10日内稳定，但是在所有情况下其在12小时内使用。
将约1μL每种本发明的纳米晶体悬液置于每个格栅上，并允许其在室温下空气干燥20-30分钟，或直到液滴蒸发。在完全蒸发后，将格栅置于支架板上，直至进行TEM分析。
使用Philips/FEI Tecnai12透射电子显微镜来检查所有制备的样品。仪器在100keV的加速电压下运行。在电子束对准后，在最高并包括630,000x的各种放大倍数下检查样品。通过随附的Olympus Megaview III侧固定相机收集图像，所述相机将图像直接传送到装备有iTEM和Tecnai用户接口软件的PC上，这两种软件分别提供了对相机和TEM仪器二者的控制。
图11c示出了代表性TEM显微照片，其对应于从按照本实施例制造的悬液干燥得到的包含金纳米晶体的干燥溶液NE10214。图11d对应于用于计算TEM平均直径并在表1中提到的实测TEM尺寸分布。
pH测量使用AR20pH/电导仪来进行，其中将pH探针置于含有目标样品的50mL小管中并使其稳定。然后对每个样品获取三次独立的pH测量值并进行平均。NE10214具有约8.94的pH。
使用UV-VIS分光光度法获得样品的能量吸收谱图。该信息使用装备有双光束Czerny-Turner单色器系统和双硅光电二极管的hermo fisher Evolution201UV-VIS分光光度计来获取。使用多个熔融石英样品架或“比色皿”中的一个，将仪器提供成支持低浓度液体样品的测量。使用下列参数，在约300-900nm之间的波长范围内获取数据：带宽1nm，数据节距0.5nm。氙闪光灯是主要能源。光度计的光程被安排成允许能量束通过样品比色皿的中心。样品制备仅限于装入比色皿并盖上盖子，然后将样品物理地放置到光度计的全封闭样品室中的比色皿支架中。测定每个样品的能量的光吸收。数据输出被计算并示出为吸光度单位（经Beer-Lambert's定律）随波长的变化。
图11e示出了悬液/胶体NE10214的约350nm-900nm波长范围的UV-Vis光谱图案。
动态光散射Zetasizer
具体来说，动态光散射（DLS）测量在Zetasizer Nano ZS-90DLS仪器上进行。在DLS中，当激光击中小粒子和/或小粒子（比波长更小）周围的组织化水结构时，光在所有方向上散射，引起散射强度的时间依赖性波动。强度波动是由散射粒子/水结构组合的布朗运动造成的，并包含关于晶粒尺寸分布的信息。
在实验之前，允许仪器预热至少30分钟。测量使用1cm光程的正方形玻璃样品杯PCS8501进行。使用了下列步骤：
1.首先，使用1ml微量移液器将1ml DI水加入到样品杯中，然后将水从样品杯倒出到废液烧杯中，将剩余的水甩离样品杯的测量腔。将该步骤再重复两次以充分漂洗样品杯。
2.使用1ml微量移液器将1ml样品加入到样品杯中。然后用同一个移液器使用同一个移液器头将所有液体从样品杯中取出并排到废液烧杯中。使用同一个移液器头再次加入1ml样品。
3.将带有样品的样品杯放入Zetasizer仪器的温控样品杯架中，使雕刻的字母朝前。在Zetasizer软件中开启新实验。在温度平衡并且激光功率衰减到适合值后1分钟开始测量。结果在所有运行结束后储存。
4.将样品杯从仪器中取出，并使用在步骤2中使用的相同移液器和移液器头将样品中样品杯中取出。
5.对于每个样品，将步骤2至4再重复两次。
6.对于新的样品来说，使用用于1ml移液器的新的移液器头以避免前一个样品的污染，并重复步骤1至5。
数据收集和处理使用Zetasizor软件6.20版进行。对于所有实验使用了下列参数：运行持续时间-2o；实验-10；溶剂-水，0mmol；粘度-0.8872cP；折射率-1.333；支架温度-+25℃。在每个实验的数据储存后，在软件的“记录显示”页面上显示结果。粒径分布（即流体动力学半径）在“强度PSD”图中分析。动态光散射技术被用来获得按照本实施例生产的晶粒尺寸的指示（例如流体动力学半径）。流体动力学半径在表1中被报告为19.43nm。
原子吸收光谱术
AAS值从Perkin Elmer AAnalyst400光谱仪系统获得。原子吸收光谱术被用于确定物质的浓度，其以“ppm”（百万分率）报告。
I）原理
火焰原子吸收光谱技术需要将液体样品吸出、雾化并与可燃气体例如乙炔和空气混合。将混合物在温度在约2100℃至约2400℃的火焰中点燃。在燃烧过程中，样品中目标元素的原子被还原成游离的、未激发的基态原子，其吸收特征波长的光。特征波长是元素特异性的，并精确到0.01-0.1nm。为了提供元素特异性波长，将来自于阴极由确定元素制成的空心阴极灯（HCL）的光束通过火焰。光检测器检测由于被分析物的吸收引起的光强度的降低。在光检测器的前方使用单色器以降低背景的环境光，并从HCL选择检测所需的具体波长。此外，氘弧灯对由原子云中的非原子物质引起的背景吸收进行校正。
II）样品制备
将10mL样品、0.6mL36%v/v盐酸和0.15mL50%v/v硝酸在玻璃管中混合在一起，并在70℃水浴中温育约10分钟。在加入酸之前，如果预计悬液中的金浓度高于10ppm，将样品用DI水稀释，使最终金浓度在1至10ppm的范围内。例如，对于100ppm左右的金浓度来说，在添加酸之前将0.5mL样品用9.5mL DI水稀释。使用可调节微量移液器进行分取，样品、DI水和酸的准确量通过Ohaus PA313微量天平测量。对于用DI水和酸进行的稀释来说，使用组分的重量校正实测浓度。
每个样品制备三份平行样，并且在水浴中温育后允许其冷却到室温，然后进行测量。
III）仪器设置
下列设置用于Perkin Elmer AAnalyst400光谱仪系统：
a）燃烧器头：10cm单缝类型，根据制造步骤在三个轴中校准以便在使用2ppm Cu标准品时获得最大吸收。
b）喷雾器：塑料制，在撞击珠前方带有垫片。
c）气体流：氧化剂（空气）流速约为12L/min，燃料（乙炔）流速约为1.9mL/min。
d）灯/单色器：Au空心阴极灯，10mA操作电流，1.8/1.35mm狭缝，242.8nm波长，背景校正（氘灯）打开。
IV）分析步骤
a）运行Au灯和火焰约30分钟以预热系统。
b）使用3.7%v/v盐酸基质中的l ppm、4ppm和10ppm Au标准品校准仪器。使用3.7%v/v盐酸作为空白。
c）通过将4ppm标准品作为样品进行测量来验证校准刻度。实测浓度应该在3.88ppm至4.12ppm之间。如果在该范围之外，重复步骤b）。
d）测量样品的三个平行试样。如果平行试样之间的标准偏差高于5%，重复测量，否则继续到下一样品。
e）在测量6个样品后或更频繁地执行验证步骤c）。如果验证失败，执行步骤b）和c）并重新测量在最后一次成功验证后测量的所有样品。
V）数据分析
对每个平行试样的实测浓度值校正水和酸的稀释度，以计算实际样品浓度。对于每个平行样来说，报告的Au ppm值是三个校正过的值的平均数。
表1将AAS浓度结果称为“产生的Au PPM”，其对应于6.6ppm的值。
实施例2
通过分批方法制造铂基纳米粒子/纳米粒子溶液或胶体
本实施例利用本发明的分批方法。图12a示出了用于调制液体3的装置。在调制后，将液体3’在图12c中示出的装置中加工。
所使用的NaHCO3加工增强剂的量为约0.375克/加仑（即约0.10g/L）至约3.0克/加仑（即约0.79g/L）。所使用的KOH加工增强剂的量为约0.95克/加仑（即约0.25g/L）。所使用的KBr加工增强剂的量为约4.6克/加仑（即约1.22g/L）。所使用的Na3PO4加工增强剂的量为约3.94克/加仑（即约1.04g/L）。KH2PO4加工增强剂的量为约3.24克/加仑（即约0.86g/L）。在随后在图12c中示出的装置中加工之前，具有加工增强剂的水3暴露于等离子体4下的时间量为约30分钟。
由电极1制造的每个等离子体4的施加电压为约750伏。该电压通过在本文别处讨论的变压器60（即平衡中点参比设计）来实现。
将第二个不同的变压器电连接到图12c中示出的电极5a/5b。该变压器是电压范围为0-300V、频率范围为47-400Hz并且最大功率定额为1kVA的hy AC电源。施加的电压范围在约58伏至约300伏之间。铂导线电极的直径为约0.5mm或1mm。
将频率在1至5Hz之间（包含端点）的另一个电源用于那些过程。如图12e中所示，将电极5a、5b电连接到功率放大器。用于放大器的电源示出在图12f中。功率放大器由连接到放大器的输入脚的外部函数发生器驱动。
当通过在本文别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，在悬液中产生的铂纳米粒子的量在约10ppm至约25ppm之间变化。按照本实施例制造的纳米粒子的尺寸，在本文的表2和3中充分讨论。
透射电子显微术（TEM）样品制备与较早时描述的方法一致，尽管研究在装备有SISMegaview III CCD数字相机的Philips EM420TEM上进行。TEM显微照片显示粒子具有小于10nm的平均直径。
图14示出了从按照本实施例制造的悬液GRPt-621干燥的铂纳米晶体的代表性TEM显微照片。
表2
表3
实施例3
通过分批方法制造铂基纳米粒子/纳米粒子溶液或胶体
本实施例利用本发明的分批方法。图12a示出了用于调制液体3的装置。在调制后，将液体3’在图12d中示出的装置中加工。
所使用的KBr加工增强剂的量为约4.6克/加仑（即约1.2克/升）或约1.4克/加仑（即约0.4g/L）。所使用的Na3PO4加工增强剂的量为约1.9克/加仑（即约0.5g/L）。在随后在图12d中示出的装置中加工之前，具有每种加工增强剂的水3暴露于等离子体4下的时间量为约30分钟。
由电极1制造的每个等离子体4的施加电压为约750伏。该电压通过在本文别处讨论的变压器60（即平衡中点参比设计）来实现。
利用电源（示出在图12f中）向电极5a和5b施加频率为约2.5Hz的正弦波电压。如图12e中所示，将电极连接到功率放大器。在所有悬液中电极之间的距离被固定在约7mm。放大器由连接到放大器中的输入脚的外部函数发生器驱动。
在悬液中产生的铂基纳米粒子和/或铂基离子的量通过本文别处讨论的原子吸收光谱技术来测量。悬液PRX37-01和PRX37-02显示，对于水3的给定电导率和以固定距离施加到电极5a和5b的给定电压来说，最终悬液中铂的量随着KBr加工增强剂的量的增加而增加。
通过在本文别处讨论的动态光散射技术来分析形成的粒子在水中的平均流体动力学半径。没有报道制剂PRX37-02的流体动力学半径（NR），这是由于在DLS装置中报道的透光度量为100%，表明大量存在溶解的铂物质（例如离子）。
透射电子显微术（TEM）样品制备与较早时描述的方法一致，尽管研究在装备有SISMegaview III CCD数字相机的Philips EM420TEM上进行。PRX37-03是通过TEM进行分析的唯一制剂。TEM显微照片显示，制剂PRX37-03中悬液中的粒子的平均直径约为7nm。粒径分布示出在图15b中。图15a示出了从按照实施例3制造的悬液PRX37-03干燥的铂纳米晶体的代表性TEM显微照片。包含表4以示出制剂PRX37的所使用的相关加工条件以及某些得到的物理性质。
表4
实施例4
使用各种加工增强剂通过沟槽方法制造铂基纳米粒子/纳米粒子溶液或胶体或离子（PB-09，PB-10/PB-13，PB-16，PB-17，PB-18，PB-19，PB-20，PB-21，PB-23，PB-24，PB-25，PB-26，PB-27，PB-28，PB-32，PB-33，PB-34，PB-35，PB-40，PB-41，PB-42，PB-43）
总的来说，本实施例利用了与图9、10d和11b中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式。使用图13中示出的AC电源（或变压器）501AC作为本文中包含的实施例的电源，同时有时使用函数发生器501FG（如本文中所公开）来驱动AC电源501AC。该变压器501AC是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz并且最大功率定额约为2kVA的AC电源（Chroma61604）。具体的电连接在本文别处讨论。如图8c和8j中所示的控制装置20分别连接到电极1/5和5/5。然而，由于在每个“运行ID”中运行时间短，因此不需启动控制装置20。因此，电极5a和5b的末端9’与沟槽元件30b’的底部并列。
所使用的NaHCO3（Fisher Scientific，目录号S631-3）加工增强剂的量为约2.5克/加仑（即约0.67g/L）至约3.5克/加仑（即约0.93g/L）。所使用的KHCO3加工增强剂的量为约2.31克/加仑（即约0.61g/L）。所使用的NaOH加工增强剂的量为约0.70克/加仑（即约0.19g/L）。所使用的KOH加工增强剂的量为约0.72克/加仑（即约0.19g/L）。NaBr加工增强剂的量为约2.18克/加仑（即约0.58g/L）。KBr加工增强剂的量为约2.04克/加仑（即约0.54g/L）。Na2PO4加工增强剂的量为约1.08克/加仑（即约0.29g/L）。NaCl加工增强剂的量为约1.27克/加仑（即约0.34g/L）。CaCl2加工增强剂的量为约1.16克/加仑（即约0.31g/L）。
由电极1制造的每个等离子体4的施加电压为约750伏。该电压通过在本文别处讨论的变压器60（即平衡中点参比设计）来实现。
AC电源501AC利用Chroma61604可编程单元。具体来说，利用5Hz和80Hz的正弦波AC频率，按照本文中的教导来制造纳米晶体悬液或胶体和/或离子。施加的电压约为175伏。此外，函数发生器501FG向AC电源501AC提供频率低于15Hz的正弦波，所述电源随后将输入信号以不同频率放大至约175伏。施加的电流在约3.0安培至约6.5安培之间变化。
透射电子显微术（TEM）样品制备方法与本文中较早时描述的方法一致，尽管研究在装备有SIS Megaview III CCD数字相机的FEI Tecnai12TEM上进行。TEM显微照片显示形成的粒子具有小于10nm的平均直径。图16示出了从按照本实施例4制造的悬液PB-13干燥的铂纳米晶体的代表性TEM显微照片。
当通过在本文别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，在制剂中产生的铂纳米粒子或离子的量在约1.0ppm至约15ppm之间变化。
表5-8概述了与图9a和10d相结合使用的关键加工参数。表5-8还公开了：1）得到的“ppm”（例如铂纳米晶体/离子浓度）。
注意，尽管使用了两种不同的基于氯的加工增强剂在水中制造铂物质，但在制造金基纳米晶体悬液时存在各种问题，使得它们与Au-Pt纳米晶体悬液相比不太理想。
表5
表6
表7
表8
实施例5
在连续沟槽方法中利用施加到电极的各种不同频率在水中制造铂基物质
总的来说，本实施例利用了与图9、10d和11b中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式。使用图13中示出的AC电源（或变压器）501AC作为本文中包含的实施例的电源，同时有时使用函数发生器501FG（如本文中所公开）来驱动AC电源501AC。该变压器501AC是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz并且最大功率定额约为2kVA的AC电源（Chroma61604）。具体的电连接在本文别处讨论。如图8c和8j中所示的控制装置20分别连接到电极1/5和5/5。然而，由于在每个“运行ID”中运行时间短，因此不需启动控制装置20。因此，电极5a和5b的末端9’与沟槽元件30b’的底部并列。本实施例中的每个运行利用约2.5g/加仑的NaHCO3作为加工增强剂以及约220ml/min的液体流速。
此外，为了显示不同频率对过程和/或配制的产物的影响，利用了各种正弦波频率。具体来说，按照本文中的教导，例如低至约1Hz且高至约200Hz的正弦波AC频率来制造纳米晶体悬液或胶体和/或离子。AC电源501AC利用Chroma61604可编程AC源。施加的电压为约175伏，相应的正弦波具有约15、40、60、80、100和200Hz的6种不同频率。此外，函数发生器501FG向电源501AC提供频率低于15Hz的正弦波，所述电源随后将输入信号以不同频率即1Hz和5Hz放大至约175伏。施加的电流在约4.5安培至约6.0安培之间变化。
当通过在本文别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，在制剂中产生的铂纳米粒子或离子的量在约7.0ppm至约15ppm之间变化。
表9-10概述了与图9和10d相结合使用的关键加工参数。表9-10还公开了：1）得到的“ppm”（即铂浓度）。
使用本文中别处概述的UV-VIS分光光度法获得样品的能量吸收光谱。图17含有为上述样品收集的UV-Vis数据，具体显示了265nm-750nm范围。
表9
表10
实施例6
使用NaHCO3作为加工增强剂通过分批方法制造Au-Pt双金属纳米晶体悬液–ID#111710-9
本实施例利用本发明的分批方法。图12a示出了用于调制液体3的装置。对于铂离子/粒子和双金属纳米晶体来说，在调制后，将液体3’分别在图12c或12d中示出的装置中加工。产生双金属纳米晶体悬液的总体方法在下面描述并概述在表11中。
首先，通过下述方法在水中产生铂离子和/或粒子。向约1加仑去离子水添加约4.0克/加仑（即约1.06mg/mL）加工增强剂小苏打（即NaHCO3）。在随后在图12c中示出的装置中加工之前，具有加工增强剂的水3暴露于等离子体4下的时间量为约30分钟。
在电极1处用于产生每个等离子体4的施加电压为约750伏。该电压通过在本文别处讨论的变压器60（即平衡中点参比设计）来实现。注意在表11中（以及本文别处），“GZA”的指称与等离子体4的产生同义。
将第二个不同的变压器电连接到图12c中示出的电极5a/5b。该变压器是电压范围为0-300V、频率范围为47-400Hz并且最大功率定额为1kVA的hy AC电源。施加的电压约为100伏，频率约为60赫兹，运行时间约为2小时。铂导线电极的直径为1mm。铂导线的长度为约51mm。
随后，将如上制备的铂物质和水的制剂（原材料）与等量的调制过的水和加工增强剂0.5g/加仑（0.132mg/mL）NaHCO3以1:1的比例混合至总体积约为800mL，所述调制过的水3’使用铂电极1产生等离子体4约30分钟来获得。然后将液体3’通过图12d中的装置，利用施加电压约为160伏且频率为约47赫兹的hy AC电源，使用金电极（99.99%，直径约0.5mm，长度约6.25英寸（15.88cm））处理约40分钟。制造的双金属纳米晶体的流体动力学半径经ViscoTek测量为约14.7nm。当通过本文别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，悬液含有约16.1ppm的Au和约2.1ppm的Pt。
图18示出了从制剂110910-4干燥的双金属纳米晶体悬液的代表性TEM显微照片，所述制剂通过与本文中别处讨论的技术等同的技术来制造。
使用本文中别处概述的UV-VIS分光光度法获得该样品（111710-a）的能量吸收光谱。图12g含有为该样品（111710-a）收集的UV-Vis数据，具体显示了350-900nm范围。
表11
动态光散射
具体来说，动态光散射（DLS）测量在Viscotek802DLS仪器上进行。在DLS中，当激光击中小粒子和/或小粒子（比波长更小）周围的组织化水结构时，光在所有方向上散射，引起散射强度的时间依赖性波动。强度波动是由于散射粒子/水结构组合的布朗运动，并包含关于晶粒尺寸分布的信息。
在实验之前，允许仪器预热至少30分钟。测量使用12μl石英样品杯进行。使用了下列过程：
1.首先，使用1ml微量移液器将1ml DI水加入到样品杯中，然后将水从样品杯倒出到废液烧杯中，将剩余的水甩离样品杯的测量腔室。将该步骤再重复两次以充分漂洗样品杯。
2.使用200μl微量移液器将100μl样品加入到样品杯中。然后用同一个移液器使用同一个移液器头将所有液体从样品杯中取出并排到废液烧杯中。使用同一个移液器头再次加入100μl样品。
3.将带有样品的样品杯放入Viscotek仪器的温控样品杯架中，使样品杯磨砂的侧面面向左侧。在Viscotek OmniSIZE软件中开启新实验。在温度平衡并且激光功率衰减到适合值后1分钟开始测量。结果在所有运行结束后储存。
4.将样品杯从仪器中取出，并使用在步骤2中使用的相同移液器和移液器头将样品中样品杯中取出。
5.对于每个样品，将步骤2至4再重复两次。
6.对于新的样品来说，使用用于200μl移液器的新的移液器头以避免前一个样品的污染，并重复步骤1至5。
数据收集和处理使用Omnisize软件3,0,0,291版进行。对于所有实验使用了下列参数：运行持续时间-3s；实验-100；溶剂-水，0mmol；粘度-1cP；折射率-1.333；尖峰耐受度-20%；基线漂移-15%；目标衰减-300k计数；支架温度-+40℃。在每个实验的数据储存后，在软件的“结果”页面上显示结果。粒径分布（即流体动力学半径）在“强度分布”图中分析。在该图中，0.1nm-10μm范围之外的任何峰被视为假象。具体来说，清洁的水（无粒子）在0.1nm-10μm范围内不产生峰，并在0.1nm以下产生宽峰。该峰被当作仪器的噪音峰（噪音流）。具有非常低浓度或非常小尺寸的悬浮纳米晶体或纳米粒子的样品，可能在“强度分布”图中显示出可测量的噪音峰。如果在0.1nm-10μm范围内的峰具有比噪音峰更高的强度，那些峰被认为是真实的，否则峰是有问题的，并可能代表了数据处理的假象。
应该指出，动态光散射粒径信息与TEM测量的直方图有差别，因为动态光散射使用的算法假设纳米晶体都是球形的（它们并不是），并且计算流体动力学半径（例如，除了粒子的实际物理半径之外，还检测并报告了纳米晶体对水的影响）。因此，正如在本文中包含的其他实施例中那样，在TEM直方图数据中报告的与动态光散射数据中报告的粒径之间存在差异，并不令人吃惊。
实施例7
使用NaHCO3作为加工增强剂通过分批方法制造Au-Pt双金属纳米晶体悬液–ID#110810
本实施例利用本发明的分批方法。图12a示出了用于调制液体3的装置。对于铂离子/粒子和双金属纳米晶体来说，在调制后，将液体3’分别在图12c或12d中示出的装置中加工。产生双金属纳米晶体悬液的总体方法在下面描述并概述在表12中。
首先，通过下述方法在水中产生铂离子和/或粒子。向约1加仑去离子水添加约4.0克/加仑（即约1.06mg/mL）加工增强剂小苏打（即NaHCO3）。在随后在图12c中示出的装置中加工之前，具有加工增强剂的水3暴露于等离子体4下的时间量为约30分钟。注意在表11中（以及本文别处），“GZA”的指称与等离子体4的产生同义。
在电极1处用于产生每个等离子体4的施加电压为约750伏。该电压通过在本文别处讨论的变压器60（即平衡中点参比设计）来实现。
将第二个不同的变压器电连接到图12c中示出的电极5a/5b。该变压器是电压范围为0-300V、频率范围为47-400Hz并且最大功率定额为1kVA的hy AC电源。施加的电压约为100伏，频率约为60赫兹，运行时间约为2小时。铂导线电极的直径为约1mm。
随后，将如上制备的铂物质和水的制剂（原材料）与等量的调制过的水与约6.29mMNaHCO3以3:1的比例混合，以产生约3785mL的总体积。然后将该液体3’通过图12d中示出的装置，利用施加电压约为200伏且频率为约60赫兹的hy AC电源，使用金电极（99.99%，0.5mm）处理约90分钟。制造的双金属纳米晶体的流体动力学半径经ViscoTek测量为约15.4nm。当通过本文别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，悬液含有约5.6ppm的Au和约1.6ppm的Pt。
图19示出了从制剂101910-6干燥的双金属纳米晶体悬液的代表性TEM显微照片，所述制剂通过与本文中别处公开的技术等同的技术来制造。
表12
实施例8
使用KOH作为加工增强剂通过分批方法制造Au-Pt双金属纳米晶体悬液–ID#122310A
本实施例利用本发明的分批方法。图12a示出了用于调制液体3的装置。对于铂离子/粒子和双金属纳米晶体来说，在调制后，将液体3’分别在图12c或12d中示出的装置中加工。产生双金属纳米晶体悬液的总体方法在下面描述并概述在表13中。
首先，通过下述方法在水中产生铂离子和/或粒子。向约1加仑去离子水添加约0.580克/加仑（即约0.153mg/mL）加工增强剂氢氧化钾（即KOH）。在随后在图12c中示出的装置中加工之前，具有加工增强剂的水3暴露于等离子体4下的时间量为约30分钟。
在电极1处用于产生每个等离子体4的施加电压为约750伏。该电压通过在本文别处讨论的变压器60（即平衡中点参比设计）来实现。注意在表11中（以及本文别处），“GZA”的指称与等离子体4的产生同义。
将第二个不同的变压器电连接到图12c中示出的电极5a/5b。该变压器是电压范围为0-300V、频率范围为47-400Hz并且最大功率定额为1kVA的hy AC电源。施加的电压约为260伏，频率约为60赫兹，运行时间约为2小时。铂导线电极的直径为约1mm。铂导线的长度为约51mm（2.01英寸/5.1cm）。
随后，将如上制备的铂物质和水的制剂（原材料）如下所述进一步加工。然后将液体3’通过图12d中的装置，利用施加电压约为180伏且频率为约47赫兹的hy AC电源，使用金电极（99.99%，直径约0.5mm，长度约6.25in（15.88cm））处理约2小时的总时间长度。制造的金/铂材料的流体动力学半径经ViscoTek测量为约12.5nm。当通过本文别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，悬液含有约8.0ppm的Au和约1.8ppm的Pt。
图20示出了从按照本实施例8制造的制剂ID#122310A干燥的双金属纳米晶体悬液的代表性TEM显微照片。
表13
实施例9
通过两种不同技术制造的双金属纳米晶体的比较
本实施例利用本发明的分批方法。图12a示出了用于调制液体3的装置。对于铂离子/纳米晶体和金纳米晶体来说，在调制后，将液体3’分别在图12c或12d中示出的装置中加工。产生单独的纳米晶体悬液然后将它们混合在一起形成双金属纳米粒子悬液的总体方法在下面描述并概述在表14中。
首先，通过下述方法在水中产生铂离子和/或粒子。向约1加仑去离子水添加约4.0克/加仑（即约1.06mg/mL）加工增强剂小苏打（即NaHCO3）。在随后在图12c中示出的装置中加工之前，具有加工增强剂的水3暴露于等离子体4下的时间量为约30分钟。
在电极1处用于产生每个等离子体4的施加电压为约750伏。该电压通过在本文别处讨论的变压器60（即平衡中点参比设计）来实现。
将第二个不同的变压器电连接到图12c中示出的电极5a/5b。该变压器是电压范围为0-300V、频率范围为47-400Hz并且最大功率定额为1kVA的hy AC电源。施加的电压约为130伏，频率约为60赫兹，运行时间约为30分钟。铂导线电极的直径为1mm。铂导线的长度为约51mm。将铂物质和水材料放在一边。
单独的金纳米晶体悬液如下制备。向约1加仑去离子水添加约1.0克/加仑（即约0.264mg/mL）加工增强剂小苏打（即NaHCO3）。在随后在图12c中示出的装置中加工之前，具有加工增强剂的水3暴露于等离子体4下的时间量为约30分钟。
在电极1处用于产生每个等离子体4的施加电压为约750伏。该电压通过在本文别处讨论的变压器60（即平衡中点参比设计）来实现。
将第二个不同的变压器电连接到图12d中示出的电极5a/5b。该变压器是电压范围为0-300V、频率范围为47-400Hz并且最大功率定额为1kVA的hy AC电源。施加的电压约为300伏，频率约为60赫兹，运行时间约为30分钟。金导线电极的直径为约0.5mm。金导线的长度为约159mm。
随后，将如上制备的分开制备的Pt和Au的水基材料Pt制剂和Au制剂，在过氧化氢催化剂（H2O2，Alfa Aesar目录号L14000）存在下混合在一起，然后进行研究。具体来说，将约300mL Pt制剂062810和约700mL Au制剂061610合并，并加入约250μL0.8v/v%的H2O2。当通过ViscoTek测量时，合并的制剂的实测流体动力学半径为约35nm。当通过本文别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，得到的悬液含有约8.0ppm的Au和约1.8ppm的Pt。
然后对该悬液与前面讨论的双金属纳米粒子悬液进行比较。具体来说，高分辨率分析和能量色散x-射线分析表明，得到的胶体或悬液在形成的金纳米晶体之间只有很少的铂或没有物理存在的铂，正如在代表性的图23a-23b和代表性的EDS图24a-24b中所示。
相比之下，与实施例6中所述的样品112210-1基本上一致地制造的样品111710-9，在形成的双金属纳米晶体上存在可鉴定到的铂。当通过ViscoTek测量时，所述双金属纳米晶体的实测流体动力学半径为约14.7nm。当通过本文别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，悬液含有约16.1ppm的Au和约2.1ppm的Pt。代表性的图21a-21b示出了在如上所述制备时形成的结构。通过能量色散分析明显看出，铂以可检测的浓度存在，正如代表性的图22a-22b所指出的。
高分辨率透射电子显微术和EDS
TEM样品利用了目数为200的花边Formvar/碳涂层的铜格栅来制备。将约1-3μL每种本发明的纳米晶体悬液、胶体和/或溶液置于每个格栅上，并允许其在室温下空气约干燥20-30分钟，或直到液滴蒸发。在完全蒸发后，将格栅置于支架板上，直至进行TEM分析。
使用装备有Oxford薄窗光元件检测器和Emispec ES vision4处理器的PhilipsCM300FEG高分辨率透射电子显微镜来探查所有制备的样品。仪器在约297kV的加速电压下运行。在电子束对准后，在最高并包括800,000x的各种放大倍数下检查制备的样品。通过安装在Gatan图像过滤器（GIF）背面的集成的CCD相机收集图像，所述图像过滤器直接连接到装备有Digital Micrograph软件和Emispec ES Vision4.0软件的PC。以对应于仪器上选择的束宽度设置的束点尺寸2收集图像，并以3-5之间的点尺寸收集能量色散x-射线谱图，所述点尺寸允许收集到最大量的电子。为了进一步提高信噪比，将Philips双倾样品杆朝向检测器旋转10°。最后，将电子束集中于目标区域，然后打开检测器阀，随后开始收集。
表14
实施例10
使用氢氧化钾作为加工增强剂通过沟槽方法制造Au-Pt双金属纳米晶体悬液（PGT001）
总的来说，本实施例利用了与图9、10d和11b中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式。使用图13中示出的电装置501AC作为本实施例的电源，同时有时使用函数发生器501FG来驱动501AC。该变压器是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz并且最大功率定额为2kVA的AC电源（Chroma61604）。具体的电连接在本文别处描述。如图8c和8j中所示的控制装置20分别连接到电极1/5和5/5。然而，由于在每个“运行ID”中运行时间短，因此不需启动控制装置20。因此，电极5a和5b的末端9’与沟槽元件30b’的底部并列。
在运行ID“PB-53”中使用的氢氧化钾（Fisher Scientific，目录号P250-500）加工增强剂的量为约0.604克/加仑（即约0.16mg/mL）。进料电极是铂导线（1mm/0.040”dia.），99.99%，从Hi-Rel Alloys LTD（Ontario,Canada）获得。
通过电极1制造每个等离子体4的施加电压为约750伏。该电压通过在本文别处讨论的变压器60（即平衡中点参比设计）来实现。
AC电源501AC利用Chroma61604可编程单元。具体来说，按照本文中的教导，利用80Hz的正弦波AC频率来制造Pt离子和/或Pt胶体的悬液。施加的电压为215伏，施加的电流在约4.0安培至约5.0安培之间。
然后将得到的基于Pt-水的材料冷却至约50℃。此时，如下所述将基于Pt-水的材料进料到另一个分开且不同的沟槽装置中。
总的来说，该另一个沟槽利用了与图9、10c和11a中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式。使用图13中示出的电装置501AC作为本文中包含的实施例的电源，同时有时使用函数发生器501FG来驱动501AC。该变压器是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz并且最大功率定额为2kVA的AC电源（Chroma61604）。具体的电连接讨论可以在本文别处发现。如图8c和8j中所示的控制装置20分别连接到电极1/5和5/5，并且以每8小时约1”的速率驱动电极5/5。8个电极组1/5和5/5都连接到控制装置20和20i，其自动调节例如每个电极组5/5中的每个电极5/5的高度；具有2个内接收管o5a/o5a’–o5g/o5g’，其连接到沟槽元件30b’的底部部分，使得在需要时，每个电极组5/5中的电极可以可拆卸地插入到每个内接收管o5中。
具体来说，按照本文中的教导，利用60Hz的正弦波AC频率来形成双金属纳米晶体悬液。将如上讨论的基于铂-水的材料“PB-53”作为原材料通过泵40进料到如图10c中所示的等离子体沟槽区段30a’中。AC电源501AC利用Chroma61604可编程AC源。施加的电压为约260伏约2分钟，随后在运行的持续时间中为约220伏。施加的电流在约4安培至约5安培之间变化。
使用透射电子显微术（TEM）来检查按照本实施例制造的双金属纳米晶体。具体来说，TEM样品制备与较早时在高分辨率TEM&EDS部分中描述的方法一致。TEM显微照片显示，在某些情况下，形成的双金属纳米晶体以用铂互连的链状形式的金纳米晶体存在，如在图25a和25b中从按照本实施例制造的悬液GPB-0001干燥的情形中显示的。
当通过本文中别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，该双金属纳米晶体悬液中包含的铂物质和金物质的总量分别为约1.6ppm和7.7ppm。
表15概述了与图9和10b结合使用的关键加工参数。表15还公开了：1）得到的“ppm”（即原子铂和金的浓度）。
表15
实施例11
使用KOH作为加工增强剂通过分批方法制造Au-Pt双金属纳米晶体悬液（PGB002）
本实施例利用本发明的分批方法。图12a示出了用于调制液体3的装置。对于铂离子/粒子和双金属纳米晶体来说，在调制后，将液体3’分别在图12c或12d中示出的装置中加工。产生双金属纳米晶体悬液的总体方法如下所述并概述在表16中。
首先，通过下述方法制备铂离子和/或粒子。向约1加仑去离子水添加约0.580克/加仑（即约0.153mg/mL）加工增强剂氢氧化钾（即KOH）。在随后在图24c中示出的装置中加工之前，具有加工增强剂的水3暴露于等离子体4下的时间量为约30分钟。
通过电极1制造等离子体4的施加电压为约750伏。该电压通过在本文别处讨论的变压器60（即平衡中点参比设计）来实现。注意在表16中（以及本文别处），“GZA”的指称与等离子体4的产生同义。
将第二个不同的变压器电连接到图12c中示出的电极5a/5b。该变压器是电压范围为0-300V、频率范围为47-400Hz并且最大功率定额为1kVA的hy AC电源。施加的电压约为100伏，频率为60赫兹，运行时间约为3小时。铂导线电极的直径为1mm。
随后，将如上制备的铂物质和水材料如下所述进行进一步加工。然后将铂物质和水材料通过图12d中的装置，利用施加电压约为180伏且频率为约47赫兹的hy AC电源，使用金电极（99.99%，0.5mm）处理约3小时。产生的双金属纳米晶体的平均半径经ViscoTek测量为约14.6nm。当通过本文别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，悬液含有约7.3ppm的Au和约1.2ppm的Pt。
图26a和26b分别示出了从按照本实施例11制造的悬液ID#PGB002干燥形成的双金属纳米晶体的代表性TEM显微照片和能量色散x-射线谱图。
表16
实施例12
利用连续沟槽方法制造铂基纳米晶体/纳米晶体悬液（PB56001）
总的来说，本实施例利用了与图9、10d和11b中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式。使用图13中示出的电装置501AC作为本实施例的电源，同时有时使用函数发生器501FG来驱动501AC。该变压器是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz并且最大功率定额为2kVA的AC电源（Chroma61604）。电连接的讨论可以在本文别处发现。如图8c和8j中所示的控制装置20分别连接到电极1/5和5/5。然而，由于在每个“运行ID”中运行时间短，因此不需启动控制装置20。因此，参考图3c和9c，电极5a和5b的末端9’与沟槽元件30b’的底部并列。本实施例利用约3.5g/加仑（即约0.925mg/mL）的NaHCO3作为加工增强剂，并且流速为约150ml/min。
具体来说，按照本文中的教导，利用5Hz的正弦波AC频率在水中制造Pt物质。函数发生器501FG向电源501AC、即Chroma61604可编程AC源提供频率低于15Hz的正弦波，所述电源随后将输入信号放大至约150伏。施加的电流在约5.0安培至约6.5安培之间变化。
当通过在本文别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，在水中产生的铂物质的量约为15.9ppm。
表17概述了与图9和10d相结合使用的关键加工参数。表17还公开了得到的“ppm”（即原子铂纳米晶体浓度）。
表17
实施例13
利用连续沟槽方法设置来制造铂基纳米晶体/纳米晶体悬液（PB57001）
总的来说，本实施例利用了与图9、10d和11b中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式。使用图13中示出的电装置501AC作为本实施例的电源，同时有时使用函数发生器501FG来驱动501AC。该变压器是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz并且最大功率定额为2kVA的AC电源（Chroma61604）。电连接的讨论可以在优选实施方式的详细描述中发现。如图8c和8j中所示的控制装置20分别连接到电极1/5和5/5。然而，由于在每个“运行ID”中运行时间短，因此不需启动控制装置20。因此，电极5a和5b的末端9’与沟槽元件30b’的底部并列。本实施例利用约2.5g/加仑（即约0.661mg/mL）的NaHCO3作为加工增强剂，并且流速为约220ml/min。
具体来说，按照本文中的教导，利用5Hz的正弦波AC频率在水中制造Pt物质。函数发生器501FG向电源501AC、即Chroma61604可编程AC源提供频率低于15Hz的正弦波，所述电源随后将输入信号放大至约175伏。施加的电流在约4.0安培至约6.5安培之间变化。
当通过在本文别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，在水悬液中产生的铂物质的量约为7.8ppm。
表18概述了与图9和10d相结合使用的关键加工参数。表18还公开了得到的“ppm”（即原子铂纳米晶体浓度）。
表18
实施例14
使用氢氧化钾和碳酸氢钠作为加工增强剂，使用连续沟槽方法来制造Au-Pt双金属纳米晶体悬液（GPB-032）
总的来说，本实施例利用了与图9、10c和11a中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式。使用图13中示出的电装置501AC作为本文中包含的实施例的电源，同时有时使用函数发生器501FG来驱动501AC。该变压器是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz并且最大功率定额为2kVA的AC电源（Chroma61604）。电连接的讨论可以在优选实施方式部分的详细描述中发现。如图8c和8j中所示的控制装置20分别连接到电极1/5和5/5，并且以每8小时约1”的速率驱动电极5/5。8个电极组1/5和5/5都连接到控制装置20和20i，其自动调节例如每个电极组5/5中的每个电极5/5的高度；具有2个内接收管o5a/o5a’–o5g/o5g’，其连接到沟槽元件30b’的底部部分，使得在需要时，每个电极组5/5中的电极可以可拆卸地插入到每个内接收管o5中。
在运行ID“PB-106-2”中使用的氢氧化钾（Fisher Scientific，目录号P250-500）加工增强剂的量为约0.450克/加仑（即约0.119mg/mL）。此外，在运行ID“PB-106-2”中使用的碳酸氢钠（Fisher Scientific，目录号S631-3）的量为约0.850克/加仑（即约0.22mg/mL）。进料电极是铂导线（1mm/0.040”dia.），99.99%，从Hi-Rel Alloys LTD（Ontario,Canada）获得。
通过电极1制造每个等离子体4的施加电压为约750伏。该电压通过在本文别处讨论的变压器60（即平衡中点参比设计）来实现。
AC电源501AC利用Chroma61604可编程单元。具体来说，按照本文中的教导，利用80Hz的正弦波AC频率在水中制造至少一种铂物质。施加的电压为215伏，施加的电流在约4.0安培至约7.0安培之间。
然后将得到的在水材料中的铂物质冷却过夜至23℃。此时，如下所述将基于Pt-水的材料进料到第二个分开且不同的沟槽单元中。
总的来说，该第二个沟槽利用了与图9、10c和11a中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式。使用图13中示出的电装置501AC作为本文中包含的实施例的电源，同时有时使用函数发生器501FG来驱动501AC。该变压器是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz并且最大功率定额为2kVA的AC电源（Chroma61604）。具体的电连接讨论可以在优选实施方式部分的详细描述中发现。如图8c和8j中所示的控制装置20分别连接到电极1/5和5/5，并且以每8小时约1”的速率驱动电极5/5。8个电极组1/5和5/5都连接到控制装置20和20i，其自动调节例如每个电极组5/5中的每个电极5/5的高度；具有2个内接收管o5a/o5a’–o5g/o5g’，其连接到沟槽元件30b’的底部部分，使得在需要时，每个电极组5/5中的电极可以可拆卸地插入到每个内接收管o5中。
具体来说，按照本文中的教导，利用60Hz的正弦波AC频率来制造金纳米晶体悬液或胶体或离子。将如上讨论的基于铂-水的材料“PB-106-2”通过泵40进料到如图10c中所示的等离子体沟槽区段30a’中。AC电源501AC利用Chroma61604可编程AC源。施加的电压为约260伏约2分钟，随后在运行的持续时间中为约220伏。施加的电流在约4安培至约7安培之间变化。
当通过本文中别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，该双金属纳米晶体悬液材料中包含的铂和金的总量分别为约3.0ppm和9.2ppm。
表19概述了与图9和10b结合使用的关键加工参数。表19还公开了：1）得到的“ppm”（即原子铂和金的浓度）。
表19
在本实施例中，使用由Malvern Instruments生产的Zeta-Sizer“Nano-ZS”来测定ζ电势（其详情在本文中较早时描述）。对于每个测量来说，将1ml样品装入透明的一次性zeta样品杯DTS1060C中。使用Dispersion Technology软件5.10版运行Zeta-Sizer并计算ζ电势。使用下面的设置：分散剂–水，温度-25℃，粘度–0.8872cP，折射率–1.330，介电常数–78.5，逼近模型–Smoluchowski。对于每个样品进行三份平行测定，每个平行测定运行60次。按照本文中别处概述的使用Uv-Vis分光光度法获得该样品（GPB-032）的能量吸收谱图。图27含有为该样品（GPB-032）收集的UV-Vis数据，具体来说显示了350-900nm的范围。
实施例15
使用碳酸氢钠作为加工增强剂使用连续沟槽方法制造Au-Pt双金属纳米晶体悬液（GPB-010）
总的来说，本实施例利用了与图9、10c和11a中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式。使用图13中示出的电装置501AC作为本文中包含的实施例的电源，同时有时使用函数发生器501FG来驱动501AC。该变压器是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz并且最大功率定额为2kVA的AC电源（Chroma61604）。电连接的讨论可以在优选实施方式部分的详细描述中发现。如图8c和8j中所示的控制装置20分别连接到电极1/5和5/5，并且以每8小时约1”的速率驱动电极5/5。8个电极组1/5和5/5都连接到控制装置20和20i，其自动调节例如每个电极组5/5中的每个电极5/5的高度；具有2个内接收管o5a/o5a’–o5g/o5g’，其连接到沟槽元件30b’的底部部分，使得在需要时，每个电极组5/5中的电极可以可拆卸地插入到每个内接收管o5中。
在运行ID“PB-74”中使用的碳酸氢钠（Fisher Scientific，目录号S631-3）的量为约2.5克/加仑（即约0.66g/L）。进料电极是铂导线（1mm/0.040”dia.），99.99%，从Hi-RelAlloys LTD（Ontario,Canada）获得。
通过电极1制造每个等离子体4的施加电压为约750伏。该电压通过在本文别处讨论的变压器60（即平衡中点参比设计）来实现。
AC电源501AC利用Chroma61604可编程单元。具体来说，按照本文中的教导，利用80Hz的正弦波AC频率在水中制造至少一种铂物质。施加的电压为175伏，施加的电流在约4.0安培至约7.0安培之间。
然后将得到的在水材料中的铂物质冷却过夜至约23℃。此时，如下所述将基于Pt-水的材料进料到第二个分开且不同的沟槽单元中。
总的来说，该第二个沟槽利用了与图9、10c和11a中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式。使用图13中示出的电装置501AC作为本文中包含的实施例的电源，同时有时使用函数发生器501FG来驱动501AC。该变压器是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz并且最大功率定额为2kVA的AC电源（Chroma61604）。电连接的讨论可以在优选实施方式部分的详细描述中发现。如图8c和8j中所示的控制装置20分别连接到电极1/5和5/5，并且以每8小时约1”的速率驱动电极5/5。8个电极组1/5和5/5都连接到控制装置20和20i，其自动调节例如每个电极组5/5中的每个电极5/5的高度；具有2个内接收管o5a/o5a’–o5g/o5g’，其连接到沟槽元件30b’的底部部分，使得在需要时，每个电极组5/5中的电极可以可拆卸地插入到每个内接收管o5中。
具体来说，按照本文中的教导，利用60Hz的正弦波AC频率来制造金纳米晶体悬液或胶体或离子。将如上讨论的基于铂-水的材料“PB-74”通过泵40进料到如图10b中所示的等离子体沟槽区段30a’中。AC电源501AC利用Chroma61604可编程AC源。施加的电压一开始设定为200伏，但由于初始电流读数落于通常在2.5A-3.5A之间的正常范围之外，因此后来设定为165伏。施加的电流在约4安培至约7安培之间变化。
当通过本文中别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，双金属纳米晶体悬液中包含的原子铂和金的总量分别为约1.7ppm和7.8ppm。应该指出，该特定Au-Pt双金属纳米晶体悬液不稳定，因为它在不迟于生产后4个月的时间段内沉淀。因此，在某些加工条件组下，碳酸氢钠本身，不添加KOH或其他适合的加工增强剂，不能促使产生高度稳定的Au-Pt双金属纳米晶体悬液。然而，这些悬液可能适用于某些目的。
表20概述了与图9和10b结合使用的关键加工参数。表20还公开了：1）得到的“ppm”（即原子铂和金的浓度）和2）“流体动力学半径”（nm）。
表20
实施例16
在各种不同施加频率下使用连续沟槽方法制造各种Au-Pt双金属纳米晶体（GPB-017、GPB-018、GPB-019、GPB-020、GPB-021、GPB-023、PGT024、PGT025、PGT026）
总的来说，本实施例利用了与图9、10c和11a中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式。使用图13中示出的电装置501AC作为本文中包含的实施例的电源，同时有时使用函数发生器501FG来驱动501AC。该变压器是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz并且最大功率定额为2kVA的AC电源（Chroma61604）。电连接的讨论可以在优选实施方式部分的详细描述中发现。如图8c和8j中所示的控制装置20分别连接到电极1/5和5/5，并且以每8小时约1”的速率驱动电极5/5。8个电极组1/5和5/5都连接到控制装置20和20i，其自动调节例如每个电极组5/5中的每个电极5/5的高度；具有2个内接收管o5a/o5a’–o5g/o5g’，其连接到沟槽元件30b’的底部部分，使得在需要时，每个电极组5/5中的电极可以可拆卸地插入到每个内接收管o5中。
在运行ID“PB-83、85、87和88”中使用的氢氧化钾（Fisher Scientific，目录号P250-500）加工增强剂的量为约0.450克/加仑（即约0.12mg/mL）。此外，在运行ID“PB-83、85、87和88”中使用的碳酸氢钠（Fisher Scientific，目录号S631-3）的量为约0.850克/加仑（即约0.22mg/mL）。进料电极是铂导线（1mm/0.040”dia.），99.99%，从Hi-Rel Alloys LTD（Ontario,Canada）获得。
通过电极1制造每个等离子体4的施加电压为约750伏。该电压通过在本文别处讨论的变压器60（即平衡中点参比设计）来实现。
AC电源501AC利用Chroma61604可编程单元。具体来说，按照本文中的教导，利用80Hz的正弦波AC频率在水中制造至少一种铂物质。施加的电压为215伏，施加的电流在约4.0安培至约7.0安培之间。
然后将得到的在水材料中的铂物质冷却过夜至约23℃。此时，如下所述将基于Pt-水的材料进料到第二个分开且不同的沟槽单元中。
总的来说，该第二个沟槽利用了与图9、10c和11a中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式。使用图13中示出的电装置501AC作为本文中包含的实施例的电源，同时有时使用函数发生器501FG来驱动501AC。该变压器是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz并且最大功率定额为2kVA的AC电源（Chroma61604）。电连接的讨论可以在优选实施方式部分的详细描述中发现。如图8c和8j中所示的控制装置20分别连接到电极1/5和5/5，并且以每8小时约1”的速率驱动电极5/5。8个电极组1/5和5/5都连接到控制装置20和20i，其自动调节例如每个电极组5/5中的每个电极5/5的高度；具有2个内接收管o5a/o5a’–o5g/o5g’，其连接到沟槽元件30b’的底部部分，使得在需要时，每个电极组5/5中的电极可以可拆卸地插入到每个内接收管o5中。
具体来说，按照本文中的教导，利用5Hz-200Hz的正弦波AC频率来制造金纳米晶体悬液或胶体或离子。将如上讨论的基于铂-水的材料“PB-83、85、87和88”通过泵40进料到如图10b中所示的等离子体沟槽区段30a’中。AC电源501AC利用Chroma61604可编程AC源。施加的电压为约260伏约2分钟，随后在运行的持续时间中为约220伏。施加的电流在约4安培至约7安培之间变化。
双金属纳米晶体悬液中包含的原子铂和金的总量概述在表21a、21b和21c中。表21a概述了用于在水中形成铂物质的铂运行条件，表21b和21c概述了用于形成Au-Pt双金属纳米晶体悬液的运行条件。
表21a概述了与图9和10b结合使用的关键加工参数。表21a、21b和21c还公开了：1）得到的“ppm”（即原子铂和金的浓度），2）流体动力学半径，以及3）ζ电势。
使用本文中别处概述的Uv-Vis分光光度法获得了这些样品（PGT024、PGT025、PGT026）的能量吸收谱图。图28a包含为这些样品（PGT024、PGT025、PGT026）收集的UV-Vis数据，具体地显示了350-900nm的范围。
使用本文中别处概述的Uv-Vis分光光度法获得了这些样品（GPB-017、GPB-018、GPB-019、GPB-020、GPB-023）的能量吸收谱图。图28a包含为这些样品（GPB-017、GPB-018、GPB-019、GPB-020、GPB-023）收集的UV-Vis数据，具体地显示了350-900nm的范围。
正如在本实施例中所述，在约5Hz–200Hz范围之间的频率下制备了各种Au-Pt双金属纳米晶体悬液。粒径随频率变化的代表性比较示出在图28c中。
表21a
表21b
表21c
实施例17
通过高分辨率透射电子显微术/扫描透射电子显微术和X-射线光电子能谱术分析制造的Au-Pt双金属纳米晶体悬液（GPB-040）的表面
总的来说，本实施例利用了与图9、10c和11a中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式来制造Au-Pt双金属纳米晶体悬液。使用图13中示出的电装置501AC作为本文中包含的实施例的电源，同时有时使用函数发生器501FG来驱动501AC。该变压器是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz并且最大功率定额为2kVA的AC电源（Chroma61604）。电连接的讨论可以在优选实施方式部分的详细描述中发现。如图18c和18j中所示的控制装置20分别连接到电极1/5和5/5，并且以每8小时约1”的速率驱动电极5/5。8个电极组1/5和5/5都连接到控制装置20和20i，其自动调节例如每个电极组5/5中的每个电极5/5的高度；具有2个内接收管o5a/o5a’–o5g/o5g’，其连接到沟槽元件30b’的底部部分，使得在需要时，每个电极组5/5中的电极可以可拆卸地插入到每个内接收管o5中。
在运行ID“PB-118”中使用的氢氧化钾（Fisher Scientific，目录号P250-500）加工增强剂的量为约0.450克/加仑（即约0.12mg/mL）。此外，在运行ID“PB-118”中使用的碳酸氢钠（Fisher Scientific，目录号S631-3）的量为约0.850克/加仑（即约0.22mg/mL）。进料电极是铂导线（1mm/0.040”dia.），99.99%，从Hi-Rel Alloys LTD（Ontario,Canada）获得。
通过电极1制造每个等离子体4的施加电压为约750伏。该电压通过在本文别处讨论的变压器60（即平衡中点参比设计）来实现。
AC电源501AC利用Chroma61604可编程单元。具体来说，按照本文中的教导，利用80Hz的正弦波AC频率在水中制造至少一种铂物质。施加的电压为215伏，施加的电流在约4.0安培至约7.0安培之间。
然后将得到的在水材料中的铂物质冷却过夜至约23℃。此时，如下所述将基于Pt-水的材料进料到第二个分开且不同的沟槽单元中。
总的来说，该第二个沟槽利用了与图9、10c和11a中大体示出的装置相关的本发明的某些实施方式。使用图13中示出的电装置501AC作为本文中包含的实施例的电源，同时有时使用函数发生器501FG来驱动501AC。该变压器是AC电压范围为0-300V、频率范围为15-1000Hz并且最大功率定额为2kVA的AC电源（Chroma61604）。电连接的讨论可以在优选实施方式部分的详细描述中发现。如图8c和8j中所示的控制装置20分别连接到电极1/5和5/5，并且以每8小时约1”的速率驱动电极5/5。8个电极组1/5和5/5都连接到控制装置20和20i，其自动调节例如每个电极组5/5中的每个电极5/5的高度；具有2个内接收管o5a/o5a’–o5g/o5g’，其连接到沟槽元件30b’的底部部分，使得在需要时，每个电极组5/5中的电极可以可拆卸地插入到每个内接收管o5中。
具体来说，按照本文中的教导，利用60Hz的正弦波AC频率来制造金纳米晶体悬液或胶体或离子。将如上讨论的基于铂-水的材料“PB-118”通过泵40进料到如图10c中所示的等离子体沟槽区段30a’中。AC电源501AC利用Chroma61604可编程AC源。施加的电压为约260伏约2分钟，随后在运行的持续时间中为约220伏。施加的电流在约4安培至约7安培之间变化。
当通过本文中别处讨论的原子吸收光谱技术测量时，双金属纳米晶体悬液中包含的原子铂和金的总量分别为约3.2ppm和9.3ppm。
表23概述了与图9和11a结合使用的关键加工参数。表23还公开了：1）得到的“ppm”（即原子铂和金的浓度），2）“流体动力学半径”，和3）“ζ电势”。
高分辨率透射电子显微术（HRTEM）使用在本文中别处描述的Philips CM300FEG高分辨率透射电子显微镜来进行。扫描透射电子显微术（STEM）也在CM300上在STEM模式下进行。在分析之前通过仪器计算机内的内部校准过程进行校准。图29a和29c是代表性的TEM显微照片。图29b和29d是图29a和29c中的干燥的纳米晶体的代表性EDS谱图。图29e、29f和29g是从纳米晶体悬液干燥的干燥Au-Pt双金属纳米晶体的STEM作图。
使用本文中别处概述的Uv-Vis分光光度法获得该样品（GPB-040）的能量吸收谱图。图30含有为该样品（GPB-040）收集的UV-Vis数据，具体地显示了350-900nm的范围。
GPB-040浓缩样品通过本文中描述的切向流过滤（TFF）来制备，其中将渗滤缓冲液用去离子水代替，以从溶液中除去加工增强剂。将GPB-040按体积浓缩20倍，共三次，每次用去离子水重构。随后，将TFF浓缩的GPB-040以11,000rpm离心10分钟，导致Au-Pt双金属沉淀物出现在1.5mL离心管的底部。使用约24个管来收集约1.5mL的最终样品，其浓度比起始溶液高约400倍。然后如下所讨论的将该溶液放置在样品头（sample stub）上。
切向流过滤（TFF）
为了浓缩GPB-040中的双金属纳米晶体，使用了切向流过滤（TFF）方法。在该方法中，过滤是根据尺寸和/或电荷差异来分离悬液中的纳米晶体的、使用膜的压力驱动分离过程。在TFF中，将流体沿着膜表面切向泵过。简单的TFF系统的示意图示出在图31c中。
进料罐1001将流体提供给进料泵1002并进入过滤模块1003。滤液料流1004被舍弃。将渗余物通过渗余物阀1005引离并作为1006返回到进料罐1001中。在流体每次在过滤模块1003中的膜表面上通过期间，施加的压力迫使一部分流体通过膜并进入滤液料流1004。任何太大而不能通过膜孔的颗粒物和大分子保留在上部料流中，并被切向流冲到渗余物1006中。具有较高胶体粒子浓度的渗余物返回到进料罐1001。如果不向进料罐添加渗滤缓冲液，则进料罐1001中胶体的体积通过被移除的滤液的量而减少，并且悬液变浓。
在本实施例中，使用带有5kDa和10kDa MWCO纤维素膜的Millipore Pellicon XL盒。通过渗余物阀1005将渗余物压力设定到40PSI。在相同的跨膜压力下，10kDa膜允许的滤液流速比5kDa膜高出约4倍，对于较大孔径来说这是可以预料的。同时，10kDa膜的孔小得足以将GPB-040中所有形成的双金属纳米晶体保留在渗余物中。
X-射线光电子能谱术：
双金属金-铂纳米晶体的表面化学分析通过X-射线光电子能谱术（XPS）来进行。使用装备有以300W束功率和15kV加速电压运行的Mg K-α源的Physical Electronics（PHI）5400型冠电子能谱仪收集谱图。弹出的光电子通过提供高灵敏度和分辨率两者的半球分析仪来检测。在分析期间，取样仓中的操作压力低于5x10-8Torr。
谱图分两个阶段收集（即低分辨率的调查性扫描和在特定目标区域中的更高分辨率多路扫描）。调查性扫描在0-1200eV的结合能之间进行，而更高分辨率扫描在80-100eV和65-85eV之间进行。元素金分别在87.6eV和83.9eV处表现出多重态（4f5/2和4f7/2），并且从80-100eV的扩展区域可以确定诸如氧化物组成和浓度的信息。铂分别在74.5eV和71.2eV处表现出多重态（4f5/2和4f7/2），并且从65-85eV的扩展区域可以确定诸如浓度和氧化物含量的信息。
溅射清洗和深度剖析使用溅射离子枪（PHI，型号04-303）来进行。入射离子枪以4.0keV的加速电压运行，并且跨样品区域维持约25mA的样品电流。主仓室中的压力维持在约5×10-8Torr。相应的光栅尺寸为4×4mm，压力为25mPa。溅射以5、10、20、30、40、50、70、90、120、180和240分钟的时间间隔进行。
图29h-29i是从金-铂双金属纳米晶体悬液GPB-040收集的谱图。通过将100-200μL样品置于样品头上，随后抽真空将样品在碳带上干燥，来制备谱图。然后打开仓室，放置另一份100-200μL样品。将该过程重复11次，以产生材料在碳带上的薄膜。
图29h的初始调查性扫描可用于确定纳米晶体的表面污染物和元素组成。清楚地标出的峰指示碳、氧、铂和金。285eV处的小的碳峰来自于碳带的不完全样品覆盖，而531eV处的氧峰可能是由于样品制备技术而捕获的氧的结果；然而在液滴放置之间，可能捕获一层吸附的氧。690eV和750eV处的峰可以分别归因于氟样品仓室污染和氧。在两种情形中，在30分钟溅射后所述峰消失。
图29i的60eV-100eV之间的更高分辨率多路扫描，提供了纳米晶体的金和铂组成的附加信息。88eV处的Au4f5/2峰含有小的肩膀，其可以归因于样品充电。在30分钟溅射后，正氩离子流中和样品，肩膀消失。此外，在30分钟溅射后，约71eV处的Pt4f7/2峰升高。
正如在图29a-g中清楚示出的，相对于原子铂和原子金来说，Au-Pt双金属纳米晶体溶液在结构上是非均质的。正如由图29a和29c中特定目标区域所指示的，通过将TEM的电子束集中在单个纳米晶体上，收集了能量色散谱图（EDS）。得到的EDS数据显示在图29b和29d中。在两种情形中，存在约9.4keV处的铂峰和约9.7keV处的金峰。图29e-g是来自于悬液GPB-040的双金属纳米晶体的扫描透射电子显微术（STEM）图像。图29e是在铜格网上干燥的至少4个Au-Pt双金属纳米晶体的STEM图像。图29f和g分别是图29e中成像的纳米晶体的铂和金的EDS作图。从图29f和29g可以清楚地看出，铂和金两者非均质地存在于整个所检查的纳米晶体中。此外，图29h和29i提供了进一步证据，表明纳米晶体表面既不含有机污染物，也不表现出核-壳行为。Au4f7/2和Pt4f7/2的相对强度不随溅射时间而变。如果纳米晶体在本质上是核-壳结构，人们可以预期Pt的相对强度降低。通过合并HRTEM、EDS和XPS数据，清楚地表明通过本实施例中公开的方法制备的纳米晶体是Au-Pt双金属合金。
表23
实施例18
使用透析技术浓缩金和金/铂双金属悬液
透析袋技术允许逐渐浓缩按照本文的教导制造的胶体。将胶体悬液置于透析袋内，并将透析袋本身浸没在基于PEG的聚合物的水性溶液中，所述聚合物产生负渗透压。所述负渗透压引起从保持在透析袋中（即内部）的胶体提取水。
具体来说，图31a示出了含有代表性胶体悬液3000的透析袋2000。图中还示出了适合的塑料容器5000（由HDPE塑料制成）和基于PEG的聚合材料1000。
形成透析袋2000的透析膜的特征用截留分子量（MWCO）来描述，所述截留分子量是近似获得的阈值尺寸，高于所述阈值的较大尺寸物质将保留在膜的内部。透析浓缩通过将3.5kDa MWCO的纤维素膜用于透析袋2000来实现，聚合物溶液1000由PEG-8000聚合物制造。使用这些条件，水分子和小离子能够通过透析袋2000的透析膜，但大于3.5kDa MWCO的胶体纳米粒子将保留在透析袋内部。然而，PEG-8000分子不能通过膜（即由于其尺寸），并保留在透析袋2000外部。
图31b示出了透析袋2000的体积相对于其在图31a中的尺寸缩小（随时间）。随着液体从透析袋移除，透析袋2000不应塌陷。就此而言，可能保留在透析袋内表面上的纳米晶体不应受到过度应力，以防止它们发生可能的聚集。
每个透析袋2000装有约400至500mL纳米晶体悬液3000并维持在PEG-8000溶液1000中，直至透析袋体积在尺寸和体积方面减小约10倍。如果需要，将来自于几个透析袋的10x浓缩的胶体合并在一个透析袋中，并再次重复相同的浓缩步骤组，来进行进一步的悬液浓缩。透析袋2000可以安全地使用约10次而不发生任何可察觉的膜污损。
在透析袋2000外部的聚合物溶液1000中PEG-8000的起始浓度为约250g/L，并且由于通过透析袋2000将水从胶体3000抽出（即由于产生的渗透压），其浓度自然地降低。更高的聚合物浓度和轻柔搅拌可以提高从胶体3000移除水的速率。
该透析方法浓缩金胶体，并且透析袋2000没有可见的着色。剩余的悬液4000中金纳米晶体的浓度通过体积减小来估算，并且也通过ICP-MS技术（在后文中详细讨论）来测量。悬液4000中剩余的金与通过ICP-MS技术直接测量的金浓度相近。然而，在双金属金/铂纳米晶体悬液的情形中，在第一电化学步骤中产生的部分铂是离子性的，并且一定量的这种离子形式的铂在第二电化学加工步骤后移除，并在浓缩期间通过透析袋2000。这种效应导致原子铂相对于原子金（所有原子金都明显采取金属形式）具有更低的浓缩倍数。此外，Au-Pt双金属纳米晶体悬液将透析袋2000的膜轻微染色成均匀的微黄绿色。
使用透析袋技术获得两种不同胶体悬液的一系列浓度范围，将所述悬液用于随后的体外细胞培养实验中。具体来说，表24示出了在形成的金悬液（NE10214）和Au/Pt双金属悬液（GPB-032）中金属的9种不同浓度，所述悬液的形成在本文中较早时描述。浓度值通过马上在下面描述的电感耦合等离子体质谱术（ICP-MS）来测量。
电感耦合等离子体–质谱术（ICP-MS）
ICP-MS值从Agilent7700x获得。
I）原理
电感耦合等离子体能谱术–质谱术技术需要将液体样品通过喷雾器导入样品室，然后除去较大液滴，并将细小气溶胶喷雾通过惰性氩气供应的运载，导入到火炬室中。火炬温度在8000K-10000K之间的范围内。气溶胶在等离子体内立即去溶剂化和离子化，并通过取样锥提取到第一真空级中，然后通过第二孔口撇样锥。然后通过透镜系统使离子平行，然后通过离子光学元件将其聚焦。
通过将四极和检测器安置成与进入的离子束离轴，离子透镜通过防止光子和中性物质到达检测器而使ICP-MS获得高的信号灵敏度。将样品槽气体氦气导入ORS，其是位于离子透镜组件与四极之间的八极离子导引器。通过动能辨别来除去诸如多芳香族物质的干扰。然后使通过的离子前进到由4个长金属杆构成的四极质量分析仪中。在杆处施加RF和DC电压，正是电压的变化允许所述杆过滤具有特定质荷比的离子。
然后通过脉冲模拟检测器测量离子。当离子进入电子倍增器时，它撞击倍增极并产生大量自由电子，所述自由电子然后撞击另一个倍增极，引起其他电子的产生。来自于特定元素的离子的量与产生的电子的量相关，从而产生或多或少的计数或CPS。
II）样品制备
通过将500μL样品在4.5mL5%HNO3/2%HCl中稀释，在70℃下30分钟来制备样品。样品制备三份平行样。随后，将样品转移到聚丙烯试管，然后将其置于Cetac自动进样器中的样品架中。
III）仪器设置
打开Agilent ICP-MS7700x等离子体并开始启动过程。在运行初始优化之前允许等离子体预热26分钟。在成功完成优化步骤后，仪器准备好进行分析。进行快速手动调整，并检查低、中和高质量（59、89和205）信号以确保仪器在我们的内部技术规格之内。随后，将内部标准管线从5%HNO3空白切换到含有In115的内部标准溶液。
IV）分析过程
校准样品和独立的连续浓度验证（ICCV）标准品通过SPEX CertiPrep从外部储用溶液制备。将含有金的Multi-Element3校准标准品从10ppm分别连续稀释至1000ppb、100ppb、10ppb和1ppb。使用稀释液5%HNO3/2%HCl的空白溶液作为0ppb标准品。将ICCV样品置于样品管中，并防止在带有校准标准品的样品架上。
在样品分析之前，通过测量0ppb、1ppb、10ppb、100ppb和1000ppb来产生校准曲线。然后测量目标样品，在取样之间使用90秒的5%HNO3漂洗步骤。在每6个样品之后运行ICCV，以确保校准曲线在真实值的10%以内。
V）数据分析
将数据从Mass-hunter Data分析软件输出到excel进行格式化和检查。将平行样一起平均以获得平均浓度、标准偏差和相对标准偏差。
表24
实施例19
浓缩的Au悬液（NE10214）和浓缩的Au/Pt双金属悬液（GPB-032）之间的体外癌细胞系效能比较
细胞系评估组由选自ATCC和DSMZ（所有DSMZ细胞系用“**”标明）培养物库的30种不同人类肿瘤类型组成，并包括典型的膀胱癌、乳腺癌、宫颈癌、CNS癌、结肠癌、H&N癌、肺癌、卵巢癌、前列腺癌、胃癌、甲状腺癌、子宫癌和外阴癌。30种具体细胞系和肿瘤类型示出在表25中。
表25
目录号细胞系 形态学 癌类型 器官
ACC414647-V 上皮 膀胱 膀胱**
ACC279BHT-101 上皮 内分泌 甲状腺**
HTB-20BT474 上皮 乳腺 乳腺
CRL-2273CHP-212 成神经细胞 CNS CNS
CRL-2062DMS53 小细胞 肺 SCLC
ACC231EFM-19 上皮样 乳腺 乳腺**
ACC317KPL-1 N/A 乳腺 乳腺**
ACC403MT-3 上皮 乳腺 乳腺**
HTB-178NC1-H596 上皮 肺 肺
HTB-3SCaBER 上皮 膀胱 膀胱
HTB-58SKMES1 鳞状细胞 肺 肺
HTB-13SW1783 成纤维细胞 CNS CNS
ACC291U-138MG 类成纤维细胞 CNS 成神经胶质细胞瘤**
CRL-250522Rv1 上皮 前列腺 前列腺
ACC143BPH1 上皮样 前列腺 前列腺**
HTB-54Calu1 鳞状细胞 肺 肺
HTB-75CaOV3 上皮 女性GU 卵巢
CCL-138Detroit562 上皮 头颈 H&N
CRL-7920DoTc24510 上皮 女性GU 宫颈
HTB-81DU145 上皮 前列腺 前列腺
HTB-135HS746T 上皮 结肠/GI 胃
HTB-32HT-3 上皮 女性GU 宫颈
CCL-253NCl-H508 上皮 结肠/GI 结肠
CRL-1671RL95-2 上皮 女性GU 子宫
CRL-1628SCC-25 上皮 头颈 H&N
HTB-77SKOV3 上皮 女性GU 卵巢
CCL-238SW1417 上皮 结肠/GI 结肠
CCL-235SW837 上皮 结肠/GI 结肠
HTB-117SW954 上皮 女性GU 外阴
HTB-118SW962 混合 女性GU 外阴
实验过程：
细胞在5%CO2的加湿气氛中，在RPMI1640、10%FBS、2mM L-丙氨酰-L-谷氨酰胺、1mM丙酮酸钠中，在37℃下生长。将细胞接种在384孔板中，并在5%CO2的加湿气氛中在37℃下温育。细胞接种后24小时，加入化合物NE10214和GPB-032。同时产生零时未处理的细胞板。
在72小时的温育期后，将细胞固定并用荧光标记的抗体和核染料染色，以允许对核、凋亡细胞和有丝分裂细胞进行可视化。凋亡细胞使用抗活性caspase-3抗体检测。有丝分裂细胞使用抗磷酸组蛋白-3抗体检测。
将浓缩的Au悬液（NE10214，也称为“化合物1”）和浓缩的双金属悬液AuPt（GPB-032，也称为“化合物2”）如下表26中所示进行稀释，并在从最高测试浓度到最低测试浓度的9个浓度下进行测定。当向生长培养基添加两种测试化合物时，它们被生长培养基稀释。生长培养基中金属组分（即NE10214中的Au；和GPB-032中的Au+Pt）的真实原子浓度，在表26中作为“体外浓度μM”示出。
使用GE Healthcare IN细胞分析仪1000进行自动荧光显微术，使用4X物镜收集图像。
表26
数据分析
使用InCell Analyzer10003.2获取12位tiff图像，并使用Developer Toolbox1.6软件进行分析。使用非线性回归将数据拟合于反曲型4点4参数单位点剂量响应模型来计算EC50和IC50值，其中y（fit）=A+[(B–A)/(1+((C/x)^D))]。曲线拟合、EC50/IC50计算和报告生成使用基于自定义数据还原引擎MathIQ的软件（AIM）来进行。
表27
介质背景的概述表
表28
化合物1（NE10214）和2（GPB-032）的性能概述
第3列“细胞系”中的“*”表示在所述癌细胞系中的显著抗癌活性。
第4和5列“相对细胞计数”中的“*”表示显著的细胞计数减小和抗癌活性。
第6和7列“凋亡”中的“*”表示显著的抗癌活性。
第8、9或10列“细胞周期”中的“*”表示显著的有丝分裂抗癌活性。
数据解释
多路细胞毒性测定法使用基于细胞图像的分析技术，其中如上所述将细胞固定并用荧光标记的抗体和核染料染色。
细胞增殖通过掺入的核染料的信号强度来测量。细胞增殖测定法的输出被称为相对细胞计数。为了确定细胞增殖终点，将细胞增殖数据输出使用下列公式转化成对照的百分数（POC）：
POC=相对细胞计数（化合物孔）/相对细胞计数（介质孔）x100
相对细胞计数IC50是最大可能响应的50%时的测试化合物浓度。相对细胞计数EC50是曲线拐点或半有效响应处的测试化合物浓度（拟合曲线解的参数C）。GI50是使生长降低一半所需的浓度。这是抑制未处理的细胞与接种在孔中的细胞数（零时值）之间的一半生长的浓度。
使用零时的未处理板来确定72小时的测定期内的倍增数：72小时内的倍增数=LN[细胞数量（72小时终点）*细胞数量（零时）]/LN（2）。
每种生物标志物的输出是相对于归一化至每个孔中的相对细胞计数的介质背景的增加倍数。
活化caspase-3标志物标记凋亡早期至晚期的细胞。该输出被显示为相对于归一化至每个孔中的相对细胞计数的介质背景的增加倍数。引起caspase-3信号的5倍诱导的测试化合物浓度表明显著的凋亡诱导。浓度高于相对细胞计数IC95的孔从caspase-3诱导分析中排除。
磷酸组蛋白-3标志物标记有丝分裂的细胞。该输出被显示为相对于归一化至每个孔中的相对细胞计数的介质背景的增加倍数。当有丝分裂细胞信号高于背景的诱导倍数为～1，对细胞周期“没有影响”。磷酸组蛋白-3信号与介质背景相比增加2倍或以上，表明测试化合物显著诱导有丝分裂阻断。
磷酸组蛋白-3信号的2倍或以上的减少，只有在细胞毒性水平低于实测相对细胞计数IC95时才可能表明G1/S阻断。当在高于相对细胞计数IC95的浓度下观察到磷酸组蛋白-3信号的2倍或以上的减少时，有丝分裂细胞计数的降低最可能是由更广泛的细胞毒性效应而不是真正的G1/S期阻断造成的。浓度高于相对细胞计数IC95的孔从磷酸组蛋白-3分析中排除。
阳性响应的判据
-通过相对细胞计数计算的细胞增殖
-凋亡：
■活化caspase-3信号增加超过5倍指示凋亡响应
-有丝分裂：
■磷酸组蛋白-3增加超过2倍指示有丝分裂阻断
■磷酸组蛋白-3降低超过2倍指示G1/S阻断
由于化合物在体外处于相对低的浓度水平，因此提供的大多数浓度过低而不能获得IC50结果。随着浓度水平提高，在许多测试的肿瘤细胞系中两种化合物的活性变得明显。上面的题为“化合物1（NE10214）和2（GPB-032）的性能概述”的表28，在第3列（“细胞系”）中用“*”突出了对每种化合物/细胞系组合来说证实了显著抗癌活性的每种肿瘤细胞系。
结果
表28中概述的数据清楚地证实了在测试的30株肿瘤细胞系中，有13株对使用浓缩Au悬液（NE10214）的处理做出响应表现出显著抗癌活性，有23株对使用浓缩Au-Pt双金属悬液（GPB-032）的处理做出响应表现出显著抗癌活性。
同等重要的是，浓缩Au悬液和浓缩Au-Pt双金属悬液在30株不同肿瘤细胞系中，显示出明显不同的抗癌活性存在模式和明显不同的抗癌活性类型模式。
现在参考图32a-32d。这些图用图形显示了化合物1和化合物2针对测试的30种细胞系的每种的性能差异。具体来说，对“相对细胞计数%”、“凋亡（诱导倍数）”和“有丝分裂（诱导倍数）”每一项进行了比较。数据显示，在用浓缩的Au-Pt双金属悬液（GPB-032）处理的8株不同肿瘤细胞系中凋亡的诱导显著升高，但是在用浓缩的Au化合物（NE10214）处理的任何肿瘤细胞系中没有显示出这种类型的活性。
凋亡诱导的显著升高明显存在于下面示出的用浓缩Au-Pt双金属悬液处理的8株肿瘤细胞系中，但是没有出现在用浓缩Au悬液处理的肿瘤细胞系中：
其次，在用浓缩的Au-Pt双金属悬液（GPB-032）处理的5株不同肿瘤细胞系中存在有丝分裂阻断的显著诱导，但是当用浓缩的Au悬液（NE10214）处理时，这种活性没有显示在任何细胞系中。
有丝分裂阻断的显著诱导存在于下面示出的用浓缩Au-Pt双金属悬液处理的5种肿瘤细胞系中，但是没有出现在用浓缩Au悬液处理的肿瘤细胞系中：
第三，浓缩的Au-Pt双金属悬液在12株肿瘤细胞系中显示出明显的抗癌活性，而浓缩的Au化合物在其中完全不显示活性，并且浓缩的Au悬液在两株其他肿瘤细胞系中有效，而浓缩的AuPt双金属悬液在其中完全不显示活性，因此，在30株肿瘤细胞系中的14株中，没有显示出存在任何类型的抗癌活性的重叠。
此外，在30株细胞系中浓缩的Au悬液或浓缩的Au-Pt双金属悬液或两者显示出抗癌活性的25株细胞系中，在仅仅4株（4/30=13%）中两种化合物具有相同的抗癌活性模式或类型。在27种情形中的23种中，活性模式明显不同。
概括来说，
1）显著的抗癌活性水平：浓缩的Au悬液或浓缩的AuPt双金属悬液或两种化合物对测试的30种肿瘤细胞系中的25种（25/30=83%）具有显著的抗癌活性；
2）明显不同的抗癌活性模式：在存在活性的25株肿瘤细胞系中的21株中，两种化合物（Au和AuPt）的抗癌活性模式明显不同，21/25→84%在浓缩的Au悬液和浓缩的Au-Pt双金属悬液之间具有明显不同的活性模式。
实施例20a
小鼠中的异种移植癌研究—HCT116口服给药
概述
本实施例证实了几种口服给药的本发明组合物在小鼠异种移植癌模型中的效能。在雌性Balb/C免疫缺陷受体小鼠（6-8周龄）中移植肿瘤。使用Balb/C供体小鼠来生长HCT116肿瘤，将所述肿瘤从其中切下，随后切成尺寸为约2mm3的小块。对Balb/C受体小鼠进行简单的全身麻醉，然后使用套针将来自于供体小鼠的一个HCT1162mm3肿瘤块各植入到受体小鼠的左和右侧胁腹。当通过紧靠每只小鼠皮肤放置的卡尺测量时受体小鼠中的肿瘤达到约4x4mm的可测量尺寸后，将受体小鼠随机分配到治疗组中，每组3只小鼠并开始口服治疗。治疗专有地通过每组中的3只小鼠之间共用的饮水瓶来提供。使用一副卡尺每周5次评估肿瘤尺寸，并且也通过天平获得小鼠体重，这样的测量一直进行到小鼠死亡（或从研究中移除）或在第24天时研究结束为止。实施例的结果概述在图33a-33b中。
制备了某些比较性纳米晶体悬液和离子性溶液，以与双金属Au-Pt纳米晶体悬液进行比较。
简单来说，与实施例1相似地制备GB-218，产生通过AAS测量时7.6ppm的金浓度。此外，当通过Viscotek测量时，确定所述溶液具有15.1nm的流体动力学半径。与实施例1相似地制备GB-219，其中用浓度为0.63g/加仑（即约0.17mg/mL）的氢氧化钾代替碳酸氢钠作为加工增强剂。当通过AAS测量时，GB-219具有8.7ppm的金浓度。此外，当通过Viscotek测量时，确定所述溶液具有18.3nm的流体动力学半径。
另外，与实施例13PB57001实例相似地制备PB-39，产生Pt浓度为7.4ppm的纳米晶体铂粒子悬液。与实施例13相似地制备PB-22-C4，其中将501AC的施加频率设定为80Hz以代替5Hz，来产生主要包含Pt离子性物质和少量Pt纳米晶体物质的溶液。碳酸氢钠的浓度为2.5g/加仑（即约0.66mg/mL）。然后使用电加热板对PB-22-C4进行浓缩，以产生约8.3ppm的Pt浓度。
方法
动物
物种：小鼠
株系：Balb/C免疫缺陷小鼠
来源：Harlan
性别和数量：雌性，24
年龄：在研究开始时约6-8周龄。
身份：每只小鼠被提供有独一无二的身份号。
动物处置：在收到后，检查所有动物的疾病-健康的外部征兆，并将所有不健康的动物排除在进一步评估之外。将动物三只一组，在无特定病原体（spf）条件下，在动物部门的恒温监测室（22±4℃）中饲养。动物在使用之前，在标准动物饲养条件下平衡至少72小时。在整个该期间监测动物的健康状态，并在研究开始之前评估每只动物对实验使用的适合性。
容纳：将动物3只一组容纳在受控室的笼子中，以确保研究期间正确的温度、湿度和12小时的光/暗周期。
饮食：在整个维持、适应和给药后时间段中可随意取用辐照过的颗粒饲料和水。
化合物和试剂
HCT116细胞系（ATCC CCL-247）。
磷酸盐缓冲盐水（“PBS”）。
测试化合物：铂纳米晶体悬液，金纳米晶体悬液和Au-Pt双金属悬液。
阳性对照化合物：顺铂。
阴性对照化合物：饮用水。
治疗组和剂量
阴性对照组1：第0-24天，提供正常饮用水。
阳性对照组2：第0-24天，提供正常饮用水，并通过腹膜内注射（“IP”）每日给药8mg/kg顺铂。
治疗组3-6：第0-24天，提供测试化合物作为它们的饮用水。
方案A：供体肿瘤的制备和生长
a.）肿瘤细胞的制备
1.将细胞生长在完全培养基中，并排除所有污染物。
2.当细胞达到约70-80%合生，并在收获前大约3-4小时，将旧的细胞生长培养基用新鲜细胞生长培养基替换，以除去任何死亡和/或分离的细胞。
3.再一次除去细胞生长培养基，并将细胞用PBS清洗。然后加入少量（例如10ml）胰蛋白酶-EDTA。然后将细胞以10/1至5/1之间的比例分散在完全细胞生长培养基中。随后将分散的细胞和培养基立即以约1500rpm离心约5分钟，并用PBS进一步清洗两次，将细胞储存在冰上。
4.然后将细胞以传统方式置于玻璃载片上，并使用血细胞计数器进行计数。
5.然后加入锥虫蓝染色剂以鉴定并随后排除死细胞。具体来说，将细胞以约1:1的比例与锥虫蓝溶液混合。锥虫蓝在PBS中稀释至约0.8mM。锥虫蓝在室温下储存。由于所有活的或有生活力的细胞排出锥虫蓝，因此死细胞被染料染为蓝色。因此，除去所有染为蓝色的细胞。将细胞悬浮以使约300μL含有约3×106个肿瘤生长细胞。这样的细胞浓度为在每个注射位点处成功的肿瘤生长所需。
b.）肿瘤细胞的注射和生长
1.在制备肿瘤生长细胞的同时，Balb/C小鼠之前已经到达，并检查它们的健康。
2.允许所有动物适应环境至少72小时。
3.在接种时，所有小鼠约为6-8周龄。在接种之前清洁接种区域并用乙醇消毒。
4.不使用针头通过将细胞混合物抽取到注射器中，在1cc注射器中装入癌细胞。随后向注射器添加26号针头。
5.然后将细胞皮下注射到每只小鼠的一侧下胁腹中并允许其生长，直至它们形成平均体积达到约50-60mm3的肿瘤。
6.然后将小鼠麻醉，使用手术刀收获肿瘤，并在注射进受体小鼠中之前将其适合地储存。
方案B：来自于供体小鼠的肿瘤在受体小鼠中的插入
1.其他的Balb/C受体小鼠之前已经到达。在受体小鼠到达后，检查所有小鼠的健康；在通过健康测试后，每只小鼠用独一无二的耳标编号。
2.允许受体小鼠适应环境至少72小时。
3.通过手术刀从供体小鼠取下上面方案A中产生的HCT116肿瘤并将其切成尺寸约为2mm3的小块。使用直径3mm的套针注射器将2mm3肿瘤植入到每只小鼠的右侧和左侧胁腹中（即每侧胁腹1个肿瘤）。允许肿瘤在受体小鼠中生长，直至它们在开始治疗前的第0天达到约100-200mm3的尺寸。治疗持续24天或直至将小鼠从研究中移除并安乐死，或直至小鼠死亡。
4.每天测定肿瘤尺寸和动物体重，直至在第24天研究结束。
图33a和33b图示了口服试验的结果。图33a显示在不同化合物之间，随时间变化的实测肿瘤体积的明显差异。肿瘤越小越好。此外，图33b显示了不同化合物之间随时间变化的平均小鼠体重的差异。体重越大越好。
表29概述了将小鼠从研究中移除的数量和在研究期间的时间点。小鼠离开研究的原因主要是死亡，以及肿瘤尺寸大而引起的安乐死。样品ID与按照本文中较早时讨论的过程制造的化合物相关。
表29—口服治疗
实施例20b
小鼠中的异种移植癌研究—HCT116肿瘤内给药
概述
本实施例证实了几种肿瘤内（“IT”）给药的本发明的金属纳米晶体悬液在小鼠异种移植癌模型中的效能。在雌性Balb/C免疫缺陷受体小鼠（6-8周龄）中移植肿瘤。使用Balb/C供体小鼠来生长HCT116肿瘤，将所述肿瘤从其中切下，随后切成尺寸为约2mm3的小块。对Balb/C受体小鼠进行简单的全身麻醉，然后使用套针将来自于供体小鼠的一个HCT1162mm3肿瘤块各植入到受体小鼠的左和右侧胁腹。当通过紧靠每只小鼠皮肤放置的卡尺测量时受体小鼠中的肿瘤达到约7x7mm的可测量尺寸后，将受体小鼠随机分配到治疗组中，每组3只小鼠并开始“IT”治疗。治疗专有地通过每天两次注射到肿瘤内来提供。使用一副卡尺每周5次评估肿瘤尺寸，并且也通过天平获得小鼠体重，这样的测量一直进行到小鼠死亡（或从研究中移除）或在第30天时研究结束为止。实施例的结果概述在图34a-34b中。
制备了某些比较性纳米晶体悬液和离子性溶液，以与双金属Au-Pt纳米晶体悬液进行比较。
简单来说，与实施例1相似地制备GB-218，产生通过AAS测量时7.6ppm的金浓度。此外，当通过Viscotek测量时，确定所述溶液具有15.1nm的流体动力学半径。与实施例1相似地制备GB-219，其中用浓度为0.63g/加仑（即约0.17mg/mL）的氢氧化钾代替碳酸氢钠作为加工增强剂。当通过AAS测量时，GB-219具有8.7ppm的金浓度。此外，当通过Viscotek测量时，确定所述溶液具有18.3nm的流体动力学半径。
另外，与实施例13PB57001实例相似地制备PB-39，产生Pt浓度为7.4ppm的纳米晶体铂粒子悬液。与实施例13相似地制备PB-22-C4，其中将501AC的施加频率设定为80Hz以代替5Hz，来产生主要包含Pt离子性物质和少量Pt纳米晶体物质的溶液。碳酸氢钠的浓度为2.5g/加仑（即约0.66mg/mL）。然后使用电加热板对PB-22-C4进行浓缩，以产生约8.3ppm的Pt浓度。
方法
动物
物种：小鼠
株系：Balb/C免疫缺陷小鼠
来源：Harlan
性别和数量：雌性，24
年龄：在研究开始时约6-8周龄。
身份：每只小鼠被提供有独一无二的身份号。
动物处置：在收到后，检查所有动物的疾病-健康的外部征兆，并将所有不健康的动物排除在进一步评估之外。将动物三只一组，在无特定病原体（spf）条件下，在动物部门的恒温监测室（22±4℃）中饲养。动物在使用之前，在标准动物饲养条件下平衡至少72小时。在整个该期间监测动物的健康状态，并在研究开始之前评估每只动物对实验使用的适合性。
容纳：将动物3只一组容纳在受控室的笼子中，以确保研究期间正确的温度、湿度和12小时的光/暗周期。
饮食：在整个维持、适应和给药后时间段中可随意取用辐照过的颗粒饲料和水。
化合物和试剂
HCT116细胞系（ATCC CCL-247）。
磷酸盐缓冲盐水（“PBS”）。
测试化合物：铂纳米晶体悬液，金纳米晶体悬液和Au-Pt双金属悬液。
阳性对照化合物：顺铂。
阴性对照化合物：饮用水。
治疗组和剂量
阴性对照组1：第0-30天，每天两次盐水注射，每个肿瘤中总共100μl，在2-3个注射点之间分配；（提供正常饮用水来饮用）。
阳性对照组2：第0-30天，每天一次提供8mg/kg顺铂注射液到腹膜内（IP）（提供正常饮用水来饮用）。
治疗组3-6：第0-30天，每天两次纳米晶体制剂注射，每个肿瘤中总共100μl，在2-3个注射点之间分配；（提供正常饮用水来饮用）。
方案A：供体肿瘤的制备和生长
a.）肿瘤细胞的制备
1.将细胞生长在完全培养基中，并排除所有污染物。
2.当细胞达到约70-80%合生，并在收获前大约3-4小时，将旧的细胞生长培养基用新鲜细胞生长培养基替换，以除去任何死亡和/或分离的细胞。
3.再一次除去细胞生长培养基，并将细胞用PBS清洗。然后加入少量（例如10ml）胰蛋白酶-EDTA。然后将细胞以10/1至5/1之间的比例分散在完全细胞生长培养基中。随后将分散的细胞和培养基立即以约1500rpm离心约5分钟，并用PBS进一步清洗两次，将细胞储存在冰上。
4.然后将细胞以传统方式置于玻璃载片上，并使用血细胞计数器进行计数。
5.然后加入锥虫蓝染色剂以鉴定并随后排除死细胞。具体来说，将细胞以约1:1的比例与锥虫蓝溶液混合。锥虫蓝在PBS中稀释至约0.8mM。锥虫蓝在室温下储存。由于所有活的或有生活力的细胞排出锥虫蓝，因此死细胞被染料染为蓝色。因此，除去所有染为蓝色的细胞。将细胞悬浮以使约300μL含有约3×106个肿瘤生长细胞。这样的细胞浓度为在每个注射位点处成功的肿瘤生长所需。
b.）肿瘤细胞的注射和生长
1.在制备肿瘤生长细胞的同时，Balb/C小鼠之前已经到达，并检查它们的健康。
2.允许所有动物适应环境至少72小时。
3.在接种时，所有小鼠约为6-8周龄。在接种之前清洁接种区域并用乙醇消毒。
4.不使用针头通过将细胞混合物抽取到注射器中，在1cc注射器中装入癌细胞。随后向注射器添加26号针头。
5.然后将细胞皮下注射到每只小鼠的一侧下胁腹中并允许其生长，直至它们形成平均体积达到约50-60mm3的肿瘤。
6.然后将小鼠麻醉，使用手术刀收获肿瘤，并在注射进受体小鼠中之前将其适合地储存。
方案B：来自于供体小鼠的肿瘤在受体小鼠中的插入
1.其他的Balb/C受体小鼠之前已经到达。在受体小鼠到达后，检查所有小鼠的健康；在通过健康测试后，每只小鼠用独一无二的耳标编号。
2.允许受体小鼠适应环境至少72小时。
3.通过手术刀从供体小鼠取下上面方案A中产生的HCT116肿瘤并将其切成尺寸约为2mm3的小块。使用直径3mm的套针注射器将2mm3肿瘤植入到每只小鼠的右侧和左侧胁腹中（即每侧胁腹1个肿瘤）。允许肿瘤在受体小鼠中生长，直至它们在开始治疗前的第0天达到约7×7mm的尺寸。治疗持续30天或直至将小鼠从研究中移除并安乐死，或直至小鼠死亡。
4.每天测定肿瘤尺寸和动物体重，直至在第30天研究结束。
方案C：肿瘤内注射到受体小鼠中
1.对每只受体小鼠中的每个肿瘤，每天两次（相隔约12小时）用约100μl阴性对照、阳性对照或测试化合物进行注射。用于注射的针头是25Ga或26Ga针头。取决于肿瘤尺寸，每个肿瘤存在2或3个注射点。
图34a和34b图示了IT试验的结果。图34a显示在不同化合物之间，随时间变化的实测肿瘤体积的明显差异。肿瘤越小越好。此外，图34b显示了不同化合物之间随时间变化的平均小鼠体重的差异。体重越大越好。
表30概述了将小鼠从研究中移除的数量和在研究期间的时间点。小鼠离开研究的原因主要是死亡，以及肿瘤尺寸大而引起的安乐死。样品ID与按照本文中较早时讨论的过程制造的化合物相关。
表30—IT治疗
实施例20c
小鼠中的异种移植癌研究—HCT116口服给药
概述
本实施例证实了几种口服给药的本发明的金属纳米晶体悬液在小鼠异种移植癌模型中的相对效能。在雌性Balb/C免疫缺陷受体小鼠（6-8周龄）中移植肿瘤。使用Balb/C供体小鼠来生长HCT116肿瘤，将所述肿瘤从其中切下，随后切成尺寸为约2mm3的小块。对Balb/C受体小鼠进行简单的全身麻醉，然后使用套针将来自于供体小鼠的一个HCT1162mm3肿瘤块各植入到受体小鼠的左和右侧胁腹。当通过紧靠每只小鼠皮肤放置的卡尺测量时受体小鼠中的肿瘤达到约4×4mm的可测量尺寸后，将受体小鼠随机分配到治疗组中，每组6只小鼠并开始口服治疗。6只小鼠在阳性对照组（“顺铂”）中，6只小鼠在阴性对照组中并只接受水（“对照”）。治疗专有地通过在每个治疗组中的小鼠之间共用的饮水瓶来提供。顺铂在第0天通过腹膜内注射来提供。使用一副卡尺每周5次评估肿瘤尺寸，并且也通过天平获得小鼠体重，这样的测量一直进行到小鼠死亡（或从研究中移除）或研究按计划结束为止。实施例的结果概述在图35a-35b中。
方法
动物
物种：小鼠
株系：Balb/C免疫缺陷小鼠
来源：Harlan
性别和数量：雌性，36
年龄：在研究开始时约6-8周龄。
身份：每只小鼠被提供有独一无二的身份号。
动物处置：在收到后，检查所有动物的疾病-健康的外部征兆，并将所有不健康的动物排除在进一步评估之外。将动物三只一组，在无特定病原体（spf）条件下，在动物部门的恒温监测室（22±4℃）中饲养。动物在使用之前，在标准动物饲养条件下平衡至少72小时。在整个该期间监测动物的健康状态，并在研究开始之前评估每只动物对实验使用的适合性。
容纳：将动物3只一组容纳在受控室的笼子中，以确保研究期间正确的温度、湿度和12小时的光/暗周期。
饮食：在整个维持、适应和给药后时间段中可随意取用辐照过的颗粒饲料和水。
化合物和试剂
HCT116细胞系（ATCC CCL-247）。
磷酸盐缓冲盐水（“PBS”）。
测试化合物：铂纳米晶体悬液，金纳米晶体悬液和Au-Pt双金属悬液。
阳性对照化合物：顺铂。
阴性对照化合物：饮用水。
治疗组和剂量
阴性对照组1：第0-24天，提供正常饮用水。
阳性对照组2：第0-24天，提供正常饮用水，并在第0天通过腹膜内注射（“IP”）给药一次8mg/kg顺铂。
治疗组3-6：第0-24天，提供测试化合物作为它们的饮用水。
方案A：供体肿瘤的制备和生长
a.）肿瘤细胞的制备
1.将细胞生长在完全培养基中，并排除所有污染物。
2.当细胞达到约70-80%合生，并在收获前大约3-4小时，将旧的细胞生长培养基用新鲜细胞生长培养基替换，以除去任何死亡和/或分离的细胞。
3.再一次除去细胞生长培养基，并将细胞用PBS清洗。然后加入少量（例如10ml）胰蛋白酶-EDTA。然后将细胞以10/1至5/1之间的比例分散在完全细胞生长培养基中。随后将分散的细胞和培养基立即以约1500rpm离心约5分钟，并用PBS进一步清洗两次，将细胞储存在冰上。
4.然后将细胞以传统方式置于玻璃载片上，并使用血细胞计数器进行计数。
5.然后加入锥虫蓝染色剂以鉴定并随后排除死细胞。具体来说，将细胞以约1:1的比例与锥虫蓝溶液混合。锥虫蓝在PBS中稀释至约0.8mM。锥虫蓝在室温下储存。由于所有活的或有生活力的细胞排出锥虫蓝，因此死细胞被染料染为蓝色。因此，除去所有染为蓝色的细胞。将细胞悬浮以使约300μL含有约3×106个肿瘤生长细胞。这样的细胞浓度为在每个注射位点处成功的肿瘤生长所需。
b.）肿瘤细胞的注射和生长
1.在制备肿瘤生长细胞的同时，Balb/C小鼠之前已经到达，并检查它们的健康。
2.允许所有动物适应环境至少72小时。
3.在接种时，所有小鼠约为6-8周龄。在接种之前清洁接种区域并用乙醇消毒。
4.不使用针头通过将细胞混合物抽取到注射器中，在1cc注射器中装入癌细胞。随后向注射器添加26号针头。
5.然后将细胞皮下注射到每只小鼠的一侧下胁腹中并允许其生长，直至它们形成平均体积达到约50-60mm3的肿瘤。
6.然后将小鼠麻醉，使用手术刀收获肿瘤，并在注射进受体小鼠中之前将其适合地储存。
方案B：来自于供体小鼠的肿瘤在受体小鼠中的插入
1.其他的Balb/C受体小鼠之前已经到达。在受体小鼠到达后，检查所有小鼠的健康；在通过健康测试后，每只小鼠用独一无二的耳标编号。
2.允许受体小鼠适应环境至少72小时。
3.通过手术刀从供体小鼠取下上面方案A中产生的HCT116肿瘤并将其切成尺寸约为2mm3的小块。使用直径3mm的套针注射器将2mm3肿瘤植入到每只小鼠的右侧和左侧胁腹中（即每侧胁腹1个肿瘤）。允许肿瘤在受体小鼠中生长，直至它们在开始治疗前的第0天达到约100-200mm3的尺寸。治疗持续24天或直至将小鼠从研究中移除并安乐死，或直至小鼠死亡。
4.每天测定肿瘤尺寸和动物体重，直至在第24天研究结束。
图35a和35b图示了口服试验的结果。图35a显示在不同化合物之间，随时间变化的实测肿瘤体积的明显差异。肿瘤越小越好。此外，图35b显示了不同化合物之间随时间变化的平均小鼠体重的差异。体重越大越好。
表31概述了将小鼠从研究中移除的数量和在研究期间的时间点。小鼠离开研究的原因主要是死亡，以及肿瘤尺寸大而引起的安乐死。样品ID与按照本文中较早时讨论的过程制造的化合物相关。
表31—口服治疗
表32提供了研究中的每个组的倍增时间（RTV2）的比较。此外，表32还列出了生长延迟天数、最大体重丧失百分数和数据的统计学显著性。
表32
实施例20d
小鼠中的异种移植癌研究—HCT116口服给药
概述
本实施例证实了三种口服给药的本发明的金属纳米晶体悬液在小鼠异种移植癌模型中相对于顺铂的相对效能。在雌性Balb/C免疫缺陷受体小鼠（6-8周龄）中移植肿瘤。使用Balb/C供体小鼠来生长HCT116肿瘤，将所述肿瘤从其中切下，随后切成尺寸为约2mm3的小块。对Balb/C受体小鼠进行简单的全身麻醉，然后使用套针将来自于供体小鼠的一个HCT1162mm3肿瘤块各植入到受体小鼠的左和右侧胁腹。当通过紧靠每只小鼠皮肤放置的卡尺测量时受体小鼠中的肿瘤达到约4x4mm的可测量尺寸后，将受体小鼠随机分配到治疗组中，每组8只小鼠并开始口服治疗。8只小鼠在阳性对照组（“顺铂”）中，8只小鼠在阴性对照组中并只接受水（“对照”）。治疗专有地通过在每个治疗组中的小鼠之间共用的饮水瓶来提供。顺铂在第0天通过腹膜内注射来提供。使用一副卡尺每周5次评估肿瘤尺寸，并且也通过天平获得小鼠体重，这样的测量一直进行到小鼠死亡（或从研究中移除）或研究按计划结束为止。实施例的结果概述在图36a-36b中。
方法
动物
物种：小鼠
株系：Balb/C免疫缺陷小鼠
来源：Harlan
性别和数量：雌性，36
年龄：在研究开始时约6-8周龄。
身份：每只小鼠被提供有独一无二的身份号。
动物处置：在收到后，检查所有动物的疾病-健康的外部征兆，并将所有不健康的动物排除在进一步评估之外。将动物三只一组，在无特定病原体（spf）条件下，在动物部门的恒温监测室（22±4℃）中饲养。动物在使用之前，在标准动物饲养条件下平衡至少72小时。在整个该期间监测动物的健康状态，并在研究开始之前评估每只动物对实验使用的适合性。
容纳：将动物3只一组容纳在受控室的笼子中，以确保研究期间正确的温度、湿度和12小时的光/暗周期。
饮食：在整个维持、适应和给药后时间段中可随意取用辐照过的颗粒饲料和水。
化合物和试剂
HCT116细胞系（ATCC CCL-247）。
磷酸盐缓冲盐水（“PBS”）。
测试化合物：Au-Pt双金属纳米晶体悬液。
阳性对照化合物：顺铂。
阴性对照化合物：饮用水。
治疗组和剂量
阴性对照组1：第0-21天，提供正常饮用水。
阳性对照组2：第0-21天，提供正常饮用水，并在第0天通过腹膜内注射（“IP”）给药一次8mg/kg顺铂。
治疗组3-5：第0-21天，提供测试化合物作为它们的饮用水。
方案A：供体肿瘤的制备和生长
a.）肿瘤细胞的制备
1.将细胞生长在完全培养基中，并排除所有污染物。
2.当细胞达到约70-80%合生，并在收获前大约3-4小时，将旧的细胞生长培养基用新鲜细胞生长培养基替换，以除去任何死亡和/或分离的细胞。
3.再一次除去细胞生长培养基，并将细胞用PBS清洗。然后加入少量（例如10ml）胰蛋白酶-EDTA。然后将细胞以10/1至5/1之间的比例分散在完全细胞生长培养基中。随后将分散的细胞和培养基立即以约1500rpm离心约5分钟，并用PBS进一步清洗两次，将细胞储存在冰上。
4.然后将细胞以传统方式置于玻璃载片上，并使用血细胞计数器进行计数。
5.然后加入锥虫蓝染色剂以鉴定并随后排除死细胞。具体来说，将细胞以约1:1的比例与锥虫蓝溶液混合。锥虫蓝在PBS中稀释至约0.8mM。锥虫蓝在室温下储存。由于所有活的或有生活力的细胞排出锥虫蓝，因此死细胞被染料染为蓝色。因此，除去所有染为蓝色的细胞。将细胞悬浮以使约300μL含有约3×106个肿瘤生长细胞。这样的细胞浓度为在每个注射位点处成功的肿瘤生长所需。
b.）肿瘤细胞的注射和生长
1.在制备肿瘤生长细胞的同时，Balb/C小鼠之前已经到达，并检查它们的健康。
2.允许所有动物适应环境至少72小时。
3.在接种时，所有小鼠约为6-8周龄。在接种之前清洁接种区域并用乙醇消毒。
4.不使用针头通过将细胞混合物抽取到注射器中，在1cc注射器中装入癌细胞。随后向注射器添加26号针头。
5.然后将细胞皮下注射到每只小鼠的一侧下胁腹中并允许其生长，直至它们形成平均体积达到约50-60mm3的肿瘤。
6.然后将小鼠麻醉，使用手术刀收获肿瘤，并在注射进受体小鼠中之前将其适合地储存。
方案B：来自于供体小鼠的肿瘤在受体小鼠中的插入
1.其他的Balb/C受体小鼠之前已经到达。在受体小鼠到达后，检查所有小鼠的健康；在通过健康测试后，每只小鼠用独一无二的耳标编号。
2.允许受体小鼠适应环境至少72小时。
3.通过手术刀从供体小鼠取下上面方案A中产生的HCT116肿瘤并将其切成尺寸约为2mm3的小块。使用直径3mm的套针注射器将2mm3肿瘤植入到每只小鼠的右侧和左侧胁腹中（即每侧胁腹1个肿瘤）。允许肿瘤在受体小鼠中生长，直至它们在开始治疗前的第0天达到约100-200mm3的尺寸。治疗持续21天或直至将小鼠从研究中移除并安乐死，或直至小鼠死亡。
4.每天测定肿瘤尺寸和动物体重，直至在第21天研究结束。
图36a和36b图示了口服试验的结果。图36a显示在不同化合物之间，随时间变化的实测肿瘤体积的明显差异。肿瘤越小越好。此外，图36b显示了不同化合物之间随时间变化的平均小鼠体重的差异。体重越大越好。
表33概述了将小鼠从研究中移除的数量和在研究期间的时间点。小鼠离开研究的原因主要是死亡，以及肿瘤尺寸大而引起的安乐死。样品ID与按照本文中较早时讨论的过程制造的化合物相关。
表33—口服治疗
表34提供了研究中的每个组的倍增时间（RTV2）的比较。此外，表34还列出了生长延迟天数、最大体重丧失百分数和数据的统计学显著性。
表34
实施例20e
小鼠中的异种移植癌研究—H460口服给药
概述
本实施例证实了三种口服给药的本发明的Au-Pt双金属纳米粒子悬液在小鼠异种移植癌模型中相对于顺铂的相对效能。在雌性Balb/C免疫缺陷受体小鼠（6-8周龄）中移植肿瘤。使用Balb/C供体小鼠来生长H460肿瘤，将所述肿瘤从其中切下，随后切成尺寸为约2mm3的小块。对Balb/C受体小鼠进行简单的全身麻醉，然后使用套针将来自于供体小鼠的一个H4602mm3肿瘤块各植入到受体小鼠的左和右侧胁腹。当通过紧靠每只小鼠皮肤放置的卡尺测量时受体小鼠中的肿瘤达到约4×4mm的可测量尺寸后，将受体小鼠随机分配到治疗组中，每组8只小鼠并开始口服治疗。8只小鼠在阳性对照组（“顺铂”）中，8只小鼠在阴性对照组中并只接受水（“对照”）。治疗专有地通过在每个治疗组中的小鼠之间共用的饮水瓶来提供。顺铂在第0天通过腹膜内注射来提供。使用一副卡尺每周5次评估肿瘤尺寸，并且也通过天平获得小鼠体重，这样的测量一直进行到小鼠死亡（或从研究中移除）或研究按计划结束为止。实施例的结果概述在图37a-37b中。
方法
动物
物种：小鼠
株系：Balb/C免疫缺陷小鼠
来源：Harlan
性别和数量：雌性，36
年龄：在研究开始时约6-8周龄。
身份：每只小鼠被提供有独一无二的身份号。
动物处置：在收到后，检查所有动物的疾病-健康的外部征兆，并将所有不健康的动物排除在进一步评估之外。将动物三只一组，在无特定病原体（spf）条件下，在动物部门的恒温监测室（22±4℃）中饲养。动物在使用之前，在标准动物饲养条件下平衡至少72小时。在整个该期间监测动物的健康状态，并在研究开始之前评估每只动物对实验使用的适合性。
容纳：将动物3只一组容纳在受控室的笼子中，以确保研究期间正确的温度、湿度和12小时的光/暗周期。
饮食：在整个维持、适应和给药后时间段中可随意取用辐照过的颗粒饲料和水。
化合物和试剂
H460细胞系（ATCC HTB-177）。
磷酸盐缓冲盐水（“PBS”）。
测试化合物：Au-Pt双金属纳米晶体悬液。
阳性对照化合物：顺铂。
阴性对照化合物：饮用水。
治疗组和剂量
阴性对照组1：第0-21天，提供正常饮用水。
阳性对照组2：第0-21天，提供正常饮用水，并在第0天通过腹膜内注射（“IP”）给药一次8mg/kg顺铂。
治疗组3-5：第0-21天，提供测试化合物作为它们的饮用水。
方案A：供体肿瘤的制备和生长
a.）肿瘤细胞的制备
1.将细胞生长在完全培养基中，并排除所有污染物。
2.当细胞达到约70-80%合生，并在收获前大约3-4小时，将旧的细胞生长培养基用新鲜细胞生长培养基替换，以除去任何死亡和/或分离的细胞。
3.再一次除去细胞生长培养基，并将细胞用PBS清洗。然后加入少量（例如10ml）胰蛋白酶-EDTA。然后将细胞以10/1至5/1之间的比例分散在完全细胞生长培养基中。随后将分散的细胞和培养基立即以约1500rpm离心约5分钟，并用PBS进一步清洗两次，将细胞储存在冰上。
4.然后将细胞以传统方式置于玻璃载片上，并使用血细胞计数器进行计数。
5.然后加入锥虫蓝染色剂以鉴定并随后排除死细胞。具体来说，将细胞以约1:1的比例与锥虫蓝溶液混合。锥虫蓝在PBS中稀释至约0.8mM。锥虫蓝在室温下储存。由于所有活的或有生活力的细胞排出锥虫蓝，因此死细胞被染料染为蓝色。因此，除去所有染为蓝色的细胞。将细胞悬浮以使约300μL含有约3×106个肿瘤生长细胞。这样的细胞浓度为在每个注射位点处成功的肿瘤生长所需。
b.）肿瘤细胞的注射和生长
1.在制备肿瘤生长细胞的同时，Balb/C小鼠之前已经到达，并检查它们的健康。
2.允许所有动物适应环境至少72小时。
3.在接种时，所有小鼠约为6-8周龄。在接种之前清洁接种区域并用乙醇消毒。
4.不使用针头通过将细胞混合物抽取到注射器中，在1cc注射器中装入癌细胞。随后向注射器添加26号针头。
5.然后将细胞皮下注射到每只小鼠的一侧下胁腹中并允许其生长，直至它们形成平均体积达到约50-60mm3的肿瘤。
6.然后将小鼠麻醉，使用手术刀收获肿瘤，并在注射进受体小鼠中之前将其适合地储存。
方案B：来自于供体小鼠的肿瘤在受体小鼠中的插入
1.其他的Balb/C受体小鼠之前已经到达。在受体小鼠到达后，检查所有小鼠的健康；在通过健康测试后，每只小鼠用独一无二的耳标编号。
2.允许受体小鼠适应环境至少72小时。
3.通过手术刀从供体小鼠取下上面方案A中产生的H460肿瘤并将其切成尺寸约为2mm3的小块。使用直径3mm的套针注射器将2mm3肿瘤植入到每只小鼠的右侧和左侧胁腹中（即每侧胁腹1个肿瘤）。允许肿瘤在受体小鼠中生长，直至它们在开始治疗前的第0天达到约100-200mm3的尺寸。治疗持续21天或直至将小鼠从研究中移除并安乐死，或直至小鼠死亡。
4.每天测定肿瘤尺寸和动物体重，直至在第21天研究结束。
图37a和37b图示了口服试验的结果。图37a显示在不同化合物之间，随时间变化的实测肿瘤体积的明显差异。肿瘤越小越好。此外，图37b显示了不同化合物之间随时间变化的平均小鼠体重的差异。体重越大越好。
表35概述了将小鼠从研究中移除的数量和在研究期间的时间点。小鼠离开研究的原因主要是死亡，以及肿瘤尺寸大而引起的安乐死。样品ID与按照本文中较早时讨论的过程制造的化合物相关。
表35—口服治疗
表36提供了研究中的每个组的倍增时间（RTV2）的比较。此外，表36还列出了生长延迟天数、最大体重丧失百分数和数据的统计学显著性。
表36
实施例20f
小鼠中的异种移植癌研究—HCT116口服给药
概述
本实施例证实了一种口服给药的本发明的Au-Pt双金属纳米晶体悬液在小鼠异种移植癌模型中的相对效能。在雌性Balb/C免疫缺陷受体小鼠（6-8周龄）中移植肿瘤。使用Balb/C供体小鼠来生长HCT116肿瘤，将所述肿瘤从其中切下，随后切成尺寸为约2mm3的小块。对Balb/C受体小鼠进行简单的全身麻醉，然后使用套针将来自于供体小鼠的一个HCT1162mm3肿瘤块各植入到受体小鼠的左和右侧胁腹。当通过紧靠每只小鼠皮肤放置的卡尺测量时受体小鼠中的肿瘤达到约4×4mm的可测量尺寸后，将受体小鼠随机分配到治疗组中，每组8只小鼠并开始口服治疗。8只小鼠在阳性对照组（“顺铂”）中，8只小鼠在阴性对照组中并只接受水（“对照”）。治疗专有地通过在每个治疗组中的小鼠之间共用的饮水瓶来提供。顺铂在第0天通过腹膜内注射来提供。使用一副卡尺每周5次评估肿瘤尺寸，并且也通过天平获得小鼠体重，这样的测量一直进行到小鼠死亡（或从研究中移除）或研究按计划结束为止。实施例的结果概述在图38a-38b中。
方法
动物
物种：小鼠
株系：Balb/C免疫缺陷小鼠
来源：Harlan
性别和数量：雌性，36
年龄：在研究开始时约6-8周龄。
身份：每只小鼠被提供有独一无二的身份号。
动物处置：在收到后，检查所有动物的疾病-健康的外部征兆，并将所有不健康的动物排除在进一步评估之外。将动物三只一组，在无特定病原体（spf）条件下，在动物部门的恒温监测室（22±4℃）中饲养。动物在使用之前，在标准动物饲养条件下平衡至少72小时。在整个该期间监测动物的健康状态，并在研究开始之前评估每只动物对实验使用的适合性。
容纳：将动物3只一组容纳在受控室的笼子中，以确保研究期间正确的温度、湿度和12小时的光/暗周期。
饮食：在整个维持、适应和给药后时间段中可随意取用辐照过的颗粒饲料和水。
化合物和试剂
HCT116细胞系（ATCC CCL-247）。
磷酸盐缓冲盐水（“PBS”）。
测试化合物：金纳米晶体悬液NE-28-10X（NE-28等同于实施例1中的NE10214来生产），浓缩10x。
阳性对照化合物：顺铂。
阴性对照化合物：饮用水。
治疗组和剂量
阴性对照组1：第0-21天，提供正常饮用水。
阳性对照组2：第0-21天，提供正常饮用水，并在第0天通过腹膜内注射（“IP”）给药一次8mg/kg顺铂。
治疗组3：第0-21天，提供测试化合物作为它们的饮用水。
方案A：供体肿瘤的制备和生长
a.）肿瘤细胞的制备
1.将细胞生长在完全培养基中，并排除所有污染物。
2.当细胞达到约70-80%合生，并在收获前大约3-4小时，将旧的细胞生长培养基用新鲜细胞生长培养基替换，以除去任何死亡和/或分离的细胞。
3.再一次除去细胞生长培养基，并将细胞用PBS清洗。然后加入少量（例如10ml）胰蛋白酶-EDTA。然后将细胞以10/1至5/1之间的比例分散在完全细胞生长培养基中。随后将分散的细胞和培养基立即以约1500rpm离心约5分钟，并用PBS进一步清洗两次，将细胞储存在冰上。
4.然后将细胞以传统方式置于玻璃载片上，并使用血细胞计数器进行计数。
5.然后加入锥虫蓝染色剂以鉴定并随后排除死细胞。具体来说，将细胞以约1:1的比例与锥虫蓝溶液混合。锥虫蓝在PBS中稀释至约0.8mM。锥虫蓝在室温下储存。由于所有活的或有生活力的细胞排出锥虫蓝，因此死细胞被染料染为蓝色。因此，除去所有染为蓝色的细胞。将细胞悬浮以使约300μL含有约3×106个肿瘤生长细胞。这样的细胞浓度为在每个注射位点处成功的肿瘤生长所需。
b.）肿瘤细胞的注射和生长
1.在制备肿瘤生长细胞的同时，Balb/C小鼠之前已经到达，并检查它们的健康。
2.允许所有动物适应环境至少72小时。
3.在接种时，所有小鼠约为6-8周龄。在接种之前清洁接种区域并用乙醇消毒。
4.不使用针头通过将细胞混合物抽取到注射器中，在1cc注射器中装入癌细胞。随后向注射器添加26号针头。
5.然后将细胞皮下注射到每只小鼠的一侧下胁腹中并允许其生长，直至它们形成平均体积达到约50-60mm3的肿瘤。
6.然后将小鼠麻醉，使用手术刀收获肿瘤，并在注射进受体小鼠中之前将其适合地储存。
方案B：来自于供体小鼠的肿瘤在受体小鼠中的插入
1.其他的Balb/C受体小鼠之前已经到达。在受体小鼠到达后，检查所有小鼠的健康；在通过健康测试后，每只小鼠用独一无二的耳标编号。
2.允许受体小鼠适应环境至少72小时。
3.通过手术刀从供体小鼠取下上面方案A中产生的HCT116肿瘤并将其切成尺寸约为2mm3的小块。使用直径3mm的套针注射器将2mm3肿瘤植入到每只小鼠的右侧和左侧胁腹中（即每侧胁腹1个肿瘤）。允许肿瘤在受体小鼠中生长，直至它们在开始治疗前的第0天达到约100-200mm3的尺寸。治疗持续21天或直至将小鼠从研究中移除并安乐死，或直至小鼠死亡。
4.每天测定肿瘤尺寸和动物体重，直至在第21天研究结束。
图38a和38b图示了口服试验的结果。图38a显示在不同化合物之间，随时间变化的实测肿瘤体积的明显差异。肿瘤越小越好。此外，图38b显示了不同化合物之间随时间变化的平均小鼠体重的差异。体重越大越好。
表37概述了将小鼠从研究中移除的数量和在研究期间的时间点。小鼠离开研究的原因主要是死亡，以及肿瘤尺寸大而引起的安乐死。样品ID与按照本文中较早时讨论的过程制造的化合物相关。
表37—口服治疗
表38提供了研究中的每个组的倍增时间（RTV2）的比较。此外，表38还列出了生长延迟天数、最大体重丧失百分数和数据的统计学显著性。
表38
实施例21
Au-Pt双金属纳米晶体制剂GPB-15-1、GPB-15-2和GPB-030-01对小鼠行为和生活质量的影响的体内研究
概述
该体内实验被设计用于确定双金属Au-Pt纳米晶体悬液GPB-15-1、GPB-15-2和GPB-030-1对Swiss Webster小鼠的行为和生活质量的影响。具体来说，在研究开始时（2011年6月17日）向雌性小鼠提供随意取用的GPB-15-1共47天。从2011年8月2日开始提供随意取用的GPB-15-2共56天。从2011年9月26日开始提供随意取用的GPB-030-01，并且目前仍在给药之中。三种双金属纳米晶体悬液以基本上相同的方式并等同于本文中的PGT25制成。至2/20/2012，雌性Swiss Webster已经主动饮用GPB-030-01历时147天。GPB-030-01开始于9/26/2011。
动物
物种：小鼠
株系：Swiss Webster ND4
来源：Harlan
性别和数量：雌性，13
年龄：在研究开始时约6-8周龄。
身份：每只小鼠被提供有独一无二的身份颜色。
动物处置：在收到后，检查所有动物的疾病-健康的外部征兆，并将所有不健康的动物排除在进一步评估之外。将动物分成6只和7只的组，在正常饮水条件下，在动物部门的恒温监测室（22±4℃）中饲养。在整个该期间监测动物的健康状态，并在研究开始之前评估每只动物对实验使用的适合性。
容纳：将动物分成6只和7只的组容纳在受控室的每个笼子中，以确保研究期间正确的温度、湿度和在研究期间周末时12小时的光/暗周期。在周一至周五的平常时间8小时光和16小时暗。
饮食：在整个研究的试验期间，可随意取用Rodent Diet 5002和瓶装水（例如deerpark）或金/铂纳米晶体悬液。在适应环境期间只提供瓶装水和Rodent Diet 5002。
试剂
测试金/铂双金属纳米晶体悬液GPB-15-1、GPB-15-2和GPB-030-01（等同于PGT24）。
介质：水。
治疗组和剂量
对照“1号笼”，治疗“2号笼”。每组中的动物数量分别为6和7。
1号笼（对照）：第0天正常饮用水，从第0天-第8个月至今提供正常RodentDiet5002。
2号笼（治疗）：第0天金/铂双金属纳米晶体悬液GPB-15-1（平均4.0ml1d；金ppm：8.6；铂ppm：2.3）作为饮用水，从第0天-第47天。从第48天-第101天，GPB-15-2（平均3.9ml1d；金ppm：8.6；铂ppm：2.3）作为饮用水。从第102天经过39周GPB-030-01（平均4.3ml1d；金ppm：8.6；铂ppm：2.5）作为饮用水。从第0天经过39周向小鼠提供正常RodentDiet5002。
方案
在动物到达时，检查所有动物的健康，并在通过健康试验后，将每只小鼠用独一无二的尾标着色。
允许动物适应环境至少一周。
购买13只动物，并分离在两个10加仑的玻璃罐中。将7只动物置于治疗组中，6只动物置于对照组中。
制备金/铂双金属纳米晶体悬液，以获得浓度约为8.6ppm Au和2.3ppm Pt的GPB-15-1悬液，8.6ppm Au和2.3ppm Pt的GPB-15-2悬液，以及8.6ppm Au和2.5ppm Pt的GPB-030-01悬液。
每日提供治疗，即每24小时更换新的悬液，直至2011年10月11日，在该日期后每48小时更换悬液。对样品进行粒径测试以观察是否存在任何生长。在收集24hr悬液更换期中的数据后，没有出现显著的生长效应，随后每48小时更换悬液。
所有悬液在玻璃瓶中给药，以消除塑料瓶的潜在影响。
将动物饲养在带有金属网盖子的10加仑玻璃罐中。提供玉米芯垫底材料（由Andersons制造的Bed O’Cobs）作为地板材料，每只动物每周提供一个小窝（购自Ancare）。动物可接近锻炼用轮（由Super Pet制造的直径为8的跑轮）以及居住单元（由Super Pet提供的宠物小屋）和用于认证啮齿动物饲料的塑料食物盘（Petco塑料盘）。
每周进行笼子清洁，此时将动物饲养在带有食物和饮用溶液的塑料鞋盒笼中不超过2小时。
通过校准的天平每周称量每只动物的体重。使用认证的50g重量检查天平，以确保没有漂移发生。（购自Fisher Scientific的Scout pro200g天平）
每日监测动物健康。
结果
1.自从2011年6月17日研究开始之后，所有动物显得处于良好健康之中并且行为正常。没有动物死亡，也没有由于疾病而从研究中移除。
2.图39a示出了在39周期间2号笼（“治疗”）的双金属Au-Pt纳米晶体悬液的平均消耗以及1号笼（“对照”）中的对照饮用水的平均消耗。
图39b示出了治疗组2和对照组1的平均体重增加。
3.消耗的液体量和任何体重增加没有明显差异。
实施例22
Au-Pt双金属纳米晶体悬液GPB-11与基因组DNA和白蛋白的结合的体外研究
概述
该体外实验被设计用于确定Au-Pt双金属悬液GPB-11中的纳米晶体是否能够与基因组DNA和/或白蛋白结合，以及是否存在偏好性结合。将GPB-11与来自于人类或小鼠的基因组DNA，在存在或不存在人类、小鼠或牛白蛋白的情况下温育。结合于GPB-11的DNA或白蛋白通过UV-可见光分光光度法进行定性和定量表征。
白蛋白是已知的稳定剂，能够为水分散的纳米粒子提供生物功能化层。已指出，金纳米粒子与DNA之间的结合亲和性影响DNA转录。还已知白蛋白协助药物递送。
将白蛋白与GPB-11在室温下在结合缓冲液中温育约1小时，以确定在不存在或存在基因组DNA的情况下白蛋白与GPB-11的差异结合。类似地，在相同温度和相同结合缓冲液中，将基因组DNA与GPB-11温育约1小时，以测量当与白蛋白或不与其共温育时DNA与GPB-11的结合能力。在反应发生后，将GPB-11悬液离心下来，清洗并置于洗脱缓冲液中进行吸光度测量。
白蛋白或DNA与GPB-11的结合能力，通过201-UV-VIS分光光度计在A280或A260（例如λ=280或λ=260）处监测。通过装备在201-UV-VIS中的双束Czerny-Turner单色器系统和双硅光电二极管，从样品获取吸收谱图。从反应试管中减去GPB-11、白蛋白和DNA的背景。
此外，为了可视化DNA与GPB-11之间的相互作用，利用快速扫描原子力显微术（AFM）设置。此外，使用纳米尺度分辨率类型的扫描探针显微术来获取相互作用的显微照片。
Au-Pt双金属纳米晶体悬液GPB-11的浓缩
用于浓缩的设备和材料
浓缩方法
1.将GPB-11（原子浓度：Au为8.2ppm，Pt为2.5ppm）置于eppendorf管中，并以约20,000x g离心约10min。
2.在这些管的底部清楚地观察到沉淀物。舍弃顶部95%的上清液并收集底部5%的上清液和沉淀物。然后在结合反应研究中将浓缩的悬液重悬浮。
浓缩的GPB-11的重新水合
将浓缩的GPB-11悬液在与上述上清液相同量的含有2.7mM碳酸氢钠和2.1mM氢氧化钾的溶液中重新水合。使用如本文中别处讨论的Zetasizer测量重新水合的GPB-11和原始GPB-11溶液的ζ电势，结果分别为-50.3mV和-51.7mV。非常相似的ζ电势值表明在结合反应研究中浓缩的GPB-11的重新水合，应该与添加原始浓度的GPB-11具有相同效果。
白蛋白或基因组DNA与共同纳米晶体GPB-11的结合测定
用于结合测定法的设备和材料
从小鼠脾脏和人类全血分离基因组DNA
从小鼠脾脏分离基因组DNA
●向600ul冷却的核裂解溶液加入10mg融化的正常小鼠脾脏，并在65℃温育20分钟。
●将3ul RNase溶液置于组织核裂解液中，混合并在37℃下温育25分钟。在温育后，将裂解液冷却至室温。
●将200ul蛋白质沉淀剂与组织裂解液混合，涡旋振荡并在冰上冷却5分钟。
●将上述混合物以16000x g离心4分钟。
●在离心后，将上清液转移至含有600ul室温异丙醇的新鲜管中，并通过颠倒轻柔混合。
●将上述反应混合物以16000x g离心1分钟。
●取出上清液，将沉淀物重新悬浮在600ul室温的70%乙醇中，并以16000x g离心1分钟。
●吸出乙醇，并将DNA沉淀物空气干燥15分钟。
●将干燥的DNA沉淀物在100ul DNA重新水合溶液中，在4℃下重新水合过夜。
从人类全血分离基因组DNA
●将3ml正常人类男性全血与9ml细胞裂解溶液合并，通过颠倒进行混合，并在室温下温育10分钟。
●将上述混合溶液以2000x g离心10分钟。舍弃上清液并将沉淀物涡旋振荡。
●将3ml核裂解溶液添加在上述沉淀物上，并通过颠倒进行混合。
●在上述核裂解液中加入1ml蛋白质沉淀溶液，涡旋振荡20秒，然后以2000x g离心10分钟。
●在离心后，将上清液转移至含有3ml室温异丙醇的新鲜管中，轻柔混合。
●将上述反应混合物以2000x g离心1分钟。
●取出上清液，将沉淀物在3ml室温的70%乙醇中清洗，并以2000x g离心1分钟。
●吸出乙醇，并将DNA沉淀物空气干燥15分钟。
●将干燥的DNA沉淀物在250ul DNA重新水合溶液中，在4℃下重新水合过夜。
结合缓冲液的制备
结合缓冲液使用20mM Tris、100mM KCl、3mM MgCl2和0.1%IGEPAL来制备。使用盐酸和NaOH通过pH/电导计将pH调整至约7.5。
DNA洗脱缓冲液的制备
为了制造10X50T1E（50mM Tris-HCL/1mM EDTA），将6.05克Tris碱和0.37克EDTA混合在100ml蒸馏水中进行溶解。通过用pH/电导计监测并用盐酸和NaOH调节，将溶液的pH调控至约8。在从纳米粒子洗脱DNA之间，用蒸馏水将10X50T1E溶液稀释10倍。
结合测定法的设计
表29
结合测定法的流程：
1.通过将GPB-11、白蛋白和DNA与结合缓冲液以如表29中所示的8种组合在室温下温育约1小时，来进行结合反应。在温育期间，每5分钟将样品涡旋振荡。
2.在温育后，将反应溶液在室温下以20000x g离心约10分钟。
3.将沉淀物清洗一次并重悬浮在400ul DNA洗脱缓冲液中。
4.使用201-UV-VIS测量280nm处的吸光值用于白蛋白（即吸收峰）并测量260nm处的吸光值用于DNA（即吸收峰）。
DNA结合的AFM成像
用于成像的设备和材料
AFM样品制备和分析
在允许结合反应进行之后，将50ul人类女性基因组DNA和GPB-11在结合缓冲液中的混合物沉积并旋涂（至少3000rpm）在新鲜的云母片上。将含有云母的样品用清洁的水漂洗一次，然后在空气中干燥。通过带有NanoScope V和镜台控制器的FastScan AFM进行成像。AFM以轻敲模式运行，并使用FastScan A探针（k～17N/m）。高分辨率相位作图、覆盖拓扑学（3D）和横截面高度通过FastScan NanoScope软件来分析。结果在后文中讨论。
白蛋白结合
结合于GPB-11的白蛋白吸光度在280nm处测量。测试了在基因组DNA存在或不存在的情况下白蛋白与GPB-11的不同组合。表30显示，在不同的白蛋白和GPB11组合之间获得非常相近的结果。代表性数据也示出在图40a中。
表30
具体来说，图40a图示了在小鼠基因组DNA存在或不存在的情况下，结合的小鼠白蛋白的量随280nm处吸光度的变化。在不存在基因组DNA的情况下，白蛋白显著结合于GPB-11中的双金属纳米晶体。但是当在结合测定中添加基因组DNA时，没有观察到结合于GPB-11中的纳米晶体的白蛋白。这些结果表明，GPB-11中的纳米晶体能够与白蛋白结合，但是偏好地结合于小鼠基因组DNA。换句话说，GPB-11中的Au-Pt双金属纳米晶体显得具有软的白蛋白冠。
DNA结合
结合于GPB-11中的纳米晶体的DNA，通过测量260nm处的吸光度来测定。使用不同的白蛋白组合，测量了小鼠或人类基因组DNA与GPB-11中的双金属纳米晶体的结合能力。表31示出了测试的各种不同组合或混合物。在DNA与GPB-11中的纳米晶体的不同组合之间观察到高度一致的结果。代表性结果图示在图40b中。
表31
具体来说，图40b图示了在存在或不存在小鼠白蛋白的情况下DNA结合的量。图40b显示，在存在和不存在白蛋白两种情况下，基因组DNA显著结合于GPB-11中的纳米晶体。但白蛋白不存在时，与GPB-11纳米晶体结合的DNA的量是引人注目的。即使当在结合测定中添加大量白蛋白时，也观察到统计学显著量的DNA结合于GPB-11双金属纳米晶体。这些结果进一步证实了GPB-11中的双金属纳米晶体比白蛋白更强地结合于基因组DNA。此外，不希望受到任何特定理论或解释的限制，可能GPB-11中的Au-Pt双金属纳米晶体可能利用共价键结合于基因组DNA（当其存在时）。这样的键合能够影响DNA功能。
尝试对结合于Au-Pt双金属纳米晶体的DNA进行成像。具体来说，通过AFM对DNA结合测定中的样品进行成像。代表性结果示出在图40c中。它清楚地显示Au-Pt双金属纳米晶体结合于人类基因组DNA。观察到大多数纳米晶体结合在DNA分子链的末端上。成像的纳米粒子的直径在GPB-11中的纳米晶体的尺寸范围之内，从而证实了结合。

Claims (39)

1.可药用悬液，其包含：
a.)制药用水；
b.)至少一种加工增强剂；和
c.)悬浮于所述水中形成悬液的金-铂双金属纳米晶体，其中所述金-铂双金属纳米晶体：
i.)具有包括选自下列特征的至少一种特征的表面：(1)没有附着或附连于所述表面的有机化学成分，和(2)是基本上清洁的，并且除了不改变所述纳米晶体的功能的水、水的裂解产物或所述加工增强剂之外不具有附着或附连于表面的化学成分；
ii.)具有小于50nm的粒径；
iii.)以2-1000ppm的总原子金属浓度存在于所述悬液中；和d.)所述悬液具有5至12的pH和至少-30mv的ζ电势。
2.权利要求1的可药用悬液，其中所述加工增强剂包含碳酸氢钠。
3.权利要求1的可药用悬液，其中所述悬液具有至少-40mV的ζ电势和8至12的pH。
4.权利要求1的可药用悬液，其中所述悬液具有至少-50mV的ζ电势。
5.权利要求1的可药用悬液，其中所述表面不具有附着或附连于所述表面的有机化学成分。
6.权利要求1的可药用悬液，其中所述表面是基本上清洁的，并且除了所述水的裂解产物之外不具有附着或附连于表面的化学成分。
7.权利要求1的可药用悬液，其中所述悬液具有10-500ppm的总金属浓度。
8.权利要求1的可药用悬液，其中所述金-铂双金属纳米晶体包含金和铂的合金。
9.权利要求8的可药用悬液，其中铂是所述双金属纳米晶体中的次要成分，以及金是所述双金属纳米晶体中的主要成分。
10.权利要求1的可药用悬液，其中所述悬液不含氯化物和基于氯的物质。
11.制药用悬液，其包含：
a.)含有至少一种加工增强剂的制药用水，所述制药用水具有5至12的pH；
b.)所述水中形成所述悬液的金-铂双金属合金的纳米晶体，所述悬液具有至少-30mV的ζ电势，并且其中所述金-铂双金属合金的纳米晶体：
i.)具有包括选自下列特征的至少一种特征的表面：(1)没有附着或附连于所述表面的有机化学成分，和(2)是基本上清洁的，并且不具有附着或附连于其表面的化学成分；
ii.)具有小于50nm的粒径；
iii.)以2-1000ppm的浓度存在于所述悬液中。
12.权利要求11的制药用悬液，其中所述悬液具有至少-40mV的ζ电势和8至12的pH。
13.权利要求11的制药用悬液，其中所述悬液不含氯化物和基于氯的物质。
14.权利要求11的制药用悬液，其中所述表面是基本上清洁的，并且除了水或水的裂解产物之外不具有附着或附连于表面的化学成分，并且所述悬液不含氯化物和基于氯的物质。
15.权利要求11的制药用悬液，其中在所述水中存在至少一些铂离子。
16.一种悬液，其包含：
a.)含有至少一种加工增强剂的纯水，所述水具有5至12的pH；
b.)所述水中形成所述悬液的金-铂双金属纳米晶体，所述悬液具有至少-30mV的ζ电势，并且其中所述金-铂纳米晶体：
i.)具有包括选自下列特征的至少一种特征的表面：(1)没有附着或附连于所述表面的有机化学成分，和(2)是基本上清洁的，并且除了不改变所述纳米晶体的催化功能的水、水的裂解产物或所述加工增强剂之外，不具有附着或附连于表面的化学成分；
ii.)具有小于50nm的粒径；
iii.)以2-1000ppm的浓度存在于所述悬液中。
17.权利要求16的悬液，其中所述悬液具有至少-40mV的ζ电势和8至12的pH。
18.权利要求17的悬液，其中所述表面不具有附着或附连于所述表面的有机化学成分。
19.权利要求16的悬液，其中所述表面是基本上清洁的，并且除了水或水的裂解产物之外不具有附着或附连于表面的化学成分。
20.权利要求19的悬液，其中所述悬液不含用于形成所述金-铂双金属纳米晶体的任何氯化物或基于氯的材料。
21.有效量的权利要求1的可药用悬液在制备用于治疗患有癌性病症的患者的药物中的应用。
22.权利要求21的应用，其中所述癌性病症包含膀胱癌、乳腺癌、宫颈癌、CNS癌、结肠H&N癌、肺癌、卵巢癌、前列腺癌、胃癌、甲状腺癌、子宫癌和外阴癌。
23.权利要求22的应用，其中所述癌性病症包含结肠癌。
24.有效量的权利要求1的可药用悬液在制备用于治疗患有能接受铂疗法的病症的患者的药物中的应用。
25.权利要求21的应用，其中所述可药用悬液口服给药。
26.权利要求21的应用，其中所述可药用悬液腹膜内给药。
27.权利要求21的应用，其中所述可药用悬液肿瘤内给药。
28.形成悬浮在水中的金-铂双金属纳米晶体的方法，所述方法包括：
在水中提供至少一种加工增强剂；
提供至少一个第一沟槽元件；
产生所述水和加工增强剂通过所述至少一个第一沟槽元件的流动方向；
提供与所述水的表面隔开的至少一个铂基等离子体形成电极，由此在所述至少一个铂基等离子体形成电极与所述水的所述表面之间形成间隔；
在所述至少一个金属基等离子体形成电极与所述水的所述表面之间的所述间隔中形成至少一个等离子体；
提供与所述水接触的至少一组包含铂的电极，所述至少一组电极在所述水流过所述至少一个铂基等离子体形成电极之后接触所述水；
使所述至少一组电极在所述水中形成至少一种铂物质以产生水-铂物质液体；
将所述水-铂物质液体提供到至少一个第二沟槽元件；
产生所述水-铂物质液体通过所述至少一个第二沟槽元件的流动方向；
提供与所述水-铂物质液体的表面隔开的至少一个金基等离子体形成电极，由此在所述至少一个金基等离子体形成电极与所述水-铂物质液体之间形成间隔；
在所述至少一个金基等离子体形成电极与所述水-铂物质液体之间的所述间隔中形成至少一个等离子体；
提供与所述水-铂物质液体接触的至少一组包含金的电极，所述水-铂物质液体流过所述至少一个金基等离子体形成电极；以及
使所述至少一组金电极形成所述金-铂双金属纳米晶体。
29.权利要求28的方法，其中所述加工增强剂引起所述水具有在8-11范围内的pH。
30.权利要求28的方法，其中所述加工增强剂引起所述水具有在9-12范围内的pH。
31.通过以下方法制造的金-铂双金属纳米晶体，所述方法包括：
在水中提供至少一种加工增强剂；
提供至少一个第一沟槽元件；
产生所述水和加工增强剂通过所述至少一个第一沟槽元件的流动方向；
提供与所述水的表面隔开的至少一个铂基等离子体形成电极，由此在所述至少一个铂基等离子体形成电极与所述水的所述表面之间形成间隔；
在所述至少一个金属基等离子体形成电极与所述水的所述表面之间的所述间隔中形成至少一个等离子体；
提供与所述水接触的至少一组包含铂的电极，所述至少一组电极在所述水流过所述至少一个铂基等离子体形成电极之后接触所述水；
使所述至少一组电极在所述水中形成至少一种铂物质以产生水-铂物质液体；
将所述水-铂物质液体提供到至少一个第二沟槽元件；
产生所述水-铂物质液体通过所述至少一个第二沟槽元件的流动方向；
提供与所述水-铂物质液体的表面隔开的至少一个金基等离子体形成电极，由此在所述至少一个金基等离子体形成电极与所述水-铂物质液体之间形成间隔；
在所述至少一个金基等离子体形成电极与所述水-铂物质液体之间的所述间隔中形成至少一个等离子体；
提供与所述水-铂物质液体接触的至少一组包含金的电极，所述水-铂物质液体流过所述至少一个金基等离子体形成电极；以及
使所述至少一组金电极形成所述金-铂双金属纳米晶体。
32.权利要求31的金-铂双金属纳米晶体，其中所述至少一个铂电极被用来形成所述水-铂物质液体。
33.权利要求31的金-铂双金属纳米晶体，其中在所述方法中不需氯化物或基于氯的材料来形成所述金-铂双金属纳米晶体。
34.权利要求31的金-铂双金属纳米晶体，其中所述金-铂双金属纳米晶体包含金和铂的合金。
35.权利要求31的金-铂双金属纳米晶体，其中至少一种选自以下的加工增强剂被添加到所述水中：NaHCO3、Na2CO3、K2CO3、KHCO3、NaOH、KOH、NaBr、KBr、Na2PO4、NaCl和CaCl2。
36.权利要求35的金-铂双金属纳米晶体，其中所述至少一种加工增强剂包括以0.264g/L到0.528g/L的量存在的NaHCO3，以及所述至少一个包含金的电极组包含金导线。
37.权利要求31的金-铂双金属纳米晶体，其中所述首先电化学形成水中的至少一种铂物质和至少一种水的裂解产物采用形成至少一个等离子体的铂电极组发生。
38.权利要求37的金-铂双金属纳米晶体，其中所述至少一个等离子体采用750伏特的施加电压而产生。
39.权利要求31的金-铂双金属纳米晶体，其中将交流电电源提供至所述至少一个包含金的电极组，所述电源向所述电极组提供250伏特的电压。
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