ES2564672T3 - Nuevas suspensiones de nanocristales bimetálicos de base de oro y platino, procesos de preparación electroquímica de las mismas y usos para las mismas - Google Patents

Abstract

Una suspensión farmacéuticamente aceptable que comprende: a.) agua de calidad farmacéutica; b.) al menos un potenciador de procesamiento; y c.) nanocristales bimetálicos de oro y platino suspendidos en dicha agua que forma una suspensión, en la que dichos nanocristales bimetálicos de oro y platino: i.) tienen superficies que incluyen al menos una característica seleccionada entre el grupo de características que consisten en: (1) ningún componente químico orgánico adherido o unido a dichas superficies y (2) son básicamente limpias y no tienen componentes químicos adheridos o unidos a la superficie, distintos de agua, productos de lisis de agua o dicho potenciador de procesamiento, ninguno de los cuales altera el funcionamiento de dichos nanocristales; ii.) tienen un tamaño medio de partícula inferior a aproximadamente 50 nm; iii.) están presentes en dicha suspensión a una concentración total de metal de aproximadamente 2- 1000 ppm; y d.) suspensión que tiene un pH entre aproximadamente 5 y aproximadamente 12 y un potencial zeta de al menos aproximadamente -30 mv.

Description

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DESCRIPCIÓN

Nuevas suspensiones de nanocristales bimetálicos de base de oro y platino, procesos de preparación electroquímica de las mismas y usos para las mismas 5 Campo de la invención

La presente invención se refiere a nuevas suspensiones de nanocristales bimetálicos de base de oro y platino que tienen superficies de nanocristal que están básicamente libres de impurezas orgánicas o de otro tipo o películas

10 asociadas con agentes reductores/estabilizantes químicos habituales y/o materiales de partida usados en procesos de formación de nanopartículas. De forma específica, las superficies están "limpias" con respecto a las superficies de las nanopartículas de base de metal preparadas usando reducción química (y otros) procesos que requieren agentes reductores orgánicos (u otros) y/o tensioactivos para hacer crecer (y/o suspender) nanopartículas de metal a partir de iones metálicos en una solución.

15 La invención incluye nuevos aparatos de preparación electroquímica y técnicas para preparar las suspensiones de nanocristales bimetálicos. Las técnicas no requieren el uso ni la presencia de iones/átomos de cloro y/o cloruros o materiales de base de cloro para el proceso de preparación/suspensión final. La invención incluye adicionalmente composiciones farmacéuticas de las mismas y el uso de los nanocristales bimetálicos o suspensiones o coloides de

20 los mismos para el tratamiento o prevención de enfermedades o afecciones para las que ya se conoce terapia de base de metales, que incluyen, por ejemplo, enfermedades o afecciones cancerosas.

Antecedentes de la invención

25 Una motivación para la preparación de nanopartículas metálicas basadas es el nuevo rendimiento conseguido a nanoescala con respecto a materiales en bruto. Algunos materiales de dimensiones nanoscópicas ofrecen una diversidad de propiedades diferentes a las observadas a macroescala, lo que permite potencialmente una diversidad de aplicaciones únicas. En particular, algunos nanometales presentan una diversidad de propiedades electrónicas, ópticas, magnéticas y/o químicas que por lo general no se pueden conseguir cuando los materiales metálicos se

30 encuentran en su forma en bruto. Por ejemplo, los metales que son relativamente inertes a macroescala, tales como platino y oro, son catalizadores excelentes a nanoescala. Además, algunas combinaciones de dos metales diferentes (bimetálicos) a nanoescala ofrecen problemas de rendimiento más interesantes. Los diferentes metales pueden da como resultado mezclas de metales, aleaciones o estructuras heterogéneas, cada una de las cuales puede presentar diferentes propiedades físicas y/o características de rendimiento. Algunas aplicaciones de metales

35 en forma de nanopartículas bimetálicas incluyen dispositivos electrónicos e informáticos bionanotecnología, tratamiento y diagnóstico médico y generación y almacenamiento de energía. El uso de estos nanometales bimetálicos para una diversidad de aplicaciones requiere enfoques eficaces y seguros para la preparación de tales materiales.

40 En general, se han usado dos enfoques fundamentalmente diferentes para fabricar nanomateriales bimetálicos y se le conoce como enfoques "de abajo hacia arriba" y "de arriba hacia abajo". En el enfoque de arriba hacia abajo, los nanomateriales bimetálicos se preparan a partir de las entidades por lo general más grandes, sin control a nivel atómico. Algunos enfoques de arriba hacia abajo habituales incluyen técnicas tales como fotolitografía y litografía de haz de electrones que comienzan con materiales grandes y usan técnicas de mecanizado o de grabado para hacer

45 materiales más pequeños. La ablación con láser también es un enfoque de arriba hacia abajo conocido.

Por el contrario, en el enfoque "de abajo hacia arriba", los nanomateriales bimetálicos se preparan a partir de dos o más componentes moleculares a los que se les hace ensamblarse en materiales en forma de nanopartículas bimetálicas. En este sentido, los componentes básicos se forman primero y a continuación los componentes básicos

50 se ensamblan en un nanomaterial final. En el enfoque de abajo hacia arriba, hay una diversidad de enfoques generales de síntesis que se han utilizado. Por ejemplo, varios enfoques bimetálicos incluyen formación de moldes, síntesis química, enfoques sonoquímicos, enfoques electroquímicos, enfoques sonoelectroquímicos, métodos de reducción térmica y fotoquímica incluyendo de rayos γ, rayos x, láser y microondas, cada uno de los cuales tiene ciertas limitaciones de proceso negativo y / o del producto asociadas con los mismos.

55 Sea cual sea el enfoque que se utilice, los resultados del control del tamaño de partícula bimetálica, distribución del tamaño de partícula, control de forma, control de configuración o estructura, capacidad de aumento, y compatibilidad del nanomaterial bimetálico formado en la aplicación final, todos son cuestiones que se deben considerar.

60 En el caso en el que se forman dos metales en las nanopartículas bimetálicas, también son importantes otras consideraciones tales como si las nanopartículas bimetálicas son aleaciones, aleaciones parciales o fases parcialmente separadas o fases completamente separadas porque la configuración específica de las nanopartículas puede dar como resultado un rendimiento diferente (por ejemplo, biológico o catalítico). Existe una diversidad de técnicas para formar dos metales diferentes en una diversidad de nanopartículas bimetálicas, algunas de los cuales

65 se analizan a continuación.

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A. Técnicas de Reducción Química

A Michael Faraday se le reconoce la realización de la primera suspensión de oro coloidal con métodos de reducción química, alrededor de la década de 1850 (Faraday, 1857). Faraday usaba técnicas de química de reducción para

5 reducir químicamente una sal acuosa de oro, cloroaurato (es decir, una sal de oro (III)), utilizando ya sea fósforo dispersado en éter (por ejemplo, CH3-CH2-O-CH2-CH3) o disulfuro de carbono (es decir, CS2), como el agente reductor.

Hoy en día, la mayoría de las preparaciones de oro coloidal se preparan mediante una reducción de ácido clórico (tetracloroaurato de hidrógeno) con un agente reductor como el citrato sódico para dar como resultado "púrpura de Tyndall". En la actualidad hay una diversidad de "métodos de química de reducción habituales" usados para formar oro coloidal. De forma específica, existen varias clases de rutas de síntesis, cada una de las cuales presenta características diferentes en los productos finales (por ejemplo, nanopartículas de oro coloidal) producidos de este modo. Se ha observado que, además de la fuerza, cantidad y tipo de agente reductor utilizado, la acción de un

15 estabilizador (es decir, el agente químico utilizado en el proceso de síntesis en fase de solución) es crítica (Kimling, 2006).

Aunque Faraday introdujo soluciones de oro coloidal, los métodos de cristalización homogénea de Turkevich y Frens (y variantes de los mismos) se usan más comúnmente en la actualidad y por lo general dan como resultado partículas de forma principalmente esférica en un rango de tamaños de partícula (Kimling, 2006). De forma específica, la mayoría de los métodos actuales comienzan con un complejo de oro (III) tal como tetracloroaurato de hidrógeno (o ácido clorhídrico) y reducen el oro en el complejo de oro a metal de oro (es decir, oro (0) u oro metálico) mediante el uso de reductores de especies químicas añadidas, tales como tiocianato de Na, P Blanco, citrato de Na3 y ácido tánico, NaBH4, ácido cítrico, etanol, ascorbato de Na, citrato de Na3, Hexadecilanilina y otros (Brown, 2008).

25 La síntesis de nanopartículas de metal en solución o soluciones requiere normalmente el uso de agentes superficie activa (tensioactivos) y/o polímeros anfifílicos como agentes estabilizantes y/o agentes de protección. Se sabe bien que algunos tensioactivos y/o polímeros anfifílicos desempeñan papeles críticos para controlar el tamaño, forma y estabilidad de partículas dispersas (Sakai, 2008).

Se han formado nanocristales bimetálicos por un número de diferentes técnicas que incluyen la formación de nanopartículas de los estados sólido, gaseoso y solución. El estado sólido por lo general requiere calentamiento a temperatura elevada y recocido. Los enfoques habituales del estado gaseoso generalmente utilizan técnicas de haces moleculares, a saber, la vaporización de polvo metálico mezclado con rayos láser, haces de arco pulsado, etc.

35 Sin embargo, el estado de solución es la técnica de formación de nanopartículas bimetálicas utilizado mucho más fuertemente. En un procedimiento habitual basado en solución, se requieren los reactivos químicos adecuados (por ejemplo, sales de base de metal y agentes reductores y/o estabilizadores), control adecuado de ciertas reacciones intermedias (que se pueden producir o no), y control de reacciones de cristalización correspondientes para conseguir nanopartículas metálicas deseadas (Wang, 2011). Además, se pueden conseguir diferentes tipos de nanocristales bimetálicos tales como un núcleo/cubierta (también conocidos como heteroagregado), una heteroestructura o heteroagregado, un compuesto intermetálico, una mezcla o aleación, así como diversas disposiciones de núcleo y cubierta (Wanjala, 2011). Todos estos diferentes tipos de nanocristales bimetálicos pueden tener diferentes capacidades de rendimiento físico.

45 Además, se sabe que la preparación de aleaciones de oro y platino puede ser bastante difícil ya que tales aleaciones son metaestables y difíciles de preparar (Zhou, 2007). Algunas dificultades de preparación habituales surgen de una diversidad de problemas de procesamiento, incluyendo los diferentes potenciales de oxidación-reducción que existen para los distintos metales/iones metálicos. Además, se sabe que cuando el platino y el oro se alean, las nanopartículas de Pt-Au bimetálicas presentan propiedades fisicoquímicas únicas diferentes de las de los sólidos monometálicos y no aleados (Hernandez-Fernández, 2007).

Existe una diversidad de enfoques diferentes para la formación de nanoestructuras de núcleo-cubierta bimetálicas de Pt-Au, pero por lo general el oro se encuentra en el núcleo y el platino se encuentra en la superficie de los nanocristales bimetálicos formados. Es relativamente fácil hacer este tipo de estructuras de núcleo-cubierta debido a

55 los diferentes potenciales de reducción de los iones Au e iones Pt habituales en una solución (Ataee-Esfahani, 2010).

Además, está creciendo la conciencia de que el agente reductor y/o estabilizadores y/u otros componentes de material de partido usados durante la formación de nanopartículas en general, incluyendo nanopartículas bimetálicas de Pt-Au, puede tener un efecto muy grande sobre el rendimiento resultante de las nanopartículas. En particular, por ejemplo, aunque históricamente muchos han observado e informado sobre el rendimiento diferencial de nanopartículas debido a la forma y tamaño de los efectos de nanopartículas (es decir, se cree que el tamaño y la forma dictan el rendimiento), solo recientemente se han hecho intentos para cuantificar los efectos de materiales presentes en la superficie de la nanopartícula. La presencia de impurezas tales como las que proceden de una 65 diversidad de agentes estabilizadores y/o reductores y/o los materiales de partida usados durante la preparación de nanopartículas, pueden el rendimiento de forma más radical que el tamaño y la forma por sí solos (por ejemplo,

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tamaño y forma pueden ser secundarios, en algunos casos, a la química de superficie). En este sentido, algunos están ahora haciendo "sonar una alerta" con respecto a que el efecto estabilizante (por ejemplo, impurezas en la superficie de las nanopartículas) en las propiedades de las nanopartículas induce cambios en sus propiedades catalíticas. Por lo tanto, la consideración de cómo se formaron las nanopartículas y su química superficial particular

5 es de suma importancia en la comprensión de sus características de rendimiento (Zhang, 2010).

Además, se ha observado que la cantidad considerable de agentes tensioactivos y dispersantes usados también son una preocupación porque tales aditivos complican la evaluación de la verdadera actividad catalítica de una superficie de platino (por ejemplo, el rendimiento de la nanopartícula) (Roy, 2012).

Dado que la importancia de la química de superficie de nanopartículas está ahora empezando a enfocarse como una clave para la comprensión y el control de problemas de rendimiento de nanopartículas, ahora se están realizando intentos para eliminar los componentes asociados con los procesos de fabricación que se encuentran en la superficie de la nanopartícula formada (por ejemplo, la capa exterior o la presencia de componentes formados como

15 resultado de agente reductor y/o agente de protección de superficie y/u otros materiales de partida usados) incluyendo ir tan lejos como la utilización de un plasma de oxígeno combinado con separación electroquímica (Yang, 2011). Sin embargo, tales enfoques de modificación de superficie dan como resultado sus propios cambios en la superficie de la nanopartícula.

Algunos han medido ciertas propiedades asociadas con la morfología de la superficie (es decir, los componentes situados en la superficie de la nanopartícula como una función del proceso de formación) y concluyeron que la morfología de la superficie final de las nanopartículas incluye en su actividad catalítica subyacente, tal vez incluso más que los efectos de tamaño y forma (Liang, 2007).

25 B. Nanopartículas de oro coloidal de limpieza preparadas mediante técnicas de reducción química

En algunos casos, se permite que el revestimiento o película de superficie reductora permanezca como una impureza en la superficie de las nanopartículas, pero en otros casos, se intenta retirarlo con una diversidad de técnicas en cierto modo complejas y de coste elevado. Cuando se elimina, por lo general el revestimiento se sustituye por una composición o revestimiento alternativos para permitir que las nanopartículas permanezcan en suspensión cuando se hidraten. A menudo se subestima la influencia de la pureza de la superficie en la química y las propiedades de las nanopartículas; sin embargo, ahora los resultados indican que el alcance de la purificación puede tener un impacto significativo (Sweeney, 2006). Estos investigadores indicaron que una purificación suficiente de las nanopartículas puede ser más desafiante que la preparación por sí misma, lo que normalmente implica

35 procedimientos tediosos, que consumen mucho tiempo y que son ineficaces tales como los lavados de disolvente extensos y cristalización fraccionada. A falta de tal purificación, las variables de agentes contaminantes relacionados con la química de superficie en la superficie de nanopartículas químicamente reducidas influyen en la capacidad para comprender/controlar las relaciones básicas de estructura-función (Sweeney, 2006).

Las técnicas de procesamiento posteriores también pueden necesitar un conjunto de etapas de lavado, ciertas etapas de concentración o centrifugación y/o posteriores etapas de revestimiento de reacción química, todas las cuales son necesarias para conseguir resultados deseables y ciertas características de rendimiento (por ejemplo, estabilización debido a intercambio de ligando, eficacia, etc.) de las nanopartículas y suspensiones de nanopartículas (Sperling, 2008). En otros casos, se usan métodos de redisolución rigurosa para asegurar superficies

45 de nanopartículas muy limpias (Panyala, 2009).

Por lo tanto, otros han llegado a la conclusión de que el desarrollo de nanopartículas en la gestión, tratamiento y/o prevención de enfermedades se ve obstaculizada por el hecho de que algunos métodos de preparación actuales de nanopartículas se basan en gran medida en procesos de reducción química. De forma específica, Robyn Whyman, en 1996, reconoció que uno de los principales obstáculos en el progreso de los oros coloidales preparados con una diversidad de técnicas de química de reducción era la falta de cualquier "procedimiento de síntesis relativamente sencillo, reproducible y de aplicación general" (Whyman 1996).

Otros han comenzado a reconocer la incapacidad para liberar el rendimiento físico/biológico completamente adverso

55 de las nanopartículas formadas a partir de los procesos de formación química (es decir, reducción química) usados para su preparación. En este sentido, aunque algo complejos, caros y no respetuosos con el medio ambiente, se pueden usar algunos procesos de lavado o limpieza para intentar alterar o limpiar la superficie de las nanopartículas producidas mediante química de reducción, algunos elementos del proceso químico pueden permanecer y afectar a la superficie de las nanopartículas (y de este modo a su funcionamiento, incluyendo eficacia biológica y/o toxicidad).

Otros han desarrollado métodos para la eliminación de PVP con un método químico fácil y novedoso combinado con la reducción al mínimo de algunos cambios químicos durante la extracción (Monzo, 2012) con el fin de tratar de conseguir superficies de las nanopartículas limpias. Sin embargo, la eliminación de estos materiales a través de enfoques tradicionales de lavado sigue siendo difícil de alcanzar.

65 En cada una de las composiciones coloidales producidas con enfoques de química de reducción, es evidente que un revestimiento de superficie que comprende uno o más elementos del agente reductor y/o el agente tensioactivo o de protección estará presente sobre (o en) al menos una parte de las nanopartículas en suspensión. El uso de un reductor (es decir, un agente reductor) puede ayudar en la suspensión de las nanopartículas en el líquido (por ejemplo, agua). Sin embargo, a veces se añaden el revestimiento o impureza de superficie de agente reductor o

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5 incluso se sustituye con revestimientos de tensioactivo o agentes de protección. Tales revestimientos o películas de reductor/agente tensioactivo se pueden visualizar como impurezas situadas sobre y/o en las nanopartículas de base de metal y pueden dar como resultado tales coloides o soles que en realidad poseen más de las propiedades del revestimiento o película protectores de la nanopartícula per se (Weiser , p. 42, 1933).

Por ejemplo, algunos tensioactivos y polímeros anfifílicos se han llegado a involucrar en gran medida no solamente en la formación de nanopartículas (que influyen en tamaño y forma), sino también en las nanopartículas per se. Algunas propiedades de la superficie de las nanopartículas se modifican mediante revestimientos de agente reductor y/o revestimientos de molécula de tensioactivo (Sperling, 2008).

15 C. Técnicas de fabricación de nanopartículas que no dependen de agentes reductores químicos añadidos

1. Sonoelectroquímica

Existe una diversidad de técnicas sonoelectroquímicas para producir tanto nanopartículas metálicas individuales como nanopartículas bimetálicas. Por lo general, los procesos sonoeléctricos dirigen la energía eléctrica y acústica hacia sales de materiales de partida basadas en metales (por ejemplo, HAuCl4·4H2O (AuCl4-), NaAuCl4·2H2O, H2PtCl6·6H2O, HAuCl3·3H2O, etc.) y se hace que los iones metálicos en esas sales se reduzcan con una o más especies reductoras creadas con el método sonoelectroquímico. En este sentido, a menudo un solo electrodo induce el crecimiento de nanopartículas en el mismo mediante una etapa electroquímica, seguida de una etapa acústica

25 que, más o menos, intenta expulsa las nanopartículas fuera desde el electrodo y también crea material reductor adicional, por ejemplo, mediante lisis de las moléculas de agua. En este sentido, por lo general un solo electrodo realiza una tarea doble tanto de electroquímica (por ejemplo, formación de nanopartículas) como de química acústica (por ejemplo, formación de agente reductor) (Nagata, 1996).

La mayoría de las técnicas de sonoelectroquímicas utilizan uno o más agentes reductores y/o de protección, además de cualquiera de los que se pueden formar in situ con el proceso. En este sentido, se ha utilizado una diversidad de polímeros diferentes como agentes de protección para nanopartículas metálicas individuales (Saez, 2009). Sin embargo, el trabajo de otros (Liu, 2004; Ou, 2011 Mai, 2011; y Liu, 2006) describen todos técnicas sonoelectroquímicas similares para la preparación de nanopartículas de oro con métodos que utilizan pulsos

35 sonoelectroquímicos, supuestamente, sin agentes reductores añadidos. Por ejemplo, se ha desvelado la utilización de una solución de ácido en combinación con ciclado electroquímico para separar iones de oro a partir de un electrodo de oro y formar compuestos de AuCl4-en una solución acuosa (Liu, 2004). Posteriormente, los iones de oro se reducen mediante la creación de especies reductoras (por ejemplo, productos de lisis de H2O) producidas en su proceso sonoelectroquímico. Aparentemente, sin embargo, las concentraciones de nanopartículas de oro producidas son bastante limitadas con esta técnica (por ejemplo, 3 ppm) sin la adición de otros materiales (por ejemplo, estabilizadores) (Ou, 2011).

Se han usado algunos métodos sonoelectroquímicos alternativos para preparar nanopartículas de oro. De forma específica, se ajustó el pH de los materiales de partida de HAuCl4·4H2O y KNO3 mediante la adición de NaOH para

45 obtener diferentes valores de pH, indicándose como óptimo un pH de aproximadamente 10. Se produjeron nanopartículas con diámetros de aproximadamente 20 nm. El potencial superficial de las nanopartículas de oro alrededor del pH de 10 fue -54,65 mV. Se concluyó que los grupos OH se adsorbían sobre nanopartículas de oro y provocaban la repulsión electrostática entre las mismas. Por lo tanto, no fue necesaria la adición de agentes reductores (Shen, 2010).

También se ha establecido una diversidad de técnicas sonoelectroquímicas para la preparación de nanopartículas bimetálicas. Por ejemplo, se han preparado nanopartículas de platino-oro estabilizadas con PEG-MS (monoestearato de polietilenglicol) (Fujimoto, 2001). Además, también se han preparado nanopartículas binarias de oro/platino preparadas mediante sonoelectroquímica utilizando agentes tensioactivos (tensioactivos aniónicos; dodecil sulfato

55 sódico (SDS) o el tensioactivo no iónico monoestearato de polietilenglicol, PEG-MS) (Nakanishi, 2005). En este método, se informa que la adición de algunos tensioactivos es indispensable (Nakanishi, 2005). Del mismo modo, en algún trabajo relacionado, se ha informado el uso de SDS o PEG-MS en combinación con diversas técnicas sonoelectroquímicas (Takatani, 2003). Todos estos nanocristales bimetálicos preparados con técnicas sonoelectroquímicas requieren el uso de agentes tensioactivos.

2. Radiación de Rayos Gamma

Algunas técnicas radiolíticas para la preparación de nanopartículas se han dirigido principalmente a los metales individuales (es decir, no bimetales). Otra técnica más antigua y más compleja para minimizar o eliminar la 65 necesidad de agentes reductores y/o para minimizar los productos de oxidación indeseables del agente reductor utiliza radiación γ de una fuente de 60Co a una tasa de dosis de 1,8 x 104 rad/h. En este caso, el Au(CN)2 se redujo

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creando primero electrones hidratados a partir de la radiólisis del agua y utilizando los electrones hidratados para reducir los iones de oro, es decir:

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eac + Au(CN)2 → Au0 + 2CN-(Henglein, 1998).

5 Además, también se ha producido la creación de electrones hidratados y radicales OH mediante la activación del pulso de un acelerador lineal (Ghosh-Mazumdar, 1968). Tales especies creadas ayudan en la reducción de diversos metales a partir de sales basadas en metales acuosos.

10 3. Radiación de Rayos X

La mayoría de los trabajos que usan rayos X para la preparación de nanopartículas de base de metal se han centrado en nanopartículas basadas en metales con una composición de un solo metal, sin embargo, también se han producido algunos trabajos recientes sobre la radiación de rayos X intensa para preparar aleaciones (con

15 tensioactivos) .

El uso de la síntesis de rayos X con sincrotrón de HAuCl4, con NaCO3 añadido, se ha usado para prepara nanopartículas de oro coloidal sin añadir agente reductor adicional (Yang, 2006). En esta técnica, una sal de oro se disolvió para obtener una solución y se añadió una cantidad apropiada de NaHCO3 a la misma. El resultado

20 informado era tamaños de partícula de 10-15 nm, tal como se mide, un pH de aproximadamente 7 y las suspensiones de oro eran relativamente estables debido a la coordinación de los grupos OH alrededor de las nanopartículas de oro (Yang, 2006).

También se han producido nanosoles de oro metálico individual estabilizados con protección electrostática debido a

25 la radiación de rayos X (Wang, 2007; Wang, 2007). Los rayos X generaban electrones reductores en las soluciones precursoras. Se observó que este enfoque necesitaba haces de rayos X muy intensos (por lo que se necesitan fuentes de sincrotrón) (Wang, 2007; Wang, 2007). Además, las suspensiones de nanopartículas se formaban con un pH de 9 y tenían un potencial superficial de -57,8 +/-mV, tal como se mide con un medidor zeta. Las nanopartículas formadas tenían un tamaño de aproximadamente 10 nm de tamaño. Además, la modificación del pH a valores entre

30 6-9 se producía mediante la adición de NaOH a la solución (Wang, 2007). Además, los rayos X usados están muy por encima del umbral de energía para la radiólisis del agua y la energía adicional de rayos X pueden estar causando reacciones intermedias que no reconocen (por ejemplo, efectos cinéticos) (Wang, 2007).

Además, se han usado reacciones fotoquímicas de rayos X para preparar suspensiones de nanopartículas de oro

35 (Ma, 2008). Se observó que el conocimiento de los detalles de las reacciones intermedias antes de la formación de nanopartículas es fundamental para controlar tamaño, forma y propiedades (Ma, 2008).

También se ha desvelado una síntesis en un solo recipiente de aleaciones de Au-Pt mediante radiación de rayos X intensa (Wang, 2011). Los rayos X incidentes irradian una solución de sal de oro/platino (es decir, HAuCl4·3H2O y

40 H2PtCl6·6H2O) que contiene PEG (una molécula de tensioactivo común que se sabe que evita la agregación de nanopartículas). Sin embargo, se observó que el PEG podía influir de forma negativa en aplicaciones que son sensibles a las condiciones superficiales, tales como catálisis (Wang, 2011).

4. Radiación Láser

45 Se han preparado nanopartículas bimetálicas de Pt-Au mediante síntesis de láser de femtosegundos (Chau, 2011). De forma específica, soluciones de sal de oro y platino se combinaron con PVP (un agente de dispersión/estabilizante conocido) y la solución se irradió con láser. En un trabajo relacionado, se producía una radiación láser de intensidad elevada de una solución similar de sales de oro y platino. Sin embargo, en esta

50 solución se añadió PEG y se encontró que las nanopartículas resultantes no eran estables (Nakamura, 2011; Nakamura, 2010; Nakamura, 2009).

5. Ablación Láser

55 También se ha intentado un enfoque de ablación con láser de arriba hacia abajo para preparar nanopartículas de oro. Sin embargo, la ablación con láser por lo general da como resultado algún tipo de óxido en la superficie de la diana metálica (Sylvestre, 2004).

6. Aceleradores de Electrones

60 También se han preparado nanopartículas de oro-platino bimetálicas por irradiación con haz de electrones (Mirdamadi-Esfahani, 2010). De forma específica, en este enfoque, la irradiación de haz de electrones crea electrones hidratados y radicales reductores debido a la radiólisis del agua. Las sales metálicas de oro y platino (es decir, KAuCl4 and H2PtCl6) se mezclan con ácido poliacrílico (es decir, un agente de dispersión/estabilizante) y los

65 electrones acelerados se dirigen a las mismas.

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D. Rendimiento Biológico

Diferentes químicas de superficie o películas superficiales (por ejemplo, la presencia de composiciones y/o espesores de productos secundarios reductores (por ejemplo, películas) de agentes reductores o productos

5 secundarios reductores) pueden dar como resultado diferentes interacciones de las nanopartículas con, por ejemplo, una diversidad de proteínas en un organismo. Las fuerzas de unión biofísicas (por ejemplo, electrostáticas, hidrófobas, unión de hidrógeno, van der Waals) de nanopartículas a las proteínas son una función no solamente del tamaño, forma y composición de las nanopartículas, sino también del tipo y/o espesor de las impurezas de la superficie o revestimiento(s) en las nanopartículas (Lacerda, 2010).

Una mejor comprensión de los efectos biológicos de las nanopartículas requiere una comprensión de propiedades de unión de las proteínas in vivo, que se asocian con las nanopartículas. La absorción de proteína (o una corona de proteína) en nanopartículas puede cambiar en función del tamaño de las nanopartículas y la composición y expresó de la capa superficial. Las capas de proteína que "visten" las nanopartículas controlan la propensión de las

15 nanopartículas para agregar e influir fuertemente en su interacción con materiales biológicos (Lacerda, 2010).

Además, tanto la forma como la química superficial de las nanopartículas influían en citotoxicidad y absorción celular en modelos de sistemas biológicos (Qiu, 2010). Sin embargo, se concluyó que solamente la química superficial contribuye a una citotoxicidad indeseable. En particular, se demostró que algunas nanopartículas de oro revestidas con CTAB (es decir, bromuro de cetiltrimetilamonio) liberan porciones de sus revestimientos en diferentes puntos en un proceso biológico y/o ubicación o ubicaciones diferentes dentro de un organismo, lo que da como resultado toxicidad (Qui, 2010).

Además, en un artículo importante publicado en 2010, los autores afirman que desde 1981, más de 230 estudios

25 publicados utilizan nanopartículas de oro generadas a partir del método de reducción de citrato con escasez de datos sobre componentes que no son de oro en el sistema de reacción (Balassubramanian, 2010). Los autores concluyen que es evidente que gran parte de los ensayos de rendimiento biológico se han sesgado por la falta de comprensión de los componentes presentes en/sobre las nanopartículas (por ejemplo, la química superficial) que no sean nanopartículas per se (Balassubramanian, 2010).

La corona de proteína que se forma sobre una nanopartícula es importante porque es la corona de proteína la que proporciona la identidad biológica a la nanopartícula (Lynch, 2007). La superficie de las nanopartículas ayuda en la formación de la corona de proteína así como su tamaño y su forma (Lynch, 2007).

35 Además, la administración de fármacos basada en albúmina se ha reconocido como un nuevo enfoque terapéutico (Wunder, 2003; Stehle, 1997; Stehle, 1997). De forma específica, la unión albúmina ayuda en la administración del agente terapéutico a ubicaciones diana deseadas dando como resultado una eficacia más elevada/toxicidad menor.

Referencias

Las referencias mencionadas en todo el apartado " Antecedentes de la Invención" se enumeran a continuación con detalle.

Ataee-Esfahani, H., Wang, L., Nemoto, Y. e Yamauchi, Y. (2010). Synthesis of Bimetallic Au@Pt Nanoparticles 45 with Au Core and Nanostructured Pt Shell toward Highly Active Electrocatalysts. Chem. Mater., 22, 6310-6318.

Balasubramanian, S.K., Yang, L., Yung, L.-Y.L., Ong, C.-N., Ong, W.-Y. e Yu, L.E. (2010). Characterization, purification, and stability of gold nanoparticles. Biomaterials, 31, 9023-9030.

Brown, C.L., Whitehouse, M.W., Tiekink, E.R.T., y Bushell G.R. (2008). Colloidal metallic gold is not bio-inert. Inflammopharmacology, 16, 133-137.

Chau, J.L.H., Chen, C.-Y., Yang, M.-C., Lin, K.-L., Sato, S., Nakamura, T., Yang, C.-C. y Cheng, C.-W. (2011). Femtosecond laser synthesis of bimetallic Pt-Au nanoparticles. Materials Letters, 65, 804-807.

55 Faraday, M. (1857). The Bakerian lecture: Experimental relations of gold (and other metals) to light. Philosoph. Trans. R. Soc. London, 147, 145-181.

Fujimoto, T., Mizukoshi, Y., Nagata, Y., Maeda, Y. y Oshima, R. (2001). Sonolytical Preparation of Various Types of Metal Nanoparticles in Aqueous Solution. Scipta mater., 44, 2183-2186.

Ghosh-Mazumdar, A.S. (1968). A Pulse Radiolysis Study of Bivalent and Zerovalent Gold in Aqueous Solutions. Radiation Chemistry, 193-209.

65 Henglein, A. y Meisel, D. (1998). Radiolytic Control of the Size of Colloidal Gold Nanoparticles. Langmuir, 14, 7392-7396.

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Hernandez-Fernandez, P., Rojas, S., Ocon, P., Gomez de la Fuente, J.L., San Fabian, J., Sanza, J., Pena, M.A., Garcia-Garcia, F.J., Terreros, P. y Fierro, J.L.G. (2007) Influence of the Preparation Route of Bimetallic Pt-Au Nanoparticle Electrocatalysts for the Oxygen Reduction Reaction. J. Phys. Chem. C, 111, 2913-2923.

Kimling, J., Maier, M., Okenve, B., Kotaidis, V., Ballot, H. y Plech, A. (2006). Turkevich Method for Gold Nanoparticle Synthesis Revisited. J. Phys. Chem. B, 110, 15700-15707.

Lacerda, S.H.D.P., et al. (2010). Interaction of Gold Nanoparticles with Common Human Blood Proteins. American Chemical Society, 4 (1), 365-379.

Liu, Y.-C., Lin, L.-H. y Chiu, W.-H. (2004) Size-Controlled Synthesis of Gold Nanoparticles from Bulk Gold Substrates by Sonoelectrochemical Methods. J. Phys. Chem. B, 108, 19237-19240.

Liu, Y.-C., Yu, C.-C, e Yang, K.-H. (2006). Active catalysts delectrochemically prepared gold nanoparticles for the decomposition of aldehyde in alcohol solutions. Electrochemistry Communications, 8, 1163-1167.

Liu, Y.-C., Lee, H.-T. y Peng, H.-H. (2004). New pathway for sonoelectrochemical synthesis of gold-silver alloy nanoparticles from their bulk substrates. Chemical Physics Letters, 400, 436-440.

Lynch, I., Cedervall, T., Lundqvist, M., Cabaleiro-Lago, C., Linse, S. y Dawson, K.A. (2007). The nanoparticleprotein complex as a biological entity; a complex fluids and surface science challenge for the 21st century. Advances in Colloid and Interface Science, 134-135.

Ma, Q., Divan, R., Mancini, D.C. y Keane, D. T. (2008). Elucidating Chemical and Morphological Changes in Tetrachloroauric Solutions Induced by X-ray Photochemical Reaction. J. Phys. Chem. A., 112, 4568-4572.

Mai, F.-D., Hsu, T.-C., Liu, Y.-C. e Yang, K.-H. (2011). Strategy of fabricating enriched gold nanoparticles based on electrochemical methods. Materials Letters, 65, 1788-1790.

Mirdamadi-Esfahani, M., Mostafavi, M., Keita, B., Nadjo, L., Kooyman, P. y Remita, H. (2010). Bimetallic Au-Pt nanoparticles synthesized by radiolysis: Application in electro-catalysis. Gold Bulletin, 43, (1).

Monzo, J., Koper, M.T.M. y Rodriguez, P. (2012). Removing Polyvinylpyrrolidone from Catalytic Pt Nanoparticles without Modification of Superficial Order. ChemPhysChem, 13, 709-715.

Nagata, Y., Mizukoshi, Y. Okitsu, K. y Maeda, Y. (1996). Sonochemical Formation of Gold Particles in Aqueous Solution. Radiation Research, 146, 333-338.

Nakamura, T., Herbani, Y. y Sato, S. (2011). Fabrication of Gold-Platinum Nanoalloy by High-Intensity Laser Irradiation of Solution. Supplemental Proceedings, 2, 3-8.

Nakamura, T., Herbani, Y. y Sato, S. (2010). Fabrication of gold-platinum nanoparticles by intense, femtosecond laser irradiation of aqueous solution. Optical Society of America.

Nakamura, T., Magara, H., Herbani, Y., Ito, A. y Sato, S. (2009). Fabrication of gold-platinum nanoparticles by intense, femtosecond laser irradiation of aqueous solution. Optical Society of America.

Nakanishi, M., Takatani, H., Kobayashi, Y., Hori, F., Taniguchi, R., Iwase, A. y Oshima, R. (2005). Characterization of binary gold/platinum nanoparticles prepared by sonochemistry technique. Applied Surface Science, 241, 209-212.

Ou, K.-L., Yang, K.-H., Liu, Y.-C., Hsu, T.-C. y Chen, Q.-Y. (2011). New strategy to prepare enriched and small gold nanoparticles by sonoelectrochemical pulse methods. Electrochimica Acta, 58, 497-502.

Panyala, N.G., Pena-Mendez, E.M., y Havel, J. (2009). Gold and nano-gold in medicine: overview, toxicology and perspectives. Journal of Applied Biomedicine, 7, 75-91.

Qiu, Y., et al. (2010). Surface chemistry and aspect ratio mediated cellular uptake of Au nanorods. Biomaterials, 31, 7606-7619.

Roy, R.K., Njagi, J.I., Farrell, B., Halaciuga, I., Lopez, M. y Goia, D.V. (2012). Deposition of continuous platinum shells on gold nanoparticles by chemical precipitaion. Journal of Colloid and Interface Science, 369, 91-95.

Saez, V. y Mason, T.J. (2009). Sonoelectrochemical Synthesis of Nanoparticles. Molecules, 14, 4284-4299.

Sakai, T., Enomoto, H., Torigoe, K., Kakai, H. y Abe, M. (2008). Surfactant-and reducer-free synthesis of gold nanoparticles in aqueous solutions. Colloids and Surface A: Physiocochemical and Engineering Aspects, 18-26.

imagen7

Shen, Q., Min, Q., Shi, J., Jiang, L., Hou, W. y Zhu, J.-J. (2011). Synthesis of stabilizer-free gold nanoparticles by puls sonoelectrochemical method. Ultrasonics Sonochemistry, 18, 231-237.

5 Sperling, R.A., Gil, P.R., Zhang, F., Zanella, M., y Parak, W.J. (2008). Biological applications of gold nanoparticles. Chem. Soc. Rev, 37, 1896-1908.

Stehle, G., Sinn, H., Wunder, A., Schrenk, H.H., Schutt, S., Maier-Borst, W. y Heene, L. (1997). The loading rate determines tumor targeting properties of methotrexate-albumin conjugates in rats. Anti-Cancer Drugs, 8, 677-685.

Stehle, G., Wunder, A., Sinn, H., Schrenk, H.H., Schutt, S., Frei, E., Hartung, G., Maier-Borst, W. y Heene, D.L. (1997). Pharmacokinetics of methotrexate-albumin conjugates in tumor-bearing rats. Anti-Cancer Drugs, 8, 835

844.

15 Sweeney, S.F., Woehrle, G.H. y Hutchison, J.E. (2006). Rapid Purification and Size Separation of Gold Nanoparticles via Diafiltration. J. Am. Chem. Soc., 128, 3190-3197.

Sylvestre, J.-P., Poulin, S., Kabashin, A.V., Sacher, E., Meunier, M. y Luong, J.H.T. (2004). Surface Chemistry of Gold Nanoparticles Produced by Laser Ablation in Aqueous Media. J. Phys. Chem. B., 16864-16869.

Takatani, H., Kago, H., Nakanishi, M., Kobayashi, Y., Hori, F. y Oshima, R. (2003). Characterization of Noble Metal Alloy Nanoparticles Prepared by Ultrasound Irradiation. Rev. Adv. Mater. Sci., 5, 232-238.

25 Wang, C.H., et al. (2007). Aqueous gold nanosols stabilized by electrostatic protection generated by X-ray irradiation assisted radical reduction. Materials Chemistry and Physics, 106, 323-329.

Wang, D. y Li, Y. (2011). Bimetallic Nanocrystals: Liquid-Phase Synthesis and Catalytic Applications. Adv. Mater, 23, 1044-1060.

Wang, C.-H., Hua, T.-E., Chien, C:-C., Yu, Y.-L., Yang, T.-Y., Liu, C.-J., Leng, W.-H., Hwu, Y., Yang, Y.-C., Kim, C.-C., Je, J.-H., Chen, C.-H., Lin, H.-M. y Margaritondo, G. (2007). Aqueous gold nanosols stabilized by electrostatic protection generated by X-ray irradiation assisted radical reduction. Materials Chemistry and Physics, 106, 323-329.

35 Wang, C.-H., Chien, C.-C., Yu, Y.-Lu., Liu, C.-J., Lee, C.-F., Chen, C.-H., Hwu, Y., Yang, C.-S., Je, J.-H. y Margaritondo, G. (2007). Structural properties of ’naked’ gold nanoparticles formed by synchrotron X-ray irradiation. J. Synchrotron Rad., 14, 477-482.

Wang, C.-L., Hsao, B.-J., Lai, S.-F., Chen, W.-C., Chen, H.-H., Chen, Y.-Y., Chien, C.-Ch. Cai, X., Kempson, I.M., Hwu, Y. y Margaritondo, G. (2011). One-pot synthesis of AuPt alloyed nanoparticles by intense x-ray irradiation. Nanotechnology, 22, 065605-065611.

Wanjala, B.N., Luo, J., Fang, B., Mott, D. y Zhong, C-J. (2011). Gold-platinum nanoparticles: alloying and phase 45 segregation. J. Mater. Chem, 21, 4012-4020.

Weiser, H.B. Inorganic Colloid Chemistry -Volume I: The Colloidal Elements. New York: John Wiley & Sons, Inc., 1933.

Whyman, R. (1996). Gold Nanoparticles A Renaissance in Gold Chemistry. Gold Bulletin, 29 (1), 11-15.

Wunder, A. Muller-Ladner, U., Stelzer, E.H.K., Funk, J., Neumann, E., Stehle, G., Pap, T., Sinn, H., Gay, S. y Fiehn, C. (2003). Albumin-Based Drug Delivery as Novel Therapeutic Approach for Rheumatoid Arthritis. The Journal of Immunology, 170, 4793-4801.

55 Yang, S., Park, N.-Y., Han, J.W., Kim, C., Lee, S.-C. y Lee, H. (2012). A distinct platinum growth mode on shaped nanocristales de oro. Chem. Commun, 48, 257-259.

Yang, Y.-C., Wang, C.-H., Hwu, Y.-K. y Je, J.-H. (2006). Synchrotron X-ray synthesis of colloidal gold particles for drug delivery. Materials Chemistry and Physics, 100, 72-76.

Zhang, G.-R. y Xu, B.-Q. (2010). Surprisingly strong effect of stabilizer on the properties of Au nanoparticles and Pt^Au nanostructures in electrocatalysts. Nanoscale, 2, 2798-2804.

65 Zhou, S., Jackson, G.S. y Eichhorn, B. (2007). AuPt Alloy Nanoparticles for CO-Tolerant Hydrogen Activation: Architectural Effects in Au-Pt Bimetallic Nanocrystals. Adv. Funct. Mater., 17, 3099-3104.

Sumario de la invención

Se proporcionan nuevas suspensiones de nanocristales bimetálicos que tienen superficies nanocristalinas que pueden estar básicamente libres (como se define en el presente documento) de impurezas o películas orgánicas o

5 de otro tipo, o en ciertos casos pueden contener alguna película o revestimiento parcial deseables. De forma específica, las superficies son "limpias" con respecto a las preparadas usando procesos de reducción química que requieren agentes reductores y/o tensioactivos químicos para que crezcan nanopartículas de oro a partir de iones metálicos en solución. Las suspensiones o coloides nanocristalinos bimetálicos resultantes tienen intervalos de pH deseables tales como 4,0 -12,0, pero más habitualmente 5,0 -11,0, e incluso más habitualmente 8,0 -11,0, y en muchas realizaciones, 10,0-11,0 y valores de potencial zeta de al menos -20 mV, y más habitualmente al menos 40 mV, e incluso más habitualmente al menos -50 mV para los intervalos de pH de interés.

Las formas y distribuciones de formas de estos nanocristales bimetálicos preparados de acuerdo con el proceso de preparación que se describe a continuación incluyen, pero no se limitan a, esferas, pentágonos, hexágonos (por

15 ejemplo, bipirámides hexagonales, icosahedros, octahedros), y "otros".

Se puede proporcionar cualquier tamaño medio deseado de nanocristales bimetálicos inferior a 100 nm. Los intervalos de tamaño cristalino más deseables incluyen los que tienen un tamaño de cristal medio (tal como se mide y se determina con técnicas específicas que se desvelan con detalle en el presente documento) que es predominantemente inferior a 100 nm, y más habitualmente inferior a 50 nm, incluso más habitualmente inferior a 30 nm, y en muchas de las realizaciones preferentes que se desvelan en el presente documento, el tamaño medio del cristal para la distribución de tamaño del nanocristal es inferior a 20 nm y con un intervalo incluso más preferente de 8-18 nm. Sin embargo, para ciertas aplicaciones, las técnicas electroquímicas que se desvelan en el presente documento se pueden utilizar para obtener nanocristales más grandes, si se desea.

25 Se puede proporcionar una diversidad de concentraciones de nanocristales bimetálicos de acuerdo con la invención. Por ejemplo, las concentraciones de metal atómico total de nanocristales bimetálicos producidos inicialmente pueden ser unas pocas partes por millón (es decir, µg/ml o mg/l) hasta unos pocos cientos de ppm, pero por lo general están en el intervalo de 2-200 ppm (es decir, 2 µg/ml -200 µg/ml) y más a menudo en el intervalo de 2-50 ppm (es decir, 2 µg/ml -50 µg/ml) e incluso más habitualmente 5-20 ppm (es decir, 5 µg/ml -20 µg/ml). Sin embargo, en el presente documento se desvela nuevas técnicas de concentración que permiten que se forme el producto "inicial" concentrado con ppm entre 200-5.000 ppm y más preferentemente, 200-3.000 ppm y más preferentemente, 200

1.000 ppm.

35 Los nanocristales bimetálicos en suspensión se pueden preparar en forma de aleaciones, aleaciones parciales, de fase segregada o heteroagregados o mezclas. En realizaciones preferentes en el presente documento, los nanocristales bimetálicos son aleaciones y/o heteroagregados. Por lo general, el oro es el componente principal (es decir, más en peso y más en volumen) y por lo general el platino es el componente secundario (es decir, menos en peso y menos en volumen). Algunas proporciones habituales varían de 2/1 a 10/1, con los intervalos preferentes siendo de 3/1 a 8/1, e incluso más preferentes de 3/1 a 6/1.

Se proporciona nuevo conjunto de procesos para producir estos nanocristales bimetálicos únicos. Cada proceso implica la creación de los nanocristales bimetálicos en agua. En una realización preferente, el agua contiene un "potenciador del proceso" añadido que no se une de forma significativa a los nanocristales formados, sino que su

45 lugar facilita la nucleación/crecimiento del cristal durante el proceso de crecimiento estimulado de forma electroquímica. El potenciador del proceso desempeña papeles importantes en el proceso que incluyen, por ejemplo, proporcionarían escarpados en la solución electroquímica para permitir que los cristales crezcan.

En una realización preferente, una primera etapa incluye la formación de una especie basada en metal de platino con al menos un potenciador del proceso y la suspensión/solución acuosa formada se usa a continuación como una solución/suspensión de material de partida en una segunda etapa en la que una especie de base de metal de oro se reduce y/o correduce para que los nanocristales bimetálicos crezcan en agua. De forma específica, el proceso implica una primera formación electroquímica de al menos una especie de platino en agua y al menos un producto de lisis de agua, creando de este modo una especie de platino y material acuoso; y el uso del material de

55 platino/acuoso creado en una segunda reacción electroquímica para formar una suspensión de nanocristales bimetálicos de oro-platino en agua.

Siguiendo los procesos de la invención de preparación electroquímica de la invención, estos nanocristales bimetálicos pueden formar aleaciones o "revestimientos" metálicos (o porciones de revestimientos, por ejemplo, islotes) en metales núcleo o como alternativa, pueden formar heteroagregados. Como alternativa, se puede preparar una mezcla de nanocristales. Además, una gama de aleaciones o mezclas o heteroagregados puede aparecer dentro de un solo coloide o suspensión, si se desea. En algunos casos, algunos iones metálicos residuales deseables pueden estar en solución en la suspensión.

65 Estos nuevos procesos electroquímico se pueden producir ya sea en un proceso discontinuo, semicontinuo o continuo. Estos procesos dan como resultado concentraciones nanocristalinas bimetálicas controladas, tamaños de nanocristales controlados e intervalos de tamaño de nanocristales controlados. Se proporcionan nuevos montajes de preparación para producir estos nanocristales bimetálicos.

imagen8

Dado que estos nanocristales bimetálicos tienen superficies básicamente más limpias que las nanopartículas de

5 base metálica (o de base bimetálica) disponibles anteriormente, y de forma deseable pueden contener planos cristalografía por los de índice bajo extendidos en el espacio que forman nuevas formas cristalinas y/o distribuciones de forma cristalina, parece que los nanocristales bimetálicos son más activos (por ejemplo, más biológicamente activos y pueden ser menos tóxicos) con respecto a los que contienen contaminantes superficiales tales como agentes reductores y/o tensioactivos químicos o materiales de partida residuales que resultan de procesos tradicionales de reducción química (u otros). Por lo tanto, algunos usos para las nanopartículas, tales como, procesos de catálisis, tratamientos médicos, procesos biológicos, diagnóstico médico, etc., se pueden ver afectados a concentraciones más bajas de nanocristales de base metálica preparados de acuerdo con las técnicas en el presente documento.

15 Además, dado que se proporcionan los iones metálicos de material de partida usados para hacer crecer los nanocristales bimetálicos mediante electrodos metálicos sacrificiales usados durante los diversos procesos electo químicos, que no son requisitos para sales de base de oro (por el equivalente) o sales de base de platino (por el equivalente) para proporcionarlos como materiales de partida para la formación de suspensiones de nanocristales bimetálicos de Au-Pt. Por consiguiente, que es necesario que algunos componentes tales como Cl-, cloruros o materiales de base de cloro formen parte del nuevo proceso o parte de las nuevas suspensiones de nanocristales bimetálicos producidas. Además, no se necesitan ácidos de base de cloro para producir las suspensiones bimetálicas de Au-Pt.

Además adicionalmente, las suspensiones o coloides de nanocristal bimetálico de base de metal de la presente

25 invención mencionadas anteriormente se pueden mezclar o combinar con otras soluciones o coloides de base metálica para formar nuevas mezclas de solución o coloides (por ejemplo, en este caso, se pueden distinguir especies metálicas distintas, ya sea como especies compuestas o distintas en una suspensión).

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 muestra una vista transversal esquemática de un conjunto de electrodo manual de acuerdo con la presente invención. La Figura 2 muestra una vista transversal esquemática de un conjunto de control de electrodo automático de acuerdo con la presente invención.

35 Las Figuras 3a-3e muestran cinco realizaciones representativas diferentes de configuraciones para el electrodo

1. La Figura 4 muestra una vista esquemática transversal de plasmas producidos utilizando una configuración específica del electrodo 1 que corresponde a la Figura 3e. Las Figuras 5a-5e muestran una diversidad de vistas transversales de diversos elementos de depósito 30. La Figura 6 muestra una vista transversal esquemática de un conjunto de dispositivos de control 20 situados en un elemento de depósito 30 con un líquido 3 que fluye a través del mismo y a un recipiente de almacenamiento

41. La Figura 7a muestra un muestra un diagrama del cableado eléctrico del transformador de AC para su uso con diferentes realizaciones de la invención.

45 La Figura 7b muestra una vista esquemática de un transformador 60 y las Figuras 7c y 7d muestran representaciones esquemáticas de y las dos ondas sinusoidales en fase y desfasadas, respectivamente. La Figura 8a muestra una vista de los cables de oro 5a y 5b usados en algunos ejemplos en el presente documento. La Figura 8b muestra una vista de los cables de oro 5a y 5b usados en algunos ejemplos en el presente documento. La Figura 8c muestra el dispositivo 20 usados para todos los Ejemplos en el presente documento que utilizan un plasma. Las Figuras 8d, 8e, 8f y 8g muestran diagramas de cableado usados para supervisar y/o controlar los dispositivos 20.

55 La Figura 8h y 8i show muestran diagramas de cableado usados para dispositivos de potencia 20. La Figura 8j muestra un diseño de cables de alimentación 5/5 en los dispositivos 20. La Figura 9 muestra un primer elemento de depósito 30a’ en el que se crea un plasma 4a. La salida de este primer elemento de depósito 30a’ fluye a un segundo elemento de depósito 30b’. Las Figuras 10a-10d muestran un diseño alternativo del elemento de depósito 30b’ en el que las partes del elemento de depósito 30a’ y 30b’ son contiguas. Las Figuras 11a-11b muestran dos elementos de depósito 30b’ usados en conexión con las Figuras 10a-10d y diversos Ejemplos en el presente documento. La Figura 11c muestra una fotomicrografía de TEM representativa de componentes de oro seco formados en conexión con el Ejemplo 1.

65 La Figura 11d muestra un histograma de distribución del tamaño de partícula a partir de medidas de TEM para los componentes formados en conexión con el Ejemplo 1.

imagen9

La Figura 11e muestra los patrones de espectros de UV-Vis de cada una de las suspensiones de oro preparadas de acuerdo con el Ejemplo 1. La Figura 12a muestra un esquema de un aparato usado en un método de lote mediante el cual, en una primera etapa, se crea un plasma 4 para que acondicione un fluido 3’.

5 Las Figuras 12b y 12c muestran un esquema de un aparato usado en un método de lote que utiliza los cables 5a y 5b para formar nanocristales bimetálicos en suspensión (por ejemplo, un coloide) en asociación con el aparato mostrado en la Figura 12a y tal como se analiza en diversos Ejemplos en el presente documento. La Figura 12d muestra un esquema de un aparato usado en un método de lote que utiliza los cables 5a y 5b para formar nanocristales bimetálicos en suspensión (por ejemplo, coloide) en asociación con el aparato que se muestra en la Figura 12a, y tal como se analiza en diversos ejemplos en el presente documento. La Figura 12e muestra una vista esquemática del amplificador usado en los Ejemplos 2 y 3. La Figura 12f muestra una vista esquemática de la fuente de alimentación usada en los Ejemplos 2 y 3. La Figura 12g muestra el patrón de espectros de UV-Vis de las suspensiones bimetálicas de Au-Pt preparadas de acuerdo con el Ejemplo 6.

15 La Figura 13 es un esquema de la preparación de fuente de alimentación eléctrica usada para generar los nanocristales en los muchos Ejemplos del presente documento. La Figura 14 muestra una fotomicrografía de TEM representativa de componentes de platino seco formados en conexión con el Ejemplo 2. La Figura 15a muestra una fotomicrografía de TEM representativa de componentes de platino seco formados en conexión con el Ejemplo 3. La Figura 15b muestra un histograma de distribución del tamaño de partícula a partir de medidas de TEM para los componentes formados en conexión con el Ejemplo 3. La Figura 16 muestra una fotomicrografía de TEM representativa de componentes de platino seco formados en conexión con el Ejemplo 4.

25 La Figura 17 muestra los patrones de espectros de UV-Vis de cada una de las siete soluciones/suspensiones de platino preparadas de acuerdo con el Ejemplo 5. La Figura 18 muestra una fotomicrografía de TEM representativa de los componentes secos preparados de acuerdo con el Ejemplo 6. La Figura 19 muestra una fotomicrografía de TEM representativa de los componentes secos preparados de acuerdo con el Ejemplo 7. La Figura 20 muestra una fotomicrografía de TEM representativa de los componentes secos preparados de acuerdo con el Ejemplo 8. Las Figuras 21a y 21b muestra fotomicrografías de TEM representativas de componentes secos preparados de acuerdo con el Ejemplo 9.

35 Las Figuras 22a y 22b son espectros representativos de EDS que corresponden a las Figuras 21a y 21b, respectivamente. Las Figuras 23a y 23b muestra fotomicrografías de TEM representativas de componentes secos preparados de acuerdo con el Ejemplo 9. Las Figuras 24a y 24b son espectros representativos de EDS que corresponden a las Figuras 23a y 23b, respectivamente. La Figura 25a muestra una fotomicrografía de TEM representativa de componentes secos preparados de acuerdo con el Ejemplo 10; y La Figura 25b es un espectro de EDS representativo que corresponde a la Figura 25a. La Figura 26a muestra una fotomicrografía de TEM representativa de componentes secos preparados de

45 acuerdo con el Ejemplo 11; y La Figura 26b es un espectro de EDS representativo que corresponde a la Figura 26a. La Figura 27 muestra una espectrografía de UV-Vis de GPB-032. La Figura 28a muestra tres espectrografías de UV-Vis de tres suspensiones bimetálicas de Au-Pt. La Figura 28b muestra espectrografías de UV-Vis para cinco suspensiones bimetálicas de GPB diferentes. La Figura 28c muestra un gráfico del radio de la partícula con respecto a la frecuencia para nanopartículas bimetálicas preparadas de acuerdo con el Ejemplo 16. La Figura 29a muestra una fotomicrografía de TEM representativa de los componentes secos preparados de acuerdo con el Ejemplo 17. La Figura 29b es un espectro de EDS representativo que corresponde a la Figura 29a.

55 La Figura 29c muestra una fotomicrografía de TEM representativa de los componentes secos preparados de acuerdo con el Ejemplo 17. La Figura 29d es un espectro de EDS representativo que corresponde a la Figura 29c. Las Figuras 29e, 29f y 29g son imágenes de Microscopía Electrónica de Transmisión de Barrido de nanocristales en una suspensión de GPB-040. Las Figuras 29h y 29i son espectros de XPS representativos que corresponden al Ejemplo 17. La Figura 30 es una espectrografía de UV-Vis de GPP-040 preparada de acuerdo con el Ejemplo 17. Las Figuras 31a y 31b son representaciones esquemáticas del procedimiento de diálisis usado en el Ejemplo 18; y la Figura 31c es una representación esquemática de un aparato de TFF. Las Figuras 32a-32ad son representaciones gráficas de actividad anticáncer de dos suspensiones (NE10214 y

65 una de suspensión nanocristales bimetálicos, GPB-032). Las Figuras 33a y 33b muestra los resultados de los ensayos de xenoinjerto de cáncer que se exponen en el

Ejemplo 20a. Las Figuras 34a y 34b muestra los resultados de los ensayos de xenoinjerto de cáncer que se exponen en el Ejemplo 20b. Las Figuras 35a y 35b muestra los resultados de los ensayos de xenoinjerto de cáncer que se exponen en el

5 Ejemplo 20c. Las Figuras 36a y 36b muestra los resultados de los ensayos de xenoinjerto de cáncer que se exponen en el Ejemplo 20d. Las Figuras 37a y 37b muestra los resultados de los ensayos de xenoinjerto de cáncer que se exponen en el Ejemplo 20e. Las Figuras 38a y 38b muestra los resultados de los ensayos de xenoinjerto de cáncer que se exponen en el Ejemplo 20f. Las Figuras 39a y 39b representan la cantidad de consumo de líquido y el aumento de peso para los ratones que se exponen en el Ejemplo 21. Las Figuras 40a y 40b son gráficos que representan la cantidad de absorbancia de GPB-11 y diversos

15 aglutinantes de proteína. La Figura 40c muestra una fotomicrografía de AFS de unión de ADN a nanocristales de GPB-11.

Descripción detallada de las realizaciones preferentes

I. Nuevos Nanocristales de Base Metálica

Se preparan nuevas suspensiones de nanocristales bimetálicos de base acuosa a partir de una combinación de materiales de electrodo dador de oro y platino, incluyendo tales nanocristales bimetálicos superficies nanocristalinas que pueden estar básicamente libres de impurezas o películas orgánicas o de otro tipo. De forma específica, las

25 superficies de los nanocristales bimetálicos son "limpias" con respecto a las superficies de nanopartículas de composición química similar preparadas usando: (1) procesos de reducción química que requieren agentes reductores químicos y/o tensioactivos y/o diversos compuestos de sal como partes de los materiales de partida usados para formar nanopartículas de base bimetálica a partir de y hombres de metales de transición contenidos en solución de material de partida; y (2) otros procesos (que incluyen, sonoelectroquímica, radiación de rayos gamma, radiación de rayos X, radiación láser, aceleradores de electrones, etc.) que usan, por ejemplo, una diversidad de agentes reductores o materiales de partida de base de cloro (o de base de sal) (por ejemplo, sales metálicas).

Los nuevos nanocristales bimetálicos de oro y platino se producen a través de nuevos procedimientos de preparación electroquímica, que se describen con detalle en el presente documento. Los nuevos procedimientos de

35 preparación electroquímica no requieren la adición de agentes reductores y/o tensioactivos químicos (por ejemplo, compuestos orgánicos) u otros agentes, que se añaden para reducir iones metálicos y/o estabilizar los nanocristales bimetálicos formados. Además, los procesos no requieren la adición de materiales de partida que contienen tanto iones metálicos (que se reducen para formar nanopartículas metálicas) como iones o especies asociadas que compensan la carga eléctrica del ión o iones metálicos con carga positiva. Tales agentes reductores, estabilizantes y porciones de iones no metálicos añadidos de materiales de partida son indeseables cuando por lo general se llevan a lo largo en, o sobre, las partículas, o se adhieren de forma no deseada a al menos una parte de la superficie de las partículas reducidas químicamente y/o permanecen como iones en la suspensión. Ahora se entiende que ciertos requisitos de rendimiento del nanocristal no se pueden satisfacer con tales impurezas situadas en o unidas a la superficie y es necesario que tales impurezas se retiren o se eliminen posteriormente usando diversos procesos no

45 deseados, procesos que por sí mismos pueden influir en la superficie de las nanopartículas (por ejemplo, grabado de plasma).

En una realización preferente, un primer conjunto de etapas electroquímicas del proceso implica la creación in situ de especies de platino (por ejemplo, materiales de partida) a partir de una fuente de metal de platino. La especie de platino se crea en agua que contiene un "potenciador del proceso" o "potenciador de procesamiento" (por lo general un material orgánico o carbonato o tal) que no se une de forma significativa a los nanocristales formados en suspensión, pero su lugar facilita la retirada de iones metálicos de una fuente de electrodo de metal de platino dador, y/o ayuda en la nucleación/crecimiento durante procesos de crecimiento de nanocristales estimulados de forma electroquímica. De forma más específica, el potenciador del proceso desempeñó papeles importantes en el proceso

55 incluyendo la provisión de iones cargados en la solución electroquímica para permitir que los iones metálicos se encuentren en solución y/o para hacer que los nanocristales crezcan. El potenciador del proceso es de forma critica un compuesto o compuestos que permanecen en solución, y/o no forman un revestimiento (por ejemplo, un revestimiento orgánico), y/o no influyen de forma adversa en el rendimiento de los nanocristales formados o la suspensión o suspensiones formadas (por ejemplo, es inerte), y/o se puede destruir, evaporar, retirar o de otro modo perder durante una o más etapas del proceso electroquímico. Un potenciador del proceso preferente es el bicarbonato sódico. Algunos ejemplos de otros potenciadores del proceso son carbonato sódico, hidróxido sódico, bicarbonato potásico, carbonato potásico, hidróxido potásico, fosfato trisódico, fosfato disódico, fosfato monosódico, fosfatos de potasio o similares y combinaciones de los mismos. Otro potenciador de procesamiento particularmente preferente es una mezcla de bicarbonato sódico e hidróxido potásico.

65 Algunos intervalos de concentración deseables para el potenciador de procesamiento en la primera etapa del proceso incluyen por lo general 0,01 -20 gramos/galón (0,0026 -2,1730 mg/ml), más habitualmente, 0,1 7,5 gramos/galón (0,0264 -1,9813 mg/ml) y lo más habitualmente, 0,5 -2,0 gramos/galón (0,13210 -0,5283 mg/ml).

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Además, algunas concentraciones deseables de las especies de platino preparadas en la primera etapa

5 electroquímica del proceso varían de aproximadamente 0,5 ppm a aproximadamente 20 ppm y lo más habitualmente de aproximadamente 1-8 ppm, e incluso más habitualmente aproximadamente 0,5-4 ppm. El resultado del primer conjunto de etapas en electroquímicas es una especie de plataforma en agua. La especie de platino puede ser predominantemente nanocristales o una mezcla de nanocristales e iones de platino. En una realización preferente, la especie de platino es predominantemente iones y el material de iones de platino-agua se usa en un segundo conjunto de etapas electroquímicas para formar nanocristales bimetálicos de Au-Pt en suspensión.

De forma específica, en una realización preferencia un segundo conjunto de etapas del proceso electroquímico implica la nucleación y crecimiento de nanocristales bimetálicos, incluyendo tal crecimiento: (1) mezclas de dos metales, (2) aleaciones de dos metales y/o (3) heteroagregados (por ejemplo, compuestos) de dos metales. Por

15 ejemplo, la producción de especies de platino y agua de las primeras etapas de la realización preferente (obsérvese que también está presente el potenciador de procesamiento electroquímico usado durante el primer procesamiento electroquímico) actúa como entrada de material de partida en la segunda etapa de procesamiento electroquímico de una realización preferente. Dependiendo de las concentraciones y tipo de especies de platino formadas en particular, componentes de potenciador o potenciadores de procesamiento, materiales de partida y condiciones de realización de los procesos petroquímicos (incluyendo dispositivos usados), se puede producir uno o más de los componentes nanocristalinos bimetálicos mencionados anteriormente como nanocristales estables en la suspensión acuosa durante el segundo conjunto de capas de procesamiento electroquímico.

Dado que los nanocristales bimetálicos cultivados tienen superficies "desnudas" o "limpias" de metal de oro y/o

25 platino (por ejemplo, en el estado de oxidación cero), algunas superficies de nanocristales bimetálicos son altamente catalíticas o son altamente biocatalíticas (así como altamente biodisponibles). Dos nanocristales bimetálicos están rodeados básicamente por una camisa de base acuosa que comprende, por ejemplo, especies acuosas que llegan a ser disponibles debido a, por ejemplo, lisado del agua que se produce en una o más etapas de una realización preferente. Las especies lisadas pueden incluir electrones hidratados, OH-, H*, H3O, H2O2, etc. Sin embargo, sin desear quedar ligado por ninguna teoría o explicación en particular, los grupos OH-(por ejemplo, de agua lisada o potenciador de procesamiento) se pueden ubicar por sí mismos alrededor de los cristales bimetálicos formados y crear una interacción electrostático con los mismos. Estas características de superficie limpia proporcionan rendimientos nuevos y mejorados en una diversidad de aplicaciones industriales y médicas y/o pueden dar como resultado una disminución general de la toxicidad indeseable en aplicaciones médicas debido a que en las

35 superficies no están presentes toxinas o venenos indeseables debido al proceso de preparación.

En una realización preferente, los nanocristales no se secan antes de su uso sino que en su lugar se usan directamente en el líquido en el que se formaron (es decir, formando una suspensión). Como alternativa, las suspensiones formadas se pueden formar en un concentrado o un concentrado reconstituido de las mismas. Parece que la retirada completa de estos cristales de su líquido de suspensión (por ejemplo, secado completo) puede, en ciertos casos, influye de forma adversa en las propiedades superficiales de los cristales, (por ejemplo, se puede producir oxidación parcial, los grupos estabilizantes se pueden dañar de forma irreparable, etc.) y/o pueden influir de forma adversa en la capacidad de rehidratación de los cristales. Por ejemplo, si la camisa de agua formada inicialmente incluye OH-que ayuda en las interacciones fotostáticas, entonces el cambio de coordinación de OH

45 puede alterar la estabilidad de la suspensión.

Sin embargo, se ha descubierto que se puede usar un cierto proceso de concentración que utiliza un procedimiento de diálisis. El procedimiento de diálisis implica la colocación de la suspensión de nanocristales bimetálicos formada dentro de una bolsa de diálisis. Una solución de polietileno se coloca en la parte externa de la bolsa de diálisis (por ejemplo, la bolsa de diálisis se puede colocar con un polietilenglicol (PEG) como carcasa para envase adecuado) permite retirar agua de la suspensión de nanocristales bimetálicos formada mediante presión osmótica sin comprometer la estabilidad de los nanocristales en suspensión. Además, si ciertos componentes iónicos permanecen en el líquido que suspende los nanocristales, algunos o todos esos componentes iónicos se pueden retirar de tal líquido, si se desea, siempre y cuando tal retirada no influya de forma adversa en la estabilidad y/o

55 rendimiento de los nanocristales bimetálicos o suspensión de nanocristales.

Además, para algunos productos de base médica, puede ser óptimo el uso de agua estéril de calidad farmacéutica (por ejemplo, USP) o similares además de los potenciadores del proceso mencionados anteriormente usados en los procesos de preparación. En algunos casos, el agua podría ser incluso más pura que USP usando medios de ósmosis inversa y/o filtración iónica.

Como alternativa, en otra realización, los nanocristales bimetálicos se puede secar in situ en/sobre, por ejemplo, un electrodo sustrato que forma parte de otra reacción tal como otro proceso electroquímico, químico o catalítico. Por ejemplo, los nanocristales bimetálicos preparados de acuerdo con la presente invención también se pueden usar 65 para aplicaciones industriales en las que la reactividad del metal es importante (por ejemplo, procesos catalíticos y/o electroquímicos) pero cuando no son necesarios productos/ingredientes de calidad farmacéutica. Cuando se

preparan para usos no farmacéuticos, los nanocristales bimetálicos se pueden preparar en una diversidad de disolventes más amplia y con una diversidad de potenciadores del proceso más amplia, como se analiza en el presente documento, dependiendo de la aplicación específica. Sin embargo, los aspectos limpios de la superficie de nanocristales bimetálicos se deberían conservar para conseguir rendimiento superior.

5 En otra realización preferente de la invención, las etapas del proceso electroquímico de la invención se pueden controlar con el fin de dar como resultado que más de un tipo de nanocristal bimetálico esté presente en la suspensión resultante. Por ejemplo, algunas mezclas de nanocristales de platino y oro pueden existir en suspensión, aleaciones de nanocristales de platino y oro pueden existir en suspensión y/o heteroagregados de nanocristales de platino y oro también pueden existir en suspensión.

De acuerdo con los procesos en el presente documento, los nanocristales bimetálicos se pueden hacer crecer de una manera que proporcione características superficiales únicas tales como índice bajo extendido en el espacio, planos del cristal {111}, {110} y/o {100} y grupos de tales planos (y sus equivalentes). Tales planos cristalinos

15 pueden mostrar rendimientos catalíticos diferentes y deseables. Una diversidad de formas cristalinas se puede encontrar en suspensiones de nanopartículas bimetálicas preparadas de acuerdo con realizaciones que se desvelan en el presente documento. Además, las superficies de nanocristales bimetálicos cultivados deberían ser altamente activas debido a su condición cristalina (por ejemplo, defectos superficiales) así como limpias.

Se puede conseguir cualquier tamaño promedio deseado de nanocristales bimetálicos inferior a 100 nm. Los intervalos de tamaño nanocristalinos más deseables incluyen los que tienen un tamaño de cristal medio (tal como se mide y determina con técnicas específicas que se desvelan con detalle en el presente documento) que es predominantemente inferior a 100 nm, y más habitualmente inferior a 50 nm, incluso más habitualmente inferior a 30 nm, y en muchas de las realizaciones preferentes que se desvelan en el presente documento, el modo para la

25 distribución de tamaño del nanocristal es inferior a 20 nm y dentro de un intervalo incluso más preferente de 818 nm. Sin embargo, para algunas aplicaciones, las técnicas de la invención se pueden usar para preparar partículas de tamaño mucho más grande.

Se pueden proporcionar suspensiones o coloides nanocristalinos bimetálicos resultantes que tienen o que se ajustan para que tengan intervalos de pH diana. Cuando se preparan con, por ejemplo, un bicarbonato sódico u otro potenciador del proceso "básico" (por ejemplo, uno en el que se hace que la concentración de OH-sea relativamente alta), en las cantidades que se desvelan con detalle en el presente documento, el intervalo de pH es por lo general 8-11, que se puede ajustar como se desee. Además adicionalmente, el uso de ciertos potenciadores de procesamiento puede dar como resultado intervalos de pH incluso más elevados, tal como un pH de

35 aproximadamente 9-12 o incluso de 10,3 -12,0.

La naturaleza y/o cantidad de la carga superficial (es decir, positiva o negativa) en nanocristales bimetálicos formados puede tener una gran influencia en el comportamiento y/o efectos del nanocristal/suspensión o coloide (o los nanocristales concentrados). Por ejemplo, para aplicaciones biomédicas, algunas coronas de proteínas tales como coronas de albúmina y/o coronas de transferrina formadas in vivo se pueden ver influenciadas por carga superficial o características de superficie (por ejemplo, incluyendo impurezas o componentes residuales presentes a partir de técnicas de procesamiento) de una nanopartícula. Tales coronas dictan la identidad biológica de la nanopartícula y por lo tanto dirigen la disponibilidad biológica.

45 Tales cargas superficiales permanentes se denominan "potencial zeta ". Se sabe que cuanto mayor es el potencial zeta (ya sea positivo o negativo), mayores la estabilidad de las nanopartículas en solución (es decir, la suspensión es más estable). Controlando la naturaleza y/o cantidad de las cargas superficiales de nanopartículas o nanocristales formados, el rendimiento de tales suspensiones de nanopartículas se puede controlar en aplicaciones biológicas y no biológicas.

El potencial zeta se conoce como una medida del potencial electrocinético en sistemas coloidales y también se refiere a una carga superficial en las partículas. El potencial zeta esta diferencia de potencial que existe entre la capa de fluido estacionario y el fluido dentro del que se dispersa la partícula. A menudo, un potencial zeta se mide en milivoltios (es decir, mV). El valor del potencial zeta de aproximadamente 20 – 25 mV es un valor arbitrario que se ha

55 elegido para determinar si una partícula dispersa es estable o no en por medio de dispersión. Por lo tanto, cuando en el presente documento se hace referencia a "potencial zeta", se debería entender que el potencial zeta se refiere a una distinción o cuantificación de la magnitud de la carga eléctrica presente en la capa doble.

El potencial zeta se calcula a partir de la movilidad electroforética mediante la ecuación de Henry:

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en la que z es el potencial zeta, UE es la movilidad electroforética, ε es una constante dieléctrica, η es una

viscosidad, f(ka) es la función de Henry. Para la aproximación de Smoluchowski f(ka) = 1,5.

Algunos potenciales zeta ("ZP") para los nanocristales bimetálicos preparados de acuerdo con los métodos en el presente documento por lo general tienen un ZP de al menos -20 mV, más habitualmente al menos 5 aproximadamente -30 mV, incluso más habitualmente, al menos aproximadamente -40 mV e incluso más habitualmente al menos aproximadamente -50 mV.

Además, otro aspecto importante de las realizaciones preferentes es que los iones metálicos de material de partida se producen por los metales de electrodo dador de Pt y Au (por ejemplo, electrodos sacrificiales o dadores) debido a las condiciones de procesamiento de las realizaciones preferentes. Este primer conjunto de etapas electroquímicas de "arriba hacia abajo" se refiere a que no es necesario usar algunos materiales usados por lo general para preparar nanopartículas de base metálica en otras técnicas, tales como sales metálicas (por ejemplo, sales de Pt, sales de Au, etc.) en las realizaciones que se desvelan en el presente documento. Por lo tanto, otros componentes (que pueden ser indeseables) de las sales metálicas, tales como Cl-o diversos materiales de base de cloro, no se

15 producen, o no son una parte necesaria de un producto preparado de acuerdo con las realizaciones preferentes en el presente documento. En otras palabras, por ejemplo, no es necesario que los otros componentes que comprenden diversas sales de material de partida de base metálica estén presentes en las suspensiones de nanocristales bimetálicos que se analizan en el presente documento (por ejemplo, las suspensiones bimetálicas pueden ser sin cloro o cloruro). Por supuesto, se debería indicar que se contempla que la presencia de materiales de base de cloro disueltos en la suspensión, y que no eran necesarios ni esenciales para el proceso de producción de nanopartículas, está dentro de las medidas y límites de la presente divulgación.

II. Método de Preparación de Nanocristales Bimetálicos

25 Se proporciona un conjunto de nuevas etapas del proceso para producir estos nanocristales bimetálicos únicos. Las etapas del proceso implican la creación de los nanocristales bimetálicos en agua. En una realización preferente, el agua contiene un "potenciador del proceso" añadido que no se une de forma significativa a los nanocristales formados, sino que en su lugar facilita la nucleación/crecimiento del cristal durante el proceso de crecimiento estimulado de forma electroquímica. El potenciador del proceso desempeña papeles importantes en el proceso que incluyen proporcional e iones cargados en la solución electroquímica para permitir que los cristales crezcan. Estos nuevos procesos electroquímicos se pueden producir en un proceso discontinuo, semicontinuo o continuo. Estos procesos dan como resultado concentraciones nanocristalinas bimetálicas controladas de oro y platino, tamaños de nanocristales bimetálicos controlados e intervalos de tamaño de nanocristales bimetálicos controlados. Se proporcionan nuevos ensamblajes de preparación para producir estos nanocristales bimetálicos. En otra realización,

35 se pueden incluir componentes de base metálica, tales como iones metálicos deseables, de forma separada o combinada con suspensiones de nanocristales bimetálicos.

En una realización preferente, las suspensiones o coloides de nanocristales bimetálicos se prepara no hacen crecer con técnicas electro químicas en cualquiera de un proceso discontinuo, semicontinuo o continuo, en las que la cantidad, tamaño de partícula medio, plano o planos cristalinos y/o forma o formas de la partícula y/o distribuciones del tamaño de partícula se controlan y/o optimizan para conseguir una actividad biológica elevada y una toxicidad celular/biológica baja (por ejemplo, un índice terapéutico elevado). Algunos tamaños medios del cristal deseables incluyen una diversidad de diferentes intervalos, pero los intervalos más deseables incluyen tamaños medios de cristal que son predominantemente inferiores a 100 nm y más habitualmente, para muchos usos como inferiores a

45 50 nm e incluso más habitualmente para una diversidad de, por ejemplo, usos orales, inferiores a 30 nm, y en muchas de las realizaciones preferentes que se desvelan en el presente documento, el modo para la distribución del tamaño del nanocristal es inferior a 20 nm y dentro de un intervalo incluso más preferente de 2-18 nm, tal como se mide con un zetasizer (como se describe con más detalle en el presente documento). Además, las partículas contienen de forma desea de planos cristalinos, y tales planos cristalinos deseables (y a menudo altamente reactivos), incluyen cristales que tienen caras {111}, {110} y/o {100}, así como defectos, que pueden dar como resultado interacciones superiores tales como catalítica as.

Además, siguiendo los procesos de la invención de preparación electroquímica de la invención, estos nanocristales bimetálicos pueden ser aleaciones, o se pueden combinar con otros metales en líquidos tales como "revestimientos"

55 de metal que se pueden producir en otros metales para formar compuestos o heteroagregados o como alternativa, se pueden preparar mezclas de nanocristales de base metálica.

Además adicionalmente, algunas suspensiones o coloides de nanocristales bimetálicos de la presente invención se pueden mezclar o combinar con otras soluciones o coloides de base metálica para formar nuevas soluciones o mezclas de coloides (por ejemplo, en este caso, aún se pueden diferenciar distintas especies metálicas).

Algunos métodos para preparar nuevas suspensiones o coloides de nanocristales de base metálica de acuerdo con la invención se refieren por lo general a nuevos métodos y nuevos dispositivos para la preparación continua, semicontinua y discontinua de una diversidad de componentes en un líquido que incluye partículas de tamaño 65 micrométrico, nanocristales, especies iónicas y composiciones de base acuosa de las mismas, incluyendo, nanocristal/líquido(s), solución(s), coloide(s) o suspensión(s). Los componentes y nanocristales bimetálicos producidos pueden comprender una diversidad de posibles composiciones, concentraciones, tamaños, planos cristalinos (por ejemplo, planos cristalinos de bajo índice extendidos en el espacio) y/o formas, que en conjunto pueden hacer que las composiciones inventivas presenten una diversidad de nuevas e interesantes propiedades físicas, catalíticas, biocatalíticas y/o biofísicas. El líquido(s) usado y creado/modificado durante el proceso puede 5 desempeñar un papel importante en la preparación de, y/o el funcionamiento de los componentes (por ejemplo, nanocristales) de forma independiente o sinérgica con los líquidos que los contienen. Se hace que las partículas (por ejemplo, nanocristales) estén presentes (por ejemplo, creadas y/o el líquido está predispuesto a su presencia (por ejemplo, acondicionado)) en al menos un líquido (por ejemplo, agua) mediante, por ejemplo, por lo general utilizando al menos un plasma ajustable (por ejemplo, creado por al menos una fuente de alimentación de AC y/o DC), plasma ajustable que se comunica con al menos una parte de una superficie del líquido. Sin embargo, algunas suspensiones

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o coloides de componentes eficaces (por ejemplo, nanocristales) también se pueden conseguir sin el uso de tal plasma.

Para su uso en la formación del plasma o plasmas ajustables son preferentes algunos electrodos de base de oro y

15 platino de diversa composición o composiciones y/o configuraciones o disposiciones únicas. La utilización de al menos una técnica de procesamiento electroquímico ajustable posterior y/o básicamente simultánea también es preferente. Para su uso en la técnica o técnicas de procesamiento electroquímico son preferentes algunos electrodos de base de oro y platino. Los campos eléctricos, campos magnéticos, campos electromagnéticos, electroquímica, pH, potencial zeta, componentes químicos/cristalinos presentes, etc., son simplemente algunas de las variables que se pueden ver influidas de forma positiva por en plasma o las más ajustables y/o técnica o técnicas de procesamiento electroquímico ajustables de la invención. En muchas realizaciones de la invención son preferentes múltiples las más ajustables y/o técnicas electroquímicas ajustables para conseguir muchas de las ventajas de procesamiento de la presente invención, así como muchos de los nuevos nanocristales bimetálicos y composiciones de nanocristales bimetálicos que resultan de la práctica de las enseñanzas de la realización

25 preferentes para realizar un conjunto casi ilimitado de soluciones, suspensiones y/o coloides la invención.

En algunas realizaciones precedentes de proceso continuo de la invención, al menos un líquido, por ejemplo agua, fluye en, a través de y fuera de al menos un primer elemento de depósito y tan líquido se procesa, acondiciona, modifica y/o efectúa con dicho al menos un plasma ajustable y/o dicha al menos una técnica electroquímica ajustable. Los resultados del procesamiento continuo en el primer elemento de depósito incluyen nuevos componentes en el líquido, tales como componentes iónicos, nanocristales (por ejemplo, nanocristales de base de platino) de tamaño, radio hidrodinámico, concentración, tamaños del cristal e intervalos de tamaño del cristal, potencial zeta, pH y/o propiedades nuevos y/o controlables, de modo que tal mezcla de nanocristal/ión/ líquido de platino se producen de una manera eficaz y económica.

35 Además, en una realización preferente, un primer conjunto de etapas del proceso implica la creación in situ de especies de platino (por ejemplo, materiales de partida) de una fuente de metal de platino. La especie de platino se crea en agua que contiene un "potenciador del proceso" o "potenciador de procesamiento" (por lo general un material inorgánico o carbonato o tal) que no se vulnere forma significativa a los nanocristales formados en suspensión, sino que en su lugar facilita la retirada de iones metálicos de una fuente de metal dador, y/o ayuda en la nucleación/crecimiento durante el proceso de crecimiento de nanocristales estimulados de forma electroquímica. De forma más específica del potenciador del proceso desempeña papeles importantes en el proceso incluyendo la provisión de iones cargados en la solución electroquímica para permitir que los nanocristales crezcan. El potenciador del proceso de forma crítica es un compuesto o compuestos que permanecen solución, y/o no forman un

45 revestimiento (por ejemplo, un revestimiento orgánico), y/o no influye de forma adversa en el rendimiento de los nanocristales formados o de la suspensión o suspensiones formadas (por ejemplo, es inerte), y/o se puede destruir, evaporar, retirar o de otro modo perder durante una o más etapas del proceso electroquímico. Un potenciador del proceso preferente es el bicarbonato sódico. Algunos ejemplos de otros potenciadores del proceso son carbonato sódico, bicarbonato potásico, carbonato potásico, fosfato trisódico, fosfato disódico, fosfato monosódico, fosfatos potásicos o similares y combinaciones de los mismos. Otro potenciador de procesamiento particularmente preferente es una mezcla de bicarbonato sódico e hidróxido potásico.

Algunos intervalos de concentración deseables para el potenciador de procesamiento incluyen por lo general 0,01 20 gramos/galón (0,0026-2,1730 mg/ml), más habitualmente, 0,1 -7,5 gramos/galón (0,0264 -1,9813 mg/ml) y lo

55 más habitualmente, 0,5 -2,0 gramos/galón (0,13210 -0,5283 mg/ml).

En una realización preferente, un segundo conjunto de etapas del proceso implica la nucleación y crecimiento de nanocristales de base bimetálica, crecimiento que es: (1) mezclas de dos metales, (2) aleaciones de dos metales y/o

(3) heteroagregados de dos metales. Por ejemplo, el rendimiento acuoso de las primeras etapas de la realización preferente que contienen agua, especies de platino que resultan de las primeras etapas del proceso, y potenciador de procesamiento usado durante el primer conjunto de etapas, actúa como entrada de material de partida en las segundas etapas electroquímicas de una realización preferente. Dependiendo de las concentraciones en particular de las especies de platino, componentes(s) de potenciador de procesamiento(s) y condiciones de realización de los procesos electroquímicos (incluyendo dispositivos usados), se pueden producir uno o más componentes de los

65 nanocristales bimetálicos mencionados anteriormente como nanocristales bimetálicos estables en la suspensión acuosa durante el segundo conjunto de etapas.

Ciertos potenciadores de procesamiento se pueden disociar en iones positivos (cationes) e iones negativos (aniones). Los aniones y/o cationes, dependiendo de una diversidad de factores que incluyen composición del líquido, concentración de iones, cambio del estado de los iones, campos aplicados, frecuencia de los campos aplicados, forma de la onda del campo aplicado, temperatura, pH, potencial zeta, etc., se desplazaran o se moverán

5 hacia electrodos con carga opuesta. Cuando dichos iones se localizan en o cerca de tales electrodos, los iones pueden formar parte de una o más reacciones con el electrodo(s) y/u otro u otros componentes localizados o creados en o cerca de tal electrodo(s). En ocasiones, los iones pueden reaccionar con uno o más materiales en el electrodo. Tales reacciones pueden ser deseables en algunos casos e indeseables en otros. Además, en ocasiones los iones presentes en una solución entre electrodos pueden no reaccionar para formar un producto, sino que en su lugar pueden influir en el material del electrodo (o cerca del electrodo) para formar nanocristales metálicos que "crecen" a partir de material proporcionado por el electrodo dador. Por ejemplo, ciertos iones metálicos pueden entrar en el líquido 3 desde el electrodo 5 y se hace que entren en contacto (por ejemplo, nuclear) para formar componentes (por ejemplo, iones, nanocristales, etc.) dentro del líquido 3.

15 Además, además, es importante seleccionar un potenciador del proceso y forma negativa en el rendimiento tal como, por ejemplo, producir rendimiento negativo o, por ejemplo, toxicidad a los nanocristales bimetálicos, o al líquido en el que se suspende el cristal, para maximizar la aceptabilidad para diversos usos comerciales (por ejemplo, usos farmacéuticos, catalíticos, diagnóstico médico, etc). Por ejemplo, para ciertas aplicaciones, algunos y iones de cloro o cloruros o materiales de base de cloro pueden no ser deseados y tales especies crean, por ejemplo, sales de cloruro de oro, que pueden no ser deseables por varias razones (por ejemplo, pueden influir en la toxicidad, estabilidad, etc.).

Además, también pueden ser deseables ciertos potenciadores de procesamiento que implican grupos hidroxilo OH(por ejemplo, que forman parte del potenciador de procesamiento o resultan de la adición de potenciadores de

25 procesamiento al líquido 3). En este sentido, algunos potenciadores de procesamiento deseables de NaOH, KOH y NaHCO3 (y mezclas de los mismos) se desvelan de forma específica como deseables en algunas realizaciones preferentes en el presente documento.

Además, dependiendo de los productos específicos formados, también se pueden usar secado, concentración y/o liofilización para retirar al menos una parte de, o básicamente todo, el líquido de suspensión, dando como resultado, por ejemplo, nanocristales bimetálicos parcial o casi totalmente deshidratados. Si en última instancia tales nanocristales se colocan en un sustrato (por ejemplo, un sustrato de catálisis o un electrodo) puede ser necesario un secado completo. Si las soluciones, suspensiones o coloides están completamente deshidratados, las especies de base metálica, en algunos casos, deberían ser capaces de rehidratar se mediante la adición de líquido (por ejemplo,

35 de composición similar o diferente de la del que se retiró). Sin embargo, no todas las composiciones/coloides de la presente invención se pueden deshidratar completamente sin incluir de forma de pensar en el rendimiento de la composición/coloide. Por ejemplo, muchos nanocristales formados en un líquido tienden a agruparse o mantenerse unidos (o adherirse a superficies) cuando se secan. Si tal agrupamiento no es reversible durante una etapa de rehidratación posterior, la deshidratación se debería evitar. Sin embargo, para una diversidad de aplicaciones tales como agrupamiento, esto puede ser aceptable. Además, cuando se seca en un sustrato, al agrupamiento se puede evitar.

En general, es posible concentrar, varias veces, ciertas soluciones, suspensiones o coloides de nanocristales bimetálicos preparados de acuerdo con la invención, sin desestabilizar la composición. Por ejemplo, sin desear 45 quedar ligado, si la camisa de agua formada inicialmente incluye OH-que ayuda en interacciones electrostáticas, entonces el cambio de la coordinación de OH-de cualquier manera puede perjudicar la estabilidad de la suspensión.

Sin embargo, se ha descubierto que se puede usar un cierto proceso de concentración que utiliza un procedimiento de diálisis. El procedimiento de diálisis implica la colocación de la suspensión de nanocristales bimetálicos formados dentro de una bolsa de diálisis. Una solución de polietileno se coloca en la parte externa de la bolsa de diálisis (por ejemplo, la bolsa de diálisis se puede colocar con un envase adecuado que tiene polietilenglicol (PEG)) y el agua se puede retirar de la suspensión de nanocristales bimetálicos formados mediante presión osmótica sin poner en compromiso la estabilidad de los nanocristales en suspensión. Además, si ciertos componentes iónicos permanecen en el líquido suspende los nanocristales, alguno o todos esos componentes iónicos se pueden retirar de tal líquido,

55 siempre y cuando tal retirada no influirá de forma adversa en la estabilidad y/o rendimiento de los nanocristales o suspensión de nanocristales bimetálicos.

Aunque se cree que el siguiente análisis es completo, el lector también se refiere a una solicitud relacionada, la Publicación Internacional N.º WO/2011/006007 publicada el 13 de enero de 2011, cuya materia objeto se incorpora de forma expresa en el presente documento por referencia.

Un aspecto importante de la invención implica la creación de al menos un plasma ajustable, plasma ajustable que se encuentra entre al menos un electrodo situado adyacente (por ejemplo, por encima) a al menos una parte de la superficie de un líquido (por ejemplo, agua) y al menos una parte de la superficie del propio líquido. El líquido se 65 coloca en comunicación eléctrica con al menos un segundo electrodo (o una pluralidad de segundos electrodos) haciendo que la superficie del líquido funcione como un electrodo, participando de este modo en la formación del

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plasma ajustable. Esta configuración tiene ciertas características similares a una configuración de descarga de barrera dieléctrica, excepto en que la superficie del líquido es un electrodo activo que participa en esta configuración.

Cada plasma ajustable utilizado se puede situar entre el al menos un electrodo situado por encima de una superficie

5 del líquido y una superficie del líquido debido a al menos un electrodo eléctricamente conductor que se encuentra en algún lugar dentro (por ejemplo, al menos parcialmente dentro de) del líquido. Al menos una fuente de alimentación (en una realización preferente, al menos una fuente de voltaje y amperaje tal como un transformador o fuente de alimentación) se conecta conectado eléctricamente entre el al menos un electrodo situado por encima de la superficie del líquido y el al menos un electrodo en contacto con la superficie del líquido (por ejemplo, situado al menos parcialmente, o casi completamente, dentro del líquido). El electrodo(s) puede ser de cualquier composición adecuada (sin embargo, son preferentes platino y oro) y configuración física adecuada (por ejemplo, tamaño y forma) que dé como resultado la creación de un plasma deseable entre el electrodo(s) situado encima de la superficie del líquido y al menos una parte de la superficie del propio líquido.

15 La potencia aplicada (por ejemplo, voltaje y amperaje) entre el electrodo(s) (por ejemplo, incluyendo la superficie de funcionamiento del líquido como al menos un electrodo para formar el plasma) se puede generar mediante cualquier fuente adecuada (por ejemplo, voltaje de un transformador) incluyendo fuentes tanto de AC como DC y combinaciones de las mismas. Por lo general, el electrodo o combinación de electrodo situados dentro (por ejemplo, al menos parcialmente por debajo de la superficie del líquido) participa en la creación de un plasma, proporcionando voltaje y corriente al líquido o solución. Sin embargo, el plasma ajustable se encuentra realmente entre al menos una parte del electrodo(s) situado por encima de la superficie del líquido (por ejemplo, en una punta o punto del mismo) y una o más partes o zonas de la propia superficie del líquido. En este sentido, el plasma ajustable se puede crear entre los electrodos mencionados anteriormente (es decir, los situados encima de al menos una parte de la superficie del líquido y una parte de la propia superficie del líquido) cuando se consigue o se mantiene una tensión

25 de degradación del gas o vapor alrededor y/o entre el electrodo(s) y la superficie del líquido.

En una realización de la invención, el líquido comprende agua (o agua que contiene cierto potenciador o potenciadores de procesamiento), y el gas entre la superficie del agua y el electrodo(s) por encima de la superficie del agua (es decir, el gas o atmósfera que participa en la formación del plasma ajustable) comprende aire. El aire se puede controlar para que contenga diversos contenidos de agua diferentes o una humedad deseados que pueden dar como resultado diferentes composiciones, concentraciones, distribuciones de tamaño de cristal y/o distribuciones de forma del cristal de los componentes (por ejemplo, nanocristales) que se producen de acuerdo con la presente invención (por ejemplo, diferentes cantidades de ciertos componentes en el plasma ajustable y/o en la solución o suspensión pueden ser una función del contenido de agua en el aire situado por encima de la superficie del líquido),

35 así como distintos tiempos de procesamiento requeridos para obtener ciertas concentraciones de diversos componentes en el líquido, etc.

El campo eléctrico de degradación a presiones y temperaturas convencionales para el aire seco es de aproximadamente 3 MV/m o aproximadamente 30 kV/cm. Por lo tanto, cuando el campo eléctrico local alrededor de, por ejemplo, un punto metálico supera aproximadamente 30 kV/cm, se puede generar un plasma en aire seco. La ecuación (1) proporciona la relación empírica entre el campo eléctrico de degradación "Ec" y la distancia "d" (en metros) entre dos electrodos:

imagen14

45 Por supuesto, el campo eléctrico de degradación "Ec" variará en función de las propiedades y la composición del gas

o vapor situado entre los electrodos. En este sentido, en una realización precedente en la que el agua (o agua que contiene un potenciador de procesamiento) es el líquido, algunas cantidades significativas de vapor de agua pueden esta inherentemente presente en el aire entre los "electrodos" (es decir, entre el al menos un electrodo situado por encima la superficie del agua y la propia superficie del agua que está funcionando como un electrodo para la formación de plasma) y tal vapor de agua debería tener un efecto sobre al menos el campo eléctrico de degradación necesario para crear entre ellos un plasma. Además, se puede hacer que concentración de vapor de agua más elevada este presente de forma local en y alrededor del plasma creado debido a la interacción del plasma ajustable con la superficie del agua. La cantidad de "humedad" presente en y alrededor del plasma creado se puede controlar

55 o ajustar con una diversidad de técnicas analizadas con mayor detalle posteriormente en el presente documento. De forma análoga, ciertos componentes presentes en el líquido pueden formar al menos una parte de los componentes que forman el plasma ajustable situado entre la superficie del líquido y el electrodo(s) situado adyacente (por ejemplo, a lo largo) a la superficie del líquido. Los componentes en el plasma ajustable, así como las propiedades físicas del plasma per se, pueden tener una influencia radical en el líquido, así como en algunas de las técnicas de procesamiento (analizadas con mayor detalle posteriormente en el presente documento).

Las intensidades del campo eléctrico creado en y cerca de los electrodos por lo general se encuentran en un máximo en una superficie de un electrodo y por lo general disminuyen al aumentar la distancia entre los mismos. En

casos que implican la creación de un plasma ajustable entre una superficie del líquido y el al menos un electrodo(s) situado adyacente a (por ejemplo, encima) del líquido, una parte del volumen de gas entre el electrodo(s) situado por encima de una superficie de un líquido y al menos una parte de la superficie del propio líquido puede contener un campo eléctrico de degradación suficiente para crear el plasma ajustable. Estos campos eléctricos creados pueden

5 influir, por ejemplo, en el comportamiento del plasma ajustable, comportamiento del líquido (por ejemplo, pueden influir en el estado de cristal del líquido), comportamiento de los componentes en el líquido, etc.

En este sentido, La Figura 1 muestra una realización de un electrodo de fuente puntual 1 que tiene una forma transversal triangular situado a una distancia "x" por encima de la superficie 2 de un líquido 3 que fluye, por ejemplo, en la dirección "F". Un plasma ajustable 4 se puede generar entre la punta o el punto 9 del electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3 cuando una fuente de alimentación adecuada 10 se conecta entre el electrodo de fuente puntual 1 y el electrodo 5, electrodo 5 que se comunica con el líquido 3 (por ejemplo, está al menos parcialmente debajo de la superficie 2 del líquido 3).

15 La región de plasma ajustable 4, creada en la realización mostrada en la Figura 1 generalmente puede tener una forma correspondiente a una estructura en forma de cono o una estructura de forma elipsoide, durante al menos una parte del proceso y, en algunas realizaciones de la invención, se puede mantener tal forma (por ejemplo, forma de cono) durante casi todo el proceso. El volumen, intensidad, componentes (por ejemplo, composición), actividad, localización precisa, etc., del plasma(s) ajustable 4 variará dependiendo de una serie de factores, que incluyen, pero no se limitan a, la distancia "x", la composición física y/o química del electrodo 1, la forma del electrodo 1, la fuente de alimentación 10 (por ejemplo, DC, AC, AC rectificada, la polaridad aplicada de DC y/o forma de onda de AC, AC o DC rectificada, RF, etc.), la potencia aplicada por la fuente de alimentación (por ejemplo, los voltios aplicados, que por lo general son 1000 -5000 voltios, y más habitualmente 1000 -1500 voltios, los amperios aplicados, la velocidad de los electrones, etc.) la frecuencia y/o magnitud de los campos eléctricos y/o magnéticos creados por la fuente de

25 alimentación aplicada o ambiental, campos eléctricos, magnéticos o electromagnéticos, campos acústicos, la composición del gas o atmósfera de origen natural o suministrado (por ejemplo, aire, nitrógeno, helio, oxígeno, ozono, atmósferas reductoras, etc.) entre y/o alrededor del electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3, temperatura, presión, volumen, velocidad de flujo del líquido 3 en la dirección "F", características espectrales, composición del líquido 3, conductividad del líquido 3, área transversal (por ejemplo, volumen) del líquido cerca y alrededor de los electrodos 1 y 5, (por ejemplo, el periodo de tiempo (es decir, tiempo de permanencia) en el que se permite que el líquido 3 interactúe con el plasma ajustable 4 y la intensidad de estas interacciones), la presencia de flujo atmosférico (por ejemplo, flujo de aire) en o cerca de la superficie 2 del líquido 3 (por ejemplo, ventilador(s) o medios de movimiento atmosférico proporcionados) etc., (se analiza con más detalle posteriormente en el presente documento).

35 La composición del electrodo(s) 1 que participa en la creación del plasma(s) ajustable 4 de la Figura 1, en una realización preferente de la invención, son composiciones de base metálica (por ejemplo, metales tales como oro, platino y/o aleaciones o mezclas de los mismos, etc.), pero los electrodos 1 y 5 pueden estar hechos de cualquier material adecuado que sea compatible con los diversos aspectos (por ejemplo, parámetros de procesamiento) de las invenciones desveladas en el presente documento. En este sentido, la creación de un plasma 4, por ejemplo, en el aire por encima de la superficie 2 de un líquido 3 (por ejemplo, agua) por lo general producirá al menos una cierta cantidad de ozono, así como cantidades de óxido de nitrógeno y otros componentes. Estos componentes producidos se pueden controlar y pueden ser útiles o perjudiciales para la formación y/o el rendimiento de los componentes resultantes en el líquido (por ejemplo, nanocristales) y/o suspensiones de nanocristales o coloides producidos y

45 puede ser necesario su control con una variedad de técnicas diferentes. Como se muestra en la Figura 1, el plasma ajustable 4 realmente está en contacto con la superficie 2 del líquido 3. En esta realización de la invención, el material (por ejemplo, metal) del electrodo 1 puede comprender una parte del plasma ajustable 4 (por ejemplo, y por lo tanto puede ser parte del espectro de emisión del plasma) y puede hacer, por ejemplo, que se "bombardee" sobre y/o en el líquido 3 (por ejemplo, agua). Por consiguiente, cuando se usa metal(s) como el electrodo(s) 1, se puede formar una diversidad de componentes del plasma eléctrico, dando como resultado que ciertos componentes lleguen a formar parte del líquido de procesamiento 3 (por ejemplo, agua), incluyendo, pero no limitado a, metal o metales elementales, iones metálicos, ácidos de Lewis, ácidos de Brönsted-Lowry, óxidos metálicos, nitruros metálicos, hidruros metálicos, hidratos metálicos y/o carburos metálicos, etc., que se pueden encontrar en el líquido 3 (por ejemplo, para al menos una parte del proceso y pueden ser capaces de implicación en reacciones

55 simultáneas/posteriores), dependiendo del conjunto de condiciones de funcionamiento en particular asociadas con el plasma ajustable 4 y/o operaciones de funcionamiento electroquímico posteriores. Tales componentes pueden estar presentes de forma transitoria en el líquido de procesamiento 3 o pueden ser semipermanentes o permanentes. Si tales componentes son transitorios o semipermanentes, entonces el momento para reacciones posteriores (por ejemplo, reacciones electroquímicas) con tales componentes formados puede influir en los productos finales producidos. Si tales componentes son permanentes, no deberían influir de forma adversa en el rendimiento deseado de los nanocristales de principio activo.

Además, dependiendo, por ejemplo, de la fuerza del campo eléctrica, magnético y/o electromagnético en y alrededor del líquido 3 y el volumen de líquido 3 expuesto a tales campos, la construcción física y química del electrodo(s) 1 y 65 5, atmósfera (de origen natural o suministrada), composición del líquido, cantidades mayores o menores de materiales(s) de electrodo(s) (por ejemplo, metal(s) o derivados de metales) se pueden encontrar en el líquido 3. En

ciertas situaciones, el material(s) (por ejemplo, metal(s) o derivados de metales) o componentes (por ejemplo, ácidos de Lewis, ácidos de Brönsted-Lowry, etc.) encontrados en el líquido 3 (de forma permanente o transitoria), o en el plasma 4, puede tener efectos muy deseables, en cuyo caso serán deseables cantidades relativamente grandes de tales materiales; mientras que en otros casos, ciertos materiales encontrados en el líquido 3 (por ejemplo, productos

5 secundarios) pueden tener efectos indeseables, y por lo tanto se pueden desear cantidades mínimas de tales materiales en el producto final de base líquida. Por consiguiente, la composición del electrodo puede desempeñar un papel importante en los materiales que se forman de acuerdo con las realizaciones desveladas en el presente documento. La interacción entre estos componentes de la invención se analiza con mayor detalle posteriormente en el presente documento.

Además adicionalmente, el electrodo o electrodos 1 y 5 pueden tener una composición química similar (por ejemplo, tienen el mismo elemento químico como su componente primario) y/o configuración mecánica o composiciones completamente diferentes (por ejemplo, tienen diferentes elementos químicos como su componente primario) para conseguir diversas composiciones y/o estructuras de líquidos y/o efectos específicos analizados posteriormente en

15 el presente documento.

La distancia "y" entre el electrodo(s) 1 y 5; o 1 y 1 (que se muestra posteriormente en el presente documento) o 5 y 5 (que se muestra posteriormente en el presente documento) es un aspecto importante de la invención. En general, cuando se trabaja con fuentes de alimentación capaces de generar un plasma en la condición de funcionamiento, la ubicación de la distancia "y" más pequeña entre las partes más cercanas al electrodo(s) usado en la presente invención debería ser mayor que la distancia "x" con el fin de evitar que se produzca un arco indeseable o formación de una corona o plasma entre el electrodo (por ejemplo, el electrodo(s) 1 y el electrodo(s) 5) (a menos que se proporcione algún tipo de aislamiento eléctrico entre los mismos). Algunas características de la invención con respecto al diseño del electrodo, localización del electrodo e interacciones de los electrodos entre una diversidad de

25 electrodos se analizan con mayor detalle posteriormente en el presente documento.

La potencia aplicada a través de la fuente de alimentación 10 puede ser cualquier potencia adecuada que cree un plasma ajustable 4 deseable en todas las condiciones del proceso de la presente invención. En un modo preferente de la invención, se utiliza una corriente alterna a partir de un transformador elevador. Algunos transformadores 60 preferentes (véanse, por ejemplo, las Figuras 7a-7b) para su uso en diversas realizaciones desveladas en el presente documento, tienen deliberadamente una mala regulación de voltaje de salida hecho posible mediante el uso de cortocircuitos magnéticos en el transformador 60. Estos transformadores 60 se conocen como transformadores de señal de neón. Esta configuración limita el flujo de corriente en el electrodo(s) 1/5. Con un gran cambio en el voltaje de carga de salida, el transformador 60 mantiene la corriente de carga de salida dentro de un

35 rango relativamente estrecho.

El transformador 60 se evalúa por su voltaje de circuito abierto secundario y corriente de cortocircuito secundaria. El voltaje de circuito abierto (OCV) aparece en los terminales de salida del transformador 60 solamente cuando no está presente una conexión eléctrica. De forma análoga, la corriente de cortocircuito solamente se extrae de los terminales de salida en caso de que un corto se coloque a través de esos terminales (en cuyo caso el voltaje de salida es igual a cero). Sin embargo, cuando una carga se conecta a través de los mismos terminales, el voltaje de salida del transformador 60 debería entrar en algún lugar entre cero y el OCV nominal. De hecho, si el transformador 60 se carga correctamente, ese voltaje será aproximadamente la mitad del OCV nominal.

45 El transformador 60 se conoce como un Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado (por ejemplo, también conocido anteriormente como punto medio equilibrado a tierra). Esto se encuentra lo más normalmente en transformadores nominales de voltaje medio a más elevado y la mayoría de los transformadores de 60 mA. Este es el único tipo de transformador aceptable en un sistema de "punto medio de retorno por cable". El transformador 60 "equilibrado" tiene una bobina primaria 601 con dos bobinas secundarias 603, una a cada lado de la bobina primaria 601 (como se muestra generalmente en la vista esquemática en la Figura 7b). Este transformador 60 puede funcionar de muchas maneras como dos transformadores. Así como el núcleo y la bobina de referencia del punto medio no equilibrados, un extremo de cada bobina secundaria 603 está unido al núcleo 602 y posteriormente a la carcasa del transformador y el otro extremo de la cada bobina secundaria 603 está conectado a un cable de salida o terminal. Por lo tanto, sin conector presente, un transformador de 15.000 voltios sin carga de este tipo, medirá

55 aproximadamente 7.500 voltios de cada terminal secundario a la carcasa del transformador, pero medirá aproximadamente 15.000 voltios entre los dos terminales de salida. Estos transformadores 60 a modo de ejemplo se utilizaron para formar los plasmas 4 desvelados en los Ejemplos en el presente documento. Sin embargo, también se debería entender que otros transformadores adecuados (o fuentes de alimentación) entran dentro de las medidas y límites de la invención. Sin embargo, una fuente de alimentación 501AC diferente (analizada en cualquier parte en el presente documento) se utiliza para los electrodos 5/5’ en la mayoría de los otros ejemplos desvelados en el presente documento.

Por referencia adicional a las configuraciones que se muestran en la Figura 1, los soportes de electrodo 6a y 6b son capaces de bajar y subir con medios adecuados (y por lo tanto los electrodos son capaces de bajar y subir). Por 65 ejemplo, los soportes electrodo 6a y 6b son capaces de bajar y subir en y a través de un miembro de aislamiento 8 (mostrada en sección transversal). La realización mecánica mostrará aquí incluye tuercas de tornillo macho/hembra.

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Las porciones 6a y 6b se pueden cubrir, por ejemplo, con partes de aislamiento eléctrico 7a y 7b adicionales. Las partes de aislamiento eléctrico 7a y 7b pueden ser de cualquier material adecuado (por ejemplo, plástico, policarbonato, poli(metacrilato de metilo), poliestireno, acrílicos, cloruro de polivinilo (PVC), nailon, caucho, materiales fibrosos, etc.) que evitan corrientes, voltaje, arco indeseables, etc., que se podrían producir cuando un

5 objeto se pone en contacto con los soportes de electrodo 6a y 6b (por ejemplo, intentos para ajustar la altura de los electrodos). De forma análoga, el miembro de aislamiento 8 puede estar hecho de cualquier material adecuado que evite que se produzcan sucesos eléctricos no deseados (por ejemplo, arco, fusión, etc.), así como cualquier material que sea estructural y ambientalmente adecuado para la práctica de la presente invención. Algunos materiales habituales incluyen plásticos estructurales tales como policarbonatos, plexiglás (poli(metacrilato de metilo), poliestireno, acrílicos, y similares. Algunos materiales adicionales, adecuados para su uso con la presente invención, se analizan con mayor detalle en cualquier parte en el presente documento.

Posteriormente, en el presente documento, se analizan algunas técnicas preferentes para subir y/o bajar de forma automática los electrodos 1, 5. La fuente de alimentación 10 se puede conectar de cualquier forma eléctrica

15 conveniente a los electrodos 1 y 5. Por ejemplo, los cables 11a y 11b se pueden ubicar dentro de al menos una parte de los soportes de electrodo 6a, 6b (y/o partes de aislamiento eléctrico 7a, 7b) siendo un objetivo principal conseguir las conexiones eléctricas entre las partes 11 a, 11b y por lo tanto los electrodos 1, 5.

La Figura 2 muestra otro esquema de una realización preferente de la invención, en el que un dispositivo de control 20 se conecta a los electrodos 1 y 5, de modo que el dispositivo de control 20 a distancia (por ejemplo, con control desde otro dispositivo o componente) eleva y/o baja los electrodos 1, 5 con respecto a la superficie 2 del líquido 3. El dispositivo de control 20 se analiza con más detalle posteriormente en el presente documento. En este aspecto preferente de la invención, los electrodos 1 y 5 se pueden, por ejemplo, bajar y controlar a distancia y también se pueden vigilar y controlar con un controlador u ordenador adecuados (no se muestra en la Figura 2) que contienen

25 un programa de control de software apropiado. Por consiguiente, se debería considerar que la realización que se muestra en la Figura 1 es un aparato de control manual para su uso con las técnicas de la presente invención, mientras que se debería considerar que la realización que se muestra en la Figura 2 incluye un aparato o ensamblaje 20 automáticos que pueden subir y bajar a distancia los electrodos 1 y 5 como respuesta a los comandos apropiados. Además, las realizaciones preferentes de la Figura 2 de la invención también pueden supervisión informática y control informático de la distancia "x" de las puntas 9 de los electrodos 1 (y las puntas 9’ de los electrodos 5) alejados de la superficie 2; o supervisión informática y/o control de la velocidad o velocidades a las que el electrodo 5 se introduce en/a través del líquido 3. Por lo tanto, los comandos apropiados para subir y/o bajar los electrodos 1 y 5 pueden venir de un operador individual y/o un dispositivo de control adecuado tal como un controlador u ordenador (no se muestra en la Figura 2).

35 Las Figuras 3a -3e muestran vistas en perspectiva de diversas configuraciones de electrodos deseables para el electrodo 1 mostrado en las Figuras 1-2 (así como en otras Figuras y realizaciones analizadas posteriormente en el presente documento). Las configuraciones de electrodos mostradas en las Figuras 3a-3e son representativas de un número de configuraciones diferentes que son útiles en diversas realizaciones de la presente invención. Algunos criterios para la selección apropiada del electrodo para el electrodo 1 incluyen, pero no se limitan a las siguientes condiciones: la necesidad de una punta o punto 9 muy bien definido, composición, limitaciones mecánicas, la capacidad de hacer formas de material que comprendan el electrodo 1, acondicionamiento (por ejemplo, tratamiento térmico o recocido) del material que comprende el electrodo 1, conveniencia, los componentes introducidos en el plasma 4, la influencia sobre el líquido 3, etc. En este sentido, una pequeña masa de material que comprende los

45 electrodos 1 mostrados, por ejemplo, en las Figuras 1-2 puede, después de crear los plasmas ajustables 4 de acuerdo con la presente invención (analizados con más detalle posteriormente en el presente documento), aumentan las temperaturas de funcionamiento cuando el tamaño y/o la forma del electrodo(s) 1 se pueden ver incluidos de forma negativa. En este sentido, por ejemplo, si el electrodo 1 tenía una masa relativamente pequeña (por ejemplo, si el electrodo(s) 1 estaba hecho de oro y pesaba aproximadamente 0,5 gramos o menos) e incluía un punto muy fino como la punta 9, entonces es posible que en ciertos conjuntos de condiciones usadas en diversas realizaciones en el presente documento que un punto fino (por ejemplo, un cable fino con un diámetro de solamente unos pocos milímetros y expuesto de unos pocos cientos a unos pocos miles de voltios; o una pieza de metal de forma triangular) fuera incapaz de funcionar como el electrodo 1 (por ejemplo, el electrodo 1 podría deformarse de forma indeseable o fundirse), en ausencia de algún tipo de interacción adicional (por ejemplo, medios de

55 enfriamiento interno o medios de enfriamiento externo tales como un ventilador, etc.). Por consiguiente, la composición de (por ejemplo, que comprende el material) del electrodo(s) 1 puede influir en la posible forma física del electrodo adecuada debido a, por ejemplo, puntos de fusión, sensibilidades de presión, reacciones ambientales (por ejemplo, el en torno local del plasma ajustable 4 podría causar erosión química, mecánica y/o indeseables del electrodo (s)), etc.

Además, se debería entender que en algunas organizaciones precedentes alternativas de la invención, no siempre son necesarios algunos puntos afilados definidos para la punta 9. En este sentido, el electrodo 1 que se muestra en la Figura 3e comprende una punta redondeada 9. Se debería indicar que algunos electrodos con forma de arco o parcialmente redondeada también pueden funcionar como el electrodo 1 porque el plasma ajustable 4, que se crea 65 en las realizaciones de la invención mostradas en el presente documento (véase, por ejemplo, las Figuras 1-2), se puede crear a partir de electrodos redondeados o electrodos con formas más afiladas o características más

puntiagudas. Durante la práctica de las técnicas inventivas de la presente invención, tales plasmas ajustables se pueden colocar o se pueden situar a lo largo de diversos puntos del electrodo 1 que se muestra en la Figura 3e. En este sentido, la Figura 4 muestra una diversidad de puntos "a-g" que corresponden a puntos de inicio 9 para la plasmas 4a-4g que se producen entre el electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3. Por consiguiente, se debería

5 entender que una diversidad de tamaños y formas que corresponden al electrodo 1 se puede utilizar de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. Además adicionalmente, se debería indicar que las puntas 9, 9’ de los electrodos 1 y 5, respectivamente, mostradas en diversas Figuras en el presente documento, se pueden mostrar como un punto relativamente afilado o un extremo relativamente romo. A menos que algunos aspectos específicos de estas puntas de los electrodos 9, 9’ se analicen con mayor detalle contextual, no se debería dar gran importancia a la forma real de la punta(s) del electrodo 9, 9’ se muestra en las Figuras.

Las configuraciones de electrodos mostradas por lo general en las Figuras 1 y 2 pueden crear diferentes resultados (por ejemplo, efectos de acondicionamiento para el fluido 3 diferentes, pH en el fluido 3 diferentes, tamaños y distribuciones de tamaño de los nanocristales diferentes, formas de nanocristales y distribuciones de forma del 15 nanocristal diferentes, y/o cantidades de los componentes (por ejemplo, materia y/o iones metálicos del nanocristal del electrodo(s) dador) encontradas en el fluido 3, funcionamiento del fluido/ combinaciones de nanocristales diferentes (por ejemplo, efectos biológicos/biocatalíticos diferentes), potenciales zeta diferentes, etc.) como una función de una diversidad de características que incluyen la orientación y la posición relativa del electrodo con respecto a la dirección del flujo del fluido "F", forma transversal y tamaño del elemento de depósito 30 (o 30a’ y/o 30b’), y/o cantidad del líquido 3 dentro del elemento de depósito 30 y/o caudal del líquido 3 dentro del elemento de depósito 30 y en/alrededor de los electrodos 5a/5b, el grosor de los electrodos, el número de pares de electrodos proporcionados y su colocación en el elemento de depósito 30 con respecto los unos a los otros así como su profundidad en el líquido 3 (es decir, cantidad de contacto con el líquido 3), la tasa de movimiento de los electrodos en/a través del líquido 3 (que mantiene o ajusta el perfil de superficie o forma de los electrodos), la potencia aplicada

25 a los pares de electrodos, etc. Además, las composiciones, tamaño, forma o formas específicas, número de electrodos, número de diferentes tipos de electrodos proporcionados, voltaje aplicado, amperaje aplicado y/o conseguido dentro del líquido 3, fuente de AC (y frecuencia de la fuente de AC y forma de la onda de AC, ciclo de trabajo, etc.), fuente de DC, fuente de RF (y frecuencia de la fuente de RF, ciclo de trabajo, etc.), polaridad del electrodo, etc., todos pueden influir en las propiedades del líquido 3 (y/o los nanocristales forma con sus contenidos en el líquido 3) a medida que el líquido 3 entra en contacto, interactúa con y/o fluye después de estos electrodos 1, 5 y por lo tanto los propias resultantes de los materiales (por ejemplo, los nanocristales producidos, iones metálicos, y/o la suspensión o coloide) producidos a partir de los mismos.

Las Figuras 5a-5e muestran vistas transversales del líquido que contiene el elemento de depósito 30 usaran

35 realizaciones preferentes en el presente documento. La distancia "S" y "S"’ para la realización preferente mostrará en cada una de las Figuras 5a-5e mide, por ejemplo, entre aproximadamente 0,25" y aproximadamente 6" (aproximadamente 0,6 cm -15 cm). La distancia "M" varía de aproximadamente 0,25" a aproximadamente 6" (aproximadamente 0,6 cm -15 cm). La distancia "R" varía de aproximadamente 1/2" a aproximadamente 7" (de aproximadamente 1,2 cm a aproximadamente 17,8 cm). Todas estas realizaciones (así como configuraciones adicionales que representan realizaciones alternativas están dentro de las medidas y límites de esta divulgación de la invención) se pueden utilizar en combinación con otros aspectos inventivos de la invención. Se debería indicar que la cantidad del líquido 3 contenida dentro de cada líquido contenido en los elementos de depósito 30 (o 30a’ y/o 30b’) es una función no solamente de la profundidad "d", sino también una función de la sección transversal real. En resumen, la cantidad del líquido 3 presente y alrededor del electrodo(s) 1 y 5 puede influir en uno o más efectos del

45 plasma ajustable 4 sobre el líquido 3 así como la interacción(s) electroquímica del electrodo 5 con el líquido 3. Además, el caudal del líquido 3 en y alrededor del electrodo(s) 1 y 5 también puede influir en muchas de las propiedades de los nanocristales formados en los coloides o suspensiones resultantes. Estos efectos incluyen no solamente los efectos de acondicionamiento del plasma ajustable 4 (por ejemplo, interacciones de campos eléctricos y magnéticos del plasma, interacciones de la radiación electromagnética del plasma, creación de diversas especies químicas (por ejemplo, ácidos de Lewis, ácidos de Brönsted-Lowry) dentro del líquido, cambios de pH, variaciones de temperatura del líquido (por ejemplo, flujo del líquido más lento pueden dar como resultado en temperaturas del líquido más elevadas y/o contacto o tiempo de permanencia más largos con o alrededor de los electrodos 1/5 que también pueden influir de forma deseable en los productos finales producidos, tal como tamaño/forma de los nanocristales formados, etc.) sobre el líquido 3, y además en la concentración de interacción del plasma ajustable 4

55 con el líquido 3. De forma análoga, la influencia de muchos aspectos del electrodo 5 en el líquido 3 (por ejemplo, interacciones electroquímicas, temperatura, etc.) también es, al menos parcialmente, una función de la cantidad de líquido yuxtapuesto al electrodo(s) 5. todos estos factores pueden influir en un equilibrio que existe entre nucleación y crecimiento de los nanocristales que crecen en el líquido 3, dando como resultado, por ejemplo, control del tamaño y del intervalo de tamaño de partícula y/o forma y control del intervalo de forma de la partícula.

Además, la temperatura inicial de la entrada de líquido 3 en el elemento de depósito 30 (o 30a’ y/o 30b’) también puede influir en una diversidad de propiedades de productos producidos de acuerdo con la divulgación en el presente documento. Por ejemplo, diferentes temperaturas del líquido 3 pueden influir en el tamaño(s) de los nanocristales y forma(s) de los nanocristales, concentración o cantidades de diversos componentes formados (por 65 ejemplo, componentes transitorios, semipermanentes o permanentes), control irónico del líquido, pH, potencial zeta, etc. De forma análoga, los controles de temperatura a lo largo de al menos una parte de, o básicamente todos de, el

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elemento de depósito 30 (o 30a’ y/o 30b’) pueden tener efectos deseables. Por ejemplo, al proporcionar enfriamiento localizado, algunas propiedades resultantes de productos formados (por ejemplo, tamaño(s) de los nanocristales y/o forma(s) de los nanocristales) se pueden controlar. Algunas temperaturas preferentes del líquido 3 durante el procesamiento del mismo se encuentran entre los puntos de congelación y ebullición, más habitualmente, entre

5 temperatura ambiente puntos de ebullición, e incluso más habitualmente, entre aproximadamente 40 -98 grados C, y más habitualmente, entre aproximadamente 50 -98 grados C. Tal temperatura se puede controlar, por ejemplo, con medios convencionales para enfriamiento localizados en o cerca de diversas partes del aparato de procesamiento.

Además, ciertos potenciadores de procesamiento también se pueden añadir o mezclar con el líquido(s) 3. Los potenciadores de procesamiento incluyen tanto sólidos, líquidos (y en algunos casos gases). El potenciador o potenciadores de procesamiento pueden proporcionar ciertas ventajas de procesamiento y/o características del producto final deseables. Alguna parte del potenciador potenciadores de procesamiento puede funcionar, influir como llegar a ser parte, por ejemplo, semillas de cristales deseables (o estimular semillas de cristales deseables, o

15 que liquen en la creación de un sitio de nucleación) y/o promotores/impedimentos de crecimiento del plano del cristal en los procesos de crecimiento electroquímico de la invención; o simplemente creen funcionar como un regulador de corriente o potencia en el proceso electroquímico de la invención. Tales potenciadores de procesamiento también pueden influir de forma deseable en las condiciones de corriente y/o voltaje entre los electrodos 1/5 y/o 5/5.

Un potenciador de procesamiento preferente is bicarbonato sódico. Algunos ejemplos de otros potenciadores del proceso son carbonato sódico, bicarbonato potásico, carbonato potásico, fosfato trisódico, fosfato disódico, fosfato monosódico, hidróxido potásico, fosfatos potásicos o similares y combinaciones de los mismos. Otro potenciador de procesamiento particularmente preferente es una mezcla de bicarbonato sódico e hidróxido potásico. Además, otro potenciadores de proceso para preparar nanocristales bimetálicos para aplicaciones médicas en ciertas condiciones

25 presentan el material que ayude en los procesos de crecimiento electroquímico descritos en el presente documento; y cualquier material que nos incorpore básicamente en o sobre la superficie de los nanocristales de oro; y no transmita toxicidad a los nanocristales o a la suspensión que contenga los nanocristales. Algunos potenciadores de procesamiento pueden ayudar en una o más de las reacciones electro químicas desveladas en el presente documento; y/o pueden ayudar a conseguir una o más propiedades deseables en productos formados de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. Preferentemente, tales potenciadores de procesamientos no contienen Cl-o cloruros o materiales de base de cloro que son necesarios en otras técnicas de procesamiento.

Por ejemplo, ciertos potenciadores de procesamiento se pueden disociar en iones positivos (cationes) e iones negativos (aniones). Los aniones y/o cationes, dependiendo de una diversidad de factores que incluyen composición 35 del líquido, concentración de iones, campos aplicados, frecuencia de los campos aplicados, forma de la onda del campo aplicado, temperatura, pH, potencial zeta, etc., se desplazarán o se moverán hacia electrodos con carga opuesta. Cuando dichos iones se localizan en o cerca de tales electrodos, los iones pueden formar parte de una o más reacciones con el electrodo(s) y/u otro u otros componentes localizados o creados en o cerca de tal electrodo(s). En ocasiones, los iones pueden reaccionar con uno o más materiales en el electrodo y hacer que se produzcan iones metálicos en el líquido. De forma específica, en ocasiones los iones presentes en una solución entre electrodos pueden influir en el material en el electrodo (o cerca del electrodo) para formar nanocristales metálicos que "crecen" a partir de material proporcionado por el electrodo. Por ejemplo, ciertos iones metálicos pueden entrar en el líquido 3 desde el electrodo 5 y se hace que entren en contacto (por ejemplo, nuclear) para formar componentes (por ejemplo, iones, nanocristales, etc.) dentro del líquido 3. A continuación, tales iones se

45 pueden usar como un material de partida para el crecimiento de nanocristales bimetálicos.

La presencia de ciertas formas nanocristalinas (o distribuciones de forma) que contienen planos cristalinos de bajo índice extendidos del espacio puede provocar diferentes reacciones (por ejemplo, diferentes reacciones catalíticas, electroquímicas, biocatalíticas y/o biofísicas y/o a hacer que diferentes rutas de señalización biológica sean activas/inactivas con respecto a la ausencia de tales nanopartículas conformadas) y/o que diferentes reacciones se produzcan de forma selectiva en condiciones básicamente idénticas. Tales diferencias de rendimiento se pueden deber a diferentes resonancias de plasmones superficiales y/o intensidad de tales resonancias. Por lo tanto, mediante el control de la cantidad (por ejemplo, concentración), tamaños del nanocristal, la presencia o ausencia de ciertos planos cristalinos de crecimiento extendido, y/o formas o distribución o distribuciones de formas

55 nanocristalinas, ciertas reacciones (por ejemplo, rutas catalítica, electroquímica, reacciones biológicas y/o señalización) se pueden ver influidas y/o controladas. Tal control puede dar como resultado la prevención y/o tratamiento de una diversidad de diferentes enfermedades o indicaciones que son una función de ciertas reacciones biológicas y/o rutas de señalización, así como control de un número de rutas de reacción o biológicas.

Además, ciertos potenciadores de procesamiento también pueden incluir materiales que pueden funcionar como vehículos de carga, pero que por sí mismos pueden no ser iones. De forma específica, algunas partículas de base metálica, introducidas o formadas in situ (por ejemplo, nucleación/crecimiento heterogéneo u homogéneo) con las técnicas de procesamiento electroquímico desveladas en el presente documento, también pueden funcionar como vehículos de carga, nucleadores cristalinos y/o promotores del crecimiento, que pueden dar como resultado la 65 formación de una diversidad de formas cristalinas diferentes (por ejemplo, placas hexagonales, octahedros, tetraedros, pentagonal bipirámides pentagonales (decahedros), etc.). Una vez de nuevo, la presencia de tamaños de

cristal de partícula en particular, planos cristalinos extendidos y/o distribuciones de formas o forma de tales cristales, puede influir de forma deseable en ciertas reacciones (por ejemplo, unión a una proteína u homólogo de proteína en particular y/o influir en una ruta de señalización biológica en particular tal como una ruta inflamatoria o una ruta proteosómica) para que se produzca.

5 Por ejemplo, en referencia a las Figuras 9 y 10a-10d, se hace que algunas especies de platino que se forman en un primer elemento de depósito 30a’/30b’ fluyan en un segundo elemento de depósito 30a’/30b’ y formen parte en la formación de nanocristales bimetálicos en las mismas. De forma más específica, un primer conjunto de reacciones electroquímicas se produce en un potenciador de procesamiento adecuado que contiene agua para crear una solución/suspensión de potenciador de procesamiento modificada con agua, que a continuación sirve como un suministro de material de partida para un segundo conjunto de reacciones y electroquímicas que se producen en un segundo elemento de depósito 30a’/30b’. En algunos casos, los dos elementos de depósito separados se mantienen como miembros separados y la salida del primer elemento de depósito se deja enfriar antes de su entrada en el segundo elemento de depósito. Sin embargo, en otra realización, los dos elementos de depósito pueden ser una

15 unidad integral, con o sin medio de enfriamiento convocado entre las dos partes identificables 30a’/30b’.

Además, dado que los potenciadores de procesamiento de la presente invención no contemplan las moléculas basadas sustancias orgánicas tradicionales usadas en técnicas de química de reducción tradicionales, la falta de tal agente de reducción química (o tensioactivo añadido) significa que las superficies de los nanocristales que crecen en la invención son muy "limpias" con respecto a nanopartículas que se forman mediante enfoques de química de reducción tradicionales. Se debería entender que cuando se usa el término " limpio" con respecto a superficies de nanocristales o cuando se usa la expresión "básicamente libre de impurezas o películas orgánicas" (o una expresión similar), a lo que se hace referencia es a que los nanocristales formados no tienen componentes químicos adheridos ni unidos a sus superficies que (1) alteran el funcionamiento del nanocristal y/o (2) forman una capa, superficie o

25 película que cubre una parte significativa (por ejemplo, al menos un 25 % del cristal, o más habitualmente, al menos un 50 % del cristal). En realizaciones preferentes, las superficies del nanocristal están completamente libres de cualquier contaminante o reactivos orgánicos cambia materialmente su funcionalidad. Se debería entender que algunos componentes secundarios hacen que se adhieran a nanocristales de la invención y que no influyen de forma adversa ni material en el funcionamiento de los nanocristales la invención, todavía se debería considera que están dentro de las medidas y límites de la invención.

La falta de agentes químicos añadidos (por ejemplo, materiales orgánicos o de base de cloro) permite el crecimiento de los átomos metálicos y además no influye de forma adversa en el rendimiento de los nanocristales (por ejemplo, en reacciones de catálisis son reacciones biológicas, in vivo afecta a la corona de la proteína formada alrededor de

35 las nanopartículas/nanocristales en, por ejemplo, suero y/o reduce algunos compuestos tóxicos introducidos en células o en un organismo). Por ejemplo, pero sin desear quedar ligado por ninguna teoría o explicación en particular, en reacciones biológicas, la formación de corona de proteína puede controlar la ubicación de una nanopartícula/nanocristal in vivo, así como el control del plegamiento de las proteínas en o cerca de las superficies de las nanopartículas/nanocristales. Tales diferencias de rendimiento se pueden deber a factores tales que incluyen, pero no se limitan a, carga superficial, resonancia de plasmones superficiales, efectos epitaxiales, capas de doble superficie, zonas de influencia, contaminantes superficiales tóxicos y otros. Tales formas nuevas también influyen, por ejemplo, en la catálisis.

Además adicionalmente, una vez que se aparece una semilla de cristal en el proceso y/o comienza a crecer un

45 conjunto de planos de cristal extendidos (por ejemplo, nucleación homogénea) o una semilla de cristal se proporciona por separado (por ejemplo, nucleación heterogénea) el periodo de tiempo que se permite que una partícula formada (por ejemplo, un átomo metálico) permanezca cerca de uno o más electrodos en un proceso electroquímico puede dar como resultado que el tamaño de los nanocristales bimetálicos aumente como una función del tiempo (por ejemplo, algunos átomos metálicos se pueden ensamblar en nanocristales metálicos y, si no se impide con ciertos componentes orgánicos en el líquido, pueden crecer en una diversidad de formas y tamaños). El período de tiempo que las condiciones de nucleación/crecimiento de cristal están presentes pueden controlar la forma(s) y tamaño(s) de crecimiento de nanocristales bimetálicos. Por consiguiente, el tiempo de permanencia en/alrededor de los electrodos, caudal o caudales del líquido, depósito o depósitos forma transversal, etc, todos contribuyen a las condiciones de crecimiento de los nanocristales, como se analiza en cualquier parte en el presente

55 documento.

En muchas de las realizaciones preferentes en el presente documento, se utiliza una o más fuentes de AC (por ejemplo, transformador o transformadores 60 y fuente de alimentación 501AC). La tasa de cambio de polaridad "+" en un electrodo a polaridad "-" en el mismo electrodo se conoce como Hercio, Hz, frecuencia, o ciclos por segundo. En Estados Unidos, la frecuencia de salida patrón es 60 Hz, mientras que en Europa es predominantemente de 50 Hz. Como se muestra en los Ejemplos en el presente documento, la frecuencia también puede influir en el tamaño y/o forma y/o presencia de nanocristales y/o iones formados de acuerdo con las técnicas y electroquímicas que se desvelan en el presente documento. Algunas frecuencias preferentes son 5-1000 Hz, más habitualmente, 20500 Hz, incluso más habitualmente, 40-200 Hz, e incluso más habitualmente, 50 -100 Hz. Por ejemplo, y sin desear 65 quedar ligado por ninguna teoría o explicación en particular, en primer lugar algunos cristales nucleados o en crecimiento pueden tener fuerzas de atracción ejercidas sobre ellos (o sobre componentes de crecimiento del cristal,

tales como iones o átomos, que forman parte de en la formación del cristal o cristales) debido, por ejemplo, a cargas diferentes de atracción y a continuación fuerzas de repulsión que se ejercen sobre tales componentes (por ejemplo, debido a cargas de repulsión similares). Estos factores también desempeñan claramente un papel importante en la nucleación y/o crecimiento del cristal de los nuevos nanocristales formados al influir en el tamaño de y/o formas de la

5 partícula; así como al permitir que los cristales se formen sin la necesidad de agentes reductores o tensioactivos (es decir, es necesario que se añadan para que formen parte en las técnicas de química de reducción de la técnica anterior) haciendo que las superficies del nanocristales estén libres de tales especies químicas añadidas. La falta de revestimientos de base orgánica en la superficie de los nanocristales en crecimiento altera (en algunos casos controla) su función biológica. Además, cuando se usa agua como el líquido, se puede producir hidrólisis en los electrodos, dando como resultado producción de gas y la producción de otros productos de lisis de agua incluyen electrones hidratados, OH-, H*, H3O, H2O2, etc. Tales productos de lisis también pueden ayudar en los procesos de crecimiento del cristal desvelados en el presente documento y/o ayudar en la estabilización de los nanocristales bimetálicos en la suspensión.

15 Además, la forma de la onda en particular que se usa para una frecuencia específica también influye en las condiciones de crecimiento del nanocristal, y por lo tanto influye en el tamaño(s) y/o forma(s) del nanocristales. Aunque en Estados Unidos se usa una frecuencia de AC convencional de 60 Hz, también se usa una onda convencional de una onda "sinusoidal". Tal como se muestra en los Ejemplos en el presente documento, el cambio de una onda de una onda sinusoidal a una onda cuadrada o una onda triangular también influye en las condiciones de cristalización de los nanocristales y por lo tanto influye en tamaño(s) y forma(s) resultante de los nanocristales. Algunas formas de onda preferentes incluyen ondas sinusoidales, ondas cuadradas y ondas triangulares, sin embargo se debería considerar que algunas formas de onda híbridas están dentro de las medidas y límites de la invención.

25 Además adicionalmente, el voltaje aplicado en las nuevas técnicas electroquímicas que se desvelan en el presente documento también puede influir en tamaño(s) y forma(s) nanocristalinos. Un intervalo de voltaje preferente es 202000 voltios, un intervalo de voltaje más preferente es de 50-1000 voltios y un intervalo de voltaje incluso más preferente es 100-300 voltios. Además del voltaje, los amperajes usados con estos voltajes por lo general son 0,110 amperios, un intervalo de amperaje más preferente es de 0,1-5 amperios y un intervalo de amperaje aún más preferente es 0,4-1 amperios por conjunto de electrodos electrodo en los parámetros de procesamiento desvelados en el presente documento.

Además adicionalmente, el "ciclo de trabajo" usado para cada forma de onda aplicada en las nuevas técnicas electroquímicas que se desvelan en el presente documento también pueden influir en el tamaño(s) y la forma(s)

35 nanocristalinos. En este sentido, sin desear quedar ligado a ninguna teoría o explicación en particular, el periodo de tiempo en el que un electrodo se polariza de forma positiva puede dar como resultado un primer conjunto de reacciones, mientras que se puede producir un conjunto diferente de reacciones cuando el electrodo se polariza de forma negativa. Ajustando el periodo de tiempo en el que los electrodos se polarizan de forma positiva o negativa, el tamaño(s) y/o forma (s) de los nanocristales cultivados se pueden controlar. Además, la velocidad a la que un electrodo se convierte en + o -también es una función de la forma de la onda y también influye en el tamaño(s) y/o forma(s) de los nanocristales.

La temperatura también puede desempeñar un papel importante. En algunas de las realizaciones preferentes que se desvelan en el presente documento, la temperatura de punto de ebullición del agua se aproxima en al menos una

45 parte del recipiente de procesamiento en el que algunos nanocristales se nuclean y crecen. Por ejemplo, la temperatura del agua de salida en los Ejemplos de procesamiento continuo en el presente documento varía de aproximadamente 60 ºC -99 ºC. Sin embargo, como se analiza en cualquier parte en el presente documento, también se desean diferentes intervalos de temperatura. La temperatura puede influir en el producto resultante (por ejemplo, tamaño y/o forma de los nanocristales), así como la cantidad de producto resultante (es decir, el nivel de ppm de nanocristales en la suspensión o coloide). Por ejemplo, aunque es posible enfriar el líquido 3 en el elemento de depositó 30 con una variedad de técnicas conocidas (como se desvela en algunos de los Ejemplos en el presente documento), muchos de los Ejemplos de el presente documento no enfrían el líquido 3, dando como resultado la evaporación de una parte del líquido 3 durante el procesamiento del mismo.

55 Se debería entender que puede existir una variedad de diferentes formas y/o secciones transversales para el elemento de depósito 30 (o 30a’ y/o 30b’), cualquiera de los cuales puede producir resultados deseables como una función de una diversidad de consideraciones de diseño y producción. Por ejemplo, uno o más componentes producidos en la parte(s) 30a’, o 30b’ podrían ser transitorios (por ejemplo, una semilla de cristal o punto de nucleación) y/o semipermanentes (por ejemplo, nanocristales cultivados presentes en un coloide). Si tal componente(s) produce, por ejemplo, en la parte 30a’ se va a hacer reaccionar de forma deseable y controlable con uno o más componentes producidos en, por ejemplo, la parte 30b’, entonces, un producto final (por ejemplo, propiedades de un producto final) que resulta de esta mezcla podría ser una función de cuando se mezclan en conjunto los componentes formados en las partes 30a’ y 30b’. Además, algunos componentes transitorios formados en un primer elemento de depósito 30a’/30b’ también pueden influir en la formación de nanocristales bimetálicos

65 posteriores en un segundo elemento de depósito 30a’/30b’. Por lo tanto, el periodo de tiempo que transcurre entre la producción de un primer producto acuoso en un primero elemento de depósito y en el que al primer producto se convierte en un material de partida en un segundo elemento de depósito también puede influir en la suspensión de nanocristales bimetálicos formados. Por lo tanto, la temperatura de los líquidos que entran y salen se puede monitorizar/controlar para maximizar ciertas condiciones de procesamiento deseables y/o propiedades deseables de los productos finales y/o para minimizar ciertos productos indeseables. Además adicionalmente, algunos

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5 potenciadores de procesamiento se pueden utilizar de forma selectiva en una o más de las partes de los diferentes elementos de depósito.

La Figura 6 muestra una vista esquemática del aparato general utilizado de acuerdo con las enseñanzas de algunas de las realizaciones preferentes de la presente invención. En particular, esta Figura 6 muestra una lista esquemática lateral del elemento de depósito 30 que contiene un líquido 3 en el mismo. En la parte superior del elemento de depósito 30 permanece una pluralidad de dispositivos de control 20a-20d que, en esta realización, se unen a los mismos de forma que se pueden retirar. Por supuesto, los dispositivos de control 20a-20d se pueden fijar permanentemente en la posición cuando se ponen en práctica diversas realizaciones de la invención. El número preciso de dispositivos de control 20 (y electrodo(s) 1 y/o 5 correspondientes así como la configuración(s) de tales 15 electrodos) y la colocación o ubicación de los dispositivos de control 20 (y los electrodos 1 y/o 5 correspondientes) son una función de diversas realizaciones preferentes de la invención que se analizan con mayor detalle en cualquier parte en el presente documento. Sin embargo, en general, se proporciona un líquido de entrada 3 (por ejemplo agua o agua purificada que contiene un potenciador del proceso) a un medio de transporte de líquido 40 (por ejemplo, una bomba de líquidos, medios de bombeo por gravedad o de líquidos para el bombeo del líquido 3) tal como una bomba peristáltica 40 para el bombeo del líquido 3 en el elemento de depósito 30 a un primer extremo 31 del mismo. El medio de transporte de líquido 40 puede incluir cualquier medio para mover los líquidos 3 que incluye, pero no se limita a, medios de alimentación por gravedad o hidrostáticos, un medio de bombeo, un medio de regulación o de válvula, etc. Sin embargo, el medio de transporte de líquido 40 debería poder introducir de forma confiable y/o controlable cantidades conocidas del líquido 3 en el elemento de depósito 30. El periodo de tiempo que

25 el líquido 3 está contenido dentro del elemento de depósito 30 (por ejemplo, a o aproximadamente uno o más electrodos(s) 1/5) también influye en los productos producidos (por ejemplo, el tamaño(s) y/o forma(s) de los nanocristales cultivados).

Una vez que el líquido 3 se proporciona en el elemento de depósito 30, pueden o no ser necesarios algunos medios para mover continuamente el líquido 3 dentro del elemento de depósito 30. Sin embargo, un medio sencillo para mover continuamente el líquido 3 incluye el elemento de depósito 30 que se sitúa en un ángulo ligero θ (por ejemplo, menos de un grado hasta unos pocos grados para un fluido 3 de baja viscosidad tal como agua) con respecto a la superficie de soporte sobre la que se encuentra el elemento de depósito 30. Por ejemplo, una diferencia en la altura vertical inferior a una pulgada entre una parte de entrada 31 y una parte de salida 32, separadas entre sí 35 aproximadamente 6 pies (aproximadamente 1,8 metros) con respecto a la superficie de soporte puede ser todo lo que se requiere, siempre y cuando la viscosidad del líquido 3 no sea demasiado elevada (por ejemplo, cualquier viscosidad que sea aproximada a la viscosidad del agua se puede controlar con flujo por gravedad una vez que tales fluidos están contenidos o localizados dentro del elemento de depósito 30). La necesidad de un ángulo θ mayor podría ser un resultado del procesamiento de un líquido 3 que tiene una viscosidad superior a la del agua; la necesidad de que el líquido 3 se mueva por el depósito 30 a una tasa más elevada, etc. Además, cuando las viscosidades del líquido 3 aumentan de modo que la gravedad por sí sola es insuficiente, también se pueden utilizar otros fenómenos tales como usos específicos de presión de cabeza hidrostática o presión hidrostática para conseguir un flujo de fluido deseable. Además, dentro del elemento de depósito 30también se podrían proporcionar medios adicionales para mover el líquido 3 a lo largo del elemento de depósito 30. Tales medios para mover el fluido

45 incluyen medios mecánicos tales como palas, ventiladores, hélices, tornillos sin fin, etc., medios acústicos tales como transductores, medios térmicos tales como calentadores y/o enfriadores (que pueden tener beneficios de procesamiento adicionales), etc., son también deseables para su uso con la presente invención.

La Figura 6 también muestra un depósito de almacenamiento o recipiente de almacenamiento 41 en el extremo 32 del elemento de depósito 30. Tal recipiente de almacenamiento 41 puede ser cualquier recipiente aceptable y/o medio de bombeo formados por uno o más materiales que, por ejemplo, no interactúan de forma negativa con el líquido 3 (o componentes contenidos en el mismo) producidos dentro del elemento de depósito 30. Algunos materiales aceptables incluyen, pero no se limitan a plásticos tales como polietileno de alta densidad (HDPE), vidrio, metal(s) (tal como ciertas calidades de acero inoxidable), etc. Además, aunque en esta realización se muestra un

55 depósito de almacenamiento 41, se debería entender que el depósito 41 incluye un medio para distribuir o embotellar o envasar directamente el fluido 3 procesado en el elemento de depósito 30.

Los dispositivos de control de electrodo mostrados por lo general en, por ejemplo, las Figuras 2 y 6 se muestran con mayor detalle en la Figura 8c. En particular, la Figura 8c muestra una vista en perspectiva del dispositivo de control

20. La Figura 8c muestra una parte de base 25 proporcionada, teniendo dicha parte de base una parte superior 25’ y una parte inferior 25". La parte de base 25 está hecha con un material rígido de plástico adecuado que incluye, pero no se limita a, materiales hechos a partir de plásticos estructurales, resinas, poliuretano, polipropileno, nailon, teflón, polivinilo, etc. Una pared divisoria 27 se proporciona entre dos ensamblajes de ajuste de electrodo. La pared divisoria 27 puede estar hecha de material similar o diferente del material que comprende la parte de base 25. Dos

65 motores de etapas servo 21a y 21b están fijados a la superficie 25’ de la parte de base 25. Los motores etapas 21a, 21b podría ser cualquier motor de etapas que pueda moverse ligeramente (por ejemplo, sobre una base de 360

grados, ligeramente inferior a ligeramente superior a 1 grado) de modo que un movimiento circunferencial de los motores de etapas 21a/21b da como resultado una elevación o descenso vertical de un electrodo 1 o 5 que se comunica con los mismos. En este sentido, un primer componente con forma de rueda 23a es la rueda motriz conectada al eje de salida 231a del motor de dirección 21a de modo que cuando el eje de dirección 231a gira, se 5 crea un movimiento circunferencial de la rueda 23a. Además, se hace que una rueda directriz 24a presiones frente y hacia la rueda motriz 23a de modo que exista entre ellas un contacto de fricción. La rueda motriz 23a y/o la rueda directriz 24a pueden incluir una muesca o ranura en una parte exterior de la misma para ayudar en el alojamiento de los electrodos 1, 5. Se hace que la rueda directriz 24a presione hacia la rueda motriz 23a con un muelle 285 situado entre las partes 241a y 261a unidas a la rueda directriz 24a. En particular, un muelle en espiral 285 se puede situar 10 alrededor de la parte del eje 262a que se extiende hacia fuera del bloque 261a. Los muelles pueden tener una tensión suficiente como para dar como resultado una fuerza de fricción razonable entre la rueda motriz 24a y la rueda directriz 24a de modo que cuando el eje 231a gira una cantidad determinada, los montajes de electrodos 5a, 5b, 1a, 1b, etc., se montarán en una dirección vertical con respecto a la parte de base 25. Tal movimiento rotacional

o circunferencial de la rueda motriz 23a da como resultado una transferencia directa de cambios direccionales

15 verticales en los electrodos 1,5 mostrados en el presente documento. Al menos una parte de la rueda motriz 23a debería estar hecha de un material eléctricamente aislante; mientras que la rueda directriz 24a puede estar hecha de un material eléctricamente conductor o de un material eléctricamente aislante, pero por lo general se trata de un material eléctricamente aislante.

20 Los motores de dirección 21a/21b pueden ser cualquier motor de dirección adecuado que sea capaz de realizar pequeñas rotaciones (por ejemplo, ligeramente inferiores a 1º/360º o ligeramente superiores a 1º/360º) de manera que los pequeños cambios de rotación en el eje de dirección 231 a se traducen en cambios pequeños verticales en los ensamblajes de electrodos. Un motor de dirección preferente incluye un motor de dirección fabricado por modelo RMS Tecnologies, motor de etapas modelo 1MC17-S04, que es un motor de etapas impulsado por DC. Estos

25 motores de etapas 21a/21b incluyen una conexión 22a/22b de RS-232, respectivamente, que permite que los motores de etapas se dirijan con un aparato de control a distancia tal como un ordenador o un controlador.

Las porciones 271, 272 y 273 son principalmente ajustes de altura que ajustan la altura de la parte de base 25 con respecto al elemento de depósito 30. Las porciones 271, 272 y 273 pueden estar formadas por materiales iguales,

30 similares o diferentes de la parte de base 25. Las porciones 274a/274b y 275a/275b también pueden estar formadas por materiales iguales, similares a diferentes de la parte de base 25. Sin embargo, estas porciones deberían ser eléctricamente aislantes porque alojan diversos componentes de cable asociados con la distribución de voltaje y corriente a los montajes de electrodos 1a/1b, 5a/5b, etc.

35 Con respecto al tamaño del dispositivo de control 20 que se muestra en la Figura 8c, la longitud y el ancho pueden ser cualquier dimensión que se ajuste al tamaño de los motores de etapa 21a/21b, y el ancho del elemento de depósito 30. En este sentido, la longitud debería ser al menos tan larga como el ancho del elemento de depósito 30, y por lo general ligeramente más larga (por ejemplo, 10-30 %). El ancho o necesitas ser lo suficientemente ancho como para alojar los motores de etapa 21a /21b y no demasiado ancha como para infrautilizar de forma innecesaria

40 del espacio longitudinal a lo largo de la longitud del elemento de depósito 30. En una realización preferente de la invención, la longitud es aproximadamente 7 pulgadas (aproximadamente 19 milímetros) y el ancho es aproximadamente 4 pulgadas (aproximadamente 10,5 milímetros). El grosor del miembro base 25 es cualquier grosor suficiente que proporcione rigidez estructural, eléctrica y mecánica para el miembro base 25 y debería ser del orden de aproximadamente ¼" -¾" (aproximadamente 6 mm -19 mm). Aunque estas dimensiones no son críticas,

45 las dimensiones proporcionan una comprensión del tamaño general de ciertos componentes de una realización preferente de la invención.

Además, el miembro base 25 (y los componentes montados en el mismo), se pueden cubrir con una cubierta adecuada (no se muestra) para aislamiento eléctrico, así como para crear un entorno protector local para todos los 50 componentes unidos al miembro base 25. Tal cubierta puede estar formada por cualquier material adecuado que proporcione seguridad y flexibilidad de funcionamiento apropiados. Algunos materiales a modo de ejemplo incluyen plásticos similares a los dos para otras partes del elemento de depósito 30 y/o el dispositivo de control 20 y por lo general son transparentes. Este miembro de cubierta también puede estar formado por el mismo tipo de materiales usados para preparar la parte base 25. La cubierta puede incluir agujeros de paso que se pueden alinear con exceso

55 de porciones de, por ejemplo, los electrodos 5, que se pueden conectar con, por ejemplo, una bobina del cable del electrodo (en estas figuras no se muestra).

Como se muestra en la Figura 8j, las porciones 242, 242a y 242b proporcionan tensión resistente para el cable 5a o 5b a proporcionar entre las mismas. Además, este diseño de dispositivo de control hace que haya una conexión 60 eléctrica entre las fuentes de alimentación 60 o 501AC y los electrodos 1/5. El servo-motor 21a funciona como se ha analizado anteriormente, pero dos electrodos se dirigen con un solo motor de dirección servo 21a. Por consiguiente, un solo motor de dirección 21a puede sustituir los motores de dirección en el caso de la realización que se muestra en la Figura 8j. Además, al proporcionar el contacto eléctrico entre los cables 1/5 y las fuentes de alimentación 60/501AC, todas las conexiones eléctricas se proporcionan en una superficie de la parte superior de (es decir, la

65 superficie más allá del líquido 3) dando como resultado unas ciertas ventajas de diseño y producción.

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La Figura 8c muestra un componente material refractario 29a, 29b. El componente 29 está hecho, por ejemplo, de componente refractario adecuado, incluye, por ejemplo, óxido de aluminio o similares. El componente refractario 29 puede tener un agujero de paso transversal en el mismo que proporciona conexiones eléctricas al electrodo o electrodos 1 y/o 5. Además, está presente un agujero de paso longitudinal adicional por toda la longitud del

5 componente refractario 29 de modo que los montajes de electrodos 1/5 se pueden extender a través de los mismos.

La Figura 8c muestra de forma específica un electrodo(s) 1a que se extiende a través de una primera parte refractaria 29a y se muestra un electrodo(s) 5a que se extiende a través de una segunda parte refractaria 29b. Por consiguiente, cada uno de los montajes de electrodos que se desvelan de forma expresa en el presente documento, así como los que se mencionan en el presente documento, se pueden utilizar en combinación con las realizaciones preferentes del dispositivo de control que se muestra en el presente documento.

Para accionar los dispositivos de control 20, es necesario que se produzcan dos procesos generales. Un primer proceso implica la activación eléctrica del electrodo(s) 1 y/o 5 (por ejemplo, aplicando potencia al mismo desde una

15 fuente de alimentación 10 preferente), y la aparición del segundo proceso general implica la determinación, por ejemplo, de cuánta potencia (por ejemplo, voltaje y/o corriente) se aplica al electrodo(s) y ajusta de forma apropiada en la altura del electrodo 1/5 como respuesta a tales determinaciones (por ejemplo, ajuste de forma manual y/o de forma automática de la altura de los electrodos 1/5); o ajuste de la altura del electrodo o simplemente movimiento del electrodo en (por ejemplo, avance de forma progresiva del electrodo(s) 5 a través del líquido 3) o sin contacto con el líquido 3, como una función del tiempo. En el caso de la utilización de un dispositivo de control 20, algunas inserciones adecuadas se comunican al motor de etapa 21 a través de los puertos de RS-232, 22a y 22b. En el presente documento se analizan algunas realizaciones importantes de componentes del dispositivo de control 20, así como del proceso de activación del electrodo.

25 Una realización preferente de la invención utiliza los dispositivos de control automático 20 que se muestran en diversas figuras en el presente documento. Los motores de etapa 21a y 21b se muestran, por ejemplo, en la Figura 8c. Los electrodos 1/5 se controlan mediante un diagrama del circuito eléctrico en cada una de las Figuras 8d-8h (por ejemplo, para los conjuntos de electrodos 1/5 que forman un plasma 4 o para los conjuntos de electrodos 5/5); o se controlan mediante el diagrama del circuito eléctrico en cada una de las de las Figuras 8g y 8i para los conjuntos de electrodos 5/5, en algunas realizaciones en el presente documento.

En particular, en esta realización, el circuito eléctrico de la Figura 8h es un circuito de control del voltaje. De forma específica, la salida de voltaje de cada una de las patas de salida de la bobina secundaria 603 en el transformador 60 se controlan con respecto a los puntos "P-Q" y los puntos "P’-Q"’. De forma específica, la resistencia indicada por 35 "RL" corresponde a la resistencia interna del dispositivo de medida del multímetro (no se muestra). Los voltajes de salida medidos entre los puntos "P-Q" y "P’-Q"’ por lo general, para varias realizaciones precedentes mostradas en los Ejemplos posteriores en el presente documento, varían entre aproximadamente 200 voltios y aproximadamente

4.500 voltios. Sin embargo, algunos voltajes mayores y menores pueden funcionar con muchas de las realizaciones que se desvelan en el presente documento. Se han determinado algunos voltajes diana deseables determinados para cada conjunto de electrodos 1 y/o 5 en cada posición a lo largo de un elemento de depósito 30a’. Tales voltajes diana deseables se consiguen como voltajes reales aplicados, utilizando, por ejemplo, el control de circuito que se muestra en las Figuras 8d, 8e y 8f. Estas Figuras 8d, 8e y 8f se refieren a conjuntos de relés controlados con un ensamblaje de circuito Velleman K8056 (que tiene un microchip PIC16F630-I/P). Cada transformador 60 se conecta eléctricamente de una manera que se muestra en la Figura 8h. Cada transformador 60 y puntos de medida

45 asociados "P-Q" y "P’-Q"’ se conectan a un relé individual. Por ejemplo, los puntos "P-Q" corresponden al número de relé 501 en la Figura 8d y los puntos "P’-Q"’ corresponden al relé 502 en la Figura 8d. Por consiguiente, se necesitan dos relés para cada transformador 60. Cada relé, 501, 502, etc., examina de forma secuencial un primer voltaje de salida desde una primera pata de una bobina secundaria 603 y a continuación un segundo voltaje de salida de una segunda pata de la bobina secundaria 603; y al examen continúa hasta un primer voltaje de salida de un segundo transformador 60b en una primera parte de su bobina secundaria 603, y a continuación en una segunda pata de la bobina secundaria 603, etc..

El control informático o lógico para las técnicas de ajuste de voltaje examinadas que se desvelan se consiguen mediante cualquier programa o controlador convencional, que incluye, por ejemplo, en una realización preferente,

55 etapas convencionales de programación básica visual utilizadas en un PC. Tales etapas de programación incluyen examen, lectura, comparación, y envío de un símbolo de activación apropiado (por ejemplo, aumento o disminución de un electrodo con respecto a la superficie 2 del líquido 3). Tales técnicas las debería entender un experto habitual en la materia.

Además, en otra realización preferente de la invención utilizada en el Ejemplo 1 para los conjuntos de electrodos 5/5’, los dispositivos de control automático 20 se controlan con los circuitos eléctricos de las Figuras 8e, 8f, 8g y 8i. En particular, el circuito eléctrico de la Figura 8i es un circuito de control del voltaje usado para medir corriente. En este caso, voltaje y corriente tienen el mismo valor numérico de viva elección de una resistencia (se analiza posteriormente el presente documento). De forma específica, la salida de voltaje de cada fuente de alimentación 65 501AC se controla sobre los puntos "P-Q" y los puntos "P’-Q"’. De forma específica, la resistencia indicada por "RL" corresponde a la resistencia interna del dispositivo de medida multímetro (no se muestra). Los voltajes de salida

medidos entre los puntos "P-Q" y "P’-Q"’ por lo general, para varias organizaciones preferentes mostradas en los Ejemplos posteriores en el presente documento, varían entre aproximadamente 0,05 voltios y aproximadamente 5 voltios. Sin embargo, voltajes superiores e inferiores pueden funcionar con muchas de las realizaciones que se desvelan en el presente documento. Se han determinado algunos voltajes diana deseables para cada conjunto de

5 electrodos 5/5’ en cada posición a lo largo de un elemento de depósito 30b’. Tales voltajes diana deseables se consiguen como voltajes reales aplicados, utilizando, por ejemplo, el control de circuito que se muestra en las Figuras 8e, 8f, 8g y 8i. Estas Figuras 8 se refieren a conjuntos de relés controlados con un ensamblaje de circuito Velleman K8056 (que tiene un microchip PIC16F630-I/P).

En particular, el servo-motor 21 se hace corta en un momento predeterminado específico para mantener un perfil de electrodo 5 deseable. El servo-motor 21 responde mediante la rotación de la cantidad predeterminada en una dirección en el sentido de las agujas del reloj. De forma específica el servo-motor 21 gira una cantidad suficiente tal como aproximadamente 0,009 pulgadas (0,229 mm) del electrodo 5 avanza hacia y en la parte receptora hembra o5 (se muestra, por ejemplo en las Figuras 10b y 11a). Por lo tanto, el electrodo 5 avanza de forma progresiva a través

15 del líquido 3. En una realización preferente analizada en el presente documento, al movimiento del electrodo 5 se produce aproximadamente cada 4,3 minutos. Por consiguiente, la tasa de movimiento vertical de cada electrodo 5 en la parte receptora hembra o5 es aproximadamente 1 pulgada (aproximadamente 1,9 cm) cada 8 horas. Por consiguiente, se mantiene una forma o perfil del electrodo 5 básicamente constante mediante su avance constante progresivo en and y través del líquido 3. Además, una vez que el extremo de avance del electrodo 5 alcanza el extremo longitudinal de la parte receptora hembra o5, el electrodo 5 se puede retirar del aparato de procesamiento. Como alternativa, se puede proporcionar un medio de recogida de electrodo para recoger la parte "usada" del electrodo.

Tales medios para recogida del electrodo(s) 5 incluyen, pero no se limitan a, un dispositivo de rebobinado o

25 enrollado, y una parte extendida o5, un dispositivo de recorte o corte de cables, etc. Sin embargo, para conseguir diferentes perfiles de corriente/voltaje (y por lo tanto una diversidad de diferentes tamaños(s) y/o forma(s) de nanocristales, también están dentro de las medidas y límites de esta invención otras tasas de movimiento de electrodo.

Además, con referencia específica a las Figuras 8e, 8f, 8g y 8i, se debería indicar que se produce un procedimiento de examen secuencialmente para determinar el voltaje de cada electrodo, que en las organizaciones en el presente documento, son equivalentes a los amperios porque en la Figura 8i las resistencias Ra y Rb son aproximadamente 1 ohm, en consecuencia, V = I. En otras palabras, cada fuente de alimentación 501AC se conecta de forma eléctrica de una manera se muestra en las Figuras 8e, 8f, 8g y 8i. Cada fuente de alimentación 501ACC y puntos de medida

35 asociados "P-Q" y "P’-Q’" se conectan a dos relés individuales. Por ejemplo, los puntos "P-Q" corresponden al número de relé 501 y 501’ en la Figura 8g y los puntos "P’-Q"’ corresponden al relé 502, 502’ en la Figura 8g. Por consiguiente, los relés son necesarios para cada conjunto de electrodos 5/5. Cada relé, 501/501’ y 502/502’, etc., examinan de forma secuencial el voltaje de salida de la fuente de alimentación 501ACC y a continuación un segundo voltaje de la misma fuente de alimentación 501AC, etc..

El control informático o lógico para las técnicas de ajuste de altura del electrodo desveladas se consiguen mediante cualquier programa o controlador convencional, que incluye, por ejemplo, en una realización preferente, etapas convencionales de programación básica visual utilizadas en un PC. Tales etapas de programación incluyen lectura y envío de un símbolo de activación apropiado para reducir un electrodo con respecto a la superficie 2 del líquido 3.

45 Tales técnicas las debería entender un experto habitual en la materia.

Definiciones

Para fines de la presente invención, se pretende que los términos y expresiones que siguen a continuación, que aparecen en la Memoria descriptiva y Reivindicaciones, tengan los siguientes significados:

"Básicamente limpia", como se usa en el presente documento se debería entender cuando se usa para describir superficies de nanocristales que se refiere a los nanocristales que no tienen componentes químicos adheridos o unidos a sus superficies en una cantidad que materialmente podría alterar el funcionamiento del nanocristal en al 55 menos una de sus propiedades significativas de los nanocristales basados en metales que se establecen en los Ejemplos en el presente documento. Como alternativa, el nanocristal basado en metales no tiene una capa, superficie o película que cubra una parte significativa (por ejemplo, al menos un 25 % del cristal, o en otra realización al menos un 50 % del cristal). También puede hacer referencia a que las superficies del nanocristal están completamente libres de cualquier contaminante orgánico que cambien materialmente su funcionalidad sobre superficies cristalinas desnudas de oro. Se debería entender que algunos componentes secundarios a los que se les hace adherirse a nanocristales de la invención y que no influyen de forma adversa ni de forma material en el funcionamiento de los nanocristales de la invención, también se debería considerar que están dentro de las medidas y límites de la invención. También se debería entender que la expresión es un término relativo que hace referencia a la falta de moléculas tradicionales basadas en sustancias orgánicas (es decir, las

65 usadas en técnicas de química de reducción tradicionales) en las superficies de los nanocristales de la invención a los que se hace crecer.

Como se usa en el presente documento, la expresión "potenciador del procesamiento" o "procesamiento potenciado"

o "potenciador del proceso" se refiere a al menos un material (por ejemplo, sólido, líquido y/o gas) y por lo general se refiere a un material inorgánico, material que no se une de forma significativa a los nanocristales formados, sino que en su lugar facilita la nucleación/crecimiento durante un proceso estimulado por proceso electroquímico. El material

5 desempeña papeles importantes en el proceso incluyendo la provisión de iones cargados en la solución electroquímica para permitir el crecimiento de los cristales. El potenciador del proceso de forma crítica es un compuesto(s) que permanece en solución y/o no forma un revestimiento (en una realización un revestimiento orgánico), y/o no influye de forma adversa en los nanocristales formados o la suspensión(s) formada, y/o se destruye, se evaporar, o de otro modo se pierde durante el proceso electroquímico de crecimiento del cristal.

10 Se debería entender que la expresión "elemento de depósito" como se usa en el presente documento se refiere a una gran diversidad de dispositivos de manipulación de fluidos que incluyen, tubos, tuberías, canales o ranuras que existen en materiales u objetos, conductos, canales, tubos, aliviaderos, mangueras y/o surtidores, siempre y cuando sean compatibles con el proceso electroquímico que se desvela en el presente documento.

15 Los siguientes Ejemplos sirven para ilustrar ciertas realizaciones de la invención pero no se deberían interpretar como limitantes del alcance de la divulgación como se define en las reivindicaciones apuntadas.

Ejemplo 1

20 Preparación de nanocristales de base de oro/Suspensiones de nanocristal NE10214

En general, este Ejemplo utiliza ciertas realizaciones de la invención asociadas con los aparatos que se muestran por lo general en las Figuras 9, 10c, y 11a. Todos los elementos de depósito 30a’ y 30b’ en las Figuras mencionadas

25 anteriormente se fabricaron a partir de Plexiglás grueso de 1/8" (aproximadamente 3 mm), y policarbonato grueso de 1/4" (aproximadamente 6 mm), respectivamente. La estructura de soporte 34 (no se muestran muchas de las Figuras pero se muestra en la Figura 9) también se fabricó a partir de Plexiglás que tenía un grosor de aproximadamente ¼" (grosor de aproximadamente 6-7 mm). Cada elemento de depósito 30a’ era integral con el elemento de depósito 30b’. La forma transversal del elemento de depósito 30a’ usada en este Ejemplo correspondía

30 a la forma que se muestra en la Figura 5b (es decir, era una sección transversal con forma trapezoidal). Las dimensiones importantes para 30a’ eran "S,S"’ que medía aproximadamente 1,5" (aproximadamente 3,81 cm), "M" que medía aproximadamente 2,5" (aproximadamente 6,35 cm), "R" media aproximadamente 3/4" (aproximadamente 1,9 cm) y "d"’ que medía aproximadamente ½" (aproximadamente 1,3 cm).

35 Cada parte del elemento de depósito 30b’ tenía una forma transversal que correspondía a la Figura 5a. Las dimensiones relevantes para la parte del elemento de depósito 30b’ se indican en la Tabla 1 como "M" (es decir, ancho interno del depósito a la entrada y la parte exacta del elemento de depósito 30b’), "LT" (es decir, longitud transversal o longitud del flujo del elemento de depósito 30b’), "S" (es decir, la altura del elemento de depósito 30b’), y "d"" (es decir, profundidad de líquido 3" dentro del elemento de depósito 30b’). El grosor de cada parte de la pared

40 lateral del depósito 30b’ también tenía un espesor de aproximadamente 1/4" (aproximadamente 6 mm).

El agua 3 usada en el Ejemplo 1 como una entrada en el elemento de depósito 30a’ (y usada en los Ejemplos 1-17 en combinación con un potenciador de procesamiento) se producía con un proceso de Ósmosis Inversa y proceso de desionización denominada en el presente documento agua desionizada). En esencia, la Ósmosis Inversa (RO) es

45 un proceso de separación de membranas dirigida por presión que separa especies que son sustancias disueltas y/o suspendidas en el agua subterránea. Se denomina ósmosis "inversa" porque se aplica presión a la inversa que el flujo natural de la ósmosis (que parece que equilibra la concentración de materiales en ambos lados de la membrana). La presión aplicada fuerza al agua a través de la membrana dejando los agentes contaminantes en un lado de la membrana y el agua purificada en el otro. La membrana de ósmosis inversa utilizaba varias capas o

50 láminas finas de película que se unen en conjunto y se enrollan en una configuración espiral alrededor de un tubo de plástico. (Esto también se conoce como un compuesto de película fina o membrana de TFC). Además de la eliminación de especies disueltas, la membrana de RO también elimina por separación algunos materiales suspendidos incluyendo microorganismos que pueden estar presentes en el agua. Después del procesamiento de RO, se usó un filtro de desionización de lecho mixto. Los disolventes disueltos totales ("TDS") después de ambos

55 tratamientos eran aproximadamente 0,2 ppm, como se mide con un medidor de pH/conductividad Accumet® AR20.

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La Tabla 1 muestra que la cantidad de potenciador de procesamiento (PE) (NaHCO3) que se añadió a agua purificada era aproximadamente 0,53 mg/ml. Se debería entender que otras cantidades de este potenciador de procesamiento también funcionan dentro de las medidas y límites de la invención. La mezcla de agua purificada/ NaHCO3 se usó como el líquido 3 de entrada en el elemento de depósito 30a’. La profundidad "d"’ del líquido 3’ en el 5 elemento de depósito 30a’ (es decir, donde se forma el plasma(s) 4) era aproximadamente de 7/16" a aproximadamente ½" (de aproximadamente 11 mm a aproximadamente 13 mm) a diversos puntos a lo largo del elemento de depósito 30a’. La profundidad "d"’ se controló parcialmente a través del uso de la barrera 80 (se muestra en la Figura 9). De forma específica, la barrera 80 se proporcionaba cerca del extremo de salida 32 del elemento de depósito 30a’ y ayudaba en la creación de la profundidad "d"’ (en la Figura 5b se muestra como "d") para que tuviera una profundidad de aproximadamente 7/6"-1/2" (aproximadamente 11-13 mm). La altura de la barrera 80 media aproximadamente ¼" (aproximadamente 6 mm) y la longitud longitudinal medía aproximadamente ½" (aproximadamente 13 mm). La anchura era la dimensión "R" completamente a través del fondo del elemento de depósito 30a’. Por consiguiente, el volumen total de líquido 3’ en el elemento de depósito 30a’ durante el funcionamiento del mismo era de aproximadamente 2,14 in3 (aproximadamente 35 ml) a aproximadamente 0,89 in3

15 (aproximadamente 14,58 ml).

El caudal del líquido 3’ en el elemento de depósito 30a’ así como en el elemento de depósito 30b’, era de aproximadamente 230 ml/minuto y el caudal fuera del elemento de depósito 30b’ en el punto 32 era de aproximadamente 220 ml/minuto (es decir, debido a la evaporación). Se debería considerar que otros caudales aceptables están dentro de las medidas y límites de la invención.

Tal flujo de líquido 3’ se obtuvo utilizando un accionamiento de bomba Masterflex® L/S 40 considerada a 0,1 caballos de vapor, 10-600 rpm. El número del modelo de la bomba Masterflex® 40 era 7523-80. El accionamiento de la bomba tenía una cabeza de bomba también fabricada por Masterflex® conocida como el

25 modelo Easy-Load N.º 77201-60. En términos generales, la cabeza para la bomba 40 se conoce como cabeza peristáltica. Los ajustes precisos en la bomba fueron de 230 mililitros por minuto. En la cabeza peristáltica se puso tubo Tygon® con un diámetro de 1/4" (es decir, tamaño 06419-25). El tubo lo fabricó Saint Gobain para Masterflex®. Un extremo del tubo se repartió en un primer extremo 31 del elemento de depósito 30’a.

La Tabla 1 muestra que había un conjunto de un solo electrodo 1a/5a. La fuente de alimentación para cada conjunto de electrodos 1/5 era un transformador de AC 60. De forma específica, la Figura 7a muestra una fuente de corriente AC 62 conectada a un transformador 60. Además, se proporciona un condensador 61 de modo que, por ejemplo, se pueden ajustar los factores de pérdida en el circuito. La salida del transformador 60 se conecta al electrodo(s) 1/5 a través del dispositivo de control 20. Un transformador preferente para su uso con la presente invención es uno que

35 usa corriente alterna que fluye en una bobina primaria 601 para establecer un flujo magnético alterno en un núcleo 602 que conduce fácilmente el flujo.

Cuando una bobina secundaria 603 se coloca cerca de la bobina primaria 601 y el núcleo 602, este flujo unirá la bobina secundaria 603 con la bobina primaria 601. Esta unión de la bobina secundaria 603 induce un voltaje a través de los terminales secundarios. La magnitud del voltaje en los terminales secundarios se relaciona directamente con la proporción de los giros de la bobina secundaria con respecto a los giros de la bobina primaria. Más giros en la bobina secundaria 603 que en la bobina primaria 601 da como resultado un aumento de voltaje, mientras que en menos giros da como resultado una disminución del voltaje.

45 El transformador o transformadores 60 para su uso en estos Ejemplos presentan una regulación del voltaje de salida deliberadamente escasa que se hace posible con el uso de cortocircuitos magnéticos en el transformador 60. Estos transformadores 60 se conocen como transformadores de señal de neón. Esta configuración limita el flujo de corriente en el electrodo o electrodos 1/5. Con un gran cambio en el voltaje de carga de salida, el transformador 60 mantiene corriente de carga de salida dentro del intervalo relativamente estrecho.

El transformador 60 se considera por su voltaje de circuito abierto secundario y corriente de cortocircuito secundario. El voltaje de circuito abierto (OCV) aparece en los terminales de salida del transformador 60 solamente cuando no está presente ninguna conexión eléctrica. De forma análoga, la corriente de cortocircuito solamente se extrae de los terminales de salida si se coloca un corto a través de estos terminales (en cuyo caso, el voltaje de salida es cero).

55 Sin embargo, cuando una carga se conecta a través de estos mismos terminales, el voltaje de salida del transformador 60 debería entrar en un punto entre cero y el OCV nominal. De hecho, si el transformador 60 se carga de forma apropiada, ese voltaje será aproximadamente la mitad del OCV nominal.

El transformador 60 se conoce como un Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado (por ejemplo, también conocido anteriormente como punto medio equilibrado a tierra). Esto se encuentra más comúnmente en transformadores de voltaje nominal medio a más elevado y la mayoría de los transformadores de 60 mA. Este es el único tipo de transformador aceptable en un sistema de "cableado de retorno de punto medio". El transformador "equilibrado" 60 tiene una bobina primaria 601 con dos bobinas secundarias 603, una en cada lado de la bobina primaria 601 (como se muestra por lo general en la vista esquemática de la Figura 7bg). Este transformador 60 65 puede funcionar en muchas ocasiones como los transformadores. Así como el núcleo y la bobina de referencia de punto medio sin equilibrar, un extremo de cada bobina secundaria 603 se unió al núcleo 602 y posteriormente a la

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carcasa del transformador y el otro extremo de cada bobina secundaria 603 se une a un cable de salida o terminal. Por lo tanto, sin conector presente, un transformador de 15.000 voltios sin carga de este tipo, medirá aproximadamente 7,500 voltios de cada terminal secundario a la carcasa del transformador pero medirá aproximadamente 15.000 voltios entre los dos terminales de salida.

5 En circuitos de corriente alterna (AC) que poseen un factor de potencia de línea de 1 (o 100 %), cada uno de el voltaje y la corriente empiezan en cero, alcanzan una cresta, caen a cero, llegan a una cresta negativa y vuelven de nuevo a cero. Esto completa un ciclo de una onda sinusoidal habitual. Esto sucede 60 veces por segundo en una aplicación de Estados Unidos habitual. Por lo tanto, el voltaje o corriente tiene una "frecuencia" característica de 60 ciclos por segundo (o 60 Hercios) de potencia. El factor de potencia se refiere a la posición de la onda del voltaje con respecto a la onda de la corriente. Cuando ambas ondas pasan a través de cero juntas y sus crestas están juntas, están en fase y el factor de potencia es 1, o un 100 %. La Figura 7c muestra dos ondas "V" (voltaje) y "C" (corriente) que están en fase entre sí que tienen un factor de potencia de un 1 o un 100 %; mientras que la Figura 7d muestra dos ondas "V" (voltaje) y "C" (corriente) que están desfasadas entre sí y que tienen un factor de potencia factor de

15 aproximadamente un 60 %; ambas ondas no pasan a través de cero al mismo tiempo, etc. Las ondas están desfasadas y su factor de potencia es inferior a un 100 %.

El factor de potencia normal de la mayoría de tales transformadores 60 se debe en gran medida al efecto de los cortocircuitos magnéticos 604 y de la bobina secundaria 603, que añaden de forma eficaz un inductor en la salida del circuito del transformador 60 para limitar la corriente a los electrodos 1/5. El factor de potencia se puede aumentar a un factor de potencia más elevado con el uso de condensador o condensadores 61 colocados a través de la bobina primaria 601 del transformador, 60 que hace que el voltaje de entrada y ondas de corriente estén más en fase.

El voltaje sin carga de cualquier transformador 60 a usar en la presente invención es importante, así como la

25 estructura interna del mismo. Algunos transformadores sin carga deseables para su uso en la presente invención incluyen los que tienen aproximadamente 9.000 voltios, 10.000 voltios, 12.000 voltios y 15,000 voltios. Sin embargo, estas medidas de transformador de voltios sin carga en particular no se deberían visualizar como limitantes del alcance de fuentes de alimentación aceptables como realizaciones adicionales. Un transformador deseable específico para su uso en estos Ejemplos se fabrica en Franceformer, N.º de Catálogo 9060-P-E que funciona principalmente a 120 voltios, 60 Hz; y de forma secundaria a 9.000 voltios, 60 mA.

Por consiguiente, cada montaje de transformador 60a-60h (y/o 60a’-60h’; y/o 60a"-60h") puede ser el mismo transformador, o puede ser una combinación de transformadores diferentes (así como diferentes polaridades). La elección de transformador, factor de potencia, condensador o condensadores 61, polaridad, diseños de electrodo,

35 posición del electrodo, composición del electrodo, forma o formas transversales del elemento de depósito 30a’, composición local o global del electrodo, atmósfera o atmósferas, caudal o caudales locales o globales del líquido 3, componentes locales del líquido 3’, volumen del líquido 3’ sometido localmente a diversos campos en el elemento de depósito 30a’, conjuntos de electrodos en las proximidades (por ejemplo, tanto corriente arriba como corriente abajo), concentraciones de campo local, el uso y/o posición y/o composición de cualquier membrana usada en el elemento de depósito, etc., todos son factores que influyen en las condiciones de procesamiento así como composición y/o volumen de componentes producidos en el líquido 3’, nanoestables y suspensiones o coloides de nanocristal o se preparan de acuerdo con las diversas realizaciones que se desvelan en el presente documento. Por consiguiente, una gran cantidad de realizaciones se pueden poner en práctica de acuerdo con la divulgación detallada que se presenta en el presente documento.

45 Los cables usados para unir el electrodo 1 con el transformador 60 eran, para los Ejemplos 1-3, cable de oro de un 99,95 % (3N5), con un diámetro de aproximadamente 1 mm. El plasma 4 se creó con un electrodo 1 con una forma similar a la que se muestra en la Figura 3e, y pesaba aproximadamente 9,2 gramos. Este electrodo era de oro puro en un 99,95 %. El otro electrodo 5a era un cable de oro de un grosor de aproximadamente 1 mm (99,95 %) y tenía aproximadamente 9 mm sumergidos en el líquido 3’.

Como se muestra en las Figuras 10b y 11a, la salida del elemento de depósito 30a’ era el líquido acondicionado 3’ y este líquido acondicionado 3’ fluía directamente en un segundo elemento de depósito 30b’. El segundo elemento de depósito 30b’, se muestra en las Figuras 10b y 11ª, tenía medidas que se informa en la Tabla 1. Este elemento de

55 depósito 30b’ contenía aproximadamente 885 ml del líquido 3". La Tabla 1 informa de la configuración del electrodo, como se muestra en las Figuras 8b and 11a, que se refiere a que se colocaron siete conjuntos de electrodos 5/5’ (se muestra en la Figura 8b) como se muestra en la Figura 11a (es decir, perpendiculares a la dirección de flujo del líquido 3"). Cada uno de los conjuntos de electrodos 5/5’ estaban formados por un 99,99 % de cable de oro puro que tenía un diámetro de aproximadamente 1,0 mm, como se informa en la Tabla 1. La longitud de cada electrodo de cable 5 que estaba en contacto con el líquido 3" (informada como "WL" en la Tabla 1) medía aproximadamente 1" (aproximadamente 25,4 mm). Otras orientaciones se ajustan dentro de las medidas y los límites de la presente divulgación.

La fuente de alimentación de AC (o transformador) 501AC, ilustrada en la Figura 13, se usó como la fuente de

65 alimentación para ejemplos contenidos en el presente documento. Este transformador 501 AC era una fuente de alimentación de AC (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de

15-1000 Hz y una potencia máxima evaluada de aproximadamente 2 kVA. Con respecto a las Figuras 10a-10d y que 11a-11b, cada conjunto de electrodos separados 5/5’ (por ejemplo, Conjunto 2, Conjunto 3 -Conjunto 8 o Conjunto 9) estaban conectados eléctricamente a la fuente de alimentación 501AC como se muestra en la Figura 10a. De forma específica, la fuente de alimentación 501AC estaba conectada eléctricamente a cada conjunto de electrodos, 5 de acuerdo con el diagrama de cableado que se muestra en la Figura 10a. La Tabla 1 se refiere a cada uno de los conjuntos conjunto de electrodos como "Conjunto N.º" (por ejemplo, "Conjunto 1" a "Conjunto 8"). Cada electrodo del conjunto de electrodos 1/5 o 5/5 sea justo para que funcionara a un voltaje específico. Los voltajes enumerados en la Tabla 1 son los voltajes usados para cada conjunto de electrodos. También se informa de la distancia "c-c" (por referencia a la Figura 6) desde la línea central de cada conjunto de electrodos hasta el conjunto de electrodos i adyacente. Además, la distancia "x" asociada con cada electrodo 1 utilizado también se informa. Para el electrodo 5, no se informa de la distancia "x". En la Tabla 1 también se informan otros parámetros relevantes. Todos los materiales para los electrodos 1/5 se obtuvieron en Hi-Rel que tiene su dirección en 23 Lewis Street, Fort Erie, Ontario, Canadá, L2A 2P6. Con referencia a las Figuras 10b, 10c y 11a, cada electrodo 5/5’ puso primero en contacto con el líquido 3" de modo que entrara solamente el tubo receptor hembra o5. Después de un cierto periodo 15 de tiempo de proceso, el oro metálico se retiró de cada electrodo de cable 5 que hacía que el electrodo 5 se afinara (es decir, tuviera un diámetro más pequeño) que cambiaba, por ejemplo, la densidad de corriente y/o la tasa a la que se formaban nanopartículas de oro. Por consiguiente, los electrodos 5 se movieron hacia los tubos receptores hembra o5 dando como resultado electrodos recién preparados y más finos 5 entrando en el líquido 3" en la parte superior de la superficie de los mismos. En esencia, se formó un perfil de erosión o estrechamiento en los electrodos 5 después de que hubiera pasado cierto período de tiempo de procesamiento (es decir, las partes del cable cerca de la superficie del líquido 3" eran habitualmente más finas que las partes cerca de los tubos receptores hembra o5), y perfil o estrechamiento del electrodo de cable puede permanecer básicamente constante durante todo el proceso de producción, si se desea, dando como resultado un producto básicamente idéntico que se producen en cualquier punto temporal después de una fase inicial de equilibrio previo durante una realización de producción que permite,

25 por ejemplo, que el proceso sea cGMP de acuerdo con las directrices actuales de la FDA y/o que también cumpla la norma ISO 9000.

Los electrodos 5/5 se activaron o movieron a una tasa de aproximadamente 1 por 8 horas. Las muestras se recogieron solamente de la fase de equilibrio. La fase de equilibrio previo se produce porque, por ejemplo, la concentración de nanocristales producidos en el líquido 3" aumenta como una función del tiempo hasta que la concentración alcanza las condiciones de equilibrio (por ejemplo, nucleación básicamente constante y condiciones de crecimiento dentro del aparato), condiciones de equilibrio que permanecen básicamente constantes a través del resto del procesamiento debido a los procesos de control que se desvelan en el presente documento.

35 Todo el conjunto de ocho electrodos 1/5 y 5/5 se conectó a dispositivos de control 20 a través de 20 g que se ajustó automáticamente a la altura de, por ejemplo, cada electrodo 1/5 o 5/5 en cada conjunto de electrodos. Todos tubos receptores hembra o5a/o5a’ -o5g/o5g’ se conectaron a una parte inferior del elemento de depósito 30b’ de modo que los electrodos en cada conjunto de electrodos 5/5 se podía insertar de forma que se pudiera retirar en cada tubo receptor hembra o5 cuando, y si, se desea. Cada tubo receptor hembra o5 estaba hecho de policarbonato y tenía un diámetro interno de aproximadamente 1/8 pulgada (aproximadamente 3,2 mm) y se fijó en su lugar con un adhesivo de disolvente a la parte inferior del elemento de depósito 30b’. Los agujeros en el fondo del elemento de depósito 30b’ permitían que el diámetro externo de cada tubo o5 se fijara en el mismo de modo que un extremo del tubo o5 se descargaba con la superficie de la parte inferior del depósito 30b’. La parte inferior del tubo o5 se cierra herméticamente. Los diámetros internos de los tubos o5 evitaban de forma eficaz que cualquier cantidad significativa

45 del líquido 3" entrará en el tubo receptor hembra o5. Sin embargo, alguna cantidad de líquido puede fluir en el interior de uno o más de los tubos receptores hembra o5. La longitud o altura vertical de cada tubo receptor hembra o5 usado en este Ejemplo era de aproximadamente 6 pulgadas (aproximadamente 15,24 cm) sin embargo, algunas medidas más cortas o más largas entran dentro de las medidas y límites de la presente divulgación. Además, aunque se muestra que los tubos receptores hembra o5 son básicamente rectos, tal estuvo se podrían curvar de una manera con forma de J o con forma de U de modo que sus aberturas alejadas del elemento de depósito 30b’ podrían estar por encima de la superficie en la parte superior del líquido 3", si se desea.

La realización que se describe en este ejemplo utiliza el siguiente potenciador de procesamiento. De forma específica, se añadieron aproximadamente 2,0 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,528 g/litro) de

55 hidrogenocarbonato sódico ("soda"), que tiene la fórmula química NaHCO3, y se mezclaron con el agua 3. La soda se obtuvo en Alfa Aesar y la soda tenía un peso de la fórmula de 84,0 y una densidad de aproximadamente 2,159 g/cm3.

En particular, se usó una frecuencia de AC de onda sinusoidal a 60 Hz para preparar suspensiones o coloides de nanocristal y/o soluciones iónicas de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. La fuente de alimentación de AC 501AC utilizaba una fuente de AC programable Chroma 61604. El voltaje aplicado era de aproximadamente 220 voltios. La corriente aplicada estaba entre aproximadamente 4,5 amperios y aproximadamente 5,5 amperios.

65 La Tabla 1 resume parámetros fundamentales del procesamiento usados en conjunto con las Figuras 9 y 10c. Además, la Tabla 1 desvela: 1) "PPM de Au Producido" (por ejemplo, concentraciones de nanocristal de oro); 2)

"Diámetro Medio de TEM" que es el modo, que corresponde al diámetro del cristal que se produce de la forma más frecuente, determinado mediante el análisis de TEM; y 3) "Radio hidrodinámico "tal como se mide con el Zetasizer ZS-90. Estas caracterizaciones físicas se realizaron como se analiza en cualquier parte en el presente documento.

5 Microscopio electrónico de transmisión

De forma específica, las muestras de TEM se prepararon utilizando una rejilla revestida con Formvar estabilizada con carbono con un tamaño de malla de 200. En primer lugar, las rejillas se trataron previamente con un tratamiento de plasma al vacío. Las rejillas se colocaron en un portaobjetos de microscopio revestido con una pieza rectangular de papel de filtro y a continuación se colocaron en un aparato de Vacío Denton con el accesorio generador de plasma necesario instalado. El vacío se mantuvo a 75 mTorr y el plasma se inició y se realizó durante aproximadamente 30 segundos. Después de la finalización, el sistema se ventiló y las rejillas se retiraron. Las rejillas eran estables hasta 7-10 días dependiendo de las condiciones de humedad, pero en todos los casos se usaron en 12 horas.

15 Se colocó aproximadamente 1 µl de cada suspensión de nanocristal de la invención en cada registro permitió que se secara al aire a temperatura ambiente durante 20-30 minutos, o hasta que la gotita se evaporara. Después de completar la evaporación, las rejillas se colocaron en una placa en un soporte de placa hasta que se realizó el análisis de TEM.

Se usó un Microscopio Electrónico de Transmisión de Philips/FEI Tecnai 12 se usó para observar todas las muestras preparadas. El instrumento se puso en funcionamiento con un voltaje de aceleración de 100 k eV. Después de alineación del rayo, las muestras se examinaron a diversos aumentos hasta e incluyendo 630.000 x. Las imágenes se recogieron a través de la cámara unida Megaview III montada en un lado de Olympus que transmitía las

25 imágenes directamente a un PC equipado con software de Interfaz de Usuario iTEM y Tecnai que proporcionaba tanto control sobre la cámara como el instrumento TEM, respectivamente.

La Figura 11c muestra una fotomicrografía de TEM representativa que corresponde a la solución se cabe NE10214 formada por nanocristales de oro, secados de la suspensión, preparados de acuerdo con este ejemplo. La Figura 11d corresponde a la distribución de tamaño de TEM medida usada para calcular el diámetro medio de TEM y a lo que se hace referencia en la Tabla 1.

Las medidas del pH se realizaron usando un medidor de pH/conductividad Accumet® AR20 en el que la sonda de pH se puso en un vial de 50 ml que contenía las muestras de interés y se permitió que se estabilizaran. A

35 continuación se tomaron tres medidas de pH separadas y se hizo el promedio por muestra. NE10214 tenía un pH de aproximadamente 8,94.

Los espectros de absorción de energía se obtuvieron para las muestras usando espectroscopía de UV-VIS. Esta información se adquirió usando un espectrómetro de UV-VIS Thermofisher Evolution 201 equipado con un sistema monocromador Czerny-Turner de doble haz y fotodiodos de silicio dobles. La instrumentación se proporcionó para apoyar la medida de muestras de líquido de baja concentración usando uno de una serie de soportes de muestra o "cubetas" de cuarzo fundido. Los datos se adquirieron en todo el intervalo de longitudes de onda entre aproximadamente 300-900 nm con los siguientes parámetros: ancho de banda de 1 nm, tono de datos de 0,5 nm. La fuente de energía primaria era una lámpara ultrarrápida de xenón. La ruta óptica del espectrómetro se colocó para

45 permitir que el haz de energía pasara a través del centro de cada cubeta de muestra. La preparación de la muestra se limitaba a rellenar y proteger las cubetas y a continuación colocar las muestras físicamente en el soporte de la cubeta, dentro del compartimento de la muestra totalmente cerrado del espectrómetro. La absorción de energía óptica de cada muestra se determinó. La salida de los datos se midió y se presentó como Unidades de Absorbancia (de acuerdo con la Ley de Beer-Lambert) con respecto a la longitud de onda.

La Figura 11e muestra patrones de espectros de UV-Vis para la suspensión/coloide de NE10214, para el intervalo de longitudes de onda de aproximadamente 350 nm-900 nm.

Dispersión de Luz Dinámica con Zetasizer

55 De forma específica, las medidas de dispersión de luz dinámica (DLS) se realizaron en un instrumento de DLS Zetasizer Nano ZS-90. En DLS, a medida que la luz láser incide en partículas pequeñas y/o estructuras acuosas organizadas alrededor de las partículas pequeñas (más pequeña que la longitud de onda), la luz se dispersa en todas las direcciones, dando como resultado una fluctuación dependiente del tiempo en la intensidad de la dispersión. Las fluctuaciones de intensidad se deben al movimiento Browniano de la combinación de partículas de dispersión/estructura acuosa y contienen información aproximada sobre la distribución del tamaño del cristal.

El instrumento se dejó calentar hasta durante al menos 30 min antes de los experimentos. Las medidas se realizaron usando celda cuadrada de vidrio con una longitud de paso de 1 cm, PCS8501. Se usó el siguiente procedimiento:

65

1.

En primer lugar, se añadió 1 ml de agua DI en la celda usando una micropipeta de 1 ml, a continuación, se

vertió agua de la celda a un vaso de precipitados de residuos y el resto del agua se retiró por agitación de la cavidad de medida de la celda. Esta etapa se repitió dos veces más para enjuagar de forma minuciosa la celda.

2.

1 ml de la muestra se añadió en la celda usando una micropipeta de 1 ml. Después de esto, todo el líquido se

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retiró de la celda con la misma pipeta usando la misma punta de pipeta y se soltó en el vaso de precipitados de 5 residuos. De nuevo se añadió 1 ml de la muestra usando la misma punta.

3.

La celda con la muestra se puso en un bloque de celda de temperatura controlada del instrumento Zetasizer con la letra grabada mirando hacia delante. del instrumento Se abrió un nuevo experimento software de Zetasizer. La medida comenzó 1 min después de equilibrar la temperatura y atenuar la potencia del láser al valor apropiado. Los resultados se guardaron después de acabar todas las realizaciones.

4.

La celda se sacó del instrumento y la muestra se retiró de la celda usando la misma pipeta y la punta usada en la etapa 2.

5.

Las Etapas 2 a 4 se repitieron dos veces más para cada muestra.

6.

Para una nueva muestra, se tomó una nueva punta para una pipeta de 1 ml para evitar contaminación con la muestra anterior y se repitieron las etapas 1 a 5.

15 La recogida y procesamiento de datos se realizó con el software Zetasizor, versión 6.20. Para todos los experimentos se usaron los siguientes parámetros: Duración de la Realización-2o; Experimentos -10; Disolvente agua, 0 mmol; Viscosidad – 0,8872 cP; Índice de Refracción -1,333; temperatura del bloque -+25 ºC. Después de guardar los datos para cada experimento, los resultados se visualizaron en la página “Visualización de Registros” del software. La distribución del tamaño de partícula (es decir, radios hidrodinámicos) se analizó en el gráfico "PSD de Intensidad". Se usaron técnicas de dispersión de luz dinámica para obtener una indicación de los tamaños de los cristales (por ejemplo, radios hidrodinámicos) producidos de acuerdo con este ejemplo. El radio hidrodinámico se informa en la Tabla 1 como 19,43 nm.

25 Espectroscopia de Absorción Atómica

Los valores de se obtuvieron a partir de un sistema de Espectrómetro AAnalyst 400 de Perkin Elmer. Se usa espectroscopía de absorción atómica para determinar la concentración de las especies, informada en "ppm" (partes por millón).

I) Principio

La técnica de espectroscopía de absorción atómica de llama requiere la aspiración de una muestra líquida, en forma de aerosol y se mezcla con gases combustibles, tales como acetileno y aire. La mezcla se enciende en una llama

35 cuya temperatura varía de aproximadamente 2100 a aproximadamente 2400 grados C. Durante la combustión, los átomos del elemento de interés en la muestra se reducen a átomos en estado fundamental sin excitar, libres, que absorben luz en longitudes de onda características. Las longitudes de onda características son específicas de elementos y tienen una precisión de 0,01 -0,1 nm. Para proporcionar longitudes de onda específicas de elementos, un haz de luz de una lámpara de cátodo hueco (HCL), cuyo cátodo está hecho del elemento que se está determinando, se hace pasar a través de la llama. Un fotodetector detecta la cantidad de reducción de la intensidad de la luz debido a la absorción por el analito. Un monocromador se usa delante del fotodetector para reducir la luz ambiental de fondo y para seleccionar la longitud de onda específica de la HCL necesaria para la detección. Además, una lámpara de arco de deuterio corrige para la absorbancia del fondo causada por especies no atómicas en la nube atómica.

45 II) Preparación de la muestra

Se mezclan en conjunto 10 ml de muestra, 0, 6 ml de ácido clorhídrico al 36 % en v/v y 0,15 ml de ácido nítrico al 50 % en v/v en un día de vidrio y se incuban durante aproximadamente 10 minutos en un baño de agua a 70 grados

C. Si se espera que se la concentración de oro en la suspensión sea superior a 10 ppm, una muestra se diluye con agua DI antes de la adición de los ácidos para llevar la concentración final del oro al intervalo de 1 a 10 ppm. Por ejemplo, para una concentración de oro de aproximadamente 100 ppm, se diluyen 0,5 ml de muestra con 9,5 ml de agua DI antes de la adición de ácidos. La toma de alícuotas se realiza con micropipetas ajustables y la cantidad exacta de muestra, agua DI y ácidos se mide con una microbalanza Ohaus PA313. Los pesos de los componentes

55 se usan para corregir la concentración medida para dilución con agua DI y ácidos.

Cada muestra se prepara por triplicado y después de incubación en baño de agua se deja enfriar a temperatura ambiente antes de realizar las medidas.

III) Preparación del instrumento

Los siguientes ajustes se usan para el sistema de Espectrómetro AAnalyst 400 de Perkin Elmer:

a) Cabeza del quemador: tipo una sola ranura de 10 cm, alineara en tres ejes de acuerdo con el procedimiento

65 de preparación para obtener una Absorbancia máxima con un patrón de Cu de 2 ppm. b) Nebulizador: plástico con un espaciador en frente de la perla de impacto.

c) Flujo de gas: caudal oxidante (aire) de aproximadamente 12 l/min, caudal de combustible (acetileno) de aproximadamente 1,9 ml/min. d) Lámpara/monocromador: lámpara de cátodo hueco de Au, corriente de funcionamiento de 10 mA, rejillas de 1,8/1,35 mm, longitud de onda de 242,8 nm, la corrección de fondo (lámpara de deuterio) está activada.

5 IV) Procedimiento de análisis

a)Encender la lámpara de Au y la llama durante aproximadamente 30 minutos para calentar el sistema. b)Calibrar el instrumento con patrones de Au de 1 ppm, 4 ppm y 10 ppm en una matriz de ácido clorhídrico al

10 3,7 % en v/v. Usar ácido clorhídrico al 3,7 % en v/v como blanco. c) Verificar la escala de calibración midiendo un patrón de 4 ppm como muestra. La concentración medida debería estar entre 3,88 ppm y 4,12 ppm. Repetir la etapa b) si estuviera fuera de ese rango. d) Medir tres reproducciones de una muestra. Si la desviación estándar entre reproducciones es superior a un 5 %, repetir la medida. De otro modo avanzar a la siguiente muestra.

15 e)Realizar la etapa de verificación c) después de medir seis muestras o más a menudo. Si la verificación falla, realizar las etapas b) y c) y volver a medir todas las muestras medidas después de la última verificación satisfactoria.

V) Análisis de datos

20 El valor de concentración medida para cada reproducción se corrige para dilución con agua y ácido para calcular la concentración real de la muestra. El valor informado de ppm de Au es el promedio de los tres valores corregidos para reproducciones individuales.

25 La Tabla 1 hace referencia al resultado de la concentración de AAS como "PPM de Au Producido", con un valor correspondiente de 6,6 ppm.

Ejemplo 2

30 Preparación de nanopartículas/soluciones o coloides de nanopartículas de base de platino con un proceso discontinuo

Este Ejemplo utilizó un proceso discontinuo de acuerdo con la presente invención. La Figura 12a muestra el aparato usado para acondicionar el líquido 3. Una vez acondicionado, el líquido 3’ se procesó en el aparato que se muestra 35 en la Figura 12c.

La cantidad de potenciador de procesamiento de NaHCO3 usado era de aproximadamente 0,375 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,10 g/l) a aproximadamente 3,0 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,79 g/l). La cantidad de KOH potenciador de procesamiento usada era de aproximadamente 0,95 gramos/galón (es decir, 40 aproximadamente 0,25 g/l). La cantidad de potenciador de procesamiento de KBr usada era de aproximadamente 4,6 gramos/galón (es decir, aproximadamente 1,22 g/l). La cantidad de potenciador de procesamiento de Na3PO4 usada era de aproximadamente 3,94 gramos/galón (es decir, aproximadamente 1,04 g/l). La cantidad de potenciador de procesamiento de KH2PO4 era de aproximadamente 3,24 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,86 g/l). El periodo de tiempo que el agua 3 con potenciador de procesamiento se expuso al plasma 4 era de aproximadamente

45 30 minutos, antes de procesamiento posterior en el aparato que se muestra en la Figura 12c.

El voltaje aplicado para cada plasma 4 preparado con el electrodo 1 era de aproximadamente 750 voltios. Este voltaje se consiguió con un transformador 60 (es decir, el Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado) analizado en cualquier parte en el presente documento.

50 Un segundo y diferente transformador estaba conectado eléctricamente a los electrodos 5a/5b que se muestran en la Figura 12c. Este transformador era una fuente de alimentación de AC hy con un intervalo de voltajes de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 47-400 Hz y una potencia nominal máxima de 1 kVA. El voltaje aplicado variaba entre aproximadamente 58 voltios y aproximadamente 300 voltios. El diámetro de los electrodos de cable de platino era de

55 aproximadamente 0,5 mm o 1 mm.

Para los procesos con frecuencias entre 1 y 5 Hz, inclusive, se usó otra fuente de alimentación. Los electrodos 5a, 5b estaban conectados eléctricamente a amplificador de potencia, tal como se muestra en la Figura 12e. La fuente de alimentación anhelan criticados se establece en la Figura 12f. El amplificador de potencia estaba dirigido por un

60 generador de función externa conectado a las clavijas de entrada en el amplificador.

La cantidad de nanopartículas de platino producidas en las suspensiones variaba entre aproximadamente 10 ppm y aproximadamente 25 ppm, tal como se mide con técnicas de espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento. Los tamaños de las nanopartículas preparadas de acuerdo con este

65 Ejemplo se analizan totalmente en las Tablas 2 y 3 en el presente documento.

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La preparación de la muestra con microscopía electrónica de transmisión (TEM) era idéntica a la de los métodos que se han descrito anteriormente aunque el examen se realizó en un Philips EM 420 TEM equipado con una cámara digital CCD SIS Megaview III. Las micrografías de TEM muestran que las partículas tienen un diámetro medio inferior a 10 nm. La Figura 14 muestra una Fotomicrografía de TEM de nanocristales de platino, secados a partir de la suspensión GRPt-621, preparada de acuerdo con este ejemplo.

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Ejemplo 3

Preparación de nanopartículas/soluciones o coloides de nanopartículas de base de platino con un proceso discontinuo

5 Este Ejemplo utilizaba un proceso discontinuo de acuerdo con la presente invención. La Figura 12a muestra el aparato usado para acondicionar el líquido 3. Una vez acondicionado, el líquido 3’ se procesaba en el aparato que se muestra en la Figura 12d.

10 La cantidad de potenciador de procesamiento de KBr usada era de aproximadamente 4,6 gramos/galón (es decir, aproximadamente 1,2 gramos/litro) o aproximadamente 1,4 g/gal (es decir, aproximadamente 0,4 g/l). La cantidad de potenciador de procesamiento de Na3PO4 usada era de aproximadamente 1,9 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,5 g/l). El periodo de tiempo que el agua 3 con cada potenciador de procesamiento se exponía al plasma 4 era de aproximadamente 30 minutos, antes de procesamiento posterior en el aparato que se muestra en la

15 Figura 12d.

El voltaje aplicado para cada plasma 4 preparado con el electrodo 1 era de aproximadamente 750 voltios. Este voltaje se consiguió con un transformador 60 (es decir, el Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado) analizado en cualquier parte en el presente documento.

20 Una fuente de alimentación (se muestra en la Figura 12f) se usó para aplicar un voltaje sinusoidal con una frecuencia de aproximadamente 2,5 Hz a los electrodos 5a y 5b. Los electrodos estaban conectados eléctricamente a un amplificador de potencia, como se muestra en la Figura 12e. La distancia entre los electrodos se fijó en todas las suspensiones a aproximadamente 7 mm. El amplificador estaba dirigido por un generador de función externa

25 conectado a las clavijas de entrada en el amplificador.

La cantidad de nanopartículas de base de platino y/o iones basados en platino producidos en las suspensiones se midió con las técnicas de espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento. Las suspensiones PRX37-01 y PRX37-02 muestran que para una conductividad dada de agua 3, y un

30 voltaje dado aplicado a una distancia fija a los electrodos 5a y 5b, la cantidad de platino en la suspensión final aumentaba a medida que la cantidad de potenciador de procesamiento de KBr aumentaba.

Los radios hidrodinámicos medios de las partículas formadas en agua se analizaron con la técnica de dispersión de luz dinámica analizada en cualquier parte en el presente documento. El radio hidrodinámico no se informa (NR) para

35 la formulación PRX37-02 porque la cantidad de transmisión informada en el dispositivo de DLS era de un 100 %, lo que indica una presencia elevada de especies de platino disueltas (por ejemplo, iones).

La preparación de la muestra con microscopía electrónica de transmisión (TEM) era idéntica a la de los métodos que se han descrito anteriormente aunque el examen se realizó en un Philips EM 420 TEM equipado con una cámara

40 digital CCD SIS Megaview III. PRX37-03 era la única formulación analizada con TEM. Las micrografías de TEM muestran que las partículas en suspensión en la formulación PRX37-03 tenían un diámetro medio de aproximadamente 7 nm. Mayo se inicia la distribución del tamaño de partícula se muestra en la Figura 15b. La Figura 15a muestra una Fotomicrografía de TEM de nanocristales de platino, secados a partir de la suspensión PRX37-03, preparada de acuerdo con este Ejemplo 3. La Tabla 4 se incluye para mostrar las condiciones de

45 procesamiento relevantes usadas, así como ciertas propiedades físicas resultantes de la formulación PRX37.

Tabla 4

PRX37

01 02 03

Potencial, Pico a Pico (V)

50 50 75

Frecuencia (Hz)

2,5 2,5 2,5

t (min)

1250 1320 1370

Volumen de Líquido (ml)

3800 3800 3800

Potenciador de Procesamiento

4,6 g/gal de KBr 1,9 g/gal de Na3PO4, 1,4 g/gal de KBr 1,4 g/gal de KBr

GZA (min)

30 30 30

pH, Líquido

3,8 11,3 3,8

Conductividad (mS/cm)

1,6 1,6 0,7

WL (cm)

3,8 3,8 3,8

Diámetro, 5a y 5b (cm)

0,05 0,05 0,05

rhidro (nm) (máx. global)

15 NR 9

rTEM (nm) (máx. global)

NM NM 7

PRX37

01 02 03

ppm

40,3 22,5 22,1

pH, Final

4,3 11,2 4,0

Ejemplo 4

Preparación de Nanopartículas/soluciones o coloides de nanopartículas de base de platino o iones con un proceso

5 de depósito usando una diversidad de potenciadores del proceso (PB-09, PB-10/PB-13, PB-16, PB-17, PB-18, PB19, 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)

En general, este Ejemplo utiliza ciertas realizaciones de la invención asociadas con los aparatos que se muestran

10 por lo general en las Figuras 9, 10d y 11b. La fuente de alimentación de AC (o transformador) 501AC, ilustrada en la Figura 13, se usó como la fuente de alimentación para los ejemplos contenidos en el presente documento, aunque en ocasiones se usó el generador de función 501FG (como se desvela en el presente documento) para dirigir la fuente de alimentación de AC, 501AC. Este transformador 501 AC era una fuente de alimentación de AC (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 15-1000 Hz y una potencia

15 nominal máxima de aproximadamente 2 kVA. Las conexiones eléctricas precisas se analizan en cualquier parte en el presente documento. Los dispositivos de control 20, como se ilustra en las Figuras 8c y 8j, se conectaron a los electrodos 1/5 y 5/5, respectivamente. Sin embargo, debido a los cortos tiempos de realización en cada "ID de Realización", no había necesidad de accionar los dispositivos de control 20. Por lo tanto, los extremos 9’ de los electrodos 5a y 5b estaban yuxtapuestos con el fondo del elemento de depósito 30b’.

20 La cantidad del potenciador de procesamiento de NaHCO3 (Fisher Scientific, Cat N.º S631-3) usada era de aproximadamente 2,5 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,67 g/l) a aproximadamente 3,5 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,93 g/l). La cantidad de potenciador de procesamiento de KHCO3 usada era de aproximadamente 2,31 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,61 g/l). La cantidad de potenciador de

25 procesamiento de NaOH usada era de aproximadamente 0,70 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,19 g/l). La cantidad de potenciador de procesamiento de KOH usada era de aproximadamente 0,72 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,19 g/l). La cantidad de potenciador de procesamiento de NaBr era de aproximadamente 2,18 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,58 g/l). La cantidad de potenciador de procesamiento de KBr era de aproximadamente 2,04 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,54 g/l). La cantidad de potenciador de

30 procesamiento de Na2PO4 era de aproximadamente 1,08 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,29 g/l). La cantidad de potenciador de procesamiento de NaCl era de aproximadamente 1,27 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,34 g/l). La cantidad de potenciador de procesamiento de CaCl2 era de aproximadamente 1,16 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,31 g/l).

35 El voltaje aplicado para cada plasma 4 preparado con el electrodo 1 era de aproximadamente 750 voltios. Este voltaje se consiguió con un transformador 60 (es decir, el Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado) analizado en cualquier parte en el presente documento.

La fuente de alimentación de AC 501AC utilizaba una unidad programable Chroma 61604. En particular, se utilizaron

40 frecuencias de AC de onda sinusoidal a 5 Hz y 80 Hz para preparar suspensiones o coloides y/o iones de nanocristal, de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. El voltaje aplicado era de aproximadamente 175 voltios. Además, el generador de función, 501FG, proporcionaba ondas sinusoidales a frecuencias inferiores a 15 Hz a la fuente de alimentación de AC, 501AC, que posteriormente amplificaba la señal de entrada a aproximadamente 175 voltios a diferentes frecuencias. La corriente aplicada variaba entre aproximadamente

45 3,0 amperios y aproximadamente 6,5 amperios.

Los métodos de preparación de muestras con microscopía electrónica de transmisión (TEM) eran idénticos a los métodos que se han descrito anteriormente en el presente documento, aunque los exámenes se realizaron en un TEM FEI Tecnai 12 equipado con una cámara digital CCD SIS Megaview III. Las micrografías de TEM muestran que

50 las partículas formadas tienen un diámetro medio inferior a 10 nm. La Figura 16 muestra una Fotomicrografía de TEM de nanocristales de platino, secados a partir de la suspensión PB-13, preparada de acuerdo este Ejemplo 4.

La cantidad de nanopartículas o iones de platino producidos en las formulaciones variaba entre aproximadamente 1,0 ppm y aproximadamente 15 ppm, tal como se mide con técnicas de espectroscopía de absorción atómica

55 analizadas en cualquier parte en el presente documento.

Las Tablas 5-8 resumen parámetros de procesamiento fundamentales usados en conjunto con las Figuras 9a y 10d. Además, las Tablas 5-8 desvelan: 1) "ppm" resultantes (por ejemplo, concentraciones de nanocristal/ión de platino).

60 Observar que cuando se usaban dos potenciadores de procesamiento de base de cloro para preparar especies de platino en agua, existe una diversidad de problemas cuando se preparan suspensiones de nanocristal de base de

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oro que les hacen menos deseables para suspensiones de nanocristal de Au-Pt.

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Ejemplo 5

Preparación de especies de base de platino en agua con una diversidad de frecuencias aplicadas a los electrodos en un proceso de depósito continuo.

5 En general, Este ejemplo utiliza ciertas realizaciones de la invención asociadas con los aparatos que se muestran por lo general en las Figuras 9, 10d y 11b. La fuente de alimentación de AC (o transformador) 501AC, ilustrada en la Figura 13, se usó como la fuente de alimentación para los ejemplos contenidos en el presente documento, aunque en ocasiones se usó el generador de función 501FG (como se desvela en el presente documento) para dirigir la

10 fuente de alimentación de AC, 501AC. Este transformador 501 AC era una fuente de alimentación de AC (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 15-1000 Hz y una potencia nominal máxima de aproximadamente 2 kVA. Las conexiones eléctricas precisas se analizan en cualquier parte en el presente documento. Los dispositivos de control 20, ilustrados en las Figuras 8c y 8j, se conectaron a los electrodos 1/5 y 5/5, respectivamente. Sin embargo, debido a los cortos tiempos de realización en cada "ID de Realización", no

15 había necesidad de accionar los dispositivos de control 20. Por lo tanto, los extremos 9’ de los electrodos 5a y 5b estaban yuxtapuestos con el fondo del elemento de depósito 30b’. Cada realización en este ejemplo utilizaba aproximadamente 2,5 g/galón de NaHCO3 como un potenciador de procesamiento y un caudal líquido de aproximadamente 220 ml/min.

20 Además, para mostrar el efecto de diferentes frecuencias en el proceso y/o productos formulados, se usaron frecuencias de onda sinusoidal variables. En particular, se usaron frecuencias de AC de onda sinusoidal tan bajas como aproximadamente 1 Hz y tan elevadas como aproximadamente 200 Hz para preparar suspensiones o coloides y/o iones de nanocristal, de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. La fuente de alimentación de AC 501AC utilizaba una fuente de AC programable Chroma 61604. El voltaje aplicado era de aproximadamente

25 175 voltios con una onda sinusoidal correspondiente a seis frecuencias diferentes de aproximadamente 15, 40, 60, 80, 100 y 200 Hz. Además, el generador de función 501FG proporcionaba ondas sinusoidales a frecuencias inferiores a 15 Hz a la fuente de alimentación 501AC que posteriormente amplificaba la señal de entrada a aproximadamente 175 V a diferentes frecuencias, en particular 1 Hz y 5 Hz. La corriente aplicada variaba entre aproximadamente 4,5 amperios y 6,0 amperios.

30 La cantidad de nanopartículas y/o iones de platino producida en las formulaciones variaba entre aproximadamente 7,0 ppm y aproximadamente 15 ppm, tal como se mide con técnicas de espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento.

35 Las Tablas 9-10 resumen parámetros de procesamiento fundamentales usados en conjunto con las Figuras 9 y 10d. Además, las Tablas 9-10 desvelan: 1) "ppm" resultantes (es decir, concentraciones de platino).

Los espectros de absorción de energía se obtuvieron para las muestras usando métodos de espectroscopía de UV-VIS como se resalta en cualquier parte en el presente documento. La Figura 17 contiene los datos de UV-Vis

40 recogidos para las muestras mencionadas anteriormente, que presentan de forma específica el intervalo de 265 nm750 nm.

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Ejemplo 6

Preparación de una suspensión de nanocristal Bimetálico de Au-Pt con un proceso discontinuo usando NaHCO3 como un potenciador del proceso -ID N.º111710-9

5 Este Ejemplo utiliza un proceso discontinuo de acuerdo con la presente invención. La Figura 12a muestra el aparato usado para acondicionar el líquido 3. Una vez acondicionado, el líquido 3’ se procesaba en el aparato que se muestra en la Figura 12c o 12d, para iones/partículas de platino y nanocristales bimetálicos, respectivamente. El proceso global de creación de una suspensión de nanocristal bimetálico se describe a continuación y se resume en

10 la Tabla 11.

Inicialmente, se crearon iones y/o partículas de platino en agua con el siguiente proceso. Se añadieron aproximadamente 4,0 gramos/galón (es decir, aproximadamente 1,06 mg/ml) de bicarbonato sódico (es decir, NaHCO3) como potenciador de procesamiento a aproximadamente 1 galón de agua desionizada. El periodo de

15 tiempo que el agua 3 con potenciador de procesamiento se expuso al plasma 4 era de aproximadamente 30 minutos, antes de procesamiento posterior en el aparato que se muestra en la Figura 12c.

El voltaje aplicado para cada plasma 4 creado en el electrodo 1 era de aproximadamente 750 voltios. Este voltaje se consiguió con un transformador 60 (es decir, el Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado) analizado en

20 cualquier parte en el presente documento. Obsérvese que en la Tabla 11 (y en cualquier parte en el presente documento) la referencia a "GZA" es sinónimo de creación de plasma 4.

Un segundo y diferente transformador estaba conectado eléctricamente a los electrodos 5a/5b que se muestran en la Figura 12c. Este transformador era una fuente de alimentación de AC hy con un intervalo de voltajes de

25 aproximadamente 0-300 V, un intervalo de frecuencias de aproximadamente 47-400 Hz y una potencia nominal máxima de aproximadamente 1 kVA. El voltaje aplicado era de aproximadamente 100 voltios con una frecuencia de aproximadamente 60 hercios durante aproximadamente un periodo de funcionamiento de 2 horas. El diámetro de los electrodos de cable de platino era de 1 mm. La longitud de los cables de platino era de aproximadamente 51 mm.

30 Posteriormente, la formulación de las especies de platino y agua (material de partida) preparada anteriormente se mezcló con una cantidad igual de agua acondicionada, agua acondicionada 3’ que se consiguió con un electrodo de platino 1 que crea un plasma 4 durante aproximadamente 30 minutos, y potenciador de procesamiento de NaHCO3 de 0,5 g/galón (0,132 mg/ml) de NaHCO3) a una proporción de 1:1 con respecto a un volumen total de aproximadamente 800 ml. A continuación, el líquido 3’ se procesó a través del aparato en la Figura 12d con

35 electrodos de oro (99,99 %, con un diámetro de aproximadamente 0,5 mm y una longitud de aproximadamente 6,25 pulgadas (15,88 cm) durante aproximadamente 40 minutos, con una fuente de alimentación de AC hy con un voltaje aplicado de aproximadamente 160 voltios y aproximadamente 47 hercios. El radio hidrodinámico de los nanocristales bimetálicos preparados era de aproximadamente 14,7 nm tal como se mide con ViscoTek. La suspensión contenía aproximadamente 16,1 ppm de Au y aproximadamente 2,1 ppm de Pt tal como se mide con

40 técnicas de espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento.

La Figura 18 muestra una fotomicrografía de TEM representativa de la suspensión de nanocristal bimetálico secado a partir de la formulación 110910-4, que se preparó con técnicas equivalentes a las analizadas en cualquier parte en el presente documento.

45 Para esta muestra (111710-a), los espectros de absorción de energía se obtuvieron usando métodos de espectroscopía de UV-Vis como se resalta en cualquier parte en el presente documento. La Figura 12g contiene los datos de UV-Vis recogidos para esta muestra (111710-a), que presentan de forma específica el intervalo de 350900 nm.

50 Tabla 11 Dispersión de Luz Dinámica

Componente 1

Tratamiento previo – GZA ID de la Realización 110910-2 Volumen (ml) 3785 NaHCO3 (gramos) 4 Tiempo (horas) 0,5

Tratamiento de iones de Pt (cables de Pt, 99,99 %)

Volumen (ml) 3785 Voltaje (V) 100 Frecuencia (Hz) 60 Tiempo (horas) 2 Longitud del Cable (pulgadas/cm) 2,01/5,1 Diámetro del Cable (mm) 1

Componente 2

Tratamiento previo – GZA

ID de la Realización N/D Volumen (ml) 3785 NaHCO3 (gramos) 0,5 Tiempo (horas) 0,5

imagen35

Componente 1

Mezcla de Compuestos

Mezcla del Componente 1 y 2

ID de la Realización 111710-9

Vol. del Comp. 1 (ml) 400 Vol. del Comp. 2 (ml) 400 Volumen (ml) 800

Tratamiento de iones de Oro (cables de Au, 99,99 %)

Voltaje (V) 160

Frecuencia (Hz) 47 Tiempo (horas) 0,67 Corriente (A) 1,28 Longitud del Cable (pulgadas/cm) 6,25/15,88 Diámetro del Cable (mm) 0,5

De forma específica, las medidas de dispersión de luz dinámica (DLS) se realizaron en un instrumento Viscotek 802

5 de DLS. En DLS, a medida que la luz láser incide en partículas pequeñas y/o estructuras acuosas organizadas alrededor de las partículas pequeñas (más pequeña que la longitud de onda), la luz se dispersa en todas las direcciones, dando como resultado una fluctuación dependiente del tiempo en la intensidad de la dispersión. Las fluctuaciones de intensidad se deben al movimiento Browniano de la combinación de partículas de dispersión/estructura acuosa y contienen información aproximada sobre la distribución del tamaño del cristal.

10 El instrumento se dejó calentar hasta durante al menos 30 min antes de los experimentos. Las medidas se realizaron usando celda de cuarzo de 12 µl. Se usó el siguiente procedimiento:

7. En primer lugar, se añadió 1 ml de agua DI en la celda usando una micropipeta de 1 ml, a continuación, se

15 vertió agua de la celda a un vaso de precipitados de residuos y el resto del agua se retiró por agitación de la cavidad de medida de la celda. Esta etapa se repitió dos veces más para enjuagar de forma minuciosa la celda.

8. Se añadieron 100 µl de la muestra en la celda usando una micropipeta de 200 µl. Después de esto, todo el líquido se retiró de la celda con la misma pipeta usando la misma punta de pipeta y se soltó en el vaso de precipitados de residuos. Se añadieron 100 µl de la muestra de nuevo usando la misma punta.

20 9. La celda con la muestra se puso en un bloque de celda de temperatura controlada del instrumento Viscotek con el lado oró sobre la celda enfrentado hacia la izquierda. Se abrió un nuevo experimento en el software Viscotek OmniSIZE. La medida comenzó 1 min después de equilibrar la temperatura y que la potencia del láser se atenuara al valor adecuado. Los resultados se guardaron después de acabar todas las realizaciones.

10. La celda se sacó del instrumento y la muestra se retiró de la celda usando la misma pipeta y la punta usada 25 en la etapa 2.

11.

Las etapas 2 a 4 se repitieron dos veces más para cada muestra.

12.

Para una nueva muestra, se tomó una nueva punta de pipeta de 200 µl para evitar la contaminación con la muestra anterior y las etapas 1 a 5 se repitieron.

30 La recogida y procesamiento de datos se realizó con el software OmniSIZE, versión 3.0.0.291. Los siguientes parámetros se usaron para todos los experimentos: Duración de la Realización – 3 s; Experimentos -100; Disolvente -agua, 0 mmol; Viscosidad -1 cP; Índice de Refracción -1,333; Tolerancia Máxima -20 %; Deriva de Referencia 15 %; Atenuación de la Diana -300 kRecuentos; temperatura del bloque -+40 ºC. Después de guardar los datos para cada experimento, los resultados se visualizaron en la página de "Resultados" del software. La distribución del

35 tamaño de partícula (es decir, radios hidrodinámicos) se analizó en el gráfico "Distribución de intensidad". En ese gráfico, fuera del intervalo de 0,1 nm-10 mm se contemplaba como artefacto. En particular, en los resultados de agua limpia (sin partículas) no aparecen picos dentro del intervalo de 0,1 nm-10 mm y un pico ancho por debajo de 0,1 nm. Este pico se toma como un pico de ruido (flujo de ruido) del instrumento. Las muestras con una concentración muy baja o tamaño de los nanocristales o nanopartículas suspendidos muy pequeños pueden

40 presentar pico de ruido mensurable en el gráfico de " Distribución de intensidad". Si los picos dentro del intervalo de 0,1 nm-10 mm tienen una intensidad más elevada que la del pico del ruido, se considera que esos picos son reales, de otro modo los picos son cuestionables y pueden representar artefactos del procesamiento de los datos.

Se debería indicar que la información del tamaño de partícula con dispersión de luz dinámica es diferente del de los

45 histogramas medidos con TEM porque la dispersión de luz dinámica usa algoritmos que suponen que todos los nanocristales son esferas (que no lo son) así como porque mide el radio hidrodinámico (por ejemplo, la influencia del nanocristal en el agua también se detecta y se informa además de los radios físicos reales de las partículas). Por consiguiente, no es sorprendente que exista una diferencia en los tamaños de partícula informados entre los informados en los datos del histograma de TEM y los informados en los datos de dispersión de luz dinámica, que

50 como en los otros Ejemplos se incluyen en el presente documento.

Ejemplo 7

Preparación de una Suspensión de Nanocristales Bimetálicos de Au-Pt con un Proceso Discontinuo usando NaHCO3 55 como un potenciador del proceso – N.º de ID110810

imagen36

Este Ejemplo utiliza un proceso discontinuo de acuerdo con la presente invención. La Figura 12a muestra el aparato usado para acondicionar el líquido 3. Una vez acondicionado, el líquido 3’ se procesaba en el aparato que se muestra en la Figura 12c o 12d, para iones/partículas de platino y nanocristales bimetálicos, respectivamente. El proceso global de creación de una suspensión de nanocristales bimetálicos se describe a continuación y se resume

5 en la Tabla 12.

Inicialmente, se crearon iones y/o partículas de platino en agua con el siguiente proceso. Se añadieron aproximadamente 4,0 gramos/galón (es decir, aproximadamente 1,06 mg/ml) de potenciador de procesamiento de bicarbonato sódico (es decir, NaHCO3) a aproximadamente 1 galón de agua desionizada. El periodo de tiempo que

10 el agua 3 con potenciador de procesamiento se expuso al plasma 4 fue de aproximadamente 30 minutos, antes de procesamiento posterior en el aparato que se muestra en la Figura 12c. Nótese que en la Tabla 12 (y en cualquier parte en el presente documento) la referencia a "GZA" es sinónimo de creación de plasma 4.

El voltaje aplicado para cada plasma 4 creado en el electrodo 1 era de aproximadamente 750 voltios. Este voltaje se

15 consiguió con un transformador 60 (es decir, el Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado) analizado en cualquier parte en el presente documento.

Un segundo y diferente transformador estaba conectado eléctricamente a los electrodos 5a/5b que se muestran en la Figura 12c. Este transformador era una fuente de alimentación de AC hy con un intervalo de voltajes de 0-300 V,

20 un intervalo de frecuencias de aproximadamente 47-400 Hz y una potencia nominal máxima de aproximadamente 1 kVA. El voltaje aplicado era de aproximadamente 100 voltios con una frecuencia de aproximadamente 60 hercios durante aproximadamente un tiempo de funcionamiento de 2 horas. El diámetro de los electrodos de cable de platino era de aproximadamente 1 mm.

25 Posteriormente, la formulación de especies de platino y de agua (material de partida) preparada anteriormente se mezcló con aproximadamente NaHCO3 6,29 mM ha una proporción de aproximadamente 3:1 para crear un volumen total de aproximadamente 3785 ml. A continuación, este líquido 3’ se procesó a través del aparato que se muestra en la Figura 12d con electrodos de oro (99,99 %, 0,5 mm) durante aproximadamente 90 minutos, con una fuente de potencia de AC hy con un voltaje aplicado de aproximadamente 200 voltios y que aproximadamente 60 hercios. El

30 radio hidrodinámico de los nanocristales bimetálicos preparados era de aproximadamente 15,4 nm como se mide con ViscoTek. La suspensión contenía aproximadamente 5,6 ppm de Au y aproximadamente 1,6 ppm de Pt tal como se mide con técnicas de espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento.

35 La Figura 19 muestra una Fotomicrografía de TEM representativa de la suspensión de nanocristales bimetálicos secados a partir de la formulación 101910-6, que se obtuvo con técnicas equivalentes a las que se desvelan en cualquier parte en el presente documento.

Tabla 12

Componente 1

Tratamiento previo – GZA

ID de la Realización 102910 Volumen (ml) 3785 NaHCO3 (gramos) 4 Tiempo (horas) 0,5

Tratamiento de iones de Pt (cables de Pt, 99,99 %)

Volumen (ml) 3785 Voltaje (V) 100 Frecuencia (Hz) 60 Tiempo (horas) 2 Longitud del Cable (pulgadas/cm) 2,01/5,1

Diámetro del Cable (mm) 1

Componente 2

2 g de NaHCO3 (Sin GZA)

ID de la Realización N/D Volumen (ml) 3785 NaHCO3 (gramos) 2,0 Tiempo (horas) N/D

Mezcla de compuestos

Mezcla del componente 1 y 2

ID de la Realización 110810 Vol. del Comp. 1 (ml) 946 Vol. del Comp. 2 (ml) 2839 Volumen (ml) 3785

Tratamiento de Nanopartículas de Oro (cables de Au, 99,99 %)

Voltaje (V) 200 Frecuencia (Hz) 60 Tiempo (horas) 1,5 Corriente (A) 1,07 Longitud del Cable (pulgadas/cm) 6,25/15,88

Diámetro del Cable (mm) 0,5

Ejemplo 8

Preparación de una Suspensión de Nanocristales Bimetálicos de Au-Pt con un Proceso Discontinuo usando KOH 54

imagen37

como un potenciador del proceso – N.º de ID122310A

Este Ejemplo utilizó un proceso discontinuo de acuerdo con la presente invención. La Figura 12a muestra el aparato usado para acondicionar el líquido 3. Una vez acondicionado, el líquido 3’ se procesaba en el aparato que se

5 muestra en la Figura 12c o 12d, para iones/partículas de platino y nanocristales bimetálicos, respectivamente. El proceso global de creación de una suspensión de nanocristales bimetálicos se describe a continuación y se resume en la Tabla 13.

Inicialmente, se crearon iones y/o partículas de platino en agua con el siguiente proceso. Se añadieron

10 aproximadamente 0,580 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,153 mg/ml) de potenciador de procesamiento de hidróxido potásico (es decir, KOH) a aproximadamente 1 galón de agua desionizada. El periodo de tiempo que el agua 3 con potenciador de procesamiento se expuso al plasma 4 fue de aproximadamente 30 minutos, antes de procesamiento posterior en el aparato que se muestra en la Figura 12c.

15 El voltaje aplicado para cada plasma 4 creado en el electrodo 1 era de aproximadamente 750 voltios. Este voltaje se consiguió con un transformador 60 (es decir, el Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado) analizado en cualquier parte en el presente documento. Nótese que en la Tabla 13 (y en cualquier parte en el presente documento) la referencia a "GZA" es sinónimo de creación de plasma 4.

20 Un segundo y diferente transformador estaba conectado eléctricamente a los electrodos 5a/5b que se muestran en la Figura 12c. Este transformador era una fuente de alimentación de AC hy con un intervalo de voltajes de aproximadamente 0-300 V, un intervalo de frecuencias de aproximadamente 47-400 Hz y una potencia nominal máxima de aproximadamente 1 kVA. El voltaje aplicado era de aproximadamente 260 voltios con una frecuencia de aproximadamente 60 hercios durante aproximadamente un tiempo de funcionamiento de aproximadamente 2 horas.

25 El diámetro de los electrodos de cable de platino era de aproximadamente 1 mm. La longitud de los cables de platino era de aproximadamente 51 mm (2,01 pulgadas/5,1 cm).

Posteriormente, la formulación de especies de platino y de agua (material de partida) preparada anteriormente se procesó adicionalmente como se describe a continuación. El líquido 3’ se procesó a continuación a través del 30 aparato en la Figura 12d con electrodos de oro (99,99 %, aproximadamente 0,5 mm de diámetro y aproximadamente 6,25 pulgadas (15,88 cm) de longitud total durante aproximadamente 2 horas, con una fuente de alimentación de AC hy con un voltaje aplicado de aproximadamente 180 voltios y aproximadamente 47 hercios. El radio hidrodinámico del material de oro/platino preparado era de aproximadamente 12,5 nm como se mide con ViscoTek. La suspensión contenía aproximadamente 8,0 ppm de Au y aproximadamente 1,8 ppm de Pt tal como se mide con técnicas de

35 espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento.

La Figura 20 muestra una Fotomicrografía de TEM representativa de la suspensión de nanocristales bimetálicos secados a partir de la formulación con N.º de ID122310A, separada de acuerdo con este Ejemplo 8.

40 Tabla 13 Ejemplo 9

Componente 1

Tratamiento previo – GZA

ID de la Realización 122210-2

Volumen (ml) 3785 KOH (gramos) 0,580 Tiempo (horas) 0,5

Tratamiento de iones de Pt (cables de Pt, 99,99 %)

Volumen (ml) 3785

Voltaje (V) 260 Frecuencia (Hz) 60 Tiempo (horas) 2 Longitud del Cable (pulgadas/cm) 2,01/5,1 Diámetro del Cable (mm) 1

Componente 2

N/D

ID de la Realización N/D

Volumen (ml) N/D NaHCO3 (gramos) N/D Tiempo (horas) N/D

Mezcla de compuestos

Mezcla del componente 1 y 2

ID de la Realización 122310A

Vol. del Comp. 1 (ml) 3785 Vol. del Comp. 2 (ml) 0 Volumen (ml) 3785

Tratamiento de Nanopartículas de Oro (cables de Au, 99,99 %)

Voltaje (V) 180

Frecuencia (Hz) 47 Tiempo (horas) 2,0 Corriente (A) 0,717 Longitud del Cable (pulgadas/cm) 6,25/15,88 Diámetro del Cable (mm) 0,5

imagen38

Comparación de Nanocristales Bimetálicos Preparados con Dos Técnicas Diferentes

5 Este Ejemplo utiliza un proceso discontinuo de acuerdo con la presente invención. La Figura 12a muestra el aparato usado para acondicionar el líquido 3. Una vez acondicionado, el líquido 3’ se procesaba en el aparato que se muestra en la Figura 12c o 12d, para iones/nanocristales de platino y para nanocristales de oro, respectivamente. El proceso global de creación de suspensiones de nanocristales individuales y por lo tanto la mezcla de las mismas en conjunto para formar una suspensión de nanopartículas metálicas se describe a continuación y se resume en la Tabla 14.

Inicialmente, se crearon iones y/o partículas de platino en agua con el siguiente proceso. Se añadieron aproximadamente 4,0 gramos/galón (es decir, aproximadamente 1,06 mg/ml) de potenciador de procesamiento de bicarbonato sódico (es decir, NaHCO3) a aproximadamente 1 galón de agua desionizada. El periodo de tiempo que

15 el agua 3 con potenciador de procesamiento se expuso al plasma 4 era de aproximadamente 30 minutos, antes de procesamiento posterior en el aparato que se muestra en la Figura 12c.

El voltaje aplicado para cada plasma 4 creado en el electrodo 1 era de aproximadamente 750 voltios. Este voltaje se consiguió con un transformador 60 (es decir, el Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado) analizado en cualquier parte en el presente documento.

Un segundo y diferente transformador estaba conectado eléctricamente a los electrodos 5a/5b que se muestran en la Figura 12c. Este transformador era una fuente de alimentación de AC hy con un intervalo de voltajes de aproximadamente 0-300 V, un intervalo de frecuencias de aproximadamente 47-400 Hz y una potencia nominal

25 máxima de aproximadamente 1 kVA. El voltaje aplicado era de aproximadamente 130 voltios con una frecuencia de aproximadamente 60 hercios durante aproximadamente un periodo de funcionamiento de 30 minutos. El diámetro de los electrodos de cable de platino era de aproximadamente 1 mm. La longitud de los cables de platino era de aproximadamente 51 mm. Las especies de platino y el material acuoso se dejaron aparte.

 3) a aproximadamente 1 galón de agua desionizada. El periodo de tiempo que el agua 3 con potenciador de procesamiento se expuso al plasma 4 era de aproximadamente 30 minutos, antes de procesamiento posterior en el aparato que se muestra en la Figura 12c.

35 El voltaje aplicado para cada plasma 4 preparado con el electrodo 1 era de aproximadamente 750 voltios. Este voltaje se consiguió con un transformador 60 (es decir, el Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado) analizado en cualquier parte en el presente documento.

Un segundo y diferente transformador estaba conectado eléctricamente a los electrodos 5a/5b que se muestran en la Figura 12d. Este transformador era una fuente de alimentación de AC hy con un intervalo de voltajes de aproximadamente 0-300 V, un intervalo de frecuencias de aproximadamente 47-400 Hz y una potencia nominal máxima de aproximadamente 1 kVA. El voltaje aplicado era de aproximadamente 300 voltios con una frecuencia de aproximadamente 60 hercios durante un periodo de funcionamiento de aproximadamente 30 minutos. El diámetro de

45 los electrodos de cable de oro era de aproximadamente 0,5 mm. La longitud del cable de oro era de aproximadamente 159 mm.

Posteriormente, la formulación de Pt y la formulación de Au preparadas por separado de materiales de base de Pt y Au en agua preparada anteriormente se mezclaron en conjunto en presencia de un catalizador de peróxido de hidrógeno (H2O2, Alfa Aesar N.º de Cat. L14000) y a continuación se estudió. De forma específica, aproximadamente se combinaron 300 ml de la formulación 062810 de Pt y aproximadamente 700 ml de la formulación 061610 de Au y se añadieron aproximadamente 250 µl de H2O2 al 0,8 % en v/v. El radio hidrodinámico medido de las formulaciones combinadas era de aproximadamente 35 nm tal como se mide con ViscoTek. La suspensión resultante contenía aproximadamente 8,0 ppm de Au y aproximadamente 1,8 ppm de Pt tal como se mide con técnicas de

55 espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento.

A continuación se realizó una comparación de esta suspensión con una suspensión de nanopartículas bimetálicas analizada anteriormente. De forma específica, el análisis de alta resolución y el análisis de rayos X de dispersión de energía indicaban que los coloides o suspensiones resultantes tenían que poco a ningún platino físicamente presente entre los nanocristales de oro formados, como se muestran las Figuras 23a-23b representativas y las Figuras 24a-24b representativas de EDS.

Por el contrario, la muestra 111710-9, preparada de forma básicamente idéntica a la muestra 112210-1 tal como se describe en el Ejemplo 6, tenía una cantidad de platino identificable presente en los nanocristales bimetálicos 65 formados. El radio hidrodinámico médico de los nanocristales bimetálicos era de aproximadamente 14,7 nm tal como se mide con ViscoTek. La suspensión contenía aproximadamente 16,1 ppm de Au y aproximadamente 2,1 ppm de

imagen39

Pt tal como se mide con técnicas de espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento. Las Figuras 21a-21b representativas lustran las estructuras formadas cuando se preparan como se ha descrito anteriormente. Mediante análisis de dispersión de energía es evidente que el platino está presente en concentraciones detectables, tal como se indica con las Figuras 22a-22b representativas.

5 Microscopía Electrónica de Transmisión de Alta Resolución y EDS

Las muestras de TEM se prepararon utilizando una rejilla de cobre revestida con Lacey Formvar/carbono con un tamaño de malla de 200. Se pusieron aproximadamente 1-3 µl de cada suspensión, coloide y/o solución de

10 nanocristales de la invención en cada rejilla y se permitió que se secara al aire a temperatura ambiente durante aproximadamente 20-30 minutos, o hasta que las gotitas se evaporarán. Después de la evaporación completa, las rejillas se colocaron en una placa de soporte hasta que se realizó el análisis de TEM.

Se usó un Microscopio Electrónico de Transmisión de Alta Resolución CM300 FEG de Philips, equipado con un

15 detector de elementos de luz de ventana fina Oxford y un procesador Emispec ES vision 4, para examinar todas las muestras preparadas. El instrumento se preparó con un voltaje de aceleración de aproximadamente 297 kV. Después del alineamiento del haz de electrones, las muestras preparadas examinaron a diversos aumentos hasta, e incluyendo, 800.000x. Las imágenes se recogieron a través de la Cámara CCD integrada montada en la parte trasera del Filtro de Imágenes Gatan (GIF) que se une directamente a un PC equipado con Software de Micrografía

20 Digital y software Emispec ES Vision 4.0. Las imágenes se recogieron a un tamaño de punto del haz de 2 que corresponde a un ajuste del ancho del haz seleccionado en el instrumento y los espectros de rayos X de dispersión de energía se recogieron a un tamaño de punto entre 3-5, que permitía la recogida de la cantidad máxima de electrones. Para aumentar adicionalmente la proporción de señal con respecto a ruido, el soporte de doble inclinación de Philips se giró 10 grados hacia el detector. Por último, el haz se condensó hacia abajo hacia el área de

25 interés y a continuación de la válvula del detector se abrió y comenzó la recogida posterior.

Tabla 14

Componente 1 – Solución de Pt

Tratamiento previo – Au GZA

ID de la Realización 062810

Volumen (ml) 3785 NaHCO3 (gramos) 4,0 Tiempo (horas) 0,5

Tratamiento de iones de Pt (cables de Pt, 99,99 %)

Volumen (ml) 800

Voltaje (V) 130 Frecuencia (Hz) 60 Tiempo (horas) 0,5 Longitud del Cable (pulgadas/cm) 2,01/5,1 Diámetro del Cable (mm) 1

Componente 2 – Solución de Oro

Tratamiento previo – Au GZA

ID de la Realización 061610

Volumen (ml) 800 NaHCO3 (gramos) 1,0 Tiempo (horas) 0,5

Tratamiento de Nanopartículas de Oro (cables de Au, 99,99 %)

Volumen (ml)

Voltaje (V) Frecuencia (Hz) Tiempo (horas) Longitud del Cable (pulgadas/cm) Diámetro del Cable (mm)

800

300 60 0,5 6,25/15,88 0,5

Mezcla

ID de la Realización MT-55-04

Vol. del Comp. 1 (Pt) (ml) 300 Vol. del Comp. 2 (Au) (ml) 700 Concentración de H2O2 (% en v/v) 0,800 Vol de H2O2 (µl) 250

Ejemplo 10

30 Preparación de una Suspensión Nanocristalina Bimetálica de Au-Pt con un Proceso Discontinuo usando Hidróxido Potásico como un Potenciador del Procesamiento (PGT001)

En general, este Ejemplo utilizaba ciertas realizaciones de la invención asociadas con los aparatos que se muestran

35 por lo general en las Figuras 9, 10d y 11b. El dispositivo eléctrico 501AC, ilustrado en la Figura 13, se usó como la fuente de alimentación para este ejemplo, aunque en ocasiones se usó el generador de función 501FG para dirigir 501AC. Este transformador era una fuente de alimentación de AC (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 15-1000 Hz y una potencia nominal máxima de 2 kVA. Las conexiones eléctricas precisas son las que se describen en cualquier parte en el presente documento. Los

40 dispositivos de control 20, como se ilustra en las Figuras 8c y 8j se conectaron a los electrodos 1/5 y 5/5, respectivamente. Sin embargo, debido a los tiempos de realización relativamente cortos en cada una de las "ID de la Realización", no había necesidad de accionar los dispositivos de control 20. Por lo tanto, los extremos 9’ de los

imagen40

electrodos 5a y 5b estaban yuxtapuestos con el fondo del elemento de depósito 30b’.

La cantidad de potenciador de procesamiento de hidróxido potásico (Fisher Scientific, N.º de Cat. P250-500) usada en la ID de la Realización "PB-53" era de aproximadamente 0,604 gramos/galón (es decir, aproximadamente 5 0,16 mg/ml). Los electrodos de alimentación eran cables de platino (1 mm/0,040" de diámetro), 99,99 %, obtenidos en Hi-Rel Alloys LTD (Ontario, Canadá).

El voltaje aplicado para cada plasma 4 preparado con el electrodo 1 era de aproximadamente 750 voltios. Este voltaje se consiguió con un transformador 60 (es decir, el Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado)

10 analizado en cualquier parte en el presente documento.

La fuente de alimentación de AC 501AC utilizaba una unidad programable Chroma 61604. En particular, se usaron frecuencias de AC de onda sinusoidal AC a 80 Hz para preparar suspensiones de iones de Pt y/o coloides de Pt, de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. El voltaje aplicado era de 215 voltios con una corriente

15 aplicada entre aproximadamente 4,0 amperios y aproximadamente 5,0 amperios.

A continuación, se permitió que el material resultante de base de Pt-agua se enfriara a aproximadamente 50 grados Celsius. En ese punto, el material de base de Pt-agua se alimentó en otra unidad de depósito separada y diferente como se describe a continuación.

20 En general, este depósito adicional que utilizaba ciertas realizaciones de la invención se asociaba con los aparatos que se muestran por lo general en las Figuras 9, 10c y 11a. El dispositivo eléctrico 501AC, ilustrado en la Figura 13 se usó como la fuente de alimentación para ejemplos contenidos en el presente documento, aunque en ocasiones se usó el generador de función 501FG para dirigir 501AC. Este transformador era una fuente de alimentación de AC

25 (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 15-1000 Hz y una potencia nominal máxima de 2 kVA. En cualquier parte en el presente documento se pueden encontrar análisis sobre conectividad eléctrica. Los dispositivos de control 20, ilustrados en las Figuras 8c y 8j se conectaron a los electrodos 1/5 y 5/5, respectivamente, y los electrodos 5/5 funcionaban a una tasa de aproximadamente 1" cada 8 horas. Los conjuntos de ocho electrodos 1/5 y 5/5 estaban conectados a los dispositivos de control 20 y 20i que

30 ajustaban de forma automática la altura de, por ejemplo, cada electrodo 5/5 en cada conjunto de electrodos 5/5; tenía 2 tubos receptores hembra o5a/o5a’ -o5g/o5g’ que se conectaban a una parte inferior del elemento de depósito 30b’ de modo que los electrodos en cada conjunto de electrodos 5/5 se podían insertar de manera que se podían retirar de cada tubo receptor hembra o5 cuando, y si, se desea.

35 En particular, se usó una frecuencia de AC de onda sinusoidal a 60 Hz para formar la suspensión nanocristalina bimetálica de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. El material de base de platino-agua "PB-53," como se ha analizado anteriormente, se alimentaba como un material de partida a través de la bomba 40 en la sección de depósito de plasma 30a’ como se ilustra en la Figura 10c. La fuente de alimentación de AC 501AC utilizaba una fuente de AC programable Chroma 61604. El voltaje aplicado era de aproximadamente 260 voltios

40 durante aproximadamente dos minutos seguido de aproximadamente 220 voltios para la duración de la realización. La corriente aplicada variaba entre aproximadamente 4 amperios y aproximadamente 5 amperios.

Para examinar los nanocristales bimetálicos preparados de acuerdo con este Ejemplo, se usó microscopía electrónica de transmisión (TEM). En particular, la preparación de la muestra de TEM era idéntica a los métodos que

45 se han descrito anteriormente en la Sección de TEM y EDS de Alta Resolución. Las micrografías de TEM muestran que los nanocristales bimetálicos formados existen en algunos casos en una forma similar a la de una cadena de nanocristales de oro con interconexiones de platino como es evidente en las Figuras 25a y 25b secados a partir de la suspensión GPB-0001, preparada de acuerdo con este Ejemplo.

50 La cantidad de total de especies de platino y de especies de oro contenidas dentro de esta suspensión nanocristalina bimetálica era de aproximadamente 1,6 ppm y 7,7 ppm, respectivamente, tal como se mide con técnicas de espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento.

La Tabla 15 resume parámetros fundamentales de procesamiento usados en conjunto con las Figuras 9 y 10b. La 55 Tabla 15 también desvela: 1) "ppm" resultantes (es decir, concentraciones de platino y oro atómicos).

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imagen42

Ejemplo 11

Preparación de una Suspensión Nanocristalina Bimetálica de Au-Pt con un Proceso Discontinuo usando KOH como un potenciador del proceso (PGB002)

5 Este Ejemplo utilizaba un proceso discontinuo de acuerdo con la presente invención. La Figura 12a muestra el aparato usado para acondicionar el líquido 3. Una vez acondicionado, el líquido 3’ se procesaba en el aparato que se muestra en la Figura 12c o 12d, para iones/partículas de platino y nanocristales bimetálicos, respectivamente. El proceso global creó una suspensión de nanocristales bimetálicos, como se describe a continuación y se resume en

10 la Tabla 16.

Inicialmente, los iones y/o partículas de platino se prepararon con el siguiente proceso. Se añadieron aproximadamente 0,580 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,153 mg/ml) de potenciador de procesamiento de hidróxido potásico (es decir, KOH) se añadió a 1 galón de agua desionizada. El periodo de tiempo que el agua 3

15 con potenciador de procesamiento se expuso al plasma 4 era de aproximadamente 30 minutos, antes de procesamiento posterior en el aparato que se muestra en la Figura 24c.

El voltaje aplicado para el plasma 4 preparado con el electrodo 1 era de aproximadamente 750 voltios. Este voltaje se consiguió con un transformador 60 (es decir, el Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado) analizado en 20 cualquier parte en el presente documento. Nótese que en la Tabla 16 (en cualquier parte en el presente documento) la referencia a "GZA" es sinónima con creación de plasma 4.

Un segundo y diferente transformador estaba conectado eléctricamente a los electrodos 5a/5b que se muestran en la Figura 12c. Este transformador era una fuente de alimentación de hy AC con un intervalo de voltajes de 0-300 V,

25 un intervalo de frecuencias de 47-400 Hz y una potencia nominal máxima de 1 kVA. El voltaje aplicado era de aproximadamente 100 voltios con una frecuencia de 60 hercios durante aproximadamente 3 horas de funcionamiento. El diámetro de los electrodos de cable de platino era de aproximadamente 1 mm.

Posteriormente, la especie de platino y el material acuoso preparados anteriormente se procesaron adicionalmente

30 como se describe a continuación. La especie de platino y el material acuoso se procesaron a continuación a través del aparato de la Figura 12d con electrodos de oro (99,99 %, 0,5 mm) durante aproximadamente 3 horas, con una de fuente de alimentación AC hy con un voltaje aplicado de aproximadamente 180 voltios y aproximadamente 47 hercios. El radio medio de los nanocristales bimetálicos producidos era de aproximadamente 14,6 nm tal como se mide con ViscoTek. La suspensión contenía aproximadamente 7,3 ppm de Au y aproximadamente 1,2 ppm de Pt, tal

35 como se mide con las técnicas de espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento.

Las Figuras 26a y 26b muestran Fotomicrografías representativas de TEM y espectros de rayos X de dispersión de energía de los nanocristales bimetálicos formados, respectivamente, secados a partir de la suspensión con el N.º de 40 ID PGB002, preparados de acuerdo con este Ejemplo 11.

Tabla 16

Componente 1

Tratamiento previo – GZA

ID de la Realización Pt011011

Volumen (ml) 3785 KOH (gramos) 0,580 Tiempo (horas) 0,5

Tratamiento de iones de Pt (cables de Pt, 99,99 %)

Volumen (ml) 3785

Voltaje (V) 100 Frecuencia (Hz) 60 Tiempo (horas) 3 Longitud del Cable (pulgadas/cm) 2,01/5,1 Diámetro del Cable (mm) 1

Componente 2

N/D

ID de la Realización N/D

Volumen (ml) N/D NaHCO3 (gramos) N/D Tiempo (horas) N/D

Mezcla de Compuestos

Mezcla del Componente 1 y 2

ID de la Realización Pt011011 Vo

l. del Comp. 1 (ml) 3785 Vol. del Comp. 2 (ml) 0 Volumen (ml) 3785

Tratamiento de Nanopartículas de Oro (cables de Au, 99,99 %)

Voltaje (V) 180

Frecuencia (Hz) 47 Tiempo (horas) 3,0 Corriente (A) N/D Longitud del Cable (pulgadas/cm) 6,25/15,88 Diámetro del Cable (mm) 0,5

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Ejemplo 12

Preparación de Nanocristales/Suspensiones de Nanocristales a Base de Platino Utilizando un Proceso de Depósito Continuo (PB56001)

5 En general, este Ejemplo utilizaba ciertas realizaciones de la invención asociadas con los aparatos que se muestran por lo general en las Figuras 9, 10d y 11b. El dispositivo eléctrico 501AC, ilustrado en la Figura 13, se usó como la fuente de alimentación para este Ejemplo, aunque en ocasiones se usó el generador de función 501FG para dirigir 501AC. Este transformador era una fuente de alimentación de AC (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de

10 AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 15-1000 Hz y una potencia nominal máxima de 2 kVA. En la descripción detallada de las realizaciones preferentes se pueden encontrar análisis sobre conectividad eléctrica. Los dispositivos de control 20, ilustrados en las Figuras 8c y 8j, se conectaron a los electrodos 1/5 y 5/5, respectivamente. Sin embargo, debido a los cortos tiempos de realización en cada "ID de Realización", no había necesidad de accionar los dispositivos de control 20. Por consiguiente, por referencia a las Figuras 3c y 9c, los

15 extremos 9’ de los electrodos 5a y 5b estaban yuxtapuestos con el fondo del elemento de depósito 30b’. Este ejemplo utilizaba aproximadamente 3,5 g/galón (es decir, aproximadamente 0,925 mg/ml) de NaHCO3 como un potenciador de procesamiento y un caudal de aproximadamente 150 ml/min.

En particular, se usaron frecuencias de AC de onda sinusoidal a 5 Hz para preparar especies de Pt en agua de

20 acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. El generador de función 501FG proporcionaba ondas sinusoidales a frecuencias inferiores a 15 Hz a la fuente de alimentación 501AC, fuente de AC programable Chroma 61604, que posteriormente amplificaba la señal de entrada a aproximadamente 150 V. La corriente aplicada variaba entre aproximadamente 5,0 amperios y aproximadamente 6,5 amperios.

25 La cantidad de especies de platino producidas en el agua era de aproximadamente 15,9 ppm, tal como se mide con técnicas de espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento.

La Tabla 17 resume parámetros fundamentales de procesamiento usados en conjunto con las Figuras 9 y 10d. La Tabla 17 también desvela "ppm" resultantes (es decir, concentraciones de nanocristales de platino atómico).

30

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Ejemplo 13

Preparación de Nanocristales/Suspensiones de Nanocristales a Base de Platino Utilizando un Equipo de Proceso de Depósito Continuo (PB57001)

En general, este Ejemplo utilizaba ciertas realizaciones de la invención asociadas con los aparatos que se muestran por lo general en las Figuras 9, 10d y 11b. El dispositivo eléctrico 501AC, ilustrado en la Figura 13, se usó como la fuente de alimentación para este Ejemplo, aunque en ocasiones se usó el generador de función 501FG para dirigir 501AC. Este transformador era una fuente de alimentación de AC (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 15-1000 Hz y una potencia nominal máxima de 2 kVA. En la descripción detallada de las realizaciones preferentes se pueden encontrar análisis sobre conectividad eléctrica. Los dispositivos de control 20, ilustrados en las Figuras 8c y 8j se conectaron a los electrodos 1/5 y 5/5, respectivamente. Sin embargo, debido a los cortos tiempos de realización en cada "ID de Realización", no había necesidad de accionar los dispositivos de control 20. Por consiguiente, los extremos 9’ de los electrodos 5a y 5b estaban yuxtapuestos con el fondo del elemento de depósito 30b’. Este ejemplo utilizaba aproximadamente 2,5 g/galón (es decir, aproximadamente 0,661 mg/ml) de NaHCO3 como un potenciador de procesamiento y un caudal de aproximadamente 220 ml/min.

En particular, se usaron frecuencias de AC de onda sinusoidal a 5 Hz para preparar especies de Pt en agua de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. El generador de función 501FG proporcionaba ondas sinusoidales a frecuencias inferiores a 15 Hz a la fuente de alimentación 501AC, fuente de AC programable Chroma 61604, que posteriormente amplificaba la señal de entrada a aproximadamente 175 V. La corriente aplicada variaba entre aproximadamente 4,0 amperios y aproximadamente 6,5 amperios.

La cantidad de especies de platino producidas en las suspensiones acuosas era de aproximadamente 7,8 ppm, tal como se mide con técnicas de espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento.

La Tabla 18 resume parámetros fundamentales de procesamiento usados en conjunto con las Figuras 9 y 10d. La Tabla 18 también desvela "ppm" resultantes (es decir, concentraciones de nanocristales de platino atómico).

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Ejemplo 14

Preparación de una Suspensión de Nanocristales Bimetálicos de Au-Pt Usando un Proceso de Depósito Continuo usando Hidróxido Potásico y Bicarbonato Sódico como el Potenciador de Procesamiento (GPB-032)

En general, este Ejemplo utilizaba ciertas realizaciones de la invención asociadas con los aparatos que se muestran por lo general en las Figuras 9, 10c y 11a. El dispositivo eléctrico 501AC, ilustrado en la Figura 13, se usó como la fuente de alimentación para los ejemplos contenidos en el presente documento, aunque en ocasiones se usó el generador de función 501FG para dirigir 501AC. Este transformador era una fuente de alimentación de AC (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 15-1000 Hz y una potencia nominal máxima de 2 kVA. En la descripción detallada de la sección de realizaciones preferentes se pueden encontrar análisis sobre conectividad eléctrica. Los dispositivos de control 20, ilustrados en las figuras 8c y 8j, se conectaron a los electrodos 1/5 y 5/5, respectivamente, y los electrodos 5/5 funcionaban a una tasa de aproximadamente 1" cada 8 horas. Los conjuntos de ocho electrodos 1/5 y 5/5 estaban conectados a los dispositivos de control 20 y 20i que ajustaban de forma automática la altura de, por ejemplo, cada electrodo 5/5 en cada conjunto de electrodos 5/5; tenía 2 tubos receptores hembra o5a/o5a’ -o5g/o5g’ que se conectaban a una parte inferior del elemento de depósito 30b’ de modo que los electrodos en cada conjunto de electrodos 5/5 se podían insertar de manera que se podían retirar de cada tubo receptor hembra o5 cuando, y si, se desea.

La cantidad de potenciador de procesamiento de hidróxido potásico (Fisher Scientific, N.º de Cat. P250-500) usada en ID de la Realización "PB-106-2" era de aproximadamente 0,450 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,119 mg/ml). Además, la cantidad de bicarbonato sódico (Fisher Scientific, N.º de Cat. S631-3) usada en ID de la Realización "PB-106-2" era de aproximadamente 0,850 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,22 mg/ml). Los electrodos de alimentación eran cables de platino (1 mm/0,040" de diámetro), 99,99 %, obtenidos en Hi-Rel Alloys LTD (Ontario, Canadá).

El voltaje aplicado para cada plasma 4 preparado con el electrodo 1 era de aproximadamente 750 voltios. Este voltaje se consiguió con un transformador 60 (es decir, el Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado) analizado en cualquier parte en el presente documento.

La fuente de alimentación de AC 501AC utilizaba una unidad programable Chroma 61604. En particular, se usaron frecuencias de AC de onda sinusoidal a 80 Hz para preparar al menos una especie de platino en agua de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. El voltaje aplicado era de aproximadamente 215 voltios con una corriente aplicada entre aproximadamente 4,0 amperios y aproximadamente 7,0 amperios.

A continuación, se permitió que la especie de platino resultante en material acuoso se enfriara durante una noche a aproximadamente 23 grados Celsius. En ese punto, el material de base de Pt-agua se alimentaba en una segunda unidad de depósito separada y diferente como se describe a continuación.

En general, este segundo depósito utilizaba ciertas realizaciones de la invención asociadas con los aparatos que se muestran por lo general en las Figuras 9, 10c y 11a. El dispositivo eléctrico 501AC, ilustrado en la Figura 13, se usó como la fuente de alimentación para ejemplos contenidos en el presente documento, aunque en ocasiones se usó el generador de función 501FG para dirigir 501AC. Este transformador era una fuente de alimentación de AC (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 15-1000 Hz y una potencia nominal máxima de 2 kVA. En la descripción detallada de la sección de realizaciones preferentes se pueden encontrar análisis sobre conectividad eléctrica. Los dispositivos de control 20, ilustrados en las figuras 8c y 8j, se conectaron a los electrodos 1/5 y 5/5, respectivamente, y los electrodos 5/5 funcionaban a una tasa de aproximadamente 1" cada 8 horas. Los conjuntos de ocho electrodos 1/5 y 5/5 estaban conectados a los dispositivos de control 20 y 20i que ajustaban de forma automática la altura de, por ejemplo, por ejemplo, cada electrodo 5/5. En cada conjunto de electrodos 5/5 había 2 tubos receptores hembra o5a/o5a’ -o5g/o5g’ que estaban conectados a una parte inferior del elemento de depósito 30b’ de modo que los electrodos en cada conjunto de electrodos 5/5 se podían insertar de manera que se podían retirar de cada tubo receptor hembra o5 cuando, y si, se desea.

En particular, se usó una frecuencia de AC de onda sinusoidal a 60 Hz para preparar una suspensión o coloide o iones de nanocristales de oro, de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. El material de base de platino-agua "PB-106-2," como se ha analizado anteriormente, se alimentaba a través de la bomba 40 en la sección de depósito de plasma 30a’ como se ilustra en la Figura 10c. La fuente de alimentación de AC 501AC utilizaba una fuente de AC programable Chroma 61604. El voltaje aplicado era de aproximadamente 260 voltios durante aproximadamente dos minutos seguido de aproximadamente 220 voltios para la duración de la realización. La corriente aplicada variaba entre aproximadamente 4 amperios y aproximadamente 7 amperios.

La cantidad total de platino y oro contenidos dentro de la suspensión de nanocristales bimetálicos de este material era de aproximadamente 3,0 ppm y 9,2 ppm, respectivamente, tal como se mide con técnicas de espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento.

La Tabla 19 resume parámetros fundamentales de procesamiento usados en conjunto con las Figuras 9 y 10b. La

imagen48

ID de la Realización

PB-106-2 GPB-032

Potenciador del Proceso

NaHCOO3 (mg/ml) 0,225 PB-106-2

KOH (mg/ml)

0,119

Temp de Entrada en ºC a 32

24 24

Temp de Salida en ºC a 32

86 84

Caudal

Entrada (ml/min) 190 200

Salida (ml/min)

175 180

Volts:

Conjunto N.º 1 750 750

Conjuntos N.º 2-8

215 260: 0-2 min/220

Conjuntos N.º 2-8 frecuencia, Hz

80 60

Diámetro del Cable (mm)

1,0 1,0

Contacto "WL" (pulgadas/mm)

1/25 1/25

Separación del Electrodo "y" (pulgadas/mm)

0,25/6,4 0,25/6,4

Figura de Config. del Electrodo

8b 8b

PPM de Au/Pt Producido

ND/3,0 9,2/3,0

Radio Hidrodinámico (nm)

N/D 15,39

Potencial Zeta (mV)

N/D -53,0

Dimensiones

Plasma 4 Figs. 9 9

Figuras del Proceso

10c, 11a 10c, 11a

M (in/mm)

1,5/38 1,5/38

LT (pulgadas/mm)

36/914 36/914

d (pulgadas/mm)

1/25 1/25

S (pulgadas/mm)

1,5/38 1,5/38

Consumo Total de Corr. (A)

6,34 6,53

"c-c" (mm)

76 76

Conjunto 1

electrodo n.º 1a 1a

"x" (pulgadas/mm)

0,25/6,4 0,25/6,4

electrodo n.º

5a 5a

"c-c" (mm)

102 102

Conjunto 2

Par de Electrodos N.º 5b y 5b' 5b y 5b'

"c-c" (mm)

76 76

Conjunto 3

Par de Electrodos N.º 5c y 5c' 5c y 5c'

"c-c" (mm)

76 76

Conjunto 4

Par de Electrodos N.º 5d y 5d' 5d y 5d'

"c-c" (mm)

127 127

Conjunto 5

Par de Electrodos N.º 5e y 5e' 5e y 5e'

"c-c" (mm)

127 127

Conjunto 6

Par de Electrodos N.º 5f y 5f' 5f y 5f'

"c-c" (mm)

152 152

Conjunto 7

Par de Electrodos N.º 5g y 5g' 5g y 5g'

"c-c" (mm)

178 178

Conjunto 8

Par de Electrodos N.º 5h y 5h' 5h y 5h'

"c-c" (mm)

76 76

5 En este Ejemplo, un Zeta-Sizer "Nano-ZS" producido por Malvern Instruments se utilizó para determinar el potencial zeta (cuyos detalles se han descrito anteriormente en el presente documento). Para cada medida una muestra de 1 ml se cargó en una celda zeta DTS1060C desechable transparente. Para ejecutar el Zeta-Sizer y para calcular el potencial zeta se usó la versión 5.10 del Software de Tecnología de Dispersión. Se usaron los siguientes ajustes: agente dispersante -agua, temperatura -25 ºC, viscosidad -0,8872 cP, índice de refracción -1,330, constante

10 dieléctrica – 78,5, modelo de aproximación -Smoluchowski. Se realizaron tres replicaciones de 60 realizaciones por replicado individual para cada muestra. Los espectros de absorción de energía se obtuvieron para esta muestra (GPB-032) usando métodos de espectroscopía de UV-Vis como se establece en cualquier parte en el presente documento. La Figura 27 contiene los datos de UV-Vis recogidos para esta muestra (GPB-032), que presentan de forma específica el intervalo de 350-900 nm.

15 Ejemplo 15

imagen49

Preparación de una Suspensión de Nanocristales Bimetálicos de Au-Pt Usando un Proceso de Depósito Continuo usando Bicarbonato Sódico como un Potenciador de Procesamiento (GPB-010)

En general, este ejemplo utilizaba ciertas realizaciones de la invención asociadas con los aparatos que se muestran por lo general en las Figuras 9, 10c y 11a. El dispositivo eléctrico 501AC, ilustrado en la Figura 13, se usó como la fuente de alimentación para ejemplos contenidos en el presente documento, aunque en ocasiones se usó el generador de función 501FG para dirigir 501AC. Este transformador era una fuente de alimentación de AC (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 15-1000 Hz y una potencia nominal máxima de 2 kVA. En la descripción detallada de la sección de realizaciones preferentes se pueden encontrar análisis sobre conectividad eléctrica. Los dispositivos de control 20, ilustrados en las Figuras 8c y 8j, se conectaron a los electrodos 1/5 y 5/5, respectivamente, y los electrodos 5/5 funcionaban a una tasa de aproximadamente 1" cada 8 horas. Los conjuntos de ocho electrodos 1/5 y 5/5 estaban conectados a los dispositivos de control 20 y 20i que ajustaban de forma automática la altura de, por ejemplo, por ejemplo, cada electrodo 5/5. En cada conjunto de electrodos 5/5 había 2 tubos receptores hembra o5a/o5a’ -o5g/o5g’ que estaban conectados a una parte inferior del elemento de depósito 30b’ de modo que los electrodos en cada conjunto de electrodos 5/5 se podían insertar de manera que se podían retirar de cada tubo receptor hembra o5 cuando, y si, se desea.

La cantidad de bicarbonato sódico (Fisher Scientific, N.º de Cat. S631-3) usada en ID de la Realización "PB-74" era de aproximadamente 2,5 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,66 g/l). Los electrodos de alimentación eran cables de platino (1 mm/0,040" de diámetro), 99,99 %, obtenidos en Hi-Rel Alloys LTD (Ontario, Canadá).

El voltaje aplicado para cada plasma 4 preparado con el electrodo 1 era de aproximadamente 750 voltios. Este voltaje se consiguió con un transformador 60 (es decir, el Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado) analizado en cualquier parte en el presente documento.

La fuente de alimentación de AC 501AC utilizaba una unidad programable Chroma 61604. En particular, se usaron frecuencias de AC de onda sinusoidal a 80 Hz para preparar al menos una especie de platino en agua, de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. El voltaje aplicado era de 175 voltios con una corriente aplicada entre aproximadamente 4,0 amperios y aproximadamente 7,0 amperios.

A continuación, se permitió que la especie de platino resultante en material acuoso se enfriara durante una noche a aproximadamente 23 grados Celsius. En ese punto, el material de base de Pt-agua se alimentaba en una segunda unidad de depósito separada y diferente como se describe a continuación.

En general, este segundo depósito utilizaba ciertas realizaciones de la invención asociadas con los aparatos que se muestran por lo general en las Figuras 9, 10c y 11a. El dispositivo eléctrico 501AC, ilustrado en la Figura 13, se usó como la fuente de alimentación para ejemplos contenidos en el presente documento, aunque en ocasiones se usó el generador de función 501FG para dirigir 501AC. Este transformador era una fuente de alimentación de AC (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 15-1000 Hz y una potencia nominal máxima de 2 kVA. En la descripción detallada de la sección de realizaciones preferentes se pueden encontrar análisis sobre conectividad eléctrica. Los dispositivos de control 20, ilustrados en las Figuras 8c y 8j, se conectaron a los electrodos 1/5 y 5/5, respectivamente, y los electrodos 5/5 funcionaban a una tasa de aproximadamente 1" cada 8 horas. Los conjuntos de ocho electrodos 1/5 y 5/5 estaban conectados a los dispositivos de control 20 y 20i que ajustaban de forma automática la altura de, por ejemplo, por ejemplo, cada electrodo 5/5. En cada conjunto de electrodos 5/5 había 2 tubos receptores hembra o5a/o5a’ -o5g/o5g’ que estaban conectados a una parte inferior del elemento de depósito 30b’ de modo que los electrodos en cada conjunto de electrodos 5/5 se podían insertar de manera que se podían retirar de cada tubo receptor hembra o5 cuando, y si, se desea.

En particular, se usó una frecuencia de AC de onda sinusoidal a 60 Hz para preparar una suspensión o coloide o iones de nanocristales de oro, de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. El material de base de platino-agua "PB-74," como se ha analizado anteriormente, se alimentaba a través de la bomba 40 en la sección de depósito de plasma 30a’ como se ilustra en la Figura 10b. La fuente de alimentación de AC 501AC utilizaba una fuente de AC programable Chroma 61604. El voltaje aplicado inicialmente se ajustaba a 200 voltios pero se ajustó a 165 voltios debido a que la lectura de corriente inicial estaba afuera del intervalo normal, por lo general entre 2,5 A3,5 A. La corriente aplicada variaba entre aproximadamente 4 amperios y aproximadamente 7 amperios.

La cantidad total de platino y oro atómicos contenidos dentro de la suspensión de nanocristales bimetálicos era de aproximadamente 1,7 ppm y 7,8 ppm, respectivamente, tal como se mide con técnicas de espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento. Se debería indicar que esta suspensión de nanocristales bimetálicos de Au-Pt en particular no era estable a medida que se alimentaba durante un periodo de tiempo no superior a cuatro meses después de la producción. Por consiguiente, en ciertos conjuntos de condiciones de procesamiento, el bicarbonato sódico por sí mismo, sin la adición de KOH u otros potenciadores de procesamiento adecuados no estimula el desarrollo de suspensiones de nanocristales bimetálicos de Au-Pt altamente estables. Sin embargo, estas suspensiones podrían ser adecuadas para algunos fines.

imagen50

La Tabla 20 resume parámetros fundamentales de procesamiento usados en conjunto con las Figuras 9 y 10b. La Tabla 20 también desvela: 1) "ppm" resultantes (es decir, concentraciones de platino y oro atómicos.) y 2) "Radio Hidrodinámico" (nm).

Tabla 20

ID de la Realización

PB-74 GPB-010

Potenciador del Proceso

NaHCOO3 (mg/ml) 0,661 PB-74

Temp de Entrada en ºC a 32

24 24

Temp de Salida en ºC a 32

70 64

Caudal

Entrada (ml/min) 190 200

Volts:

Conjunto N.º 1 750 750

Conjuntos N.º 2-8

175 165

Conjuntos N.º 2-8 frecuencia, Hz

80 60

Diámetro del Cable (mm)

1,0 1,0

Contacto "WL" (pulgadas/mm)

1/25 1/25

Separación del Electrodo "y" (pulgadas/mm)

0,25/6,4 0,25/6,4

Figura de Config. del Electrodo

8b 8b

PPM de Au/Pt Producido

ND/1,7 7.8/1,7

Radio Hidrodinámico (nm)

N/D 115

Dimensiones

Plasma 4 Figs. 9 9

Figuras del Proceso

10a, 10d 10c, 11a

M (pulgadas/mm)

1,5/38 1,5/38

LT (pulgadas/mm)

36/914 36/914

d (pulgadas/mm)

1/25 1/25

S (pulgadas/mm)

1,5/38 1,5/38

Consumo Total de Corr. (A)

5,16 4,67

"c-c" (mm)

76 76

Conjunto 1

electrodo n.º 1a 1a

"x" (pulgadas/mm)

0,25/6,4 0,25/6,4

electrodo n.º

5a 5a

"c-c" (mm)

102 102

Conjunto 2

Par de Electrodos N.º 5b y 5b' 5b y 5b'

"c-c" (mm)

76 76

Conjunto 3

Par de Electrodos N.º 5c y 5c' 5c y 5c'

"c-c" (mm)

76 76

Conjunto 4

Par de Electrodos N.º 5d y 5d' 5d y 5d'

"c-c" (mm)

127 127

Conjunto 5

Par de Electrodos N.º 5e y 5e' 5e y 5e'

"c-c" (mm)

127 127

Conjunto 6

Par de Electrodos N.º 5f y 5f' 5f y 5f'

"c-c" (mm)

152 152

Conjunto 7

Par de Electrodos N.º 5g y 5g' 5g y 5g'

"c-c" (mm)

178 178

Conjunto 8

Par de Electrodos N.º 5h y 5h' 5h y 5h'

"c-c" (mm)

76 76

Ejemplo 16

Preparación de una Diversidad de Suspensiones de Nanocristales Bimetálicos de Au-Pt Usando un Proceso de 10 Depósito Continuo a Diversas Frecuencias Aplicadas (GPB-017, GPB-018, GPB-019, GPB-020, GPB-021, GPB-023, PGT024, PGT025, PGT026)

En general, este Ejemplo utilizaba ciertas realizaciones de la invención asociadas con los aparatos que se muestran por lo general en las Figuras 9, 10c y 11a. El dispositivo eléctrico 501AC, ilustrado en la Figura 13, se usó como la 15 fuente de alimentación para ejemplos contenidos en el presente documento, aunque en ocasiones se usó el generador de función 501FG para dirigir 501AC. Este transformador era una fuente de alimentación de AC (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 15-1000 Hz y una potencia nominal máxima de 2 kVA. En la descripción detallada de la sección de realizaciones preferentes se pueden

imagen51

encontrar análisis sobre conectividad eléctrica. Los dispositivos de control 20, ilustrados en las Figuras 8c y 8j, se conectaron a los electrodos 1/5 y 5/5, respectivamente, y los electrodos 5/5 funcionaban a una tasa de aproximadamente 1" cada 8 horas. Los conjuntos de ocho electrodos 1/5 y 5/5 estaban conectados a los dispositivos de control 20 y 20i que ajustaban de forma automática la altura de, por ejemplo, por ejemplo, cada electrodo 5/5. En cada conjunto de electrodos 5/5 había 2 tubos receptores hembra o5a/o5a’ -o5g/o5g’ que estaban conectados a una parte inferior del elemento de depósito 30b’ de modo que los electrodos en cada conjunto de electrodos 5/5 se podían insertar de manera que se podían retirar de cada tubo receptor hembra o5 cuando, y si, se desea.

La cantidad de potenciador de procesamiento de hidróxido potásico (Fisher Scientific, N.º de Cat. P250-500) usada en las ID de la Realización "PB-83, 85, 87, y 88" era de aproximadamente 0,450 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,12 mg/ml). Además, la cantidad de bicarbonato sódico (Fisher Scientific, N.º de Cat. S631-3) usada en las ID de la Realización "PB-83, 85, 87, y 88" era de aproximadamente 0,850 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,22 mg/ml). Los electrodos de alimentación eran cables de platino (1 mm/0,040" de diámetro), 99,99 %, obtenidos en Hi-Rel Alloys LTD (Ontario, Canadá).

El voltaje aplicado para cada plasma 4 preparado con el electrodo 1 era de aproximadamente 750 voltios. Este voltaje se consiguió con un transformador 60 (es decir, el Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado) analizado en cualquier parte en el presente documento.

La fuente de alimentación de AC 501AC utilizaba una unidad programable Chroma 61604. En particular, se usaron frecuencias AC de onda sinusoidal a 80 Hz para al menos una especie de platino en agua de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. El voltaje aplicado era de aproximadamente 215 voltios con una corriente aplicada entre aproximadamente 4,0 amperios y aproximadamente 7,0 amperios.

A continuación, se permitió que la especie de platino resultante en material acuoso se enfriara durante una noche a aproximadamente 23 grados Celsius. En ese punto, el material de base de Pt-agua se alimentaba en una segunda unidad de depósito separada y diferente como se describe a continuación.

En general, este segundo depósito utilizaba ciertas realizaciones de la invención asociadas con los aparatos que se muestran por lo general en las Figuras 9, 10c y 11a. El dispositivo eléctrico 501AC, ilustrado en la Figura 13, se usó como la fuente de alimentación para ejemplos contenidos en el presente documento, aunque en ocasiones se usó el generador de función 501FG para dirigir 501AC. Este transformador era una fuente de alimentación de AC (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 15-1000 Hz y una potencia nominal máxima de 2 kVA. En la descripción detallada de la sección de realizaciones preferentes se pueden encontrar análisis sobre conectividad eléctrica. Los dispositivos de control 20, ilustrados en las figuras 8c y 8j, se conectaron a los electrodos 1/5 y 5/5, respectivamente, y los electrodos 5/5 funcionaban a una tasa de aproximadamente 1" cada 8 horas. Los conjuntos de ocho electrodos 1/5 y 5/5 estaban conectados a los dispositivos de control 20 y 20i que ajustaban de forma automática la altura de, por ejemplo, por ejemplo, cada electrodo 5/5. En cada conjunto de electrodos 5/5 había 2 tubos receptores hembra o5a/o5a’ -o5g/o5g’ que estaban conectados a una parte inferior del elemento de depósito 30b’ de modo que los electrodos en cada conjunto de electrodos 5/5 se podían insertar de manera que se podían retirar de cada tubo receptor hembra o5 cuando, y si, se desea.

En particular, una frecuencia de AC de onda sinusoidal a 5 Hz-200 Hz se utilizó para preparar suspensiones o coloides o iones de nanocristales de oro, de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. El material de base de platino-agua "PB-83, 85, 87, y 88", como se ha analizado anteriormente, se alimentaba a través de la bomba 40 en la sección de depósito de plasma 30a’ como se ilustra en la Figura 10b. La fuente de alimentación de AC 501AC utilizaba una fuente de AC programable Chroma 61604. El voltaje aplicado era de aproximadamente 260 voltios durante aproximadamente dos minutos seguido de aproximadamente 220 voltios para la duración de la realización. La corriente aplicada variaba entre aproximadamente 4 amperios y aproximadamente 7 amperios.

La cantidad total de platino y de oro atómicos contenidos dentro de la suspensión de nanocristales bimetálicos se exponen en las Tablas 21a, 21b y 21c. La Tabla 21a expone las condiciones de realización de platino usadas para formar la especie de platino en agua y las Tablas 21b y 21c expone las condiciones de realización usadas para formar las suspensiones de nanocristales bimetálicos de Au-Pt.

La Tabla 21a resume parámetros fundamentales de procesamiento usados en conjunto con las Figuras 9 y 10c. La Tablas 21a, 21b y 21c también desvelan: 1) "ppm" resultantes (es decir, concentraciones de platino y oro atómicos), 2) Radio hidrodinámico, y 3) Potencial Zeta.

Para estas muestras (PGT024, PGT025, PGT026) los espectros de absorción de energía se obtuvieron usando métodos de espectroscopía de UV-Vis como se establece en cualquier parte en el presente documento. La Figura 28a contiene los datos de UV-Vis recogidos para estas muestras (PGT024, PGT025, PGT026), que presentan de forma específica el intervalo de 350-900 nm.

Para estas muestras, (GPB-017, GPB-018, GPB-019, GPB-020, GPB-023), los espectros de absorción de energía se obtuvieron usando métodos de espectroscopía de UV-Vis como se establece en cualquier parte en el presente documento.

imagen52

La Figura 28a contiene los datos de UV-Vis recogidos para estas muestras (GPB-017, GPB-018, GPB-019, GPB020, GPB-023), que presentan de forma específica el intervalo de 350-900 nm.

5 Una diversidad de suspensiones de nanocristales bimetálicos de Au-Pt se prepararon a frecuencias, como se describe en este Ejemplo, entre el intervalo de aproximadamente 5 Hz -200 Hz. En la Figura 28c se ilustra una comparación representativa del tamaño de partícula con respecto a la frecuencia.

10 Tabla 21a

ID de la Realización

PB-83 PB-85 PB-87 PB-88

Potenciador del Proceso

NaHCOO3 (mg/ml) 0,225 0,225 0,225 0,225

KOH (mg/ml)

0,119 0,119 0,119 0,119

Temp de Entrada en ºC a 32

23 25 25 24

Temp de Salida en ºC a 32

74 80 81 76

Caudal

Entrada (ml/min) 220 220 220 220

Volts:

Conjunto # 1 750 750 750 750

Conjuntos N.º 2-8

215 215 215 215

Conjuntos N.º 2-8 frecuencia, Hz

80 80 80 80

Diámetro del Cable (mm)

1,0 1,0 1,0 1,0

Contacto "WL" (pulgadas/mm)

1/25 1/25 1/25 1/25

Separación del Electrodo "y" (pulgadas/mm)

0,25/6,4 0,25/6,4 0,25/6,4 0,25/6,4

Figura de Config. del Electrodo

8b 8b 8b 8b

PPM de Pt Producido

1,9 2,2 2,3 2,1

Dimensiones

Plasma 4 Figs. 9 9 9 9

Figuras del Proceso

10a, 10d 10a, 10d 10a, 10d 10a, 10d

M (pulgadas/mm)

1,5/38 1,5/38 1,5/38 1,5/38

LT (pulgadas/mm)

36/914 36/914 36/914 36/914

d (pulgadas/mm)

1/25 1/25 1/25 1/25

S (pulgadas/mm)

1,5/38 1,5/38 1,5/38 1,5/38

Consumo Total de Corr. (A)

5,12 5,52 5,87 5,45

"c-c" (mm)

76 76 76 76

Conjunto 1

electrodo n.º 1a 1a 1a 1a

"x" (pulgadas/mm)

0,25/6,4 0,25/6,4 0,25/6,4 0,25/6,4

electrodo n.º

5a 5a 5a 5a

"c-c" (mm)

102 102 102 102

Conjunto 2

Par de Electrodos N.º 5b y 5b' 5b y 5b' 5b y 5b' 5b y 5b'

"c-c" (mm)

76 76 76 76

Conjunto 3

Par de Electrodos N.º 5c y 5c' 5c y 5c' 5c y 5c' 5c y 5c'

"c-c" (mm)

76 76 76 76

Conjunto 4

Par de Electrodos N.º 5d y 5d' 5d y 5d' 5d y 5d' 5d y 5d'

"c-c" (mm)

127 127 127 127

Conjunto 5

Par de Electrodos N.º 5e y 5e' 5e y 5e' 5e y 5e' 5e y 5e'

"c-c" (mm)

127 127 127 127

Conjunto 6

Par de Electrodos N.º 5f y 5f' 5f y 5f' 5f y 5f' 5f y 5f'

"c-c" (mm)

152 152 152 152

Conjunto 7

Par de Electrodos N.º 5g y 5g' 5g y 5g' 5g y 5g' 5g y 5g'

"c-c" (mm)

178 178 178 178

Conjunto 8

Par de Electrodos N.º 5h y 5h' 5h y 5h' 5h y 5h' 5h y 5h'

"c-c" (mm)

76 76 76 76

imagen53

Tabla 21b Tabla 21c

ID de la Realización

GPB-017 GPB-018 GPB-019 GPB-020 GPB-021

Potenciador del Proceso

NaHCOO3 (mg/ml) PB-83 PB-83 PB-83 PB-85 PB-85

KOH (mg/ml)

Temp de Entrada en ºC a 32

25 25 25 27 27

Temp de Salida en ºC a 32

79 78 78 81 83

Caudal

Entrada (ml/min) 230 230 230 230 230

Volts:

Conjunto N.º 1 750 750 750 750 750

Conjuntos N.º 2-8

220 220 220 260 V: 02 min/220 220

Conjuntos N.º 2-8 frecuencia, Hz

20 40 80 5 10

Diámetro del Cable (mm)

1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Contacto "WL" (pulgadas/mm)

1/25 1/25 1/25 1/25 1/25

Separación del Electrodo "y" (pulgadas/mm)

0,25/6,4 0,25/6,4 0,25/6,4 0,25/6,4 0,25/6,4

Figura de Config. del Electrodo

8b 8b 8b 8b 8b

PPM de Au/Pt Producido

3,1/2,0 5,8/2,0 10,5/2,0 1,1/2,3 1,7/2,3

Radio Hidrodinámico (nm)

18,96 16,59 20,58 24,96 51

Potencial Zeta (mV)

-39,0 -38,0 -42,0 -45,0 -38,0

Dimensiones

Plasma 4 Figs. 9 9 9 9 9

Figuras del Proceso

10c, 11a 10c, 11a 10c, 11a 10c, 11a 10c, 11a

M (pulgadas/mm)

1,5/38 1,5/38 1,5/38 1,5/38 1,5/38

LT (pulgadas/mm)

36/914 36/914 36/914 36/914 36/914

d (pulgadas/mm)

1/25 1/25 1/25 1/25 1/25

S (pulgadas/mm)

1,5/38 1,5/38 1,5/38 1,5/38 1,5/38

Consumo Total de Corr. (A)

5,84 5,82 5,81 5.66 5,82

"c-c" (mm)

76 76 76 76 76

Conjunto 1

electrodo n.º 1a 1a 1a 1a 1a

"x" (pulgadas/mm)

0,25/6,4 0,25/6,4 0,25/6,4 0,25/6,4 0,25/6,4

electrodo n.º

5a 5a 5a 5a 5a

"c-c" (mm)

102 102 102 102 102

Conjunto 2

Par de Electrodos N.º 5b y 5b' 5b y 5b' 5b y 5b' 5b y 5b' 5b y 5b'

"c-c" (mm)

76 76 76 76 76

Conjunto 3

Par de Electrodos N.º 5c y 5c' 5c y 5c' 5c y 5c' 5c y 5c' 5c y 5c'

"c-c" (mm)

76 76 76 76 76

Conjunto 4

Par de Electrodos N.º 5d y 5d' 5d y 5d' 5d y 5d' 5d y 5d' 5d y 5d'

"c-c" (mm)

127 127 127 127 127

Conjunto 5

Par de Electrodos N.º 5e y 5e' 5e y 5e' 5e y 5e' 5e y 5e' 5e y 5e'

"c-c" (mm)

127 127 127 127 127

Conjunto 6

Par de Electrodos N.º 5f y 5f' 5f y 5f' 5f y 5f' 5f y 5f' 5f y 5f'

"c-c" (mm)

152 152 152 152 152

Conjunto 7

Par de Electrodos N.º 5g y 5g' 5g y 5g' 5g y 5g' 5g y 5g' 5g y 5g'

"c-c" (mm)

178 178 178 178 178

Conjunto 8

Par de Electrodos N.º 5h y 5h' 5h y 5h' 5h y 5h' 5h y 5h' 5h y 5h'

"c-c" (mm)

76 76 76 76 76

imagen54

ID de la Realización

GPB-023 PGT024 PGT025 PGT026

Potenciador del Proceso

NaHCOO3 (mg/ml) PB-85 PB-87 PB-83 PB-85

KOH (mg/ml)

Temp de Entrada en ºC a 32

27 27 25 25

Temp de Salida en ºC a 32

83 83 84 83

Caudal

Entrada (ml/min) 230 230 230 230

Volts:

Conjunto N.º 1 750 750 750 750

Conjunto #'s 2-8

220 260 V: 02 min/220 260 V: 02 min/220 220

Conjuntos N.º 2-8 frecuencia, Hz

200 60 30 100

Diámetro del Cable (mm)

1,0 1,0 1,0 1,0

Contacto "WL" (pulgadas/mm)

1/25 1/25 1/25 1/25

Separación del Electrodo "y" (pulgadas/mm)

0,25/6,4 0,25/6,4 0,25/6,4 0,25/6,4

Figura de Config. del Electrodo

8b 8b 8b 8b

PPM de Au/Pt Producido

12,3/2,3 8.5/2,7 4.8/2,6 12,2/2,5

Radio Hidrodinámico (nm)

41,31 19.17 17.43 28,84

Potencial Zeta (mV)

-44,0 -40,0 -56,0 -50,0

Dimensiones

Plasma 4 Figs. 9 9 9 9

Figuras del Proceso

10c, 11a 10c, 11a 10c, 11a 10c, 11a

M (pulgadas/mm)

1,5/38 1,5/38 1,5/38 1,5/38

LT (pulgadas/mm)

36/914 36/914 36/914 36/914

d (pulgadas/mm)

1/25 1/25 1/25 1/25

S (pulgadas/mm)

1,5/38 1,5/38 1,5/38 1,5/38

Consumo Total de Corr. (A)

6,04 5,81 5,86 5,82

"c-c" (mm)

76 76 76 76

Conjunto 1

electrodo n.º 1a 1a 1a 1a

"x" (pulgadas/mm)

0,25/6,4 0,25/6,4 0,25/6,4 0,25/6,4

electrodo n.º

5a 5a 5a 5a

"c-c" (mm)

102 102 102 102

Conjunto 2

Par de Electrodos N.º 5b y 5b' 5b y 5b' 5b y 5b' 5b y 5b'

"c-c" (mm)

76 76 76 76

Conjunto 3

Par de Electrodos N.º 5c y 5c' 5c y 5c' 5c y 5c' 5c y 5c'

"c-c" (mm)

76 76 76 76

Conjunto 4

Par de Electrodos N.º 5d y 5d' 5d y 5d' 5d y 5d' 5d y 5d'

"c-c" (mm)

127 127 127 127

Conjunto 5

Par de Electrodos N.º 5e y 5e' 5e y 5e' 5e y 5e' 5e y 5e'

"c-c" (mm)

127 127 127 127

Conjunto 6

Par de Electrodos N.º 5f y 5f' 5f y 5f' 5f y 5f' 5f y 5f'

"c-c" (mm)

152 152 152 152

Conjunto 7

Par de Electrodos N.º 5g y 5g' 5g y 5g' 5g y 5g' 5g y 5g'

"c-c" (mm)

178 178 178 178

Conjunto 8

Par de Electrodos N.º 5h y 5h' 5h y 5h' 5h y 5h' 5h y 5h'

"c-c" (mm)

76 76 76 76

Ejemplo 17

5 Análisis de la superficie de Suspensiones de Nanocristales Bimetálicos de Au-Pt Preparadas mediante Microscopía Electrónica de Transmisión de Alta Resolución/Microscopía Electrónica de Transmisión de Barrido y Espectroscopía Fotoelectrónica de rayos X (GPB-040)

En general, este Ejemplo utilizaba ciertas realizaciones de la invención asociadas con los aparatos que se muestran

10 por lo general en las Figuras 9, 10c y 11a para preparar suspensiones de nanocristales bimetálicos de Au-Pt. Como fuente de alimentación para los ejemplos contenidos en el presente documento, se usó el dispositivo eléctrico 501AC, ilustrado en la Figura 13, aunque en ocasiones se usaba el generador de función 501FG para manejar 501AC. Este transformador era una fuente de alimentación de AC (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 15-1000 Hz y una potencia nominal máxima de 2 kVA. En la

15 descripción detallada de la sección de realizaciones preferentes se pueden encontrar análisis sobre conectividad eléctrica. Los dispositivos de control 20, ilustrados en las Figuras 18c y 18j, se conectaron a los electrodos 1/5 y 5/5, respectivamente, y los electrodos 5/5 funcionaban a una tasa de aproximadamente 1" cada 8 horas. Los conjuntos de ocho electrodos 1/5 y 5/5 estaban conectados a los dispositivos de control 20 y 20i que ajustaban de forma automática la altura de, por ejemplo, cada electrodo 5/5. En cada conjunto de electrodos 5/5 había 2 tubos receptores hembra o5a/o5a’ -o5g/o5g’ que estaban conectados a una parte inferior del elemento de depósito 30b’ de modo que los electrodos en cada conjunto de electrodos 5/5 se podían insertar de manera que se podían retirar de cada tubo receptor hembra o5 cuando, y si, se desea.

imagen55

La cantidad de potenciador de procesamiento de hidróxido potásico (Fisher Scientific, N.º de Cat. P250-500) usada en la ID de la Realización "PB-118" era de aproximadamente 0,450 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,12 mg/ml.). Además, la cantidad de bicarbonato sódico (Fisher Scientific, N.º de Cat. S631-3) usada en ID de la Realización "PB-118" era de aproximadamente 0,850 gramos/galón (es decir, aproximadamente 0,22 mg/ml). Los electrodos de alimentación eran cables de platino (1 mm/0,040" de diámetro), 99,99 %, obtenido a partir de Aleaciones LTD de Hi-Rel (Ontario, Canadá).

El voltaje aplicado para cada plasma 4 preparado con el electrodo 1 era de aproximadamente 750 voltios. Este voltaje se consiguió con un transformador 60 (es decir, el Diseño de Referencia de Punto Medio Equilibrado) analizado en cualquier parte en el presente documento.

La fuente de alimentación de AC 501AC utilizaba una unidad programable Chroma 61604. En particular, se usaron frecuencias de AC de onda sinusoidal a 80 Hz para preparar al menos una especie de platino en agua, de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. El voltaje aplicado era de aproximadamente 215 voltios con una corriente aplicada entre aproximadamente 4,0 amperios y aproximadamente 7,0 amperios.

A continuación, se permitió que la especie de platino resultante en material acuoso se enfriara durante una noche a aproximadamente 23 grados Celsius. En ese momento, el material de base de Pt-agua se alimentó en una segunda unidad de depósito, separada y diferente como se describe a continuación.

En general, este segundo depósito utilizaba ciertas realizaciones de la invención asociadas con los aparatos que se muestran por lo general en las Figuras 9, 10c y 11a. El dispositivo eléctrico 501AC, ilustrado en la Figura 13, se usó como la fuente de alimentación para los ejemplos contenidos en el presente documento, aunque el generador de función 501FG en ocasiones se usaba para dirigir 501AC. Este transformador era una fuente de alimentación de AC (Chroma 61604) con un intervalo de voltajes de AC de 0-300 V, un intervalo de frecuencias de 15-1000 Hz y una potencia nominal máxima de 2 kVA. En la descripción detallada de la sección de realizaciones preferentes se pueden encontrar análisis sobre conectividad eléctrica. Los dispositivos de control 20, ilustrados en las Figuras 8c y 8j, se conectaron a los electrodos 1/5 y 5/5, respectivamente, y los electrodos 5/5 funcionaban a una tasa de aproximadamente 1" cada 8 horas. Los conjuntos de ocho electrodos 1/5 y 5/5 estaban conectados a los dispositivos de control 20 y 20i que ajustaban de forma automática la altura de, por ejemplo, por ejemplo, cada electrodo 5/5. En cada conjunto de electrodos 5/5 había 2 tubos receptores hembra o5a/o5a’ -o5g/o5g’ que estaban conectados a una parte inferior del elemento de depósito 30b’ de modo que los electrodos en cada conjunto de electrodos 5/5 se podían insertar de manera que se podían retirar de cada tubo receptor hembra o5 cuando, y si, se desea.

En particular, se usó una frecuencia de AC de onda sinusoidal a 60 Hz para preparar una suspensión o coloide o iones de nanocristales de oro, de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. El material de base de platino-agua "PB-118," como se ha analizado anteriormente, se alimentaba a través de la bomba 40 en la sección de depósito de plasma 30a’ como se ilustra en la Figura 10c. La fuente de alimentación de AC 501AC utilizaba una fuente de AC programable Chroma 61604. El voltaje aplicado era de aproximadamente 260 voltios durante aproximadamente dos minutos seguido de aproximadamente 220 voltios para la duración de la realización. La corriente aplicada variaba entre aproximadamente 4 amperios y aproximadamente 7 amperios.

La cantidad total de platino y oro atómicos contenidos dentro de la suspensión nanocristalina bimetálica era de aproximadamente 3,2 ppm y 9,3 ppm, respectivamente, tal como se mide con técnicas de espectroscopía de absorción atómica analizadas en cualquier parte en el presente documento.

La Tabla 23 resume parámetros fundamentales de procesamiento usados en conjunto con las Figuras 9 y 11a. La Tabla 23 también desvela: 1) "ppm" resultantes (es decir, concentraciones de platino y oro atómicos), 2) "Radio Hidrodinámico" y 3) "Potencial Zeta".

Se realizó microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM) usando un Microscopio Electrónico de Transmisión de Alta Resolución CM300 FEG de Phillips que se describe en cualquier parte en el presente documento. También se realizó microscopía electrónica de transmisión de barrido (STEM) en el CM300 en modo STEM. La calibración se realizó antes del análisis a través de un procedimiento de calibración interna dentro del ordenador del instrumento. Las Figuras 29a y 29c son micrografías representativas de TEM. Las Figuras 29b y 29d son espectros representativos de EDS de nanocristales secos en las Figuras 29a y 29c. Las Figuras 29e, 29f y 29g son formaciones de mapas de STEM nanocristales bimetálicos de Au-Pt secos de las suspensiones de nanocristal.

Los espectros de absorción de energía se obtuvieron para esta muestra (GPB-040) usando métodos de espectroscopía de UV-Vis como se resalta en cualquier parte en el presente documento. La Figura 30 contiene los datos de UV-Vis recogidos para esta muestra (GPB-040), que presentan de forma específica el intervalo de 350900 nm.

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Las muestras concentradas de GPB-040 se prepararon a través de Filtración de Flujo Tangencial (TFF), como se describe en el presente documento en la que el tampón de diafiltración se sustituyó con agua desionizada para retirar el potenciador del proceso de la solución. GPB-040 se concentró 20 veces en volumen tres veces, reconstituyendo cada vez con agua desionizada. Posteriormente, el GPB-040 concentrado con TFF se centrifugó a continuación a 11.000 rpm durante 10 minutos dando como resultado la presencia de un sedimento bimetálico de Au-Pt en el fondo de un tubo de centrífuga de 1,5 ml. Se usaron aproximadamente 24 tubos para recoger una muestra final de aproximadamente 1,5 ml con una concentración que es aproximadamente 400 veces mayor que la solución de partida. Esta solución se depositó a continuación en el adaptador de la muestra como se analiza a continuación.

Filtración de Flujo Tangencial (TFF)

Para concentrar los nanocristales bimetálicos en GPB-040, se utilizó un proceso de Filtración de Flujo Tangencial (TFF). En el proceso, la filtración es un proceso de separación dirigido por presión que usa membranas para separar nanocristales en la suspensión basándose en su tamaño y/o diferencias de carga. En la TFF, el fluido se bombea de forma tangencial a lo largo de la superficie de la membrana. Una representación esquemática de un sistema de TFF sencilla se muestra en la Figura 31c.

Un tanque de alimentación 1001 proporciona fluido a una bomba de alimentación 1002 y en un módulo de filtración 1003. La corriente de filtrado 1004 se descarta. La parte retenida se desvía a través de la válvula de retención 1005 y retorna como 1006 en el tanque de alimentación 1001 y su inicial durante cada paso del fluido sobre la superficie de la membrana en el módulo de filtración 1003, la presión aplicada fuerza a una parte del fluido a través de la membrana y en la corriente de filtrado, 1004. Cualquier partícula y macromolécula que es demasiado grande para pasar a través de los poros de la membrana se retienen en la corriente superior y se arrastran a lo largo por el flujo tangencial en la parte retenida, 1006. La parte retenida, que tiene una concentración más elevada de partículas coloidales, se lleva de nuevo al tanque de alimentación, 1001. Si no se añade tampón de diafiltración al tanque de alimentación, entonces el volumen de coloide en el tanque de alimentación, 1001, se reduce por la cantidad de filtrado removido y la suspensión se hace concentrada.

En este ejemplo, se usaron casetes Pellicon XL de Millipore con membranas de celulosa de MWCO de 5 kDa y 10 kDa. La presión de la sustancia retenida se ajustó a 40 PSI con una válvula de retención, 1005. La membrana de 10 kDa permite un caudal filtrado aproximadamente 4 veces más elevado con respecto a una membrana de 5 kDa con la misma presión transmembrana, que se espera para un tamaño de poro más grande. Al mismo tiempo, los poros de la membrana de 10 kDa son demasiado pequeños para retener todos los nanocristales bimetálicos formados en la sustancia retenida en GPB-040.

Espectroscopía Fotoelectrónica de rayos X

El análisis químico de superficie de nanocristales de oro-platino bimetálicos se realizó con espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS). Los espectros se recogieron usando el Modelo 5400 de espectrómetro fotoelectrónico de Physical Electronics (PHI) equipado con una fuente de Mg K-alfa funcionando a 300 W potencia de haz con un voltaje de aceleración de 15 kV. Los fotoelectrones expulsados se detectaron con un analizador hemisférico que proporcionaba tanto sensibilidad como resolución elevadas. La presión de funcionamiento en la cámara de muestreo era inferior a 5x10-8 Torr durante el análisis.

Los espectros se recogieron dentro de dos intervalos, (es decir, un barrido de investigación de baja resolución y un barrido múltiplex de resolución más elevada en regiones específicas de interés). Los barridos de investigación se tomaron entre energías de unión de 0-1200 eV entras que los barridos de resolución más elevada se tomaron entre 80-100 eV y 65-85 eV. El oro elemental presenta un multiplete (4f5/2 y 4f7/2) a 87,6 eV y 83,9 eV, respectivamente, y las informaciones tales como composición y concentración del óxido se pueden determinar a partir de la región expandida a 80-100 eV. El platino presenta un multiplete (4f5/2 y 4f7/2) a 74.5 eV y 71,2 eV, respectivamente, y las informaciones tales como concentración y contenido de óxido se pueden determinar a partir de la región expandida a 65-85 eV.

La limpieza del pulverizador y la formación de perfiles de profundidad se realizaron con una pistola iónica de Pulverizador, (PHI, Modelo 04-303). La pistola iónica incidente funcionaba a un voltaje de aceleración de 4,0 k eV, y las corrientes de muestra se mantuvieron a aproximadamente 25 mA a través del área de muestra. La presión en la cámara principal se mantuvo a aproximadamente 5x10-8 Torr. El tamaño de la trama correspondiente es de 4x 4 mm con una presión de 25 mPa. La pulverización se realizó a intervalos de 5, 10, 20, 30, 40, 50, 70, 90, 120, 180, y 240 minutos.

Las Figuras 29h-29i son espectros recogidos de GPB-040, una suspensión de nanocristales bimetálicos de oroplatino. Los espectros se prepararon colocando 100-200 ul de muestra en el adaptador de la muestra y posteriormente realizando un vacío para secar el material sobre la cinta de carbono. A continuación, la Cámara se abrió y se depositaron otros 100-200 ul. Este proceso se repitió once veces para producir una película fina de material en la cinta de carbono.

imagen57

El ensayo de investigación inicial, la Figura 29h, es útil para determinar contaminantes superficiales y la composición elemental de los nanocristales. Aparecen picos indicativos de carbono, oxígeno, platino, y oro claramente marcados. El pico de carbono pequeño a 285 eV es de la cobertura incompleta de la muestra de la cinta de carbono mientras que el tipo de oxígeno a 531 eV es probablemente un resultado del oxígeno atrapado debido a la técnica de

5 preparación de la muestra; sin embargo, puede haber quedado atrapado en una capa de oxígeno adsorbido entre deposiciones de gotas. Los picos a 690 eV y 750 eV se pueden atribuir a la contaminación de la cámara de muestra de flúor y oxígeno, respectivamente. En ambos casos, los picos desaparecían después de un bombardeo de 30 minutos.

10 Los barridos múltiples de resolución más elevada, Figura 29i, entre 60 eV-100 eV proporcionan información adicional sobre la composición de oro y platino de los nanocristales. El pico 4f5/2 de Au a 88 eV contiene un pequeño saliente que se puede atribuir a la carga de la muestra. Después de una pulverización de 30 minutos, el flujo de iones de argón positivos neutralizó la muestra y el saliente desaparecido. Además, el pico 4f7/2 de Pt aumenta después de la pulverización de 30 minutos a aproximadamente 71 eV.

15 Como se muestra claramente en las Figuras 29a-g, las soluciones de nanocristales bimetálicos de Au-Pt tienen una estructura heterogénea con respecto al platino atómico y al oro atómico. Como se indica con las áreas específicas de interés en las Figuras 29a y 29c, los espectros de dispersión de energía (EDS) se recogieron por condensación del haz de electrones de la TEM en nanocristales individuales. Los datos de EDS resultantes se presentan en las

20 Figuras 29b y 29d. En ambos casos, están presentes un pico de platino a aproximadamente 9,4k eV y un pico de oro a aproximadamente 9,7k eV. Las Figuras 29e-g son imágenes de MIcroscopía Electrónica de Transmisión de Barrido (STEM) de nanocristales bimetálicos de la suspensión de GPB-040. La Figura 29e es una imagen de STEM de al menos cuatro nanocristales bimetálicos de Au-Pt secados en una rejilla de cobre. Las Figuras 29f y g son formaciones de mapas de EDS de platino y oro, respectivamente, de las imágenes formadas de nanocristales en la

25 Figura 29e. A partir de las Figuras 29f y 29g es evidente que tanto el platino como lo existen de forma heterogénea a través de los nanocristales examinados. Además, las Figuras 29h y 29i proporcionan evidencias adicionales de que las superficies del nanocristal están ambas libres de contaminación orgánica no presentan un comportamiento de núcleo-corteza. Las intensidades relativas del 4f7/2 de Au y el 4f7/2 de Pt no cambian como una función del tiempo de pulverización. Se podría esperar que las intensidades relativas de Pt disminuyan si los nanocristales tuvieran una

30 naturaleza del núcleo-cubierta. Mediante la combinación de los datos de HRTEM, EDS, y XPS, es evidente que los nanocristales preparados con los métodos que se desvelan en este Ejemplo son aleaciones bi metálicas de Au-Pt.

Tabla 23

ID de la Realización

PB-118 GPB-040

Potenciador del Proceso

NaHCOO3 (mg/ml) 0,225 PB-120

KOH (mg/ml)

0,119

Temp de Entrada en ºC a 32

24 24

Temp de Salida en ºC a 32

88 86

Caudal

Entrada (ml/min) 190 200

Volts:

Conjunto # 1 750 750

Conjuntos N.º 2-8

215 260: 0-2 min/220

Conjuntos N.º 2-8 frecuencia,

80 60

Diámetro del Cable (mm)

1,0 1,0

Contacto "WL" (pulgadas/mm)

1/25 1/25

Separación del Electrodo "y" (pulgadas/mm)

0,25/6,4 0,25/6,4

Figura de Config. del Electrodo

8b 8b

PPM de Pt Producido

3,2 N/D

PPM de Au Producido

N/D 9.3

Radio Hidrodinámico (nm)

N/D 14.16

Potencial Zeta (mV)

N/D -47,0

Dimensiones

Plasma 4 Figs. 9 9

Figuras el Proceso

10c, 11a 10c, 11a

M (pulgadas/mm)

1,5/38 1,5/38

LT (pulgadas/mm)

36/914 36/914

d (pulgadas/mm)

1/25 1/25

S (pulgadas/mm)

1,5/38 1,5/38

Consumo Total de Corr. (A)

6.25 6,04

"c-c" (mm)

76 76

Conjunto 1

electrodo n.º la la

"x" (pulgadas/mm)

0,25/6,4 0,25/6,4

electrodo n.º

5a 5a

imagen58

ID de la Realización

PB-118 GPB-040

"c-c" (mm)

102 102

Conjunto 2

Par de Electrodos N.º 5b y 5b' 5b y 5b'

"c-c" (mm)

76 76

Conjunto 3

Par de Electrodos N.º 5c y 5c' 5c y 5c'

"c-c" (mm)

76 76

Conjunto 4

Par de Electrodos N.º 5d y 5d' 5d y 5d'

"c-c" (mm)

127 127

Conjunto 5

Par de Electrodos N.º 5e y 5e' 5e y 5e'

"c-c" (mm)

127 127

Conjunto 6

Par de Electrodos N.º 5f y 5f' 5f y 5f'

"c-c" (mm)

152 152

Conjunto 7

Par de Electrodos N.º 5g y 5g' 5g y 5g'

"c-c" (mm)

178 178

Conjunto 8

Par de Electrodos N.º 5h y 5h' 5h y 5h'

"c-c" (mm)

76 76

Ejemplo 18

Concentración de Suspensiones Bimetálicas de Oro y Oro/Platino con una Técnica de Diálisis

5 Una técnica de bolsa de diálisis permite la concentración gradual de coloides preparados de acuerdo con las enseñanzas en el presente documento. Las suspensiones coloidales se colocaron dentro de una bolsa de diálisis y la bolsa en sí misma se sumergió en una solución acuosa de un polímero de base de PEG, que crea una presión osmótica negativa. La presión osmótica negativa daba como resultado la extracción de agua del coloide mantenida

10 dentro (es decir, en la parte interna) de la bolsa de diálisis.

De forma específica, la Figura 31 a muestra una bolsa de diálisis 2000, que contiene una suspensión de coloide 3000 representativa. Un envase de plástico adecuado 5000 (hecho de plástico HDPE) y un material de polímero de base de PEG 1000 en la misma.

15 La membrana de diálisis, que forman la bolsa de diálisis 2000, se caracteriza por un límite de peso molecular (MWCO) -un tamaño de umbral conseguido aproximado superior al de las especies de tamaño mayor se mantendrá dentro de la membrana. La concentración de diálisis se consiguió usando una membrana de celulosa con un MWCO de 3,5 kDa para la bolsa de diálisis 2000 y la solución de polímero 1000 se preparó a partir de un polímero de PEG

20 8000. En estas condiciones, las moléculas de agua y pequeños iones podrían pasar a través de la membrana de diálisis de la bolsa 2000, pero las nanopartículas coloidales con un tamaño superior al del MWCO de 3,5 kDa quedarían retenidas dentro de la bolsa de diálisis. Sin embargo, las moléculas de PEG-8000 no pueden pasar a través de (es decir, debido a su tamaño) la membrana y permanecen fuera de la bolsa de diálisis 2000.

25 La Figura 31b muestra que la bolsa de diálisis 2000 disminuya de volumen (con el tiempo) con respecto a su tamaño en la Figura 31 a. No se permitiría que la bolsa de diálisis 2000 se colapsara a medida que el líquido se retira de la bolsa. En este sentido, los nanocristales que pueden permanecer en la superficie interna de la bolsa no se deberían sobreestresar con el fin de evitar su posible agregación.

30 Cada bolsa de diálisis 2000 se cargó con aproximadamente 400 a 500 ml de suspensión de nanocristal 3000, y se mantuvo en la solución 1000 de PEG-8000 hasta que el volumen de la bolsa se reducía aproximadamente 10 veces en tamaño y volumen. La concentración adicional de la suspensión, si fuera necesaria, se producía por combinación de coloides concentrados 10x a partir de varias bolsas en una bolsa y repitiendo de nuevo el mismo conjunto de etapas de concentración. Las bolsas de diálisis 2000 se pueden usar de forma segura aproximadamente 10 veces

35 sin conseguir ninguna obstrucción perceptible en la membrana.

La concentración de PEG-8000 de partida 1000 en la solución de polímero fuera de la bolsa de diálisis 2000 era de aproximadamente 250 g/l y su concentración se redujo de forma natural debido al agua que se retiraba del coloide 3000 a través de las bolsas de diálisis 2000 (es decir, debido a la presión osmótica creada). Las concentraciones

40 más elevadas de polímero y una agitación cuidadosa pueden aumentar la tasa de retirada de agua del coloide 3000.

Este proceso de diálisis concentraba los coloides de oro sin dimensión visible de las bolsas de diálisis 2000. La concentración de los nanocristales restantes de oro en la suspensión 4000 se calculó mediante reducción de volumen y también se midió con técnicas de ICP-MS (analizadas con detalle posteriormente en el presente

45 documento). El oro restante en la suspensión 4000 era similar a la concentración de una medida directamente con técnicas de ICP-MS. Sin embargo, en el caso de la suspensión de nanocristales bimetálicos de oro/platino, parte del platino producido en la primera etapa electroquímica era iónico, y una cierta cantidad de esta forma iónica de platino se retira después de la segunda etapa de procesamiento electroquímico y se pasa a través de la bolsa de diálisis 2000 durante la concentración. Este efecto daba como resultado un factor de concentración menor para el platino atómico con respecto al oro atómico (todo el oro atómico estaba aparentemente en forma metálica). Además, la suspensión de nanocristales bimetálicos de Au-Pt tenía ligeramente la membrana de la bolsa de diálisis 2000 hasta un color uniforme de color amarillento-verde.

imagen59

La técnica de bolsa de diálisis se usó para conseguir una serie de intervalos de concentración de dos suspensiones coloidales diferentes que se usaron en un experimento de cultivo celular in vitro posterior. De forma específica, la Tabla 24 establece 9 concentraciones diferentes de metales en una suspensión de oro formada (NE10214) y en una suspensión bimetálica de Au/Pt (GPB-032) cuyas formaciones se han descrito anteriormente en el presente documento. Los valores de concentración se midieron mediante espectrometría de masas -plasma acoplado de forma inductiva (ICP-MS) como se describe inmediatamente a continuación.

Plasma Acoplado de Forma Inductiva -Espectrometría de Masas (ICP-MS)

Los valores de ICP-MS se obtuvieron con un Agilent 7700x

I) Principio

La técnica de espectroscopía de plasma acoplado de forma inductiva -espectrometría de masas requiere la introducción de una muestra líquida en una cámara de muestra a través de un nebulizador, retirando de este modo las gotitas más grandes, e introduciendo una pulverización de aerosol fino en la cámara de antorcha realizado a través de un suministro de gas argón inerte. La temperatura de la antorcha varía entre 8000 K -10000 K. El aerosol se desolvata de forma instantánea y se ioniza dentro del plasma y se extrae en la primera etapa de vacío a través del cono de formación de muestras y a continuación pasa a través de un segundo orificio, el cono de separación. Los iones se coliman a continuación con el sistema de lentes y a continuación se enfoca con la óptica iónica.

Las lentes iónicas permiten que la ICP-MS consiga una sensibilidad de señal elevada evitando que fotones y especies neutras alcancen el detector montando el cuadrupolo y el detector fuera del eje de la entrada del haz iónico. El gas de la celda, Helio, se introduce en el ORS que es una guía de iones octopolo colocada entre el montaje de lente iónica y el cuadrupolo. Las interferencias tales como especies poliatómicas se retiran a través de discriminación de energía cinética. A continuación, los iones que pasan a través avanzan al analizador de masas cuadrupolo que está formado por cuatro varillas de metal largas. Se aplican voltajes de RF y DC a las varillas y la variación de los voltajes es lo que permite que las varillas filtren iones de proporciones específicas de masa con respecto a carga.

A continuación, los iones se miden con el detector analógico de pulsos. Cuando un ión entra en el multiplicador de electrones, este golpea un dinodo y crea una abundancia de electrones libres que a continuación golpean el siguiente dinodo, dando como resultado la creación de electrones adicionales. La cantidad de iones de un elemento específico se correlaciona con la cantidad de electrones generados, dando como resultado más o menos recuentos,

o CPS.

II) Preparación de la muestra

Las muestras se prepararon diluyendo 500 µl de muestra en 4,5 ml de HNO3 al 5 %/HCl al 2 % durante 30 minutos a 70 ºC. Las muestras se prepararon por triplicado. Posteriormente, las muestras se transfirieron a un tubo de ensayo de polipropileno que a continuación se colocó en una rejilla en el automuestreador Cetac.

III) Preparación del instrumento

El plasma ICP-MS 7700x de Agilent se encendió y se inició un procedimiento de puesta en marcha. El plasma se dejó calentar durante 26 minutos antes de realizar la optimización inicial. Después de la finalización satisfactoria de las etapas de optimización, entonces el instrumento estaba listo para análisis. Un ajuste manual rápido se realizó y las señales de masas baja, media y elevada (59, 89, y 205) se comprobaron para asegurar que el instrumento estaba dentro de de las especificaciones internas de los inventores. A continuación, el tubo de línea estándar de patrón interno se cambió de un blanco de HNO3 al 5 % ha una solución de patrón interno que contenía In 115.

IV) Procedimiento de análisis

Se prepararon muestras de calibración y patrones de verificación de concentración continua independiente (ICCV) a partir de soluciones de reserva externas preparadas por SPEX CertiPrep. Los patrones de calibración Multi-Element 3 que contenían oro se diluyeron en serie de 10 ppm a 1000 ppb, 100 ppb, 10 ppb, y 1 ppb, respectivamente. Una solución blanco del diluyente, HNO3 al 5 %/HCl al 2 %, se usó como el patrón de 0 ppb. La muestra de ICCV se puso en un vial de muestra y se colocó en una rejilla con los patrones de calibración.

Antes del análisis de nuestras, se creó una curva de calibración midiendo 0 ppb, 1ppb, 10 ppb, 100 ppb, y 1000 ppb.

imagen60

A continuación, las muestras de interés se midieron con una etapa de aclarado de 90 segundos con HNO3 al 5 % entre la absorción de la muestra. Después de cada 6 muestras, la ICCV se realizó para asegurar que la curva de calibración estaba dentro de un 10 % de los valores reales.

5 V) Análisis de datos

Los datos se exportaron a partir del software de análisis de Datos Mass-hunter a excel para su formateo y comprobación. Se hizo un promedio de los replicados en conjunto para obtener una concentración media, desviación estándar y desviación estándar relativa.

10 Tabla 24

NE10214 Au GPB-032 Ayu/Pt ID: [Au], ppm volumen, ml ID: Au+Pt ppm volumen, ml 1-1 981 10 2-1 982 3,2 1-2 800 10 2-2 800 3,5 1-3 600 10 2-3 600 4 1-4 400 10 2-4 400 4 1-5 200 10 2-5 385 5,2 1-6 80 10 2-6 180 4,5 1-7 40 10 2-7 40 4 1-8 20 10 2-8 20 4 1-9 8 10 2-9 8 4

1-10 control de blanco 10 2-10 control de blanco 4

Ejemplo 19

15 Comparación de eficacia de línea de células cancerígenas in vitro entre suspensión concentrada de Au (NE10214) y suspensión concentrada bimetálica de Au/Pt (GPB-032)

Un panel de líneas celulares se ensambló con 30 tipos diferentes de tumores humanos seleccionados entre los bancos de cultivos de la ATCC y DSMZ (todas las líneas celulares de DSMZ se marcan con "**") e incluía cánceres 20 habituales de vejiga, mama, cuello uterino, SNC, colon, Cabeza y Cuello, pulmón, ovario, próstata, estómago, tiroides, útero y vulva. Las 30 líneas celulares y tipos tumorales específicos se exponen en la Tabla 25.

Tabla 25

CAT N.º

Línea Celular Morfología Tipo de Cáncer Órgano

ACC 414

647-V Epitelial Vejiga Vejiga**

ACC 279

BHT-101 Epitelial Endocrino Tiroides **

HTB-20

BT474 Epitelial Mama Mama

CRL-2273

CHP-212 Neuroblastoma SNC SNC

CRL-2062

DMS53 Microcítico Pulmón SCLC

ACC 231

EFM-19 Epitelioide Mama Mama **

ACC 317

KPL-1 N/D Mama Mama **

ACC 403

MT-3 Epitelial Mama Mama **

HTB-178

NC1-H596 Epitelial Pulmón Pulmón

HTB-3

SCaBER Epitelial Vejiga Vejiga

HTB-58

SKMES1 Células Escamosas Pulmón Pulmón

HTB-13

SW1783 Fibroblástico SNC SNC

ACC 291

U-138MG Fibroblastoide SNC Glioblastoma **

CRL-2505

22Rv1 Epitelial Próstata Próstata

ACC 143

BPH1 Epitelioide Próstata Próstata **

HTB-54

Calu1 Células Escamosas Pulmón Pulmón

HTB-75

CaOV3 Epitelial GU Femenino Ovario

CCL-138

Detroit 562 Epitelial Cabeza y Cuello Cabeza y Cuello

CRL-7920

DoTc2 4510 Epitelial GU Femenino Cuello Uterino

HTB-81

DU145 Epitelial Próstata Próstata

HTB-135

HS 746T Epitelial Colon/GI Estómago

HTB-32

HT-3 Epitelial GU Femenino Cuello Uterino

CCL-253

NCl-H508 Epitelial Colon/GI Colon

CRL-1671

RL95-2 Epitelial GU Femenino Útero

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CAT N.º

Línea Celular Morfología Tipo de Cáncer Órgano

CRL-1628

SCC-25 Epitelial Cabeza y Cuello Cabeza y Cuello

HTB-77

SKOV3 Epitelial GU Femenino Ovario

CCL-238

SW1417 Epitelial Colon/GI Colon

CCL-235

SW837 Epitelial Colon/GI Colon

HTB-117

SW 954 Epitelial GU Femenino Vulva

HTB-118

SW 962 Mixto GU Femenino Vulva

Procedimiento Experimental:

Las células se cultivaron en RPMI1640, FBS al 10 %, L-alanil-L-Glutamina 2 mM, Piruvato Na 1 mM en una

5 atmósfera unificada de CO2 al 5 % a 37 ºC. Las células se sembraron en placas de 384 pocillos y se incubaron en una atmósfera humidificada de CO2 al 5 % a 37 ºC. Los compuestos NE10214 y GPB-032 se añadieron 24 horas después de la siembra de las células. Al mismo tiempo, se generó una placa de células sin tratar a tiempo cero.

Después de un periodo de incubación de 72 horas, las células se fijaron y se tiñeron con anticuerpos etiquetados

10 con fluorescencia y colorante nuclear para permitir la visualización de núcleos, células apoptóticas y células mitóticas. Las células apoptóticas se detectaron usando un anticuerpo de caspasa-3 anti-activa. Las células mitóticas se detectaron usando un anticuerpo anti fosfo-histona-3.

La suspensión concentrada de Au (NE10214, también "Compuesto 1") y la suspensión bimetálica concentrada de

15 AuPt (GPB-032, también "Compuesto 2") se diluyeron como se muestra en la Tabla 26 que sigue a continuación y se sometieron a ensayo para 9 concentraciones desde la concentración de ensayo más elevada a la concentración de ensayo más baja. Cuando los dos compuestos de ensayo se añadieron al medio de crecimiento, se llegaron a diluir con los medios de crecimiento. Las concentraciones atómicas reales de los componentes metálicos (es decir, Au en NE10214; y Au + Pt en GPB-032) en los medios de crecimiento se muestran en la Tabla 26 como " Conc microM In

20 Vitro".

Se realizó microscopía de fluorescencia automatizada usando un GE Healthcare IN Cell Analyzer 1000, y las imágenes recogieron con un objetivo de 4X.

25 Tabla 26

Concentraciones Inicial e In Vitro

Compuesto 1 (NE10214)

Compuesto 2 (GPB-032)

ID muestra

conc. inicial, ppm Conc microM In Vitro ID muestra conc. inicial, ppm Conc microM In Vitro

1-1

981 701 2-1 982 701

1-2

800 571 2-2 800 571

1-3

600 429 2-3 600 429

1-4

400 286 2-4 400 286

1-5

200 143 2-5 385 275

1-6

80 57 2-6 180 129

1-7

40 29 2-7 40 29

1-8

20 14 2-8 20 14

1-9

8 5,7 2-9 8 5,7

1-10

vehículo vehículo 2-10 vehículo vehículo

Análisis de Datos

Se adquirieron imágenes de doce bits en formato Tiff usando el InCell Analyzer 1000 3.2 y se analizaron con el

30 software Developer Toolbox 1,6. Los valores de CE50 y CI50 se calcularon usando regresión no lineal para ajustar los datos a un modelo de respuesta a la dosis de Un Sitio de 4 parámetros, sigmoideo de 4 puntos, en el que: y (ajuste) = A + [(B -A)/(1 + ((C/x) ^ D))]. En la ajuste de la curva, cálculos de CE50 / CI50 y generación de informes se realizan usando un software basado en MathIQ de motor de reducción de datos personalizado (AIM).

35

imagen62

Tabla 27

Tabla resumen para fondo de vehículo

Placa N.º

Línea celular Recuento celular relativo (POC) Apoptosis (veces de inducción) Mitosis (veces de inducción) Duplicaciones

Media

Desv Estd CV Media Desv Estd CV Media Desv Estd CV

4

HS 746T 100,00 3,40 0,03 1,00 0,21 0,21 1,00 0,28 0,28 2,17

4

NCl-H596 100,00 4,07 0,04 1,00 0,30 0,30 0,98 0,61 0,62 2,08

4

NCl-H508 100,00 3,20 0,03 1,00 0,26 0,26 1,00 0,15 0,15 2,92

4

HT-3 100,00 2,68 0,03 0,99 0,28 0,28 0,99 0,17 0,17 2,50

4

KPL-1 100,00 8,31 0,08 1,01 0,59 0,59 1,01 0,18 0,18 2,40

4

EFM-19 100,00 6,45 0,06 1,00 0,26 0,26 1,00 0,15 0,15 1,10

4

DU145 100,00 3,35 0,03 1,00 0,44 0,44 1,00 0,10 0,10 3,07

4

SKMES1 100,00 3,81 0,04 1,00 0,45 0,45 1,00 0,12 0,12 3,46

4

SKOV3 100,00 3,14 0,03 1,00 0,24 0,24 1,00 0,16 0,16 1,47

4

SW837 100,00 6,10 0,06 1,01 0,25 0,25 1,00 0,15 0,15 2,26

4

SCaBER 100,00 3,07 0,03 1,00 0,38 0,38 1,00 0,17 0,17 3,29

4

U-138MG 100,00 2,89 0,03 1,00 0,45 0,45 0,99 0,24 0,25 2,63

4

MT-3 100,00 6,96 0,07 1,00 0,29 0,29 1,00 0,12 0,12 3,16

4

RL95-2 100,00 4,68 0,05 1,00 0,30 0,30 1,00 0,13 0,13 1,76

4

SCC-25 100,00 5,11 0,05 1,01 0,36 0,36 1,00 0,14 0,14 3,08

4

SW962 100,00 5,43 0,05 1,01 0,32 0,32 1,00 0,29 0,29 1,99

4

SW954 100,00 6,77 0,07 1,00 0,26 0,26 1,00 0,15 0,15 2,37

4

647-V 100,00 5,46 0,05 1,00 0,30 0,30 1,00 0,12 0,12 4,05

4

BHT-101 100,00 6,02 0,06 0,99 0,32 0,32 1,00 0,13 0,13 3,89

4

BPH1 100,00 4,60 0,05 1,00 0,28 0,28 1,00 0,13 0,13 3.73

4

SW1783 100,00 4,26 0,04 1,00 0,30 0,30 1,00 0,26 0,26 1,55

4

SW1417 100,00 2,70 0,03 1,00 0,23 0,23 1,00 0,13 0,13 1,92

4

22Rv1 100,00 6,12 0,06 1,00 0,27 0,26 1,00 0,11 0,11 2,40

4

DoTc2 4510 100,00 7,65 0,08 1,01 0,28 0,28 1,00 0,12 0,12 2,21

4

DMS53 100,00 2,22 0,02 1,00 0,38 0,38 1,00 0,12 0,12 1,81

4

CaOV3 100,00 3,09 0,03 1,00 0,19 0,19 1,00 0,12 0,12 1,94

4

Detroit 562 100,00 9,02 0,09 1,01 0,22 0,22 1,01 0,15 0,15 3,13

4

BT474 100,00 1,41 0,01 1,00 0,34 0,34 1,00 0,23 0,23 1,36

4

Calu1 100,00 2,60 0,03 1,00 0,55 0,55 1,00 0,15 0,15 2,41

4

CHP-212 100,00 3,05 0,03 1,00 0,26 0,26 1,00 0,18 0,18 2,55

imagen63

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imagen65

imagen66

imagen67

Interpretación de Datos

El ensayo de citotoxicidad multiplexado usó una técnica de análisis basada en imagen de células en la que las células se fijaban y teñían con anticuerpos etiquetados con fluorescencia y colorante nuclear como se ha mencionado anteriormente.

La proliferación celular se midió con la intensidad de la señal del colorante nuclear incorporado. El rendimiento del ensayo de proliferación celular se denomina recuento celular relativo. Para determinar el punto final de la proliferación celular, el rendimiento de los datos de proliferación celular se transformó en porcentajes de control (POC) usando la siguiente fórmula:

imagen68

50 del recuento celular relativo es la concentración de compuesto de ensayo a un 50 % de respuesta máxima posible. Una CE50 del recuento celular relativo es la concentración de compuesto de ensayo en el punto de inflexión de la curva o la mitad de la respuesta eficaz (parámetro C de la solución de la curva ajustada). La Gl50 es la concentración necesaria para reducir a la mitad el crecimiento observado. Esta es la concentración que inhibe el crecimiento a medio camino entre células sin tratar y el número de células sembradas en el pocillo (valor a Tiempo cero).

La placa sin tratar a tiempo cero se usa para determinar el número de duplicaciones en un periodo de ensayo de 72 horas: Número de duplicaciones en 72 horas = LN[Número de células (punto final a 72 horas) *Número de células (tiempo cero)]/LN(2).

El rendimiento de cada biomarcador es el número de veces de aumento sobre el fondo de vehículo normalizado con respecto al recuento celular relativo en cada pocillo.

El marcador de caspasa-3 activada etiqueta de células desde la primera a la última etapa de la apoptosis. El rendimiento se muestra como el número de veces de aumento de células apoptóticas sobre el fondo de vehículo normalizado con respecto al recuento celular relativo en cada pocillo. Las concentraciones de compuesto de ensayo que provocan una inducción de 5 veces en la señal de la caspasa-3 indican inducción de apoptosis significativa. Los pocillos con concentraciones superiores a la CI95 del recuento celular relativo se eliminan del análisis de inducción de caspasa 3.

El marcador de fosfo-histona-3 etiqueta células mitóticas. El rendimiento se muestra como un número de veces de inducción de células mitóticas sobre el fondo de vehículo normalizado con respecto al recuento celular relativo en cada pocillo. Cuando el número de veces de inducción de la señal celular mitótica sobre el fondo es ~1, no hay "ningún efecto" en el ciclo celular. Un aumento de dos o más veces en la señal de fosfo-histona-3 sobre el fondo de vehículo indica inducción significativa del compuesto de ensayo de bloque mitótico.

Una disminución de dos o más veces en la señal de fosfo-histona-3 puede indicar bloqueo de G1/S solamente cuando los niveles de citotoxicidad están por debajo de la CI95 del recuento celular relativo medido. Cuando se observa una disminución de 2 o más veces en la señal de fosfo-histona-3 a concentraciones más elevadas que la CI95 del recuento celular relativo, la disminución en los recuentos de células mitóticas se deben de la forma más probable a un efecto de citotoxicidad más general en lugar de a un verdadero bloqueo de fase de G1/S. Los pocillos con concentraciones más elevadas que las de la CI95 del recuento celular relativo se eliminan del análisis de fosfohistona-3.

Criterios para Respuestas Positivas

-Proliferación celular medida de cuentos celulares relativos

-Apoptosis:

■ aumento > 5 veces en la señal de caspasa-3 activada indica una respuesta apoptótica

-Mitosis:

■

aumento > 2 veces en fosfo-histona-3 indica bloque mitótico

■

disminución < 2 veces en fosfo-histona-3 indica bloqueo de G1/S

Dado que los compuestos están en niveles de concentración relativamente bajos in vitro, la mayoría de las concentraciones proporcionadas eran demasiado bajas para obtener resultados de CI50. A medida que los niveles de concentración aumentan, la actividad se hace claramente evidente con ambos compuestos en muchas de las líneas de células tumorales sometidas a ensayo. La Tabla 28 titulada, "Resumen de rendimiento para los Compuestos 1 (NE10214) y 2 (GPB-032)" mencionada anteriormente resalta en la Columna 3 ("Línea Celular") un "*" para cada línea de célula tumoral en la que se demostraba una actividad anti-cáncer significativa para cada combinación de compuesto/línea celular.

imagen69

Resultados

Los datos que se resumen en la Tabla 28 demuestran claramente una actividad anti-cáncer significativa como respuesta a tratamiento con la suspensión concentrada de Au (NE10214) en 13 de 30 líneas de células tumorales sometidas a ensayo, y en 23 de las 30 líneas de células tumorales tratadas con la suspensión concentrada bimetálica de Au-Pt (GPB-032).

Igualmente importante, la suspensión concentrada de Au y la suspensión concentrada bimetálica de Au-Pt muestran patrones claramente diferentes de la presencia de actividad anti-cáncer, y patrones claramente diferentes del tipo de actividad anti-cáncer, a través de las treinta diferentes líneas de células tumorales.

Ahora se hace referencia a las Figuras 32a-32ad. Estas figuras muestran gráficamente la diferencia de rendimiento del compuesto 1 y del compuesto 2 frente a cada una de las 30 líneas celulares sometidas a ensayo. De forma específica, se establecen comparaciones para cada uno de "% de Recuento Celular Relativo", "Apoptosis (veces de inducción)" y "Mitosis (veces de inducción)". Los datos muestran que existe un aumento significativo de la inducción de apoptosis en ocho o líneas de células tumorales diferentes tratadas con la suspensión concentrada bimetálica de Au-Pt (GPB-032), pero este tipo de actividad no se muestra en ninguna de las otras líneas de células tumorales tratadas con el compuesto de Au concentrado (NE10214).

Un Aumento Significativo de Inducción de Apoptosis está claramente presente en las ocho líneas de células tumorales que se exponen a continuación tratadas con la suspensión concentrada bimetálica de Au-Pt, pero en ninguna con la suspensión concentrada de Au:

-

22Rv1 Próstata

-

SW962 Vulva

-

BHT 101 Endocrino

-

BT474 Mama

-

CaOV-3 Ovario

-

DoTc2 4510 Cuello Uterino

-

Du 145 Próstata

-

KPL-1 Mama.

En segundo lugar, existe una inducción significativa de bloqueo de Mitosis en las cinco líneas de células tumorales diferentes tratadas con la suspensión concentrada bimetálica de Au-Pt (GPB-032), en este tipo de actividad no se muestra en ninguna de las líneas celulares cuando se tratan con la suspensión concentrada de Au (NE10214).

Una Inducción Significativa de Bloqueo Mitótico está presente en cinco tipos de líneas de células tumorales que se exponen a continuación tratadas con la suspensión concentrada bimetálica de Au-Pt, pero en ninguna tratada con la suspensión concentrada de Au:

-SW837 Recto -RL95-2 Útero -EFM-19 Mama -SW962 Vulva -CAOV3 Ovario

En tercer lugar, la suspensión concentrada bimetálica de Au-Pt muestra una actividad anti-cáncer significativa en doce líneas de células tumorales en las que el compuesto de Au concentrado no muestra ninguna actividad, y la suspensión concentrada de Au es eficaz en dos líneas de células tumorales adicionales en las que la suspensión concentrada bimetálica Au-Pt no muestra ninguna actividad, -de modo que en catorce de treinta líneas de células tumorales, no se muestra superposición en presencia de ningún tipo de actividad anti-cáncer.

Además, en las veinticinco de treinta líneas celulares en las que cualquiera de la suspensión concentrada de Au o la suspensión concentrada bimetálica de Au-Pt, o ambas, presentaba actividad anti-cáncer, solamente en cuatro (4/30 = 13 %) ambos compuestos tienen el mismo patrón o tipo de actividad anti-cáncer. En veintitrés de veintisiete casos, el patrón de actividad es claramente diferente.

En resumen,

1) Nivel Significativo de Actividad Anti-Cáncer: cualquiera de la suspensión concentrada de Au, o la suspensión concentrada bimetálica de Au-Pt, o ambos compuestos, tenían actividad anti-cáncer significativa frente a veinticinco de treinta (25/30 = 83 %) líneas de células tumorales sometidas a ensayo; 2) Patrones Claramente Diferentes de Actividad Anti-Cáncer: el patrón de actividad anti-cáncer de los dos compuestos (Au y Au-Pt) era claramente diferente en veintiuna de las veinticinco líneas de células tumorales en las que había una actividad 21/25 → 84 % que tenían patrones de actividad claramente distintos al igual que entre la suspensión concentrada de Au y la suspensión concentrada bimetálica de Au-Pt.

imagen70

Ejemplo 20a

Estudio de Xenoinjerto de Cáncer en Administración Oral a Ratones-HCT116

Resumen

Este Ejemplo demuestra la eficacia de varias composiciones de la invención administradas por vía oral en un modelo de xenoinjerto de cáncer de ratón. Los ratones Balb/C hembra receptores con déficit inmunológico, (6-8 semanas de edad) tenían tumores implantados en los mismos. Los ratones Balb/C donantes se usaron para hacer crecer tumores HCT116, tumores que se extirparon de los mismos y posteriormente se seccionaron en fragmentos pequeños con un tamaño de aproximadamente 2 mm3. A los ratones Balb/C receptores se les administró una anestesia general breve y a continuación un fragmento de tumor HCT116 de 2 mm3 de los ratones donantes se implantó en cada uno de los costados izquierdo y derecho de los ratones receptores usando una aguja trocar. Una vez que los tumores en los ratones receptores habían alcanzado un tamaño mensurable de aproximadamente 4 x 4 mm, tal como se mide con calibradores colocados frente a cada piel de ratón, los ratones receptores se colocaron aleatoriamente en grupos de tratamiento, 3 por grupo, y el tratamiento oral comenzó. El tratamiento se administró exclusivamente a través del frasco de bebida compartido entre 3 ratones en cada grupo. El tamaño del tumor se evaluó cinco veces a la semana usando un par de pinzas y el peso del ratón también se obtuvo con una balanza, produciéndose tal medida hasta que el ratón moría (o se retiraba del estudio) o el estudio terminaba en el día 24. Los resultados del Ejemplo se resumen en las Figuras 33a-33b.

Ciertas suspensiones de nanocristal y soluciones iónicas comparativas se prepararon para comparar con las suspensiones bimetálicas de nanocristal de Au-Pt.

En resumen, GB-218 se preparó del mismo modo que en el Ejemplo 1 dando como resultado una concentración de oro de 7,6 ppm tal como se mide con AAS. Además, se determinó que dicha solución tenía un radio hidrodinámico de 15,1 nm tal como se mide con el Viscotek. GB-219 se preparó del mismo modo con respecto al Ejemplo 1 en el que el hidróxido potásico se sustituyó por el potenciador del proceso por bicarbonato sódico a una concentración de 0,63 g/galón (es decir, aproximadamente 0,17 mg/ml). GB-219 tenía una concentración de oro de 8,7 ppm tal como se mide con AAS. Además, se determinó que dicha solución tenía un radio dinámico de 18,3 nm tal como se mide con el Viscotek.

Además, PB-39 se preparó del mismo modo que el ejemplo de PB57001 en el Ejemplo 13, dando como resultado una suspensión de partículas de nanocristales de platino con una concentración de Pt de 7,4 ppm. PB-22-C4 se preparó del mismo modo que en el Ejemplo 13, en el que la fuerza aplicada de 501AC se ajustó a 80 Hz en lugar de 5 Hz para producir una solución formada predominantemente por especies iónicas de Pt con una pequeña cantidad de especies nanocristalinas de Pt. La concentración de bicarbonato sódico era de 2,5 g/galón (es decir, aproximadamente 0,66 mg/ml). A continuación, el PB-22-C4 se concentró posteriormente usando una placa caliente eléctrica para producir una concentración de Pt de aproximadamente 8,3 ppm.

Metodología

Animales

Especie:

Ratones

Cepa:

Ratones Balb/C inmunodeficientes

Fuente:

Harlan

Género y número:

Hembra, 24

Edad:

Aproximadamente 6-8 semanas de edad al inicio del estudio.

Identificación:

A cada ratón se le proporcionó un número de identidad único.

Cría de animales:

En la recepción, todos los animales se examinaron para signos externos de salud frágil y

todos los animales no sanos se excluyeron de la evaluación adicional. Los animales se

alojaron

en grupos de tres en condiciones específicas sin patógenos (spf), en una

habitación controlada

con termostato (22 ± 4 ºC) en una unidad para animales. Los

animales se equilibraron en condiciones convencionales de alojamiento para animales

durante al menos 72 horas antes de su uso. El estado de salud de los animales se

controló

durante todo este periodo y la idoneidad de cada animal para su uso

experimental se evaluó antes del inicio del estudio.

Alojamiento:

Los animales se alojaron en grupos de 3 por jaula en una habitación controlada, para

asegurar

una correcta temperatura, humedad y ciclo de luz/oscuridad de 12 horas

durante el estudio

imagen71

Dieta:

Dieta con gránulos irradiados y agua estaban disponibles a voluntad durante todos los

periodos de mantenimiento, aclimatación y post-dosis.

Compuesto y Reactivos

Línea de células HCT 116 (ATCC CCL-247). Solución salina tamponada con fosfato ("PBS"). Compuestos de ensayo: suspensión de nanocristales de platino, suspensión de nanocristales de oro y suspensión bimetálica de Au-Pt. Compuesto de control positivo: cisplatino. Compuesto de control negativo: agua potable.

Grupos y Dosificaciones de Tratamiento

Grupo 1 de Control Negativo: Días 0-24, con agua potable normal. Grupo 2 de Control Positivo: Días 0-24, con agua potable normal; y con una dosis diaria de cisplatino de 8 mg/kg mediante inyección intraperitoneal ("IP"). Grupo de Tratamiento 3 -6: Días 0-24, con compuestos de ensayo como su agua potable.

Protocolo A: Preparación y Crecimiento de Tumores de Donante

a.) Preparación de Células Tumorales

1.

Las células se cultivaron en medio completo y todos los contaminantes se excluyeron.

2.

Cuando las células tenían una confluencia de aproximadamente un 70-80 %, entonces aproximadamente 34 horas antes de la cosecha, el medio de crecimiento celular antiguo se reemplazaba con medio de crecimiento celular recién preparado para retirar cualquier célula muerta y/o separada.

3.

El medio de crecimiento celular de nuevo se retiraba una vez y las células se lavaban con PBS. A continuación, se añadió una pequeña cantidad (por ejemplo, 10 ml) de tripsina-EDTA. A continuación, las células se dispersaron en medio de crecimiento celular completo en una proporción entre 10/1 y 5/1. A partir de ese momento, las células dispersadas y el medio se centrifugaron inmediatamente a aproximadamente 1500 rpm durante aproximadamente 5 minutos y se lavaron adicionalmente dos veces con PBS y las células se almacenaron en hielo.

4.

A continuación, las células se colocaron en un portaobjetos de vidrio en la forma tradicional y se hizo un recuento usando un hemocitómetro.

5.

A continuación, se añadió tinción con azul de tripano para identificar y posteriormente excluir células muertas. De forma específica, las células se mezclaron en una proporción aproximada a 1:1 usando solución de azul de tripano. El azul de tripano se diluyó a aproximadamente 0,8 mM en PBS. El azul de tripano se almacenó a temperatura ambiente. Dado que todas las células vivas o viables excluyen el azul de tripano, las células muertas se tiñen de color azul con el colorante. Por consiguiente, todas las células teñidas de color azul se retiraron. Las células se suspendieron de modo que aproximadamente 300 µl contenían aproximadamente 3 x 106 células de crecimiento tumoral. Esta concentración de células era necesaria para crecimiento tumoral satisfactorio en cada sitio de inyección.

b.) Inyección y Crecimiento de Células Tumorales

1.

De forma simultánea a la preparación de células de crecimiento tumoral, los ratones Balb/C habían llegado previamente y se comprobó su salud.

2.

Se permitió que todos los animales se aclimataron durante al menos 72 horas.

3.

Todos los ratones tenían aproximadamente 6-8 semanas de edad en el momento de la inoculación. La zona de inoculación se limpió y se esterilizó con etanol antes de la inoculación.

4.

Una jeringa de 1 cc se cargó con las células cancerígenas extrayendo la mezcla de células en la jeringa sin la aguja. Posteriormente se añadió a la jeringa una aguja de calibre 26.

5.

A continuación, las células se inyectaron por vía subcutánea en un costado inferior de cada ratón y se permitió que crecieran hasta que formaran un tumor que alcanzara un volumen medio de aproximadamente 50-60 mm3.

6.

A continuación los ratones se anestesiaron y los tumores se extrajeron usando un escalpelo y se almacenaron de forma apropiada antes de su inyección en los ratones receptores.

imagen72

1. Previamente habían llegado ratones Balb/C receptores adicionales. Después de la llegada de los ratones

receptores, la salud de todos los ratones se comprobó; y después de pasar el ensayo de salud, cada uno se 5 enumeró con una marca única en la oreja.

2.

Se permitió que los ratones receptores se aclimataran durante al menos 72 horas.

3.

Los tumores HCT116 producidos en el Protocolo A anterior se retiraron de los ratones donantes con escalpelo y se cortaron en fragmentos pequeños, con un tamaño de aproximadamente 2 mm3. Los tumores de 2 mm3 se implantaron usando una jeringa trocar de 3 mm de diámetro en los costados derecho e izquierdo de cada ratón

10 (es decir, 1 tumor por costado). Se permitió que los tumores crecieran en los ratones receptores hasta que alcanzaran un tamaño de aproximadamente 100-200 mm3 antes de comenzar el tratamiento del día 0. Los tratamientos continuaron durante 24 días o hasta que el ratón se retiraba del estudio y se sacrificaba o el ratón moría.

4. Los tamaños y pesos del tumor de los animales se determinaban diariamente hasta el final del estudio el 15 día 24.

Las Figuras 33a y 33b muestran gráficamente los resultados del ensayo oral. La Figura 33a muestra una clara diferencia en el volumen tumoral medio, como una función del tiempo, entre los diferentes compuestos. Es mejor cuanto más pequeño es el tumor. Además, la Figura 33b muestra diferencias en el peso medio del ratón, como una

20 función del tiempo, entre los diferentes compuestos. Es mejor cuanto mayor es el peso.

La Tabla 29 resume el número y el momento en el tiempo durante el estudio en el que los ratones se retiraban del estudio. Las razones para que los ratones dejaran el estudio eran principalmente muerte y tamaño tumoral grande, dando como resultado eutanasia. La ID de la Muestra se refiere a compuestos preparados de acuerdo con

25 procedimientos que se han analizado anteriormente en el presente documento.

Tabla 29 -Tratamiento Oral

ID de la Muestra

N.º de Ratones Retirados N.º de Días en el Estudio

GB-218

1 9

1

14

1

18

PB-39

2 16

1

24

PB-22-C4

1 16

2

23

AuPt110810

1 23

2

24

GB-219

1 18

2

24

PtAu-111710-9

1 7

1

10

1

24

Cisplatino

3 24

Controles

1 15

1

22

1

24

Ejemplo 20b

30 Estudio de Xenoinjerto de Cáncer en Administración Intratumoral a Ratones-HCT 116

Resumen

35 Este Ejemplo demuestra la eficacia de varias suspensiones de nanocristales metálicos de la invención administradas por vía intratumoral ("IT") en un modelo de xenoinjerto de cáncer de ratón. Los ratones Balb/C hembra receptores con déficit inmunológico (6-8 semanas de edad) tenían tumores implantados en los mismos. Los ratones Balb/C donantes se usaron para hacer crecer tumores HCT116, tumores que se extirparon de los mismos y posteriormente se seccionaron en fragmentos pequeños con un tamaño de aproximadamente 2 mm3. A los ratones Balb/C receptores se les administró una anestesia general breve y a continuación un fragmento de tumor HCT116 de 2 mm3 de los ratones donantes se implantó en cada uno de los costados izquierdo y derecho de los ratones receptores usando una aguja trocar. Una vez que los tumores en los ratones receptores habían alcanzado un tamaño mensurable de aproximadamente 7 x 7 mm, tal como se mide con calibradores colocados frente a cada piel de ratón, los ratones receptores se colocaron aleatoriamente en grupos de tratamiento, 3 por grupo, y el tratamiento "IT" comenzó. El tratamiento se administró exclusivamente inyección con aguja en el tumor dos veces al día. El tamaño del tumor se evaluó cinco veces a la semana usando un par de pinzas y el peso del ratón también se obtuvo con una balanza, produciéndose tal medida hasta que el ratón moría (o se retiraba del estudio) o el estudio terminaba en el día 30. Los resultados del Ejemplo se resumen en la Figura 34a-34b.

imagen73

Ciertas suspensiones de nanocristal y soluciones iónicas comparativas se prepararon para comparar con las suspensiones bimetálicas de nanocristal de Au-Pt.

En resumen, GB-218 se preparó del mismo modo que en el Ejemplo 1 dando como resultado una concentración de oro de 7,6 ppm tal como se mide con AAS. Además, se determinó que dicha solución tenía un radio hidrodinámico de 15,1 nm tal como se mide con el Viscotek. GB-219 se preparó del mismo modo con respecto al Ejemplo 1 en el que el hidróxido potásico se sustituyó por el potenciador del proceso por bicarbonato sódico a una concentración de 0,63 g/galón (es decir, aproximadamente 0,17 mg/ml). GB-219 tenía una concentración de oro de 8,7 ppm tal como se mide con AAS. Además, se determinó que dicha solución tenía un radio dinámico de 18,3 nm tal como se mide con el Viscotek. Además, PB-39 se preparó del mismo modo que el ejemplo de PB57001 en el Ejemplo 13, dando como resultado una suspensión de partículas de nanocristales de platino con una concentración de Pt de 7,4 ppm. PB-22-C4 se preparó del mismo modo que en el Ejemplo 13, en el que la fuerza aplicada de 501AC se ajustó a 80 Hz en lugar de 5 Hz para producir una solución formada predominantemente por especies iónicas de Pt con una pequeña cantidad de especies nanocristalinas de Pt. La concentración de bicarbonato sódico era de 2,5 g/galón (es decir, aproximadamente 0,66 mg/ml). A continuación, el PB-22-C4 se concentró posteriormente usando una placa caliente eléctrica para producir una concentración de Pt de aproximadamente 8,3 ppm.

Metodología

Animales

Especie:

Ratones

Cepa:

Ratones Balb/C inmunodeficientes

Fuente:

Harlan

Género y número:

Hembra, 24

Edad:

Aproximadamente 6-8 semanas de edad al inicio del estudio.

Identificación:

A cada ratón se le proporcionó un número de identidad único.

Cría de animales:

En la recepción, todos los animales se examinaron para signos externos de salud frágil y

todos los animales no sanos se excluyeron de la evaluación adicional. Los animales se

alojaron

en grupos de tres en condiciones específicas sin patógenos (spf), en una

habitación controlada

con termostato (22 ± 4 ºC) en una unidad para animales. Los

animales se equilibraron en condiciones convencionales de alojamiento para animales

durante al menos 72 horas antes de su uso. El estado de salud de los animales se

controló

durante todo este periodo y la idoneidad de cada animal para su uso

experimental se evaluó antes del inicio del estudio.

Alojamiento:

Los animales se alojaron en grupos de 3 por jaula en una habitación controlada, para

asegurar una correcta temperatura, humedad y ciclo de luz/oscuridad de 12 horas

durante el estudio.

Dieta:

Dieta con gránulos irradiados y agua estaban disponibles a voluntad durante todos los

periodos de mantenimiento, aclimatación y post-dosis.

Compuesto y Reactivos

Línea de células HCT 116 (ATCC CCL-247). Solución salina tamponada con fosfato ("PBS"). Compuestos de ensayo: suspensión de nanocristales de platino, suspensión de nanocristales de oro y suspensión bimetálica de Au-Pt. Compuesto de control positivo: cisplatino. Compuesto de control negativo: agua potable.

Grupos y Dosificaciones de Tratamiento

Grupo 1 de Control Negativo: Días 0-30, inyección salina dos veces al día, con un total de 100 µl en cada tumor divididos entre 2-3 puntos de inyección; (proporcionando agua potable normal para beber).

imagen74

Grupo 2 de Control Positivo: Días 0-30, inyección de 8 mg/kg de cisplatino proporcionará una vez al día en el peritoneo (IP) (proporcionando agua potable normal para beber). Grupo de Tratamiento 3 -6: Días 0-30, inyección de formulación de nanocristal dos veces al día, con un total de 100 µl en cada tumor divididos entre 2-3 puntos de inyección; (proporcionando agua potable normal para beber).

Protocolo A: Preparación y Crecimiento de Tumores de Donante

a.) Preparación de Células Tumorales

1.

Las células se cultivaron en medio completo y todos los contaminantes se excluyeron.

2.

Cuando las células tenían una confluencia de aproximadamente un 70-80 %, entonces aproximadamente 34 horas antes de la cosecha, el medio de crecimiento celular antiguo se reemplazaba con medio de crecimiento celular recién preparado para retirar cualquier célula muerta y/o separada.

3.

El medio de crecimiento celular de nuevo se retiraba una vez y las células se lavaban con PBS. A continuación, se añadió una pequeña cantidad (por ejemplo, 10 ml) de tripsina-EDTA. A continuación, las células se dispersaron en medio de crecimiento celular completo en una proporción entre 10/1 y 5/1. A partir de ese momento, las células dispersadas y el medio se centrifugaron inmediatamente a aproximadamente 1500 rpm durante aproximadamente 5 minutos y se lavaron adicionalmente dos veces con PBS y las células se almacenaron en hielo.

4.

A continuación, las células se colocaron en un portaobjetos de vidrio en la forma tradicional y se hizo un recuento usando un hemocitómetro.

5.

A continuación, se añadió tinción con azul de tripano para identificar y posteriormente excluir células muertas. De forma específica, las células se mezclaron en una proporción aproximada a 1:1 usando solución de azul de tripano. El azul de tripano se diluyó a aproximadamente 0,8 mM en PBS. El azul de tripano se almacenó a temperatura ambiente. Dado que todas las células vivas o viables excluyen el azul de tripano, las células muertas se tiñen de color azul con el colorante. Por consiguiente, todas las células teñidas de color azul se retiraron. Las células se suspendieron de modo que aproximadamente 300 µl contenían aproximadamente 3 x 106 células de crecimiento tumoral. Esta concentración de células era necesaria para crecimiento tumoral satisfactorio en cada sitio de inyección.

b.) Inyección y Crecimiento de Células Tumorales

1.

De forma simultánea a la preparación de células de crecimiento tumoral, los ratones Balb/C habían llegado previamente y se comprobó su salud.

2.

Se permitió que todos los animales se aclimataron durante al menos 72 horas.

3.

Todos los ratones tenían aproximadamente 6-8 semanas de edad en el momento de la inoculación. La zona de inoculación se limpió y se esterilizó con etanol antes de la inoculación.

4.

Una jeringa de 1 cc se cargó con las células cancerígenas extrayendo la mezcla de células en la jeringa sin la aguja. Posteriormente se añadió a la jeringa una aguja de calibre 26.

5.

A continuación, las células se inyectaron por vía subcutánea en un costado inferior de cada ratón y se permitió que crecieran hasta que formaran un tumor que alcanzara un volumen medio de aproximadamente 50-60 mm3.

6.

A continuación los ratones se anestesiaron y los tumores se extrajeron usando un escalpelo y se almacenaron de forma apropiada antes de su inyección en los ratones receptores.

Protocolo B: Inserción de Tumores de Ratones Donantes en Ratones Receptores

5.

Los ratones Balb/C receptores adicionales habían llegado previamente. Después de la llegada de los ratones receptores, la salud de todos los ratones se comprobó; y después de pasar el ensayo de salud, cada uno se enumeró con una marca única en la oreja.

6.

Se permitió que todos los animales se aclimataron durante al menos 72 horas.

7.

Los tumores HCT116 producidos en el Protocolo A anterior se retiraron de los ratones donantes con escalpelo y se cortaron en fragmentos pequeños, con un tamaño de aproximadamente 2 mm3. Los tumores de 2 mm3 se implantaron usando una jeringa trocar de 3 mm de diámetro en los costados derecho e izquierdo de cada ratón (es decir, 1 tumor por costado). Se permitió que los tumores crecieran en los ratones receptores hasta que alcanzaran un tamaño de aproximadamente 7 x 7 mm antes de comenzar el tratamiento del día 0. Los tratamientos continuaron durante 30 días poco hasta que el ratón se retiraba del estudio y se sacrificaba o el ratón moría.

8.

Los tamaños y pesos del tumor de los animales se determinaban diariamente hasta el final del estudio el día 24.

imagen75

Protocolo C: Inyección Intertumoral en Ratones Receptores 5

1. Cada tumor en cada ratón receptor se inyectó dos veces al día (separadas aproximadamente 12 horas) con aproximadamente 100 µl de cualquiera de control negativo, control positivo o compuesto de ensayo. La aguja usada para inyección era una aguja de calibre 25 Ga o 26 Ga. Dependiendo del tamaño del tumor, había 2 o 3 puntos de inyección para cada tumor.

10 Las Figuras 34a y 34b muestran gráficamente los resultados del ensayo IT. La Figura 34a muestra una diferencia evidente en el volumen tumoral medido, como una función del tiempo, entre los diferentes compuestos. Es mejor cuanto más pequeño es el tumor. Además, la Figura 34b muestra diferencias en el peso medio del ratón, como una función del tiempo, entre los diferentes compuestos. Es mejor cuanto mayor es el peso.

15 La Tabla 30 resume el número y el momento en el tiempo durante el estudio en el que los ratones se retiraron del estudio. Las razones para que los ratones dejaran el estudio eran principalmente muerte y tamaño tumoral grande, dando como resultado eutanasia. Las ID de la Muestra se refieren a compuestos preparados de acuerdo con procedimientos que se han analizado anteriormente en el presente documento.

20 Tabla 30 -Tratamiento IT

ID de la Muestra

N.º de Ratones Retirados N.º de Días en el Estudio

GB-218

1 9

1

11

1

15

PB-39

1 7

1

15

1

28

PB-22-C4

2 11

1

30

AuPt110810

2 15

1

23

GB-219

1 14

1

17

1

25

PtAu-111710-9

2 14

1

30

Cisplatino

1 15

1

18

1

30

Controles

1 15

1

16

Ejemplo 20c

25 Estudio de Xenoinjerto de Cáncer en Administración Oral a Ratones-HCT116

Resumen

Este Ejemplo demuestra la eficacia relativa de cuatro suspensiones de nanocristales metálicos de la invención

30 administradas por vía oral en un modelo de xenoinjerto de cáncer de ratón. Los ratones Balb/C hembra receptores con déficit inmunológico (6-8 semanas de edad) tenían tumores implantados en los mismos. Los ratones Balb/C donantes se usaron para hacer crecer tumores HCT116, tumores que se extirparon de los mismos y posteriormente se seccionaron en fragmentos pequeños con un tamaño de aproximadamente 2 mm3. A los ratones Balb/C receptores se les administró una anestesia general breve y a continuación y a continuación un fragmento de tumor

35 HCT116 de 2 mm3 de los ratones donantes se implantó en cada uno de los costados izquierdo y derecho de los ratones receptores usando una aguja trocar. Una vez que los tumores en los ratones receptores habían alcanzado un tamaño mensurable de aproximadamente 4 x 4 mm, tal como se mide con calibradores colocados frente a cada piel de ratón, los ratones receptores se colocaron aleatoriamente en grupos de tratamiento, 6 por grupo y el tratamiento oral comenzó. 6 ratones estaban en el grupo de control positivo ("Cisplatino") y 6 ratones estaban en el grupo de control negativo y recibían solamente agua ("Control"). El tratamiento se administró exclusivamente a través de la botella de bebida compartida entre los ratones en cada grupo de tratamiento. El cisplatino se proporcionó mediante inyección intraperitoneal el día 0. El tamaño del tumor se evaluó cinco veces a la semana usando un par de pinzas y el peso del ratón también se obtuvo con una balanza, produciéndose tal medida hasta que el ratón moría (o se retiraba del estudio) o el estudio terminaba tal como se había programado. Los resultados del Ejemplo se resumen en las Figuras 35a-35b.

imagen76

Metodología

Animales

Especie:

Ratones

Cepa:

Ratones Balb/C inmunodeficientes

Fuente:

Harlan

Género y número:

Hembra, 36

Edad:

Aproximadamente 6-8 semanas de edad al inicio del estudio.

Identificación:

A cada ratón se le proporcionó un número de identidad único.

Cría de animales:

En la recepción, todos los animales se examinaron para signos externos de salud frágil y

todos los animales no sanos se excluyeron de la evaluación adicional. Los animales se

alojaron

en grupos de tres en condiciones específicas sin patógenos (spf), en una

habitación controlada

con termostato (22 ± 4 ºC) en una unidad para animales. Los

animales se equilibraron en condiciones convencionales de alojamiento para animales

durante al menos 72 horas antes de su uso. El estado de salud de los animales se

controló

durante todo este periodo y la idoneidad de cada animal para su uso

experimental se evaluó antes del inicio del estudio.

Alojamiento:

Los animales se alojaron en grupos de 3 por jaula en una habitación controlada, para

asegurar una correcta temperatura, humedad y ciclo de luz/oscuridad de 12 horas

durante el estudio.

Dieta:

Dieta con gránulos irradiados y agua estaban disponibles a voluntad durante todos los

periodos de mantenimiento, aclimatación y post-dosis.

Compuesto y Reactivos

Línea de células HCT 116 (ATCC CCL-247). Solución salina tamponada con fosfato ("PBS"). Compuestos de ensayo: suspensión de nanocristales de platino, suspensión de nanocristales de oro y suspensión bimetálica de Au-Pt.

Compuesto de control positivo: cisplatino. Compuesto de control negativo: agua potable.

Grupos y Dosificaciones de Tratamiento

Grupo 1 de Control Negativo: Días 0-24, con agua potable normal. Grupo 2 de Control Positivo: Días 0-24, con agua potable normal; y con una dosis diaria de cisplatino de una vez de 8 mg/kg mediante inyección intraperitoneal ("IP") en el día 0. Grupo de Tratamiento 3 -6: Días 0-24, con compuestos de ensayo como su agua potable.

Protocolo A: Preparación y Crecimiento de Tumores de Donante a.) Preparación de Células Tumorales

1.

Las células se cultivaron en medio completo y todos los contaminantes se excluyeron.

2.

Cuando las células tenían una confluencia de aproximadamente un 70-80 %, entonces aproximadamente 34 horas antes de la cosecha, el medio de crecimiento celular antiguo se reemplazaba con medio de crecimiento celular recién preparado para retirar cualquier célula muerta y/o separada.

3.

El medio de crecimiento celular de nuevo se retiraba una vez y las células se lavaban con PBS. A continuación, se añadió una pequeña cantidad (por ejemplo, 10 ml) de tripsina-EDTA. A continuación, las células se dispersaron en medio de crecimiento celular completo en una proporción entre 10/1 y 5/1. A partir de ese momento, las células dispersadas y el medio se centrifugaron inmediatamente a aproximadamente 1500 rpm durante aproximadamente 5 minutos y se lavaron adicionalmente dos veces con PBS y las células se almacenaron en hielo.

4.

A continuación, las células se colocaron en un portaobjetos de vidrio en la forma tradicional y se hizo un recuento usando un hemocitómetro.

5.

A continuación, se añadió tinción con azul de tripano para identificar y posteriormente excluir células muertas.

imagen77

5 De forma específica, las células se mezclaron en una proporción aproximada a 1:1 usando solución de azul de tripano. El azul de tripano se diluyó a aproximadamente 0,8 mM en PBS. El azul de tripano se almacenó a temperatura ambiente. Dado que todas las células vivas o viables excluyen el azul de tripano, las células muertas se tiñen de color azul con el colorante. Por consiguiente, todas las células teñidas de color azul se retiraron. Las células se suspendieron de modo que aproximadamente 300 µl contenían aproximadamente 3 x 106 perlas de

10 crecimiento tumoral. Esta concentración de células era necesaria para crecimiento tumoral satisfactorio en cada sitio de inyección.

b.) Inyección y Crecimiento de Células Tumorales

15 1. De forma simultánea a la preparación de células de crecimiento tumoral, los ratones Balb/C habían llegado previamente y se comprobó su salud.

2. Se permitió que todos los animales se aclimataron durante al menos 72 horas.

20 3. Todos los ratones tenían aproximadamente 6-8 semanas de edad en el momento de la inoculación. La zona de inoculación se limpió y se esterilizó con etanol antes de la inoculación.

4. Una jeringa de 1 cc se cargó con las células cancerígenas extrayendo la mezcla de células en la jeringa sin la

aguja. Posteriormente se añadió a la jeringa una aguja de calibre 26. 25

5. A continuación, las células se inyectaron por vía subcutánea en un costado inferior de cada ratón y se permitió que crecieran hasta que formaran un tumor que alcanzara un volumen medio de aproximadamente 50-60 mm3.

6. A continuación los ratones se anestesiaron y los tumores se extrajeron usando un escalpelo y se almacenaron 30 de forma apropiada antes de su inyección en los ratones receptores.

Protocolo B: Inserción de Tumores de Ratones Donantes en Ratones Receptores

9. Previamente habían llegado ratones Balb/C receptores adicionales. Después de la llegada de los ratones

35 receptores, la salud de todos los ratones se comprobó; y después de pasar el ensayo de salud, cada uno se enumeró con una marca única en la oreja.

10.

Se permitió que los ratones receptores se aclimataran durante al menos 72 horas.

11.

Los tumores HCT116 producidos en el Protocolo A anterior se retiraron de los ratones donantes con escalpelo y se cortaron en fragmentos pequeños, con un tamaño de aproximadamente 2 mm3. Los tumores de

40 2 mm3 se implantaron usando una jeringa trocar de 3 mm de diámetro en los costados derecho e izquierdo de cada ratón (es decir, 1 tumor por costado). Se permitió que los tumores crecieran en los ratones receptores hasta que alcanzaran un tamaño de aproximadamente 100-200 mm3 antes de comenzar el tratamiento del día 0. Los tratamientos continuaron durante 24 días o hasta que el ratón se retiraba del estudio y se sacrificaba o el ratón moría.

45 12. Los tamaños y pesos del tumor de los animales se determinaban diariamente hasta el final del estudio el día 24.

Las Figuras 35a y 35b muestran gráficamente los resultados del ensayo oral. La Figura 35a muestra una clara diferencia en el volumen tumoral medio, como una función del tiempo, entre los diferentes compuestos. Es mejor

50 cuanto más pequeño es el tumor. Además, la Figura 35b muestra diferencias en el peso medio del ratón, como una función del tiempo, entre los diferentes compuestos. Es mejor cuanto mayor es el peso.

La Tabla 31 resume el número y el momento en el tiempo durante el estudio en el que los ratones se retiraban del mismo. Las razones para que los ratones dejaran el estudio eran principalmente muerte y tamaño tumoral grande,

55 dando como resultado eutanasia. La ID de la Muestra se refiere a compuestos preparados de acuerdo con procedimientos que se han analizado anteriormente en el presente documento.

Tabla 31 -Tratamiento Oral

ID de la Muestra

N.º de Ratones Retirados N.º de Días en el Estudio

PGT001

1 11

1

14

PGB002

1 18

1

19

imagen78

ID de la Muestra

N.º de Ratones Retirados N.º de Días en el Estudio

1

22

PB56001

1 14

1

15

1

18

1

19

1

20

1

21

PB57001

4 11

Cisplatino

1 11

1

13

1

14

2

18

1

22

Control

4 12

1

15

1

18

1

19

La Tabla 32 proporciona una comparación del tiempo de duplicación (RTV2) para cada grupo en el estudio. Además, la tabla 32 también enumera el retraso del crecimiento en días, porcentaje máximo de pérdida de peso y significancia estadística de los datos.

Tabla 32

Número de Grupo

Tiempo medio para TAV2 (días) Tiempo medio para TAV2 (días) Retraso del Crecimiento (días) Significancia % Máximo de Pérdida de Peso

1

3,9 3,6 - - 1 (d4)

2

6,7 5,2 1,6 p < 0,05 4 (d5)

3

8,3 7,6 4,0 p < 0,01 2 (d8)

4

5,7 5,6 2,0 p < 0,05 2 (d11)

5

5,0 4,4 0,8 p > 0,05 ns 3 (d6)

6

5,9 5,5 1,9 p > 0,05 ns 4 (d8)

Ejemplo 20d

10 Estudio de Xenoinjerto de Cáncer en Administración Oral a Ratones-HCT116

Resumen

Este Ejemplo demuestra la eficacia relativa de tres suspensiones de nanocristales metálicos de la invención

15 administradas por vía oral en un modelo de xenoinjerto de cáncer de ratón con respecto a Cisplatino. Los ratones Balb/C hembra receptores con déficit inmunológico (6-8 semanas de edad) tenían tumores implantados en los mismos. Los ratones Balb/C donantes se usaron para hacer crecer tumores HCT116, tumores que se extirparon de los mismos y posteriormente se seccionaron en fragmentos pequeños con un tamaño de aproximadamente 2 mm3. A los ratones Balb/C receptores se les administró una anestesia general breve y a continuación y a continuación un

20 fragmento de tumor HCT116 de 2 mm3 de los ratones donantes se implantó en cada uno de los costados izquierdo y derecho de los ratones receptores usando una aguja trocar. Una vez que los tumores en los ratones receptores habían alcanzado un tamaño mensurable de aproximadamente 4 x 4 mm, tal como se mide con calibradores colocados frente a cada piel de ratón, los ratones receptores se colocaron aleatoriamente en grupos de tratamiento, 8 por grupo y el tratamiento oral comenzó. 8 ratones estaban en el grupo de control positivo ("Cisplatino") y 8 ratones

25 estaban en el grupo de control negativo y recibían solamente agua ("Control"). El tratamiento se administró exclusivamente a través de la botella de bebida compartida entre los ratones entre cada grupo de tratamiento. El cisplatino se proporcionó mediante inyección intraperitoneal en el día 0. El tamaño del tumor se evaluó cinco veces a la semana usando un par de pinzas y el peso del ratón también se obtuvo con una balanza, produciéndose tal medida hasta que el ratón moría (o se retiraba del estudio) un estudio terminaba tal como se había programado. Los resultados del Ejemplo se resumen en las Figuras 36a-36b.

imagen79

Metodología

Animales

Especie: Ratones Cepa: Ratones Balb/C inmunodeficientes Fuente: Harlan Género y número: Hembra, 36 Edad: Aproximadamente 6-8 semanas de edad al inicio del estudio. Identificación: A cada ratón se le proporcionó un número de identidad único. Cría de animales: En la recepción, todos los animales se examinaron para signos externos de salud frágil y

todos los animales no sanos se excluyeron de la evaluación adicional. Los animales se alojaron en grupos de tres en condiciones específicas sin patógenos (spf), en una habitación controlada con termostato (22 ± 4 ºC) en una unidad para animales. Los animales se equilibraron en condiciones convencionales de alojamiento para animales durante al menos 72 horas antes de su uso. El estado de salud de los animales se controló durante todo este periodo y la idoneidad de cada animal para su uso experimental se evaluó antes del inicio del estudio.

Alojamiento: Los animales se alojaron en grupos de 3 por jaula en una habitación controlada, para asegurar una correcta temperatura, humedad y ciclo de luz/oscuridad de 12 horas durante el estudio

Dieta: Dieta con gránulos irradiados y agua estaban disponibles a voluntad durante todos los periodos de mantenimiento, aclimatación y post-dosis.

Compuestos y Reactivos

Línea de células HCT 116 (ATCC CCL-247). Solución salina tamponada con fosfato ("PBS"). Compuestos de ensayo: suspensiones de nanocristales bimetálicos de Au-Pt. Compuesto de control positivo: cisplatino. Compuesto de control negativo: agua potable.

Grupos y Dosificaciones de Tratamiento

Grupo 1 de Control Negativo: Días 0-21, proporcionando agua potable normal. Grupo 2 de Control Positivo: Días 0-21, proporcionando agua potable normal; y con una dosis diaria de cisplatino de una vez de 8 mg/kg mediante inyección intraperitoneal ("IP") en el día 0. Grupo de Tratamiento 3 -5: Días 0-21, con compuestos de ensayo como su agua potable.

Protocolo A: Preparación y Crecimiento de Tumores de Donante

a.) Preparación de Células Tumorales

1.

Las células se cultivaron en medio completo y todos los contaminantes se excluyeron.

2.

Cuando las células tenían una confluencia de aproximadamente un 70-80 %, entonces aproximadamente 34 horas antes de la cosecha, el medio de crecimiento celular antiguo se reemplazaba con medio de crecimiento celular recién preparado para retirar cualquier célula muerta y/o separada.

3.

El medio de crecimiento celular de nuevo se retiraba una vez y las células se lavaban con PBS. A continuación, se añadió una pequeña cantidad (por ejemplo, 10 ml) de tripsina-EDTA. A continuación, las células se dispersaron en medio de crecimiento celular completo en una proporción entre 10/1 y 5/1. A partir de ese momento, las células dispersadas y el medio se centrifugaron inmediatamente a aproximadamente 1500 rpm durante aproximadamente 5 minutos y se lavaron adicionalmente dos veces con PBS y las células se almacenaron en hielo.

4.

A continuación, las células se colocaron en un portaobjetos de vidrio en la forma tradicional y se hizo un recuento usando un hemocitómetro.

5.

A continuación, se añadió tinción con azul de tripano para identificar y posteriormente excluir células muertas.

imagen80

De forma específica, las células se mezclaron en una proporción aproximada a 1:1 usando solución de azul de tripano. El azul de tripano se diluyó a aproximadamente 0,8 mM en PBS. El azul de tripano se almacenó a temperatura ambiente. Dado que todas las células vivas o viables excluyen el azul de tripano, las células muertas se tiñen de color azul con el colorante. Por consiguiente, todas las células teñidas de color azul se retiraron. Las

5 células se suspendieron de modo que aproximadamente 300 µl contenían aproximadamente 3 x 106 células de crecimiento tumoral. Esta concentración de células era necesaria para crecimiento tumoral satisfactorio en cada sitio de inyección.

b.) Inyección y Crecimiento de Células Tumorales 10

1. De forma simultánea a la preparación de células de crecimiento tumoral, los ratones Balb/C habían llegado previamente y se comprobó su salud.

2.

Se permitió que todos los animales se aclimataron durante al menos 72 horas. 15

3. Todos los ratones tenían aproximadamente 6-8 semanas de edad en el momento de la inoculación. La zona de inoculación se limpió y se esterilizó con etanol antes de la inoculación.

4.

Una jeringa de 1 cc se cargó con las células cancerígenas extrayendo la mezcla de células en la jeringa sin la 20 aguja. Posteriormente se añadió a la jeringa una aguja de calibre 26.

5. A continuación, las células se inyectaron por vía subcutánea en un costado inferior de cada ratón y se permitió que crecieran hasta que formaran un tumor que alcanzara un volumen medio de aproximadamente 50-60 mm3.

25 6. A continuación los ratones se anestesiaron y los tumores se extrajeron usando un escalpelo y se almacenaron de forma apropiada antes de su inyección en los ratones receptores.

Protocolo B: Inserción de Tumores de Ratones Donantes en Ratones Receptores

30 13. Previamente habían llegado ratones Balb/C receptores adicionales. Después de la llegada de los ratones receptores, la salud de todos los ratones se comprobó; y después de pasar el ensayo de salud, cada uno se enumeró con una marca única en la oreja.

14.

Se permitió que los ratones receptores se aclimataran durante al menos 72 horas.

15.

Los tumores HCT116 producidos en el Protocolo A anterior se retiraron de los ratones donantes con

35 escalpelo y se cortaron en fragmentos pequeños, con un tamaño de aproximadamente 2 mm3. Los tumores de 2 mm3 se implantaron usando una jeringa trocar con un diámetro de 3 mm en los costados derecho e izquierdo de cada ratón (es decir, 1 tumor por costado). Se permitió que los tumores crecieran en los ratones receptores hasta que alcanzaran un tamaño de aproximadamente 100-200 mm3 antes de comenzar el tratamiento del día 0. Los tratamientos continuaron durante 21 días o hasta que el ratón se retiraba del estudio y se sacrificaba o el

40 ratón moría.

16. Los tamaños y pesos del tumor de los animales se determinaban diariamente hasta el final del estudio el día 21.

Las Figuras 36a y 36b muestran gráficamente los resultados del ensayo oral. La Figura 36a muestra una clara

45 diferencia en el volumen tumoral medio, como una función del tiempo, entre los diferentes compuestos. Es mejor cuanto más pequeño es el tumor. Además, la Figura 36b muestra diferencias en el peso medio del ratón, como una función del tiempo, entre los diferentes compuestos. Es mejor cuanto mayor es el peso.

La Tabla 33 resume el número y el momento en el tiempo durante el estudio en el que los ratones se retiraban del

50 estudio. Las razones para que los ratones dejaran el estudio eran principalmente muerte y tamaño tumoral grande, dando como resultado eutanasia. Las ID de las Muestras se refieren a compuestos preparados de acuerdo con procedimientos que se han analizado anteriormente en el presente documento.

Tabla 33 -Tratamiento Oral

Número de Grupo

ID de la Muestra N.º de Ratones Retirados N.º de Días en el Estudio

1

15

3

PGT024 3 16

1

17

1

21

1

4

4

PGT025 1 14

2

15

imagen81

Número de Grupo

ID de la Muestra N.º de Ratones Retirados N.º de Días en el Estudio

2

16

1

11

5

PGT026 1 14

1

15

2

21

2

Cisplatino 1 9

1

15

1

Control 1 15

4

16

La Tabla 34 proporciona una comparación del tiempo de duplicación (RTV2) para cada grupo en el estudio. Además, la tabla 34 también enumera el retraso del crecimiento en días, porcentaje máximo de pérdida de peso y significancia estadística de los datos.

Tabla 34

Número de Grupo

Tiempo medio para RTV2 (días) Tiempo medio para RTV2 (días) Retraso del Crecimiento (días) Significancia % Máximo de Pérdida de Peso

1

3,3 3,5 - - 0

2

5,2 5,2 1,7 p < 0,05 5 (d7)

3

4,6 3,8 0,3 p < 0,05 ns 0

4

3,8 3,6 0,1 p < 0,05 ns 0

5

4,0 3,7 0,2 p > 0,05 ns 0

Ejemplo 20e

10 Estudio de Xenoinjerto de Cáncer en Administración Oral a Ratones-H460

Resumen

Este Ejemplo demuestra la eficacia relativa de tres suspensiones de nanocristales bimetálicos de Au-Pt de la

15 invención administradas por vía oral en un modelo de xenoinjerto de cáncer de ratón con respecto a Cisplatino. Los ratones Balb/C hembra receptores con déficit inmunológico (6-8 semanas de edad) tenían tumores implantados en los mismos. Los ratones Balb/C donantes se usaron para hacer crecer tumores H460, tumores que se extirparon de los mismos y posteriormente se seccionaron en fragmentos pequeños con un tamaño de aproximadamente 2 mm3. A los ratones Balb/C receptores se les administró una anestesia general breve y a continuación y a continuación un

20 fragmento de tumor H460 de 2 mm3 de los ratones donantes se implantó en cada uno de los costados izquierdo y derecho de los ratones receptores usando una aguja trocar. Una vez que los tumores en los ratones receptores habían alcanzado un tamaño mensurable de aproximadamente 4 x 4 mm, tal como se mide con calibradores colocados frente a cada piel de ratón, los ratones receptores se colocaron aleatoriamente en grupos de tratamiento, 8 por grupo y el tratamiento oral comenzó. 8 ratones estaban en el grupo de control positivo ("Cisplatino") y 8 ratones

25 estaban en el grupo de control negativo y recibían solamente agua ("Control"). El tratamiento se administró exclusivamente a través de la botella de bebida compartida entre los ratones entre cada grupo de tratamiento. El cisplatino se proporcionó mediante inyección intraperitoneal en el día 0. El tamaño del tumor se evaluó cinco veces a la semana usando un par de pinzas y el peso del ratón también se obtuvo con una balanza, produciéndose tal medida hasta que el ratón moría (o se retiraba del estudio) un estudio terminaba tal como se había programado. Los

30 resultados del Ejemplo se resumen en las Figuras 37a-37b.

Metodología

Animales

35 Especie: Ratones Cepa: Ratones Balb/C inmunodeficientes Fuente: Harlan Género y número: Hembra, 36

40 Edad: Aproximadamente 6-8 semanas de edad al inicio del estudio.

imagen82

Identificación: A cada ratón se le proporcionó un número de identidad único.

Cría de animales: En la recepción, todos los animales se examinaron para signos externos de salud frágil y todos los animales no sanos se excluyeron de la evaluación adicional. Los animales se alojaron en grupos de tres en condiciones específicas sin patógenos (spf), en una habitación controlada con termostato (22 ± 4 ºC) en una unidad para animales. Los animales se equilibraron en condiciones convencionales de alojamiento para animales durante al menos 72 horas antes de su uso. El estado de salud de los animales se controló durante todo este periodo y la idoneidad de cada animal para su uso experimental se evaluó antes del inicio del estudio.

Alojamiento: Los animales se alojaron en grupos de 3 por jaula en una habitación controlada, para asegurar una correcta temperatura, humedad y ciclo de luz/oscuridad de 12 horas durante el estudio

Dieta: Dieta con gránulos irradiados y agua estaban disponibles a voluntad durante todos los periodos de mantenimiento, aclimatación y post-dosis.

Compuestos y Reactivos

Línea de células H460 (ATCC HTB-177). Solución salina tamponada con fosfato ("PBS"). Compuestos de ensayo: suspensiones de nanocristales bimetálicos de Au-Pt. Compuesto de control positivo: cisplatino. Compuesto de control negativo: agua potable.

Grupos y Dosificaciones de Tratamiento

Grupo 1 de Control Negativo: Días 0-21, con agua potable normal. Grupo 2 de Control Positivo: Días 0-21, con agua potable normal; y con una dosis diaria de cisplatino de una vez de 8 mg/kg mediante inyección intraperitoneal ("IP") en el día 0. Grupo de Tratamiento 3-5: Días 0-21, con compuestos de ensayo como su agua potable.

Protocolo A: Preparación y Crecimiento de Tumores de Donante

a.) Preparación de Células Tumorales

1.

Las células se cultivaron en medio completo y todos los contaminantes se excluyeron.

2.

Cuando las células tenían una confluencia de aproximadamente un 70-80 %, entonces aproximadamente 34 horas antes de la cosecha, el medio de crecimiento celular antiguo se reemplazaba con medio de crecimiento celular recién preparado para retirar cualquier célula muerta y/o separada.

3.

El medio de crecimiento celular de nuevo se retiraba una vez y las células se lavaban con PBS. A continuación, se añadió una pequeña cantidad (por ejemplo, 10 ml) de tripsina-EDTA. A continuación, las células se dispersaron en medio de crecimiento celular completo en una proporción entre 10/1 y 5/1. A partir de ese momento, las células dispersadas y el medio se centrifugaron inmediatamente a aproximadamente 1500 rpm durante aproximadamente 5 minutos y se lavaron adicionalmente dos veces con PBS y las células se almacenaron en hielo.

4.

A continuación, las células se colocaron en un portaobjetos de vidrio en la forma tradicional y se hizo un recuento usando un hemocitómetro.

5.

A continuación, se añadió tinción con azul de tripano para identificar y posteriormente excluir células muertas. De forma específica, las células se mezclaron en una proporción aproximada a 1:1 usando solución de azul de tripano. El azul de tripano se diluyó a aproximadamente 0,8 mM en PBS. El azul de tripano se almacenó a temperatura ambiente. Dado que todas las células vivas o viables excluyen el azul de tripano, las células muertas se tiñen de color azul con el colorante. Por consiguiente, todas las células teñidas de color azul se retiraron. Las células se suspendieron de modo que aproximadamente 300 µl contenían aproximadamente 3 x 106 células de crecimiento tumoral. Esta concentración de células era necesaria para crecimiento tumoral satisfactorio en cada sitio de inyección.

b.) Inyección y Crecimiento de Células Tumorales

1.

De forma simultánea a la preparación de células de crecimiento tumoral, los ratones Balb/C habían llegado previamente y se comprobó su salud.

2.

Se permitió que todos los animales se aclimataron durante al menos 72 horas.

3.

Todos los ratones tenían aproximadamente 6-8 semanas de edad en el momento de la inoculación. La zona de inoculación se limpió y se esterilizó con etanol antes de la inoculación.

imagen83

4. Una jeringa de 1 cc se cargó con las células cancerígenas extrayendo la mezcla de células en la jeringa sin la 5 aguja. Posteriormente se añadió a la jeringa una aguja de calibre 26.

5. A continuación, las células se inyectaron por vía subcutánea en un costado inferior de cada ratón y se permitió que crecieran hasta que formaran un tumor que alcanzara un volumen medio de aproximadamente 50-60 mm3.

10 6. A continuación los ratones se anestesiaron y los tumores se extrajeron usando un escalpelo y se almacenaron de forma apropiada antes de su inyección en los ratones receptores.

Protocolo B: Inserción de Tumores de Ratones Donantes en Ratones Receptores

15 17. Previamente habían llegado ratones Balb/C receptores adicionales. Después de la llegada de los ratones receptores, la salud de todos los ratones se comprobó; y después de pasar el ensayo de salud, cada uno se enumeró con una marca única en la oreja.

18.

Se permitió que los ratones receptores se aclimataran durante al menos 72 horas.

19.

Los tumores H460 producidos en el Protocolo A anterior se retiraron de los ratones donantes con escalpelo

20 se cortaron en fragmentos pequeños, con un tamaño de aproximadamente 2 mm3. Los tumores de 2 mm3 se implantaron usando una jeringa trocar de 3 mm de diámetro en los costados derecho e izquierdo de cada ratón (es decir, 1 tumor por costado). Se permitió que los tumores crecieran en los ratones receptores hasta que alcanzaran un tamaño de aproximadamente 100-200 mm3 antes de comenzar el tratamiento del día 0. Los tratamientos continuaron durante 24 días o hasta que el ratón se retiraba del estudio y se sacrificaba o el ratón

25 moría.

20.

Los tamaños y pesos del tumor de los animales se determinaban diariamente hasta el final del estudio el día

21.

Las Figuras 37a y 37b muestran gráficamente los resultados del ensayo oral. La Figura 37a muestra una clara

30 diferencia en el volumen tumoral medio, como una función del tiempo, entre los diferentes compuestos. Es mejor cuanto más pequeño es el tumor. Además, la Figura 37b muestra diferencias en el peso medio del ratón, como una función del tiempo, entre los diferentes compuestos. Es mejor cuanto mayor es el peso.

La Tabla 35 resume el número y el momento en el tiempo durante el estudio en el que los ratones se retiraban del

35 estudio. Las razones para que los ratones dejaran el estudio eran principalmente muerte y tamaño tumoral grande, dando como resultado eutanasia. La ID de la Muestra se refiere a compuestos preparados de acuerdo con procedimientos que se han analizado anteriormente en el presente documento.

Tabla 35 – Tratamiento Oral

Número de Grupo

ID de la Muestra N.º de Ratones Retirados N.º de Días en el Estudio

3

PGT024 1 14

2

15

1

16

1

18

4

PGT025 1 3

1

11

2

14

2

15

5

PGT026 2 11

1

14

1

18

2

Cisplatino 1 8

1

14

1

18

1

Control 1 14

4

15

3

18

imagen84

La Tabla 36 proporciona una comparación del tiempo de duplicación(RTV2) para cada grupo en el estudio. Además, la tabla 34 también enumera el retraso del crecimiento en días, porcentaje máximo de pérdida de peso y significancia estadística de los datos.

Tabla 36

Número de Grupo

Tiempo medio para RTV2 (días) Tiempo medio para RTV2 (días) Retraso del Crecimiento (días) Significancia % Máximo de Pérdida de Peso

1

2,3 2,5 - - 0

2

5,0 5,0 2,5 p < 0,01 6 (d3)

3

3,5 3.4 0,9 P < 0,05 0

4

3,5 3,0 0,5 p > 0,05 ns 0

5

3,7 3,6 1.1 P < 0,01 0

Ejemplo 20f

Estudio de Xenoinjerto de Cáncer en Administración Oral a Ratones-HCT116 10 Resumen

Este Ejemplo demuestra la eficacia relativa de una suspensión nanocristalina bimetálica de Au-Pt de la invención administrada por vía oral en un modelo de xenoinjerto de cáncer de ratón. Los ratones Balb/C hembra receptores 15 con déficit inmunológico (6-8 semanas de edad) tenían tumores implantados en los mismos. Los ratones Balb/C donantes se usaron para hacer crecer tumores HCT116, tumores que se extirparon de los mismos y posteriormente se seccionaron en fragmentos pequeños con un tamaño de aproximadamente 2 mm3. A los ratones Balb/C receptores se les administró una anestesia general breve y a continuación un fragmento de tumor HCT116 de 2 mm3 de los ratones donantes se implantó en cada uno de los costados izquierdo y derecho de los ratones receptores 20 usando una aguja trocar. Una vez que los tumores en los ratones receptores habían alcanzado un tamaño mensurable de aproximadamente 4 x 4 mm, tal como se mire con calibradores colocados frente a cada piel de ratón, los ratones receptores se colocaron aleatoriamente en grupos de tratamiento, 8 por grupo y el tratamiento oral comenzó. 8 ratones estaban en el grupo de control positivo ("Cisplatino") y 8 ratones estaban en el grupo de control negativo y recibían solamente agua ("Control"). El tratamiento se administró exclusivamente a través de la botella de

25 bebida compartida entre los ratones entre cada grupo de tratamiento. El cisplatino se proporcionó mediante inyección intraperitoneal en el día 0. El tamaño del tumor se evaluó cinco veces a la semana usando un par de pinzas y el peso del ratón también se obtuvo con una balanza, produciéndose tal medida hasta que el ratón moría (o se retiraba del estudio) un estudio terminaba tal como se había programado. Los resultados del Ejemplo se resumen en las Figuras 38a-38b

30 Metodología

Animales

35 Especie: Ratones Cepa: Ratones Balb/C inmunodeficientes Fuente: Harlan Género y número: Hembra, 36 Edad: Aproximadamente 6-8 semanas de edad al inicio del estudio.

40 Identificación: A cada ratón se le proporcionó un número de identidad único.

Cría de animales: En la recepción, todos los animales se examinaron para signos externos de salud frágil y todos los animales no sanos se excluyeron de la evaluación adicional. Los animales se alojaron en grupos de tres en condiciones específicas sin patógenos (spf), en una habitación controlada con termostato (22 ± 4 ºC) en una unidad para animales. Los

45 animales se equilibraron en condiciones convencionales de alojamiento para animales durante al menos 72 horas antes de su uso. El estado de salud de los animales se controló durante todo este periodo y la idoneidad de cada animal para su uso experimental se evaluó antes del inicio del estudio.

Alojamiento: Los animales se alojaron en grupos de 3 por jaula en una habitación controlada, para 50 asegurar una correcta temperatura, humedad y ciclo de luz/oscuridad de 12 horas durante el estudio Dieta: Dieta con gránulos irradiados y agua estaban disponibles a voluntad durante todos los periodos de mantenimiento, aclimatación y post-dosis.

55 Compuesto y Reactivos

imagen85

Línea de células HCT 116 (ATCC CCL-247). Solución salina tamponada con fosfato ("PBS"). Compuestos de ensayo: suspensión de nanocristales de oro NE-28-10X (NE-28 producido equivalente a NE10214 en el Ejemplo 1) Concentrado 10x. Compuesto de control positivo: cisplatino. Compuesto de control negativo: agua potable.

Grupos y Dosificaciones de Tratamiento

Grupo 1 de Control Negativo: Días 0-21, con agua potable normal. Grupo 2 de Control Positivo: Días 0-21, con agua potable normal; y con una dosis diaria de cisplatino de una vez de 8 mg/kg mediante inyección intraperitoneal ("IP") en el día 0. Grupo de Tratamiento 3: Días 0-21, con compuestos de ensayo como su agua potable.

Protocolo A: Preparación y Crecimiento de Tumores de Donante

a.) Preparación de Células Tumorales

1.

Las células se cultivaron en medio completo y todos los contaminantes se excluyeron.

2.

Cuando las células tenían una confluencia de aproximadamente un 70-80 %, entonces aproximadamente 34 horas antes de la cosecha, el medio de crecimiento celular antiguo se reemplazaba con medio de crecimiento celular recién preparado para retirar cualquier célula muerta y/o separada.

3.

El medio de crecimiento celular de nuevo se retiraba una vez y las células se lavaban con PBS. A continuación, se añadió una pequeña cantidad (por ejemplo, 10 ml) de tripsina-EDTA. A continuación, las células se dispersaron en medio de crecimiento celular completo en una proporción entre 10/1 y 5/1. A partir de ese momento, las células dispersadas y el medio se centrifugaron inmediatamente a aproximadamente 1500 rpm durante aproximadamente 5 minutos y se lavaron adicionalmente dos veces con PBS y las células se almacenaron en hielo.

4.

A continuación, las células se colocaron en un portaobjetos de vidrio en la forma tradicional y se hizo un recuento usando un hemocitómetro.

5.

A continuación, se añadió tinción con azul de tripano para identificar y posteriormente excluir células muertas. De forma específica, las células se mezclaron en una proporción aproximada a 1:1 usando solución de azul de tripano. El azul de tripano se diluyó a aproximadamente 0,8 mM en PBS. El azul de tripano se almacenó a temperatura ambiente. Dado que todas las células vivas o viables excluyen el azul de tripano, las células muertas se tiñen de color azul con el colorante. Por consiguiente, todas las células teñidas de color azul se retiraron. Las células se suspendieron de modo que aproximadamente 300 µl contenían aproximadamente 3 x 106 células de crecimiento tumoral. Esta concentración de células era necesaria para crecimiento tumoral satisfactorio en cada sitio de inyección.

b.) Inyección y Crecimiento de Células Tumorales

1.

De forma simultánea a la preparación de células de crecimiento tumoral, los ratones Balb/C habían llegado previamente y se comprobó su salud.

2.

Se permitió que todos los animales se aclimataron durante al menos 72 horas.

3.

Todos los ratones tenían aproximadamente 6-8 semanas de edad en el momento de la inoculación. La zona de inoculación se limpió y se esterilizó con etanol antes de la inoculación.

4.

Una jeringa de 1 cc se cargó con las células cancerígenas extrayendo la mezcla de células en la jeringa sin la aguja. Posteriormente se añadió a la jeringa una aguja de calibre 26.

5.

A continuación, las células se inyectaron por vía subcutánea en un costado inferior de cada ratón y se permitió que crecieran hasta que formaran un tumor que alcanzara un volumen medio de aproximadamente 50-60 mm3.

6.

A continuación los ratones se anestesiaron y los tumores se extrajeron usando un escalpelo y se almacenaron de forma apropiada antes de su inyección en los ratones receptores.

Protocolo B: Inserción de Tumores de Ratones Donantes en Ratones Receptores

imagen86

21.

Previamente habían llegado ratones Balb/C receptores adicionales. Después de la llegada de los ratones receptores, la salud de todos los ratones se comprobó; y después de pasar el ensayo de salud, cada uno se enumeró con una marca única en la oreja.

22.

Se permitió que los ratones receptores se aclimataran durante al menos 72 horas.

5 23. Los tumores HCT116 producidos en el Protocolo A anterior se retiraron de los ratones donantes con escalpelo y se cortaron en fragmentos pequeños, con un tamaño de aproximadamente 2 mm3. Los tumores de 2 mm3 se implantaron usando una jeringa trocar de 3 mm de diámetro en los costados derecho e izquierdo de cada ratón (es decir, 1 tumor por costado). Se permitió que los tumores crecieran en los ratones receptores hasta que alcanzaran un tamaño de aproximadamente 100-200 mm3 antes de comenzar el tratamiento del día 0. Los

10 tratamientos continuaron durante 21 días o hasta que el ratón se retiraba del estudio y se sacrificaba o el ratón moría.

24. Los tamaños y pesos del tumor de los animales se determinaban diariamente hasta el final del estudio el día 21.

15 Las Figuras 38a y 38b muestran gráficamente los resultados del ensayo oral. La Figura 38a muestra una clara diferencia en el volumen tumoral medio, como una función del tiempo, entre los diferentes compuestos. Es mejor cuanto más pequeño es el tumor. Además, la Figura 38b muestra diferencias en el peso medio del ratón, como una función del tiempo, entre los diferentes compuestos. Es mejor cuanto mayor es el peso. La Tabla 37 resume el número y el momento en el tiempo durante el estudio en el que los ratones se retiraban del estudio. Las razones

20 para que los ratones dejaran el estudio eran principalmente muerte y tamaño tumoral grande, dando como resultado eutanasia. La ID de la Muestra se refiere a compuestos preparados de acuerdo con procedimientos que se han analizado anteriormente en el presente documento.

Tabla 37 -Tratamiento Oral 25

Número de Grupo

ID de la Muestra N.º de Ratones Retirados N.º de Días en el Estudio

1

11

3

NE-28-10X 2 14

1

15

1

8

2

Cisplatino 1 11

1

14

1

16

1

Control 1 7

2

11

La Tabla 38 proporciona una comparación del tiempo de duplicación (RTV2) para cada grupo en el estudio. Además, la Tabla 38 también enumera el retraso del crecimiento en días, porcentaje máximo de pérdida de peso y significancia estadística de los datos.

Tabla 38

Número de Grupo

Tiempo medio para RTV2 (días) Tiempo medio para RTV2 (días) Retraso del Crecimiento (días) Significancia % Máximo de Pérdida de Peso

1

2,5 2,6 - - 0

2

3,9 3,5 0,9 p < 0,05 5 (d2)

3

4,0 3,7 1,1 p < 0,05 0

Ejemplo 21

35 Estudio In Vivo de los Efectos de las Formulaciones Nanocristalinas Bimetálicas de Au-Pt, GPB-15-1, GPB-15-2 y GPB-030-01, en comportamiento y calidad de vida de ratón

Resumen

40 Este experimento in vivo se diseñó para determinar los efectos de las suspensiones nanocristalinas bimetálicas de Au-Pt, GPB-15-1, GPB-15-2 y GPB-030-1, en el comportamiento y la calidad de vida en ratones Swiss Webster. De forma específica, a los ratones hembra se les proporcionó GPB-15-1 a voluntad al comienzo del estudio (17 de junio de 2011) durante 47 días. El GPB-15-2 se proporcionó a voluntad durante 56 días comenzando el 2 de agosto de 2011. El GPB-030-01 se proporcionó a voluntad comenzando el 26 de septiembre de 2011 y se está administrando en la actualidad. Las tres suspensiones nanocristalinas bimetálicas diferentes se prepararon básicamente de la misma manera y de forma equivalente a PGT25 en el presente documento. Los ratones hembra Swiss Webster bebían activamente GPB-030-01 durante 147 días desde el 20/2/2012. GPB-030-01 comenzó el 26/9/2011.

imagen87

Animales

Especie:

Ratones

Cepa:

Swiss Webster ND4

Fuente:

Harlan

Género y número:

Hembra, 13

Edad:

Aproximadamente 6-8 semanas de edad al inicio del estudio.

Identificación:

A cada ratón se le proporcionó un color de identidad único.

Cría de animales:

En la recepción, todos los animales se examinaron para signos externos de salud frágil y

todos los animales no sanos se excluyeron de la evaluación adicional. Los animales se

alojaron en grupos de 6 y 7 en condiciones normales de bebida, en una habitación

controlada con termostato (22 ± 4 ºC) en una unidad para animales. El estado de salud

de los animales se controló durante todo este periodo y la idoneidad de cada animal para

su uso experimental se evaluó antes del inicio del estudio.

Alojamiento:

Los animales se alojaron en grupos de 6 y 7 por jaula en una habitación controlada, para

asegurar una correcta temperatura, humedad y ciclo de luz/oscuridad de 12 horas para la

duración del estudio los fines de semana. Un periodo de luz de 8 horas y de oscuridad de

16 horas durante la semana, lunes-viernes.

Dieta:

Dieta 5002 para roedor y agua embotellada (tal como Deer Park) o suspensiones

nanocristalinas de oro/platino están disponibles a voluntad durante todo el periodo

experimental del estudio. Durante el período de aclimatación solamente estaban

presentes el agua embotellada y la Dieta 5002 para roedor.

Reactivos

Suspensiones nanocristalinas bimetálicas de oro/platino de ensayo, GPB-15-1, GPB-15-2 y GPB-030-01, (equivalente a PGT24). Vehículo: Agua.

Grupos y Dosificaciones de Tratamiento

"Jaula 1" de Control, " Jaula 2" de Tratamiento. Los números de animales en cada grupo son respectivamente 6 y 7.

Jaula 1 (control): Día 0 Agua potable normal, proporcionando Dieta 5002 para roedor normal desde el día 0mes 8 y en la actualidad. Jaula 2 (tratamiento): Día 0 suspensión nanocristalina bimetálica de oro/platino, GPB-15-1 (promedio de 4,0 ml 1d; ppm de oro: 8,6 ppm de platino: 2,3) como agua potable desde el día 0-día 47. GPB-15-2 (promedio de 3,9 ml 1d; ppm de oro: 8,6: ppm de platino: 2,3) como agua potable desde el día 48-día 101. GPB-030-01 (promedio de 4,3 ml 1d; ppm de oro: 8,6, ppm de platino: 2,5) como agua potable desde el día 102 durante 39 semanas. A los ratones se les proporcionó Dieta 5002 para roedores normal desde el día 0 durante 39 semanas.

Protocolo

A la llegada de los animales, la salud de todos los animales se comprobó y después de pasar el ensayo de salud, cada uno se coloreó con una marca en la cola única. Se permitió que los animales se aclimataran durante al menos 1 semana.

Se adquirieron 13 animales y se separaron en dos tanques de vidrio de diez galones. Siete animales se colocaron en un grupo de tratamiento y 6 animales se colocaron en un grupo de control.

Se prepararon suspensiones nanocristalinas bimetálicas de oro/platino para conseguir una suspensión con una concentración de aproximadamente 8,6 ppm de Au y 2,3 ppm de Pt para GPB-15-1, 8,6 ppm de Au y 2,3 ppm de Pt para GPB-15-2 y 8,6 ppm de Au y 2,5 ppm de Pt en GPB-030-01.

Los tratamientos se proporcionaban diariamente, es decir las nuevas suspensiones se cambiaban cada 24 horas desde el 11 de octubre de 2011, después de esta fecha, las suspensiones se cambiaban cada 48 horas. Las muestras se sometían a ensayo para tamaño de partículas para observar y cabía cualquier crecimiento. Después de recoger los datos durante el periodo de cambio de suspensión de 24 h y sin presentarse efectos de crecimientos significativos, las suspensiones se cambiaban entonces cada 48 horas.

Todas las suspensiones se administraban en un frasco de vidrio para eliminar los efectos potenciales de la botella de

imagen88

plástico.

Los animales se alojaron en un tanque de vidrio de 10 galones con una cubierta de malla metálica. Como material de suelo se proporcionó un material de lecho de mazorca de maíz (Bed O’ Cobs fabricados por los Andersons), se proporciono una zona para protegerse (adquirida en Ancare) por animal por semana. Los animales tenían acceso a una rueda para hacer ejercicio (una rueda para correr alrededor de ella de diámetro 8 fabricada por Super Pet), así como una unidad de alojamiento (Pet igloo de Super Pet) y un comedero de plástico (comedero de plástico de Petco) para dieta de roedor certificada.

La limpieza de la jaula se producía semanalmente en la que los animales se alojaban en una jaula de caja de zapatos de plástico con alimento y solución de bebida durante no más de dos horas. Cada animal se pesaba semanalmente con una balanza calibrada. La balanza se comprobaba con un peso certificado de 50 g para asegurar que no se producen acumulaciones. (Balanza Scout pro de 200 g adquirida en Fisher Scientific).

La salud de los animales se controlaba diariamente

Resultados

1.

Parecía que todos los animales tenían buena salud y que se comportaban de forma normal desde el comienzo del estudio, 17 de junio de 2011. No se han perdido animales, ni se han retirado del estudio debido a enfermedad.

2.

La Figura 39a muestra el consumo medio de suspensiones nanocristalinas de Au-Pt bimetálicas para la Jaula 2 ("Tratamiento") y consumo medio de agua potable de control en la Jaula 1 ("Control") durante un periodo de 39 semanas. La Figura 39b muestra el aumento de peso medio del Grupo de Tratamiento 2 y del Grupo de Control 1.

3.

No son evidentes diferencias en la cantidad de líquido consumido ni en el aumento de peso.

Ejemplo 22

Estudio In Vitro de la Unión de la suspensión de Nanocristales Bimetálicos de Au-Pt, GPB-11, a ADN Genómico a Albúmina

Resumen

in vitro se diseñó para determinar si los nanocristales en la suspensión bimetálica de Au-Pt, GPB11, se podía unir a ADN genómico y/o albúmina; y si había unión preferente. GPB-11 se incubó con ADN genómico de un ser humano o de un ratón, en presencia o ausencia de albúmina humana, de ratón o de bovino. La unión de ADN o albúmina a GPB-11 se caracterizó de forma cualitativa y de forma cuantitativa con espectrofotometría de UV-Visible.

La albúmina es un agente estabilizante conocido y podría proporcionar una capa biofuncionalizada para nanopartículas dispersas en agua. Se ha indicado que la afinidad de unión entre nanopartículas de oro y ADN influye en la transcripción del ADN. También se sabe que la albúmina ayuda en la administración del fármaco.

La albúmina se incubó con GPB-11 en un tampón de unión a temperatura ambiente durante aproximadamente 1 hora para determinar la unión diferencial de la albúmina a GPB-11 en ausencia o presencia de ADN genómico. De forma análoga, a la misma temperatura y en el mismo tampón de unión, el ADN genómico se incubó con GPB-11 durante aproximadamente 1 hora para medir las capacidades de unión del ADN a la suspensión de GPB-11 cuando se coincuba con o sin albúmina. Después de permitir que las reacciones se produjeran, la suspensión de GPB-11 se centrifugó, se lavó y se colocó en un tampón de elución para medidas de absorbancia.

Las capacidades de unión de albúmina o ADN a GPB-11 se controlaron con espectrómetro 201-UV-VIS a A280 o A260 (por ejemplo, λ = 280 o λ = 260). Los espectros de absorción de las muestras se adquirieron con un sistema monocromador de Czerny-Turner del doble haz y fotodiodo los de silicio dobles equipados en 201-UV-VIS. El fondo de GPB-11, albúmina y ADN se restaron de los tubos de reacción.

Además, para visualizar las interacciones entre el ADN y GPB-11, se usó una preparación de microscopio de fuerza atómica de barrido rápido (AFM). Además, se usó un tipo de barrido de resolución a nanoescala, microscopio de sonda, para tomar una fotomicrografía de la interacción.

Concentración de la Suspensión GPB-11 de Nanocristal Bimetálico de Au-Pt

Equipo y materiales usados para concentración

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Proveedor N.º de Cat.

centrífuga Eppendorf Brinkmann Instruments Inc 5417 C w Rotor Zetasizer Zen3690 Malvern Nano-ZS90; Modelo: Tubos Eppendorf de 1,5 ml Fisher Scientific 05-402-24B Puntas de Pipeta Fisher Scientific 02-681-140 Pipeteador Fisher Scientific 21-377-821 Bicarbonato sódico Fisher Scientific 144-55-8 Hidróxido potásico Fisher Scientific 1310-58-3

Método de Concentración

1. GPB-11 (con una concentración atómica de Au, 8,2 ppm; y Pt, 2,5 ppm) se puso en tubos Eppendorf, y se 5 centrifugó a aproximadamente 20.000 x g durante aproximadamente 10 mins.

2. Los sedimentos se observaban claramente en el fondo de estos tubos. Un 95 % de sobrenadante en la parte superior se descartó y un 5 % de sobrenadante en la parte inferior y los sedimentos se recogieron. A continuación, la suspensión concentrada se volvió a suspender en los estudios de reacción de unión.

10 Rehidratación de GPB-11 concentrado

La suspensión de GPB-11 concentrado se volvió a hidratar en una solución que contenía Hidrogenocarbonato Sódico 2,7 mM e Hidróxido potásico 2,1 mM con la misma cantidad que el sobrenadante que se ha descrito anteriormente. Los potenciales Zeta de las soluciones de GPB-11 rehidratado y GPB-11 original se midieron usando

15 un Zetasizer como se analiza en cualquier parte en el presente documento, los resultados fueron -50,3 mV y 51,7 mV respectivamente. Los valores de potencial Zeta muy similares sugerían que la rehidratación del GPB-11 concentrado en los estudios de reacción de unión debería tener el mismo efecto que la adición de una concentración original de GPB-11.

20 Ensayos de unión de albúmina o ADN genómico con GPB-11 co-nanocristalino

Equipo y materiales usados para ensayos de unión

Proveedor N.º de Cat. 201-UV-VIS (Uvcalc-bio) Thermo Spectronic 001201 Medidor de pH/Conductividad I928 Fisher Scientific Accumet AR 20; ID: Mezcladora Vertex Fisher Scientific 02215365 Albúmina de suero bovino Sigma Aldrich A9418 Albúmina de suero de ratón Sigma Aldrich A3139 Albúmina de suero humano MP Biomedicals, LLC 191349 ADN genómico humano (hembra) Promega G1521 Alcohol isopropílico Sigma Aldrich W292907 Etanol Sigma Aldrich 459836 Kit de purificación de ADN Genómico Wizard Promega A1120 Base de Tris Fisher Scientific 77-86-1 Cloruro de potasio (KCl) Fisher Scientific 7447-40-7 Cloruro de magnesio (MgCl2) Sigma Aldrich M4880 IGEPAL® CA-630 Sigma Aldrich I8896 Ácido clorhídrico Fisher Scientific 7647-01-0 Hidróxido sódico (NaOH) Fisher Scientific 1310-73-2 Ácido etilendiamintetraacético (EDTA) Acros Organics 60-00-4

25 Aislamiento genómico de ADN de bazo de ratón y sangre completa humana

Aislamiento de ADN genómico de bazo de ratón

• Se añadieron 10 mg de bazo de ratón normal descongelado a 600 ul de Solución de Lisis de Núcleos enfriada y 30 se incubó a 65 ºC durante 20 minutos.

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•

Se pusieron 3 ul de Solución de RNasa en lisados de núcleos de tejido, se mezcló y se incubó a 37 ºC durante 25 minutos. Después de incubación, los lisados se enfriaron a temperatura ambiente.

•

Se mezclaron 200 ul de Precipitación de Proteína con lisado de tejido, se agitó vorticialmente y se enfrió en

invierno durante 5 minutos. 5 • La mezcla anterior se centrifugó a 16000 x g durante 4 minutos.

•

Después de centrifugación, el sobrenadante se transfirió a un tubo recién preparado que contenía 600 ul de isopropanol a temperatura ambiente y se mezcló suavemente por inversión.

•

La mezcla reactiva mencionada anteriormente se centrifugó a 16000 x g durante 1 minuto.

• El sobrenadante se retiró y el sedimento se volvió a suspender en 600 ul de etanol al 70 % a temperatura 10 ambiente y se centrifugó a 16000 x g durante 1 minuto.

•

El etanol se aspiró y el sedimento de ADN se secó al aire durante 15 minutos.

•

El sedimento de ADN seco se volvió a hidratar en 100 ul de Solución de Rehidratación de DNA durante una noche a 4 ºC.

15 Aislamiento de ADN genómico de sangre completa humana

• Se combinaron 3 ml de sangre completa de macho humano normal con 9 ml de Solución de Lisis Celular, se mezcló por inversión y se incubó durante 10 minutos a temperatura ambiente.

• La solución mezclada mencionada anteriormente se centrifugó a 2000 x g durante 10 minutos. El sobrenadante 20 se descartó y el sedimento se sometió a agitación vorticial.

•

Se añadieron 3 ml de Solución de Lisis de Núcleos en el sedimento mencionada anteriormente y se mezcló por inversión.

•

Se añadió 1 ml de Solución de Precipitación de Proteína en el lisado de núcleos mencionado anteriormente y se sometió a agitación vorticial durante 20 segundos después de centrifugar a 2000 x g durante 10 minutos.

25 • Después de centrifugación, el sobrenadante se transfirió a un tubo recién preparado que contenía 3 ml de isopropanol a temperatura ambiente y se mezcló suavemente.

•

La mezcla de reacción mencionada anteriormente se centrifugó a 2000 x g durante 1 minuto.

•

El sobrenadante se retiró y el sedimento se lavó en 3 ml de etanol al 70 % a temperatura ambiente y se

centrifugó a 2000 x g durante 1 minuto. 30 • El etanol se aspiró y el sedimento de ADN se secó al aire durante 15 minutos.

• El sedimento de ADN seco se volvió a hidratar en 250 ul de Solución de Rehidratación de ADN durante una noche a 4 ºC.

Preparación de tampón de unión

35 El tampón de unión se preparó con Tris 20 mM, KCl 100 mM, MgCl2 3 mM y IGEPAL al 0,1 %. El pH se ajustó a aproximadamente 7,5 con Medidor de pH/Conductividad Meter con Ácido clorhídrico y NaOH.

Preparación de tampón de elución de ADN

40 Para preparar 10X de 50T1E (Tris-HCl 50 mM/EDTA 1 mM), se mezclaron 6,05 gramos de base de Tris y 0,37 gramos de EDTA en 100 ml de agua destilada para disolver. El pH de la solución se reguló para que fuera aproximadamente 8 controlando con un Medidor de pH/Conductividad y ajustando con Ácido clorhídrico y NaOH. Antes de eluir el ADN de las nanopartículas, la solución 10X de 50T1E se diluyó 10 veces con agua destilada.

45 Diseño para ensayos de unión

Tabla 29

Combinaciones

Grupos

1

2 3 4 5 6 7 8

Albúmina

0,4 mg/ml - + - + - + - +

ADN

15 ug/ml - - - - + + + +

GPB11

22 ug/ml - - + + - - + +

Tampón de unión

+ + + + + + + +

50 Protocolo de ensayos de unión

25. La reacción de unión se realizó mediante la incubación de GPB-11, albúmina y ADN con tampón de unión durante aproximadamente 1 hora a temperatura ambiente en ocho combinaciones tal como se muestra en la Tabla 29. Durante la incubación, las muestras se sometieron a agitación vorticial cada 5 minutos.

55 26. Después de incubación, la solución de reacción se centrifugó a 20000 x g durante aproximadamente 10 minutos a temperatura ambiente.

imagen91

27.

Los sedimentos se lavaron una vez y se volvieron a suspender en 400 ul de tampón de elución de ADN.

28.

La absorbancia a 280 nm para albúmina (es decir, tipo de absorción) y 260 nm para ADN (es decir, pico de absorción) se midió con 201-UV-VIS.

Formación de imágenes de AFM para unión de ADN Equipo y materiales usados para formación de imágenes

Proveedor N.º de Cat.

Sistema de AFM Dimension FastScan Bruker

Sonda FastScan A AppNano Modelo de sonda: Serie UHF

Mica Bruker

Revestimiento del Giro Instras SCK-100

10 Preparación y análisis de muestras de AFM

Después de permitir que se produjera la reacción de unión, se depositaron 50 ul de la mezcla de ADN genómico de hembra humana y GPB-11 en tampón de unión y se revistió por centrifugación (al menos 3000 rpm) en una lámina de mica recién preparada. La muestra que contenía mica se aclaró con agua limpia una vez, seguido de secado al

15 aire. La formación de imágenes se realizó mediante FastScan AFM con NanoScope V y Controlador de Plataforma. El AFM se hizo funcionar en modo golpeteo y se usó sonda FastScan A (k ~ 17 N/m). La formación de mapas en fase de alta resolución, topografía de solapamiento (3D) y altura de las secciones transversales se analizaron con el Software Fast-Scan NanoScope. Los resultados se analizan posteriormente en el presente documento.

20 Unión de albúmina

La absorbancia de la unión de albúmina a GPB-11 se midió a 280 nm. Diferentes combinaciones de albúmina y GPB-11 se sometieron a ensayo en presencia o ausencia de ADN genómico. La Tabla 30 muestra que se conseguían resultados muy similares entre diferentes combinaciones de albúmina y GPB11. Los datos

25 representativos también se representan en la Figura 40a.

Tabla 30

Combinaciones

Experimentos

1

2 3 4 5 6

Albúmina

Bovina + - - + - -

Ratón

- + - - + -

Humano

- - + - - +

ADN genómico

Ratón - - - + + -

Humano

- - - - - +

GPB-11

+ + + + + +

De forma específica, la Figura 40a muestra gráficamente la cantidad de unión de albúmina de ratón en presencia o

30 ausencia de ADN genómico de ratón como una función de la absorbancia a 280 nm. En ausencia de ADN genómico, la albúmina se unía de forma significativa a los nanocristales bimetálicos en GPB-11. Pero cuando el ADN genómico se añadía en el ensayo de unión, no se observaba unión de albúmina a los nanocristales en GPB-11. Estos resultados indicaban que los nanocristales en GPB-11 se pueden unir con albúmina, pero preferentemente se unen a ADN de genoma del ratón. En otras palabras, los nanocristales bimetálicos de Au-Pt en GPB-11 tienen

35 aparentemente una corona blanda de albúmina.

Unión de ADN

La unión de ADN a nanocristales en GPB-11 se determina midiendo la absorbancia a 260 nm. La capacidad de

40 unión del ADN genómico de ratón o de ser humano a nanocristales bimetálicos en GPB-11 se midió con diferentes combinaciones de albúmina. La Tabla 31 muestra las diversas combinaciones o mezclas sometidas a ensayo. Se observaron resultados altamente coherentes entre ADN y nanocristales diferentes en combinaciones de GPB-11. Los resultados representativos se representan gráficamente en la Figura 40b.

imagen92

Tabla 31

Combinaciones

Experimentos

1

2 3 4 5

ADN genómico

Ratón + - + - +

Humano

- + - + -

Albúmina

Bovina - - + - -

Ratón

- - - - +

Humano

- - - + -

GPB-11

+ + + + +

De forma específica, la Figura 40b muestra gráficamente la cantidad de unión de ADN en presencia o ausencia de albúmina de razón. La Figura 40b muestra que en ambos, tanto la presencia como la ausencia de albúmina, el ADN 5 genómico se unía de forma significativa a nanocristales en GPB-11. Cuando la albúmina estaba ausente, la cantidad de unión de ADN con GPB-11 nanocristales era radical. Incluso cuando se añadía una gran cantidad de albúmina en el ensayo de unión, se observaba que una cantidad significativamente estadística de ADN se unía a los nanocristales bimetálicos de GPB-11. Estos resultados confirman adicionalmente que los nanocristales bimetálicos en GPB-11 se unen al ADN genómico de forma mucho más fuerte que la albúmina. Además, sin desear quedar

10 ligado por ninguna teoría o explicación en particular, es posible que los nanocristales bimetálicos de Au-Pt en GPB11 se pueden unir al ADN genómico (cuando están en la presencia de los mismos) con enlaces covalentes. Tal unión podría influir en la función del ADN.

Se realizó un intento de formar imágenes de unión de ADN a nanocristales bimetálicos de Au-Pt. De forma

15 específica, se formaron imágenes de las muestras en el ensayo de unión de ADN con un AFM. Un resultado representativo se muestra en la Figura 40c. Se muestra de forma clara que los nanocristales bimetálicos de Au-Pt se unen al ADN genómico humano. Se observó que la mayoría de los nanocristales se unían en el extremo de las moléculas de ADN de cadena. Los diámetros de las nanopartículas de las que se formaron imágenes están dentro del intervalo de tamaño de los nanocristales en GPB-11, lo que confirma la unión.

20

Claims (15)

1. imagen1

   REIVINDICACIONES

   1. Una suspensión farmacéuticamente aceptable que comprende:

   a.) agua de calidad farmacéutica; b.) al menos un potenciador de procesamiento; y c.) nanocristales bimetálicos de oro y platino suspendidos en dicha agua que forma una suspensión, en la que dichos nanocristales bimetálicos de oro y platino:

   i.) tienen superficies que incluyen al menos una característica seleccionada entre el grupo de características que consisten en: (1) ningún componente químico orgánico adherido o unido a dichas superficies y (2) son básicamente limpias y no tienen componentes químicos adheridos o unidos a la superficie, distintos de agua, productos de lisis de agua o dicho potenciador de procesamiento, ninguno de los cuales altera el funcionamiento de dichos nanocristales; ii.) tienen un tamaño medio de partícula inferior a aproximadamente 50 nm; iii.) están presentes en dicha suspensión a una concentración total de metal de aproximadamente 21000 ppm; y

   d.) suspensión que tiene un pH entre aproximadamente 5 y aproximadamente 12 y un potencial zeta de al menos aproximadamente -30 mv.

2. 2.

   La composición de la reivindicación 1, en la que dicho potenciador de procesamiento comprende bicarbonato sódico.

3. 3.

   La composición de la reivindicación 1, en la que dichas superficies no tienen componentes químicos orgánicos adheridos o unidos a dichas superficies.

4. 4.

   La composición de la reivindicación 1, en la que dichas superficies están básicamente limpias y no tienen componentes químicos adheridos o unidos a superficies, distintos de productos de lisis de dicha agua.

5. 5.

   La composición de la reivindicación 1, en la que dichos nanocristales bimetálicos de oro y platino comprenden una aleación de oro y platino.

6. 6.

   La composición de la reivindicación 1, en la que al menos algunos iones de platino están presentes en dicha suspensión acuosa.

7. 7.

   Una composición de acuerdo con cualquier reivindicación precedente para su uso en un método para tratar el cuerpo humano o animal.

8. 8.

   Una composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para su uso en un método para tratar a un paciente con una afección receptiva a terapia de platino.

9. 9.

   Una composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para su uso en un método para tratar una afección cancerosa.

10. 10.

    Una composición para su uso de acuerdo con la reivindicación 9, en la que la afección cancerosa comprende al menos uno de cánceres de vejiga, mama, cuello uterino, SNC, colon, Cabeza y Cuello, pulmón, ovario, próstata, estómago, tiroides, útero y vulva.

11. 11.

    Una composición para su uso de acuerdo con la reivindicación 10, en la que la afección cancerosa comprende cáncer de colon.

12. 12.

    Una composición para su uso de acuerdo con la reivindicación 9, en la que la composición se administra por vía oral.

13. 13.

    Una composición para su uso de acuerdo con la reivindicación 9, en la que la composición se administra por vía interperitoneal.

14. 14.

    Una composición para uso de acuerdo con la reivindicación 9, en la que la composición se administra por vía intratumoral.

15. 15.

    Un proceso para formar nanocristales bimetálicos de oro y platino suspendidos en agua que comprende:

    proporcionar al menos un potenciador de procesamiento en dicha agua; proporcionar al menos un primer elemento de depósito; crear una dirección de flujo de dicha agua y potenciador de procesamiento a través de dicho al menos un primer

    110

    imagen2

    elemento de depósito; proporcionar al menos un electrodo de formación de plasma de base de platino separado de una superficie de dicha agua, formando de este modo un espacio entre dicho al menos un electrodo de formación de plasma de base de platino y dicha superficie de dicha agua; formar al menos un plasma en dicho espacio entre dicho al menos un electrodo de formación de plasma de base de platino y dicha superficie de dicha agua; proporcionar al menos un conjunto de electrodos metálicos que ponen en contacto dicha agua, dicho primer conjunto de electrodos metálicos que ponen en contacto dicha agua después de que dicha agua haya fluido después de dicho al menos un electrodo de formación de plasma de base de platino; haciendo que dicho al menos un conjunto de electrodos metálicos forme al menos una especie de platino en dicha agua; proporcionar dicha al menos una especie de platino en dicha agua al menos un segundo elemento de depósito; crear una dirección de flujo de dicha al menos una especie de platino en dicha agua a través de dicho al menos un segundo elemento de depósito; proporcionar al menos un electrodo de formación de plasma, de base de oro separado de una superficie de dicha al menos una especie de platino en dicha agua, formando de este modo un espacio entre dicho al menos un electrodo de formación de plasma, de base de oro y dicha al menos una especie de platino en dicha agua; formar al menos un plasma en dicho espacio entre dicho al menos un electrodo de formación de plasma, de base de oro y dicha al menos una especie de platino en dicha agua; proporcionar al menos un conjunto de electrodos de oro en contacto con dicha agua, poniendo en contacto dichos electrodos de oro dicha al menos una especie de platino en dicha agua después de que dicha al menos una especie de platino en dicha agua haya fluido después de dicho al menos un electrodo de formación de plasma, de base de oro; y hacer que dicho al menos un conjunto de electrodos de oro forme dichos nanocristales bimetálicos de oro y platino.

    111