CN108480620A - 银纳米片组合物及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及银纳米片组合物及方法。本发明的实施方式涉及用于制备纳米颗粒，如纳米片、银纳米片或银薄片状纳米颗粒的高光密度溶液的方法，且涉及通过该方法制备的溶液和基底。工艺可以包括在浓缩之前、期间和/或之后添加使纳米颗粒稳定的稳定剂(例如，结合到或以其他方式连接至纳米颗粒表面的化学剂或生物剂)，从而允许产生银纳米片的稳定的、高光学密度溶液。工艺还可以包括增加溶液内的银纳米片的浓度，且因此增加溶液光密度。

Description

银纳米片组合物及方法

本申请是申请日为2013年10月08日，申请号为201380061329.2，发明名称为“银纳米片组合物及方法”的申请的分案申请。

通过参考任何优先权申请并入

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

合作研究协议的团体

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

技术领域

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

背景技术

可以从一系列的材料合成纳米颗粒，包括纳米微球、纳米棒、纳米线、纳米立方体(nanocube)、纳米片、以及其他的形状。在一个实施方式中，薄片状纳米颗粒是纳米片。由包括金和银的金属制造的纳米颗粒具有独特的光学性能，由于由这些纳米材料支持的局域表面等离子体共振，该光学性能可以被调整，以便与遍及电磁波谱的光相互作用。利用银纳米颗粒的该独特的光学性能的技术包括，但不限于，诊断技术、光电子学技术、医学技术、和遮蔽技术(obscurant technology)。这些技术的子集，包括光热肿瘤消融、脱毛、痤疮治疗、伤口愈合、和抗菌应用等等，可以利用具有高光密度的纳米颗粒的溶液。由于银纳米片的可调整的光谱峰值和非常高的光学效率，银纳米片，又名银薄片状纳米颗粒或纳米柱(nanoprism)，是利用纳米颗粒光学性能的技术特别关注的。虽然已经开发了通过光转化(Jin等人2001；Jin等人2003)、pH控制的光转化(Xue 2007)、热生长(Hao等人2004；Hao2002；He 2008；Metraux 2005)、模板化生长(Hao等人2004；Hao 2002)、和晶种诱导生长(seed mediated growth)(Aherne2008；Chen；Carroll 2003；Chen；Carroll 2002,2004；Chen等人2002；He 2008；Le Guevel 2009；Xiong等人2007)制作银纳米片的方法，但是这些方法形成相对稀的溶液以及相应地低的可见和近红外光密度。

发明内容

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

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

在一个实施方式中，银纳米片的高光密度溶液与基底缔合。在一个实施方式中，溶液中的纳米片的一部分结合至基底，形成了纳米片-基底复合材料。可以使银纳米片的高光密度溶液暴露于基底，以形成其中纳米片覆盖基底的表面积的大部分的纳米片复合材料。在某些实施方式中，基底包括纤维、织物、丝网、绷带、短袜、围巾、其他衣着类商品、海绵、高孔隙率基底、具有大于1微米的边长的颗粒、玻璃粉、毛发、皮肤、纸张、吸收剂聚合物、泡沫、木材、软木塞、载物玻璃片、粗糙面、生物相容的基底、过滤器和/或医用植入物。

在若干实施方式中，用于增加稳定的银纳米片溶液的光密度的工艺包括(i)提供包含多个具有片状形状(plate shape)且具有在0.1至10cm^-1之间的峰值光密度的银纳米片的溶液；(ii)将稳定剂加入到溶液中；(iii)将缓冲液加入到溶液中；和(iv)浓缩含缓冲液的溶液以形成浓缩液，其中浓缩液包含多个具有片状形状的银纳米片，并且其中浓缩液的峰值光密度大于10cm^-1。

在若干实施方式中，用于产生银纳米片的稳定的、高光密度溶液的方法包括下列步骤：(i)将稳定剂加入到银纳米片的溶液中，(ii)将缓冲液(例如，如含有水溶性盐的缓冲液)加入到银纳米片的溶液中，(iii)使稳定剂与缓冲液和银纳米片混合足够使稳定剂与缓冲液中的水溶性盐在银纳米片的表面上相互作用的一段时间，和(iv)将溶液浓缩到峰值光密度大于10cm^-1(例如，50-1500cm^-1)。

稳定剂可以包括柠檬酸钠、水溶性聚合物(如聚苯乙烯磺酸钠和/或用磺酸盐衍生的碳氢化合物聚合物(hydrocarbon polymer derivatized with sulfonate))、基于聚乙烯的聚合物(如聚乙烯醇(PVA)和/或聚乙烯吡咯烷酮(PVP))、聚乙二醇、聚丙烯酸、或葡聚糖中的一种或更多种。水溶性盐可以包括硫酸盐、碳酸盐、铬酸盐、硼酸盐、磷酸盐、和亚硫酸盐、醋酸盐、和硝酸盐中的一种或更多种。在多个实施方式中，稳定剂和含有一种或更多种水溶性盐的缓冲液的组合对纳米片制剂提供稳定性，其中所述盐的组分之一可以与稳定剂相互作用以交联稳定剂，且增加银纳米片上的涂层的稳定性。在一个实施方式中，可以从包括一种或更多种稳定剂和银源(例如，银盐、银晶种)的溶液生产银纳米片的初始溶液，并且在其中，化学剂、生物剂、混合、电磁辐射、和/或热被用于还原银源(例如，光转化、pH控制的光转化、热生长、模板化生长、和/或晶种诱导生长)。

在多个实施方式中，用于浓缩银纳米片的溶液的工艺包括下列步骤：提供包含多个具有低于10cm^-1(例如，0.1-9.9cm^-1、1-9cm^-1、3-7cm^-1、1-5cm^-1、和/或5-10cm^-1)的峰值光密度的银纳米片的溶液，将稳定剂加入到溶液中，将含有水溶性盐的缓冲液加入到溶液中，和将溶液浓缩到峰值光密度大于10cm^-1(例如，80-150cm^-1、900-1100cm^-1、100cm^-1、1000cm^-1或更大)。在多个实施方式中，峰值光密度以10％、50％、100％、200％、500％、1,000％、10,000％或更大被增加，和/或以1:1.5、1:2、1:5、1:10或更大的比率被增加，和/或以1、1.5、2、5、10、25、50、100、1000或更大的倍数被增加。

在多个实施方式中，银纳米片的长宽比在1.5和50之间(例如，1.5-10、25-50)。在一个实施方式中，银纳米片的边长在10nm和300nm之间(例如，50-250、65-100nm)。在多个实施方式中，稳定剂包括柠檬酸钠，或选自由聚苯乙烯磺酸钠和用磺酸盐衍生的碳氢化合物聚合物组成的组的至少一种水溶性聚合物。在某些实施方式中，水溶性盐包括硫酸盐、碳酸盐、铬酸盐、硼酸盐、磷酸盐、和亚硫酸盐、醋酸盐、和硝酸盐中的一种或更多种。在一个实施方式中，稳定剂包括由聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、和葡聚糖组成的组中的至少一种。在一个实施方式中，稳定剂包括含硫醇分子。含硫醇分子可以包括二氢硫辛酸或其衍生物。工艺任选地包括分离浓缩的纳米片和封装所分离的浓缩的纳米片(例如，利用二氧化硅或另一种材料)的步骤。在一个实施方式中，工艺包括将封装的纳米片浓缩成光密度大于10cm^-1(例如，100cm^-1、1000cm^-1或更大)的步骤。在形成银纳米片之前添加稳定剂。在一个实施方式中，通过切向流过滤来浓缩纳米片。在一个实施方式中，银浓度大于1.0mg/mL(例如，1-1000、10-300mg/mL)。

在多个实施方式中，提供用于产生金属氧化物涂覆的银纳米片的工艺。该方法可以包括下列步骤：提供具有在500和1500nm之间的峰值吸收光谱(例如，600-1400、800-1200nm)和大于10cm^-1(例如，100cm^-1、1000cm^-1或更大)的光密度的银纳米片的溶液，和使此溶液与以足够在银纳米片的外表面上形成金属氧化物涂层的量的金属氧化物或金属氧化物前体的溶液接触。在某些实施方式中，在接触金属氧化物前体之前，银纳米片与稳定聚合物(例如，聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、或其组合)缔合，如通过将稳定聚合物布置在银纳米片的外表面上。在多个实施方式中，金属氧化物是二氧化硅或包括二氧化硅。

在多个实施方式中，用于产生银纳米片的溶液的工艺包括下列步骤：提供包含还原剂、稳定剂、水溶性聚合物、和银盐的溶液，从溶液形成多个银晶种，在溶液中使所述多个银晶种生长成多个银纳米片以形成银纳米片溶液，将稳定剂加入到银纳米片溶液中，将含有水溶性盐的缓冲液加入到银纳米片溶液中，和将银纳米片溶液浓缩到峰值光密度大于10cm^-1(例如，100cm^-1、1000cm^-1或更大)。

在多个实施方式中，组合物包含银纳米片的溶液或基本上由该溶液组成，其中银纳米片包含聚乙烯基聚合物。在某些实施方式中，聚乙烯基聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇。在若干实施方式中，组合物(例如，溶液)包含一种或更多种盐，如水溶性盐(硫酸盐、碳酸盐、铬酸盐、硼酸盐、磷酸盐、和亚硫酸盐、醋酸盐、和硝酸盐)。

在多个实施方式中，聚乙烯基聚合物与盐缔合，聚乙烯基聚合物涂覆银纳米片的至少一部分，和/或聚乙烯基聚合物被布置在银纳米片的外表面上。在一个实施方式中，溶液包含以有效附着于溶液中存在的非金属涂层材料的浓度的银纳米片。可以配制溶液以浓缩。在某些实施方式中，溶液的光密度或银纳米片的光密度大于10cm^-1(例如，100cm^-1、1000cm^-1或更大)。溶液可以含有大于0.1mM浓度(例如，0.1mM至10mM)的盐(硫酸盐、碳酸盐、铬酸盐、硼酸盐、磷酸盐、和亚硫酸盐、醋酸盐、和硝酸盐)。在一个实施方式中，溶液的pH大于7(例如，8-13)。在某些实施方式中，银纳米片的吸收光谱包括在500和1500nm之间的峰值波长(例如，600-1400、550-1100、810-830、1000-1100nm)。在一个实施方式中，溶液包含碳酸氢盐。银纳米片可以被二氧化硅涂覆。银纳米片可以具有在10nm和500nm之间的边长(例如，50-300、100-150nm)。

在多个实施方式中，组合物包含结合至包括聚乙烯基聚合物的壳层材料的银纳米片的溶液或基本上由该溶液组成。在一个实施方式中，银纳米片大体上涂覆有聚乙烯基聚合物。在多个实施方式中，组合物包含金属氧化物，金属氧化物包括二氧化硅，聚乙烯基聚合物包括聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮，银纳米片结合至聚乙烯醇和二氧化硅，和/或银纳米片结合至聚乙烯吡咯烷酮和二氧化硅，或其任何组合。在一个实施方式中，组合物包含选自胺部分和巯基部分的部分。在一个实施方式中，所述部分被结合至二氧化硅。在一个实施方式中，组合物包含铝。在一个实施方式中，溶液的光密度大于10cm^-1(例如，100-1100cm^-1或更大)。在一个实施方式中，银纳米片的光密度大于10cm^-1(例如，100cm^-1、1000cm^-1、11-5000cm^-1或更大)。在某些实施方式中，溶液包含大于0.1mM浓度(例如，0.5mM至2mM、0.1mM至10mM)的水溶性盐(如硫酸盐、碳酸盐、铬酸盐、硼酸盐、磷酸盐、和亚硫酸盐、醋酸盐、和硝酸盐)。在一个实施方式中，pH大于7(例如，8、9、10、11、12、13)。在一个实施方式中，银纳米片的峰值波长在500和1500nm之间(例如，700-1300、810-830、1000-1100nm)。

在多个实施方式中，组合物包含至少部分地通过包括聚乙烯基聚合物的壳层材料涂覆的银纳米片，其中壳层材料的平均厚度在1nm和50nm之间(例如，5、15、40nm)。在一个实施方式中，银纳米片具有在10nm和500nm之间的至少一个边长(例如，25、100、250、300nm)。

在多个实施方式中，成套工具(kit)包括以下或基本上由以下组成：一个或更多个容器，该容器包括具有大于10cm^-1(例如，100cm^-1、1000cm^-1或更大)的光密度的纳米片；适于利用金属氧化物的壳层涂覆纳米片的溶液；以及其使用说明。在一个实施方式中，纳米片包括聚乙烯基聚合物。在一个实施方式中，聚乙烯基聚合物与水溶性盐(如硫酸盐、碳酸盐、铬酸盐、硼酸盐、磷酸盐、和亚硫酸盐、醋酸盐、和硝酸盐)相互作用(例如，交联或以其他方式耦合)。

在多个实施方式中，溶液包含至少部分地被二氧化硅涂层涂覆的银纳米片，其中银纳米片的峰值光密度大于10cm^-1(例如，11-5000cm^-1、90-1100cm^-1或更大)。在一个实施方式中，二氧化硅涂层的壳层厚度在2和100nm之间(例如，10-70、30-90、40-60nm)。在一个实施方式中，溶液包含以大于0.1mM(例如，0.1mM至10mM)的浓度的水溶性盐(例如，硫酸盐、碳酸盐、铬酸盐、硼酸盐、磷酸盐、和亚硫酸盐、醋酸盐、和硝酸盐)。在一个实施方式中，溶液的pH大于7(例如，9、12、13)。在一个实施方式中，银纳米片具有包括在500nm和1500nm之间(例如，800-1400nm)的峰值波长的峰值吸收光谱。在一个实施方式中，二氧化硅涂层被布置在银纳米片的外表面上。在一个实施方式中，涂层包含胺部分或含巯基部分。在一个实施方式中，涂层还包含铝。在一个实施方式中，涂层包含碳酸氢盐。在一个实施方式中，涂层包含聚乙烯吡咯烷酮。在一个实施方式中，银纳米片包括在1nm和50nm之间(例如，10-40、15-25、5-30)的厚度。在一个实施方式中，银纳米片包括在10nm和500nm之间的至少一个边长(例如，20-400、50-250、300-450)。

在某些实施方式中，用于产生具有非常高的光密度的银纳米片的溶液的工艺包括下列步骤：(i)将浓缩稳定化学剂加入到银纳米片或前体试剂中和(ii)增加银纳米片的浓度，以增加溶液的光密度。

在多个实施方式中，银纳米片的长宽比在1.5和25之间(例如，1.5-10、1.5-5、10-30、25-50)；和/或纳米片具有在约10nm和250nm之间的边长(例如，25-180、50-150nm)；和/或纳米片的横截面是三角形的；和/或纳米片的横截面是圆形的。在一个实施方式中，纳米片横截面的周边具有在4和8个之间的边缘(例如，5、6、7)。在多个实施方式中，利用光转化方法、pH控制的光转化方法、热生长方法、晶种诱导生长方法中的一种或更多种、和/或包含一种或更多种形状稳定剂和银源的溶液来形成银纳米片的溶液。在多个实施方式中，化学剂或生物剂、和/或电磁辐射、和/或热、或其组合用于还原银源。在一个实施方式中，由还原剂、形状稳定剂、光源、热源、和银源的某些组合来形成银纳米片的溶液。

在一个实施方式中，添加酸、碱、或缓冲液(也称为“缓冲剂”)，以改变溶液pH。在多个实施方式中，在银纳米片的形成之前、期间、和/或之后添加浓缩稳定化学剂。在一个实施方式中，浓缩稳定化学剂作为形状稳定剂。在一个实施方式中，浓缩稳定化学剂作为还原剂。在一个实施方式中，浓缩稳定化学剂作为改变溶液pH的试剂。

在一个实施方式中，浓缩稳定化学剂是水溶性聚合物。在多个实施方式中，聚合物是聚磺酸盐的衍生物、聚苯乙烯磺酸钠、乙烯基聚合物的衍生物、和聚乙烯醇(PVA)中的任何一种或更多种。在多个实施方式中，PVA的分子量小于约80,000道尔顿、在约80,000道尔顿和120,000道尔顿之间、和/或大于约120,000道尔顿。在一个实施方式中，聚合物是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。在多个实施方式中，PVP的分子量小于约20,000道尔顿、大于约20,000道尔顿、在约20,000道尔顿和60,000道尔顿之间、和/或大于约60,000道尔顿。在一个实施方式中，聚合物是环氧乙烷衍生物。

在一个实施方式中，聚合物是聚乙二醇(PEG)。在多个实施方式中，PEG的分子量小于约5,000道尔顿、在约5,000道尔顿和10,000道尔顿之间、和/或大于约10,000道尔顿。在一个实施方式中，PEG含有单一的官能团。在一个实施方式中，PEG含有两个官能团。根据某些实施方式，一个或更多个官能团由下列中的一个或更多个官能团组成：胺、硫醇、丙烯酸盐、炔烃、马来酰亚胺、硅烷、叠氮化物、羟基、脂质、二硫化物、荧光分子、和/或生物素，或其组合。在一个实施方式中，一个或更多个官能团可以是胺、硫醇、丙烯酸盐、炔烃、马来酰亚胺、硅烷、叠氮化物、羟基、脂质、二硫化物、荧光分子、和/或生物素中的任何一个或更多个。在一个实施方式中，浓缩稳定剂是碳水化合物衍生物。在多个实施方式中，聚合物是单糖、二糖、寡糖、多糖、和/或葡聚糖。在多个实施方式中，葡聚糖的分子量小于约2000道尔顿(例如，500、1000、1500道尔顿)、在约2000道尔顿和5000道尔顿之间(例如，3000、4000道尔顿)、和/或大于约5000道尔顿(例如，6000、8000、10000道尔顿或更大)。

在多个实施方式中，浓缩稳定化学剂是苯酚、单体苯酚、二聚苯酚、三聚苯酚、多酚、鞣酸、是阿拉伯树胶、生物分子、蛋白质、牛血清白蛋白、链霉亲和素、生物素、肽、寡核苷酸、天然存在的寡核苷酸、合成的寡核苷酸、金属氧化物或准金属氧化物、和/或二氧化硅壳层(silicon dioxide shell)中的任何一个或更多个。在一个实施方式中，二氧化硅壳层的厚度在从小于约1nm至约100nm的范围内(例如，2-90、5-25、30-70)。在一个实施方式中，使用稳定剂的组合。

在多个实施方式中，溶剂可以是水、醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、水和醇的混合物中的一种或更多种。

在一个实施方式中，利用切向流过滤增加银纳米片的浓度。在一个实施方式中，利用切向流过滤膜执行切向流过滤。在一个实施方式中，由纤维素酯或纤维素酯的混合物制造切向流膜。

在多个实施方式中，由聚醚砜(polyetheresulfone)和/或聚砜中的一种或更多种制造切向流膜。在多个实施方式中，切向流膜的截留分子量(molecular weight cut off)小于约10kD(例如，1、5、8kD)、在约10kD和500kD之间(例如，50、250、400kD)、大于约500kD(例如，750、1000、5000kD或更大)、小于约0.05μm(例如，0.01、0.03μm)、在约0.05μm和0.5μm之间(例如，0.1、0.25、0.4μm)、和/或大于约0.5μm(例如，1.0、2、5、10、100μm)。

在多个实施方式中，浓缩银纳米片溶液，以产生具有大于约10cm^-1、大于约50cm^-1、大于约75cm^-1、大于约100cm^-1、和/或大于约500cm^-1(例如，100-1000、100-2000cm^-1)的光密度的溶液。

在一个实施方式中，利用切向流过滤来交换浓缩液的溶剂。在一个实施方式中，利用切向流过滤来加工浓缩液，以去除残留的化学品。

在多个实施方式中，利用具有大于100cm^-1(例如，200、500、700、1500cm^-1、或更大)的光密度的聚合物涂覆包括银纳米颗粒的纳米颗粒的溶液。在一个实施方式中，利用基底温育银纳米片的溶液。在一个实施方式中，基底被从银纳米片的溶液中去除并被干燥。

本发明的一个实施方式提供用于制造等离子体纳米颗粒(例如，银纳米片)的溶液的工艺，所述溶液适于执行目标组织区域的热调节(thermomodulation)。可以在以下情况下实现目标组织的热调节：将包含多个等离子体纳米颗粒的组合物在使得有效量的等离子体纳米颗粒定位于目标组织区域的范围的条件下给予受试者，且使目标组织区域暴露于以有效诱导目标组织区域的范围的热调节的量的、由激发表面等离子体共振源递送的能量。在多个实施方式中，本文描述的材料可用于执行组织的靶向消融或非消融加热。例如，在一个实施方式中，提供用于执行组织的靶向消融或非消融加热以治疗需要其的哺乳动物受试者的方法，该方法包括下列步骤：(i)将包括银纳米片的等离子体纳米颗粒的组合物局部地给予受试者的皮肤表面；(ii)提供穿透手段以将等离子体颗粒从皮肤表面再分配到真皮组织的组件；和(iii)通过光造成皮肤表面的辐射。

在若干实施方式中，本发明包括如下的组合物：当以适当的给予方法使用且利用基于光的能源激发时，该组合物可以利用纳米颗粒实现皮肤和下面的组织或其他可达的组织间隙的无创或微创治疗。具有短脉冲宽度激光激发(例如，从0.1ms至1s的脉冲宽度)的等离子体纳米颗粒如银纳米片的光密度溶液的应用可以形成陡的瞬态热梯度，该陡的瞬态热梯度将消融或非消融热有选择性地靶向其中颗粒定位的若干细胞层内的结构，例如，用于痤疮治疗和孔径减少的毛皮脂单位、用于皮肤表面重修和小的外形疤痕重塑的靶向表皮和真皮层、和用于永久脱毛的毛囊。治疗可包括，但不限于，脱毛、毛发生长和再生长、和皮肤复原或表面重修、痤疮去除或减少、皱纹减少、毛孔减少、脂肪团和其他真皮油脂沉积的消融、疣和真菌去除、包括肥厚性瘢痕、萎缩性瘢痕、和瘢痕疙瘩的疤痕、反常的色素沉着(如葡萄酒色痣(port wine stains))的变淡或去除、纹身去除、和/或皮肤不一致性(例如，纹理、颜色、色调、弹性、水合作用)。其他治疗或预防方法包括，但不限于，多汗症、无汗症、耳颞神经综合征(味觉性出汗)、霍纳氏综合征、和Ross综合征、光化性角化病(actinickeratosis)、毛囊角化病、皮炎、白癜风、蛇皮癣、牛皮癣、扁平苔癣、湿疹、秃头症、牛皮癣、恶性的或良性的皮肤肿瘤的治疗。

本申请还提供了以下内容：

1.一种用于增加稳定的银纳米片溶液的光密度的工艺，包括：

提供包含多个具有片状形状且具有在0.1至10cm^-1之间的峰值光密度的银纳米片的溶液；

将稳定剂加入到所述溶液中；

将缓冲液加入到所述溶液中；和

浓缩含缓冲液的溶液以形成浓缩液，

其中所述浓缩液包含多个具有所述片状形状的银纳米片，并且其中所述浓缩液的峰值光密度大于10cm^-1。

2.如1)所述的工艺，其中所述稳定剂包括由聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、和葡聚糖组成的组中的至少一种。

3.如1)所述的工艺，其中所述稳定剂包括由聚磺酸盐、环氧乙烷类、酚类、和碳水化合物组成的组中的至少一种。

4.如1)-3)中任一项所述的工艺，其中所述银纳米片具有在1.5和50之间的长宽比。

5.如1)-3)中任一项所述的工艺，其中所述银纳米片包括在10nm和300nm之间的边长。

6.如1)-3)中任一项所述的工艺，其中所述稳定剂包括柠檬酸钠。

7.如1)-3)中任一项所述的工艺，其中所述缓冲液包含硼酸盐。

8.如1)-3)中任一项所述的工艺，其中所述缓冲液包含硼酸钠。

9.如1)-3)中任一项所述的工艺，其中所述稳定剂包括含硫醇分子。

10.如9)所述的工艺，其中所述含硫醇分子包括二氢硫辛酸或其衍生物。

11.如1)-3)中任一项所述的工艺，还包括下列步骤：

分离所浓缩的纳米片；和

利用二氧化硅封装所分离的浓缩的纳米片。

12.如11)所述的工艺，还包括将所封装的纳米片浓缩到光密度大于10cm^-1的步骤。

13.如1)-3)中任一项所述的工艺，其中在所述银纳米片的形成之前添加所述稳定剂。

14.如1)-3)中任一项所述的工艺，其中通过切向流过滤来浓缩所述纳米片。

15.如14)所述的工艺，其中所述银浓度大于1.0mg/mL。

16.一种用于产生金属氧化物涂覆的银纳米片的工艺，包括：

提供峰值吸收光谱在500和1500nm之间和光密度大于10cm^-1的银纳米片的溶液；和

使所述溶液与以足够在所述银纳米片的外表面上形成金属氧化物涂层的量的金属氧化物接触。

17.如16)所述的工艺，其中所述银纳米片与稳定聚合物缔合。

18.如17)所述的工艺，其中所述稳定聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇。

19.如16)所述的工艺，其中所述金属氧化物包括二氧化硅。

20.一种用于产生银纳米片的溶液的工艺，包括下列步骤：

从溶液形成多个银晶种，其中所述溶液包含还原剂、第一稳定剂、聚合物、和银盐；

在所述溶液中使所述多个银晶种生长为多个银纳米片；

将第二稳定剂和缓冲液加入到包含所述多个银纳米片的所述溶液中，

其中所述第二稳定剂包括由聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸、和葡聚糖组成的组中的至少一种；和

浓缩所述银纳米片的溶液，直到所述溶液的峰值光密度大于约10cm^-1。

21.一种组合物，包含

银纳米片的溶液，

其中所述银纳米片包含稳定剂和缓冲液，

其中所述稳定剂是聚乙烯基聚合物，

其中所述溶液的光密度大于100cm^-1。

22.如21)所述的组合物，其中所述聚乙烯基聚合物选自由聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇组成的组。

23.如21)所述的组合物，其中所述缓冲液包含硼酸盐。

24.如23)所述的组合物，其中所述聚乙烯基聚合物与所述硼酸盐缔合。

25.如21)-24)中任一项所述的组合物，其中所述稳定剂和所述缓冲液涂覆所述银纳米片的至少一部分。

26.如21)-24)中任一项所述的组合物，其中所述稳定剂和缓冲液被布置在所述银纳米片的外表面上。

27.如21)-24)中任一项所述的组合物，其中所述溶液包含以有效附着于所述溶液中存在的非金属涂层材料的浓度的银纳米片。

28.如21)-24)中任一项所述的组合物，其中所述溶液被配制以通过切向流过滤来浓缩。

29.如21)-24)中任一项所述的组合物，其中所述溶液的光密度大于500cm^-1。

30.如21)-24)中任一项所述的组合物，其中所述银纳米片的光密度大于500cm^-1。

31.如21)-24)中任一项所述的组合物，其中所述溶液含有以大于0.1mM的浓度的硼酸盐。

32.如21)-24)中任一项所述的组合物，其中所述溶液的pH大于7。

33.如21)-24)中任一项所述的组合物，其中所述银纳米片的吸收光谱包括在500和1500nm之间的峰值波长。

34.如21)-24)中任一项所述的组合物，其中所述溶液还包含碳酸氢盐。

35.如21)-24)中任一项所述的组合物，其中所述银纳米片是被二氧化硅涂覆的。

36.如21)-24)中任一项所述的组合物，其中所述银纳米片具有在10nm和500nm之间的边长。

37.一种组合物，包含结合至包括聚乙烯基聚合物和金属氧化物的壳层材料的银纳米片的溶液，其中所述溶液的光密度大于10cm^-1。

38.如37)所述的组合物，其中所述银纳米片大体上涂覆有所述聚乙烯基聚合物。

39.如37)所述的组合物，其中所述银纳米片大体上涂覆有所述金属氧化物。

40.如37)-39)中任一项所述的组合物，其中所述金属氧化物包括二氧化硅。

41.如37)-39)中任一项所述的组合物，其中所述聚乙烯基聚合物包括聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮。

42.如37)-39)中任一项所述的组合物，其中所述银纳米片被结合至聚乙烯醇和二氧化硅。

43.如37)-39)中任一项所述的组合物，其中所述银纳米片被结合至聚乙烯吡咯烷酮和二氧化硅。

44.如37)-39)中任一项所述的组合物，还包含选自胺部分和巯基部分的部分。

45.如44)所述的组合物，其中所述部分被结合至所述二氧化硅。

46.如37)-39)中任一项所述的组合物，还包含铝。

47.如46)所述的组合物，其中所述铝被结合至二氧化硅。

48.如37)-39)中任一项所述的组合物，其中所述溶液的光密度大于100cm^-1。

49.如37)-39)中任一项所述的组合物，其中所述银纳米片的光密度大于100cm^-1。

50.如37)-39)中任一项所述的组合物，其中所述溶液包含以大于0.1mM的浓度的硼酸盐。

51.如37)-39)中任一项所述的组合物，其中pH大于7。

52.如37)-39)中任一项所述的组合物，其中所述银纳米片包括在500和1500nm之间的峰值波长。

53.一种组合物，包括至少部分地被包括聚乙烯基聚合物的壳层材料涂覆的银纳米片，其中所述壳层材料的平均厚度在1nm和50nm之间。

54.如53)所述的组合物，其中所述银纳米片具有在10nm和500nm之间的至少一个边长。

55.一种成套工具，包括

一个或更多个容器，其包括具有大于10cm^-1的光密度的纳米片；

溶液，其适于利用金属氧化物的壳层涂覆纳米片；和

其使用说明。

56.如55)所述的成套工具，其中所述纳米片包括聚乙烯基聚合物。

57.如55)所述的成套工具，其中所述纳米片包含硼酸盐。

58.一种溶液，包含至少部分地被二氧化硅涂层涂覆的银纳米片，其中所述银纳米片包括大于10cm^-1的峰值光密度。

59.如58)所述的溶液，其中所述二氧化硅涂层的壳层厚度在2和100nm之间。

60.如58)所述的溶液，其中所述溶液包含以大于0.1mM的浓度的硼酸盐。

61.如58)所述的溶液，其中所述溶液具有大于7的pH。

62.如58)-61)中任一项所述的溶液，其中所述银纳米片具有包括在500nm和1500nm之间的峰值波长的峰值吸收光谱。

63.如58)-61)中任一项所述的溶液，其中所述二氧化硅涂层被布置在所述银纳米片的外表面上。

64.如58)-61)中任一项所述的溶液，其中所述涂层包含铵部分或巯基部分。

65.如58)所述的溶液，其中所述涂层还包含铝。

66.如58)所述的溶液，其中所述涂层还包含碳酸氢盐。

67.如58)所述的溶液，其中所述涂层还包含聚乙烯吡咯烷酮。

68.如58)所述的溶液，其中所述银纳米片包括小于50nm的厚度。

69.如58)所述的溶液，其中所述银纳米片包括在10nm和500nm之间的至少一个边长。

70.一种用于产生具有非常高的光密度的银纳米片的溶液的工艺，包括下列步骤:

将浓缩稳定化学剂加入到银纳米片或前体试剂的溶液中；和

增加所述银纳米片的浓度，以增加所述溶液的光密度。

71.如70)所述的工艺，其中所述银纳米片具有在1.5和25之间的长宽比。

72.如70)所述的工艺，其中所述纳米片具有在约10nm和250nm之间的边长。

73.如70)所述的工艺，其中所述纳米片的横截面是三角形的。

74.如70)所述的工艺，其中所述纳米片的横截面是圆形的。

75.如70)所述的工艺，其中所述纳米片横截面的周边具有在4和8个之间的边缘。

76.如70)至75)所述的工艺，其中利用光转化方法形成所述银纳米片的溶液。

77.如70)至75)所述的工艺，其中利用pH控制的光转化方法形成所述银纳米片的溶液。

78.如70)至75)所述的工艺，其中利用热生长方法形成所述银纳米片的溶液。

79.如70)至75)所述的工艺，其中利用晶种诱导生长方法形成所述银纳米片的溶液。

80.如70)至75)所述的工艺，其中由包含一种或更多种形状稳定剂和银源的溶液形成所述银纳米片的溶液。

81.如70)至75)所述的工艺，其中化学剂或生物剂用于还原所述银源。

82.如70)至75)所述的工艺，其中电磁辐射用于还原所述银源。

83.如70)至75)所述的工艺，其中热用于还原所述银源。

84.如70)至75)所述的工艺，其中化学剂、生物剂、电磁辐射和热的组合用于还原所述银源。

85.如70)至75)所述的工艺，其中由还原剂、形状稳定剂、光源、热源、和银源的某些组合形成所述银纳米片的溶液。

86.如70)至75)所述的工艺，其中添加酸、碱、或缓冲剂以改变所述溶液pH。

87.如70)至75)所述的工艺，其中在所述银纳米片的形成之前，添加所述浓缩稳定化学剂。

88.如70)至75)所述的工艺，其中在所述银纳米片的形成期间，添加所述浓缩稳定化学剂。

89.如70)至75)所述的工艺，其中在所述银纳米片的形成之后，添加所述浓缩稳定化学剂。

90.如70)至75)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂作为形状稳定剂。

91.如70)至75)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂作为还原剂。

92.如70)至75)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂作为改变所述溶液pH的试剂。

93.如70)至75)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是水溶性聚合物。

94.如93)所述的工艺，其中所述聚合物是聚磺酸盐的衍生物。

95.如93)所述的工艺，其中所述聚合物是聚苯乙烯磺酸钠。

96.如93)所述的工艺，其中所述聚合物是乙烯基聚合物的衍生物。

97.如93)所述的工艺，其中所述聚合物是聚乙烯醇(PVA)。

98.如97)所述的工艺，其中所述PVA的分子量小于约80,000道尔顿。

99.如97)所述的工艺，其中所述PVA的分子量在约80,000道尔顿和120,000道尔顿之间。

100.如97)所述的工艺，其中所述PVA的分子量大于约120,000道尔顿。

101.如93)所述的工艺，其中所述聚合物是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。

102.如101)所述的工艺，其中所述PVP的分子量小于约20,000道尔顿。

103.如101)所述的工艺，其中所述PVP的分子量大于约20,000道尔顿。

104.如101)所述的工艺，其中所述PVP的分子量在约20,000道尔顿和60,000道尔顿之间。

105.如101)所述的工艺，其中所述PVP的分子量大于约60,000道尔顿。

106.如93)所述的工艺，其中所述聚合物是环氧乙烷衍生物。

107.如93)所述的工艺，其中所述聚合物是聚乙二醇(PEG)。

108.如107)所述的工艺，其中所述PEG的分子量小于约5,000道尔顿。

109.如107)所述的工艺，其中所述PEG的分子量在约5,000道尔顿和10,000道尔顿之间。

110.如107)所述的工艺，其中所述PEG的分子量大于约10,000道尔顿。

111.如107)所述的工艺，其中所述PEG含有单一的官能团。

112.如107)所述的工艺，其中所述PEG含有两个官能团。

113.如111)至112)所述的工艺，其中一个或更多个所述官能团由胺、硫醇、丙烯酸盐、炔烃、马来酰亚胺、硅烷、叠氮化物、羟基、脂质、二硫化物、荧光分子、和/或生物素组成。

114.如70)至92)所述的工艺，其中所述浓缩稳定剂是碳水化合物衍生物。

115.如93)所述的工艺，其中所述聚合物是单糖。

116.如93)所述的工艺，其中所述聚合物是二塘。

117.如93)所述的工艺，其中所述聚合物是寡糖。

118.如93)所述的工艺，其中所述聚合物是多糖。

119.如93)所述的工艺，其中所述聚合物是葡聚糖。

120.如119)所述的工艺，其中所述葡聚糖的分子量小于约2000道尔顿。

121.如119)所述的工艺，其中所述葡聚糖的分子量在约2000道尔顿和5000道尔顿之间。

122.如119)所述的工艺，其中所述葡聚糖的分子量大于约5000道尔顿。

123.如70)至92)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是苯酚。

124.如123)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是单体苯酚。

125.如123)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是二聚苯酚。

126.如123)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是三聚苯酚。

127.如123)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是多酚。

128.如127)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是鞣酸。

129.如70)至92)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是阿拉伯树胶。

130.如70)至92)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是生物分子。

131.如130)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是蛋白质。

132.如131)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是牛血清白蛋白。

133.如131)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是链霉亲和素。

134.如131)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是生物素。

135.如130)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是肽。

136.如130)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是寡核苷酸。

137.如136)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是天然存在的寡核苷酸。

138.如136)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是合成的寡核苷酸。

139.如70)至92)所述的工艺，其中所述浓缩稳定化学剂是金属氧化物或准金属氧化物。

140.如139)所述的工艺，其中所述稳定化学剂是二氧化硅壳层。

141.如140)所述的工艺，其中所述二氧化硅壳层的厚度范围是从约小于1nm至约100nm。

142.如139)所述的工艺，其中所述稳定化学剂是二氧化钛壳层。

143.如142)所述的工艺，其中所述二氧化硅壳层的厚度范围是从约小于1nm至约100nm。

144.如70)至143)所述的工艺，其中使用稳定剂的组合。

145.如70)所述的工艺，其中所述溶剂是水。

146.如70)所述的工艺，其中所述溶剂是醇。

147.如146)所述的工艺，其中所述溶剂是乙醇。

148.如146)所述的工艺，其中所述溶剂是异丙醇。

149.如146)所述的工艺，其中所述溶剂是叔丁醇。

150.如70)所述的工艺，其中所述溶剂是水和醇的混合物。

151.如70)所述的工艺，其中利用切向流过滤来增加所述银纳米片的浓度。

152.如151)所述的工艺，其中利用切向流过滤膜执行所述切向流过滤。

153.如152)所述的工艺，其中由纤维素酯或纤维素酯的混合物制造所述切向流膜。

154.如152)所述的工艺，其中由聚醚砜制造所述切向流膜。

155.如152)所述的工艺，其中由聚砜制造所述切向流膜。

156.如151)至155)所述的工艺，其中所述切向流膜的截留分子量小于约10kD。

157.如151)至155)所述的工艺，其中所述切向流膜的截留分子量在约10kD和500kD之间。

158.如151)至155)所述的工艺，其中所述切向流膜的截留分子量大于约500kD。

159.如151)至155)所述的工艺，其中所述切向流膜的截留分子量小于约0.05μm。

160.如151)至155)所述的工艺，其中所述切向流膜的截留分子量在约0.05μm和0.5μm之间。

161.如151)至155)所述的工艺，其中所述切向流膜的截留分子量大于约0.5μm。

162.如151)至161)所述的工艺，其中浓缩所述银纳米片溶液，以便产生光密度大于约10cm^-1的溶液。

163.如151)至162)所述的工艺，其中浓缩所述银纳米片溶液，以便产生光密度大于约50cm^-1的溶液。

164.如151)至163)所述的工艺，其中浓缩所述银纳米片溶液，以便产生光密度大于约75cm^-1的溶液。

165.如151)至164)所述的工艺，其中浓缩所述银纳米片溶液，以便产生光密度大于约100cm^-1的溶液。

166.如151)至165)所述的工艺，其中浓缩所述银纳米片溶液，以便产生光密度大于约500cm^-1的溶液。

167.如70)所述的工艺，其中利用切向流过滤来交换所述浓缩液的溶剂。

168.如70)所述的工艺，其中利用切向流过滤来处理所述浓缩液，以去除残留的化学品。

169.一种纳米颗粒的溶液，包含涂覆有具有大于100cm^-1的光密度的聚合物的银纳米颗粒。

170.如70)所述的工艺，其中利用基底温育所述银纳米片的溶液。

171.如170)所述的工艺，其中所述基底被从所述银纳米片的溶液中去除并被干燥。

附图说明

根据结合显示本发明的说明性的实施方式的附图进行的以下具体描述，本发明的另外的目标、特征和优势将变得明显，其中下面是附图的描述。附图是实例，且不应当被用于限制实施方式。此外，具有陈述的特征的实施方式的引述不意图排除具有另外的特征的其他实施方式或包含陈述的特征的不同的组合的其他实施方式。进一步地，在一个实施方式中(如在一个图中)的特征可以与其他实施方式的描述(和图)合并。

图1图示根据本发明的一个实施方式的、利用光转化方法制作的银纳米片溶液的光谱。如所制作的，在一个实施方式中，这些银纳米片具有小于1cm^-1的峰值光密度(例如，大致0.8cm^-1)。

图2图示根据本发明的一个实施方式的、利用晶种生长方法制作的银纳米片溶液的光谱。如制作的，这些银纳米片具有小于3cm^-1的峰值光密度。

图3A是根据本发明的一个实施方式的、利用光转化方法制作的银纳米片溶液的透射电子显微镜图像。

图3B是根据本发明的一个实施方式的、利用晶种生长方法制作的银纳米片溶液的透射电子显微镜图像。

图4是在切向流浓缩之前和在切向流浓缩之后，没有添加根据本发明的一个实施方式的稳定剂和水溶性盐的银纳米片的光谱。

图5是在切向流浓缩之前和在浓缩之后，没有添加根据本发明的一个实施方式的稳定剂和水溶性盐的银纳米片的归一化的光谱。

图6是在浓缩之前和在浓缩之后，根据与聚乙烯醇和水溶性盐组合的银纳米片的一个实施方式的光谱。

图7是在浓缩之前和在浓缩之后，根据与聚乙烯醇和水溶性盐组合的银纳米片的一个实施方式的归一化的光谱。

图8图示利用在本发明的多个实施方式中描述的方法加工的高光密度纳米片溶液的消光光谱。

图9图示通过制作银纳米片、添加稳定剂、浓缩纳米片和任选地利用二氧化硅涂覆纳米片，用于产生银纳米片的一个实施方式的步骤。

具体实施方式

本发明的若干实施方式包括用于制造包括银纳米片的等离子体纳米颗粒的溶液的工艺，该溶液适于执行目标组织区域的热调节。在一个实施方式中，可以在以下情况下实现目标组织的热调节：将包含多个等离子体纳米颗粒的组合物在使得有效量的等离子体纳米颗粒定位于目标组织区域的范围的条件下给予受试者。目标组织区域被暴露于由激发表面等离子体共振源递送的能量。该能量以有效诱导目标组织区域的范围的热调节的量被递送。

光密度(O.D.)，本文被用作吸光度的同义词，被定义为在材料上入射的辐射与透过材料传播的辐射的对数比(O.D.＝-log₁₀(I₁/I₀)，其中I₁是透射光的强度且I₀是入射光的强度)。对于溶液来说，光密度是通过液体样品的路径长度的函数且以单位cm^-1表达。在某些情况下，光密度被表达而没有单位cm^-1，如在其中使用1cm的标准路径长度的情况下。在制造银纳米片的某些传统方法中，在没有任何另外的加工情况下，在所合成的溶液中的银纳米片的最大的光密度通常小于10cm^-1(例如，0.1-9.9cm^-1、1-9cm^-1、3-7cm^-1、1-5cm^-1和/或5-10cm^-1)。然而，根据本发明的某些实施方式，可产生具有增加的光密度的银纳米片。通常，含有包括银纳米片的等离子体颗粒的溶液的光密度在具有高于10cm^-1(例如，11-5000cm^-1、15-2000cm^-1、20-1000cm^-1、80-150cm^-1、90-110cm^-1、900-1100cm^-1、100cm^-1、1000cm^-1或更高)的光密度时是最有效的，且被配制成药物载体或化妆品载体且可在没有改变颗粒形状和/或性能的情况下稳定数天、数月、数周、或数年。在一个实施方式中，含有包括银纳米片的等离子体颗粒的溶液的光密度高于10cm^-1(例如，11-5000cm^-1、15-2000cm^-1、20-1000cm^-1、80-150cm^-1、90-110cm^-1、900-1100cm^-1、100cm^-1、1000cm^-1或更高)且被配制成药物载体或化妆品载体且可在没有改变颗粒形状和/或性能的情况下稳定数天、数月、数周、或数年。在一个实施方式中，载体和组合物适于局部给予哺乳动物受试者的皮肤，使得存在用于皮肤的组件的选择性热调节的有效量的等离子体纳米颗粒。

在某些实施方式中，纳米颗粒制剂被配制以通过以下来应用：海绵敷料器、织物敷料器、经过手或带手套的手的直接接触、喷雾、气溶胶、真空吸引器、高压气流、或高压液流、辊子、刷子、平面表面、半平面表面、蜡、超声和其他声音力量、机械振动、毛干处理(包括拉伸、按摩)、体力、热处理、和/或其他治疗。在某些实施方式中，单独、联合、顺序地或重复1-24次或更多次来执行纳米颗粒制剂治疗。在其他实施方式中，等离子体纳米颗粒能够选择性地定位于皮肤的第一组件，其中物理按摩或压力、超声、或热增加纳米颗粒至此第一组件的选择性定位。另外，纳米颗粒是可从除了第一组件之外的皮肤的组件选择性地去除的，这样的去除可以利用丙酮、醇、水、空气、皮肤的剥离、化学去皮、上蜡、或等离子体化合物的减少来完成。进一步地，在某些实施方式中，纳米颗粒具有涂层，以增加纳米颗粒在载体中的溶解性和/或减少在非目标区域中的“粘着”和积聚。在一个实施方式中，修饰纳米颗粒的外表面的至少一部分，以便包括聚合物、极性单体、非极性单体、生物化合物、金属(例如，金属薄膜、金属复合材料、金属氧化物、或金属盐)、电介质、或半导体的层。在一个实施方式中，外表面修饰是极性的、非极性的、带电的、离子的、碱性的、酸性的、反应的、疏水的、亲水的、对抗的、和/或拮抗的。在一个实施方式中，等离子体纳米颗粒的溶液内的至少一个纳米颗粒的至少一个尺寸低于50-100nm(例如，1、5、10、25、40、60、75、90nm)，且可以利用10-100nm厚或更厚(例如，20、50、75、150、200、500nm)的基质(例如，二氧化硅)涂覆纳米颗粒表面，以便将那个尺寸或颗粒增加到50-100nm或更大(例如，75、80、110、140、200、800nm)。这个增加的尺寸可增加所有的纳米颗粒至目标区域(例如，毛囊、毛孔、皮肤等等)的递送且限制至非目标区域(例如，真皮)的递送。

在多个实施方式中，本文描述的材料可用于执行组织的靶向消融或非消融加热。例如，在一个实施方式中，提供用于执行组织的靶向消融或非消融加热以治疗需要其的哺乳动物受试者的方法，该方法包括下列步骤：(i)将包括银纳米片的等离子体纳米颗粒的组合物局部地给予受试者的皮肤表面；(ii)提供穿透手段以将等离子体颗粒从皮肤表面再分配到真皮组织的组件；和(iii)通过光造成皮肤表面的辐射。在进一步的或另外的实施方式中，提供其中光源包括汞、氙、氘、或金属-卤化物、磷光、白炽、冷光、发光二极管、或太阳光的激发的方法。在还有进一步的或另外的实施方式中，提供其中穿透手段包括高频超声、低频超声、按摩、离子电渗、高压气流、高压液流、真空、利用分级的光热作用或擦皮术的预处理，或其组合的方法。在还有的进一步实施方式中，提供其中辐射包括具有在约200nm和约10000nm之间(300-9000、700-1300、800-1200、800-1300、900-1100、550-1100、810-830、1000-1100nm)的光波长、约1至约100焦耳/cm²的积分通量(例如，5-20、40-70、10-90)、约1飞秒至约1秒的脉冲宽度、和约1Hz至约1THz的重复频率(例如，1-10、10-100、100-1000、1000-10000、10000-100000Hz或更大)的光的方法。

本文描述的主题的一个实施方式的目标是提供组合物，当以适当的给予方法使用且利用基于光的能源激发时，该组合物可以利用纳米颗粒实现皮肤和下面的组织或其他可达的组织间隙的无创和微创治疗。具有短脉冲宽度激光激发(例如，从0.1ms至1s的脉冲宽度)的等离子体纳米颗粒如银纳米片的光密度溶液的应用可以形成陡的瞬态热梯度，该陡的瞬态热梯度将消融或非消融热有选择性地靶向其中颗粒定位的若干细胞层内的结构，例如，用于痤疮治疗和孔径减少的毛皮脂单位、用于皮肤表面重修和小的外形疤痕重塑的靶向表皮和真皮层、和用于永久脱毛的毛囊。治疗可包括，但不限于，脱毛、毛发生长和再生长、和皮肤复原或表面重修、痤疮去除或减少、皱纹减少、毛孔减少、脂肪团和其他真皮油脂沉积的消融、疣和真菌去除、包括肥厚性瘢痕、萎缩性瘢痕、和瘢痕疙瘩的疤痕、反常的色素沉着(如葡萄酒色痣)的变淡或去除、纹身去除、和/或皮肤不一致性(例如，纹理、颜色、色调、弹性、水合作用)。其他治疗或预防方法包括，但不限于，多汗症、无汗症、耳颞神经综合征(味觉性出汗)、霍纳氏综合征、和Ross综合征、光化性角化病、毛囊角化病、皮炎、白癜风、蛇皮癣、牛皮癣、扁平苔癣、湿疹、秃头症、牛皮癣、恶性的或良性的皮肤肿瘤的治疗。

银纳米片物理描述

在一个实施方式中，纳米片，如银纳米片，以沿着三个主轴的长度来表征，其中：主轴中的两个的轴向长度比最短的主轴的轴向长度长至少两倍，且最短的主轴长度小于约500nm(例如，450、400、350、300、250、100、150、50、30、20、10nm)。纳米片的“边长”被定义为两个较长的主轴的长度的平均值。纳米片的“厚度”被定义为最短的主轴。

边长与厚度的比率被称为“长宽比”。在多个实施方式中，银纳米片的平均长宽比大于1.5、2、3、4、5、7、10、20、30、或50和其中的任何范围。在一个实施方式中，银纳米片的平均长宽比在1.5和25之间、2和25之间、1.5和50之间、2和50之间、3和25之间、和/或3和50之间。

在多个实施方式中，纳米片的边长小于500nm、250nm、200nm、150nm、100nm、80nm、60nm或50nm。在一个实施方式中，纳米片的边长大于5nm、10nm、20nm、30nm、50nm或100nm。在多个实施方式中，边长是从30nm至100nm、20nm至150nm、10nm至200nm、10nm至300nm。在多个实施方式中，纳米片的厚度小于500nm、300nm、200nm、100nm、80nm、60nm、50nm、40nm、30nm、20nm、和/或10nm和其中的任何范围。在多个实施方式中，纳米片的厚度是从5nm至20nm、5nm至30nm、10nm至30nm、10nm至50nm、10nm至100nm。

银纳米片的多个实施方式具有多种不同的横截面形状，包括(但不限于)圆形、三角形、或具有任何数量的不连续的边缘的形状。在非限制性实施方式中，纳米片可以成形为圆形、椭圆形、正方形、矩形、棒条体、星形、管状、角椎体、棱柱体、三角形、分支、或包含平面表面的形状。在多个实施方式中，纳米片具有小于20、15、10、8、6、5或4个的边缘，和/或20和1之间的任何数量的边缘。在多个实施方式中，纳米片可以具有在1个和20、15、10、8、6、5、4或3个之间的边缘。在一个实施方式中，纳米片具有超过2、3、4、或5个的边缘。在某些实施方式中，银纳米片具有尖角而在其他实施方式中，角是圆形的。在银纳米片的某些实施方式中，在相同的样品内存在许多不同的横截面形状。在银纳米片溶液的其他实施方式中，溶液中大于5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、或90％颗粒数目是银纳米片，并且其他颗粒具有不同的、包括但不限于球形的、立方体的、和不规则的形状。在多个实施方式中，银纳米片溶液具有银纳米片的百分比，并且溶液中的其他颗粒具有不同的形状，包括但不限于球形的、立方体的、和/或不规则的。在多个实施方式中，银纳米片溶液在溶液具有的5％至100％、10％至50％、50％至100％、30％至60％、60％至100％、40％至70％、70％至100％、50％至80％、80％至100％、60％至90％、和/或90％至100％的颗粒数是银纳米片，并且其他颗粒具有不同形状，包括但不限于球形的、立方体的、和/或不规则的。在某些实施方式中，方法可增强银纳米片的稳定性以促进增加的光密度，同时在经历浓缩工艺时保留至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％或更多的银纳米片形状。在某些实施方式中，方法可增强银纳米片的稳定性以促进增加的光密度，同时在经历浓缩工艺时，以小于银纳米片的50％、40％、30％、25％、20％、10％、5％、3％、2％、1％将形状由纳米片改变为另一种形状(例如，球形的、立方体的、和/或不规则的)。在多个实施方式中，纳米片可以具有一个、两个、或更多个直边(flat side)。在另一个实施方式中，纳米片是角锥状的。

银纳米片具有优于其他等离子体纳米颗粒形状和组合物明显的优势。例如，由于较低生产成本的可能性(较少的反应废物和较低的材料成本)，银纳米片具有优于包括金纳米壳层和金纳米棒的等离子体纳米颗粒形状和组合物的优势。此外，因为纳米片的平面表面与入射光的偏振产生共振，当在溶液中随机地取向且利用非偏振光辐射时，相对于金纳米棒，银纳米片的每金属重量光密度(O.D.)更大。另外，对于相同的金属重量来说，银纳米片的吸光度高于金纳米壳层的吸光度，因为相对于利用纳米壳层，利用纳米片构架，与被分散相比更大部分的光被吸收。对于很多应用来说，成本和吸光度的这些益处只有纳米片在高浓度下被稳定化且持续长时期才能实现，这是本发明的一个实施方式的主题。

银纳米片制作

现代纳米颗粒合成技术能够开发具有独特光学性能的材料用于广泛的应用，这些应用包括诊断应用、遮蔽应用、和治疗应用。如通过当前传统的方法制作的银纳米片的光密度的范围通常是从0.1至10cm^-1(例如，0.1-9.9cm^-1、1-9cm^-1、3-7cm^-1、1-5cm^-1、和/或5-10cm^-1)，这些传统的方法包括光转化、pH控制的光转化、热生长、和/或晶种诱导生长方法。许多技术寻求银纳米片的更高光密度的溶液。本发明的若干实施方式描述用于浓缩银纳米片和形成更高光密度的银纳米片溶液的新的和非显而易见的方法。例如，在多个实施方式中，方法可将银纳米片溶液的光密度增加到大于10cm^-1、20cm^-1、30cm^-1、50cm^-1、80cm^-1、100cm^-1、150cm^-1、200cm^-1、300cm^-1、400cm^-1、500cm^-1、600cm^-1、700cm^-1、800cm^-1、900cm^-1、和/或1000cm^-1、或更大。

可以利用下列方法或可替换的方法制作银纳米片：光转化(Jin等人2001；Jin等人2003)、pH控制的光转化(Xue 2007)、热生长(Hao等人2004；Hao 2002；He 2008；Metraux2005)、模板化生长(Hao等人2004；Hao 2002)、晶种诱导生长(Aherne 2008；Chen；Carroll2003；Chen；Carroll2002,2004；Chen等人2002；He 2008；Le Guevel 2009；Xiong等人2007)，全部以参考方式并入本文。根据本发明的多个实施方式的可替换的方法包括其中由包括一种或更多种稳定剂和银源的溶液形成银纳米片，且其中化学剂、生物剂、混合、电磁辐射、和/或热被用于还原银源的方法。

在图1中显示利用光转化方法的一个实施方式制作的银纳米片的光谱。光谱(100)的峰值波长在775nm的波长处，具有0.74cm^-1的光密度。在图2中显示利用晶种诱导生长方法的一个实施方式制作的银纳米片的光谱。光谱(200)的峰值波长在930nm的波长处，具有2.58cm^-1的光密度。在图3A中显示利用光转化方法制造的银纳米片的透射电子显微镜图像。在图3B中显示利用晶种诱导生长方法制造的银纳米片的透射电子显微镜图像。

在一个实施方式中，当利用切向流过滤来浓缩如所制作的纳米片时，很多纳米片的形状可转变为纳米微球，降低制剂功效，如通过～400nm处增加的峰高所证明的，在～400nm处是球形银纳米颗粒的峰值光学共振。图4显示在浓缩之前(400)和之后(410)，在缺少浓缩稳定剂时，纳米片的溶液的一个实施方式的光密度。相应于纳米片的等离子体共振的光学共振峰从815nm(420)移动到745nm(430)，这证明纳米片的平均边长减小。

图5显示图4示出的纳米片光谱的归一化的图。关于纳米片的这种溶液，700nm-850nm范围内的峰的强度与溶液中的纳米片的数目相关。400nm范围内的峰的强度与溶液中球形颗粒的数目相关。在浓缩之前，较长的波长峰(520)与较短的波长峰(540)的比率是3。在浓缩之后，较长的波长峰(530)与较短的波长峰(550)的比率是0.8。这种变化的比率证明，银纳米片改变形状，并且溶液中的纳米片的数目被减少。

在一个实施方式中，纳米片的溶液可以被稳定化。图6显示在硼酸盐的溶液中(例如，硼酸钠、四硼酸钾等等)通过聚乙烯醇稳定化的纳米片的溶液的一个实施方式的光密度。纳米片峰的峰值波长对于未浓缩的(620)和浓缩的(630)溶液来说是相同的，表明纳米片的边长在浓缩之前(600)和在浓缩之后(610)是相同的。图7显示证明峰的谱形在浓缩之前(700)和在浓缩之后(710)没有变化的归一化的光谱，从而表明，在一个实施方式中，表面涂层足够防止纳米颗粒的形状改变。在多个实施方式中，在没有表面保护的情况下，大于10％、大于20％、大于30％、或大于50％的银纳米片改变形状。在其他实施方式中，如果利用保护性表面涂层涂覆纳米片，那么小于20％、小于10％或小于5％的银纳米片经历形状改变。在一个实施方式中，在图8中显示浓缩为具有～900cm^-1的峰值光密度的纳米片溶液的光谱。

在一个实施方式中，在多步过程中形成银纳米片。在一个实施方式中，浓缩纳米片的步骤在图9中显示，且包括制作银纳米片(900)、添加稳定剂(910)、浓缩纳米片(920)和任选地利用二氧化硅涂覆纳米片(930)。在多个实施方式中，可以以任何顺序操作这些步骤。在一个实施方式中，第一步从包含还原剂、稳定剂、水溶性聚合物和银盐的水溶液形成银晶种。可以在加入银源之前混合还原剂、稳定剂和水溶性聚合物。在多个实施方式中，用于银晶种形成步骤的还原剂可以是甲醛、硼氢化钠、另一种硼氢化物、氢气、一氧化碳气体、肼、或还原糖、或这些的组合。在多个实施方式中，还原剂可以至少0.1mM、1mM、或3mM的浓度存在。在多个实施方式中，还原剂可以从0.1mM至1mM、0.3mM至3mM、0.5mM至2mM、0.1mM至2mM、0.1mM至10mM的浓度存在。

在多个实施方式中，稳定剂可以是盐、聚合物、或生物分子。在一个实施方式中，稳定剂是柠檬酸三钠或另外的柠檬酸盐衍生物。

在一个实施方式中，水溶性聚合物是聚阴离子聚合物，包括，但不限于，磺酸盐衍生的聚合物、聚苯乙烯磺酸盐的衍生物如聚苯乙烯磺酸盐的无机盐、或聚苯乙烯磺酸盐的单价盐。在一个实施方式中，水溶性聚合物是聚苯乙烯磺酸钠(poly(sodiumstyrenesulphonate))(PSSS)。在一个实施方式中，PSSS的分子量在约3kDa和约1000kDa之间。在多个实施方式中，PSSS的分子量为从3kDa至10kDa、5kDa至50kDa、10kDa至100kDa、30kDa至300kDa、50kDa至500kDa、100kDa至1000kDa、300kDa至1000kDa、500kDa至1000kDa。

在多个实施方式中，银盐可以是任何水溶性银盐，包括但不限于醋酸银、高氯酸银、硝酸银、三氟醋酸银、或三氟甲基磺酸银。

在一个实施方式中，用于配制银纳米片的步骤包括在包含银晶种、酸性还原剂和银盐的水溶液中，使晶种生长成银纳米片。在一个实施方式中，酸性还原剂是柠檬酸或抗坏血酸。用于其中晶种生长为银纳米片的步骤的银盐可以是任何水溶性银盐，包括醋酸银、高氯酸银、硝酸银、三氟醋酸银、三氟甲基磺酸银、或其组合。

在一个实施方式中，在1s^-1和100,000s^-1之间(例如，至少10、50、100、200、300、400、500、1000、2000、5000、10000、20000、50000、75000、90000s^-1)的剪切流速下搅拌银纳米片。在多个实施方式中，在10s^-1和100s^-1、50s^-1和500s^-1、100s^-1和300s^-1、200s^-1和500s^-1、100s^-1和400s^-1、500s^-1和1000s^-1、1000s^-1和10000s^-1、2000s^-1和5000s^-1、1000s^-1和2000s^-1、5000s^-1和/或10000s^-1的剪切流速下搅拌银纳米片。

银纳米片涂层

在一个实施方式中，银纳米片具有被吸附到或以其他方式被结合至颗粒表面的分子。表面上的分子是合成的反应物或反应物副产物。本发明的一个目标是利用更加充分地保护颗粒在浓缩期间免于改变形状的其他分子来部分地或完全地交换被结合至银纳米片的表面的分子。本发明的另一个目标是在制作期间使用稳定剂，这产生片状形状且还在随后的浓缩期间稳定这些片。

在多个实施方式中，可以被利用的稳定剂包括被物理吸附到(例如，通过非分子结合力吸附)表面、通过特定相互作用(例如，硫醇或胺)在分子上结合至表面、或封装表面(例如，金属氧化物或准金属氧化物壳层)的化学剂或生物剂。在一个实施方式中，感兴趣的特定化学剂包括聚合物。在一个实施方式中，感兴趣的特定化学剂包括聚合物如聚磺酸盐。在一个优选的实施方式中，利用磺酸盐来衍生稳定聚合物。在某些实施方式中，可以采用乙烯基聚合物、碳水化合物、环氧乙烷类、酚类、和糖类。这些聚合物的具体的实例包括聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、多糖、苯酚、鞣酸、葡聚糖、和聚乙二醇(PEG)，包括含有一个或更多个化学基团(例如，胺、硫醇、丙烯酸盐、炔烃、马来酰亚胺、硅烷、叠氮化物、羟基、脂质、二硫化物、荧光分子、或生物分子部分)的PEG分子。感兴趣的具体的分子包括蛋白质、肽、寡核苷酸、生物素、链烷硫醇、硫辛酸和二氢硫辛酸和这些酸的衍生物、牛血清白蛋白、链霉亲和素、中性抗生物素蛋白(neutravidin)、麦胚凝集素、天然存在的和合成的寡核苷酸和肽，包括具有一个或更多个化学官能团(例如，胺、硫醇、二硫醇、丙烯酸亚磷酰胺、叠氮化物、异羟基洋地黄毒苷、炔烃、或生物分子部分)的合成的寡核苷酸。感兴趣的具体的封装化学剂包括金属氧化物壳层如SiO₂和TiO₂。可以在银纳米片的形成之前，在银纳米片的形成期间，或在银纳米片的形成之后，添加稳定剂。感兴趣的另外的化学剂是阿拉伯树胶。在某些实施方式中，稳定剂还调节溶液的pH。

载体溶液

在本发明的一个实施方式中，在水溶液中制作银纳米片。在另一个实施方式中，在可以包括乙醇、异丙醇、或诸如庚烷、甲苯、或丁醇的有机溶剂的其他溶液中制作银纳米片。

在一个实施方式中，在添加稳定剂(stabilant)之前、期间、或之后，添加酸、碱或缓冲剂，以改变溶液pH。在一个实施方式中，添加通常含有水溶性盐的缓冲液。在一个实施方式中，水溶性盐包括硼酸盐。在一个实施方式中，水溶性盐包括硼酸钠。在一个实施方式中，使纳米片悬浮在碳酸氢钠缓冲液或硼酸钠缓冲液中。在一个实施方式中，添加pH调节剂之后溶液的pH大于pH6、pH7、pH8、pH9、或pH10。在多个实施方式中，添加pH调节剂之后溶液的pH为从pH6至pH8、pH6.0至pH9、pH7至pH10、pH7至pH11、pH8至pH10、pH8至pH11、或pH7至pH12。

在一个实施方式中，纳米片涂层和缓冲液中存在的水溶性盐的组合对纳米片制剂提供稳定性。在某些实施方式中，盐的一种组分可以与纳米片涂层或稳定剂相互作用，以交联涂层且增加涂层的稳定性。在多个实施方式中，这样的交联可以包括纳米片表面、水溶性盐、和/或涂层材料/稳定剂之间的非共价键(例如，离子键、疏水性相互作用、氢键和范德华力，包括色散力、偶极-偶极和偶极-诱导的偶极相互作用)和/或共价键。在某些实施方式中，缓冲液中存在的水溶性盐的存在改变稳定剂或涂层材料与纳米片表面的结合亲和力，例如，通过修饰纳米片表面上的ζ电势和/或电荷。在其他实施方式中，缓冲液中存在的水溶性盐通过共价结合或非共价结合改变稳定剂或涂层材料与所述盐自身的结合亲和力。在某些实施方式中，水溶性盐的存在通过被物理吸附到颗粒表面上与稳定剂缔合来调节稳定剂与颗粒的表面的结合。在进一步的实施方式中，水溶性盐通过与稳定剂或涂层材料的单元缔合且降低涂层材料在纳米片表面上或周围排序所需的自由能来调节聚合物与所述盐自身的结合。在一个实施方式中，纳米片涂层是聚合物，并且交联产生包围纳米片的全部或部分的粘弹性凝胶。在其他实施方式中，使稳定剂与含有水溶性盐的缓冲液混合，且稳定剂和水溶性盐的组分两者都结合至纳米片的表面上。在一个实施方式中，使基于聚乙烯的聚合物如聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮与硼酸盐如硼酸钠混合。可以使聚乙烯醇和硼酸盐络合，以便通过氢键形成凝胶(Schultz 1969)。在一个实施方式中，图6和图7显示在浓缩之前利用聚乙烯醇和硼酸钠稳定银纳米片以保存纳米颗粒的形状的效果。

表面稳定化

在多个实施方式中，稳定剂可以是被加入到银纳米片溶液中的固体或液体制剂。稳定剂对银纳米片的表面具有亲和力且能够以广泛的相对浓度与纳米片表面缔合。在某些实施方式中，通过稳定剂替代银纳米片上的结合分子。可选择地，稳定剂，如聚合物，共价地附着到在纳米片的表面上存在的银原子。聚合物涂层可遍布银纳米片的外表面的全部或部分。例如，利用一种类型的聚合物或多种不同的聚合物类型涂覆银纳米片的外表面的至少5％、10％、15％、20％、25％、50％、75％、80％、90％、95％、99％、99.9％或大于99.9％。在一个实施方式中，在银纳米片的形成之前添加稳定剂，而在另一个实施方式中，在合成银纳米片之后添加稳定物质。因而，提供的是含有聚合物涂覆的银纳米片的组合物且含有这些组合物的溶液可以具有小于或等于10cm^-1的光密度。可选择地，这样的溶液具有聚合物涂覆的银纳米片和大于10cm^-1的光密度；这些溶液可以通过浓缩或纯化更稀的溶液中存在的聚合物涂覆的银纳米片获得。在某些实施方式中，将稳定剂加入到如所制作的银纳米片溶液中。在其他实施方式中，洗涤纳米片的溶液，或以其他方式去除残留的反应物。在某些实施方式中，在添加稳定剂之前，利用一种或更多种溶液一次或更多次地交换悬浮的溶液，例如，以便洗涤纳米片或改变溶液的pH。还提供的是成套工具，其在一个或更多容器内含有光密度大于10cm^-1的纳米片的溶液和适于利用金属氧化物的壳层(或涂层)涂覆纳米片的含金属氧化物的溶液或含金属氧化物前体的溶液。优选地，容器被提供有其使用说明。在某些实施方式中，成套工具含有具有含聚乙烯基聚合物的涂层的纳米片。在其他实施方式中，聚乙烯基聚合物含有硼酸盐。具有稳定剂涂层的纳米片按照本文提供的或否则本领域已知的来表征，例如通过颗粒分析器或发射探测器如NMR、傅里叶变换光谱学、质谱分析、或相似的分析。

一旦添加稳定剂，稳定剂和银纳米片的混合物就可能经历许多不同的工艺，包括加热、煮沸、在回流下煮沸、旋转蒸发、真空、搅拌、利用磁搅拌棒搅拌、利用置顶混合器搅拌、利用均质器搅拌、摇动、微流化(microfluidization)、冷藏、和冷冻。

洗涤和浓缩

在一个实施方式中，在完成稳定化步骤之后，可以洗涤银纳米片以去除残留的反应物或利用另一种溶液交换溶液。可以利用渗析、离心分离、过滤、或切向流过滤(也称为错流过滤(cross flow filtration))完成溶液的交换。在多个实施方式中，样品内交换的洗涤体积数是零、1、2、3、4、5、1和5、5至10、10至20、或超过20个洗涤体积(含)。

可以利用离心分离、蒸发、过滤、渗析或切向流过滤制作光密度大于10cm^-1(例如，11-5000cm^-1、15-2000cm^-1、20-1000cm^-1、80-150cm^-1、90-110cm^-1、900-1100cm^-1、100cm^-1、1000cm^-1、或更大)的纳米颗粒溶液。本发明的一个实施方式利用切向流过滤作为浓缩银纳米片溶液的工艺。可以由多种材料形成所利用的过滤膜。在多个实施方式中，感兴趣的具体的过滤膜材料可以包括纤维素酯、聚砜、和聚醚砜。在多个实施方式中，所利用的过滤膜的孔可以具有小于约10kD、在10kD至500kD之间、或大于约500kD的截留分子量，和/或小于约0.05μm、在0.05μm和0.5μm之间、或大于约0.5μm的孔径。在多个实施方式中，所利用的过滤膜的孔可以具有在10kD至100kD之间、在10kD至500kD之间、在20kD至500kD之间、在20kD至250kD之间的截留分子量，和/或在0.02μm和0.1μm之间、在0.05μm和0.2μm之间、在0.05μm和0.5μm之间、在0.10μm和0.2μm之间、在0.1μm和0.5μm之间的孔径。切向流过滤还可以用于改变在其中分散银纳米片的溶剂。在多个实施方式中，感兴趣的具体的溶剂包括水和醇(例如，叔丁醇、乙醇、和异丙醇)，以及其他极性或非极性溶剂。另外，切向流过滤可用于去除残留的化学品。图8显示已经被浓缩为930cm^-1的峰值吸光度的纳米片的溶液的一个实施方式。

在多个实施方式中，增加银纳米片溶液浓度以产生光密度大于约5cm^-1、大于约10cm^-1、大于约50cm^-1、大于约75cm^-1、大于约100cm^-1、大于约500cm^-1、和/或大于约1000cm^-1的最终溶液。在多个实施方式中，增加银纳米片溶液浓度以产生光密度为从在10cm^-1至100cm^-1之间、在30cm^-1至300cm^-1之间、在50cm^-1至500cm^-1之间、在100cm^-1至1000cm^-1之间、在300cm^-1至3000cm^-1之间、或在500cm^-1至5000cm^-1之间的最终溶液。本发明的一个实施方式是，其中将银纳米片溶液浓度增加到10⁶、10⁷、10⁸、10⁹、10¹⁰、10¹¹、10¹²、或10¹³颗粒每毫升之上。在多个实施方式中，将银纳米片溶液浓度增加到在10⁶和10¹³之间、在10⁷和10¹³之间、在10⁸和10¹³之间、在10⁹和10¹³之间、在10¹⁰和10¹³之间、在10¹¹和10¹³之间、或在10¹²和10¹³之间颗粒每毫升。在多个实施方式中，银浓度大于0.1、1.0、2、4、5、7、8、9和/或10mg/mL。在多个实施方式中，银浓度在0.1至1.0之间、在0.3至3.0之间、在0.5至5.0之间、在1.0至10.0之间、在3.0至30.0之间、在5.0至50.0之间、在10.0至200.0之间、在1.0至200.0之间、在1.0至500.0之间、或在10.0至500.0mg/mL之间。

二氧化硅涂层和结壳(shelling)

在一个实施方式中，利用二氧化硅的壳层封装浓缩的银纳米片。涂层可以遍布银纳米片的外表面的全部或部分。例如，利用二氧化硅涂覆银纳米片的外表面的至少5％、10％、15％、20％、25％、50％、75％、80％、90％、95％、99％、99.9％或大于99.9％。可以使浓缩的片与醇(例如，乙醇或异丙醇)混合。在一个实施方式中，将氨基硅烷或巯基硅烷加入到溶液中，以使硅烷分子结合到纳米片的表面上。硅烷分子结合到纳米片的表面上对纳米片上的表面涂层是特异性的。在加工期间使纳米片稳定的某些纳米颗粒涂层将与二氧化硅壳层的形成不相配。在一个实施方式中，利用对溶液中的硅烷分子具有亲和力的分子涂覆纳米片的表面。在一个实施方式中，基于聚乙烯的聚合物如聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮在添加硅烷分子之前被结合至纳米片的表面。在其他实施方式中，基于聚乙烯的聚合物表面在添加硅烷分子之前与缓冲液中存在的水溶性盐(例如，硫酸盐、碳酸盐、铬酸盐、硼酸盐、磷酸盐、和亚硫酸盐、醋酸盐、和硝酸盐中的一种或更多种)络合。在其他实施方式中，巯基十六烷酸、巯基十一烷酸、或其他含硫醇的酸被结合至纳米片的表面。一旦存在结合至纳米片的表面的最初的硅烷，就可以在碱的存在下将另外的硅烷加入到溶液中，以形成二氧化硅壳层。在一个实施方式中，利用二氧化硅壳层涂覆的纳米片可被转移至水中且可以利用浓缩方法如切向流过滤来浓缩。在另一个实施方式中，使二氧化硅壳层与铝盐如氯化铝溶液、稳定聚合物如聚乙烯吡咯烷酮、或缓冲液如碳酸氢钠混合。

本发明的一个目标是制作包括利用二氧化硅壳层涂覆的银纳米片的浓缩液的溶液。在一个实施方式中，如在1cm路径长度吸收池中测量的溶液的峰值光密度在10、20、50、100、500或1000之上。在多个实施方式中，如在1cm路径长度吸收池中测量的溶液的峰值光密度在10-100之间、20-200之间、30-300之间、50-500之间、100-1000之间、200-1000之间、300-1000之间、500-1000之间、和/或200-2000之间、和其中的任何组合。在另一个实施方式中，银浓度在0.1mg/mL、1mg/mL之上或在10mg/mL之上。在若干实施方式中，银浓度在0.1至1.0之间、0.3至3.0之间、0.5至5.0之间、1.0至10.0之间、3.0至30.0之间、5.0至50.0之间、10.0至200.0之间、1.0至200.0之间、1.0至500.0之间、和/或10.0至500.0mg/mL之间，和其中的任何组合。在一个实施方式中，二氧化硅壳层厚度在2至100nm之间，而在另一个实施方式中，在5至50nm之间。在多个实施方式中，二氧化硅壳层厚度在3和20nm之间、5和20nm之间、10和20nm之间、10和50nm之间、10和100nm之间、1和10nm之间、3和30nm之间、5和50nm之间、和/或5和200nm之间，和其中的任何组合。可以从硅烷的混合物制作二氧化硅壳层，包含但不限于氨基丙基三乙氧基硅烷、巯基丙基三乙氧基硅烷和原硅酸四乙酯(tetraethylorthosilicate)。二氧化硅壳层可含有氮或硫原子。二氧化硅壳层可以含有胺部分或巯基部分。二氧化硅壳层可含有铝或钠原子。

在另一个实施方式中，溶液含有缓冲液，其包括浓度大于0.1mM、1.0mM或10.0mM的水溶性盐(例如，硫酸盐、碳酸盐、铬酸盐、硼酸盐、磷酸盐、和亚硫酸盐、醋酸盐、和硝酸盐中的一种或更多种)。在多个实施方式中，水溶性盐浓度可以是从0.1mM至1mM、0.3mM至3mM、0.5mM至5mM、1mM至10mM、1mM至30mM、1mM至50mM、1mM至1000mM、和其中的任何组合。溶液的峰值吸收波长可以在500nm至1500nm之间、500nm至1200nm、500nm至1000nm、600nm至1200nm、700nm至1200nm、700nm至1500nm、700nm至900nm、和/或900nm至1100nm、和其中的任何组合。

储存

在多个实施方式中，浓缩的颗粒被储存在低于-10、0、4、6、10、或20摄氏度的温度下。在一个实施方式中，在真空下冷冻且干燥颗粒。在一个实施方式中，冻干颗粒。在一个实施方式中，超临界干燥颗粒。在一个实施方式中，在高温干燥或冷冻干燥颗粒之前，将另外的稳定剂或其他冷冻保护剂加入溶液中。

复合材料

在本发明的一个实施方式中，银纳米片的高光密度溶液与基底缔合。在多个实施方式中，基底的实例包括纤维、织物、丝网、绷带、短袜、围巾、其他衣着类商品、海绵、高孔隙率基底、具有大于1微米边长的颗粒、玻璃粉、毛发、皮肤、纸张、吸收剂聚合物、泡沫、木材、软木塞、载物玻璃片、粗糙面、生物相容的基底、过滤器或医用植入物。在多个实施方式中，利用基底温育至少1mg/mL、10mg/mL、和/或100mg/mL浓度的银纳米片的溶液。在若干实施方式中，利用基底温育的银纳米片浓度在0.1至1.0mg/mL之间、在0.3至3.0mg/mL之间、在0.5至5.0mg/mL之间、在1.0至10.0mg/mL之间、在3.0至30.0mg/mL之间、在5.0至50.0mg/mL之间、在10.0至20.0mg/mL之间、在5.0至50.0mg/mL之间、在3.0至50.0mg/mL之间、在1.0至100.0mg/mL之间、在10.0至100.0mg/mL之间、在20.0至100.0mg/mL之间、在30.0至100.0mg/mL之间。在另一个实施方式中，利用基底温育的银纳米片溶液在10⁶和10¹³颗粒每毫升之间、在10⁷和10¹³颗粒每毫升之间、在10⁸和10¹³颗粒每毫升之间、在10⁹和10¹³颗粒每毫升之间、在10¹⁰和10¹³颗粒每毫升之间、在10¹¹和10¹³颗粒每毫升之间、在10¹²和10¹³颗粒每毫升之间、或大于10¹³颗粒每毫升。在另一个实施方式中，在利用基底温育之前，制备光密度至少10、20、50、100、300、500、1000和/或2000cm^-1的银纳米片。在多个实施方式中，制备光密度在10-100、20-200、30-300、50-500、100-1000、200-1000、300-1000、500-1000或200-2000之间的银纳米片。在另一个实施方式中，用化学方法处理基底，以增加纳米片与基底的结合。例如，可以利用产生带正电荷的或带负电荷的表面的分子来功能化基底。在另一个实施方式中，选择温育溶液的pH，以便优化结合。在另一个实施方式中，银纳米片覆盖至少5％、10％、20％、30％、50％或75％的基底。在多个实施方式中，银纳米片覆盖5％至10％之间、10％至100％之间、10％至50％之间、50％至100％之间、30％至100％之间、30％至70％之间、40％至80％之间、50％至90％之间、60％至100％之间、70％至100％之间、80％至100％之间、90％至100％之间、0％至5％之间、0％至10％之间、0％至20％之间、0％至30％之间、0％至50％之间的基底。在另一个实施方式中，将其他溶剂或化学品加入温育溶液中。在另一个实施方式中，生物连接器(例如，抗体、肽、DNA)被用于使高光密度银纳米片结合至基底的表面上。在一个实施方式中，温育持续少于1分钟、5分钟、20分钟、60分钟、或120分钟。在多个实施方式中，温育时间在0至1分钟之间、1分钟至120分钟之间、5分钟至120分钟之间、20分钟至120分钟之间、60分钟至120分钟之间、5分钟至60分钟之间、10分钟至60分钟之间、20分钟至60分钟之间、0分钟至10分钟之间、0分钟至20分钟之间、或0分钟至5分钟之间。

在一个实施方式中，基底被与温育溶液分离且被干燥。可以利用风干、高温干燥、冷冻干燥、或超临界干燥来干燥基底。在另一个实施方式中，可以通过将基底浸入另一种材料、利用另一种材料涂装基底、或使基底暴露于处于汽相状态的另一种材料而进一步处理干燥后的基底。

从本文公开的发明的说明书和实践的考虑，本发明的其他实施方式对本领域的技术人员将是明显的。意图是，说明书和实施例仅被认为公开本发明的某些实施方式，并且本发明的真实范畴和精神通过下文的权利要求指示。

在不脱离主题的精神或必要的特征的情况下，可以以其他特定形式体现本文描述的主题。因此，在所有方面中，上文的实施方式应当被认为是说明性的而不是限制性的。虽然实施方式允许多种修饰、和可替换的形式，但是其具体的实施例已经在附图中显示了且在本文详细描述。然而，应当理解，本发明不应被限于公开的具体的形式或方法，而是相反地，本发明将涵盖属于描述的多个实施方式和附加的权利要求的精神和范畴内的所有的修饰、等同物、和可选方案。不必以列举的顺序执行本文公开的任何方法。

本文公开的方法包括实际工作者采取的某些行为；然而，他们还可以明显地或含蓄地包括那些行为的任何第三方指示。例如，行为如“识别皮肤组织的目标区域”包括“指示皮肤组织的目标区域的识别”。

本文公开的范围还包含任何和所有的重叠、子范围、和其组合。语言如“多达”、“至少”、“大于”、“小于”、“在…之间”等等包括列举的数。之前有术语如“约”或“大致”或“大体上”的数包括列举的数。例如，“约3mm”包括“3mm”。本文使用的术语“大致”、“约”和/或“大体上”表示仍然履行期望的功能或实现期望的结果的接近于陈述的量或特征的量或特征。例如，术语“大致”、“约”和“大体上”可以指在小于陈述的量或特征的10％内、在小于陈述的量或特征的5％内、在小于陈述的量或特征的1％内、在小于陈述的量或特征的0.1％内、和在小于陈述的量或特征的0.01％内的量。

实施例

下面的具体的实施例的描述仅意图是说明的目的且不意图限制本文公开的发明的范畴。

实施例1：银纳米片

利用银晶种合成银纳米片，所述银晶种通过在含水条件下，在柠檬酸三钠和聚苯乙烯磺酸钠存在的情况下，利用硼氢化钠还原硝酸银制备。银晶种制备：允许21.3mL含水2.5mM柠檬酸三钠溶液在磁搅拌下混合。然后，在单独的烧杯中制备1mL的2g/L聚苯乙烯磺酸钠(PSSS)溶液。然后通过将硝酸银盐溶入水制备21.3mL 0.5mM硝酸银溶液。一旦制备好上述溶液，就在4℃水中制备1.33mL 0.5mM硼氢化钠溶液。然后，将该硼氢化物和PSSS溶液加入到含有柠檬酸盐的烧杯内且允许混合。然后，利用蠕动泵以100mL/min的速度将硝酸银溶液泵入柠檬酸盐溶液内。此晶种溶液然后被允许在室温下过夜搅拌。通过使1530mLMilli-Q水(超纯水)与35mL 10mM抗坏血酸溶液混合制备银纳米片。一旦充分地混合溶液，就将制备的银晶种加入到反应器内。以100mL/min的速度将353mL 2mM硝酸银溶液泵入反应器。使反应混合两小时。TEM分析显示，超过70％颗粒是纳米片。溶液的光密度是2.8cm^-1。

实施例2：浓缩的银纳米片

将15L峰值光密度为约5cm^-1的银纳米片与3.5g聚乙烯醇(PVA)和硼酸钠混合，利用使用具有3100cm²表面面积的500kD聚砜切向流膜的切向流过滤来浓缩。将溶液浓缩持续大致90分钟，且最终的溶液体积从15L减少到0.5L。银纳米片溶液光密度增加到约150cm^-1。因而，根据一个实施方式，用于将银纳米片溶液从5cm^-1增加到150cm^-1(例如，粗略地30倍光密度的增加)的方法包括将PVA和硼酸钠加入到银纳米片中，和利用切向流过滤来浓缩溶液的步骤。

实施例3：浓缩的银纳米片

在浓缩银纳米片的一个实施例中，将1.2L峰值光密度为约4cm^-1的银纳米片与4L无水乙醇和约49mL氢氧化铵溶液混合。将0.6mL稀的氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)加入到溶液中。在温育15分钟之后，添加6.5mL原硅酸四乙酯(TEOS)溶液。在24小时之后，利用具有1050cm²的表面面积的500kD聚砜切向流膜浓缩1L溶液。最终的溶液体积减少至150mL，银纳米颗粒溶液光密度增加至约40cm^-1。因而，根据一个实施方式，用于将银纳米片溶液从4cm^-1增加至40cm^-1(例如，粗略地10倍光密度的增加)的方法包括向银纳米片中添加无水乙醇、氢氧化铵溶液、氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、和原硅酸四乙酯(TEOS)，和利用切向流过滤来浓缩溶液的步骤。

实施例4：具有二氧化硅壳层的纳米片

使二氧化硅壳层在800nm共振的(～75nm边长)聚乙烯吡咯烷酮(PVP)覆盖的银纳米片的表面上生长。在连续搅拌下，将2mg/mL浓度的400mL800nm共振的PVP覆盖的银纳米片溶液(20cm^-1O.D.)加入到2.3L试剂级的乙醇和190mL Milli-Q水中。然后，将4.3mL稀的氨丙基三乙氧基硅烷(在4.085mL异丙醇中的215μL APTES)加入到溶液中，紧接着立即添加44mL30％氢氧化铵。在温育15分钟之后，将31mL稀的原硅酸四乙酯(29.45mL异丙醇中的1.55mLTEOS)加入到溶液中。然后，过夜搅拌溶液。然后在超速离心机上以17000RCF将纳米片离心分离15分钟，且每次在Milli-Q水中重构，且重复两次。二氧化硅壳层厚度是15nm。浓缩的材料的光密度是2040cm^-1。

实施例5

以3000RCF将利用聚乙烯醇和硼酸钠稳定化的浓缩的银纳米片的40O.D.溶液的40mL溶液旋转30分钟。去除上清液并利用浴槽式超声处理(bath sonication)再次分散小球。如图8显示的，浓缩的银纳米片光密度大于900O.D.。

实施例6：基底上浓缩的纳米片

将1000O.D.银纳米片的5mL溶液加入到3”×3”截面的吸水布(吸收剂合成的干燥油鞣革(Absorber Synthetic Drying Chamois)，清洁工具)上。在添加之后，允许风干基底。一旦干燥，银纳米片就结合到吸水布的表面上，且当随后布被弄湿和通过加压去除水时，都不能将其解除。

参考文献

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上述列出的参考文献中的每一个通过参考以其整体并入。

Claims (10)

1.一种用于增加稳定的银纳米片溶液的光密度的工艺，包括：

提供包含多个具有片状形状且具有在0.1至10cm^-1之间的峰值光密度的银纳米片的溶液；

将稳定剂加入到所述溶液中；

将缓冲液加入到所述溶液中；和

浓缩含缓冲液的溶液以形成浓缩液，

其中所述浓缩液包含多个具有所述片状形状的银纳米片，并且其中所述浓缩液的峰值光密度大于10cm^-1。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中所述稳定剂包括由聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、和葡聚糖组成的组中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的工艺，其中所述稳定剂包括由聚磺酸盐、环氧乙烷类、酚类、和碳水化合物组成的组中的至少一种。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的工艺，其中所述银纳米片具有在1.5和50之间的长宽比。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的工艺，其中所述银纳米片包括在10nm和300nm之间的边长。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的工艺，其中所述稳定剂包括柠檬酸钠。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的工艺，其中所述缓冲液包含硼酸盐。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的工艺，其中所述缓冲液包含硼酸钠。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的工艺，其中所述稳定剂包括含硫醇分子。

10.根据权利要求9所述的工艺，其中所述含硫醇分子包括二氢硫辛酸或其衍生物。