涂有具有可见光谱区内颜色的金属纳米粒子混合物的多色-编码胶体粒子及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种涂有具有可见光谱区内颜色的金属纳米粒子混合物的多色胶体粒子及其制备方法。特别是，本发明专利技术涉及这样的金属纳米粒子混合物，其中两种或两种以上的纳米粒子选自由显示红色的金属纳米粒子、显示黄色的金属纳米粒子、和显示蓝色的金属纳米粒子组成的组，这些纳米粒子以多种组成比率混合。本发明专利技术还涉及在聚合物或无机胶体粒子上涂有金属纳米粒子混合物的多色胶体粒子，及其制备方法。根据本发明专利技术，可见光谱区内的全部颜色可以通过适当地混合显示三原色的金属纳米粒子而显示，并且多色胶体粒子能够通过用显示多种颜色的金属纳米粒子混合物涂布聚合物或无机胶体粒子而制备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂有具有可见光镥区内颜色的金厲纳米粒子混合物的 多色-编码胶体粒子及其制备方法技术领城木专利技术涉及涂有显示可见光谱区内颜色的金属纳米粒子混合物的胶 体粒子及其制备方法。特别是，本专利技术涉及显示可见光谱区颜色的金属 纳米粒子混合物，其中两种或两种以上的纳米粒子选自由显示红色的金 属纳米粒子、显示黄色的金属纳米粒子、和显示蓝色的金属纳米粒子组 成的组，这些纳米粒子以多种组成比率混合。本专利技术还涉及在聚合物或 无机胶体粒子上涂有金厲纳米粒子混合物的多色胶体粒子，及其制备方 法，
技术介绍
纳米粒予由金和银组成，其具有强烈吸收或散射特定波长光的现象 (表面等离子体激元共振效应)。由于该效果，金属纳米粒子已经用于显 示各种颜色的颜料。与有机染料相比，金属纳米粒子具有出色的吸收和 散射特性以及光学稳定性。另外，表面等离子体激元共振频率可以通过 改变其大小，形状，结构等来控制，从而制备出能够显示多种颜色的金 属纳米粒子。通过利用上述金属纳米粒子的特性，对生物传感器的研究已经积极开展，该生物传感器能够检測生物物质例如，基因(DNA)或蛋白质，这 是因为色变不必用专门的光学设备或工具而只要通过肉眼就能容易的观 察到。尽管金属纳米粒子作为胶体洛液其本质形式被使用，然而在基质上涂有这些金属纳米粒子后可以用作提高表面拉曼散射(SERS)效果的工具，或通过将其以均匀阵列形式或将其涂布在球形胶体粒子表面而用作生物和化学传感器。基于这些理由，直到最近，通过控制金属纳米粒子的大小和形状，制备显示多种颜色的纳米粒子的许多研究正在积极开展。公开号为2005/0287680的美国专利揭示了使用按照大小显示多种颜色金属纳米粒 子而检测生物样品的方法。然而，使用常规系统制备涂有显示多种颜色的金属纳米粒子混合物的胶体粒子，大小和形状彼此不同的多种类型的粒子需要在不同的反应条件下分别制备，并且也将很难可再现地显示多种颜色。其间，公开号为10-2005~0030398的韩国专利揭示了含有能有效抑制由于皮脂分泌而发光的金硅(gold silica)纳米粒子的人造化妆品组合物。 然而，所用的金纳米粒子局限于显示红色的为20-50nm粒子，并且其也 很难显示多种颜色。另外，公开号为2004/0058488的美国专利揭示了使 用胶休粒子作为传感器检测化学、生物和生物化学样品的方法，该胶体 粒子在其表面上具有多种化学官能团。然而，由于该方法使用光镊 (optical tweezers)检测样品，其检测样品很不容易。本申请人已经进行许多研究以解决上述问题，并且最终发现通过以适当的组成比率综合显示红色，黄色和蓝色的三种金属纳米粒子可制备显示多种颜色的多色胶体粒子，从而完成了本专利技术。
技术实现思路
相应地，本专利技术已经完成并解决了现有技术所存在的问题，并且本专利技术的一个目的在于，提供一种金属纳米粒子混合物，通过综合两种或两种以上的金属纳米粒子，其能够显示可见光谱区内的多种颜色。本专利技术的另一个目的在于，提供多色金属胶体粒子，其中将金属纳米粒子混合物涂布在胶体粒子(如聚合物或无机物)表面，以及其制备方法。为完成上述目的，本专利技术提供一种显示可见光谱区内颜色的金属纳 米粒子混合物，其中两种或两种以上的纳米粒子选自由显示红色的金属 纳米粒子，显示黄色的金属纳米粒子，和显示蓝色的金属纳米粒子组成 的组，这些纳米粒子以多种组成比率混合。在本专利技术中，金属纳米粒子优选的形式为纳米球、纳米棒、纳米 壳、但是也并非局限于此。在本专利技术中，显示红色的金属纳米粒子是球形金纳米粒子，显示黄 色的金属纳米粒子是银纳米粒子，显示蓝色的金属纳米粒子是金纳米棒、 金纳米壳、金纳米立方体或金纳米棱柱体。显示红色的金属纳米粒子优选由下列步骤制备(a) 在约100'C下回流HAuCl4;(b) 将还原剂添加到该回流溶液中，接着加热该混合溶液并且使其反 应；和(C)将反应溶液冷却到室温并且将其过滤。然而，也并非局限于此。另外，显示黄色的金属纳米粒子优选由下列步骤制备(a) 将AgN03、 PVP(聚乙烯吡咯烷酮)和EG(乙二醇)混合，并搅拌该 最终混合物；(b) 在约120X:下回流该混合物；和(c) 将回流反应溶液冷却到室温并且将其过滤。 然而，也并非局限于此。同样，显示蓝色的金属纳米粒子优选由下列步骤制备(a) 将还原剂添加到如上所述制备的显示黄色的银纳米粒子中，在约 100'C下回流该最终混合物；(b) 将HAuCU溶液添加到该回流反应溶液时，同时允许其反应；和(C)冷却反应溶液到室温并且将其过滤。然而，也并非局限于此。此外，本专利技术提供多色金属胶体粒子，其中金属纳米粒子混合物涂 布在胶体粒子(如聚合物或无机物)表面上。同样，本专利技术提供制备多色金属胶体粒子的方法，其中显示可见光 谱区内颜色的金属纳米粒子混合物涂布在胶体粒子表面上，该方法包括 如下步骤(a) 将金属纳米粒子混合物与聚合物或无机胶体粒子混合并且允许其反应；和(b) 从反应产物获得涂有金属纳米粒子的多色金属胶体粒子。在本专利技术中，聚合物或无机胶体粒子的表面优选用下组的官能团处理，该组由胺，硫醇，羟基，羧基和氨基糊精基团组成。另外，聚合物 或无机胶体粒子优选自下组，该组由聚苯乙烯、聚苯乙烯-甲基丙烯酸、 聚苯乙烯-二乙烯苯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯醚、聚氨基甲酸酯、树 枝状聚合物(dendrimer)、硅石、二氧化硅、1102和玻璃珠组成。根据本专利技术，在制备多色金属胶体粒子的方法中，步骤(a)的反应 优选在约pH 6.8的条件下进行。本专利技术的其它特征通过下面的专利技术详述和所附的权利要求书中将会 更加清楚。 附图说明图l是显示通过在聚合物或无机粒上涂布金属纳米粒子混合物制备 多色胶体粒子方法的示意图，其中显示出三原色(红色，黄色和蓝色)的金 属纳米粒子以一定的组成比率混合。图2显示通过以一定的组成比率混合显示出三原色(红色，黄色和蓝 色)的金属纳米粒子而获得金属纳米粒子混合物。图3显示金属纳米粒子混合物的吸收光谱，其中显示红色的金纳米粒子和显示黄色的银纳米粒子以一定组成比率混合，并且金属纳米粒子混 合物显示出多种颜色。图4显示金属纳米粒子混合物的吸收光谱，其中显示黄色的银纳米粒 子和显示蓝色的金纳米壳粒子以一定组成比率混合，并且金属纳米粒子 混合物显示出多种颜色。图5显示金属纳米粒子混合物的吸收光谱，其中显示红色的金纳米粒 子和显示蓝色的金纳米壳粒子以一定组成比率混合，并且金属纳米粒子 混合物显示除多种颜色。阁6显示含有胶体粒子的管，该胶体粒子通过分别地将对应七种彩虹 颜色的金属纳米粒子混合物涂布在球形聚苯乙烯微粒上制备。图7是胶体粒子表面的透射电子显微镜(TEM)图像，该胶体粒子通过 将球形的金纳米粒子在四种pH值(pH4.0， pH6.0， pH6.8和pH8.5)的 溶液中涂布在聚合物粒子上制备。图8忍.示胶体粒子的颜色，该胶体粒子通过将球形的金纳米粒子在四 种pH值(pH4.0， pH6.0， pH6.8和pH8.5)的溶液中涂布在聚合物粒子 上制备。图9是胶体粒子表面的扫描电子显微镜(SEM)图像，该胶体粒子根据 本专利技术通过将金属纳米粒子混合物涂布在聚合物和硅粒子表面上而获 得。图10是根据本专利技术的涂布在聚合物粒子表面上的金属纳米粒子TEM 图像。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示可见光谱区内颜色的金属纳米粒子混合物，其特征在于，两种或两种以上的纳米粒子选自由显示红色的金属纳米粒子、显示黄色的金属纳米粒子、和显示蓝色的金属纳米粒子组成的组，这些纳米粒子以多种组成比率混合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑峰贤，林勇泰，金真庆，
申请(专利权)人：韩国生命工学研究院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]