EP1514909B1

Nanoparticle with excellent durability, and method of manufacturing the same

Abstract

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EP1514909B1, drawing sheet 1
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Expired 31 August 2024, 2.1 years ago.

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24 claims: 24 independent, 0 dependent

  1. 1
    A nanoparticle comprising hydroxyl group arranged on the surface thereof, and an organic material layer formed on an external shell of a layer containing said hydroxyl group, wherein said organic material layer comprises at least one selected from the group consisting of primary amines (R1NH2), secondary amines (R1R2NH), tertiary amines (R1R2R3N), quaternary ammonium compounds (R4R5R6R7N+), where R1 to R7 are selected from hydrogen and substituted or unsubstituted hydrocarbon groups. Nanoparticule comprenant un groupe hydroxyle agencé sur la surface de celle-ci, et une couche de matériau organique formée sur une enveloppe externe d'une couche contenant ledit groupe hydroxyle, ladite couche de matériau organique comprend au moins l'un choisi dans le groupe constitué d'amines primaires (R1NH2), amines secondaires (R1R2NH), amines tertiaires (R1R2R3N), composés d'ammonium quaternaire (R4R5R6R7N+), où R1 à R7 sont choisis parmi hydrogène et des groupes hydrocarbonés substitués ou non substitués. Nanopartikel, umfassend eine Hydroxylgruppe, die auf der Oberfläche des Nanopartikels angeordnet ist, und eine organische Materialschicht, gebildet auf einer äußeren Schale einer Schicht, die die Hydroxylgruppe enthält, wobei die organische Materialschicht wenigstens eines umfasst, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus primären Aminen (R1NH2), sekundären Aminen (R1R2NH), tertiären Aminen (R1R2R3N), quartären Ammoniumverbindungen (R4R5R6R7N+), wobei R1 bis R7 ausgewählt sind aus Wasserstoff und substituierten oder nicht-substituierten Kohlenwasserstoffgruppen.
  2. 2
    Nanoparticule selon la revendication 1, comprenant plus d'une couche contenant ledit groupe hydroxyle. Nanopartikel nach Anspruch 1, umfassend mehr als eine Hydroxylgruppe-enthaltenden Schicht. The nanoparticle according to claim 1, comprising more than one layer containing said hydroxyl group.
  3. 3
    Nanoparticule selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle lesdits R1 à R7 comprennent un substituant à une terminaison opposée à un groupe amino ou un groupe ammonium. Nanopartikel nach Anspruch 1 oder 2, wobei R1 bis R7 einen Substituenten an einem Terminus umfassen, der einer Aminogruppe oder einer Ammoniumgruppe gegenüberliegt. The nanoparticle according to claim 1 or 2, wherein said R1 to R7 comprise a substituent at an opposite terminal to an amino group or ammonium group.
  4. 4
    Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle lesdites amines primaires (R1NH2) comprennent des alkylamines ayant un nombre de carbones de 4 à 100, et lesdits composés d'ammonium quaternaire (R4R5R6R7N+) comprennent un ammonium ayant deux chaînes alkyle ou plus ayant un nombre de carbones de 4 à 100. Nanopartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die primären Amine (R1NH2) Alkylamine mit einer Kohlenstoffzahl von 4 bis 100 umfassen, und wobei die quartären Ammoniumverbindungen (R4R5R6R7N+) Ammonium mit zwei oder mehr Alkylketten mit einer Kohlenstoffzahl von 4 bis 100 umfassen. The nanoparticle according to any one of claims 1 to 3, wherein said primary amines (R1NH2) comprise alkylamines with a carbon number of 4 to 100, and said quaternary ammonium compounds (R4R5R6R7N+) comprise ammonium having two or more alkyl chains with a carbon number of 4 to 100.
  5. 5
    Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle ladite couche de matériau organique est formée par polymérisation ou polymérisation par condensation. Nanopartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die organische Materialschicht durch Polymerisation oder Kondensationspolymerisation gebildet wird. The nanoparticle according to any one of claims 1 to 4, wherein said organic material layer is formed by polymerization or condensation polymerization.
  6. 6
    Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant une nanoparticule dont le matériau est au moins l'un choisi dans le groupe constitué de ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdMnS, CdSe, CdMnSe, CdTe, CdMnTe, HgS, HgSe, HgTe, InP, InAs, InSb, InN, GaN, GaP, GaAs, GaSb, TiO2, WO3, PbS, PbSe, MgTe, AlAs, AlP, AlSb, AlS, Ge, et Si, ou une nanoparticule ayant une structure multicouche constituée d'une partie de noyau et d'une partie d'enveloppe qui sont constitués d'au moins l'un choisi dans ledit groupe. Nanopartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend einen Nanopartikel, dessen Material wenigstens eines ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdMnS, CdSe, CdMnSe, CdTe, CdMnTe, HgS, HgSe, HgTe, InP, InAs, InSb, InN, GaN, GaP, GaAs, GaSb, TiO2, WO3, PbS, PbSe, MgTe, AlAs, AlP, AlSb, AlS, Ge und Si, oder einen Nanopartikel mit einer Multischicht-Struktur, bestehend aus einem Kernteil und einem Schalenteil, die aus wenigstens einem aus der Gruppe ausgewählten Material gemacht sind. The nanoparticle according to any one of claims 1 to 5, comprising a nanoparticle whose material is at least one selected from the group consisting of ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdMnS, CdSe, CdMnSe, CdTe, CdMnTe, HgS, HgSe, HgTe, InP, InAs, InSb, InN, GaN, GaP, GaAs, GaSb, TiO2, WO3, PbS, PbSe, MgTe, AlAs, AlP, AlSb, AlS, Ge, and Si, or a nanoparticle having a multilayer structure consisting of a core portion and a shell portion that are made of at least one selected from said group.
  7. 7
    Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, la taille de particule de ladite nanoparticule présentant une variation de moins de 10 % rms de diamètre, de manière à obtenir une monodispersion. Nanopartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Partikelgröße des Nanopartikels eine Variation von weniger als 10 % quadratisches Mittel (RMS) im Durchmesser aufweist, wodurch eine Monodispersion erzielt wird. The nanoparticle according to any one of claims 1 to 6, wherein the particle size of said nanoparticle exhibits a variation of less than 10 % rms in diameter, thereby achieving monodispersion.
  8. 8
    Nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ladite nanoparticule émet une lumière dans une plage spectrale étroite de moins de 60 nm en termes de largeur à mi-hauteur (FWHM) après avoir été irradiée avec une lumière d'excitation. Nanopartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Nanopartikel Licht in einem engen Spektralbereich von weniger als 60 nm hinsichtlich der Halbwertsbreite (FWHM) bei Bestrahlung mit Anregungslicht emittiert. The nanoparticle according to any one of claims 1 to 7, wherein said nanoparticle emits light in a narrow spectrum range of less than 60 nm in terms of full width at half maximum (FWHM) upon being irradiated with excitation light.
  9. 9
    A method of manufacturing the nanoparticle of claim 1 that has fluorescent properties and a high durability, said method comprising:adding a surface treating material in order to provide a nanoparticle with hydroxyl group, and arranging said hydroxyl group on the surface of said nanoparticle;andmigrationing said nanoparticle, on which said hydroxyl group is arranged, from a water-soluble solvent to an oil solvent in the presence of a surfactant or an amphipathic organic compound. Procédé de fabrication de la nanoparticule de la revendication 1 qui a des propriétés fluorescentes et une durabilité élevée, ledit procédé comprenant : l'ajout d'un matériau de traitement de surface afin de produire une nanoparticule avec un groupe hydroxyle, et l'agencement dudit groupe hydroxyle sur la surface de ladite nanoparticule ;etla migration de ladite nanoparticule, sur laquelle ledit groupe hydroxyle est agencé, depuis un solvant hydrosoluble vers un solvant huileux en présence d'un tensioactif ou d'un composé organique bipolaire. Verfahren zum Herstellen des Nanopartikels nach Anspruch 1, der Fluoreszenzeigenschaften und eine hohe Haltbarkeit hat, wobei das Verfahren umfasst: Zugeben eines oberflächenbehandelnden Materials, um einen Nanopartikel mit Hydroxylgruppe bereitzustellen, und Anordnen der Hydroxylgruppe auf der Oberfläche des Nanopartikels;undBewegen des Nanopartikels, auf dem die Hydroxylgruppe angeordnet ist, von einem wasserlöslichen Lösungsmittels zu einem Öl-Lösungsmittel in der Anwesenheit eines oberflächenaktiven Mittels oder einer amphipathischen organischen Verbindung.
  10. 10
    Procédé de fabrication d'une nanoparticule selon la revendication 9, dans lequel ledit matériau de traitement de surface pour fournir à la surface de nanoparticule un groupe hydroxyle est au moins l'un de composés azotés choisis dans le groupe constitué de métal pur, composé métallique, ammoniac, amines, ammoniums, nitriles, isocyanates, ou au moins l'un de composés oxygénés choisis dans le groupe constitué d'alcools, phénols, cétones, aldéhydes, acides carboxyliques, esters d'acides organiques ou inorganiques, éthers, amides d'acide, et anhydrides d'acide. The method of manufacturing a nanoparticle according to claim 9, wherein said surface treating material for providing the nanoparticle surface with a hydroxyl group is at least one of nitrogenated compounds selected from the group consisting of pure metal, metal compound, ammonia, amines, ammoniums, nitriles, isocyanates, or at least one of oxygenated compounds selected from the group consisting of alcohols, phenols, ketones, aldehydes, carboxylic acids, esters of organic or inorganic acids, ethers, acid amides, and acid anhydrides. Verfahren zum Herstellen eines Nanopartikels nach Anspruch 9, wobei das oberflächenbehandelnde Material zum Bereitstellen der Nanopartikeloberfläche mit einer Hydroxylgruppe wenigstens eine mit Stickstoff behandelte Verbindung ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus reinem Metall, Metallverbindung, Ammoniak, Amine, Ammonium-Verbindungen (ammoniums), Nitrile, Isocyanate, oder wenigstens eine mit Sauerstoff behandelte Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkoholen, Phenolen, Ketonen, Aldehyden, Carbonsäuren, Estern von organischen oder anorganischen Säuren, Ethern, Säureamiden und Säureanhydriden.
  11. 11
    Procédé de fabrication d'une nanoparticule selon la revendication 9 ou 10, dans lequel l'étape d'agencement de groupe hydroxyle sur la surface de ladite nanoparticule est conduite dans un environnement alcalin. The method of manufacturing a nanoparticle according to claim 9 or 10, wherein the step of arranging hydroxyl group on the surface of said nanoparticle is performed in an alkali environment. Verfahren zum Herstellen eines Nanopartikels nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Schritt des Anordnens der Hydroxylgruppe auf der Oberfläche des Nanopartikels in einer alkalischen Umgebung durchgeführt wird.
  12. 12
    Procédé de fabrication d'une nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel ledit tensioactif ou composé organique bipolaire est au moins l'un choisi dans le groupe constitué d'amines primaires (R1NH2), amines secondaires (R1R2NH), amines tertiaires (R1R2R3N), composés d'ammonium quaternaire (R4R5R6R7N+), où R1 à R7 sont choisis parmi hydrogène et des groupes hydrocarbonés substitués ou non substitués. The method of manufacturing a nanoparticle according to any one of claims 9 to 11, wherein said surfactant or amphipathic organic compound is at least one selected from the group consisting of primary amines (R1NH2), secondary amines (R1R2NH), tertiary amines (R1R2R3N), quaternary ammonium compounds (R4R5R6R7N+), where R1 to R7 are selected from the group consisting of hydrogen and substituted or unsubstituted hydrocarbon groups. Verfahren zum Herstellen eines Nanopartikels nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das oberflächenaktive Mittel oder die amphipathische organische Verbindung wenigstens eine ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus primären Aminen (R1NH2), sekundären Aminen (R1R2NH), tertiären Aminen (R1R2R3N), quartären Ammoniumverbindungen (R4R5R6R7N+), wobei R1 bis R7 ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und substituierten oder nicht-substituierten Kohlenwasserstoffgruppen.
  13. 13
    Procédé de fabrication d'une nanoparticule selon la revendication 12, dans lequel lesdits R1 à R7 comprennent un substituant à une terminaison opposée à un groupe amino ou un groupe ammonium. The method of manufacturing a nanoparticle according to claim 12, wherein said R1 to R7 comprise a substituent at an opposite terminal to an amino group or ammonium group. Verfahren zum Herstellen eines Nanopartikels nach Anspruch 12, wobei R1 bis R7 einen Substituenten an einem Terminus umfassen, der einer Aminogruppe oder einer Ammoniumgruppe gegenüberliegt.
  14. 14
    Procédé de fabrication d'une nanoparticule selon les revendications 12 ou 13, dans lequel lesdits R1 à R7 comprennent ledit tensioactif ou composé organique bipolaire ayant un nombre de carbones élevé insoluble dans l'eau, de sorte que la nanoparticule sur laquelle les groupes hydroxyle sont agencés puisse être condensée dans ledit tensioactif ou ledit composé organique bipolaire. The method of manufacturing a nanoparticle according to claims 12 or 13, wherein said R1 to R7 comprise said water-insoluble surfactant or amphipathic organic compound with a large carbon number, so that the nanoparticle on which the hydroxyl groups are arranged can be condensed in said surfactant or said amphipathic organic compound. Verfahren zum Herstellen eines Nanopartikels nach Ansprüchen 12 oder 13, wobei R1 bis R7 das Wasser-unlösliche oberflächenaktive Mittel oder die amphipathische organische Verbindung mit einer großen Kohlenstoffzahl umfassen, so dass das Nanopartikel, auf dem die Hydroxylgruppen angeordnet sind, in dem oberflächenaktiven Mittel oder der amphipathischen organischen Verbindung kondensiert werden können.
  15. 15
    Procédé de fabrication d'une nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, dans lequel, lorsque lesdits R1 à R7 comprennent un tensioactif ou composé organique bipolaire insoluble dans l'eau ayant un nombre de carbones élevé, au moins un solvant polaire est ajouté en tant qu'agent promoteur de migration pour stimuler la migration des nanoparticules sur lesquelles les groupes hydroxyle sont agencés d'un solvant hydrosoluble vers un solvant huileux. The method of manufacturing a nanoparticle according to any one of claims 12 to 14, wherein, when said R1 to R7 comprise a water-insoluble surfactant or amphipathic organic compound with a large carbon number, at least one polar solvent is added as a migration promoting agent for promoting the migration of the nanoparticles on which hydroxyl groups are arranged from a water-soluble solvent to an oil solvent. Verfahren zum Herstellen eines Nanopartikels nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei, wenn R1 bis R7 ein Wasser-unlösliches oberflächenaktives Mittel oder eine amphipathische organische Verbindung mit einer großen Kohlenstoffzahl umfassen, wenigstens ein polares Lösungsmittel, als ein übertragungsförderndes Mittel zugegeben wird zum Fördern der Übertragung der Nanopartikel, auf denen Hydroxylgruppen angeordnet sind, von einem wasserlöslichen Lösungsmittel zu einem Öl-Lösungsmittel.
  16. 16
    Procédé de fabrication d'une nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, dans lequel lesdites amines primaires (R1NH2) comprennent des alkylamines ayant un nombre de carbones de 4 à 100, et lesdits composés d'ammonium quaternaire (R4R5R6R7N+) comprennent un ammonium ayant deux chaînes alkyle ou plus ayant un nombre de carbones de 4 à 100. The method of manufacturing a nanoparticle according to any one of claims 12 to 15, wherein said primary amines (R1NH2) comprise alkylamines with a carbon number of 4 to 100, and said quaternary ammonium compounds (R4R5R6R7N+) comprise ammonium having two or more alkyl chains with a carbon number of 4 to 100. Verfahren zum Herstellen eines Nanopartikels nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die primären Amine (R1NH2) Alkylamine mit einer Kohlenstoffzahl von 4 bis 100 umfassen, und wobei die quartären Ammoniumverbindungen (R4R5R6R7N+) Ammonium mit zwei oder mehr Alkylketten mit einer Kohlenstoffzahl von 4 bis 100 umfassen.
  17. 17
    Procédé de fabrication d'une nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 9 à 16, dans lequel ladite couche de matériau organique est formée par polymérisation ou polymérisation par condensation. The method of manufacturing a nanoparticle according to any one of claims 9 to 16, wherein said organic material layer is formed by polymerization or condensation polymerization. Verfahren zum Herstellen eines Nanopartikels nach einem der Ansprüche 9 bis 16, wobei die organische Materialschicht durch Polymerisation oder Kondensationspolymerisation gebildet wird.
  18. 18
    Procédé de fabrication d'une nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 9 à 17, comprenant une nanoparticule dont le matériau est au moins l'un choisi dans le groupe constitué de ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdMnS, CdSe, CdMnSe, CdTe, CdMnTe, HgS, HgSe, HgTe, InP, InAs, InSb, InN, GaN, GaP, GaAs, GaSb, TiO2, WO3, PbS, PbSe, MgTe, AlAs, AlP, AlSb, AlS, Ge, et Si, ou une nanoparticule ayant une structure multicouche constituée d'une partie de noyau et d'une partie d'enveloppe qui sont constitués d'au moins l'un choisi dans ledit groupe. The method of manufacturing a nanoparticle according to any one of claims 9 to 17, comprising a nanoparticle whose material is at least one selected from the group consisting of ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdMnS, CdSe, CdMnSe, CdTe, CdMnTe, HgS, HgSe, HgTe, InP, InAs, InSb, InN, GaN, GaP, GaAs, GaSb, TiO2, WO3, PbS, PbSe, MgTe, AlAs, AlP, AlSb, AlS, Ge, and Si, or a nanoparticle having a multilayer structure consisting of a core portion and a shell portion that are made of at least one selected from said group. Verfahren zum Herstellen eines Nanopartikels nach einem der Ansprüche 9 bis 17, umfassend einen Nanopartikel, dessen Material wenigstens ein Material ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdMnS, CdSe, CdMnSe, CdTe, CdMnTe, HgS, HgSe, HgTe, InP, InAs, InSb, InN, GaN, GaP, GaAs, GaSb, TiO2, WO3, PbS, PbSe, MgTe, AlAs, AlP, AlSb, AlS, Ge und Si, oder einen Nanopartikel mit einer Multischicht-Struktur, bestehend aus einem Kernteil und einem Schalenteil, die aus wenigstens einem aus der Gruppe ausgewählten Material gemacht sind.
  19. 19
    Procédé de fabrication d'une nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 9 à 18, dans lequel une nanoparticule modifiée en surface et purifiée est utilisée en tant que matériau de départ. The method of manufacturing a nanoparticle according to any one of claims 9 to 18, wherein a surface-modified and purified nanoparticle is used as a starting material. Verfahren zum Herstellen eines Nanopartikels nach einem der Ansprüche 9 bis 18, wobei ein oberflächenmodifizierter und aufgereinigter Nanopartikel als ein Ausgangsmaterial verwendet wird.
  20. 20
    Procédé de fabrication d'une nanoparticule selon la revendication 19, dans lequel la modification de surface est produite par un composé thiol. The method of manufacturing a nanoparticle according to claim 19, wherein the surface modification is provided by a thiol compound. Verfahren zum Herstellen eines Nanopartikels nach Anspruch 19, wobei die Oberflächenmodifikation durch eine Thiolverbindung bereitgestellt wird.
  21. 21
    Procédé de fabrication d'une nanoparticule selon la revendication 20, dans lequel une substitution de groupe fonctionnel est effectuée sur la surface de la nanoparticule modifiée par un composé thiol par ionisation et isolement du composé thiol, et ensuite ajout, dans un environnement alcalin, d'un matériau de traitement de surface. The method of manufacturing a nanoparticle according to claim 20, wherein a functional group substitution is carried out on the surface of the nanoparticle modified by a thiol compound by ionizing and isolating the thiol compound, and then adding, in an alkali environment, a surface treating material. Verfahren zum Herstellen eines Nanopartikels nach Anspruch 20, wobei eine funktionelle Gruppensubstitution auf der durch eine Thiolverbindung modifizierten Oberfläche des Nanopartikels durch Ionisieren und Isolieren der Thiolverbindung und dann Zugeben eines oberflächenbehandelnden Materials in einer alkalischen Umgebung durchgeführt wird.
  22. 22
    A fluorescent reagent comprising the nanoparticle according to any one of claims 1 to 8. Fluoreszenzreagenz, umfassend den Nanopartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 8. Réactif fluorescent comprenant la nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
  23. 23
    An optical device comprising the nanoparticle according to any one of claims 1 to 8. Dispositif optique comprenant la nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. Optische Vorrichtung, umfassend den Nanopartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  24. 24
    An inorganic, organic, or organic/inorganic compound material comprising the nanoparticle according to any one of claims 1 to 8. Anorganisches, organisches oder organisch/anorganisches Verbindungsmaterial, umfassend den Nanopartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 8. Matériau de composé inorganique, organique ou organique/inorganique comprenant la nanoparticule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
Independent claims24