WO2007017550A1 - Clústeres cuánticos atómicos estables, su procedimiento de obtención y uso de los mismos - Google Patents

Clústeres cuánticos atómicos estables, su procedimiento de obtención y uso de los mismos Download PDF

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José Rivas Rey
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Definitions

  • the present invention relates to new quantum clusters of atoms (AQCs) of metallic elements, characterized by being stable in solution, a method for obtaining them by kinetic control of the reaction and the uses of said AQCs as sensors (fluorescent, magnetic or chemical), electrocatalysts and as cytostatic and / or cytotoxic.
  • AQCs quantum clusters of atoms
  • quantum dots quantum dots
  • the nucleation-growth theory is a classical thermodynamic theory that is based on the fact that the formation of a new phase (solid in this case) within a liquid (the initial solution with the reagents) always involves the appearance of an interface and, therefore, an additional interfacial energy (called Laplace energy) is required, given by the product of the interfacial tension of the solid that is formed by the interfacial area formed.
  • Laplace energy an additional interfacial energy
  • This energy means that particles that are smaller than a critical size are not stable and redissolve in the reaction medium. According to this theory, only particles larger than the critical size are capable of growing and forming the solid particles that are finally obtained.
  • thermodynamic reasoning is valid in certain circumstances, mainly for the preparation of metal particles of sizes greater than 1-5 nm, however, this approach is not suitable for the preparation of AQCs or atomic clusters, since that in this case it does not make sense to talk about classical thermodynamic concepts such as: Laplace pressure, critical core, etc., so it does not make sense to talk about redisolution of clusters of sizes smaller than a critical one.
  • the method object of the present invention has as an objective the production of stable, functionalized and controlled size AQCs (quantum clusters of atoms of metallic elements) in an easy and quantitative way, so that scaling for industrial production is easy and possible of this type of nano / subnano-materials.
  • AQC nano / sub-nanometer particles formed by metallic elements
  • isolated and stable atomic quantum clusters are provided, characterized by being composed of less than 500 metal atoms (Mn, n ⁇ 500, size ⁇ 2 nm), preferably composite AQCs for less than 200 metal atoms (Mn, n ⁇ 200, size ⁇ 1.9 nm), more preferably AQCs of sizes smaller than 1 nm, even more preferably between more than 2 and less than 27 metal atoms (Mn, 2 ⁇ n ⁇ 27, that is between about 0.4nm and 0.9nm in size) and even more preferably AQCs formed from 2 to 5 metal atoms and more specifically 2 or 3 atoms (corresponding to a size between 0.4 and 0.5 nm).
  • AQCs formed from 2 to 5 metal atoms and more specifically 2 or 3 atoms (corresponding to a size between 0.4 and 0.5 nm).
  • stable AQCs are understood as those groupings of atoms that retain the number of atoms over time and, therefore, their properties, so that they can be isolated and manipulated like any chemical compound.
  • the metals from which these AQCs are formed are selected from Au, Ag, Co, Cu, Pt, Fe, Cr, Pd, Ni, Rh, Pb or its bi and multimetallic combinations.
  • the AQC metals are selected from Au and Ag or their bimetallic combinations, due to the spectacular properties of some specific clusters of these metals, among which we can mention: catalysis, cytostatic properties, etc. to which reference will be made later.
  • a process for the preparation of the AQCs described above consists in the reduction of the metal salt or ion (or metal salts or ions), and is characterized by a kinetic control so that the reduction of the metal salt or ion (metal salts or ions) is slowly produced, while simultaneously maintaining a Small speed constant and a low concentration of reagents.
  • low concentration and small speed constant are understood as those values that lead to the system through the minimum potential energy of the corresponding reaction coordinate.
  • concentrations of the metal ion and / or reducer lower than a concentration of 10 "3 M; and by speed constants smaller than those corresponding to half-reaction life times older than
  • the procedure consists, as a minimum, of the following steps: a. a kinetic control for slow reduction, and b. maintain a low concentration of reagents in the reaction medium.
  • the methods of preparing clusters / nanoparticles are based on the nucleation-growth theory. According to this theory, it is necessary that the reaction of production of nanoparticles / clusters be very rapid in order to achieve a large number of nuclei. Once the nucleation is produced, the nuclei all grow in unison and in this way, nanoparticles of very monodispersed sizes are obtained.
  • thermodynamic theory of nucleation-growth has been very successful in explaining the preparation of monodisperse particles of micro and sub-micrometer sizes, however, the question is raised as to the extent to which the formation of a 3 or 4 atomic quantum cluster atoms by chemical reaction in solution (for example, by reduction of a salt of the corresponding metal ion by means of a reducer) can be considered as a new phase.
  • the formation of a metallic cluster of a few atoms by chemical reaction in solution is more similar to the innumerable examples that exist of formation of inorganic / organometallic chemical complexes (or also to the formation of polymers) from their reagents and
  • the inorganic complex or the polymer, provided that its molecular weight is not too high
  • the formation of a new compound is determined by the kinetics of the process of obtaining it. And this is precisely the basis on which the procedure proposed in the present invention is based: the use of kinetic control for the production of AQCs (atomic quantum clusters) of controlled size.
  • Figure 1 shows a representative scheme of the variation of free energy that is put into play throughout a reaction of formation of metals in solution, from their metal ions.
  • the reagents represent any metal ion in the presence of a reducer (or a cathode where the corresponding metal ion reduction takes place).
  • the reaction begins with the formation of an AQC of 1 atom (Mi), after two (M 2 ), etc. until finally solid particles of the reduced metallic material (P) are formed.
  • the figure represents the fact that as the AQC grows and approaches the size of a particle, P, (it is considered a particle when the number of atoms in the atomic cluster is high, of the order of n greater than approximately 500 atoms (n> approx.
  • the energy differences between different AQCs is smaller. It is noteworthy that the scheme is very general and does not indicate the fact generally found in the practice that the potential valleys may be different (eg smaller for a smaller cluster than a larger one), as well as that the activation energies may vary from one cluster to another.
  • clusters is not limited to the type of metallic element synthesized or to the electrochemical method itself, so that any other chemical method of reduction of metallic salts in solution can be used for the production of these atomic clusters, as long as the reaction slow down sufficiently - as will be specified later - to observe the evolution of the AQCs and stop the reaction (eg by cooling, dilution and / or fixing / separating the clusters of the reaction medium) at the time of interest.
  • AQC of a certain size.
  • biphasic / bicomponent systems water / organic compound
  • biphasic / tricomponents such as microemulsions formed by water, organic compound and a detergent
  • a very small concentration of reagents can be available in Ia
  • Water interface / organic compound are especially suitable for the preparation of clusters in macroscopic quantities suitable for scaling industrial production. This can be understood qualitatively assuming that a reaction is as if a wheel slides along the potential energy curve represented in Figure 1.
  • the energy communicated to said wheel is so large that it exceeds the maximum that is between the different valleys and ends up falling to the deepest valleys (that is, quickly transforming into large P particles size -more than 2-5 nm-).
  • the present invention based on slowing the reaction involves communicating a very small energy to the wheel. This, therefore, will initially fall into the first minimum (cluster Mi) and only after an appreciable time will it fall successively into the following minimums corresponding to higher AQCs. That time / times it takes for the AQC to fall into the different minima can be optimized to allow time to separate the AQCs obtained (eg by precipitation) or to stabilize them by introducing a chemical agent or stabilized molecule into the reaction medium. .
  • the initial introduction into the reaction medium of stabilizing agents may vary the minimum of the potential valley of some AQC / s. Its initial introduction can therefore be carried out to favor a certain type of AQCs and also to have more time for the manipulation of the AQC before its definitive stabilization and functionalization. In any case, its introduction is not essential for the method we propose here and which we continue to describe below.
  • a preferred embodiment of the present invention to slow down the reaction, is to use a mild reducer, which is selected from the group comprising sodium hypophosphite, amines, sugars, organic acids, polymers (such as polyvinylpyrrolidone), radiation UV-VIS, ultrasound or electric current.
  • a mild reducer which is selected from the group comprising sodium hypophosphite, amines, sugars, organic acids, polymers (such as polyvinylpyrrolidone), radiation UV-VIS, ultrasound or electric current.
  • the preferable way to proceed is to generate the metal ion "in situ" at very low concentrations by means of the anodic dissolution (preferably at a constant current) of an electrode of the corresponding metal.
  • the second option is to use a two-phase system (water / organic compound) in which the metal salt dissolves in the water and a reducer is chosen that only dissolves in the organic compound (for example, but not limited to, an amine, a thiol or a long hydrocarbon chain acid), so that the reaction only occurs at the interface and, therefore, with a very small effective local concentration of reagents.
  • a reducer for example, but not limited to, an amine, a thiol or a long hydrocarbon chain acid
  • saturated and unsaturated, cyclic, linear or branched hydrocarbons are used as organic compounds, such as, for example, but not limited to, hexane, heptane, isooctane, cyclohexane; as well as benzene or toluene.
  • the organic water-compound interface in order to increase the yield of the reaction, can be increased using microemulsions formed by water, organic compound and a detergent that allow at the same time to maintain the local concentration of Very low reagents within the nanogotas that form the microemulsion.
  • anionic detergents such as aliphatic or aromatic sulphonates, for example those derived from sulfocarboxylic acids, could be used as a detergent; cationic detergents such as bromide or alkylammonium acetates; or non-ionic detergents such as polyoxyethylene derivatives.
  • the evolution of the clusters can be followed and, once the cluster of the desired size has been reached, it can be protected / stabilized in the reaction medium by adding a stabilizing agent, which consists of a molecule that contains organic groups (such as thiols, sulfides, amines, acids, thioethers, phosphines or amino acids, etc.) according to the metal from which the cluster is to be obtained.
  • a stabilizing agent which consists of a molecule that contains organic groups (such as thiols, sulfides, amines, acids, thioethers, phosphines or amino acids, etc.) according to the metal from which the cluster is to be obtained.
  • the separation of the cluster from the reaction medium can be done by precipitation by lowering the temperature and / or adding a solvent incompatible with the cluster taking advantage of the different solubility properties that the AQCs have according to their size, as well as by fixing them taking advantage of their different affinity for The stabilizer groups mentioned.
  • the functionalized AQC could be obtained.
  • the stabilizing agent must be a molecule that must have at least two ends with different chemical groups: one end with one of the groups already mentioned to join the AQC and another with any other organic group (among We can cite: double and triple bonds, alcoholic groups, acid groups or amine groups) for their interaction or subsequent binding to other molecules or atoms for specific applications
  • functionalized AQCs can be prepared by adding dodecanothiol dissolved in pentane, observing the transfer of the clusters of the acetonitrile phase to the pentane phase.
  • a water soluble thiol or thioether such as glutathione, thioglycol, thioacetic, etc. It also allows its functionalization and transfer to water, and an additional reaction can then be used to bind the thus functionalized AQCs to any other molecule, ion or substrate for the required final applications of the AQCs.
  • the use of the AQCs described above, as electrocatalysts is described.
  • These clusters are very stable electrochemically so that the range of potentials of work with dispersions of these clusters is limited by the values of the reduction and oxidation potentials of the medium in which they are dispersed.
  • the stability of Ag clusters in TBAAc in the interval (-3.V to + 1.8V) has been verified.
  • Their high electrochemical stability makes them suitable for applications in various types of electrocatalysis reactions.
  • the AQCs have their electrocatalytic activity in reduction reactions, which include, among others, the reduction of oxygen and / or Ia of hydrogen peroxide.
  • reduction reactions include, among others, the reduction of oxygen and / or Ia of hydrogen peroxide.
  • Stable dispersions of Ag, Au, Pt, Cu clusters that have catalytic properties have been synthesized. These properties arise as a result of the enormous reducing power that metal clusters of a few M n atoms possess (n ⁇ 50-100).
  • the silver and gold clusters are capable of adsorbing oxygen gas contributing to the dissociation of the molecule and, consequently, lowering the energy necessary for its electroreduction. In example 3 this fact is widely verified.
  • the AQCs exhibit their electrocatalytic activity in alcohol oxidation reactions.
  • Another aspect of the present invention provides the use of the AQCs described above for the preparation of anticancer drugs for their cytostatic and / or cytotoxic properties.
  • FIGURE 1 A first figure.
  • Figure 1 shows a representative scheme of the variation of free energy that is put into play throughout a reaction of formation of metals in solution, from their metal ions.
  • the reagents represent any metal ion in the presence of a reducer (or a cathode where the corresponding metal ion reduction takes place).
  • Mi refers to an AQC of 1 atom, M 2 of two, etc.
  • P refers to the solid particles of the reduced metallic material.
  • FIGURE 2 shows the characteristic spectrum of Au AQCs obtained by precipitation and stabilized with dodecanothiol.
  • Figure 3 shows a transmission electron microscopy of synthesized Au AQCs clusters. It should be noted that the sizes observed by microscopy (very polydispersed and larger than approx. 1-2 nm) do not really correspond to Au particles but to clusters of AQCs.
  • FIGURE 4 shows a transmission electron microscopy of synthesized Au AQCs clusters. It should be noted that the sizes observed by microscopy (very polydispersed and larger than approx. 1-2 nm) do not really correspond to Au particles but to clusters of AQCs.
  • FIGURE 4 shows a transmission electron microscopy of synthesized Au AQCs clusters. It should be noted that the sizes observed by microscopy (very polydispersed and larger than approx. 1-2 nm) do not really correspond to Au particles but to clusters of AQCs.
  • FIGURE 4 shows a transmission electron microscopy of synthesized Au AQCs clusters.
  • Figure 4 shows the measurements made by mass spectrometry by flight time.
  • FIGURE 5 shows the UV-VIS spectrum of larger AQCs, both those initially dispersed in the reaction liquid, and those obtained by precipitation, protected by dodecanothiol, and redispersed again in chloroform.
  • FIGURE 6 Figure 6 shows an electron microscopy photograph of the mixtures of AQCs of AUi 2 and Au 2 I, which are formed by joining 4 and 7 Au 3 clusters.
  • Figure 7 shows the UV-VIS spectrum of Ag AQCs synthesized according to example 2.
  • Figure 8 shows an electron microscopy photograph of the Ag AQCs synthesized according to example 2.
  • FIGURE 9 This Figure shows the UV-Vis spectrum of AQCS of Ag after 5 days after the synthesis.
  • FIGURE 1 1 shows the UV-Vis spectrum of Ag AQCs after 13 days after the synthesis.
  • This Figure shows an electron microscopy photograph of the sample of Ag AQCs after 13 days after the synthesis.
  • NP 0.1 and NP 0.2 shows the absorbance (proportional to the concentration of cells) as a function of the concentration of Ag clusters added.
  • the absorbance corresponding to the cells without treatment is shown as a reference.
  • the results are compared with the effect of pure solvent and puromycin.
  • the different bars show the results obtained at a different number of hours (O, 24 and 48 hours).
  • NP 45 and NP 46 shows the absorbance (proportional to the concentration of cells) as a function of the concentration of added Au clusters.
  • the absorbance corresponding to the cells without treatment is shown as a reference.
  • the results are compared with the effect of pure solvent and puromycin.
  • the different bars show the results obtained at a different number of hours (O, 24 and 48 hours).
  • Au the metal from which the AQCs were formed
  • -Electrolytic dissolution and stabilizing agent 0.1 M in tetrabutyl ammonium bromide in acetonitrile.
  • Functionalized AQCs were prepared by adding dodecanothiol dissolved in pentane, observing the transfer of the clusters of the acetonitrile phase (which became transparent) to the pentane phase (which turned yellow).
  • Figure 2 shows the characteristic spectrum of Au AQCs obtained by precipitation and stabilized with dodecanothiol.
  • Figure 3 shows a transmission electron microscopy of synthesized Au AQCs clusters. It should be noted that the sizes observed by microscopy (very polydispersed and larger than approx. 1-2 nm) do not really correspond to Au particles but to clusters of AQCs. The small size of these makes its direct observation by electron microscopy not possible and its presence can only be observed by the appearance of a black cloud as the background of the microscope grid, together with the formation of clusters (clusters) of these AQCs of very different sizes that are observed as blacker areas in the grid. The fact that the darkest areas do not correspond to particles, is also corroborated by the absence of the plasmonic band that should be visible in the case that they were not clusters of AQCs but particles of nanometric sizes.
  • this cluster is an Au 3 indicates that the initially obtained clusters (brown), precursors of the present AQC of 3 atoms, are formed by 2 atoms. It is noted that, even unprotected, these 2 atom clusters (Au 2 ) are stable in the reaction medium for approximately 2 hours. That time would be sufficient for its precipitation, isolation and subsequent protection and / or functionalization.
  • the unprotected Au 3 AQCs (in the absence of thiol) were stable under those conditions for several months. After 5 months the evolution of these AQCs was observed towards the formation of other larger AQCs, easily observable by the color change from yellow to red to the naked eye. These new larger AQCs precipitated (due to their lower solubility, since this decreases as the size of the AQC increases, due to the decrease in the entropy of the mixture). Precipitation can also be favored by decreasing the temperature. Thus, for example, the formation of an appreciable red precipitate was observed from an aliquot of the AQCs dissolution at 0-C.
  • Figure 5 shows the UV-VIS spectrum of these last larger AQCs, both those initially dispersed in the reaction liquid, and those obtained by precipitation, protected by dodecanothiol, and redispersed again in chloroform.
  • the new bands that appear at 410 nm and 520 nm are indicative of the existence of mixtures of AQCs of AUi 2 and Au 2 i, which are formed by joining 4 and 7 clusters of Au 3 , respectively.
  • Figure 6 shows a photograph of electron microscopy of these AQCs. Again, due to their small size, only a blackish background is observed, as well as in some parts darker spots of different sizes from the formation of denser clusters of these AQCs.
  • the values of the experimental parameters indicated in this example are only indicative, by way of from example.
  • Other values of current densities, elements used for the cathode, temperatures and types and concentrations of the background electrolyte, as well as protective agent can also be used for the same purpose provided that a sufficiently small concentration of metal ions is maintained in the medium reaction so that the reaction passes through the minimum potential energy.
  • the synthesis was carried out by mixing two microemulsions, one with the reducer and another with the silver salt.
  • the silver salt microemulsion was prepared by adding 0.54 mL of the aqueous solution of AgNO 3 to that of AOT in isooctane, while that of the reducer was obtained by adding 0.54 mL of the aqueous solution of the sodium hypophosphite reducer to AOT Ia in isooctane.
  • the addition of the AgNO 3 microemulsion on the reducing microemulsion was carried out keeping the drip constant for 50 minutes.
  • the mixture had a yellow color that acquires greater intensity with the passage of time becoming blackish due to an increase in the concentration of the
  • FIG. 8 shows a photograph of electron microscopy of Ag's AQCs. Again, it is the same as with Au's AQCs: only a grayish spot is observed to which some clusters of said AQCs are superimposed.
  • the AQCs thus obtained evolved after several hours with the formation of a new cluster of 4 atoms associated with the presence of a band located around 260 nm.
  • Figure 1 1 shows a photograph of the latter AQCs that, as can be seen, are still much smaller than 1 nm, so they can only be seen as a gray spot on The grid in which they were deposited.
  • Au's AQCs if they were not stabilized and / or separated (eg by precipitation), the AQCs continued to grow, reaching successively larger sizes.
  • the size of nanoparticles was reached, clusters larger than approx. 500 atoms, finally observing the appearance of the plasmonic band that indicated the disappearance of quantum effects of size and the formation of particles larger than approx. 1-2 nm.
  • clusters formed by bi or multimetallic combinations are obtained depending on the number and concentration of the metal ions used.
  • Electrocatalytic activity of metal clusters in the reduction of oxygen is Electrocatalytic activity of metal clusters in the reduction of oxygen.
  • the electrocatalytic activity of the metal clusters was checked by comparing the voltammetric response in the reduction of oxygen.
  • TBAAc tetrabutyl ammonium acetate
  • Electrocatalytic activity of metal clusters in the reduction of hydrogen peroxide, H 2 O 2 has been verified by making measurements in free solutions of O 2 containing H 2 O 2 as the only species susceptible to reduction.
  • Figure 13 shows linear sweep voltammetries in aqueous solution of H 2 O 2 containing 0.024M and 0.5M H CIO 4.
  • vitreous carbon curve a
  • Pt wire was used as a counter electrode. The potentials are referred to the Ag / CIAg electrode (saturated).
  • Electrocatalytic activity of metal clusters in the oxidation of alcohols is Electrocatalytic activity of metal clusters in the oxidation of alcohols.
  • the electrocatalytic activity of the metal clusters in the oxidation of alcohols was verified, and more specifically the use of Ag clusters in the oxidation of methanol. Said oxidation occurs in the range of OV to +1 V. To verify this effect, the Ag clusters, dispersed in acetonitrile, were deposited on polycrystalline Pt.

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Abstract

Clústeres cuánticos atómicos, AQCs, estables caracterizados por estar compuestos por menos de 500 átomos de metal, su procedimiento de obtención caracterizado por un control cinético y por mantener una concentración baja de reactivos en el medio de reacción, así como los usos de estos clústeres como sensores (fluorescentes, magnéticos o químicos), electrocatalizadores y como citostáticos y/o citotóxicos.

Description

CLÚSTERES CUÁNTICOS ATÓMICOS ESTABLES, SU PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN Y USO DE LOS MISMOS.
La presente invención se refiere a nuevos clústeres cuánticos de átomos (AQCs) de elementos metálicos, caracterizados por ser estables en disolución, un procedimiento para su obtención mediante el control cinético de Ia reacción y los usos de dichos AQCs como sensores (fluorescentes, magnéticos o químicos), electrocatalizadores y como citostáticos y/o citotóxicos.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
Cuando los materiales se reducen a tamaños nano/subnano-métricos muchas de las propiedades cambian drásticamente y aparecen otras nuevas, como consecuencia del paso macroscópico-mesoscópico-atómico. A modo de ejemplo, cuando el tamaño de materiales metálicos -como Ia Ag y el Au- se reduce a unos pocos átomos (< aprox. 200-500 átomos) aparece fluorescencia [Zheng, J.; Zhang, C; Dickson R. M. Phys.Rev.Lett. 2004, 93, 077402;], ferromagnetismo [Crespo, P.; Litrán, R.; Rojas, T. C; Multigner, M.; de Ia Fuente, J. M.; Sánchez-López, J. C; García, M. A.; Hernando, A.; Penadés, S.; Fernández, A. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 087204] , quiralidad óptica [Schaaff, T. G.; Whetten, R. L. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2630], comportamiento de carga tipo redox [Lee, D.; Donkers, R. L.; DeSimone, J. M.; Murray, R. W. J. Am. Chem.Soc. 2003, 125, 1 182], amplificación de Ia señal Raman [Peyser-Capadona, L.; Zheng, J.; González, J.I.; Lee, T-H.; Patel, S.A.; Dickson, R.M. Phys.Rev.Lett, 2005, 94, 058301 ], etc.
Todas estas nuevas propiedades aparecen debido al confinamiento espacial de los electrones que origina Ia separación cuántica de los niveles de energía. De esta forma estos materiales metálicos se comportan de manera muy diferente al material masivo. Este hecho de que al reducir Ia materia macroscópica al ámbito nanoscópico produce cambios importantes en las propiedades de los materiales, es algo ya reconocido como una característica de Ia materia en general. Así, a modo de ejemplo, materiales semiconductores -como el SCd, etc.- presentan efectos cuánticos cuando su tamaño se reduce a unos pocos nanómetros, Io que se aprovecha para sintonizar su fluorescencia a distintas longitudes de onda y, por esta razón, se les denomina actualmente como puntos cuánticos ("quantum dots"), que quiere indicar el hecho de que el confinamiento cuántico "quasi-puntual" que se origina en esas nanopartículas semiconductoras les lleva a tener propiedades diferentes según su tamaño. En el caso de los materiales metálicos, el cambio drástico en sus propiedades ocurre a tamaños inferiores (menores de unos pocos cientos de átomos), tamaños correspondientes a Io que se conoce como clústeres atómicos. Debido a las potenciales aplicaciones de los clústeres cuánticos atómicos sobre todo en el campo de los biosensores [Peyser, L.A.; Vinson, A.E.; Bartko, AP. ; Dickson, R.M., Science, 2001 , 297,103], electrocatálisis [Boyen H-G. et al. Science 2002, 297, 1533], etc., se ha despertado un gran interés por el desarrollo de métodos de síntesis sencillos que permitan obtenerlos en cantidades susceptibles de ampliar a gran escala. Y es precisamente aquí donde reside el mayor problema para Ia aplicación de los AQCs. Hasta el momento presente solamente se pueden obtener, bien por costosos procedimientos físicos en fase gaseosa [véase por ejemplo, LJ. de Jongh (ed), Physics and Chemistry of Metal Cluster Compounds. Model Systems for Small Metal Particles, Series of Physical and Chemical Properties of Materials with Low-dimensional Structures, Kluwer Academi, Dordrecht, 1994], bien por procedimientos químicos o electroquímicos pero en cantidades ínfimas de mezclas de clústeres de diferentes tamaños [Petty, J.T.; Zheng,J.; Hud, N.V.; Dickson, R.M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5207.], En este último caso, los AQCs han de ser luego purificados mediante complejas técnicas de separación (HPLC, electroforesis en gel, etc.) [ Jiménez, V. L; Leopold, M. C; Mazzitelli, C; Jorgenson, J. W.; Murray, R.W. Anal. Chem. 2003, 75, 199], obteniéndose al final cantidades extremadamente pequeñas de los mismos, Io que hace muy difícil, tanto el estudio de sus propiedades como -y más importante- su aplicación a gran escala. Hay que destacar que, en todos los casos, los clústeres obtenidos o bien aparecen estabilizados mediante moléculas protectoras, matrices sólidas o semisólidas, etc. o bien, su tiempo de vida es demasiado corto como para poder ser aislados [Rodriguez-Sanchez,M.; Rodríguez, MJ. ; Blanco, M. C; Rivas, J.; López-Quintela, M.A. J. Phys. Chem. B, 2005, 109, 1183],
Hasta el momento, los métodos de preparación de clústeres/nanopartículas se basan en Ia teoría de nucleación-crecimiento, estos tratan de obtener un número muy elevado de núcleos en un tiempo muy corto ("explosión de núcleos"), para Io cual se procura acelerar al máximo Ia velocidad de Ia reacción [Sugimoto, T Monodisperse Partióles (Elsevier, New York, 2001 )].
Esto es, por ejemplo, Io que se hace en el conocido método de Brust [
Brust, M.; Walker, M.; Bethell, D.; Schiffrin, D. J.; Whyman, R. J. Chem. Soc, Chem. Commun. 1994, 801] para generar nanopartículas monodispersas de oro.
La teoría de nucleación-crecimiento es una teoría termodinámica clásica que se basa en que Ia formación de una nueva fase (sólida en este caso) en el seno de un líquido (Ia disolución de partida con los reactivos) siempre conlleva Ia aparición de una interfase y, por Io tanto, se precisa de una energía interfacial adicional (denominada energía de Laplace), dada por el producto de Ia tensión interfacial del sólido que se forma por el área interfacial formada. Esta energía hace que las partículas que posean un tamaño inferior a uno crítico, no sean estables y se redisuelvan en el medio de reacción. De acuerdo con esta teoría solamente las partículas con un tamaño superior al crítico son capaces de crecer y formar las partículas sólidas que finalmente se obtienen.
Aunque no se descarta que esa forma de razonamiento termodinámico sea válida en determinadas circunstancias, fundamentalmente para Ia preparación de partículas metálicas de tamaños mayores de 1 -5 nm, sin embargo, ese planteamiento no es adecuado para Ia preparación de AQCs o clústeres atómicos, puesto que en este caso no tiene sentido hablar de conceptos termodinámicos clásicos como: presión de Laplace, núcleo crítico, etc., no teniendo por ello sentido hablar de redisolución de clústeres de tamaños menores a uno crítico.
Desde el punto de vista teórico, se predice desde hace tiempo que Ia estabilidad de los clústeres atómicos vendría determinada por otros factores, de los cuales el efecto de capa electrónica y/o atómica completa juega un papel fundamental [(a)Kreibig, U.; Vollmer, M. Optical Properties of Metal Clusters (Springer-Verlag, Berlin, 1995); (b) Lee, H. M.; Ge, M.; Sahu, B.R.; Tarakeshwar, P.; Ki m, K.S. J.Phys.Chem. B 2003, 707, 9994]. Así, para átomos aislados, de acuerdo con el modelo "jellium" [Metal Clusters, edited by W. Ekardt (Wiley, New York,1999)], los clústeres de 2, 8, 18, ... átomos serían los más estables por poseer capas electrónicas completas. Por su parte, teniendo en cuenta Ia simetría atómica, clústeres aislados con simetría m-Dh [Barnett, R. N.; Cleveland, C. L.; Hákkinen, H.; Luedke, W.D.; Yannouleas, C; Landman, U. Eur. Phys. J. D 1999, 9, 95] presentarían una mayor estabilidad para 38, 75, 101 , 146,.. átomos; mientras que clústeres aislados con simetría fcc [ Schmid, G. Chem. Rev. 1992, 92, 1709], presentarían mayor estabilidad para 13, 55, 147, 309, 561 , ...átomos. Estas predicciones han podido ser confirmadas tan solo en clústeres de vida muy corta obtenidos en fase gaseosa. La presencia de moléculas, especies químicas, cavidades y matrices sólidas puede introducir una estabilidad adicional, tal como se ha observado en diferentes casos particulares [véase por ej. Fojtik, A.; Henglein, A.; Jana, E. J. Phys. Chem. 1992, 96, 8203].
Es conveniente indicar por último que, aunque existen algunos procedimientos específicos para obtener clústeres de un determinado tamaño y para algún metal determinado, como por ejemplo, el referenciado en Ia patente WO2004/003558 para obtener clústeres de Au, Ag, Cu o metales del grupo platino formados por 227 átomos de metal, o los descritos por G. Schmid [G. Schmid, Adv. Eng. Mat. 2001 , 3, 737] para Ia preparación de
Figure imgf000005_0001
sin embargo, dichos clústeres solo son estables en presencia de agentes estabilizadores.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
El procedimiento objeto de Ia presente invención tiene como finalidad Ia producción de forma fácil y cuantitativa de AQCs (clústeres cuánticos de átomos de elementos metálicos), estables, funcionalizados y de tamaños controlados, de modo que es fácil y posible el escalado para Ia producción industrial de este tipo de nano/subnano-materiales. De aquí en adelante, denominaremos a las partículas nano/subnanométricas formadas por elementos metálicos, Mn, en donde M representa cualquier metal, con n menor (<) de 500 átomos, es decir con un tamaño menor de unos 2 nm, como clústeres cuánticos atómicos y los representaremos por las siglas AQC, acrónimo que procede de su nombre inglés "atomic quantum clusters".
Hay que destacar que, aunque Ia presente patente de invención se refiere únicamente a materiales formados por elementos denominados comúnmente metálicos, sin embargo muchos de ellos, debido a ese confinamiento cuántico a que hemos aludido y Ia consiguiente separación de los niveles energéticos, pueden no tener un carácter metálico sino semiconductor o aislante, dependiendo de su tamaño y de los ligandos a los que se encuentren unidos directamente los AQCs.
De acuerdo con un primer aspecto de Ia presente invención, se proporcionan clústeres cuánticos atómicos (AQCs) aislados y estables, caracterizados por estar compuestos por menos de 500 átomos de metal (Mn, n<500, tamaño < 2 nm), preferiblemente AQCs compuestos por menos de 200 átomos de metal (Mn, n<200, tamaño < 1.9 nm), más preferiblemente AQCs de tamaños menores de 1 nm, aún más preferiblemente de entre más de 2 y menos de 27 átomos de metal (Mn, 2<n<27, es decir de entre aproximadamente 0.4nm y 0.9nm de tamaño) y aún más preferiblemente AQCs formados por entre 2 a 5 átomos metálicos y más concretamente de 2 ó 3 átomos (que se corresponde con un tamaño de entre 0,4 y 0,5 nm) .
En Ia presente invención, se entiende por AQCs estables, aquellas agrupaciones de átomos que conservan en el tiempo el número de átomos y, por Io tanto, sus propiedades, de forma tal que pueden ser aislados y manipulados como cualquier compuesto químico.
Estos AQCs se conservan en el tiempo horas incluso días sin necesidad de un aporte estabilizador externo.
En una realización preferida, los metales de los que están formados esos AQCs se seleccionan de entre Au, Ag, Co, Cu, Pt, Fe, Cr, Pd, Ni, Rh, Pb o sus combinaciones bi y multimetálicas. Preferiblemente los metales de los AQCs se seleccionan de entre de Au y Ag ó sus combinaciones bimetálicas, debido a las fascinantes propiedades que presentan algunos clústeres específicos de estos metales, entre las que podemos citar: catálisis, propiedades citostáticas, etc. a las cuales se hará referencia posteriormente.
En otro aspecto de Ia presente invención se proporciona un procedimiento para Ia preparación de los AQCs descritos con anterioridad. Dicho procedimiento consiste en Ia reducción de Ia sal o ion metálico (o sales o iones metálicos), y esta caracterizado por un control cinético para que se produzca lentamente Ia reducción de Ia sal ó ion metálico (sales ó iones metálicos), manteniendo simultáneamente una pequeña constante de velocidad y una baja concentración de reactivos.
En Ia presente invención, se entiende por baja concentración y pequeña constante de velocidad aquellos valores que conduzcan al sistema a través del mínimo de energía potencial de Ia correspondiente coordenada de reacción. A efectos prácticos, se entiende por concentraciones bajas, concentraciones del ion metálico y/o reductor (en su caso) inferiores a una concentración de 10"3 M; y por constantes de velocidad pequeñas a aquellas correspondientes a tiempos de vida de semi-reacción mayores de
1 segundo.
Por tanto, el procedimiento consta, como mínimo, de los siguientes pasos: a. un control cinético para Ia reducción lenta, y b. mantener una concentración baja de reactivos en el medio de reacción.
Hasta el momento presente, los métodos de preparación de clústeres/nanopartículas se basan en Ia teoría de nucleación-crecimiento. Según esta teoría, es necesario que Ia reacción de producción de nanopartículas/clústeres sea muy rápida al objeto de lograr una gran cantidad de núcleos. Una vez producida Ia nucleación, los núcleos crecen todos al unísono y de esa forma se logran obtener nanopartículas de tamaños muy monodispersos. Aunque la teoría termodinámica de nucleación-crecimiento ha tenido un gran éxito para explicar Ia preparación de partículas monodispersas de tamaños micro y sub-micrométrico, sin embargo, se plantea Ia pregunta de hasta qué punto Ia formación de un clúster cuántico atómico de 3 ó 4 átomos por reacción química en disolución (por ejemplo, por reducción de una sal del ion metálico correspondiente mediante un reductor) puede considerarse como una nueva fase. De hecho, Ia formación de un clúster metálico de unos pocos átomos por reacción química en disolución es más parecida a los innumerables ejemplos que existen de formación de complejos químicos inorgánicos/organometálicos (o también a Ia formación de polímeros) a partir de sus reactivos y, sin embargo, en todos esos casos el complejo inorgánico (o el polímero, siempre que su peso molecular no sea demasiado elevado) no se asocia con Ia formación de una nueva fase termodinámica, sino con Ia formación de un nuevo compuesto químico "molecular" al que, por Io tanto, no se Ie puede asociar una energía superficial de Laplace. En ese caso, Ia formación del nuevo compuesto viene determinada por Ia cinética del propio proceso de obtención. Y ésta es precisamente Ia base en Ia que se fundamenta el procedimiento propuesto en Ia presente invención: Ia utilización del control cinético para Ia producción de AQCs (clústeres cuánticos atómicos) de tamaño controlado.
En Ia figura 1 se muestra un esquema representativo de Ia variación de energía libre que se pone en juego a Io largo de una reacción de formación de metales en disolución, a partir de sus iones metálicos. Los reactivos representan un ion metálico cualquiera en presencia de un reductor (o de un cátodo donde tiene lugar Ia reducción del ion metálico correspondiente). La reacción comienza con Ia formación de un AQC de 1 átomo (M-i), luego de dos (M2), etc. hasta que finalmente se forman partículas sólidas del material metálico reducido (P). En Ia figura se representa el hecho de que a medida que el AQC va creciendo y se aproxima al tamaño de una partícula, P, (se considera partícula cuando el número de átomos del clúster atómico es elevado, del orden de n mayor de aproximadamente 500 átomos ( n > aprox. 500 átomos), es decir, mayor de aproximadamente 2 nm, de modo que sus propiedades son diferentes de las de los clústeres de tamaño menor), entonces, las diferencias de energía entre los diferentes AQCs es menor. Es de destacar que el esquema es muy general y no indica el hecho generalmente encontrado en Ia práctica de que los valles de potencial pueden ser diferentes (por ej. menores para un clúster más pequeño que otro más grande), así como también que las energías de activación pueden variar de unos clústeres a otros. Además, pueden existir otros caminos de reacción en donde un clúster con n átomos, Mn, se puede asociar a otro con m átomos, Mm, para dar uno mayor con n+m átomos, Mn+m- También hay que destacar que las diferencias de energías entre valles pueden ser suficientemente pequeñas como para que existan equilibrios entre algunos de los clústeres. Por todo Io antes descrito, Ia presente invención se basa en Ia idea de que Ia cinética juega un papel decisivo en Ia formación de los AQCs (clústeres cuánticos atómicos) y que, controlando (ralentizando) convenientemente esa cinética se puede controlar Ia formación de AQCs específicos.
La formación de clústeres no está limitada ni al tipo de elemento metálico sintetizado ni al propio método electroquímico, por Io que cualquier otro método químico de reducción de sales metálicas en disolución puede ser utilizado para Ia producción de estos clústeres atómicos, siempre y cuando Ia reacción se ralentice suficientemente -tal como se especificará posteriormente- como para observar Ia evolución de los AQCs y detener Ia reacción (por ej. por enfriamiento, dilución y/o fijación/separación de los clústeres del medio de reacción) en el momento que interese un AQC de un tamaño determinado. Precisamente por este hecho Ia utilización de sistemas bifásicos/bicomponentes (agua/compuesto orgánico) o bifásicos/tricomponentes (como microemulsiones formadas por agua, compuesto orgánico y un detergente), en los que se puede disponer de una concentración muy pequeña de reactivos en Ia interfase agua/compuesto orgánico son especialmente apropiados para Ia preparación de clústeres en cantidades macroscópicas adecuadas para el escalado de Ia producción a nivel industrial. Esto se puede entender de forma cualitativa suponiendo que una reacción es como si se deslizase una rueda por Ia curva de energía potencial representada en Ia figura 1. Cuando se utiliza una reacción rápida, Ia energía comunicada a dicha rueda es tan grande que supera los máximos que hay entre los diferentes valles y acaba cayendo a los valles más profundos (es decir, transformándose rápidamente en partículas P de gran tamaño -mayores que 2-5 nm-). Por el contrario, Ia presente invención, basada en ralentizar Ia reacción supone comunicar una energía muy pequeña a Ia rueda. Ésta, por Io tanto, caerá inicialmente en el primer mínimo (clúster M-i) y sólo después de un tiempo apreciable irá cayendo sucesivamente en los siguientes mínimos correspondientes a AQCs mayores. Ese tiempo/tiempos que tarda el AQC en ir cayendo en los diferentes mínimos puede ser optimizado para dar tiempo a separar los AQCs obtenidos (por ej. por precipitación) o bien para estabilizarlos introduciendo un agente químico o molécula estabilizado ra en el medio de reacción.
Conviene indicar que Ia introducción inicial en el medio de reacción de agentes estabilizadores puede hacer variar el mínimo del valle de potencial de alguno/s AQC/s. Su introducción inicial puede pues llevarse a cabo para favorecer un determinado tipo de AQCs y también para disponer de un mayor tiempo para Ia manipulación del AQC antes de su estabilización y funcionalización definitiva. En todo caso, su introducción no es imprescindible para el método que aquí proponemos y que seguimos describiendo a continuación.
Como se ha destacado anteriormente, es importante en el presente procedimiento de invención 1 ) ralentizar Ia reacción y 2) mantener una concentración baja de reactivos.
Por ello, una realización preferida de Ia presente invención, para ralentizar Ia reacción, es utilizar un reductor suave, que se selecciona de entre el grupo que comprende hipofosfito sódico, aminas, azúcares, ácidos orgánicos, polímeros (tales como Ia polivinilpirrolidona), radiación UV-VIS, ultrasonidos o corriente eléctrica.
Para el segundo punto de mantener concentraciones bajas de reactivos, se puede proceder de dos formas según que el medio de reacción sea mono o bifásico. En el caso de utilizar un medio monofásico Ia forma preferible de proceder, es generar el ion metálico "in situ" en concentraciones muy bajas mediante Ia disolución anódica (preferiblemente a corriente constante) de un electrodo del metal correspondiente. La segunda opción es utilizar un sistema bifásico (agua/compuesto orgánico) en el que Ia sal metálica se disuelve en el agua y se elige un reductor que solamente se disuelva en el compuesto orgánico (por ejemplo, pero sin limitarse, una amina, un tiol o un ácido, de cadena hidrocarbonada larga), de tal modo que Ia reacción sólo ocurre en Ia interfase y, por Io tanto, con una concentración local efectiva de reactivos muy pequeña.
En una realización preferida de Ia presente invención, se utilizan como compuestos orgánicos, entre otros, hidrocarburos saturados e insaturados, cíclicos, lineales o ramificados, tales como por ejemplo, pero sin limitarse, hexano, heptano, isooctano, ciclohexano; así como también benceno o tolueno.
En el caso de los sistemas bifásicos, al objeto de aumentar el rendimiento de Ia reacción, se puede aumentar Ia interfase agua-compuesto orgánico utilizando para ello microemulsiones formadas por agua, compuesto orgánico y un detergente que permiten al mismo tiempo mantener Ia concentración local de reactivos muy baja dentro de las nanogotas que forman Ia microemulsion. En este caso, como detergente podrían usarse tanto detergentes aniónicos, tales como sulfonatos alifáticos o aromáticos, por ejemplo, los derivados de los ácidos sulfocarboxílicos; detergentes catiónicos como por ejemplo bromuros o acetatos de alquilamonios; o detergentes no iónicos como por ejemplo los derivados del polioxietileno.
Al hacerse Ia reacción lenta, siguiendo alguno de los procedimiento descritos, se puede seguir Ia evolución de los clústeres y, una vez alcanzado el clúster del tamaño deseado, se puede proteger/estabilizar en el medio de reacción añadiéndole un agente estabilizador, que consiste en una molécula que contenga grupos orgánicos (tales como tioles, sulfuros, aminas, ácidos, tioéteres, fosfinas o aminoácidos, etc.) de acuerdo con el metal del que se quiera obtener el clúster.
La separación del clúster del medio de reacción puede hacerse por precipitación disminuyendo Ia temperatura y/o añadiendo un disolvente incompatible con el clúster aprovechando las diferentes propiedades de solubilidad que presentan los AQCs según su tamaño, así como también mediante su fijación aprovechando su diferente afinidad por Io grupos estabilizadores mencionados. Para aplicaciones posteriores, se podría obtener el AQC funcionalizado. En ese caso el agente estabilizador ha de ser una molécula que ha de poseer, al menos, dos extremos con grupos químicos diferentes: un extremo con uno de los grupos ya citados para unirse al AQC y otro con cualquier otro grupo orgánico (de entre los que podemos citar: dobles y triples enlaces, grupos alcohólicos, grupos ácidos o grupos amina) para su interacción o unión posterior a otras moléculas o átomos para aplicaciones concretas
Así por ejemplo, se pueden preparar AQCs funcionalizados añadiendo dodecanotiol disuelto en pentano observándose Ia transferencia de los clústeres de Ia fase de acetonitrilo a Ia fase de pentano. La introducción de un tiol o tioéter soluble en agua, como por ejemplo, glutationa, tioglicol, tioacetico, etc. permite asimismo su funcionalización y transferencia al agua, pudiendo utilizarse luego una reacción adicional para unir los AQCs así funcionalizados a cualquier otra molécula, ion o sustrato para las aplicaciones finales requeridas de los AQCs.
Con objeto de identificar los AQCs para su separación y aislamiento se pueden utilizar, además de las diferentes propiedades de solubilidad y afinidad por los grupos estabilizadores que presentan los AQCs según su tamaño -como se acaba de mencionar-, también las diferentes propiedades ópticas, fluorescentes, vibracionales, redox, eléctricas y magnéticas que poseen estos clústeres. En efecto, se ha observado que estos AQCs presentan propiedades fluorescentes. El intervalo de fluorescencia varía entre el ultravioleta (para los clústeres menores, de 2-3 átomos), visible (para los clústeres entre 4-10 átomos) y el infrarrojo cercano (para clústeres mayores 10 átomos). Se ha observado asimismo que las bandas de fluorescencia son muy estrechas, tal como muestra Ia figura 17. Asimismo se han observado propiedades magnéticas en estos clústeres. La figura 18 muestra un ejemplo de dichas propiedades. Estas propiedades pueden ser aprovechadas para Ia construcción de sensores y biosensores fluorescentes y magnéticos.
En otro aspecto de Ia presente invención se describe el uso de los AQCs descritos con anterioridad, como agentes químicos reductores. Así se ha observado que clústeres de Au son capaces de reducir al azul de metileno provocando la desaparición de Ia banda característica de Ia forma oxidada (655nm).
En otro aspecto de Ia presente invención se describe el uso de los AQCs descritos con anterioridad, como electrocatalizadores. Estos clústeres son muy estables electroquímicamente de modo que el intervalo de potenciales de trabajo con dispersiones de estos clústeres está limitado por los valores de los potenciales de reducción y oxidación del medio en el que se encuentran dispersos. Así por ejemplo, se ha comprobado Ia estabilidad de los clústeres de Ag en TBAAc en el intervalo (-3.V a +1.8V). Su alta estabilidad electroquímica los hace apropiados para aplicaciones en diversos tipos de reacciones de electrocatálisis.
En una realización preferida, los AQCs presentan su actividad electrocatalítica en reacciones de reducción, que comprende entre otras, Ia reducción del oxigeno y/o Ia del peróxido de hidrógeno. Se han sintetizado dispersiones estables de clústeres de Ag, Au, Pt, Cu que poseen propiedades catalíticas. Dichas propiedades surgen como consecuencia del enorme poder reductor que poseen los clústeres metálicos de unos pocos átomos Mn (n< 50-100).
La gran afinidad electrónica de los clústeres produce fuertes interacciones con los electrones de otros átomos incluso de los mas electronegativos como por ejemplo los halógenos o el oxigeno, debilitando los enlaces covalentes que forman estos átomos en moléculas estables. Así por ejemplo, los clústeres de plata y de oro son capaces de adsorber oxigeno gas contribuyendo a Ia disociación de Ia molécula y en consecuencia, rebajando Ia energía necesaria para su electroreducción. En el ejemplo 3 se comprueba ampliamente este hecho.
En otra realización preferida, los AQCs presentan su actividad electrocatalítica en reacciones de oxidación de alcoholes.
Otro aspecto de Ia presente invención proporciona el uso de los AQCs descritos con anterioridad para Ia elaboración de fármacos anticancerígenos por sus propiedades citostáticas y/o citotóxicas.
Estas propiedades de los AQCs se demuestran aquí particularmente mediante ensayos in vitro realizados con células de cáncer de mama.
En Ia presente invención todos los términos técnicos y científicos tienen el mismo significado que el comúnmente entendido por un experto en Ia materia a Ia que Ia invención pertenece. A Io largo de Ia descripción y las reivindicaciones Ia palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, componentes o pasos. Para los expertos en Ia materia, otros objetos, ventajas y características de Ia invención se desprenderán en parte de Ia descripción y en parte de Ia práctica de Ia invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de Ia presente invención.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
FIGURA 1
En Ia figura 1 se muestra un esquema representativo de Ia variación de energía libre que se pone en juego a Io largo de una reacción de formación de metales en disolución, a partir de sus iones metálicos. Los reactivos representan un ion metálico cualquiera en presencia de un reductor (o de un cátodo donde tiene lugar Ia reducción del ion metálico correspondiente). Mi se refiere a un AQC de 1 átomo, M2 de dos , etc. y P se refiere a las partículas sólidas del material metálico reducido .
FIGURA 2 En Ia Figura 2 se observa el espectro característico de los AQCs de Au obtenidos por precipitación y estabilizados con dodecanotiol.
FIGURA 3
En Ia Figura 3 se muestra una microscopía electrónica de transmisión de agrupaciones de los AQCs de Au sintetizados. Hay que destacar que los tamaños observados por microscopía (muy polidispersos y mayores que aprox. 1 -2 nm) no corresponden realmente a partículas de Au sino a agrupaciones de AQCs. FIGURA 4
En Ia Figura 4 se muestran las medidas realizadas por espectrometría de masas por tiempo de vuelo.
FIGURA 5 La Figura 5 muestra el espectro UV-VIS de los AQCs de mayor tamaño, tanto de los inicialmente dispersos en el líquido de reacción, como de los obtenidos por precipitación, protegidos por dodecanotiol, y redispersos nuevamente en cloroformo.
FIGURA 6 La Figura 6 muestra una fotografía de microscopía electrónica de las mezclas de AQCs de AUi2 y Au2I, que se forman por unión de 4 y 7 clústeres de Au3.
FIGURA 7
En Ia Figura 7 se muestra el espectro UV-VIS de AQCs de Ag sintetizados según el ejemplo 2.
FIGURA 8
En Ia Figura 8 se observa una fotografía de microscopía electrónica de los AQCs de Ag sintetizados según el ejemplo 2.
FIGURA 9 Esta Figura muestra el espectro UV-Vis de AQCS de Ag transcurridos 5 días después de Ia síntesis.
FIGURA 10
Esta Figura muestra el espectro UV-Vis de AQCs de Ag transcurridos 13 días después de Ia síntesis. FIGURA 1 1
Esta Figura muestra una fotografía de microscopía electrónica de Ia muestra de AQCs de Ag transcurridos 13 días después de Ia síntesis.
FIGURA 12
Voltametrías cíclicas (EmιC= +1 V) de TBAAc 0.1 M, saturadas de O2 Electrodo de trabajo: Pt policristalino, a 25-C, velocidad de. barrido 20mV/s. (a) en ausencia, (b) en presencia de clusters dispersos en el electrolito soporte.
FIGURA 13
Voltametrías lineales en disoluciones acuosas de H2O2 en ácido perclórico 0.5M. Electrodo de trabajo: carbono vitreo (a) en ausencia, (b) en presencia de clústeres depositados sobre carbono vitreo. Como comparación se muestra una voltametria de carbono vitreo en ácido perclórico 0.5M.
FIGURA 14
Voltametrías cíclicas (Eιmc= +0.1 V) en una disolución acuosa de MeOH 1 M y NaOH 1 M. Electrodo de trabajo: Pt policristalino sin y con clústeres de Ag depositados. T=25-C, velocidad de barrido 20mV/s. Como referencia se muestra asimismo Ia respuesta del Pt en NaOH (linea continua)
Línea triángulos: MeOH/NaOH (Pt modificado) Línea círculos: MeOH/NaOH (Pt sin modificar) Línea continua: NaOH (Pt sin modificar) FIGURA 15
Esta figura (NP 0,1 y NP 0,2) muestra Ia absorbancia (proporcional a Ia concentración de células) en función de Ia concentración de clústeres de Ag añadidos. Como referencia se muestra Ia absorbancia correspondiente a las células sin tratamiento. Los resultados se comparan con el efecto del disolvente puro y de Ia puromicina. Las distintas barras muestran los resultados obtenidos a distinto número de horas (O, 24 y 48 horas).
FIGURA 16
Esta figura (NP 45 y NP 46) muestra Ia absorbancia (proporcional a Ia concentración de células) en función de Ia concentración de clústeres de Au añadidos. Como referencia se muestra Ia absorbancia correspondiente a las células sin tratamiento. Los resultados se comparan con el efecto del disolvente puro y de Ia puromicina. Las distintas barras muestran los resultados obtenidos a distinto número de horas (O, 24 y 48 horas). FIGURA 17
Espectro de fluorescencia de clústeres de Agn (con n = 2,3) para distintas longitudes de excitación.
FIGURA 18 Espectro de EPR (Resonancia Paramagnética Electrónica) muestra Ia resonancia paramagnética con estructura hiperfina en clústeres de Agn con n=5, a dos temperaturas diferentes.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE MODOS DE REALIZACIÓN
A continuación se ilustrará Ia invención mediante unos ensayos realizados por los inventores.
EJEMPLO 1
Síntesis de AQCs de Au
La síntesis de AQCs de Au se llevó a cabo en una celda electroquímica, mediante una potenciometría galvanostática, aplicando una densidad de corriente constante de 10 mA/cm2 durante 1000 s, en las siguientes condiciones experimentales:
-Electrodo de trabajo: Pt (2.5 cm2)
-Contraelectrodo: Au (el metal del que estaban formados los AQCs)
-Electrodo de referencia: Ag/AgCI
-Disolución electrolítica y agente estabilizador: 0.1 M en bromuro de tetrabutil amonio en acetonitrilo.
-Temperatura: 25-C -Atmósfera inerte de Nitrógeno
Tras Ia síntesis, los AQCs obtenidos inicialmente de color marrón (AQCs de
1 -2 átomos, tal como se verá más adelante), se trasvasaron a un erlenmeyer, observándose que después de 2 horas adquirían un color amarillo, apareciendo un precipitado depositado en el fondo. La precipitación de los AQCs ocurrió por Ia solubilidad limitada de los mismos en el medio de reacción.
Estos AQCs, predominantemente de 3 átomos, separados por precipitación son mucho más estables que los de 1 -2 átomos, (al menos en las condiciones experimentales utilizadas), pues aún sin protección adicional permanecieron estables durante 5 meses a temperatura ambiente.
Una vez obtenidos, los clústeres se pueden funcionalizar. Así por ej. se prepararon AQCs funcionalizados añadiendo dodecanotiol disuelto en pentano observándose Ia transferencia de los clústeres de Ia fase de acetonitrilo (que se volvió transparente) a Ia fase de pentano (que se volvió amarilla).
En Ia Figura 2 se observa el espectro característico de los AQCs de Au obtenidos por precipitación y estabilizados con dodecanotiol.
En Ia Figura 3 se muestra una microscopía electrónica de transmisión de agrupaciones de los AQCs de Au sintetizados. Hay que destacar que los tamaños observados por microscopía (muy polidispersos y mayores que aprox. 1 -2 nm) no corresponden realmente a partículas de Au sino a agrupaciones de AQCs. El pequeño tamaño de éstos hace que no sea posible su observación directa por microscopía electrónica y únicamente se puede observar su presencia por Ia aparición de una nube negruzca como fondo de Ia rejilla del microscopio, juntamente con Ia formación de agrupaciones (cúmulos) de estos AQCs de tamaños muy diferentes que se observan como zonas más negras en Ia rejilla. El hecho de que las zonas más oscuras no corresponden a partículas, es asimismo corroborado por Ia ausencia de Ia banda plasmónica que debería ser visible en el caso de que no se tratara de agrupaciones de AQCs sino de partículas de tamaños nanométricos. Por su parte, medidas realizadas por espectrometría de masas por tiempo de vuelo (figura 4) permitieron determinar claramente que los clústeres así obtenidos estaban formados predominantemente por clústeres de 3 átomos que presentan Ia fórmula estequiométrica Au3(Ci2H27S)3 como Io demuestra Ia presencia del pico de masa mayor más importante situado a 1200 urna. Se observa en este caso que el clúster de Au3 está protegido perfectamente con el dodecanotiol utilizado, en el que el dodecanotiol ha perdido los hidrógenos del grupo SH al unirse directamente al clúster de Au3.
El hecho de que este clúster sea un Au3 indica que los clústeres obtenidos inicialmente (de color marrón), precursores del presente AQC de 3 átomos, están formados por 2 átomos. Se observa que, aún sin proteger, esos clústeres de 2 átomos (Au2) son estables en el medio de reacción durante aproximadamente 2 horas. Ese tiempo sería suficiente para su precipitación, aislamiento y posterior protección y/o funcionalización.
Los AQCs de Au3 sin proteger (en ausencia de tiol) eran estables en esas condiciones durante varios meses. Al cabo de 5 meses se observó Ia evolución de esos AQCs hacia Ia formación de otros AQCs de mayor tamaño, fácilmente observable por el cambio de color de amarillo a rojo a simple vista. Esos nuevos AQCs de mayor tamaño precipitaron (por su menor solubilidad, ya que ésta disminuye a medida que aumenta el tamaño del AQC, debido a Ia disminución de Ia entropía de mezcla). La precipitación puede asimismo favorecerse decreciendo Ia temperatura. Así por ejemplo, se observó Ia formación de un precipitado rojo apreciable a partir de una alícuota de Ia disolución de los AQCs al ponerla a 0-C.
La figura 5 muestra el espectro UV-VIS de estos últimos AQCs de mayor tamaño, tanto de los inicialmente dispersos en el líquido de reacción, como de los obtenidos por precipitación, protegidos por dodecanotiol, y redispersos nuevamente en cloroformo. Las nuevas bandas que aparecen a 410 nm y 520 nm son indicativas de Ia existencia de mezclas de AQCs de AUi2 y Au2i, que se forman por unión de 4 y 7 clústeres de Au3, respectivamente. La figura 6 muestra una fotografía de microscopía electrónica de estos AQCs. De nuevo, por el pequeño tamaño de los mismos, sólo se observa un fondo negruzco, así como en algunas partes manchas más oscuras de diferentes tamaños provenientes de Ia formación de agrupaciones más densas de estos AQCs.
Conviene indicar, por último, que los valores de los parámetros experimentales señalados en este ejemplo, tales como Ia densidad de corriente, el tipo de cátodo empleado, Ia temperatura, el tipo y Ia concentración de electrolito de fondo, son solamente indicativos, a modo de ejemplo. Otros valores de densidades de corriente, elementos utilizados para el cátodo, temperaturas y tipos y concentraciones del electrolito de fondo, así como agente protector, pueden ser también utilizados para el mismo propósito siempre que se mantenga una concentración suficientemente pequeña de iones metálicos en el medio de reacción como para que Ia reacción transcurra por el mínimo de energía potencial.
EJEMPLO 2
Síntesis de AQCs de Ag.
La síntesis de AQCs de Ag se realizó utilizando microemulsiones de agua/AOT/isooctano (AOT= aerosol OT = bis 2 etil-hexil sulfosucinato de sodio) en las siguiente condiciones experimentales:
- Relación W0= [H2O]/[AOT] = 6
- Disolución de AOT en isooctano: 0,1 M - Disolución acuosa de AgNO3: 0,1 M
- Disolución acuosa NaH2PO2-H2O: 1 M
- Temperatura: 25-C
La síntesis se llevó a cabo mezclando dos microemulsiones, una con el reductor y otra con Ia sal de plata. La microemulsión de sal de plata se preparó por adición de 0,54 mL de Ia disolución acuosa de AgNO3 a Ia de AOT en isooctano, mientras que Ia del reductor se obtuvo añadiendo 0,54 mL de Ia disolución acuosa del reductor hipofosfito sódico a Ia de AOT en isooctano.
En condiciones de agitación se llevó a cabo Ia adición de Ia microemulsión de AgNO3 sobre Ia microemulsión reductora manteniendo el goteo constante durante 50 minutos. Al finalizar dicha adición Ia mezcla presentaba un color amarillo que adquiere mayor intensidad con el paso de tiempo llegando a ser negruzco por aumento de Ia concentración de los
AQCs, como se puede deducir porque al diluir Ia muestra presenta nuevamente color amarillo oro. En Ia figura 7 se muestra el espectro UV-
VIS de los AQCs de Ag sintetizados. La presencia de una única banda situada en torno a los 220 nm indica que el tamaño de estos clústeres es de 2 átomos. En Ia figura 8 se observa una fotografía de microscopía electrónica de los AQCs de Ag. De nuevo ocurre igual que con los AQCs de Au: sólo se observa una mancha grisácea a Ia que se superponen algunas agrupaciones de dichos AQCs. Los AQCs así obtenidos evolucionaron al cabo de varias horas con Ia formación de un nuevo clúster de 4 átomos asociado con Ia presencia de una banda situada en torno a los 260 nm.
Estos clústeres de Ag4, sin protección adicional, eran estables a temperatura ambiente, al menos durante 5 días (Ia estabilización se debe en este caso a Ia presencia del surfactante AOT), al cabo de los cuales evoluciona a Ia formación de un clúster Agi2 como se observa por Ia aparición de una nueva banda situada en torno a los 400 nm, tal como se muestra en Ia figura 9. A su vez, estos nuevos clústeres de Agi2, sin protección adicional, permanecen estables durante 12-13 días a temperatura ambiente. Al cabo de ese tiempo los clústeres de Agi2 evolucionan a Ia formación de AQCs mayores, Io que se observa por el cambio de color a grisáceo, que se corresponde con Ia disminución de Ia banda a 400 nm y Ia aparición de una banda más ancha a longitudes mayores, tal como se muestra en Ia figura 10. La figura 1 1 muestra una fotografía de estos últimos AQCs que, como se puede observar siguen siendo mucho más pequeños que 1 nm, por Io que solamente se aprecian como una mancha gris sobre Ia rejilla en Ia que fueron depositados. Al igual que ocurría con los AQCs de Au, si no se estabilizaban y/o se separaban (por ej. por precipitación) los AQCs seguían creciendo alcanzando sucesivamente tamaños mayores. Finalmente se alcanzó el tamaño de nanopartículas, clústeres mayores de aprox. 500 átomos, observándose finalmente Ia aparición de Ia banda plasmónica que nos indicaba Ia desaparición de los efectos cuánticos de tamaño y Ia formación de partículas de tamaños superiores a aprox. 1 - 2 nm. Conviene indicar finalmente que en este ejemplo tanto los parámetros experimentales utilizados, como el tipo de anfífilo, Ia relación de concentraciones [H2O]/[detergente] = w0, el volumen de Ia fase dispersa, el disolvente orgánico utilizado, Ia temperatura y concentración de los reactivos, son solamente indicativos a modo de ejemplo. Asimismo, tal como se comentó en Ia descripción del método de invención, este método no está restringido únicamente a clústeres monometálicos, obteniéndose también clústeres multimetálicos siguiendo el mismo procedimiento. Así, en el presente ejemplo, sustituyendo en el medio de reacción inicial Ia disolución acuosa de Ag por una mezcla de sales de Ag y Au y/o Cu y/o Co y/o Pt y/o Fe y/o Cr y/o Pd y/o Ni y/o Rh y/o Pb se obtienen clústeres formados por combinaciones bi o multimetálicas dependiendo del número y concentración de los iones metálicos utilizados.
EJEMPLO 3
Actividad electrocatalítica de los clústeres metálicos en Ia reducción del oxigeno.
Se comprobó Ia actividad electrocatalítica de los clústeres metálicos comparando Ia respuesta voltamétrica en Ia reducción de oxígeno.
El siguiente esquema ilustra Ia actividad electrocatalítica de los clústeres metálicos en Ia reducción del oxigeno:
Mcius + O2^ MdUS-(O- -O)ad ^ Mcius + productos de reacción
Esta reacción se llevó a cabo en disoluciones de acetonitrilo, utilizando un microelectrodo de Pt policristalino (diámetro = 0,5mm) como electrodo de trabajo, un contraelectrodo de Pt y un alambre de Ag como pseudoreferencia (E=O.13V vsNHE).
La figura 12 muestra el comportamiento en voltametría cíclica de Ia electrorreducción de O2 a concentración de saturación, en disoluciones de acetato de tetrabutil amonio (TBAAc) 0.1 M.; en ausencia curva (a) y en presencia curva (b), de clústeres de plata, Agn (n=3, 4).
Se comprobó, tal y como se observa en Ia figura 12, que, en presencia de clústeres, se produce un fuerte aumento de Ia corriente en torno a - 0.7V, Io que significa que los clústeres de Ag utilizados son catalizadores más efectivos que el Pt, el cual es el catalizador mas activo que se conoce en Ia electroreducción de oxígeno. EJEMPLO 4
Actividad electrocatalítica de los clústeres metálicos en Ia reducción de peróxido de hidrógeno, H2O2. Se ha comprobado el efecto electrocatalítico de clústeres de Ag en Ia electroreducción de H2O2 realizando medidas en disoluciones libres de O2 conteniendo H2O2 como única especie susceptible de reducción. La figura 13 muestra voltametrías lineales de barrido en disolución acuosa conteniendo H2O2 0.024M y CIO4H 0,5M. Para las medidas se empleó como electrodo de trabajo carbono vitreo (curva a) y carbono vitreo modificado con clústeres de plata, Agn (n=3,4) (curva b). Como contraelectrodo se utilizó hilo de Pt. Los potenciales están referidos al electrodo de Ag/CIAg (saturado). En dicha figura se observa, a partir de - 0.15V, un aumento de Ia corriente de reducción de H2O2 en Ia curva b (presencia de clústeres de Ag) respecto de Ia curva a (ausencia de clústeres); en Ia ampliación se puede apreciar que dicho aumento es en torno a un 7 % para E =-0.45V.
Se comprobó que estos clústeres presentan una actividad catalítica mayor que Ia de las nanopartículas de Ag.
EJEMPLO 5
Actividad electrocatalítica de los clústeres metálicos en Ia oxidación de alcoholes.
Se comprobó Ia actividad electrocatalítica de los clústeres metálicos en Ia oxidación de alcoholes, y más concretamente el uso de clústeres de Ag en Ia oxidación de metanol. Dicha oxidación se produce en el intervalo de OV a +1 V. Para comprobar dicho efecto, los clústeres de Ag, dispersos en acetonitrilo, se depositaron sobre Pt policristalino. Después de comprobar su estabilidad en el electrolito soporte, es decir, Ia ausencia de picos redox, (hasta E=+1.2V) de los clústeres así depositados, se trasladó el electrodo modificado a una disolución acuosa de metanol 1 M conteniendo 0.1 M de NaOH. Los resultados se pueden observar en Ia figura 14, en donde se aprecian tres picos de oxidación (A,B,C) en el barrido anódico, que corresponden a Ia oxidación del metanol sobre clusters de diferente tamaño. Puede observarse asimismo el aumento final de Ia corriente de oxidación debida a Ia presencia de los clústeres depositados sobre Pt (Pt modificado).
Se comprueba así que los clústeres son catalizadores más efectivos en Ia oxidación de alcoholes que el Pt.
EJEMPLO 6
Ensayos de toxicidad mediante MTT. Se evaluó Ia toxicidad de clústeres de Au y Ag sobre cultivos de las líneas MCF7, de cáncer de mama, que se realizaron mediante estudios de viabilidad celular con Ia sal de metil-tiazol-tetrazolium (MTT).
Se sembraron 4 x 103 células / pocilio en placas de 96 pocilios en un volumen total de 100 μl_ / pocilio. Se dejaron estabilizar las células durante 24 horas, se retiró el medio inicial y se sustituyó por 100 μl_ de medio con los tratamientos ensayados. Tras el tiempo de exposición, que varió entre 24 y 48 horas, se procedió al ensayo MTT.
Se añadieron 10 μL de sustrato MTT y a las 4 horas de incubación se añadieron 100 μL / pocilio de Ia solución de lisis: 10 % de SDS en HCI 10 mM. Tras lisar las células durante toda Ia noche se procedió a Ia lectura de Ia absorbancia a 550 nm en un Microplate Reader Model 550 (Bio-Rad).
Resultados:
6a) En Ia Figura 15 se muestran los resultados al añadir disoluciones de clústeres de Ag preparados electroquímicamente según el ejemplo primero y dispersos en agua (muestras NP 0,1 y NP 0,2 correspondientes a clústeres de 2-5 átomos y 6-15 átomos, respectivamente). Se pueden observar claramente los efectos citostáticos de los clústeres para concentraciones superiores a 1 μM. Estos efectos son comparables a los de un citostático utilizado habitualmente como es Ia Puromicina. Se observa además que el efecto citostático es diferente según el tipo de clústeres, pues Ia muestra NP 0,2 es más efectiva, aunque en este caso se observa una cierta citotoxicidad, como se puede ver por Ia disminución del número de células iniciales (disminución de Ia absorbancia inicial). 6b) En Ia figura 16, se muestran los resultados al añadir disoluciones de clústeres de Au preparados electroquímicamente según el ejemplo primero (muestras NP 45 y NP 46, correspondientes a clústeres de 2-5 átomos y 6- 15 átomos, respectivamente). Se pueden observar claramente los efectos citostáticos de los clústeres para concentraciones superiores a 10 nM (muestra NP45) y 100 nM (muestra NP46). Estos efectos son comparables a los de un citostático utilizado habitualmente como es Ia Puromicina. Se observa además que el efecto citostático es diferente según el tipo de clústeres, pues Ia muestra NP46 es más efectiva, aunque también es mucho mayor su citotoxicidad, como se puede ver por Ia gran disminución del número de células iniciales (disminución de Ia absorbancia inicial).

Claims

REIVINDICACIONES
1. Clústeres cuánticos atómicos, AQCs, estables caracterizados por estar compuestos por menos de 500 átomos de metal (Mn, n<500).
2. AQCs según Ia reivindicación 1 , caracterizados por estar compuestos por menos de 200 átomos de metal (Mn, n<200).
3. AQCs según Ia reivindicación 2, caracterizados por estar compuestos de entre más de 2 y menos de 27 átomos de metal (Mn, 2<n<27).
4. AQCs según Ia reivindicación 3, caracterizados por estar compuestos de entre 2 a 5 átomos metálicos.
5. AQCs según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde los metales se seleccionan de entre Au, Ag, Co, Cu, Pt, Fe, Cr, Pd, Ni, Rh, Pb o sus combinaciones bi y multimetálicas.
6. AQCs según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el metal es Au o Ag o sus combinaciones.
7. Procedimiento para Ia obtención de los clústeres cuánticos atómicos (AQCs) de las reivindicaciones 1 a 6, por reducción de Ia sal ó ion metálico (sales ó iones metálicos), caracterizado por: a. un control cinético para una reducción lenta, y b. mantener una concentración baja de reactivos en el medio de reacción.
8. Procedimiento según Ia reivindicación 7 donde para obtener el control cinético se utilizan reductores suaves.
9. Procedimiento según Ia reivindicación 8 donde los reductores suaves se seleccionan de entre el grupo consistente en hipofosfito sódico, aminas, azúcares, tioles, ácidos orgánicos, polímeros, radiación UV- vis, ultrasonidos o corriente eléctrica.
10. Procedimiento según Ia reivindicación 9 donde se utiliza como reductor suave Ia corriente eléctrica (reducción electroquímica).
1 1. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10 donde Ia concentración de reactivos es menor de 10"3M.
12. Procedimiento según reivindicación 1 1 donde para mantener Ia concentración de reactivos, el medio de reacción comprende medios monofásicos o bifásicos.
13. Procedimiento según Ia reivindicación 12 donde los sistemas bifásicos están formados por agua, en Ia que se disuelve Ia sal metálica, y un compuesto orgánico, en el que se disuelve el reductor.
14. Procedimiento según Ia reivindicación 13 donde los compuestos orgánicos se seleccionan del grupo que comprende hidrocarburos saturados e insaturados, cíclicos, lineales o ramificados, así como benceno o tolueno.
15. Procedimiento según Ia reivindicaciones 13 y 14 que comprende además de agua y un compuesto orgánico, un detergente.
16. Procedimiento según Ia reivindicación 15 donde el detergente se elige de entre grupo que comprende detergentes aniónicos, catiónicos o no iónicos.
17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 16 que incluye Ia separación de los AQCs sintetizados mediante su precipitación selectiva, una vez alcanzado el tamaño deseado del clúster.
18. Procedimiento según las reivindicaciones 7 a 17 donde se añaden al medio de reacción agentes estabilizadores.
19. Procedimiento según las reivindicación 18 donde los agentes estabilizadores se eligen de entre las moléculas que posean grupos susceptibles de enlazar con los AQCs.
20. Procedimiento según Ia reivindicación 19 donde los agentes estabilizadores, se eligen de entre el grupo consistente en tioles, sulfuros, aminas, ácidos, tioéteres, fosfinas o aminoácidos.
21. Procedimiento según Ia reivindicación 20 donde los agentes estabilizadores poseen, al menos, dos extremos con grupos químicos diferentes: uno para enlazar con los AQCs y otro con un grupo funcional orgánico.
22. Procedimiento según Ia reivindicación 21 donde el grupo funcional orgánico se elige del grupo que comprende alcoholes, ácidos, aminas, alquenos o alquinos.
23. Uso de los clústeres (AQCs) de las reivindicaciones 1 a 6, como sensores y biosensores fluorescentes
24. Uso de los clústeres (AQCs) de las reivindicaciones 1 a 6, como sensores y biosensores magnéticos
25. Uso de los clústeres (AQCs) de las reivindicaciones 1 a 6, como agentes redox
26. Uso de los clústeres (AQCs) de Ia reivindicaciones 1 a 6, como electrocatalizadores.
27. Uso según reivindicación 23 donde los AQCs actúan en una reacción de reducción.
28. Uso según reivindicación 24 donde los AQCs actúan en Ia reducción del oxigeno ó del peróxido de hidrogeno.
29. Uso según reivindicación 23 donde los AQCs actúan en una reacción de oxidación.
30. Uso según reivindicación 26 donde los AQCs actúan en Ia oxidación de alcoholes.
31. Clústeres (AQCs) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, para su uso como citostáticos ó citotóxicos.
32. Uso de los clústeres (AQCs) de las reivindicaciones 1 a 6 en Ia elaboración de un medicamento para el tratamiento del cáncer.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009043958A1 (es) 2007-10-05 2009-04-09 Universidade De Santiago De Compostela Uso de clústeres cuánticos atómicos (aqcs) como antimicrobianos y biocidas
WO2011064430A2 (es) 2009-11-25 2011-06-03 Universidade De Santiago De Compostela Tintas conductoras obtenidas por combinación de aqcs y nanopartículas metálicas
WO2011113914A1 (en) 2010-03-18 2011-09-22 Universidade De Santiago De Compostela Process for preparing anisotropic metal nanoparticles
WO2013079669A1 (en) 2011-12-02 2013-06-06 Universidade De Santiago De Compostela Photoconversion of light using metal supported atomic quantum clusters
JP2014523932A (ja) * 2011-06-15 2014-09-18 ウニベルシダーデ デ サンティアゴ デ コンポステラ 発光ナノシステム
ES2529377A1 (es) * 2013-06-07 2015-02-19 Universidad Complutense De Madrid Método para la producción de clústeres atómicos metálicos utilizando porfirinas y su inmovilización en la superficie de nanopartículas de óxidos metálicos y en sistemas núcleo@corteza.
CN105903978A (zh) * 2016-04-20 2016-08-31 中国科学院新疆理化技术研究所 一种硅烷稳定的荧光铜团簇的制备方法与用途
WO2019016391A1 (en) 2017-07-21 2019-01-24 Universidade De Santiago De Compostela PROCESS FOR OXIDIZING ORGANOSUPRINED COMPOUNDS
WO2019145409A1 (en) 2018-01-24 2019-08-01 Nanogap Sub Nm Powder, S.A. Process for producing atomic quantum clusters
WO2020094700A1 (en) 2018-11-07 2020-05-14 Universidade De Santiago De Compostela Stable polymer composites

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2457572A1 (en) 2010-11-05 2012-05-30 Universidade De Santiago De Compostela Use of atomic quantum clusters (aqcs) in the prevention of cell proliferative disorders, viral infections and autoimmune diseases
CN103314073B (zh) 2010-12-30 2015-09-16 印度马德拉斯理工学院 金和银量子簇以及用于它们的制备和使用的方法
MX2013014670A (es) * 2011-06-15 2014-03-27 Nanogap Sub Nm Powder Sa Uso de nanosistemas luminiscentes para la autentificacion de documentos de seguridad.
EP2743695A1 (en) * 2012-12-12 2014-06-18 Nanogap Sub NM Powder, S.A. Methods and reagents for the detection of biomolecules using luminescence
EP2743329A1 (en) 2012-12-12 2014-06-18 Fábrica Nacional de Moneda Y Timbre - Real Casa de la Moneda Use of luminescent nanocompounds for authenticating security documents
US9302322B2 (en) * 2012-12-12 2016-04-05 Nanogap Sub Nm Powder, S.A. Luminescent nanocompounds
CN103215032B (zh) * 2013-04-24 2015-02-11 安徽大学 一种生物相容性强荧光金银混合团簇及其制备方法
CN105170997A (zh) * 2015-10-13 2015-12-23 东南大学 双还原剂纳米金量子点的室温快速合成方法
US11219884B2 (en) 2015-12-28 2022-01-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cluster supported catalyst and production method therefor
JP6226341B2 (ja) * 2016-03-18 2017-11-08 公立大学法人首都大学東京 金クラスター触媒
CN105965028A (zh) * 2016-05-20 2016-09-28 中国科学院新疆理化技术研究所 制备水溶性发光金属铂、金、银、铜团簇的方法及用途
JP6683571B2 (ja) * 2016-08-10 2020-04-22 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化触媒
JP2019199555A (ja) * 2018-05-17 2019-11-21 中原大學 高い量子収量を有する複合蛍光金ナノクラスターおよびその製造方法
US20210197256A1 (en) * 2018-06-12 2021-07-01 Nanogap Sub-Nm-Powder, S.A. Methods of preparing purified atomic quantum clusters
CN113179632A (zh) * 2018-09-26 2021-07-27 纳米隙亚纳米粉末有限公司 原子量子簇的治疗用途
CN111496265B (zh) * 2019-01-31 2022-09-27 中国科学院大连化学物理研究所 一种在溶液中稳定的还原态贵金属孤原子材料和制备方法
CN115283688B (zh) * 2022-07-04 2024-03-26 电子科技大学 一种用固相动力学控制法制备金纳米团簇的方法
WO2024013181A1 (en) 2022-07-12 2024-01-18 Nanogap Sub-Nm-Powder, S.A. METAL OXIDE SUPPORTED ATOMIC QUANTUM CLUSTERS (AQCs) CATALYSTS AS OXYGEN CARRIERS FOR CHEMICAL LOOPING PROCESSES

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020146742A1 (en) * 1997-05-27 2002-10-10 Wybourne Martin N. Scaffold-organized metal, alloy, semiconductor and/or magnetic clusters and electronic devices made using such clusters
WO2004003558A1 (en) 2002-06-27 2004-01-08 Georgia Tech Research Corporation Nano-sized optical fluorescence labels and uses thereof
WO2004014401A1 (de) * 2002-08-02 2004-02-19 Universität Duisburg-Essen Metallcluster-nanoverbindungen zur behandlung von tumorerkrankungen

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU670029B2 (en) * 1991-08-05 1996-07-04 Mallinckrodt Medical, Inc. Heavy metal clusters for use as imaging agents
US5814370A (en) * 1996-06-11 1998-09-29 Sandia Corporation Encapsulation of nanoclusters in dried gel materials via an inverse micelle/sol gel synthesis
JPH11140436A (ja) * 1997-11-07 1999-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 感熱発色材料およびその製造方法
DE19753464A1 (de) * 1997-12-02 1999-06-10 Basf Ag Palladium-Cluster und ihre Verwendung als Katalysatoren
JP3005683B1 (ja) 1999-03-05 2000-01-31 大阪大学長 超微粒子の製造方法及び超微粒子
US6494932B1 (en) * 2000-06-06 2002-12-17 Birch Mountain Resources, Ltd. Recovery of natural nanoclusters and the nanoclusters isolated thereby
JP2002088406A (ja) * 2000-09-12 2002-03-27 Sekisui Chem Co Ltd 金属コロイド溶液の製造方法及びその方法によって得られた金属コロイド溶液
US20020146748A1 (en) 2001-01-22 2002-10-10 L. David Sibley Immunological detection of neosporosis using a recombinant antigen
NZ513637A (en) 2001-08-20 2004-02-27 Canterprise Ltd Nanoscale electronic devices & fabrication methods
JP2003342605A (ja) * 2002-05-21 2003-12-03 Akio Komatsu 超微粒子、超微粒子結晶膜及び超微粒子結晶の製造方法
JP2004107728A (ja) * 2002-09-18 2004-04-08 Ebara Corp 接合材料及び接合方法
JP2004292947A (ja) * 2003-03-05 2004-10-21 Fuji Photo Film Co Ltd 磁性粒子の製造方法及び磁性粒子並びに磁気記録媒体
JP2004358583A (ja) * 2003-06-03 2004-12-24 Toyota Motor Corp 白金ナノ構造体の製造方法
JP2005199267A (ja) * 2003-12-15 2005-07-28 Nippon Sheet Glass Co Ltd 金属担持体の製造方法及び金属担持体
JPWO2005082561A1 (ja) * 2004-02-27 2007-10-25 有限会社サンサーラコーポレーション コロイダル金属
JP2005290498A (ja) * 2004-04-01 2005-10-20 Mitsubishi Materials Corp 低温燒結性に優れた銀粘土用銀粉末およびこの銀粉末を含む銀粘土
DE102004061559A1 (de) * 2004-12-21 2006-06-29 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Hydraulischer Antrieb

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020146742A1 (en) * 1997-05-27 2002-10-10 Wybourne Martin N. Scaffold-organized metal, alloy, semiconductor and/or magnetic clusters and electronic devices made using such clusters
WO2004003558A1 (en) 2002-06-27 2004-01-08 Georgia Tech Research Corporation Nano-sized optical fluorescence labels and uses thereof
WO2004014401A1 (de) * 2002-08-02 2004-02-19 Universität Duisburg-Essen Metallcluster-nanoverbindungen zur behandlung von tumorerkrankungen

Non-Patent Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Metal Clusters", 1999, WILEY
"Physics and Chemistry of Metal Cluster Compounds", 1994, KLUWER ACADEMI, article "Model Systems for Small Metal Particles, Series of Physical and Chemical Properties of Materials with Low-dimensional Structures"
BARNETT, R.N. ET AL., EUR. PHYS. J. D, vol. 9, 1999, pages 95
BOYEN H-G. ET AL., SCIENCE, vol. 297, 2002, pages 1533
BRUST, M. ET AL., CHEM. SOC., CHEM. COMMUN., 1994, pages 801
CRESPO, P. ET AL., PHYS. REV. LETT., vol. 93, 2004, pages 087204
FOJTIK, A.; HENGLEIN, A.; JANA, E. J., PHYS. CHEM., vol. 96, 1992, pages 8203
G. SCHMID, ADV. ENG. MAT., vol. 3, 2001, pages 737
GARCIA-BASTIDA A.J. ET AL.: "Synthesis and structural characterization of Co immersed in Ag nanoparticles obtained by successive reactions in microemulsions", SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS, vol. 6, 1 July 2005 (2005-07-01), pages 411 - 419, XP005059090 *
JIMENEZ, V.L. ET AL., ANAL. CHEM., vol. 75, 2003, pages 199
KREIBIG, U.; VOLLMER, M.: "Optical Properties of Metal Clusters", 1995, SPRINGER-VERLAG
LEE, D. ET AL., J. AM. CHEM.SOC., vol. 125, 2003, pages 1182
LEE, H.M. ET AL., J.PHYS.CHEM. B, vol. 107, 2003, pages 9994
PETTY, J.T. ET AL., J. AM. CHEM. SOC., vol. 126, 2004, pages 5207
PEYSER, L.A. ET AL., SCIENCE, vol. 291, 2001, pages 103
PEYSER-CAPADONA, L. ET AL., PHYS.REV.LETT, vol. 94, 2005, pages 058301
RODRIGUEZ-SANCHEZ M.L. ET AL.: "Kinetics and Mechanism of the formation of Ag Nanoparticles by Electrochemical Techniques: A Plasmon and Cluster Time-Resolved Spectroscopic Study", JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, vol. 109, 27 January 2005 (2005-01-27), pages 1183 - 1191, XP003006094 *
RODRIGUEZ-SANCHEZ, M. ET AL., J. PHYS. CHEM. B, vol. 109, 2005, pages 1183
SCHAAFF, T. G.; WHETTEN, R. L., J. PHYS. CHEM. B, vol. 104, 2000, pages 2630
SCHMID, G., CHEM. REV., vol. 92, 1992, pages 1709
See also references of EP1914196A4
SUGIMOTO, T: "Monodisperse Particles", 2001, ELSEVIER
TANG Z. ET AL.: "A simple solution-phase reduction method for the synthesis of shape-controlled platinum nanoparticles", MATERIALS LETTERS, vol. 59, 4 May 2005 (2005-05-04), pages 1567 - 1570, XP004813253 *
ZHENG, J.; ZHANG, C.; DICKSON R.M., PHYS.REV.LETT, vol. 93, 2004, pages 077402

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9315380B2 (en) 2007-10-05 2016-04-19 Universidade De Santiago De Compostela Use of atomic quantum cluster (AQC) as antimicrobial agents and biocides
EP2206503A1 (en) * 2007-10-05 2010-07-14 Universidad De Santiago De Compostela Use of atomic quantum clusters (aqc) as antimicrobial agents and biocides
JP2011504459A (ja) * 2007-10-05 2011-02-10 ウニベルシダーデ デ サンティアゴ デ コンポステラ 抗菌剤及び殺生物剤としての原子量子クラスター（ａｑｃ）の使用
EP2206503A4 (en) * 2007-10-05 2011-09-07 Univ Santiago Compostela USE OF ATOMIC QUANTUM CLUSTERS (AQC) AS ANTIMICROBIOTICS AND BIOZIDES
WO2009043958A1 (es) 2007-10-05 2009-04-09 Universidade De Santiago De Compostela Uso de clústeres cuánticos atómicos (aqcs) como antimicrobianos y biocidas
WO2011064430A2 (es) 2009-11-25 2011-06-03 Universidade De Santiago De Compostela Tintas conductoras obtenidas por combinación de aqcs y nanopartículas metálicas
WO2011113914A1 (en) 2010-03-18 2011-09-22 Universidade De Santiago De Compostela Process for preparing anisotropic metal nanoparticles
JP2014523932A (ja) * 2011-06-15 2014-09-18 ウニベルシダーデ デ サンティアゴ デ コンポステラ 発光ナノシステム
WO2013079669A1 (en) 2011-12-02 2013-06-06 Universidade De Santiago De Compostela Photoconversion of light using metal supported atomic quantum clusters
ES2529377A1 (es) * 2013-06-07 2015-02-19 Universidad Complutense De Madrid Método para la producción de clústeres atómicos metálicos utilizando porfirinas y su inmovilización en la superficie de nanopartículas de óxidos metálicos y en sistemas núcleo@corteza.
CN105903978A (zh) * 2016-04-20 2016-08-31 中国科学院新疆理化技术研究所 一种硅烷稳定的荧光铜团簇的制备方法与用途
CN105903978B (zh) * 2016-04-20 2017-12-15 中国科学院新疆理化技术研究所 一种硅烷稳定的荧光铜团簇的制备方法与用途
WO2019016391A1 (en) 2017-07-21 2019-01-24 Universidade De Santiago De Compostela PROCESS FOR OXIDIZING ORGANOSUPRINED COMPOUNDS
CN111065715A (zh) * 2017-07-21 2020-04-24 圣地亚哥德孔波斯特拉大学 用于使有机硫化合物氧化的方法
US11149209B2 (en) 2017-07-21 2021-10-19 Universidade De Santiago De Compostela Process for oxidation of organosulfur compounds
WO2019145409A1 (en) 2018-01-24 2019-08-01 Nanogap Sub Nm Powder, S.A. Process for producing atomic quantum clusters
WO2020094700A1 (en) 2018-11-07 2020-05-14 Universidade De Santiago De Compostela Stable polymer composites

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