本发明涉及溶胶-凝胶前体，更特别地，涉及包含不同程度功能 化的溶胶-凝胶前体。

溶胶-凝胶化学为制备金属和某些非金属氧化物提供了低温途 径，所述金属和某些非金属氧化物是纳米科学及纳米技术中以及生 物系统中常用的材料。参见C.J.Brinker et al.，Sol-gel science：the physics and chemistry of sol-gel processing，Academic Press，Boston， 1990。例如，低反应性、高温稳定性、生物相容性、可调性结构、 以及易于合成性已经使硅石(SiO2)成为用于诸如催化、光电技术 的终端应用(目标应用，end application)的常用材料，以及响应材 料。参见W.et al.，J.of Colloid and Interface Science 1968，26， 62。然而，金属和非金属氧化物诸如硅石是相对惰性的，必须将其 他多种功能性(functionality)与硅石结合而将这些杂化物用于诸如 催化及传感的应用中。
自溶胶-凝胶化学出现以来，主要目标是将功能性引入到这些相 对惰性的基质(substrate)中。为此，已经开发了多种方法以使基 质与金属、以及有机金属分子、有机分子和生物分子相结合。可以 在“溶胶至凝胶转变”之前、过程中或之后加入这些功能性颗粒。 然而，如果在溶胶至凝胶转变之前加入功能性物质，那么其必须与 溶胶-凝胶过程相容。一般途径涉及多功能性单源前体或几种相容前 体的同时水解和缩合。参见K.W.Terry et al.，J.of the Am.Chem.Soc. 1997，119，9745；P.T.Tanev et al.，Nature 1994，368，321。然而，获得 相似的水解和缩合速率是困难的，并且这些途径还不能普遍适用。 在溶胶至凝胶转变的过程中加入功能性物质可获得高负载，但是这 种方法将结构限定为单块(monoliths)。参见C.A.Morris et al.， Science 1999，284，622。而且，尽管在溶胶至凝胶转变后，通过表面 功能化可以加入几乎任何类型的物质，但却限制了功能性物质的负 载(loading)并且该过程可阻碍进入微孔或中孔(或介孔，mesopore)。
使用单源前体(即，在溶胶至凝胶转变之前增加功能性)基本 上是用来引入功能性同时仍然可获取各种结构的最容易的方式。最 简单的方法包括向前体中加入水以及可能地一种溶剂，并且使溶胶 -凝胶过程按程序进行。已经开发了多种前体，尤其是那些具有通过 交联剂(linker)结合至硅醇盐上的镧系元素的前体，用于荧光研究。 参见C.Sanchez et al.，Adv.Materials 2003，15，1969。然而，合成这 些单源前体需要复杂的、多步合成。参见P.Lenaerts，et al.，Chemistry of Materials 2005，17，5194。
此外，尽管给定的途径使得可以掺合特定的金属，但该方法却 可能不能应用于或扩展至许多其他金属或材料。另外，尽管现有方 法声称在仅将诸如糖类的生物化合物共价地结合至金属氧化物方 面是成功的，但现有方法在掺合诸如氨基酸、肽和蛋白质的生物分 子方面并未成功(Brennan et al，Ultrasensitive ATP Detection Using Firefly Luciferases Entrapped in Sugar Modified Sol-gel-Derived Silica JACS，2004)。现有方法还阻碍了金属和生物有机分子的同时掺合。 因此，需要一种单源的、可普遍适用(generalizable)的方法，使得 在溶胶-凝胶过程中能够以更高的负载水平直接掺合金属和其他材 料，本文中所披露的本发明即满足这一要求。

本发明涉及一种用于溶胶-凝胶合成反应中的改善的前体。在一 种具体实施方式中，该前体包括包含第一金属M1的可交联分子， 其中第一金属直接结合至碳，并且该可交联分子进一步连接至包含 羧酸酯(盐)基团和侧链R的官能团，其中，羧酸酯(盐)基团中 的至少一个氧原子连接至H原子或第二金属M2，并且其中第二金 属M2可选自周期表中的任何金属。这种对第二金属M2的通用亲和 力(universal affinity)使得前体可用于各种终端应用中。因此在本 文的其他部分中，前体也被称作“通用配体”前体，或可替代地称 作“通用金属配体配合物”。通常，通用配体前体是涵盖全部的术 语(all-compassing term)，其可以指其中羧酸酯(盐)基团连接至 H原子或第二金属M2的溶胶-凝胶前体，而通用金属配体配合物专 指其中羧酸酯(盐)基团连接至第二金属M2的溶胶-凝胶前体。在 另一种实施方式中，该前体包括包含第一金属M1的可交联分子， 其中，第一金属直接结合至碳，并且该可交联分子进一步结合至有 机、生物有机或有机金属官能团(其各自包含羧酸酯(盐)基团和 侧链R)中的至少一种，其中，羧酸酯(盐)基团中的至少一个氧 原子连接至氢或第二金属M2。优选地，该官能团为羟酸(或羟基 酸)、氨基酸、肽或蛋白质官能团。
在一种实施方式中，一种方法，包括以下步骤：提供包含第一 金属M1的可交联分子，使该可交联分子与包含羧酸酯(盐)基团 的化合物反应以使可交联分子功能化，以及对功能化的可交联分子 进行水解和缩合反应。在该具体实施方式中，羧酸酯(盐)基团连 接至H原子，使得该通用配体前体具有羧酸基团。在另一种实施方 式中，在水解和缩合反应以前，包含第二金属M2的金属醋酸盐可 与上述实施方式中的通用配体前体反应，从而使羧酸酯(盐)基团 连接于M2。
通过这些前体，可以通过先前无法实现的功能化而制备许多功 能化纳米结构、包括但不限于：功能化的单块结构(或单片结构， monolithic structure)、杂化薄膜、旋涂薄膜、介观结构 (mesostructure)、多金属介观结构化梯度膜、金属渗透网络(metal percolation network)、施托贝尔型纳米颗粒(C-dots)、 嵌段共聚物纳米颗粒杂化物。本发明的前体还可用于生产先前未报 道的新型纳米结构、多金属梯度介观结构(“MMGM”)。在一种实 施方式中，介观结构化梯度膜包括包含第一分子的交联基质，其中， 该交联基质进一步包括多个孔中的至少一个的重复模式(repeating pattern))以及不同于第一分子的第二分子。孔和第二分子的典型尺 寸在1.0nm至500.0nm之间，更特别地，在5.0纳米至200.0纳米 之间。第二分子可以包括但不限于特定的表面活性剂或表面活性剂 聚集体、或特定的聚合物或聚合物聚集体。该膜还包括在膜中的第 一金属以及在膜中的不同于第一金属的第二金属，其中，跨膜的长 度，第一金属M1的浓度降低而第二金属M2的浓度相应增加。第二 金属可以按前体重量计约5.0％至90.0％的量存在，优选在约20％至 80％之间，并且更优选在约35％至55％之间。
在另一种实施方式中，一种用于生产介观结构化梯度膜的方法 包括提供用第一金属M1功能化的第一可交联前体以及用第二金属 M2功能化的第二可交联前体，提供至少一种包含嵌段共聚物和表面 活性剂中的至少一种的溶液，分别使第一和第二可交联前体进行水 解和缩合反应以回收第一和第二部分可交联溶胶，分别将第一和第 二部分可交联溶胶与至少一种包含嵌段共聚物和表面活性剂中的 至少一种的溶液结合，从而在分别结合步骤后回收第一和第二经改 性的杂化溶胶，以及使第一和第二经改性的杂化溶胶彼此扩散，从 而回收其中第一和第二经改性的杂化溶胶已交联的梯度膜。经改性 的杂化溶胶仅包括与嵌段共聚物和/或表面活性剂结合的部分可交 联溶胶。可选地，可对回收的膜进行煅烧以产生多个纳米颗粒，其 中的至少一个包括第一和第二金属的金属合金或金属间化合物中 的至少一种。此外，经改性的溶胶可以是均质溶液。与梯度膜一同 使用时，术语“金属”包括元素周期表中列出的金属和半金属。
在溶胶-凝胶途径中前体的使用可用于生产各种功能化的纳米 结构，包括但不限于功能化的单块结构(或单块)、旋涂薄膜、杂 化薄膜、介观结构、多金属介观结构化梯度膜、施托贝尔型纳米颗 粒(C-dots)、嵌段共聚物-纳米颗粒杂化物、金属渗透 网络以及多金属梯度介观结构(“MMGM”)。这些结构所具有的用 途包括但不限于制备催化剂和催化剂载体、荧光成像和检测、用于 催化的组合筛选材料(combinatorial screening materials)，制备生物 活性/生物相容表面(其可用于治疗装置中，以及用于修复和植入)。
附图说明
图1(a)和图1(b)示出了溶胶-凝胶前体的具体实施方式，其中， 金属M1为Si，可交联分子为ICPTS，而第一官能团为氨基酸。图 1(b)示出了连接于金属M2的溶胶-凝胶前体。
图2是根据本发明的另一种实施方式制备的施托贝尔型C-dot (C-dots)的TEM。前体配合物可用于将高负载金属引 入到包含荧光染料的硅石基纳米颗粒，通常称作C-dot中。这里， 将铕-异亮氨酸基前体掺合到约180nm的C-dot的核中。
图3是根据本发明的一种实施方式制备的薄膜的透射电子显微 镜显微照片，其示出了圆柱形形态。如在小插图中所示出的，膜的 一个表面一经暴露于水，氧化铋纳米颗粒即在圆柱顶部形成。
图4示出了氮吸收/解吸测量，以表明中孔材料可由本发明的前 体制成。这里，将铜-异亮氨酸基金属前体配合物与聚(异戊二烯-嵌 段-环氧乙烷)嵌段共聚物(PI-b-PEO)以及硅石和氧化铝前体、环 氧基硅烷(glymo)以及仲丁醇铝混合。这种富铜膜在煅烧后保持 nm孔。
图5(a)示出了由钇-异亮氨酸基金属前体配合物的水解和缩合 制成的杂化膜。图5(b)示出了由铜-异亮氨酸基通用配体和金属配合 物的水解和缩合而制成的杂化膜。图5(c)示出了由聚(异戊二烯-嵌 段-环氧乙烷)(PI-b-PEO)以及铋-异亮氨酸基通用配体和金属配合 物制成的嵌段共聚物杂化膜。
图6示出了多金属梯度介观结构。图6(a)示出了具有铜-乳酸的 聚(异戊二烯-嵌段-环氧乙烷)(PI-b-PEO)和钴-2-羟乙基-3-甲基丁 酸基杂化物的单个杂化膜。图6(b)示出了一种多金属梯度介观结构， 其通过将铜和钴溶液倒入同一皿中，并使之扩散以形成梯度，然后 将两种组分进行混合而制成。
图7示出了一种钴-通用配体配合物。使用L-异亮氨酸-ICPTS 作为钴的配体使用。
图8示出了由与嵌段共聚物PI-b-PEO结合的铁-通用配体配合 物制得的介观结构化膜。一经煅烧，所得到的硅酸盐即富含磁性氧 化铁(γ-FeO3)。
图9是示出了锌-通用配体分子的纯度的1H NMR。所有的峰在 预期的位置以预期的比率出现，表明以非常高的产率完成合成，在 这种情况下产率几乎为100％。
图10是通过流延(或浇铸)钯-通用配体配合物的膜而不掺合 第二金属前体而合成的Pd-硅石复合物的TEM图像。
图11是在第二钯配合物，2-(2-甲氧基)乙氧基醋酸钯(II)存在的 情况下通过流延钯-通用配体配合物的膜而合成的Pd-硅石复合物的 TEM图像。

一种单源前体，包括包含第一金属M1的可交联分子，其中， 第一金属直接结合至碳，并且所述可交联分子进一步结合至能够结 合于所述第一金属M1的第一官能团，以及包含羧酸或羧酸酯(盐) 基团和侧链R的第二官能团，其中，羧酸基团中的至少一个氧原子 连接至氢，或羧酸酯(盐)基团中的至少一个氧原子连接至第二金 属M2。如在本文中所使用的，术语“单源前体”是指在交联反应 开始或进行溶胶-凝胶合成途径的水解和缩合反应之前，就已经被功 能化的可交联分子或化合物。在M1位置上的第一金属包括元素周 期表中的每种金属，优选金属Ti、Al、Ga、Zn、Cd、Sn、Zr、Pb 以及半金属Bi、Si、Ge、As和Te。在M2位置上的第二金属包括 元素周期表中的每种金属，优选金属Ag、Bi、Co、Cr、Cu、Er、 Eu、Gd、In、Mg、Mn、Mo、Pb、Pd、Pt、Rh、Sr、Y和Zn以及 半金属B、Si、Ge、As、Sb、Te和Po。此外，实际上无限范围的 其他官能团可被并入作为前体的一部分，其包括但不限于有机基 团、生物有机基团、以及有机金属基团。有机基团包括但不限于羧 酸类、羟酸类(合成的和天然存在的)、叠氮酸类(azide acids)、 异氰酸类(isocyanate acids)、异硫代氰酸类(isothiocyanate acids)、 硫羟酸类、马来酰亚胺酸类(maleimide acids)、醛酸类以及聚酯类。 生物有机基团包括但不限于氨基酸、羟酸、肽、肽片段、以及蛋白 质。氨基酸包括但不限于手性氨基酸、氨基酸的外消旋混合物、α 氨基酸、β氨基酸、γ氨基酸、和更高级氨基酸(higher amino acid)， 以及天然存在的氨基酸和合成氨基酸。羟酸包括但不限于乙醇酸、 乳酸、L-扁桃酸、以及合成羟酸、诸如2-羟基-3-甲基丁酸或2，2-二 甲基-3-羟基丁酸。为此，在一种实施方式中，前体可被认为是通用 的，这意味着可将任何金属功能性(metal functionality)以及多数 半金属功能性并入而作为分子的一部分或者可将上述官能团中的 任一种，包括上述分类中的氨基酸或肽基分子，直接并入而作为前 体的一部分。
溶胶-凝胶前体的实施方式示于图1(a)和图1(b)中。在该具体实 施方式中，金属M1为Si，可交联分子为ICPTS，而第一官能团为 氨基酸。图1(a)中的羧酸酯(盐)基团结合至H原子。图1(b)示出 了连接于金属M2的溶胶-凝胶前体。
当然，溶胶-凝胶前体的组成可变化。合适的第一金属M1包括 元素周期表中的所有金属，优选金属Ti、Al、Ga、Zn、Cd、Sn、 Zr、Pb以及半金属Bi、Si、Ge、As和Te。包含羧酸、侧链R以及 能够结合至含M1的分子上的官能团的分子可以是以下中的任一 种：氨基酸、肽、羟酸或聚酯，或更概括地，其为包含羧酸和第二 官能团的分子，第二官能团包括但不限于胺、醇、叠氮化物(azide)、 异氰酸酯(盐)、异硫代氰酸酯(盐)、硫醇、马来酰亚胺以及炔。 R基团的选择与最初的(或首要的，first)两种官能团无关。例如， 在甘氨酸中，R＝H，而在异亮氨酸中，R＝仲丁基。M2可以包括元 素周期表中列出的任何金属或大多数半金属，优选金属Ag、Co、 Cr、Cu、Er、Eu、Gd、In、Mg、Mn、Mo、Pb、Pd、Pt、Rh、Sr、 Y和Zn，以及半金属Bi、Si、Ge、As、Sb和Te。
该前体呈现出多种有利性能。在一种实施方式中，前体包括相 对较高量的有机物质，大约在约10％至约100％之间，并且更特别 地在约40％至约90％之间。有机物质的量通过比较有机组分(C、 H、N、O、S等)的原子质量与无机组分(M1、M2)的原子质量来 确定。如本文中所讨论的，通过适当的溶剂选择，包含较高量有机 物质的前体在溶胶-凝胶合成过程中交联反应更加快速。在另一种实 施方式中，包含羧酸、第二官能团、以及R基团的分子还包括手性 部分(chiral portion)，在上述图像中用星号“*”表示。将第二金 属M2结合至氧原子的虚线表示配位共价键。
前体的溶解度、熔点以及粘度是可调的。与这些性能高度有关 的参数是官能团中侧链R的大小。在没有侧链的情况下(诸如在甘 氨酸中，其中R＝H)，羧酸基团的各个氧桥接几个M2原子，而不是 仅仅结合至单个原子M2。当加入空间位阻侧链时，桥接被最小化 并且溶解度被增强。空间位阻侧链包括但不限于烷基侧链、优选包 含苄基、甲基、乙基、丁基或叔丁基衍生物的烷基侧链。侧链的大 小及位置也影响熔点。链越大且挠性越强(more flexible)，熔点则 越低。例如，在诸如四氢呋喃(“THF”)或二甲基亚砜(“DMSO”) 的溶剂中，这些单源前体的一般最大溶解度可以从每1.0g溶剂0.1 g前体调节至在这些溶剂中以任何比例可溶(可混溶)。取决于侧链 R，可以将熔点控制在宽范围内。对于R＝CH3，熔点为高于100℃， 而对于R＝C4H9，熔点则低于室温。在另一种实施方式中，侧链R 可包括的官能团包括但不限于治疗剂、肽、聚合物、醇、胺、纳米 颗粒以及荧光染料。
前体的产生：可以以多种方式来合成前体。在一种实施方式中， 在存在溶剂的情况下，将包含直接结合至碳的第一金属M1的可交 联分子与包含羧基的分子相结合。反应产物可用作单源前体。可选 地，接着进行第二步，包括将包含第二金属M2的化合物加入到反 应产物中。金属基化合物通常包括该第二金属M2以及一种或多种 阴离子配体，其中各个配体包含单个负电荷，或者如果配体是多齿 的(multidentate)，则单个配体的各个连接组分(ligating component) 包含与其相关的单个负电荷。例如，具有单个双齿配体的金属可具 有两个连接组分，各自具有形式上与其相关的单个负电荷。取决于 使用者的需要，M1和M2可以相同或不同。第二步骤后获得的产物 也可用作单源前体。溶胶-凝胶前体的这种合成的一种实施方式通过 本文中披露的反应途径(a)来描述。在另一种实施方式中，在存 在溶剂的情况下，将包含第二金属M2的化合物首先与包含羧基的 分子相结合。向第一步骤的反应产物中加入包含直接结合至碳的第 一金属M1的可交联分子，以形成单源溶胶-凝胶前体。溶胶-凝胶前 体的这种合成的一种实施方式通过本文中披露的反应途径(b)来 描述。
除了本文中提到的金属M2(即元素周期表中的任意金属以及大 多数半金属)以及包含羧酸的分子(例如氨基酸、肽等)可变化外， 包含M1的可交联分子以及包含M2的化合物也可以变化。可交联分 子可以是任何金属或半金属醇盐，其还结合至碳，该碳又结合至可 以与包含羧酸的分子进行交联反应的官能团。适合的实例包括但不 限于3-异氰基丙基三乙氧基硅烷(“ICPTS”)、3-巯丙基三乙氧基硅 烷(“MPTS”)、异硫代氰基丙基三乙氧基硅烷(“ITCPTS”)以及 3-氨丙基三乙氧基硅烷(“APTS”)。其他合适的实例包括上述分子 的衍生物，其中，可变数量的亚甲基(CH2)单元将硅烷连接于交 联官能团。例如，两种基团可通过甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、 己基、以及更高级烷基(higher alkyl)或苯基片段而连接。该烷基 或混合的烷基-苯基基团可以为直链的或支链的，并且还可包含醚官 能团。包含M2的金属或半金属基化合物可具有配体，包括但不限 于：醋酸根、醇基(alkoxide)、硝酸根、或卤基(halide)。
如本文中所描述的，功能分子可以是氨基酸、肽、羟酸、聚酯、 叠氮酸、异氰酸、异硫代氰酸、硫羟酸、马来酰亚胺酸或醛酸。如 本文中进一步描述的，氨基酸的实例包括手性氨基酸、氨基酸的外 消旋混合物、α氨基酸、β氨基酸、γ氨基酸和更高级氨基酸、以及 天然存在的氨基酸和合成氨基酸；羟酸包括乙醇酸、D-乳酸、L-乳 酸、D-扁桃酸、L-扁桃酸、2-羟基-3-甲基丁酸或2，2-二甲基-3-羟基 丁酸以及天然存在的羟酸和合成羟酸。肽是可以并入这些单源前体 中的广泛类别分子中的另一种实例。例如，也可以掺入抑二肽素A (DiProtin A)，一种抑制HIV进入细胞的肽序列(Il-Pro-Ile)。R 基团使得前体可进一步功能化。例如，R可以是一种治疗剂、另一 种肽或聚合物、醇、胺、荧光染料、甚至是纳米颗粒。
使反应物结合以形成作为均质的、澄清液体或固体的前体产物， 其可立即用作溶胶-凝胶反应的单源前体。该前体以高产率产生，通 常在50％至100％之间，更特别地在约60％至约99％之间，并且甚 至更特别地在约80％至98％之间。例如，在图9中，1H NMR示出 了锌-通用配体分子的纯度，所有的峰在预期的位置并以预期的比率 出现，表明合成是以非常高的产率实现的，在这种情况下产率几乎 为100％。
各种反应物的相对比例通常如下。金属醇盐以在约0.100mol 至约0.150mol之间的量提供。包含第二金属M2以及具有单位负电 荷的阴离子配体的金属配合物，诸如金属醋酸盐，以在约0.100/n mol至约0.150/n mol之间的量存在，其中，“n”为金属的氧化态。 上面描述的量仅用于指出已经采用的典型比率，因为根据需要，这 些反应可具有且可被改变为更大和更小规模的反应。以下示出两种 示例性反应途径。
反应途径(a)示出了在存在溶剂N，N-二甲基甲酰胺(“DMF”) 的情况下，经氨基酸、肽或羟酸的完全或部分溶解的ICPTS(包括 第一半金属Si)的功能化，以产生本发明前体的一种实施方式，接 着通过加入金属醋酸盐而引入第二金属M2，以产生前体的另一种 实施方式。

在(a)中描述的反应的第一步中，可能发生的副反应是使“通 用配体”前体的游离(free)羧酸对硅上的乙氧基配体发生取代反 应，生成乙醇(这与ICPTS形成氨基甲酸乙酯键相平衡)。然而， NMR表明，其产生的程度很小(＜22％)。由于这种副反应，如果 加入等摩尔量的氨基酸和ICPTS，则可通过过滤除去多余的氨基酸。 当使用肽代替氨基酸时，通过NMR观察不到副反应。还要注意， 可溶性较差的氨基酸，诸如α氨基酸，经常依赖于在高达80℃的 温度下加热，以在几小时内完成反应。而与可溶性较强的氨基酸(β 氨基酸和更高级氨基酸)的反应则可在室温下容易地进行。
在第二步中，一经加入包含金属或半金属M2的金属或半金属 醋酸盐，即对反应施加高真空条件(通常在0.05mbar至1.0mbar 之间)并加热至高达100℃，这取决于醋酸盐的不稳定程度。这使 得可以快速去除醋酸和DMF，并且将平衡从副产物推回到前体(如 途径(a)中所描绘的)，因此提供产物，金属或半金属前体配合物。 金属或半金属醋酸盐的量基于氨基酸、羟酸、或肽的量，而不是基 于ICPTS的量，以便使得可以完成配体交换。
反应途径(b)例示出在存在相同溶剂DMF的情况下，依赖于 金属或半金属醋酸盐与羟酸或聚酯的结合，产生单源前体的第二路 线，接着加入金属醇盐ICPTS。

这种路线一般可避免上面讨论的副反应。第一反应以定量产率 形成金属或半金属羟基醋酸盐，并且随后与ICPTS的反应也几乎定 量地进行，以产生ICPTS的异氰酸酯与金属或半金属羟基醋酸盐的 醇之间的氨基甲酸乙酯键。通过NMR未检测出副产物，并且这些 产物也为均质的、澄清的液体或固体。因此，该前体在溶胶-凝胶处 理前即被功能化。
溶胶-凝胶途径：一旦产生功能化前体，在某种情况下，可引发 包含单一步骤的溶胶-凝胶合成途径。该过程起始于将水、溶剂、酸 或碱添加物固定(fix)至前体，借此使前体进行水解和缩合的交联 反应。该反应通常相对快速地进行，平均为20.0分钟至100.0分钟 之间，更特别地在30.0至45.0分钟之间。当采用溶剂来引发交联 时，多余的溶剂其后可以通过蒸发而去除。还可采用一种可选的加 热步骤。通常，所采用的温度在约20℃至约200℃之间，优选在 约50℃至约150℃之间。
这些单源前体还可与其他溶胶-凝胶前体相结合以产生具有更 宽组成窗口(composition window)的材料。例如，通过向通用配 体金属配合物中加入变化量的原硅酸四乙酯(或正硅酸四乙酯 “TEOS”)溶胶-凝胶前体，可以针对特定应用来调整Si∶M2的比率。 这不仅限于TEOS；而是这已经应用于其他溶胶-凝胶前体，包括但 不限于具有仲丁醇铝的3-缩水甘油基氧基丙基三乙氧基硅烷 (glymo)。
溶胶-凝胶途径中前体的使用可以用来生产各种功能化的纳米 结构，包括但不限于功能化的单块结构(或单块)、旋涂薄膜、杂 化薄膜、介观结构、多金属介观结构化梯度薄膜、施托贝尔型纳米 颗粒(C-dots)、嵌段共聚物纳米颗粒杂化物、金属渗透 网络以及多金属梯度介观结构(“MMGM”)。MMGM是新型结构， 由于所使用的各种金属-通用配体具有类似的水解及缩合速率，这使 得它们可以新方式进行混合，以此合成这种新型结构。具体地，通 过水解步骤向本发明的单源前体中加入水，使得可以生长成大块的 单块材料，而这些材料的旋涂可产生薄膜。通常，薄膜为厚度小于 约1000.0nm的结构，而单块为大于约1000.0nm的结构。向嵌段 共聚物或表面活性剂中加入前体使得可以生产介观结构杂化物。随 后对这些杂化物进行煅烧产生具有明确孔径大小的多孔的富金属 或半金属化合物。煅烧可以在约室温至1100℃之间的温度范围内 进行，优选在约50℃至800℃之间。两种包含不同的第一和第二 金属的前体彼此之间的扩散产生包含这两种金属的金属浓度梯度 的单块膜。当将嵌段共聚物掺合到这些梯度膜中时，煅烧产生多金 属梯度介观结构。这些材料的煅烧产生富金属或半金属颗粒，这些 颗粒具有包含金属、金属氧化物、金属硅化物、半金属、或半金属 氧化物纳米颗粒的层。氨基酸、羟酸或肽的掺合使得可以实现多样 的生物功能性，而上述材料的手性部分(chiral version)的掺合使 得光学特征可形成于材料中，诸如旋转光的能力。
向施托贝尔型纳米颗粒中加入前体产生明确的颗粒，其中已经 掺合了通用配体，特别是金属-通用配体配合物。施托贝尔型纳米颗 粒通常为通过已知的施托贝尔工艺(stober procedure)制备的硅石 纳米颗粒(J.Colloid and Interface Sci.，26：62-69(1968))。使用施托 贝尔方法除了可合成均质颗粒之外，还可合成核-壳硅石纳米颗粒， 其中，核可具有不同于壳的组成。例如，以这种方式，可以制备荧 光核-壳硅石纳米颗粒，其中核包含一个或多个共价地附着至硅石网 络上的有机染料，并且该核可被纯硅石壳封装。这些颗粒也被称为 C dot。如果壳包含能够检测分析物存在的第二有机染料，则这些颗 粒可称作C dot传感元件(C dot sensor)，并且可用来监测，例如， 生理学参数如pH、金属状态(metal status)或氧化还原、通过比率 式传感(ratiometric sensing)的状态。可以在生长的初始阶段(在 这种情况下，将金属-通用配体配合物掺合到最终颗粒的核中)或在 生长的最后阶段(在这种情况下，将金属-通用配体配合物掺合到最 终颗粒的壳中)，将金属-通用配体加入到施托贝尔颗粒中。图2示 出了施托贝尔型C-dot(C-dots)的TEM，其中，将铕- 异亮氨酸基前体掺合到约180nm C-dot的核中。本发明的通用配体 可用于任意施托贝尔型()颗粒的合成或改性。这种施 托贝尔型颗粒包括但不限于，包括金属氧化物基核、聚合物核、荧 光材料核、包含磁性或超顺磁性组分的核、或者那些具有多个孔的 核的纳米颗粒。施托贝尔型颗粒包括那些具有多功能结构的颗粒， 例如，其核可以可选地包含诸如磁性组分或荧光组分的功能性，其 壳可以使得具有有益的厚度范围及表面性能，诸如平滑的单块表面 (smooth monolithic surface)或高度多孔表面并且其表面还可用任 何另外的官能团和/或配体进行进一步物理或化学改性。因此，例如， 施托贝尔型颗粒可具有包括一种或多种光致发光染料的核或具有 超顺磁性材料如纳米尺寸的铁氧化物或其他磁性合金或氧化物的 核。可以用任何合适的官能团和/或配体对颗粒进一步进行功能化， 其中官能团和/或配体可以针对不同的目的而位于颗粒表面如光滑 的单块表面或高度多孔表面。该官能团和/或配体本质上可以是治疗 性的，例如，具有鉴别和治疗疾病状态或病症的抗体或治疗剂，或 者可以是用于颗粒稳定化防止聚集或防止其他部分粘附在颗粒表 面(如蛋白质)的配体。配体可以包括选自由细胞组分、生物聚合 物、合成聚合物、抗原、抗体、受体、半抗原、酶、激素、化合物、 病原体、毒性剂(toxi)、以及它们的组合构成的组中的聚合物和低 聚物中的至少一种。
以下在实施例中描述溶胶-凝胶途径中通过使用前体而生产前 述最终产物的方法。如图4所示，这些功能化产物的孔隙保持可进 入且相互连接。其原因在于这些材料的合成后功能化(其通常阻塞 溶胶-凝胶材料中的孔隙)在这里是不必需的(尽管根据情况，其可 能需进行)。这些材料具有可变直径的中孔；这些最终产物的孔径 通常在3.0nm至150nm之间，并且更特别地在10.0nm至80.0nm 之间。此外，这些材料具有许多微孔，其直径通常小于3.0nm。
源自金属-通用配体配合物的溶胶-凝胶材料中的金属或半金属 负载可以在5％至约90％之间，优选在约20％至约80％之间，更优 选在约35％至约55％之间。因此，源自金属-通用配体配合物的溶 胶-凝胶材料具有格外高的金属或半金属负载。例如，在使用诸如铯 或铊的化合价为1的重金属的情况下，在如此制成的最终材料中的 铯负载将高达约55.0wt％；在使用金属或半金属簇的情况下，金属 的最高负载可高达90％。相反，当使用诸如锂的金属(非簇形式) 时，在如此制得的最终材料中的锂负载将低至5％。
通过该前体可实现的一种独特组合物是多金属梯度介观结构 (“MMGM”)。这些MMGM在前体完全交联以前，通过对前体金 属或前体半金属配合物的部分水解和缩合的溶液进行混合而制成。 这提供了一种产生杂化材料的途径，其中金属或半金属的组成跨膜 而变化。例如，将部分水解和缩合的铜和钴基前体配合物注入到相 同的容器中使得溶液可以彼此扩散。随着溶液沿着产生的膜从左向 右移动，这导致铜浓度的降低和钴浓度的升高(图6(a)和图6(b)所 示)。这可应用于许多(不仅仅两种)金属前体，产生散布有许多 元素的组合物。随后对这些物质进行煅烧可生产具有多种组分以及 反映梯度中局部组分的相(或状态，phase)的金属或金属氧化物纳 米颗粒。
溶胶-凝胶合成途径中的最终产物可用于广泛的应用中。它们可 用作催化剂载体或用于催化的组合筛选材料(例如，MMGM使得 待合成的纳米颗粒可组合散布在诸如硅石的金属氧化物基质上)。 当最终产物包含肽时，其可用作修复物(假体，prosthetic)或植入 物。
通过该前体可实现的另一种独特的功能化结构是包含金属和 硅石(SiO2)或可替代地金属氧化物和硅石的双连续渗透网络。以 多个步骤来制备这类材料。在第一步中，将金属-通用配体配合物(其 中M1为半金属Si，并且M2是针对双连续渗滤网络所选取的金属) 与第二金属前体的部分水解和缩合的溶液浇铸为膜，其中，该第二 金属前体中的金属可以是与金属-通用配体配合物中的金属M2相同 的金属或不同的金属。第二金属前体可以是高度可溶的有机金属配 合物中的一种，诸如羧酸盐、硝酸盐、卤化物、硫酸盐、氯酸盐、 磷酸盐、烯烃、二烯烃、膦、硫化物、硫醇、以及胺，优选为羧酸 盐，并且更优选为羧酸盐、2-乙基己酸盐、2-甲氧基醋酸盐、2-(2- 甲氧基)乙氧基醋酸盐、2-(2-{甲氧基}乙氧基)乙氧基醋酸盐或 2-{2-[2-甲氧基]乙氧基}乙氧基)乙氧基醋酸盐。在50.0℃下加热膜 后，该膜大部分被交联，并且第二金属前体均匀地分布于整个膜中。 在第二步骤中，在空气中将膜加热至350.0℃至700℃之间的温度。 这将该膜分解成由硅石和金属(如果金属为铂、金或银)或硅石和 金属氧化物(如果金属是除铂、金或银以外的任意金属)构成的复 合材料。在后面的情况中，采取第三步骤。然后，在如氢气-合成气 体或一氧化碳的还原气的流动下加热硅石金属氧化物复合材料。通 常在约室温至约1100.0℃之间，优选在约50.0℃至800.0℃之间 的温度下加热该复合材料。该第三步骤将金属氧化物还原成金属， 制得硅石-金属复合材料。以这种方式，制得金属-硅石渗透网络， 其中金属和硅石在整个材料中形成连续的网络。此材料具有导电 性。在最后步骤中，可以用溶解硅石的溶液，诸如氢氧化钠水溶液 或氢氟酸溶液对金属-硅石复合材料进行蚀刻。这去除了硅石，留下 了金属的渗透网络以及孔隙的渗透网络。该材料为高度多孔性以及 导电性的。
在形成渗透网络过程中的钯-硅石复合材料由图10中的TEM图 像示出。这种材料通过在不掺合第二金属前体的情况下流延钯-通用 配体配合物的膜而合成。在空气中对膜进行煅烧，随后在合成气体 下进行加热。TEM中的深灰色点代表分散在浅灰色基质硅石中的 钯。甚至更接近于渗透网络的另一种钯-硅石复合材料由图11中的 TEM图像示出。这种材料通过在存在第二钯配合物，2-(2-甲氧基) 乙氧基醋酸钯(II)的情况下，流延钯-通用配体配合物的膜而合成， 其中，钯前体以1∶1的摩尔比例进行混合。TEM图像示出了一种材 料，其中，钯及硅石均非常接近于渗流阈值(或逾流阈值，percolation threshold)。
在另一种实施方式中，本发明的前体可用于生产包含适用于光 学增强的杂化薄膜或杂化纳米颗粒的金属纳米颗粒，尤其是那些包 含金属纳米颗粒的致密组合的薄中孔膜或施托贝尔型硅石纳米颗 粒。通过采用本文中披露的本发明通用配体的合成途径，这些结构 可以很容易地得到制备。例如，已知在金属纳米颗粒(如银或金) 附近的分子显示出所谓的“表面增强拉曼散射”(“SERS”)。类似 地，还已知在金属纳米颗粒附近，荧光分子的光学吸收和发射光谱 极大地被增强。目前，相信这些增强是通过表面等离子体共振而造 成的，即由于由纳米颗粒所提供的局部电磁场增强所致。借助于本 发明的通用配体所制备的薄中孔膜或施托贝尔型硅石纳米颗粒可 作为用于沉积显示出这种光学增强的有机分子的基底而使用。
如本文中所提及的，施托贝尔型颗粒(也称为C-dot)还可通 过金属-通用配体配合物进一步改性。C-dot通常是通过已知的施托 贝尔程序制得的核-壳纳米颗粒(J.Colloid and Interface Sci.，26： 62-69(1968))。此外，本发明的通用配体可以用来改性任何核-壳颗 粒。
在一种这样的情况中，通过金属-通用配体配合物或通用配体复 合物在施托贝尔颗粒表面上进行反应，可以对预先形成的颗粒的表 面进行改性。这使得可以对颗粒特性进一步改性。在一种这样的情 况中，金属-通用配体配合物使生物学相关物质，如肽、氨基酸、或 羟酸可以共价地结合至C-dot的表面。这赋予了C-dot生物学特性， 使得C-dot可以与其他氨基酸、羟酸、肽、蛋白质，并且更通常地， 与生物系统的组分相连接并且相作用。
此外，已知肽的存在可改性金属的催化性能。通过该金属-通用 配体配合物可实现的一种独特组合物是在c-dot表面上吸附配体， 其中，肽可改性结合至肽的金属M2的催化特性。将金属-通用配体 配合物锚定到C-dot的表面上使得可以产生一种独特组合物，其中， 经改性的C-dot具有荧光、传感(sensing)、生物连接、以及催化的 组合特性。
这样的组合的荧光、传感、生物连接、以及催化特性的其他具 体实施方式可通过将金属-通用配体复合物直接掺合到C-dot中来实 现。如在本文中“实施例”部分的实施例2(f)中描述的，可以将 金属-通用配体配合物直接掺合到C-dot的核中。此外，还可将金属 -通用配体配合物掺合到C-dot的壳中。或者将金属-通用配体配合 物掺合到C-dot的壳和核中。在又一种实施方式中，可以将不同金 属-通用配体配合物掺合到C-dot的核和壳中。如果C-dot也是中孔 的，则已经掺合到c-dot中的多数金属-通用配体将可经由中孔进入。 在这样的一种实施方式中，将可获得用于荧光、传感、生物连接、 以及催化的金属-通用配体配合物。
当荧光物质(染料、分子、纳米颗粒等)接近金属表面时，可 能发生表面增强拉曼散射(SERS)或增强的吸收和发射。在该过程 中，来自金属表面的电场极大地增强拉曼散射或吸收/发射。使用上 述技术，可以将金属-通用配体掺合到C-dot中或仅掺合到它们的表 面上，或者两者都可。在任何情况下，可以使得到的组合物经受轻 微的热处理(煅烧)或暴露于紫外光下，这可以使金属配合物分解 成金属纳米颗粒，同时保持来自例如掺合到C-dot中的染料的荧光 活性。相反地，可首先合成具有如上所述获得的金属纳米颗粒的微 孔或中孔硅石纳米颗粒，随后将荧光染料固定到颗粒表面上或固定 到初级颗粒(primary particle)顶部上的额外的薄硅石壳中。这样 的技术可以采用元素周期表中可掺合到金属-通用配体配合物中的 任何金属或半金属，优选贵金属，其包括但不限于银、金和铂。例 如，在一种实施方式中，可以将掺合到C-dot中的银通过轻微热处 理(＜80℃)或通过使材料暴露于紫外光(365nm，一天)而转变 成银纳米颗粒。这在C-dot中制得了高密度的银金属纳米颗粒，导 致荧光染料极大增强的SERS或吸收/发射。金或可掺合到金属-通 用配体配合物中的任何其他金属或半金属也可使用这种相同的技 术。
实施例
通过以下实施例来解释本发明，但决不是要限制本发明。实施 例1(a)-(c)示出了本发明的前体的两种实施方式的合成。实施例 2(a)-2(f)示出了在溶胶-凝胶途径中前体的使用。实施例3以表格形 式描述了氨基酸与金属的一些成功的组合，并且表明使用一系列氨 基酸和金属可合成本发明的通用配体。实施例4描述了醋酸对通用 配体或羟基醋酸盐的配体交换所应用的合成条件。
对于本文中描述的所有实验条件，除以下注明之外，所有化学 品按原样使用。使用前在高真空下对3-异氰基丙基三乙氧基硅烷 (“ICPTS”)(Sigma Aldrich，95％)进行蒸馏，弃除最初和最后馏分。 将作为水合物出售的金属醋酸盐在高真空下抽空几小时，以干燥化 合物。无水DMF(99.8％)购自Sigma Aldrich以及Alfa Aesar。羧 酸购自Sigma Aldrich或Alfa Aesar并且具有可获得的最高纯度(通 常99％)。抑二肽素A购自BaChem。金属醋酸盐购自多种来源， 包括Sigma Aldrich、Alfa Aesar、DFG Goldsmith以及Gelest。首先 用钠蒸馏THF，然后从正丁基锂/二苯基乙烯中蒸馏。
通常，标准希菜克技术(Schlenk line technology)用于通用配 体的合成。除了用于羟酸和聚酯的程序的第一步可在空气中进行之 外，通用配体的所有组分都在氮气下合成和处理。
实施例1(a)-氨基酸基前体的合成：在一种典型的合成中，在 1L的烧瓶中，使0.05mol的L-异亮氨酸(6.56g)和0.05mol的 3-异氰基丙基三乙氧基硅烷(“ICPTS”)(12.37g)与700ml的无水 DMF结合。在氮气下，在80℃的油浴下搅拌反应12小时。在冷 却至室温后，通过倾倒反应成分使之通过干燥的华特曼滤纸 (whatman paper)进而去除未反应的L-异亮氨酸。通常，23％的 L-异亮氨酸未反应。这里，通过在减压下蒸馏DMF可使前体分离， 以提供一种澄清、略有粘性的液体。然而，对于大多数合成，将金 属醋酸盐直接加入到前体-DMF溶液中。加入一定量的金属醋酸盐 ([0.05(1-0.23)]/n mol，其中“n”为金属的氧化态)，以允许醋酸盐 对前体的完全交换。再次对溶液进行加热，逐渐将温度升高至 80-100℃同时施加动态真空压力以蒸馏出醋酸，随后为DMF。
产物为澄清、粘性液体或与初始金属醋酸盐具有相同颜色的玻 璃状固体。产物易于溶解在宽范围的溶剂中，但有些会与氯仿发生 反应且都会经历醇解或水解。NMR通常以无水DMSO-d6进行。在 Varian Inova(超导核磁共振谱仪)上以400MHz(1H)以及100MHz (13C)获得NMR光谱。NMR光谱中的峰的归属(assignment)由 ChemDraw Ultra辅助。
实施例1(b)-羟酸基通用配体的合成：将0.05mol量的金属 醋酸盐(例如Cu(II)醋酸盐)加入到0.10mol的羟酸，例如2-羟基 -3-甲基-丁酸中。加入50ml的DMF，并立即对溶液施加真空，并 将烧瓶同时浸没在80℃的油浴中。随着醋酸离析(或放出，evolve)， 该溶液剧烈起泡几分钟，并且随着溶液变热，将DMF蒸馏出。这 提供了0.05mol的金属羟基醋酸盐。为了确保产物是无水的，对粉 末施加真空压力几小时。接着，将金属羟基醋酸盐溶解于100mL 的无水DMF中，并加入0.10mol的ICPTS。在室温下搅拌该溶液 过夜，并且对DMF进行真空蒸馏提供标题化合物。
实施例1(c)-肽基前体的合成：在一种典型的合成中，使等摩尔 量的ICPTS和肽结合。例如，使0.15mmol的ICPTS和0.15mmol 的抑二肽素A(具有Leu-Pro-Leu序列的肽)在35mL的无水DMF 中结合。随后加入一定量的金属醋酸盐([0.15(1-0.15)]/n mol，其中 “n”为金属的氧化态，并且假定85％的产率)，随后在50℃下， 在高真空下，蒸馏醋酸和DMF以提供粘性产物。
实施例2(a)-单块的形成：典型地，将0.3g的金属前体配合 物溶解于2g的无水THF中。搅拌几分钟以确保完全溶解后，加入 pH 9.0H2O(10-6M NaOH)以引发水解和缩合。为了确保完全水解， 保持醇盐与水之间1∶1的摩尔比率。搅拌10分钟后，在50℃下将 膜流延(或浇铸)在铝皿中。用半球状的玻璃盖盖住皿，以减缓挥 发性组分的蒸发。加热几小时产生固体透明膜。金属前体配合物中 的金属-羧酸键在某些情况下为空气敏感(air sensitive)或水敏感 (water sensitive)的。对于水敏感配合物，诸如铋，将前体溶解于 无水THF中，并随后在流延(或浇铸)膜之前在空气中搅拌1小时。 由于THF是吸湿的，因此向前体提供少量的水，并使溶胶-凝胶过 程发生而不会使铋水解。对于空气敏感配合物，在氮气下进行整个 操作。图3描述了示出圆柱形形态的铋基薄膜的TEM显微照片。 在该膜的一个表面暴露于水后，即在圆柱体的顶部形成氧化铋纳米 颗粒。
实施例2(b)-介观结构杂化物的形成：该合成与单块的形成 相同，不同之处在于：将水解和缩合的溶胶加入到在2g的无水THF 中的0.1g聚(异戊二烯-嵌段-环氧乙烷)(PI-b-PEO)中，并在进行膜 的流延之前搅拌10分钟。事实上，任何氨基酸、羟酸或肽都可用 于合成介观结构以及介观结构化嵌段共聚物杂化物。优选地，所使 用的氨基酸、羟酸以及肽，是那些被充分保护的，并且多数是包括 空间位阻和/或手性R基的氨基酸、羟酸以及肽。例如，一种优选 的氨基酸是L-异亮氨酸、具有仲丁基侧基的手性氨基酸。由这种氨 基酸形成的金属-通用配体配合物具有极高的溶解性、易于处理、产 生光学透明薄膜，并与本文披露的Pb-b-PEO嵌段共聚物可较好混 合。图8示出了由与嵌段共聚物PI-b-PEO结合的铁-通用配体配合 物制得的介观结构化膜。一经煅烧，所得的硅酸盐富含磁性氧化铁 (γ-FeO3)。
实施例2(c)-多金属介观结构化梯度膜：同时制备两种单独 的具有特定金属的PI-b-PEO溶液。首先将各个膜流延(或浇铸) 于单独的铝皿中，并使THF部分蒸发。一旦粘度显著增加，则将两 种溶液同时注入到单个铝皿中以使溶液可以彼此扩散。在50℃下 将膜加热几小时以产生固体膜。
实施例2(d)-中孔硅酸盐：该合成与上面的介观结构的形成 相同，不同之处在于：加入原硅酸四乙酯(“TEOS”)以降低有机 物质的体积分数。例如，将0.15g的TEOS和0.2g的金属前体配 合物溶解于2g的无水THF中，使其水解并流延(或浇铸)成具有 PI-b-PEO的膜，如上所述。通过以1℃/min的速度将膜加热至550℃ 而对膜煅烧6小时，其中在250℃和350℃进行两次3小时的间歇。
实施例2(e)-杂化薄膜：如针对中孔硅酸盐所描述的，制备 溶胶-凝胶溶液。通过用THF以50(多层膜)至450(单层膜)范 围内的倍数稀释溶液，并通过将溶液滴到硅晶片上以及通过以250 rpm/s加速(ramp)至2000rpm旋涂溶液而对溶液进行旋涂。图5 (a)示出了由钇-异亮氨酸基金属前体配合物的水解和缩合而制备 的杂化膜。图5(b)示出了由铜-异亮氨酸基通用配体和金属配合 物的水解和缩合而制备的杂化膜。图5(c)示出了由聚(异戊二烯- 嵌段-环氧乙烷)(PI-b-PEO)和铋-异亮氨酸基通用配体和金属配合物 而制得的嵌段共聚物杂化膜。
实施例2(f)-施托贝尔型颗粒的形成：使不同量的金属-通用 配体配合物(0-60mg)与1.1mL的TEOS和5.0mL的乙醇结合。 制备包含20mL的乙醇中的2.0M NH3、5.85mL的水、以及68mL 的乙醇的第二溶液。将第一溶液加入到第二溶液中，并对该溶液搅 拌12小时。此后，经10分钟向反应加入2.675mL的TEOS。搅拌 持续24小时，其后，将颗粒从溶剂中分离出来。在空气中通过加 热至550℃对这些颗粒进行煅烧。任何氨基酸、肽、羟酸可用于产 生这样的颗粒，优选羟酸、并且最优选小羟酸(small hydroxy acid)， 例如乳酸。
实施例3-用于产生通用配体的氨基酸及金属的一些成功组合。
表1

例如，图7示出了其中使用L-异亮氨酸-ICPTS作为钴配体的 钴-通用配体配合物。
实施例4-配体交换反应：对通用配体醋酸盐或羟基醋酸盐的醋 酸的配体交换在变化的温度和动态真空下进行。如在表2中所描述 的，在低温下(例如在20℃下)，可以交换较不稳定的醋酸盐，而 不稳定性较小的醋酸盐需要更高的温度(达到150℃的温度)。蒸 馏温度通常比油浴温度低约40℃。下表列出了所采用的油浴温度。 对于更高的温度，应小心增加蒸馏压力(即，更接近于大气压力) 以防止在配体交换之前DMF的过早蒸馏。
使用短路径蒸馏头(distillation head)进行配体交换和DMF蒸 馏，其中真空管将蒸馏头连接至真空管线的真空/氮气端口。通常将 醋酸以及DMF收集在通过液氮冷却的烧瓶中，以防止馏分进入真 空管线。
反应进程可通过金属醋酸盐(固体)(其典型地在DMF中具有 低溶解性)的消失来测量。一旦反应达到用于配体交换的适当温度， 反应通常在几分钟内完成。蒸馏后，将通用配体配合物直接连接至 真空管线，直到压力稳定在10-2mbar以完成所有挥发性组分的去 除。这通常需要几小时。
表2
  油浴温度   金属醋酸盐   20℃   Pt   50℃   Ag   70℃   Cu、Mo、Pd、Rh   90℃   Co、Er、Eu、Fe、Gd、Mn、Zn   110℃   Bi、Cr、Ni、Pb、Y   130℃   In、Mg   150℃   Sr
以上用于说明和描述的目的，已经给出了本发明的某些实施方 式的描述，但其并未穷尽也并不是要将本发明限制于所披露的明确 形式。选择这些描述以最好地解释本发明的原理及它们的实际应 用，使本领域技术人员能以适于所预期的特定应用的各种实施方式 及各种变形最好地利用本发明。其旨在使本发明的范围不受说明书 限制，而是由列出的权利要求所限定。