[發明專利]穩定的原子量子團簇及其生產方法和用途

無效

• 申請號: 200680028779.1
• 申請日: 2006-07-28
• 公開（公告）號: CN101248003A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 曼努埃爾·阿圖羅·洛佩斯·金特拉;若澤·里瓦斯·雷伊
• 申請（專利權）人: 圣地亞哥聯合大學
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00;B22F1/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;李丙林

技術領域

本發明涉及金屬元素的新型原子量子團簇(AQC)，其特征在于其在溶液中是穩定的，涉及通過反應動力學控制來生產它們的方法，以及這些AQC作為傳感器(熒光、磁或化學傳感器)、電催化劑以及作為細胞生長抑制劑和/或細胞毒性劑的用途。

背景技術

當物質減小到納米/亞納米大小時，作為宏觀-介觀-原子過程(macroscopic-mesoscopic-atomic?step)的結果，許多性質都會發生強烈變化并出現其它新的性質。舉例來說，當金屬物質(例如銀或金)的大小減少到少許原子時(＜約200-500個原子)，會出現熒光性[Zheng，J.；Zhang，C.；Dickson?R.M.Phys.Rev.Lett.2004，93，077402；]、鐵磁性[Crespo，P.；Litrán，R.；Rojas，T.C.；Multigner，M.；dela?Fuente，J.M.；Sánchez-López，J.C.；García，M.A.；Hernando，A.；Penadés，S.；Fernández，A.Phys.Rev.Lett.2004，93，087204]、光學手性[Schaaff，T.G.；Whetten，R.L.J.Phys.Chem.B2000，104，2630]、氧化還原類帶電行為[Lee，D.；Donkers，R.L.；DeSimone，J.M.；Murray，R.W.J.Am.Chem.Soc.2003，125，1182]、拉曼信號增強[Peyser-Capadona，L.；Zheng，J.；González，J.I.；Lee，T-H.；Patel，S.A.；Dickson，R.M.Phys.Rev.Lett，2005，94，058301]等。

所有這些新性質的出現都是由于使得量子能級分離的電子的空間限制而引起。這樣，這些金屬物質性質與大塊金屬非常不同。使宏觀物質變小會在該物質的性質上產生重大變化這一事實是在某種程度上已經被本領域普通技術人員所認識的一種特性。因此，舉例來說，當半導體材料(例如SCd等)的大小減小到幾納米時具有量子效應，其被用來在不同波長處使它們的熒光共振，由于這個原因，它們通常被稱為量子點，其目的在于表明源于半導體納米顆粒的“半準確”(“quasi-punctual”)量子限制效應導致了它們根據其尺寸具有不同的性質。在金屬物質的情況中，其性質的強烈變化發生在較小尺寸(少于幾百個原子)，尺寸對應于已知的原子團簇。

由于原子量子團簇的潛在用途，尤其是在生物傳感器(Peyser，L.A.；Vinson，A.E.；Bartko，A.P.；Dickson，R.M.，Science，2001，291，103)、電催化劑(Boyen?H-G.et?al.Science?2002，297，1533)等領域中的應用，對于開發出允許我們能夠大量生產原子量子團簇并可擴大到很大規模的簡單合成方法已經引起了很多人的關注。這正是對于AQC的應用存在的最大問題。直到現在，人們只能通過在昂貴的氣相物理方法(參見例如E.G.?de?Jongh(ed)，Physics?and?Chemistry?ofMetal?Cluster?Compounds.Model?Systems?for?Small?Metal?Particles，Series?of?Physical?and?Chemical?Properties?of?Materials?withLow-dimensional?Structures，Kluwer?Academi，Dordrecht，1994)、電的或電化學方法生產它們，但只是少量的不同大小的團簇混合物(Petty，J.T.；Zheng，J.；Hud，N.V.；Dickson，R.M.J.Am.Chem.Soc.2004，126，5207.)。在后一種情況中，然后AQC必須通過復雜的分離技術而被純化(HPLC、凝膠電泳等)(Jiménez，V.L.；Leopold，M.C.；Mazzitelli，C.；Jorgenson，J.W.；Murray，R.W.Anal.Chem.2003，75，199)，以便獲得非常少量的AQC，這使得研究其性質非常困難，更重要的是使得其大規模應用非常困難。應該強調的是，在所有情況中，所生產的團簇或者通過保護性分子、固體或半固體基質等來穩定，或它們的壽命太短以致于不能被分離(Rodriguez-Sanchez，M.；Rodriguez，M.J.；Blanco，M.C.；Rivas，J.；López-Quintela，M.A.J.Phys.Chem.B，2005，109，1183)。