探索未知，纳米所激发MOFs材料医学应用潜能

金属-有机骨架（MOFs）材料作为周期性网络结构的晶体材料，具有表面积大、微介孔结构、组成及孔径可调等优点，不仅在非线性光学、气体吸附、催化等领域表现出优异的性能，而且在生物医学领域的应用潜能也逐渐引起了人们的关注。

中科院苏州纳米所裴仁军研究团队对卟啉基MOFs的设计合成、生成机制以及应用于肿瘤的光动力治疗方面进行了系统的研究。该团队研究发现中-四（4-羧基苯基）卟吩（TCPP）内环的中心金属配位在MOFs的设计合成过程中扮演着不可忽视的作用，这种卟啉内环的中心金属配位会极大影响MOFs材料的形貌和化学性质。

首先他们构建了未发生中心金属配位的卟啉基Gd-TCPP MOFs纳米片（图1a），并证实了其高的单线态氧产率。然而卟啉内环中心配位之后，即使是氢质子，也会明显改变MOFs的形貌和紫外-可见吸收（图1b和1c），基于这一结果，初步提出了卟啉中心金属配位的效果。

图1.（a）Gd-TCPP和（b）Gd-(H₂TCPP)²⁺的SEM图，（c）紫外-可见吸收。

在此基础上，该团队在苯甲酸的辅助下设计合成了中心铜金属配位的卟啉基Cu-TCPP(BA) MOFs微米薄片（图2），证实了这种中心金属配位的卟啉能够降低层层之间的H堆积和J聚集，并引起MOFs的各向异性生长。该研究揭示了其生长机理，详细阐述了卟啉中心金属配位的作用，为合成超薄的具有微米尺寸的MOF材料提供了可行的策略。

图2. Cu-TCPP(BA)的（a）紫外-可见吸收，（b）TEM，（c）元素映射和（d）AFM图。

裴仁军研究团队方向之一是建立和优化核酸适配体的筛选平台，实现对蛋白、细胞、小分子等靶标的高亲和力和高特异性适配体的筛选和验证。核酸适配体是指通过指数富集的配体系统进化技术（SELEX）筛选得到的单链DNA或者RNA分子，具有分子量小、稳定性好、易修饰、易合成、免疫原性低等优势，因此在生化分析、疾病诊断和治疗等方面展示出广阔的应用前景。

最近该团队利用两相界面的方法，避开了卟啉的中心金属配位，获得了FeTCPP/Fe₂O₃ MOFs纳米材料。该粒子可以催化分解肿瘤细胞中存在的H₂O₂来产生羟基自由基，同时克服乏氧环境，促进¹O₂的形成，提高PDT作用。

利用RBCs膜对MOFs进行伪装，提高血液循环和体内组织驻留时间，以AS1411适配体进行修饰，实现MOFs在肿瘤区域的高富集（图3）。RBCs膜的包封以及AS1411适配体的靶向作用增强了MOFs纳米粒的在肿瘤部位的富集能力，提高了PDT效果，降低了副作用。该研究为促进MOFs纳米材料在生物医学领域的应用提供了新的思路。

图3. FeTCPP/Fe2O3 MOFs的RBCs膜包封及AS1411适配体的修饰。

这些工作揭示了卟啉内环的中心金属配位对MOFs结构的部分影响，进一步阐述了MOFs材料的生成机制，提供了设计合成MOFs材料一些方法，并对其提高肿瘤的光动治疗效果提出了新的策略。

这些工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学青年基金和中国博士后科学基金的支持。赵岳五博士为上述文章的第一作者，通讯作者为王金娥副研究员和裴仁军研究员。

信息来源：中科院苏州育成中心

本信息源自互联网仅供学术交流 如有侵权请联系我们立即删除