Page 29 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第2期

24 华 中 农 业 大 学 学 报 第 41 卷

大。2 种 MOF 材料装载的布洛芬释放性能也不同
（图 8），MIL-101 中布洛芬的释放周期比 MIL-100 更
长，这主要受布洛芬芳环与 MIL-101 有机部分之间
π- π作用的影响 ［32-33］ 。

图7 由两性离子MOF催化的有机转化
Fig. 7 Organic conversion catalyzed by
zwitterionic MOF
3.3 生物医学领域
在生物医学领域，材料的生物相容性是首要的
考虑因素，而 MOF 材料的金属中心和有机配体的选
图8 37 ℃下MIL-100和MIL-101中的布洛芬（IBU）
择多样性为生物相容性材料的制备提供了可能。如
在模拟液中的释放性能
人体所必需的元素铁、锌、铜、锰及卟啉分子等均可 Fig. 8 Ibuprofen release performance of MIL-100 and
以成为构建 MOF 的材料。材料的多孔性、孔道可调 MIL-101 in simulated solution at 37 ℃
节性及金属活性位点为负载不同性质和尺寸的客体 ［34］
Hu 等 制备了 1 种带正电荷的多孔药物载体
分子提供了基础，稀土元素和磁性元素的引入为发
MOF-74-Fe（Ⅲ），此 MOF材料无法由 Fe（Ⅲ）与有
光和磁性 MOF 的合成提供了可能。所以 MOF 材料
机配体对苯二甲酸直接合成，因此，先合成了中性的
在生物医学领域具有多种用途。如作为药物装载系
材料 MOF-74-Fe（Ⅱ），再将其氧化成 MOF-74-Fe
统运送药物或作为核磁共振成像剂对病情进行诊
（Ⅲ）（图 9）。利用 3-（4，5-二甲基噻唑-2-基）-2，5-
断等。
二苯基四唑（MTT）对此材料的细胞毒性进行测
MIL 系列 MOF 材料装载药物具有高比表面积
定，发现其对 PC12 细胞毒性极小。该正电性材料通
及大孔径，可以实现较高的药物负载量。MIL-100和
MIL-101装载释放布洛芬的性能结果显示，两者的药 过离子交换和盐渗透系统对布洛芬钠进行装载，药
物装载量有很大差别，1 g MOF 中 MIL-100 的装载 物负载量可达到15.9%。此外，由于存在配位和游离
量为 0.347 g（布洛芬），而 1 g MOF 中 MIL-101 的装 的布洛芬阴离子，药物释放过程中涉及 2 种机制，具
载量达到 1.376 g，这主要是因为 MIL-101 的孔道更 有不同的药物递送速率。

图9 MOF⁃74-Fe（Ⅱ）氧化为MOF⁃74⁃Fe（Ⅲ）及药物装载过程示意图
Fig. 9 Oxidation of MOF⁃74⁃Fe（Ⅱ）to MOF⁃74⁃Fe（Ⅲ）and drug loading process
MOF 在递送抗癌药物方面的研究也备受关注， 释放（pH 7.4），而是在低 pH 下受控释放（pH 5.0~
MOF 材料 ZIF-8 可以有效装载抗癌药物阿霉素，药 6.5）。此外，阿霉素 ZIF-8 还呈现出协同效应，其对
物分子均匀地分布在材料孔道内，并且可以通过改 乳腺癌的细胞毒性高于游离的阿霉素。
变药物的浓度来调节药物负载量 ［35］ 。进一步研究表 基于金属元素本身具备的磁性以及发光性，构
明，装载阿霉素的 ZIF-8 材料可作为有效的 pH 响应 筑的 MOF 材料可以作为具有生物成像功能的成像
性药物递送系统，其中药物不是在正常生理条件下 剂，如核磁共振成像剂（MRI）、CT 成像剂及光学成