以姜黄素及其衍生物构筑多孔金属有机框架及其药物担载研究

The metal-organic frameworks (MOFs) constructed from biological small molecules as ligands with good biocompatibility and even bioactivity have a very developing potential in the biomedical field and many other important areas. In this project, we will build a series of MOFs based on the small drug molecule curcumin and its derivatives as ligands, systematically study the formation laws of MOFs based on these ligands, tune the pore structures of MOFs and synthesize nanosized MOFs to meet the requirement of drug delivery. The study the of drug delivery performance of the porous MOFs will provide the basis for their practical application. The content of this project includes: (1) using various curcumin and its derivatives as ligands to assemble stable porous MOFs with different metal sources under different synthetic conditions; synthesizing the nanosized MOF material depending on the needs of applications; (2) according to the composition and pore features of the MOFs, assembling different drug molecules into the MOFs and studying their drug delivery performance and other bioactive properties, investigating the relationship of bioactivities and pore structures. The exploration of this series of "bio-friendly" MOF materials with medicinal properties is expected to expand the research of MOFs in biomedical applications.

以生物小分子为配体构筑的金属有机框架（MOF）将具有良好的生物相容性和生物活性，在生物医药以及许多其他重大领域具有诱人的应用前景。本项目拟采用药物小分子姜黄素及其衍生物作为配体构筑一系列MOF化合物，探索这类小分子构筑多孔MOF的特点和规律，实现多孔MOF孔道的大小和形状的调控，合成纳米级的MOF材料以满足不同药物小分子担载的需要。通过研究多孔MOF的药物担载、释放以及药物活性等，为它们的应用提供一定的研究基础。研究内容主要包括：（1）利用各种姜黄素及其衍生物为配体，通过改变反应条件，与多种金属组装得到具有稳定多孔结构的MOF化合物，并根据需要合成纳米级的MOF材料；（2）根据MOF的组成和孔道的特点，研究它们对不同药物小分子的担载、释放行为以及药物活性等性能，探索结构与性能之间的关系。开发这一系列对生物体“友好”而且本身又具有药物作用的多孔MOF材料，有望拓展MOF在生物领域的应用研究。

以生物小分子为配体构筑的金属有机框架（Metal-organic framework, MOF）将具有良好的生物相容性和生物活性，在生物医药以及许多其他重大领域具有诱人的应用前景。本项目对利用姜黄素及其衍生物构筑多孔MOF材料进行了大量的探索，但是由于这类配体特殊的配位性能，没有再得到能够解析结构的晶体材料，但是积累的大量经验将帮助我们继续能力完成最初的设想。我们对已得到的姜黄素多孔MOF，medi-MOF-1，进行了小分子药物5-氟尿嘧啶的担载和释放的研究，以及合成了颗粒均匀、结构完好的立方medi-MOF-1的纳米晶，并发现纳米晶形成了多级孔的结构。利用樟脑酸衍生物、植酸等其他生物小分子作为配体，我们成功制备了两个多孔的MOF材料，并对MOF的结构、孔道、多功能性质进行了研究。我们还关注了MOF材料的实际应用能力，针对HF气体吸附、水中染料降解、CO2选择性吸附等合成和开发了多个MOF材料。稳定性是MOF应用的一个重要前提，我们设计合成一个含有多个N的配体，利用它制备了多个多功能的稳定的多孔MOF材料。本项目的研究进展和结果，丰富了生物分子构筑MOF的合成与结构，拓展了稳定MOF材料在更多领域的应用前景和潜力。