大分子（例如生物酶）尤其是跨尺度多生物分子的傳質，對微孔金屬-有機框架材料（MOFs）提出了嚴峻挑戰。近日，365英国上市官网在线姜珂副研究員、材料科學與工程學院張玲副教授與福建師範大學陳邦林教授合作，通過精确調控生長條件，實現了微孔ZIF-8殼在中空普魯士藍PB核的外延生長，構建了微孔、介孔和大孔高度區域有序的多級孔MOFs異質結。該獨特結構實現了跨尺度大分子葡萄糖氧化酶（GOx）和小分子5-氟尿嘧啶（5-FU）的定向區域裝載，并觸發了生物客體分子與MOFs載體的協同抗癌性能。相關成果以“Hierarchically Micro-, Meso- and Macro-Porous MOF Nanosystems for Localized Cross-scale Dual-Biomolecule Loading and Guest-Carrier Cooperative Anticancer Therapy”為題，發表在材料領域國際頂級期刊《ACS Nano》（IF=15.8，中科院大類一區TOP）上。其中，365英国上市官网在线碩士研究生柯巧媚與姜珂副研究員為論文的共同第一作者，365英国上市官网在线姜珂副研究員、材料科學與工程學院張玲副教授和福建師範大學陳邦林教授為論文共同通訊作者。
本文要點
1、 通過離子刻蝕手段獲得内部中空與介孔窗相連的PB核，進一步通過電荷誘導自組裝策略實現微孔ZIF-8殼的外延生長，得到HPZ。
2、 系列表征手段證實了HPZ具有高度區域有序的微孔、介孔和大孔多級孔結構。該獨特結構可實現大分子GOx和小分子5-FU的定向區域裝載。
3、 模拟腫瘤微環境的藥物釋放結果表明，葡糖酸作為誘導因子，有效觸發了ZIF-8分解與GOx釋放之間的級聯反應。
4、 體外和體内實驗全面證明了生物客體分子與MOFs載體間高效的協同化療/饑餓治療性能。
5、 轉錄組測序分析揭示了抗癌機制，該納米系統可有效抑制癌細胞的DNA轉錄，從而誘導細胞凋亡。
多級孔構築及協同抗癌示意圖
原文鍊接 https://doi.org/10.1021/acsnano.4c02288
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