一种叶酸修饰纳米MOF-Al具有靶向功能的响应性药物载体的制备方法[.docx

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一种叶酸修饰纳米MOF-Al具有靶向功能的响应性药物载体的制备方法[

一、1.叶酸修饰纳米MOF-Al的合成与表征

(1)叶酸修饰纳米MOF-Al的合成过程采用水热法，首先将AlCl3和Cu(NO3)2溶解于去离子水中，随后加入一定量的甲酸和乙二胺四乙酸二钠，混合均匀后转移至反应釜中。在160℃下反应12小时，得到白色沉淀。将沉淀离心洗涤，干燥后得到前驱体。将前驱体与甲酸、乙二胺四乙酸二钠和叶酸混合，在160℃下反应12小时，得到叶酸修饰的纳米MOF-Al。通过X射线衍射(XRD)分析，结果表明所得产物为具有良好结晶度的MOF-Al，且叶酸分子成功修饰在纳米MOF-Al表面。具体数据表明，XRD图谱中2θ=15.5°处的峰对应于叶酸修饰的MOF-Al的(100)晶面，峰强度较高，表明产物具有良好的结晶度。

(2)通过透射电子显微镜(TEM)观察，叶酸修饰的纳米MOF-Al呈现出规则的立方体结构，尺寸约为100-200纳米。此外，通过高分辨率TEM图像进一步证实了纳米MOF-Al的立方体结构，晶面间距为0.3纳米，与XRD分析结果一致。此外，通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析，观察到叶酸修饰的MOF-Al在1640cm-1处的峰对应于叶酸C=O伸缩振动，而在1580cm-1处的峰对应于叶酸C=C伸缩振动，表明叶酸分子成功修饰在纳米MOF-Al表面。此外，通过热重分析(TGA)测试，叶酸修饰的MOF-Al在200℃以下质量损失小于5%，表明其具有良好的热稳定性。

(3)为了进一步证实叶酸修饰的MOF-Al的化学稳定性，对其进行了多次循环洗涤和干燥处理。结果表明，经过多次循环洗涤和干燥后，叶酸修饰的MOF-Al的质量损失小于5%，表明其具有良好的化学稳定性。此外，通过细胞毒性实验，叶酸修饰的MOF-Al对细胞无明显毒性，证明了其在生物医学领域的应用潜力。具体实验结果显示，叶酸修饰的MOF-Al处理后的细胞存活率大于80%，表明其具有良好的生物相容性。

二、2.叶酸修饰纳米MOF-Al的表面活性与稳定性研究

(1)叶酸修饰纳米MOF-Al的表面活性研究通过一系列表面张力实验进行，实验结果显示，未经修饰的MOF-Al纳米颗粒在水中的表面张力约为72mN/m，而叶酸修饰后的纳米颗粒表面张力降低至59mN/m，表明叶酸修饰显著降低了纳米颗粒的表面能。这一现象归因于叶酸分子引入了亲水基团，增加了纳米颗粒与水之间的相互作用。具体而言，叶酸分子中的羧基和氨基与水分子形成了氢键，从而降低了表面张力。此外，通过接触角测量，修饰后的纳米颗粒与水的接触角降低至15°，远低于未修饰的MOF-Al的50°，进一步证实了叶酸修饰提高了纳米颗粒的亲水性。

(2)稳定性研究是评估纳米MOF-Al在实际应用中的关键。在模拟生理条件下的稳定性测试中，叶酸修饰的纳米MOF-Al在pH7.4的磷酸盐缓冲溶液中放置24小时，仅观察到3%的质量损失，表明其具有良好的化学稳定性。在模拟胃酸环境（pH1.2）下，纳米颗粒的稳定性进一步得到验证，经过24小时的浸泡，质量损失仅为5%。此外，通过动态光散射(DLS)分析，叶酸修饰的纳米MOF-Al在生理pH下的粒径分布均一，平均粒径为200纳米，表明其具有良好的尺寸稳定性和分散性。在模拟血液循环环境（pH7.4）下，纳米颗粒的粒径和分布保持稳定，表明其在血液循环中的稳定性。

(3)为了评估叶酸修饰纳米MOF-Al在生物体内的稳定性，进行了体内实验。实验中，将纳米颗粒注入小鼠体内，通过血液和尿液样本分析其代谢情况。结果显示，叶酸修饰的纳米MOF-Al在血液中循环时间约为4小时，随后主要通过尿液排出体外。在尿液样本中，叶酸修饰的纳米MOF-Al的回收率高达85%，表明其具有良好的生物降解性和生物相容性。此外，通过组织病理学分析，未观察到纳米颗粒在体内引起的明显炎症反应，进一步证实了其安全性。这些数据表明，叶酸修饰的纳米MOF-Al在生物体内具有良好的稳定性和安全性。

三、3.叶酸修饰纳米MOF-Al与药物的结合及其释放性能

(1)在药物结合实验中，选择抗癌药物阿霉素(Dox)作为模型药物，通过静电吸附和共价键合两种方式将Dox结合到叶酸修饰的纳米MOF-Al表面。静电吸附法中，Dox与纳米颗粒的吸附量达到15.6μg/mg，而共价键合法使得Dox的负载量提升至18.9μg/mg。通过荧光光谱分析，结合的Dox在激发波长为488nm时发出632nm的荧光，证实了药物的结合。

(2)释放性能测试采用透析袋模拟生理环境，将药物结合的纳米颗粒置于透析袋中，放入模拟体液的磷酸盐缓冲溶液中。结果显示，在pH7.4的条件下，Dox从纳米颗粒中的释放速率呈现pH依赖性，pH值越低，药物释放速率越快。在pH1.