以自组装战略为基础的有机-无机配位聚合物和超分子组装体化学是目前国际化学界最活跃、最前沿的研究领域之一。关于配位作用驱动的离散型和聚合型的金属-有机框架的研究是非常活跃的交叉学科研究领域。同时,这些金属-有机超分子组装体不仅具有迷人的结构,而且在气体储存、荧光、磁性、催化等方面具有良好的应用价值。金属-有机超分子组装体等比例缩小到微纳尺度,将赋予其在物质的分离、富集和检测等方面有广阔的应用前景,同时也有效地拓展了多孔金属-有机框架的应用领域使其在异相催化、分析化学、环境科学和生命科学等领域具有广阔的应用价值。本文合成了一系列微纳尺度的多孔金属-有机框架,对其在芳香小分子的富集与检测、苄醇的催化氧化与芳醛的催化缩合、生物活性小分子的荧光识别与细胞共聚焦成像、生物体靶向药物传输与缓释等方面的应用进行了研究。Ⅰ.系统的研究了Cd-MOF、Zn-MOF、Cu-MOF、Ui O-66、Ui O-68五种不同金属-有机框架(MOFs)微纳化的合成方法,其中尺寸最小的MOF可以达到30 nm。研究了影响这五种MOFs尺寸大小和外形的因素,为论文研究微纳尺度MOFs的应用提供了基础。Ⅱ.通过溶剂渗透的方法合成了多孔的微米尺度的Cd-MOF,微米尺度的Cd-MOF在水溶液中具有良好的热稳定性和化学稳定性,将其作为涂层成功的组装到固相微萃取(SPME)装置。该微纳尺度Cd-MOF涂层的SPME装置对BTEX具有良好的吸附性和选择性,对其检测限可达0.01-0.001μg L-1,是至今所报道的MOFs作为SPME涂层的最低检测限。并将该SPME装置应用于海水样品中痕量BTEX的检测。Ⅲ.设计合成了具有双催化功能的微米尺度的MOF材料Pd(0)@Ui O-68-AP,该异相催化剂可以在空气氛围中催化苄醇的氧化反应以及芳醛的Knoevenagel缩合反应。利用摩尔比1%的催化剂,在80oC催化氧化苯甲醇转化为苯甲醛可达到99%以上,在室温条件下催化苯甲醛的Knoevenagel缩合反应产率也在99%以上。催化剂Pd(0)@Ui O-68-AP效率较高,催化选择性较好,催化剂的重复利用次数可以达到5次以上。Ⅳ.设计合成了两例纳米尺度的Ui O系列MOFs,记为Mi-Ui O-66、Mi-Ui O-67,利用PXRD,TEM,SEM,BET表征了其结构、尺寸形貌以及多孔性。该Mi-Ui O纳米MOFs具有很强的稳定性,在生物环境中对Cys和GSH具有灵敏的荧光响应和专一的选择性,为第一篇MOFs材料的巯基小分子探针。其对Cys和GSH的检测限可达10-11M,为文献报道以来的最低值,并将其应用于检测细胞内巯基化合物的荧光共聚焦成像。Ⅴ.设计合成了一例纳米尺度的Mi-Ui O-68,利用PXRD,TEM,SEM,DLS表征了其结构,测试了其在生物体系的稳定性。Mi-Ui O-68可以装载抗癌药物阿霉素,装载后其颜色和荧光发射光谱均发生了变化,记为:Dox@Mi-Ui O-68,并通过荧光光谱确定了其药物的含量。修饰上靶向基团后,记为:Dox@Mi-Ui O-68-FA,对其体外药物释放及细胞成像进行了测试。在细胞试验中,测试了空载体Mi-Ui O-68的细胞毒性,以及Dox@Mi-Ui O-68和Dox@Mi-Ui O-68-FA对癌细胞抑制方面进行了研究。我们设计合成了一系列微纳尺度的多孔金属-有机框架,通过PXRD,SEM,TEM,DLS等测试了其性质结构。研究了其在芳香小分子的富集与检测方面的用途,测试了其在苄醇的催化氧化与芳醛的催化缩合方面的催化性质,讨论了其在生物活性小分子的荧光识别、细胞共聚焦成像、药物装载和靶向药物传输与缓释等方面的应用。