阳离子型金属有机框架（Cationic metal-organic Frameworks,C-MOFs）,作为一类新型的多孔材料,利用金属离子作为配位中心与有机连接基团通过配位键自组装而形成。由于未配位的反电荷离子通常存在于骨架中,因此C-MOFs中的反电荷离子很容易被具有相同电性以及相似几何形状的离子所取代。此外,其还具有孔径可调性,种类多样性,结构可设计性与荧光稳定性等优点,因而近年来在药物缓释及成像,荧光传感,离子交换等方面有着突出的应用前景。5-氟尿嘧啶（5-Fu）是嘧啶类的氟化物,经常被用作于治疗直肠癌、胃癌、乳腺癌。然而5-Fu口服半衰期过短,对人体毒害性大,因此需借助药物载体降低其血药浓度。目前已开发的各种控释药物载体,包括脂质体,量子点,聚合物纳米颗粒,胶束具有负载能力低、生物相容性差、缓释效果不佳等明显劣势,应用效果不尽人意。5-Fu作为一类经典的抗癌药,分子尺寸较小,仅为3×6?,且是一种富电子药物。C-MOFs因其高离子交换能力、稳定可调的孔结构、部分具有良好的生物相容性（尤指Fe-MOF,Zn-MOF,Zr-MOF等）,在5-Fu药物递送载体应用中受到了关注。染料@MOFs复合材料已被众多文献报道,应用于硝基类化合物、重金属离子、非金属阴离子的荧光传感检测。染料分子被包覆于具有可修饰性和高孔隙率的MOFs材料,由聚集状态转为分散状态,避免了本身的聚集诱导淬灭（ACQ）,从而达到对于检测物的荧光信号响应。相较于传统MOFs材料,C-MOFs具有出众的阴离子基团的交换能力,因此可与客体染料分子通过静电引力紧密结合。氨基酸是人体必不可少的生命物质之一,适量摄入可保持人体正常氮平衡和代谢。防腐剂是食品中常见的添加剂,可延长食品的腐败变质的时间。已开发的染料@MOFs荧光传感器同时对于氨基酸和防腐剂具有特异性响应的少之又少。C-MOFs的缺电子特性以及高静电引力作用,使得该复合材料可作为高稳定性双发射荧光检测器,对氨基酸和防腐剂具有高灵敏信号响应,裸眼可辨的体系颜色转化,脱离昂贵仪器检测等优势。本文构造了两类阳离子型MOFs。第一类以三核氧心铁簇为配位中心与二羧酸类配体配位,剩余配位点由中性配体TPT占据,构造了阳离子型CPM-Fe-MOF。第二类是对具有活性位点的Zr-MOF进行原位配体后修饰,将骨架电性由中性转为正电性,从而得到了阳离子型MOFs。两类MOFs因性质不同,可分别应用于小分子药物装载和药代动力学模拟以及多发射荧光传感两个方面。主要内容如下:1.两种阳离子铁基MOF材料对5-氟尿嘧啶的装载及缓释过程的研究采用了对苯二甲酸（H2BDC）,联苯二甲酸（H2BPDC）和2,4,6-三（4-吡啶基）-1,3,5-三嗪（TPT）作为桥连配体,与铁离子构筑三核簇状CPM系列配位聚合物[Fe3O（L1）3（L2）]。该配合物能通过调变得到阳离子型框架,具有良好的阴离子交换能力。因此该配合物对于抗癌药5-Fu具有极高的吸附选择性,载药量可分别达60.5（wt%）和32.8（wt%）,载药时间缩短至2-5 h。在长达96 h的缓释时间下,体系药物释放量可至77%和85%。同时,对于小鼠成纤细胞（L929）毒性测试的结果表明,该类药物载体生物相容性极高。低毒性的阳离子MOF对于5-Fu的理想载药量,载药时间以及优越的缓释效果使得本项工作对于开发新的载药材料具有重要的研究意义和应用价值。2.pH敏感型阳离子Zr-MOF对5-Fu的载药量探究以及荧光检测使用配体9H-咔唑-2,7二元羧酸（9H-2,7-CDC）成功合成了咔唑基官能化的Zr-UiO-67型金属有机骨架（UiO-67-CDC）。合成后修饰的目标是通过用两个甲基取代Lewis碱基咔唑位点来实现阳离子化,从而产生带正电荷的骨架,是抗癌药物5-氟尿嘧啶（5-Fu）的理想载体。制备的阳离子骨架UiO-67-CDC-（CH3）2具有较高的表面积,分层的孔结构和阴离子交换能力,可以通过静电作用有效地封装富电子的药物5-Fu,负载量高达56.5（wt%）。在肿瘤细胞敏感的弱酸性pH环境中,药物载体表现出极高的生物学反应活性。此外,缺电子的Zr-MOF本身作为一种高灵敏度的荧光检测器,对5-Fu具有独特的“荧光开启”效果。因此,所构造的阳离子型Zr-MOF可作为5-Fu的高载药量载体以及高灵敏度荧光检测器。3.PB@UiO-67-CDC-（CH3）2作为比例型高灵敏荧光检测器对于防腐剂以及氨基酸的高灵敏检测后修饰改性后的缺电性骨架UiO-67-CDC-（CH3）2,可用于包覆阴离子型染料荧光桃红B,从而构造了双发射的自校准荧光检测器PB@UiO-67-CDC-（CH3）2。分析物氨基酸和防腐剂的加入,触发了双发射体系的染料限制诱导发射,以及骨架的光致电子转移（PET）禁阻,因此体系“荧光开启”。值得注意的是,该检测器对于醋酸钠以及亮氨酸有着强烈的信号响应,检测限分别低至0.0157μM,0.1084μM。并且,两种发射信号强度之比与分析物浓度有着良好的线性关系,规避了单发射系统的误差。根据分析物含量以及种类的不同,体系的颜色变化差异明显,具有可变颜色和视觉、定量辨别效果,可用于传感、切换和防伪识别。此外,使用智能手机通过识别荧光变化的RGB值来可视化醋酸钠,LOD可低至7.23μM。这些特性使染料嵌入式MOF复合材料成为一种简单、高效且无需仪器的传感器,可高灵敏检测氨基酸和防腐剂。