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随着纳米技术的发展及其向医学领域的渗透,纳米技术为肿瘤的治疗开辟了新的途径,构建有效的纳米载体体系对于肿瘤的治疗具有十分重要的意义。相比于传统的分子态药物治疗,利用纳米材料作为载体传送药物可以极大地提高药物的治疗效果,减少了药物在体内循环过程中带来的毒副作用。同时,由于载体的保护作用,还能提高药物分子本身的稳定性。目前,常见的药物载体有碳纳米颗粒、脂质体、二氧化硅纳米颗粒、金属有机骨架材料等。其中,金属-有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,简称MOFs)是一种通过金属离子或金属团簇与有机配体自组装而成的晶态多孔材料,其化学组分多样性、结构可设计性、孔洞可调性以及材料可修饰性的特点使其近几十年来在气体存储与分离、探测、催化、生物医学等领域备受关注。金属-有机框架材料组分的可选择性有利于生物相容性材料的制备,材料结构可设计性与可修饰性有利于材料对药物的有效装载和释放,材料的不稳定配位键则为其生物可降解性提供可能,故而金属-有机框架材料在药物运载领域显现出诱人的应用前景。虽然基于MOFs的药物载体具有良好的药物装载功能和延缓药物释放的特性,但是关于该材料的药物可控释放行为以及细胞毒性的研究却甚少涉及。针对以上问题,本论文以发展新型药物载体材料为目标,结合类沸石咪唑酯(ZIF-8)骨架材料合成简单、易修饰、包载量大等优势,利用材料结构稳定性易随pH值变化的特点,设计和构建了 一种新型的药物传递系统。在此基础上,初步探究了 ZIF-8的细胞毒性以及毒理机制,主要研究内容如下:1.类沸石咪唑酯(ZIF-8)包裹的吲哚菁绿(ICG)纳米颗粒用于肿瘤的成像与治疗吲哚菁绿(ICG)分子因为其在近红外区域具有较强的吸收波谱以及大的消光系数而被美国食品药品监督管理局(FDA)批准应用于体内外肿瘤近红外成像与光热治疗。然而ICG分子本身的不稳定性、无靶向性、在体内易被快速清除等缺点限制了其进一步的应用。本文通过一锅法将ICG包裹在类沸石咪唑酯(ZIF-8)载体材料内,发展了一种pH响应的纳米药物传递体系ICG@ZIF用于活体肿瘤的近红外成像与光热治疗。该体系在中性条件下具有较高的稳定性,ICG分子可以嵌入到ZIF-8的孔道内,不被泄露;而当在肿瘤微酸性条件下时,ZIF-8结构坍塌,从而释放出ICG,实现肿瘤的成像和光热治疗。体外实验表明ICG@ZIF-8颗粒抗光漂白性以及光热稳定好,并且在近红外光照射下有很好的光热转换效果。进一步活体实验表明ICG@ZIF-8颗粒在肿瘤部位也有高效的近红外成像与光热杀伤效果。将ZIF-8作为载体,通过引入一些小尺寸药物分子,有望发展出一种新型药物控制释放系统,应用于肿瘤的成像与治疗领域。2.类沸石咪唑酯材料(ZIF-8)的细胞毒性以及毒理研究虽然ZIF-8纳米载体具有良好的刺激响应行为,但其生物相容性是进入临床实验前必不可少的关键环节。为了研究ZIF-8纳米材料的细胞毒性、初步探究其毒理机制,本文重点研究了不同尺寸ZIF-8颗粒以及不同溶剂合成的ZIF-8颗粒对人肝癌细胞(SMMC-7721)细胞毒性的影响。并通过对细胞内单线态氧(ROS)的检测初步探究了 ZIF-8的毒性机理。结果表明ZIF-8粒径越大,产生的细胞毒性也越强;而不同溶剂合成的颗粒产生的细胞毒性并无差异。初步的毒性机理研究表明,ZIF-8颗粒会使细胞内部产生大量ROS导致细胞凋亡。本章为ZIF-8纳米材料在生物医学领域的安全使用提供了参考。