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。尤其在生物医学领域药物运载应用中,金属-有机框架材料组分的可选择性易于生物相容性材料的制备,材料结构可设计性与可修饰性利于材料对药物的有效装载和可控释放,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性能和延缓的药物释放行为,但是关于材料的生物毒性以及药物可控释放行为的研究却甚少涉及。针对以上问题,本文通过选择生物亲和性良好的有机配体,构建了一系列生物相容的金属-有机框架材料。利用材料结构稳定性易随pH值变化的特点,实现材料在不同pH环境下的药物特异性释放；利用材料与药物分子间作用力易受温度影响的特性,实现材料在不同温度下的药物差异性释放。并且结合这两种刺激响应性,实现生物相容的金属-有机框架材料在肿瘤组织中显著的药物可控性释放。本研究工作为开发具有药物控释性的实用型药物载体材料提供了设计思路和实验基础。为了克服材料毒性与稳定性问题,采用生命体中固有化合物卟啉分子H6TCPP作为有机配体,与Zr离子构建成生物相容、稳定的金属-有机框架材料PCN-221。通过物理浸泡法,将抗癌药物甲氨蝶呤装载入材料的大“孔笼”中,其装载量高达39.75 wt%。利用材料在不同pH环境下的稳定性变化,实现材料PCN-221在pH 2.0和pH 7.4条件下药物释放行为的差异化,论证其作为口服药物载体的可行性。通过腺嘌呤和羧酸基配体成功制备具有一维大尺寸孔道的金属-有机框架材料ZJU-64系列,这类材料具有良好的生物相容性和稳定性。物理浸泡后,甲氨蝶呤通过π-π等分子间作用力存在于材料孔道中,ZJU-64和ZJU-64-CH3对药物MTX的最优装载量分别达13.45 wt%和10.63 wt%。由于π-π等分子间作用力对温度的敏感性,材料对热疗温度(60℃)具有药物释放响应效果。材料温度响应释放性能为基于一种材料实现药物治疗与热治疗并行提供了可能性。选用双官能团化合物TBDA与Zn离子合成稳定的金属-有机框架材料Zn-TBDA,此类材料内部的孔洞沿c轴方向呈锯齿状上下错落有致排列,形成一维孔道。生物实验评估表明Zn-TBDA的生物相容性较好,可应用于生物医学领域。为了克服物理浸泡法无法有效装载药物的问题,通过药物MTX与材料共长方法实现对药物的有效装载,装载量可达12.59 wt%。利用晶体结构稳定性易受pH影响的特点,实现材料药物释放行为的pH响应；同时,利用π-π等作用力易受温度影响的特性,实现材料药物释放行为的温度响应。金属-有机框架材料Zn-TBDA在弱酸(pH 6.5)、微热(温度42℃)双重刺激下的药物释放叠加响应效果为该材料作为智能型载体实现肿瘤组织与正常组织的差异性药物释放行为提供了实验基础,对自主控释性药物载体的发展具有重要意义。为了制备具有实用性的抗癌药物载体,采用本身具有医用效果的无毒氨基酸谷氨酸(GA)作为配体,与具有抗菌性的Zn离子制备得到具有良好生物相容性的金属-有机框架材料Zn-GA。生物毒性测试表明材料Zn-GA对PC12细胞几乎没有影响,其作为生物材料具有可行性。抗癌药物与材料原位生长方法解决了物理装载法所带来的低装载量问题,可得到含有12.85 wt%甲氨蝶呤药物的材料。利用材料框架结构稳定性易随外界环境变化而改变,以及柔性氨基酸分子微热易扰动特点,实现材料pH和温度双重药物释放响应。两种微环境刺激因素叠加,导致Zn-GA药物释放行为的调整更加明显,为实现实用型药物载体在肿瘤组织自主调节释放行为的研究提供了重要的研究方向。