金属有机框架(MOFs)表面的功能化在材料应用过程中占据着很重要的作用,本文提出了一种简单有效的DNA表面修饰以锆为金属的纳米级MOFs(NMOFs)PCN-224的策略,通过赋予材料特定的生物分子识别功能,从而扩展材料在纳米技术和生物技术领域的应用潜力。PCN-224 NMOFs是一种以Zr6团簇为金属节点、卟啉为有机配体通过配位作用而组装形成的Zr6MOFs,具有良好的化学稳定性、生物相容性以及光学性质,所以我们选择它来实现DNA的表面功能化修饰。经实验结果表明,通过NMOFs表面的配位化学可以有效地将功能性DNA固定在NMOFs的表面,形成DNA-NMOFs模型。通过荧光定量可计算出1 mg NMOFs连接9.7 nmol DNA(A30)。进而,我们选取具有靶向识别功能的适配体AS1411和具有免疫调节功能的寡核苷酸序列CpG对DNA功能化的MOFs(分别为Apt-NMOFs和CpG-NMOFs)进行了生物应用方面的调节。结果表明,Apt-NMOFs较NMOFs具有显著提高的细胞摄取,表明这种功能化并未影响适配体的靶向识别功能;而CpG-NMOFs则将CpG改造成了“球形核酸”,这种复合材料较裸CpG在细胞及活体水平展现了更强的免疫刺激效应,同时在活体水平并无显著的系统毒性。综上,这些实验结果表明了通过这个策略可以将不同的功能性DNA修饰到MOFs的表面,实现MOFs的表面功能化,从而将这种材料的使用扩展到生物传感、生物成像和纳米医学等多种应用领域。