抗生素滥用会导致细菌耐药性增加,甚至促使超级细菌出现。因此,针对不依赖抗生素的抗菌策略的开发迫在眉睫。由于金属有机框架材料具有多种优异性能,例如多孔性的结构、可调控的成分和易于修饰的表面,这类材料被广泛应用于多个领域。本文针对PCN 224和普鲁士蓝两种具有优异生物安全性的MOF材料进行功能化修饰,设计出多种不依赖抗生素的MOF基光控抗菌材料,并通过动物实验证实了这些材料可以高效快速地治疗并修复被细菌感染的组织。同时本文系统深入地探究了材料结构与其光响应性能之间的关系,并揭示了材料的高效抗菌机理。具体体现在以下几个方面:首先,使用铜离子对Zr基MOF-PCN 224进行掺杂改性。PCN 224的有机链段为具有环状结构的卟啉衍生物,铜离子可以进入卟啉衍生物的环中,形成铜离子掺杂的PCN 224。当掺杂适量铜离子时,掺杂的铜离子可以作为电子陷阱捕获光生电子,阻碍电子和空穴的复合,显著提高颗粒在光照下产生自由基的能力;同时铜离子也可以通过d-d跃迁吸收波长为660 nm的光并产生热量,增强颗粒的光热性能。实验证明,适量的铜离子掺杂可以有效增强MOF颗粒的光动力和光热性能,进而提高MOF颗粒的抗菌能力。其次,使用聚多巴胺对PCN 224进行表面修饰改性。聚多巴胺具有环状结构,可以与PCN 224的有机链段形成π-π相互作用,进行电子和能量的转移,降低颗粒的能带隙,显著提高颗粒在光照下产生自由基的能力;同时,由于聚多巴胺的光热转换能力,修饰后的颗粒在光照下会产生更多的热量,可以提高电子的流动性,促进电子的非直接跃迁,进而增强颗粒在光照下产生自由基的能力。体内、体外实验均证实,聚多巴胺修饰的PCN 224颗粒在光照下具有优异的抗菌性能。再次,将普鲁士蓝与二维材料硫化钼（MoS2）相结合,制备具有优异光动、光热性能的复合材料。普鲁士蓝在808 nm光的照射下可以快速产生大量热量。而MoS2在660 nm光的照射下可以产生自由基。将氮掺杂碳量子点与MoS2结合后,氮掺杂碳量子点可以转移MoS2在光照下产生的光生电子,阻碍电子和空穴的复合,提高MoS2在光照下产生自由基的能力。将普鲁士蓝和氮掺杂碳量子点修饰的MoS2结合,可以制备660 nm和808 nm双光激发的高效广谱抗菌剂。最后,使用普鲁士蓝作为光敏剂和物理交联点,与季铵盐和碳碳双键共修饰的壳聚糖混合,在引发剂的作用下形成光敏性抗菌水凝胶。水凝胶的正电性表面可以捕捉、吸附细菌,并扰动细菌表面电荷分布进而降低细菌的活性。当水凝胶暴露于808 nm光的照射下,水凝胶快速升温并高效杀死细菌,促进被细菌感染的伤口的修复。本论文为设计开发具有便携、快速、高效、安全等优点的新型光响应广谱抗菌材料提供了新的研究思路,推动了新型MOF基光响应材料在抗菌、伤口组织修复等领域的应用,并提供了相应的实验基础和理论依据。