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由于比表面积大、配位种类和方式多样化、形貌及性能方便可调等优点,金属-有机骨架(Metal-organic frameworks,MOFs)纳米多孔材料广泛应用于气体的存储和分离、催化、生物传感和生物医药等领域。其中,镍基MOFs具有丰富的配位基团和良好的稳定性,引起了广泛的关注。本论文采用水热法合成了镍铜和镍钴两类双金属MOF及镍-MOF与聚合物的复合材料,在探明双金属MOFs和镍金属复合材料的结构形成机理的基础上,初步探索了它们作为生物传感器敏感膜和抗癌药物纳米载体的基础应用性质。主要包括以下三方面内容:首先,采用水热法合成铜镍双金属MOFs,并考察其作为蛋白酪氨酸激酶(PTK7)和神经胶质瘤细胞(C6)检测生物传感器敏感膜的基础性能。以Cu(NO3)2和Ni(NO3)2为金属前驱体,2,3,6,7,10,11-六羟基三苯撑(HHTP)为有机配体,合成出新型半导体双金属Cu3Ni3-x(HHTP)2 MOFs二维纳米片材料。由于其类石墨烯的纳米片层结构,PTK7靶向核酸适体可在双金属Cu3Ni3-x-(HHTP)2 MOFs上进行紧密固定,当用于PTK7和C6的检测时,表现出优异的电化学传感性能。在PTK浓度线性范围1 fg·mL-1-2 ng·mL-1内,最低检测限(LOD)低至0.72fg·mL-1;当检测活细胞C6时,线性范围为100-1*105 cell·mL-1,LOD为21 cell·mL-1。其次,采用共沉淀法合成出尺寸规整的双金属NiCo普鲁士蓝类似物(NiCo PBA),构建出可用于检测癌胚抗原(CEA)和人大细胞肺癌细胞(MCF-7)的多功能电化学适体传感器。NiCo PBA基生物传感器用于CEA检测时,在lfg·mL-1-5 ng·mL-1的线性范围内,检测底限为0.74 fg·mL-1;而在MCF-7浓度为100-5*106 cell·mL-1范围内,检测底限为47 cell·ml-1。同时,该适体传感器还具有优异的选择性、稳定性、重复性和可再生性。最后,通过加入具有荧光性能的稀土离子铽(Tb3+)和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGMA)来改性NiCo PBA材料,得到生物相容性优异的抗癌药物载体NiCo-PBA@Tb3+@PEGMA。结果显示,载体具有88.7%的药物负载率,并具有良好的pH响应性和药物缓释性能,当pH=5时,药物释放率达到75%。同时,药物载体具有低的细胞毒性,当药物载体在细胞内孵育浓度达到200 μg·mL-1时,细胞存活率高达82.5%。在荷瘤小鼠的体内抗肿瘤研究表明,纳米药物载体可特异性识别癌细胞,并在给药8天后,小鼠体内肿瘤组织明显减小,染色切片观察到给药组仅有少量癌细胞可见,达到明显的治疗效果。总之,本论文为MOFs及其复合材料在肿瘤早期诊断和治疗领域提供了新的思路,扩大了镍基MOFs材料在生物医药领域的应用范围。