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金属有机骨架是一种基于金属配位原理自组装形成的新型多孔材料,具有较高的比表面积、致密的空隙结构以及尺寸可调控性等性质。然而,大多数的金属有机骨架制备周期长、成本高、制备过程繁琐、且使用过渡金属,使其在食品和药物中的应用受到限制。开发一种安全无毒副作用、生物相容性好、易被人体吸收的金属有机骨架材料,并验证其作为生物活性成分载体的可行性,对于拓展金属有机骨架的应用范围,解决食品及生物医药领域有效成分溶解度差、吸收利用率低等难题均具有重要意义。主要研究内容和结论如下:(1)基于晶种诱导原理,构建了具有多孔网络结构的环糊精金属有机骨架(S-CD-MOF)。利用短直链淀粉快速凝聚成核,诱导晶体生长的原理,开发了短直链淀粉晶种诱导法制备CD-MOF的新方法,该方法使CD-MOF晶体的生长时间由原来的24 h缩短为6 h,晶体尺寸从(6.2±0.8)μm减小到(1.8±0.4)μm。对S-CD-MOF的晶体结构、热特性和细胞毒性等进行研究,结果表明,与传统法制备的CD-MOF相比,S-CD-MOF晶体结构更加完整,且具有更高的结晶度,热稳定性和N2吸附性能。细胞毒性试验表明S-CD-MOF是安全无毒的。(2)构建了S-CD-MOF的尺寸调控策略。通过探索S-CD-MOF晶体形成过程,调节溶液的过饱和度,可以控制晶体析出速度,实现了对不同S-CD-MOF晶体尺寸的调控。发现控制结晶时间、通过超声辅助,均可显著降低S-CD-MOF的晶体尺寸。研究了不同尺寸S-CD-MOF的形貌、晶体结构、热性能和N2吸附性能,结果表明,通过控制晶体生长条件可以实现平均颗粒尺寸在200 nm、500 nm和2μm的CD-MOF晶体的可控制备,且在更短的时间内,进一步提高了S-CD-MOF的结晶度和N2吸附量。(3)探索了S-CD-MOF对疏水性成分的装载规律。以尼罗红为疏水性分子模型,白藜芦醇为疏水性活性成分,探索了S-CD-MOF对疏水性分子的装载及相互作用规律。荧光光谱分析结果表明,尼罗红可以和S-CD-MOF形成1:1的复合物,且与γ-CD相比,S-CD-MOF具有更高的亲和常数K值,证明了S-CD-MOF具有作为疏水性药物载体的潜力;通过荧光光谱对其相互作用解析发现,S-CD-MOF与白藜芦醇的结合主要是疏水相互作用的结果。S-CD-MOF装载白藜芦醇后,显著提高了白藜芦醇的稳定性和缓释效果。(4)基于S-CD-MOF构建了核壳结构的纳米胶囊,并探索了其装载行为。利用壳聚糖表面带正电的特性,通过静电相互作用,使其沉积在S-CD-MOF表面,形成了具有疏水性空腔的环糊精骨架内核和亲水性的壳聚糖外壳的纳米胶囊。研究发现,该纳米胶囊具有更高的分散性,对白藜芦醇的包埋率从66.5%提高到91.3%。白藜芦醇与复合纳米胶囊主要通过疏水相互作用、氢键和范德华力相结合。而且,纳米胶囊显著提高了白藜芦醇的抗氧化活性和光稳定性,解决了S-CD-MOF在水环境中分散性较差的问题。(5)探索了S-CD-MOF对亲水性活性成分甘草酸(GA)的装载规律。结果表明,S-CD-MOF对GA的最大装载量可达850μg/mg,是目前发现的装载甘草酸能力最高的载体,这主要是由于甘草酸不仅与环糊精的空腔发生相互作用,S-CD-MOF的多孔网络结构也存在大量的羟基,提供了更好的包埋效果。通过傅里叶变换红外分析结果表明,S-CD-MOF与甘草酸的结合作用力主要是疏水相互作用、氢键和范德华力。(6)基于S-CD-MOF、甘草酸和食用油构建了乳液传递系统,探索了其消化性和活性成分的传递性能。研究发现,控制不同的油含量和不同的CD-MOF、GA质量比,可以调控乳液体系为流动状态或凝胶状态。流变学研究表明,在CD-MOF和GA的质量比为1:3时,当油含量分数大于0.3时,乳状液储能模量高于损耗模量,表明形成了弹性凝胶网络;通过低场核磁共振对其凝胶形成机理进行探究,结果表明当油含量分数从0.1增加到0.6时,乳液的T22弛豫时间减小,乳液中自由水转化为结构水,表明乳液由流动态转变为凝胶态;该乳液体系表现出良好的碱性pH稳定性和温度稳定性;模拟消化实验表明,乳液经过消化后,脂质液滴几乎被全部消化,其装载的白藜芦醇被释放,生物可给性达到73.8%,表明S-CD-MOF基乳液体系是一种有效的白藜芦醇传递载体。