纳米金属材料论文提纲

论文题目：基于金属有机框架的铁基纳米材料的设计合成及其性能研究

摘要：纳米金属有机框架（Nano Metal-Organic Frameworks,NMOFs）是金属离子或离子簇与有机桥联配体通过自组装得到的一类具有多孔结构的无机-有机杂化多孔材料。近年来,该类具有大的比表面积、孔隙大小可调节、结构多样、功能各异的纳米金属有机框架材料作为一种多功能的纳米平台在化疗药物、光敏剂等各类诊疗试剂的装载方面展示了出优异的性能及广阔的前景。细胞生长与发育失调会导致恶性肿瘤（癌症）的形成,作为世界范围内的公共健康威胁,癌症每年会导致数百万人的丧生。目前常用的癌症治疗手段都存在一定的局限性,因此迫切需要不断探索有效的新兴治疗手段。光动力疗法作为非侵入性的治疗方法,研究发展历史已有100多年,其通过实现光子能量到光敏剂的转移,进而改变单线态氧（~1O2）的水平来对抗实体肿瘤;化学动力疗法可特异性的利用肿瘤微环境,通过放大细胞内氧化应激诱导肿瘤细胞的破坏,或可增加肿瘤细胞对其他抗肿瘤疗法的敏感性。与传统治疗方法相比,化学动力学疗法和光动力学疗法均具有侵袭性小、选择性高等明显优势。本论文基于金属有机框架纳米平台,结合铁基材料的催化性能分别设计合成了具有化学动力学性能以及可增强光动力学治疗性能的两种铁基纳米材料,并进行了相应的性能研究。具体内容如下:（1）用于光动力学治疗的铁基纳米材料FBNP-1的设计合成在本章的工作中,考虑到在光动力学治疗过程中肿瘤细胞的乏氧会严重阻碍单线态氧的生成这一问题,我们首先通过在ZrMOF上加载羟基氧化铁,实现了羟基氧化铁催化性能的提升,赋予了NMOF利用过氧化氢（H2O2）产氧的性能,之后利用NMOF的多孔性加载了光敏剂吲哚菁绿,使材料具备在近红外光照激发下生成~1O2的能力,最终得到铁基纳米材料FBNP-1。实验结果表明,在H2O2存在的条件下,所合成的材料FBNP-1可以产生氧气,并可被光敏剂进一步利用转化为活性氧,实现了产氧增强的光动力学治疗。（2）用于化学动力学治疗的铁基纳米材料FBNP-2的设计合成在这一章的工作中,针对Fe2+具有优异的芬顿性能可用于性能优良的化学动力学治疗这一研究背景,我们首先以均苯四甲酸为桥连配体,与Zr4+组装得到了含有未配位羧基的ZrMOF。然后,利用ZrMOF孔壁上未配位的羧基官能团,成功实现Fe2+的配位加载,并通过NMOF的多孔性实现了抗癌药物阿霉素的有效装载,最终制得铁基纳米材料FBNP-2。通过化学实验及细胞实验表征证明,FBNP-2可以利用加载的Fe2+实现芬顿性能,与H2O2反应生成具有细胞毒性的·OH,并与阿霉素协同实现化疗与化学动力学治疗的协同。

关键词：铁基纳米材料;金属有机框架;动力学治疗;芬顿;产氧

学科专业：应用化学

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 金属有机框架材料概述

1.1.1 发展历程

1.1.2 前景应用

1.1.3 癌症治疗应用

1.2 化学动力学疗法于癌症治疗中的应用

1.3 光动力学疗法于癌症治疗中的应用

1.4 本论文的主要研究内容

第2章 NMOF功能化羟基氧化铁的合成及其光动力学治疗性能研究

2.1 引言

2.2 实验仪器与试剂

2.2.1 仪器设备

2.2.2 实验试剂

2.3 实验方法

2.3.1 FeZrMOF-1的合成

2.3.2 FBNP-1的合成

2.3.3 FeZrMOF-1的催化性能表征

2.3.4 产氧协同增强光动力性能的检测

2.3.5 细胞实验

2.4 结果与讨论

2.4.1 材料的形貌及结构表征

2.4.2 化学体系验证材料利用H_2O_2的能力

2.4.3 产氧促进单线态氧生成能力

2.4.4 细胞实验

2.5 本章小结

第3章 铁基NMOF的设计合成及其化疗/化学动力学治疗性能研究

3.1 引言

3.2 实验仪器与试剂

3.2.1 仪器设备

3.2.2 实验试剂

3.3 实验方法

3.3.1 FeZrMOF-2的合成

3.3.2 FBNP-2的合成

3.3.3 ·OH的生成能力评价

3.3.4 细胞实验

3.4 结果与讨论

3.4.1 材料的形貌及结构表征

3.4.2 芬顿性能评价

3.4.3 细胞实验

3.5 本章小结

总结

参考文献

致谢