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金属有机骨架结构(Metal Organic Frameworks,MOFs)主要是由金属离子或金属簇与有机酸配体通过化学配位经自组装而形成的具有多孔性的结晶骨架材料,其具有结构多孔,比表面积大等优点,常用于气体吸附与分离、催化、废水处理、电化学传感等方面。近年来有报道将其应用于生物医药领域,如作为药物载体、生物医学成像等。但是,当MOFs用于载药时,只有部分MOFs的载药量高,这限制了其作为药物载体的应用。近年来,一种新型的材料,金属有机气凝胶(Metal Organic aeroGels,MOGs)开始引起人们的关注。它是将金属离子引入到超分子有机凝胶中所形成的一种材料,呈半固体状态。与传统的金属有机骨架材料有所不同,MOGs同时具有固体和液体两方面的性质。当其作为催化剂时,可同时表现出非均相催化剂和均相催化剂的双重性质;并且当金属离子、有机配体相同,反应条件不同时,所形成的金属有机凝胶结构有所不同。金属有机气凝胶材料MOG-100(Fe)具有孔隙率高,比表面积大,拓扑结构多样,孔径可调等优点,具有作为药物载体的潜在应用价值。但对其作为药物载体的可行性及具体的细胞摄取机制鲜有报道。因此本课题主要研究内容如下:1.载体性能考察。首先考察了MOG-100(Fe)作为药物载体的可行性:主要以MCF-7细胞株为体外模型,采用MTT法测定了MOG-100(Fe)对肿瘤细胞增殖的影响,同时也研究了MOG-100(Fe)对MCF-7细胞凋亡及细胞周期的影响。然后利用MOG-100(Fe)负载紫杉醇(PTX),考察其抗肿瘤活性。再以FITC为模型药物,考察MOG-100(Fe)对药物的缓释作用。结果表明,MOG-100(Fe)对细胞增殖无显著影响,对细胞正常周期无太大影响,且几乎不会诱导细胞凋亡。体外抗肿瘤活性研究结果表明MOG-100(Fe)可缓慢释放药物,延长药物作用时间,提高抗肿瘤活性。2.细胞摄取机制考察。采用6-香豆素(Coumarin 6)作为模型对MOG-100(Fe)摄取机制进行阐述。首先制备MOG-100(Fe)-Coumarin 6纳米复合物,利用流式细胞术考察MOG-100(Fe)-Coumarin 6细胞摄取特性,同时利用荧光显微镜观察其胞内分布特点。然后考察MOG-100(Fe)-Coumarin 6细胞摄取动力学及其消除动力学特征。最后考察MOG-100(Fe)与蛋白的相互作用,再利用LC-MS分析出与MOG-100(Fe)相互作用的具体蛋白,在蛋白水平对其摄取机制进一步阐述。结果表明,Coumarin 6进入细胞后,刚开始随着摄取时间的增加,其细胞内药物含量逐渐增加,随着时间继续延长,其胞内药物含量逐渐降低;MOG-100(Fe)-Coumarin 6纳米复合物组随着时间的延长,其胞内药物含量持续增加。同时利用内吞饱和抑制实验和内吞抑制剂实验,证明MOG-100(Fe)主要是通过clathrin介导的内吞途径进入细胞内部,在一定程度上也有能量和剂量依赖性。利用细胞裂解法从细胞中提取总蛋白,然后将细胞总蛋白与MOG-100(Fe)孵育反应,再通过SDS-PAGE电泳法,分析发现MOG-100(Fe)能与细胞中总蛋白发生相互作用,再利用LC-MS分析出与MOG-100(Fe)发生作用的具体蛋白。