先进的表征方法来揭示金属有机框架纳米粒子在极度稀释条件下的生物降解性
Ioanna Christodoulou1, Gilles Patriarche2, Christian Serre3
1Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay (ISMO), Université Paris-Saclay, CNRS UMR 8214, 91405 Orsay, France.
ACS applied materials & interfaces
|March 7, 2024
概括
铁(III) 碳酸盐纳米MOF在药物输送方面具有前景. 它们的降解依赖于pH值,在中性条件下发生得更快,有机连接物脱离,但保持粒子形态.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 多孔铁(III) 碳酸金属有机框架 (MIL-100;MIL是拉沃齐耶研究所的材料),称为纳米MOF,由于药物负载高,捕获效率高,生物降解性低,毒性低,因此正在研究药物输送.
- 了解纳米MOF降解机制对于它们在生物系统中的成功应用至关重要,但它仍未得到充分研究.
研究的目的:
- 为了阐明基于Fe的纳米MOF在不同pH条件下和在白的存在下降解机制.
- 评估环境因素对纳米MOF稳定性和与体内条件相关的降解途径的影响.
主要方法:
- 使用高分辨率STEM-HAADF和能量分散X射线光谱来监测降解过程中的晶体结构和元素分布.
- 纳米MOFs被制造成薄膜在基板上通过入涂层进行IR圆测分析,模拟体内水槽条件.
- 采用了补充方法来研究在中性,酸性和含白蛋白的介质下降解.
主要成果:
- 与酸性条件相比,在中性pH条件下降解发生得更广泛.
- 降解过程涉及到有机配体从晶体矩阵中快速和均的脱离.
- 蛋白的存在并没有阻碍降解过程,而纳米MOF颗粒在降解过程中在很大程度上保留了它们的整体形态.
结论:
- 周围介质的pH值是控制Fe基纳米MOF降解速度和机制的关键因素.
- 纳米MOF具有pH依赖的降解特征,对于设计有效的药物输送系统至关重要.
- 观察到的降解途径,其特点是联体脱离和形态稳定性,支持它们作为生物相容纳米载体的潜力.
