高等学校化学学报 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (11): 3295.doi: 10.7503/cjcu20210464
收稿日期:
2021-07-01
出版日期:
2021-11-10
发布日期:
2021-08-20
通讯作者:
方煜
E-mail:yu.fang@hnu.edu.cn
基金资助:
KE Mengting, YUAN Jiangpei, ZHANG Heng, FANG Yu()
Received:
2021-07-01
Online:
2021-11-10
Published:
2021-08-20
Contact:
FANG Yu
E-mail:yu.fang@hnu.edu.cn
Supported by:
摘要:
由于外界环境和生活习惯的变化, 癌症病发率和死亡率日益攀升, 因此癌症防治问题亟待解决. 近年来报道了多种根据多孔纳米材料性质设计的用于体内肿瘤细胞的靶向药物. 金属有机框架(Metal-organic framework, MOF)和多孔配位笼(Porous coordination cage, PCC)由于其结构多样, 可设计性强, 且具有一定的可修饰性, 受到广泛的关注并得到了长足的发展. 虽然金属有机框架和多孔配位笼已经在气体吸附分离、 手性分离、 催化、 荧光与传感及导电等领域被广泛研究, 但在生物医学方面的应用还未得到充分开发. 本文总结了金属有机框架和多孔配位笼在生物体中成像和诊疗应用的研究工作, 并且指出了目前配位多孔聚合物在生物医学方面应用中存在的一些问题.
中图分类号:
TrendMD:
柯梦婷, 袁江培, 张恒, 方煜. 多孔配位聚合物靶向亚细胞器用于生物成像和诊疗. 高等学校化学学报, 2021, 42(11): 3295.
KE Mengting, YUAN Jiangpei, ZHANG Heng, FANG Yu. Coordination Porous Polymers for Targeting Subcellular Organelles: Bio-imaging, Diagnosis and Therapy. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(11): 3295.
1 | Siegel R. L., Miller K. D., Jemal A., Ca⁃Cancer J. Clin., 2015, 65(1), 5—29 |
2 | Song G., Cheng L., Chao Y., Yang K., Liu Z., Adv. Mater., 2017, 29(32), 1700996 |
3 | Tabrizian P., Jibara G., Shrager B., Schwartz M., Roayaie S., Ann. Surg., 2015, 261(5), 947—955 |
4 | Liu J., Chen Q., Feng L., Liu Z., Nano Today, 2018, 21, 55—73 |
5 | Stylianopoulos T., Munn L. L., Jain R. K., Trends Cancer., 2018, 4(4), 292—319 |
6 | Pee D., Karp J. M., Hong S., Farokhzad O. C., Margalit R., Langer R., Nat. Nanotechnol., 2007, 2(12), 751—760 |
7 | van der Meel R., Sulheim E., Shi Y., Kiessling F., Mulder W. J. M., Lammers T., Nat. Nanotechnol., 2019, 14(11), 1007—1017 |
8 | Vasan N., Baselga J., Hyman D. M., Nature, 2019, 575(7782), 299—309 |
9 | Bi W. L., Hosny A., Schabath M. B., Giger M. L., Birkbak N. J., Mehrtash A., Allison T., Arnaout O., Abbosh C., Dunn I. F., Mak R. H., Tamimi R. M., Tempany C. M., Swanton C., Hoffmann U., Schwartz L. H., Gillies R. J., Huang R. Y., Aerts H., Ca⁃Cancer J. Clin., 2019, 69(2), 127—157 |
10 | Xue C., Tan L., Liu T., Meng X., Curr. Drug Deliv., 2017, 14(3), 307—322 |
11 | Aldape K., Brindle K. M., Chesler L., Chopra R., Gajjar A., Gilbert M. R., Gottardo N., Gutmann D. H., Hargrave D., Holland E. C., Jones D. T. W., Joyce J. A., Kearns P., Kieran M. W., Mellinghoff I. K., Merchant M., Pfister S. M., Pollard S. M., Ramaswamy V., Rich J. N., Robinson G. W., Rowitch D. H., Sampson J. H., Taylor M. D., Workman P., Nat. Rev. Clin. Oncol., 2019, 16(8), 509—520 |
12 | Ding J. X., Chen J. J., Gao L. Q., Jiang Z. Y., Zhang Y., Li M. Q., Xiao Q. C., Lee S. S., Chen X. S., Nano Today, 2019, 29, 10800 |
13 | Marcus L., Lemery S. J., Keegan P., Pazdur R., Clin. Cancer Res., 2019, 25(13), 3753—3758 |
14 | Cheng Y. H., Cheng H., Jiang C. X., Qiu X. F., Wang K. K., Huan W., Yuan A., Wu J. H., Hu Y. Q., Nat. Commun., 2015,6, 8785 |
15 | Wang H. Y., Chang J. J., Shi M. W., Pan W., Li N., Tang B., Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58(4), 1057—1061 |
16 | Tang Z. M., Liu Y. Y., He M. Y., Bu W. B., Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58(4), 946—956 |
17 | Doughty A. C. V., Hoover A. R., Layton E., Murray C. K., Howard E. W., Chen W. R., Materials, 2019, 12(5), 779 |
18 | Wong X. Y., Sena⁃Torralba A., Álvarez⁃Diduk R., Muthoosamy K., Merkoçi A., ACS Nano, 2020, 14(3), 2585—2627 |
19 | Zhu Q. L., Xu Q., Chem. Soc. Rev., 2014, 43(16), 5468—5512 |
20 | Goldberg M., Langer R., Jia X. Q., J. Biomater. Sci., Polym. Ed., 2007, 18(3), 241—268 |
21 | Li Z. X., Barnes J. C., Bosoy A., Stoddart J. F., Zink J. I., Chem. Soc. Rev., 2012, 41(7), 2590—2605 |
22 | Simon U., Franke M. E., Micropor. Mesopor. Mater., 2000, 41(1—3), 1—36 |
23 | Wang J., Xin H. L. L., Wang D. L., Part. Part. Syst. Charact., 2014, 31(5), 515—539 |
24 | Slater A. G., Cooper A. I., Science, 2015, 348(6238), aaa8075 |
25 | Eddaoudi M., Li H. L., Yaghi O. M., J. Am. Chem. Soc., 2000, 122(7), 1391—1397 |
26 | Xi X., Yu F., Dong T., Cui Y., Angew. Chem. Int. Ed., 2011, 123(5), 1186—1190 |
27 | Li J. R., Sculley J., Zhou H. C., Chem. Rev., 2012, 112(2), 869—932 |
28 | Sumida K., Rogow D. L., Mason J. A., McDonald T. M., Bloch E. D., Herm Z. R., Bae T. H., Long J. R., Chem. Rev., 2012, 112(2), 724—781 |
29 | Li J. R., Kuppler R. J., Zhou H. C., Chem. Soc. Rev., 2009, 38(5), 1477—1504 |
30 | Seo J. S., Whang D., Lee H., Jun S. I., Oh J., Jeon Y. J., Kim K., Nature, 2000, 404(6781), 982—986 |
31 | Fang Y., And T. M., Fujita M., Chem. Asian J., 2014, 9(5), 1321—1328 |
32 | Olenyuk B., Whiteford J. A., Fechtenkötter A., Stang P. J., Nature, 1999, 398(6730), 796—799 |
33 | Yoshizawa M., Takeyama Y., Kusukawa T., Fujita M., Angew. Chem. Int. Ed.,2002, 114(8), 1403—1405 |
34 | Sudik A. C., Millward A. R., Ockwig N. W., Côté A. P., Kim J., Yaghi O. M., J. Am. Chem. Soc., 2005, 127(19), 7110—7118 |
35 | Mal P., Breiner B., Rissanen K., Nitschke J. R., Science, 2009, 324(5935), 1697—1699 |
36 | Mote N. R., Chikkali S. H., Chem. Asian J.,2018, 13(23), 3623—3646 |
37 | Kaphan D. M., Levin M., Bergman R. G., Raymond K. N., Toste F., Science, 2015, 350(6265), 1235—1238 |
38 | Fang Y., Powell J. A., Li E., Wang Q., Perry Z., Kirchon A., Yang X., Xiao Z., Zhu C., Zhang L., Chem. Soc. Rev., 2019, 48(17), 4707—4730 |
39 | Abánades Lázaro I., Haddad S., Rodrigo⁃Muñoz J. M., Marshall R. J., Sastre B., del Pozo V., Fairen⁃Jimenez D., Forgan R. S., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10(37), 31146—31157 |
40 | Lian X., Fang Y., Joseph E., Wang Q., Li J., Banerjee S., Lollar C., Wang X., Zhou H. C., Chem. Soc. Rev., 2017, 46(11), 3386—3401 |
41 | Zhang H. Y., Lv Y. Q., Tan T. W., van der Spoel D., J. Phys. Chem. B, 2016, 120(3), 477—484 |
42 | Meng X., Gui B., Yuan D., Zeller M., Wang C., Sci. Adv., 2016, 2(8), e1600480 |
43 | Tan L. L., Li H., Qiu Y. C., Chen D. X., Wang X., Pan R. Y., Wang Y., Wang B., Yang Y. W., Chem. Sci., 2014, 6(3), 1640—1644 |
44 | Koh K., Wong⁃Foy A., Matzger A., Angew. Chem. Int. Ed., 2010, 120(4), 689—692 |
45 | Tan L. L., Li H., Zhou Y., Zhang Y. Y., Feng X., Wang B., Yang Y. W., Small,2015, 11(31), 3807—3813 |
46 | Qiu S. Y., Wang Y., Wan J. Q., Han J. Y., Ma Y. W., Wang S. L., Appl. Surf. Sci., 2020, 525, 146511 |
47 | Vinogradov V. V., Drozdov A. S., Mingabudinova L. R., Shabanova E. M., Kolchina N. O., Anastasova E. I., Markova A. A., Shtil A. A., Milichko V. A., Starova G. L., Precker R. L. M., Vinogradov A. V., Hey⁃Hawkins E., Pidko E. A., J. Mater. Chem. B, 2018, 6(16), 2450—2459 |
48 | Ma X. Y., Ren X. L., Guo X. D., Fu C. H., Wu Q., Tan L. F., Li H. B., Zhang W., Chen X. D., Zhong H. S., Meng X. W., Biomaterials, 2019, 214, 119223 |
49 | Wang X. G., Dong Z. Y., Cheng H., Wan S. S., Chen W. H., Zou M. Z., Huo J. W., Deng H. X., Zhang X. Z., Nanoscale, 2015, 7(38), 16061—16070 |
50 | McTernan C. T., Ronson T. K., Nitschke J. R., J. Am. Chem. Soc., 2019, 141(17), 6837—6842 |
51 | Sang Y., Cao F., Li W., Zhang L., You Y., Deng Q., Dong K., Ren J., Qu X., J. Am. Chem. Soc., 2020,142(11), 5177—5183 |
52 | Miao Y., Zhao X., Qiu Y., Liu Z., Yang W., Jia X., ACS Appl. Bio Mater., 2019, 2(2), 895—905 |
53 | Wang X. S., Zeng J. Y., Zhang M. K., Zeng X., Zhang X. Z., Adv. Funct. Mater., 2018, 28(36), 1801783 |
54 | Chen W. H., Yang Sung S., Fadeev M., Cecconello A., Nechushtai R., Willner I., Nanoscale, 2018, 10(10), 4650—4657 |
55 | Banerjee S., Lollar C. T., Xiao Z., Fang Y., Zhou H. C., Trends Chem., 2020, 2(5), 467—479 |
56 | Rowe M. D., Thamm D. H., Kraft S. L., Boyes S. G., Biomacromolecules, 2009, 10(4), 983—993 |
57 | Li Y., Tang J., He L., Liu Y., Liu Y., Chen C., Tang Z., Adv. Mater., 2015, 27(27), 4075—4080 |
58 | Yang J., Yang Y., Small, 2020, 16(10), 1906846 |
59 | Meng X., Zhang K., Yang F., Dai W., Lu H., Dong H., Zhang X., Anal. Chem., 2020, 92(12), 8333—8339 |
60 | Cai W., Gao H., Chu C., Wang X., Wang J., Zhang P., Lin G., Li W., Liu G., Chen X., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9(3), 2040—2051 |
61 | Gao X., Zhai M., Guan W., Liu J., Liu Z., Damirin A., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9(4), 3455—3462 |
62 | Aberle D. R., Adams A. M., Berg C. D., Black W. C., Clapp J. D., Fagerstrom R. M., Gareen I. F., Gatsonis C., Marcus P. M., Sicks J. D., N. Engl. J. Med., 2011, 365(5), 395—409 |
63 | Sun I. C., Eun D. K., Koo H., Ko C. Y., Kim H. S., Yi D. K., Choi K., Kwon I. C., Kim K., Ahn C. H., Angew. Chem. Int. Ed., 2011, 50, 9348—9351 |
64 | Veiseh O., Sun C., Gunn J., Kohler N., Gabikian P., Lee D., Nano Lett., 2005,5(6),1003—1008 |
65 | Della Rocca J., Liu D. M., Lin W. B., Acc. Chem. Res., 2011, 44(10), 957—968 |
66 | Wang L. V., Nat. Photonics, 2009, 3(9), 503—509 |
67 | Robison L., Zhang L., Drout R. J., Li P., Haney C. R., Brikha A., Noh H., Mehdi B. L., Browning N. D., Dravid V. P., Cui Q., Islamoglu T., Farha O. K., ACS Appl. Bio. Mater., 2019, 2(3), 1197—1203 |
68 | Langen K. J., Galldiks N., Hattingen E., Shah N. J., Nat. Rev. Neurol., 2017, 13(5), 279—289 |
69 | Sun Y., Zeng X., Xia Y., Liu C., Zhu H., Zhou H., Chen Z., Xu F., Wang J., Zhu M., Wu J., Tian M., Zhang H., Deng Z., Cheng Z., Hong X., Chem. Sci., 2018, 9(8), 2092—2097 |
70 | Chen D., Yang D., Dougherty C. A., Lu W., Wu H., He X., Cai T., Dort M. V., Ross B. D., Hong H., ACS Nano, 2017, 11(4), 4315 |
71 | Sun J., Long X. E., Li R., Hu C. F., Ge X. H., J. Biomater. Tissue Eng., 2019, 9(11), 1535—1541 |
72 | Tian H. L., Zhang M. Z., Jin G. X., Jiang Y., Luan Y. X., J. Colloid Interface Sci., 2021, 587, 358—366 |
73 | Lu J., Yang L., Zhang W., Li P., Gao X. N., Zhang W., Wang H., Tang B., Chem. Commun., 2019, 55(72), 10792—10795 |
74 | Zeng J. Y., Zou M. Z., Zhang M. K., Wang X. S., Zeng X., Cong H. J., Zhang X. Z., ACS Nano, 2018, 12(5), 4630—4640 |
75 | Haddad S., Abánades Lázaro I., Fantham M., Mishra A., Silvestre⁃Albero J., Osterrieth J., Schierle G., Kaminski C., Forgan R., Fairen⁃Jimenez D., J. Am. Chem. Soc., 2020, 142(14), 6661—6674 |
76 | Wang F., Zhang Y., Liu Z., Du Z., Zhang L., Ren J., Qu X., Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58(21), 6987—6992 |
77 | Nash G., T., Luo T., Lan G., Ni K., Kaufmann M., Lin W., J. Am. Chem. Soc., 2021, 143(5), 2194—2199 |
78 | Yuan B., Wang S. X., Shi L. L., Qi G. B., Liu B., Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 133(27), 15072—15080 |
79 | Li C. J., Y. W., Lu Y. L., Guo J., Zhu C. Y., He H. Z., Duan X. H., Pan M., Su C. Y., Chin. Chem. Lett., 2019, 31(5), 1183—1187 |
80 | Zhao Y. T., Chen X. X., Jiang W. L., Li Y. F., Fei J. J., Li C. Y., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12(42), 47840—47847 |
81 | Deng J., Wang K., Wang M., Ping Y., Mao L., J. Am. Chem. Soc., 2017, 139(16), 5877—5882 |
82 | Su F., Jia Q., Li Z., Wang M., H L., Peng D., Song Y., Zhang Z., Fang S., Micropor. Mesopor. Mater., 2018, 275, 152—162 |
83 | Wang Y., Shi L., Wu W., Qi G., Zhu X., Liu B., Adv. Funct. Mater., 2021, 31(16), 2010241 |
84 | Zeng X., Yan S., Chen P., Du W., Liu B. F., Nano Res., 2020, 13(6), 1527—1535 |
85 | Fang Y., Li J. L., Togo T., Jin F. Y., Xiao Z. F., Liu L. J., Drake H., Lian X. Z., Zhou H. C., Chem, 2018, 4(3), 555—563 |
86 | Fang Y., Lian X., Huang Y., Guo F., Xiao Z., Qi W., Nan B., Jean⁃Philippe P., Zhou H. C., Small, 2018, 14(47), 1802709 |
87 | Liang Y., Fang Y., Cui Y., Zhou H. C., Nano Res., 2021, doi: 10.1007/s12274⁃021⁃3646⁃y |
88 | Guan X. Y., Chen F. Q., Fang Q. R., Qiu S. L., Chem. Soc. Rev., 2020, 49, 1357—1384 |
[1] | 姜宏斌, 代文臣, 张娆, 徐晓晨, 陈捷, 杨光, 杨凤林. Co3O4/UiO-66@α-Al2O3陶瓷膜对VOCs废气的分离催化性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(6): 20220025. |
[2] | 张小玉, 薛冬萍, 杜宇, 蒋粟, 魏一帆, 闫文付, 夏会聪, 张佳楠. MOF衍生碳基电催化剂限域催化O2还原和CO2还原反应[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(3): 20210689. |
[3] | 李华, 杨科, 黄俊峰, 陈凤娟. UiO-66-NH2/wood的设计构筑及高效去除水中微量重金属离子性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(3): 20210701. |
[4] | 柳雪广, 杨晓珊, 马菁菁, 刘伟生. 铕基金属有机框架材料从混合染料中选择性分离亚甲基蓝[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(1): 20210715. |
[5] | 王婕, 霍海燕, 王洋, 张仲, 刘术侠. 铜箔上原位合成NENU-n系列多酸基MOFs的通用策略[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(1): 20210557. |
[6] | 莫宗文, 张学文, 周浩龙, 周东东, 张杰鹏. 一种多孔配位聚合物的氢键协同客体响应[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(1): 20210576. |
[7] | 朱兆田, 李圣凯, 宋明慧, 蔡芯琪, 宋志灵, 陈龙, 陈卓. 多功能金属石墨纳米囊的生物医学应用进展[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(9): 2701. |
[8] | 常书晴, 辛旭, 黄雅琦, 张信聪, 傅仰河, 朱伟东, 张富民, 李晓娜. Zr基金属有机框架材料的冷热驱动热释电催化性能[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(8): 2558. |
[9] | 黄池宝, 康帅, 潘淇, 吕国岭. 衍生于咔唑的双氰基二苯代乙烯型双光子荧光脂筏探针[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(8): 2443. |
[10] | 王隆杰, 范鸿川, 秦渝, 曹秋娥, 郑立炎. 金属有机框架材料在分离分析领域的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(4): 1167. |
[11] | 万月, 宋美娜, 赵美廷. 二维金属有机框架纳米片的合成及在超电容和电催化领域的应用[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(2): 575. |
[12] | 姜沁源, 周晨晖, 蒙海兵, 韩莹, 张如范. 二维金属有机框架材料的合成及电催化应用[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(2): 556. |
[13] | 何小可, 李小云, 王朝, 胡念, 邓兆, 陈丽华, 苏宝连. 金属有机骨架高温自还原制备高性能等级孔碳负载Co基催化剂[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(4): 639. |
[14] | 漆义, 李巧伟. 基于含蒽荧光配体的层柱型金属有机框架的合成及压致变色研究[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(3): 417. |
[15] | 肖宇情,李申慧,汤晶,徐君,邓风. 金属有机框架材料的结构、 动力学行为和主客体相互作用的固体核磁共振研究[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(2): 204. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||