研究目的
开发一种简便的原位生长方法，将MOF纳米粒子整合到无机纳米材料中，并设计一个荧光开关以触发增强的光动力治疗。
研究成果
该研究成功开发出具有可切换荧光和光动力活性的核壳结构MOF@MnO2杂化材料。通过谷胱甘肽响应性激活，该材料能消耗细胞内谷胱甘肽并实现MRI引导，从而增强光动力治疗效果。该方法为多功能MOF-无机复合物提供了合理设计方案，在小鼠模型中展现出更优的肿瘤根除效果和生存率，且无明显毒性。
研究不足
该研究在现场生长方法的可扩展性方面可能存在局限性，难以实现大规模生产。未充分探究谷胱甘肽响应性激活在不同生物环境中的特异性和效率?；旌夏擅卓帕Ｔ谔迥诘那痹诔て诙拘曰蛎庖叻从ι形吹玫浇饩?。二氧化锰与谷胱甘肽的最佳治疗平衡可能因具体情况而异，需要进一步优化。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用原位生长法将金属有机框架（MOF）纳米颗粒整合到无机纳米材料（MnO?）中。通过合成ZIF-8和ZrMOF纳米颗粒，随后在其表面生长MnO?纳米点或纳米片，形成核-卫星或核-壳结构。利用MnO?的荧光淬灭效应和谷胱甘肽（GSH）还原作用调控荧光与光动力活性。体外实验包括荧光光谱、单线态氧生成检测、细胞毒性测试及MRI弛豫率测定；体内实验使用U87MG荷瘤小鼠评估光动力疗效及MRI引导治疗效果。
2：样本选择与数据来源：
样本包含合成的ZIF-8、ZrMOF、ZIF-FITC@MnO?和ZrMOF@MnO?纳米颗粒。数据源自实验室合成与表征（如透射电镜TEM、高角环形暗场扫描透射电镜HAADF-STEM、X射线光电子能谱XPS、动态光散射DLS、紫外-可见光谱UV-vis、荧光光谱、液质联用LC-MS、电感耦合等离子体质谱ICP）。体内数据来自U87MG肿瘤小鼠模型。
3：ZrMOF、ZIF-FITC@MnO?和ZrMOF@MnO?纳米颗粒。数据源自实验室合成与表征（如透射电镜TEM、高角环形暗场扫描透射电镜HAADF-STEM、X射线光电子能谱XPS、动态光散射DLS、紫外-可见光谱UV-vis、荧光光谱、液质联用LC-MS、电感耦合等离子体质谱ICP）。体内数据来自U87MG肿瘤小鼠模型。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备：透射电镜（TEM）、高角环形暗场扫描透射电镜（HAADF-STEM）、X射线光电子能谱（XPS）、动态光散射（DLS）、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪、液质联用系统（LC-MS）、电感耦合等离子体仪器（ICP）、MRI系统、共聚焦显微镜（蔡司LSM 780）、酶标仪。材料：硝酸锌（Zn(NO?)?）、2-甲基咪唑、氯氧化锆（ZrOCl?）、四(4-羧基苯基)卟啉（TCPP）、苯甲酸、高锰酸钾（KMnO?）、谷胱甘肽（GSH）、单线态氧传感器绿（SOSG）、噻唑蓝（MTT）、4',6-二脒基-2-苯基吲哚（DAPI）、钙黄绿素AM/碘化丙啶（PI）、聚乙二醇（PEG）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、甲醇、水、乙酸钠、磷酸盐缓冲液（PBS）。
4：0）、酶标仪。材料：
4. 实验流程与操作步骤：ZIF-8和ZrMOF纳米颗粒在甲醇或DMF中按特定反应条件合成；MnO?原位生长通过向纳米颗粒溶液搅拌加入水相KMnO?实现。分别在有无GSH处理条件下测量荧光强度与单线态氧生成量。细胞毒性通过激光照射后的MTT比色法及活/死染色评估。体内实验包括尾静脉注射PEG化纳米颗粒，继而进行激光照射与MRI成像。
5：实验流程与操作步骤：
5. 数据分析方法：数据分析包含荧光强度测定、SOSG定量单线态氧、MTT吸光度计算细胞存活率、流式细胞术分析凋亡、ICP检测Mn释放量、MRI弛豫率（r?）计算及肿瘤生长/生存率的统计学分析。
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Confocal Microscope
LSM 780
Zeiss
Used for fluorescence imaging of cells, such as U87MG cells with MOF nanoparticles.
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Transmission Electron Microscopy
Used for imaging nanoparticle structures, such as ZIF-8, ZIF-FITC@MnO2, and ZrMOF@MnO2.
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High-Angle Annular Dark-Field Scanning Transmission Electron Microscopy
Used for high-resolution imaging and element mapping of ZrMOF@MnO2 nanoparticles.
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X-ray Photoelectron Spectroscopy
Used for surface chemical analysis of ZrMOF@MnO2 nanoparticles.
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Dynamic Light Scattering
Used to measure particle size distribution and colloidal stability of ZrMOF and ZrMOF@MnO2.
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UV-vis Spectrophotometer
Used to measure absorbance spectra of ZrMOF, ZrMOF@MnO2, and GSH-treated samples.
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Fluorescence Spectrometer
Used to measure fluorescence intensity of ZIF-FITC, ZrMOF, and their hybrids with MnO2 and GSH.
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LC-MS System
Used for liquid chromatography-mass spectrometry to analyze GSH and GSSG formation.
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ICP Instrument
Used for inductively coupled plasma analysis to measure Mn release from ZrMOF@MnO2.
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MRI System
Used for magnetic resonance imaging to measure T1 relaxivity and in vivo imaging in mice.
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Plate Reader
Used to measure absorbance in MTT assays for cell viability.
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Laser
Used for irradiation in photodynamic therapy experiments, e.g., 650 nm laser for singlet oxygen generation and cell treatment.
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