配位聚合物抗菌剂的合成、表征和抗菌性能研究

metal-organic frameworks (MOFs) as antibacterial agents exhibit unique advantage of tunable structures, which could control the ion release ration to improve their antibacterial activity. Based that design idea, this research project is focuses on constructing biological metal-organic frameworks (Bio-MOFs) based on biological carboxyl-triazole and pyridinyl-triazole ligands and antimicrobial metal ions of silver, nickel, zinc and cadmium. And the effects of chemical structures and particle sizes on metal ions release abilities and antibacterial activities for such Bio-MOFs will be analyzed as well in order to get safe and effective Bio-MOFs antibacterial agent. It would make basement of exploit and utility of such antibacterial agents.

本项目拟将骨架结构可调的金属-有机框架引入生物抗菌领域,通过改变配位聚合物的结构和组成调控金属离子释放能力,提高其抗菌性为设计理念。以抗菌活性的羧基三氮唑和吡啶基三氮唑衍生物类配体与抗菌能力强的金属离子构筑生物活性金属有机框架（Bio-MOFs），选择抗菌效果好的Bio-MOF深入考察了结构、组成、颗粒形貌与金属离子释放能力及抗菌活性之间的关系;以期得到合成规律、构效关系、抗菌性机理的同时，合成出具有高效、低毒，且具实用价值的Bio-MOF抗菌剂。为此类抗菌剂的应用和开发奠定基础。

按照研究计划以多种吡啶基三氮唑类和吡啶基噻唑类配体与过渡金属离子为原料进行目标产物的合成研究，探索各种因素对配合物结构的影响，成功合成配位聚合物5种，并对其进行了单晶X射线衍射、热重、电喷雾质谱、粉末X射线衍射、变温X射线粉末衍射、红外光谱、元素分析等组成与结构的表征研究；提出了一种关于复杂结构配位聚合物的简便易行且颠覆传统分析理念的拓扑分析方法；体外广谱抗菌实验尚未取得超过现行抗菌剂性能的配位聚合物；制备了两个以肽-金配合物的溶胶体系（Au-Se-肽溶胶纳米材料荧光探针），其中一个三色探针用于同时检测肝癌细胞（SMMC-7721）中三种靶标基质蛋白酶（MMP-2/7/9），一个二色探针用于同时检测Lon和Caspase-3；制备了肽-金配合物包裹在Fe3O4纳米粒子表面的Fe3O4@ Au-Se-肽复合物纳米溶胶，用于特种蛋白质的检测和分离；基于本项目经费资助，发表相关学术论文10篇，其中Inorganic Chemistry (1篇)，Z. Kristallogr. NCS（4），Talanta（2），Biosensors and Bioelectronics (1篇)，Analyst(1篇)，Nano Letters（1）。超额完成本研究项目预期目标（原计划发表论文4篇）。