基于生理活性配体的多孔金属－有机骨架材料的组装及在药物控释中的应用

利用天然氨基酸、二肽和特定的药物分子作为有机配体，和人体必需金属离子（铜、铁、锌、钙、镁）在各种条件下组装出系列生理安全的多孔金属-有机骨架材料，利用氨基酸的侧链和药物分子的有机基团修饰多孔材料的内表面以提供特定的化学环境；研究该类多孔材料对模型药物阿司匹林的吸收以及在模拟体液中的控制释放能力；研究柔性的多孔骨架材料在药物吸收前后的晶体结构变化；探求客体药物分子在主体骨架材料孔洞内的存在形式以及主体材料与客体药物分子之间的相互作用方式，阐明多孔材料的药物控释机理,为开发新型高效的无机-有机杂化药物控释载体提供实验基础。本项目不仅为制备新一代药物控释载体提供了一条新的途径，也可促进化学、材料、药学的交叉融合，具有重要的学术意义。

本项目研究期间结合国际前沿领域的发展动态在两方面取得了进展：1）以二肽分子为主要配体，在第二配体的作用下，与金属离子组装系列金属-生物分子框架材料。在4,4’-bipyridine作用下，二肽分子glycyl-L-alanine和glycyl-L-leucine分别与铜离子组装得到了两种金属-二肽超分子配合物。配合物中手性二肽分子的残基通过弱相互作用“捕获”到了客体的4,4’-bipyridine分子，通过主客体间的协同组装产生了特定的氢键作用，进而生成了两种不同的手性金属-二肽超分子框架。而在相同的反应条件下，外消旋的glycyl-D,L-alanine和glycyl-D,L-leucine没能“捕获” 到相应的客体分子，无法产生类似空旷的超分子框架。这种基于主客体协同作用的超分子组装为构筑新型金属-生物分子框架提供了一定的参考价值。2）以布洛芬、阿司匹林、茶碱等具有简单结构的药物分子为模型，直接与生理安全的有机分子组成混合配体，与金属离子制备相应的生理兼容的药物配位聚合物。分别利用乙酸、苯甲酸、烟酸作为第二配体，制备了茶碱的三种锌的配位聚合物。这三种聚合物在人工胃液和肠液中均可以快速释放出茶碱分子。在37 ºC 条件下，三种聚合物在纯水中可以缓慢释放出茶碱分子，并在72 小时达到最大释放量。不同的羧酸引起了不同的超分子结构，药物的释放行为也明显不同。该研究显示，三元的药物配位聚合物是一类潜在的药物固体结晶形态。 .本项目结合国际上最新的发展动态，直接制备了药物的超分子聚合物，并研究了它们的药物释放行为，取得了积极进展。目前还没有关于药物配位聚合物作为药物固体形式的研究。因此，制备具有不同结构的化学药物的三元配位聚合物，研究药物配位聚合物的药物分子释放规律，具有重要意义。目前已发表SCI收录论文6篇，其中影响因子大于2.0 的论文2篇。