Nano-Micro Letters:用于癌癥診斷和治療的納米級(jí)共價(jià)有機(jī)框架的最新進(jìn)展
發(fā)布時(shí)間：2021-10-26 10:05:20 人氣：1371
一、文章概述
共價(jià)有機(jī)骨架 (COF) 作為一種多孔結(jié)晶共價(jià)有機(jī)聚合物，由共價(jià)連接和周期性排列的有機(jī)分子構(gòu)成。它們的精確組裝、明確定義的配位網(wǎng)絡(luò)和可調(diào)節(jié)的孔隙率賦予 COF 多種特性，例如低密度、高結(jié)晶度、多孔結(jié)構(gòu)、大比表面積以及可在分子上進(jìn)行調(diào)節(jié)的多功能功能和活性位點(diǎn)等。這些獨(dú)特的性質(zhì)使它們成為生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的絕佳候選材料，可以用于藥物輸送、診斷成像和疾病治療等領(lǐng)域，COF中的組分、尺寸和負(fù)載的客體分子對(duì)其在各種應(yīng)用中的性能有很大影響。在這篇綜述中，我們首先介紹了尺寸、構(gòu)建塊和合成條件對(duì)化學(xué)穩(wěn)定性、孔結(jié)構(gòu)以及與 COF 客體分子的化學(xué)相互作用的影響；然后，總結(jié)了COFs在癌癥診斷和治療中的應(yīng)用；最后，指出了COFs在癌癥治療中的一些挑戰(zhàn)，并提出了未來需要解決的問題。
二、圖文導(dǎo)讀
圖1 .COFs材料分類。
圖2 .具有不同化學(xué)穩(wěn)定性的 COF材料。（a）二元、三元和四元COF的構(gòu)建及其堆疊模式。（b）剛性和彎曲HBC節(jié)點(diǎn)的示意圖及其在硼酸酯 COF 中的結(jié)合以獲得具有波浪及互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的Marta-COF-1，該結(jié)構(gòu)引導(dǎo)COF層的堆疊。（c）無烷基的普通骨架，暴露于惡劣環(huán)境后結(jié)構(gòu)會(huì)坍塌，而具有烷基的疏水骨架，由于疏水基團(tuán)的保護(hù)，該結(jié)構(gòu)可以承受惡劣的環(huán)境。
圖3 .（a）具有不同的孔結(jié)構(gòu)的COFs和與客體分子的化學(xué)相互作用。Ⅰ由未修飾的邊緣構(gòu)建的互穿微孔框架；Ⅱ由部分裝飾的邊緣構(gòu)成的非互穿介孔框架，其中在去除客體分子后會(huì)發(fā)生孔隙收縮或塌陷；Ⅲ由高度裝飾的邊緣創(chuàng)建的非互穿介孔框架，其中在去除客體分子后可以完全保持孔隙。（b）NUS-30 從塊狀層狀粉末到超薄二維納米片的變溫氣體剝離示意圖。（c）Ⅰ雙重互通的PTS網(wǎng)絡(luò)；Ⅱ從A軸看空間填充模型；Ⅲ從 C 軸看空間填充模型。
圖4.用于藥物遞送的 COF。（a）載藥F68@SS-COFs的制備及其細(xì)胞內(nèi)GSH響應(yīng)性藥物釋放的示意圖。（b）載藥F68@SS-COFs的制備及其細(xì)胞內(nèi)GSH響應(yīng)性藥物釋放的作用機(jī)理圖。（c） 納米復(fù)合材料制備及體內(nèi)癌癥治療過程的示意圖。
圖5. 用于搭載PDT的COF材料。（a）制備工藝（Ⅰ）和ICG@COF-1@PDA納米片的光免疫治療活性（Ⅱ）。（b）COF -PEG納米點(diǎn)的制備過程。（c）2D CON 制備和體內(nèi)癌癥治療的示意圖。（d）圖解說明THPPpf-PEG的合成路線和PFCE負(fù)載。
圖6 COF 光療示意圖。
圖7.用于成像和診斷的COF。（a）基于p-COF的適配體傳感器用于檢測(cè)EGFR或MCF-7細(xì)胞的示意圖，包括1）p-COF的制備；2）適配體鏈的固定；以及3）EGFR或MCF-7的檢測(cè)細(xì)胞。（b）ⅠFA-Pd NPs/CMC-COF-LZU1 的合成過程示意圖；Ⅱ用于癌細(xì)胞成像的雙功能 FA-Pd NPs/CMC-COF-LZU1 的示意圖。（c）ⅠCOF納米平臺(tái) UCCOFs-1 的設(shè)計(jì)和合成示意圖；ⅡNIR 激發(fā)的原位自報(bào)告 PDT 過程的示意圖。
三、全文總結(jié)
在這篇綜述中，我們概述了最近COF材料應(yīng)用于癌癥診斷和治療方面的突破。鑒于其多功能性和理化性質(zhì)，COFs 在癌癥診斷和治療中顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，尤其是在藥物遞送、光療（包括 PDT 和 PTT）、生物傳感和生物成像方面。憑借其高表面積和多孔性質(zhì)，COF在將抗腫瘤藥物輸送到所需位置也顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于PDT和PTT，COFs不僅可以作為 PSs 或 PTAs 的載體，而且由于其高光吸收截面、π共軛和多功能結(jié)構(gòu)，還可以作為 PSs 或 PTAs的光敏基團(tuán)。COFs可以有效避免π-π堆積引起的PSs的湮滅，具有良好的熱穩(wěn)定性、高接觸面積和光利用率。這些特性還有助于 COF 在生物成像和診斷以及成像引導(dǎo)治療中發(fā)揮作用。總而言之，與其他多孔納米材料相比，納米級(jí) COFs 在癌癥診斷和治療領(lǐng)域表現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。與其它大多數(shù)多孔納米材料僅作為藥物遞送的非活性載體并僅通過合成后功能化實(shí)現(xiàn)其他功能不同，COF本身固有的電、磁和光學(xué)特性可直接用于治療目的，藥物遞送及其他治療方式（包括光療和免疫治療）的協(xié)同作用，這可以解決癌癥治療的許多挑戰(zhàn)，包括早期診斷困難、耐藥性、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。
文章鏈接：
https://doi.org/10.1007/s40820-021-00696-2
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