金属有机框架MIL-68-NH2的合成后修饰：通过生物活性连接子增强抗菌性能

面对多重耐药菌的威胁，研究人员通过合成后修饰（PSM）技术对金属有机框架（MOF）MIL-68-NH2进行功能化改造，引入3-(2-羟苯基)-3-氧代丙醛等生物活性连接子，获得MIL-68-HP等衍生物。实验证明其抗菌活性优于传统抗生素，为新型抗菌材料开发提供新策略。

　　

抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大威胁，传统抗生素对多重耐药菌束手无策，而金属纳米颗粒虽具抗菌潜力，却因金属离子释放存在毒性风险。金属有机框架（MOF）因其独特的有机-无机杂化结构崭露头角——有机部分可快速杀灭细菌，无机部分提供广谱抗菌金属离子，加之纳米级尺寸能穿透生物膜，成为理想替代品。然而，如何精准调控MOF的生物活性仍是难题。为此，来自King Khalid University的研究团队在《Inorganic and Nuclear Chemistry Letters》发表研究，通过合成后修饰（Post-Synthetic Modification, PSM）技术对MIL-68-NH₂进行功能化改造，显著提升其抗菌性能。

研究采用固液反应PSM技术，在保留MOF骨架稳定性的前提下，将3-(2-羟苯基)-3-氧代丙醛、甲基乙烯基酮等四种生物活性连接子引入MIL-68-NH₂的氨基位点，合成MIL-68-HP（产率40%）、MIL-68-VK（80%）等衍生物。通过光谱学表征（如红外、X射线衍射）确认结构完整性，并针对ATCC标准菌株（含革兰氏阳性/阴性菌及真菌）开展抑菌圈（ZOI）和最小抑菌浓度（MIC）测试。

结果部分

1. 材料设计与合成：PSM成功将生物活性基团共价锚定于MOF孔道表面，MIL-68-PA修饰率最高达92%，且框架孔隙率未受破坏。
2. 抗菌机制：修饰后的MOF通过三重机制协同作用——释放In³⁺离子破坏膜结构、活性连接子干扰代谢，以及纳米尺寸引发的物理穿透效应。尤其对革兰氏阴性菌（如大肠杆菌）效果更显著，因其较薄的肽聚糖层更易被MOF纳米颗粒渗透。
3. 性能对比：MIL-68-GA对白色念珠菌的MIC值比临床抗生素低50%，且细胞毒性实验显示其对哺乳动物细胞安全性良好。

结论与意义
该研究首次系统论证了PSM策略在优化MOF抗菌性能中的普适性：通过模块化引入不同功能团，可精准调控MOF的生物学效应。MIL-68系列衍生物的高稳定性（源于In³⁺的刚性配位）和可控释放特性，解决了传统纳米材料金属离子暴释的毒副作用问题。更深远的意义在于，这种“框架稳定+功能可调”的设计理念，为开发抗耐药菌感染的新型智能材料提供了范式。如作者F.M. Aldosari所述，未来可进一步探索MOF-抗生素偶联物的靶向递送系统，或将彻底改变感染性疾病的治疗格局。