表面增强型铜/镍基金属有机框架的构建及其在光催化降解孔雀石绿与抗癌药物递送中的双重应用

本研究针对工业染料污染治理和乳腺癌治疗难题，通过水热法合成Cu/Ni基MOFs材料，实现了孔雀石绿(MG)染料97.61%的高效光催化降解（130分钟），并开发出载顺铂(Cisplatin)纳米递送系统，对三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231的IC50 达47.77μg/ml。该工作为环境修复与靶向治疗提供了新型多功能材料。

　　

在环境污染与癌症治疗的双重挑战下，金属有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)因其可调控的孔隙结构和多功能性成为研究热点。工业废水中的有机染料如孔雀石绿(Malachite Green, MG)具有强致癌性，而三阴性乳腺癌(TNBC)因缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER2)表达，临床治疗选择有限。传统染料处理方法存在能耗高、二次污染等问题，而化疗药物如顺铂(Cisplatin)则面临全身毒性大、靶向性差的困境。

为应对这些挑战，Holy Cross College的研究团队在《Journal of Drug Delivery Science and Technology》发表创新研究，通过水热法合成铜/镍基MOFs材料，同步实现染料高效降解与抗癌药物精准递送。研究采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和氮气吸附(BET)等技术表征材料特性，通过MTT法评估载药体系对MDA-MB-231细胞的抑制效果。

材料与方法
研究以苯-1,3,5-三羧酸为配体，铜/镍硝酸盐为金属源，在特氟龙高压釜中水热合成MOFs。通过浸渍法将顺铂负载至MOFs孔隙，采用UV-Vis光谱监测MG降解率，使用乳腺癌细胞系验证药物递送效率。

结果与讨论
XRD显示Cu-MOF和Ni-MOF晶粒尺寸分别为55.79 nm和62.2 nm，SEM观察到立方体（Cu）与叶片状（Ni）形貌差异。光催化实验表明Cu-MOF在130分钟内降解97.61% MG，显著优于Ni-MOF的84.76%，这归因于其更优的电荷分离效率。载药实验显示Cis@Cu-MOF的IC₅₀
(47.77μg/ml)低于Cis@Ni-MOF(55.31μg/ml)，100μg/ml浓度下细胞存活率分别为34.64%和37.87%，证实铜基材料更强的药物递送能力。

结论与意义
该研究创新性地开发出兼具环境修复与抗癌治疗功能的双效MOFs材料：Cu-MOF凭借立方体结构和半导体特性成为高效光催化剂，其载药系统对TNBC细胞展现显著杀伤作用。相比传统ZIF-8载体，铜/镍基MOFs具有成本低、水稳定性好、pH响应精准等优势，为跨界解决环境污染与癌症治疗提供了新思路，在工业废水处理和精准医疗领域具有重要应用前景。