pH响应型氢键有机框架（HOF）的稳健构建及其在肿瘤靶向递送阿霉素中的应用研究

研究人员针对氢键有机框架（HOFs）稳定性差和刺激响应释放不足的问题，通过密度泛函理论（DFT）预测H3TATB与阿霉素（Dox）的非共价相互作用，构建了pH响应型纳米载体Dox@nano-HOF 1，实现了肿瘤微环境特异性释药，显著增强抗癌疗效并降低正常组织毒性，为HOFs在精准医疗中的应用开辟新路径。

　　

在癌症治疗领域，化疗药物的精准递送一直是科学家们攻坚的难题。传统化疗犹如"无差别轰炸"，在杀死癌细胞的同时也会重创健康组织。而氢键有机框架（Hydrogen-bonded organic frameworks, HOFs）这类新兴多孔材料，凭借其低毒性、高生物相容性和可调控的孔隙结构，被视为药物递送的"智能导弹"。然而，这类材料的稳定性问题以及如何在肿瘤微环境中实现可控释放，始终是制约其临床应用的瓶颈。

针对这一挑战，国内某研究机构的研究人员独辟蹊径，将计算化学与纳米技术相结合，开发出一种革命性的pH响应型HOFs纳米递送系统。他们通过密度泛函理论（Density functional theory, DFT）计算，精准预测了H₃TATB二聚体与化疗药物阿霉素（Doxorubicin, Dox）之间的强非共价相互作用，据此设计出具有网状结构的Dox@nano-HOF 1纳米平台。这一创新成果发表在《Biomacromolecules》上，为癌症靶向治疗提供了新思路。

研究团队主要运用了三大关键技术：DFT理论计算预测分子相互作用、自组装法制备纳米HOFs载体、以及体外细胞实验（包括MTT法和流式细胞术）评估抗癌效果。

理论计算指导材料设计
通过DFT计算发现，H₃TATB二聚体与Dox之间存在显著的氢键和π-π堆积作用，结合能达-28.6 kcal/mol，这为构建稳定载药系统提供了理论依据。

pH响应型释药特性
实验显示，Dox@nano-HOF 1在pH 5.0（模拟肿瘤微环境）下的药物释放率（72小时达85%）显著高于pH 7.4（仅35%），证实其酸性触发释放特性。

体外抗癌功效验证
MTT实验表明，该纳米系统对HeLa细胞的IC₅₀为1.2 μg/mL，较游离Dox降低40%；流式细胞术显示凋亡率提升至68.3%，证实其增强的细胞毒性。

这项研究的意义在于：首次将DFT计算与HOFs载药系统设计相结合，解决了传统HOFs稳定性和刺激响应性难以兼顾的难题。所开发的pH响应型纳米平台不仅能精准靶向肿瘤组织，其网状结构还确保了载药稳定性（37℃下7天泄漏率<5%）。更重要的是，该研究为HOFs在精准医疗中的应用提供了范式，未来可拓展至其他刺激响应型递送系统的设计。正如研究者指出，这种"计算指导-材料构建-功能验证"的研究策略，将加速新型智能递药系统的开发进程。