基于Alyssum homolocarpum水凝胶的ZIF-8-MOF杂化生物纳米复合材料的合成表征及其生物活性研究

为解决金属有机框架（MOF）在亲水介质中结构不稳定的问题，伊朗研究人员创新性地将沸石咪唑酯骨架-8（ZIF-8）与Alyssum homolocarpum种子胶（AHSG）水凝胶复合，成功构建了具有磁响应性的杂化生物纳米复合材料（MOF@AHSG-HBNC）。该材料通过FESEM、FTIR等技术证实了Zn-MOF的均匀负载，展现出优异的抗氧化活性（DPPH清除率82.01%）和抗炎特性（IC50 1507.74 μg/mL），为生物医学应用提供了新型功能材料。

　　

在生物医学和材料科学领域，开发兼具稳定性和功能性的新型复合材料一直是研究热点。金属有机框架（MOF）因其高比表面积和可调控孔隙结构备受关注，但其在亲水环境中的不稳定性严重限制了应用。与此同时，天然多糖水凝胶虽具有优异的生物相容性，却普遍存在机械强度不足的缺陷。如何通过创新设计整合两者的优势，成为突破现有技术瓶颈的关键。

针对这一挑战，伊朗国家科学基金会资助的研究团队独辟蹊径，选择中东传统药用植物Alyssum homolocarpum的种子胶（AHSG）作为基质，通过引入沸石咪唑酯骨架-8（ZIF-8）和磁性Fe₃O₄纳米粒子，构建了新型杂化生物纳米复合材料（MOF@AHSG-HBNC）。这项发表在《Carbohydrate Polymer Technologies and Applications》的研究，不仅解决了MOF的环境稳定性问题，还赋予材料多重生物活性，为创伤敷料、药物控释等应用提供了创新解决方案。

研究人员采用共沉淀法制备Fe₃O₄纳米颗粒，通过溶剂法合成ZIF-8，并利用离子交联将二者整合至AHSG水凝胶网络。通过场发射扫描电镜（FESEM）和透射电镜（TEM）表征形貌，结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）分析化学结构，采用振动样品磁强计（VSM）测定磁性能。生物活性评价包括DPPH自由基清除实验、牛血清白蛋白（BSA）变性抑制实验以及针对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等微生物的抗菌测试。

形态学特性
FESEM显示Zn-MOF呈现典型的菱形十二面体结构（粒径104.93±33.16 nm），被AHSG均匀包裹后形成41.74±6.05 nm的球形纳米颗粒。TEM图像直观证实了Zn-MOF晶体在水凝胶中的成功嵌入，这种纳米级多孔结构极大提高了比表面积。

物理化学表征
DLS测定显示复合材料zeta电位达-44.93 mV，表明其优异的胶体稳定性。FTIR谱图中1422 cm^-1处羧基峰的消失，证实了Zn-MOF与AHSG的静电相互作用。XRD图谱中10.25°、12.60°等特征峰的出现，验证了ZIF-8晶体结构的完整保留。VSM测试显示复合材料饱和磁化强度为15.60 emu/g，具备磁分离能力。

生物活性表现
在抗氧化方面，Zn-MOF的DPPH清除能力（IC₅₀ 286.94 μg/mL）显著优于复合材料（IC₅₀ 1313.48 μg/mL），这归因于水凝胶对活性位点的包裹效应。抗炎实验显示相似趋势，Zn-MOF对BSA变性的抑制率在1000 μg/mL时达48.15%。值得注意的是，虽然游离Zn-MOF对革兰阳性菌（如金黄色葡萄球菌）展现21 mm抑菌圈，但复合材料因锌离子缓释特性而暂时失去抗菌活性。

稳定性评估
5小时吸水实验显示13%的重量损失，300小时降解率仅为22%，证明交联网络有效提升了材料稳定性。这种可控的降解特性使其特别适合长期植入应用。

该研究通过巧妙的"MOF-水凝胶"杂化策略，成功解决了MOF环境稳定性与多糖水凝胶力学性能不足的双重难题。复合材料展现的磁响应性、抗氧化和抗炎多重功能，为智能伤口敷料设计提供了新思路。特别是材料在生理环境中22%的缓释降解特性，暗示其在药物控释领域的应用潜力。尽管当前抗菌性能有待优化，但通过引入壳聚糖等活性组分，或可构建更具临床价值的"抗菌-抗炎-促愈合"多功能平台。这项研究不仅拓展了植物胶在纳米复合材料中的应用边界，也为MOF的临床转化提供了重要的技术参考。