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作为一种新兴的多孔纳米材料,金属有机框架（MOFs）具有孔径有序、比表面积大、结构和尺寸可调、容易功能化、生物相容性好和制备过程简单等优点,这使得其可以作为药物载体实现对化疗药物的有效负载。同时,由于组成MOFs的有机配体和金属离子的可调节性,使其可以作为一种极具潜力的材料用于肿瘤高效的PDT和CDT。因此,设计和合成新型的MOFs或MOFs复合材料对降低药物的毒副作用、提高PDT和CDT治疗效率等方面具有重大意义。针对于新型MOFs材料的构建,本文以光敏剂为结构单元合成一种新型的2D MOFs用作高效PDT制剂。随后,在此基础上,通过构建多功能性MOFs复合材料有效解决了肿瘤缺氧问题且提高了2D MOFs的靶向性,实现了增强的PDT疗效。此外,以MOFs在药物、蛋白酶及纳米粒子递送的生物医学应用为基础,首先研究了基于2D MOFs的药物载体对于化疗药物的敏化作用;其次,以MOFs为载体,实现了MOFs对蛋白酶和金属纳米粒子的有效包载,并研究了三者的协同作用在抗肿瘤应用方面的潜能。主要包括以下四部分的工作:1:小尺寸2D卟啉基MOFs的制备及其PDT研究采用自下而上的方法合成2D MOFs,构建了一种2D卟啉基MOFs用于实现光催化下高效的PDT。以四（4-羧基苯基）卟啉（H2TCPP）和乙酸钐(Sm C6H11O7)自组装,通过和H2TCPP具有相同官能团的苯甲酸（BA）作为调节剂,合成了的超薄2D卟啉基MOFs（Sm-H2TCPP纳米片）,产率高达90.2%。通过一系列表征手段证明了Sm-H2TCPP纳米片的成功制备。并通过体外模拟实验证明了Sm-H2TCPP纳米片的生理学稳定性和光稳定性。体内外实验均进一步地证明了制备的Sm-H2TCPP纳米片不仅生物相容性好而且对MCF-7细胞的PDT疗效明显优于H2TCPP。2:线粒体靶向的金属纳米酶修饰的2D MOFs的制备及其PDT研究具有类过氧化氢酶活性的铂纳米粒子（PtNPs）可以通过构建级联反应用于增强PDT疗效。因此,在第一节的基础上,通过原位合成法将小型Pt纳米颗粒引入到Sm-H2TCPP纳米片上,用于增强的PDT疗效。同时,三苯基膦（TPP）配体对于线粒体的靶向作用进一步协同增强PDT疗效。之后依据金属离子与羧基的配位作用,将COOH-PEG2000-COOH和TPP-PEG2000-COOH引入到Sm-H2TCPP纳米片上制备得到2D卟啉基MOFs（Sm-H2TCPP-Pt/TPP纳米片）。通过一系列表征手段证明了Sm-H2TCPP-Pt/TPP纳米片的成功制备。体外模拟实验证明了Sm-H2TCPP-Pt/TPP纳米片的光稳定性和类过氧化氢酶活性。细胞实验和体内外实验均表明:在肿瘤缺氧环境下,由于2D卟啉基MOFs缓解肿瘤细胞缺氧的能力及对于线粒体的靶向能力,Sm-H2TCPP-Pt/TPP纳米片对MCF-7细胞的PDT效果明显优于Sm-H2TCPP和Sm-H2TCPP-Pt,且制备的Sm-H2TCPP-Pt/TPP纳米片的生物相容性好。该研究为解决2D MOFs的PDT过程中存在的肿瘤缺氧问题和提高2D MOFs的靶向性提供了一种通用的方法,拓展了2D MOFs在生物医学的应用。3:2D卟啉基MOFs载体对化疗药物CDDP的抗肿瘤效果敏化增强的研究本节以Cu TCPP（Fe）纳米片为载体负载广谱的抗肿瘤药物顺铂（CDDP）,开发了一种新型2D卟啉基MOFs纳米载药系统（Pt/Cu-TCPP（Fe）纳米片）。通过Fe TCPP和Cu2+的自组装制备2D Cu-TCPP（Fe）MOFs,然后将Cu-TCPP（Fe）纳米片边缘的羧基与CDDP通过配位键结合制得Pt/Cu-TCPP（Fe）纳米片。Cu TCPP（Fe）纳米片在酸性条件下释放Cu2+和CDDP。CDDP通过激活细胞通路促进H2O2的产生,H2O2和Cu2+反应生成高毒性ROS,该级联反应的构建不仅有效的减少CDDP的毒副作用,且在酸性条件下,将2D卟啉基MOFs的CDT疗效和化疗相结合,协同杀伤肿瘤。通过一系列表征手段证明了Pt/Cu-TCPP（Fe）纳米片的成功制备。并通过体外模拟实验证明了Pt/Cu-TCPP（Fe）在酸性条件下的可降解性。通过细胞实验证明了Pt/Cu-TCPP（Fe）和CDDP协同增强的抗肿瘤效果且Pt/Cu-TCPP（Fe）有效减少了CDPP对正常细胞的毒副作用。该研究为2D MOFs作为药物载体对药物的敏化增强提供了一种通用的方法,拓展了2D MOFs作为载体在生物医学的应用。4:MOFs保护和葡萄糖响应的超小AgNPs用于高效的抗癌和抗菌治疗本节首先成功的将尺寸为50 nm的单个Ag纳米方（AgNC）封装在沸石咪唑酸盐骨架ZIF-8内,然后将葡萄糖氧化酶（GOD）以温和的de novo法嵌入ZIF-8中。此外,在GOD/Ag@ZIF外面包裹了生物相容性的透明质酸（HA）得到GOD/Ag@ZIF-HA,HA赋予了纳米粒子良好的水溶性和靶向性。GOD催化葡萄糖转化为葡萄糖酸和H2O2,H2O2与AgNC反应生成高活性超小的Ag纳米粒子（AgNPs,5-10 nm）。该级联反应的构建实现了AgNPs在肿瘤部位原位的尺寸转换。同时,ZIF-8作为保护层具有双重作用:不仅避免了AgNC在非病灶部位的泄露,而且充当超小AgNPs（5-10 nm）的支架,有效避免了AgNPs的非特异性聚集。通过一系列表征手段证明了GOD/Ag@ZIF-HA的成功制备。并通过体外模拟实验证明了在葡萄糖溶液中,ZIF-8作为保护层的双重作用。体外细胞实验证明了HA对肿瘤细胞的靶向作用。体内外实验均表明,GOD/Ag@ZIF-HA纳米粒子具有良好的抗肿瘤效果,且ZIF-HA有效避免了AgNPs的细胞毒性。该体系的构建有望克服AgNPs在生物医学应用中的尺寸障碍,将抗癌药物AgNPs的安全性、靶向性和强大的渗透能力整合到一个体系中。同时,通过体外抗菌实验初步验证了该体系的通用性,体外抗菌实验初步验证了GOD/Ag@ZIF-HA对大肠杆菌和金葡萄球菌的高抑制作用。综上所述,本论文对MOFs以及MOFs纳米复合材料在生物医学的应用,尤其在PDT、CDT及作为药物、蛋白酶和金属纳米粒子载体等方面开展了较为系统的研究,并对基于MOFs的纳米递送系统实现级联催化及纳米治疗剂的原位转换进行了较为深入的探究。本论文的研究成果将有力地推进MOFs作为纳米载体在生物医学上的应用,也为探索发展基于MOFs的新型肿瘤诊疗策略提供新的思路。