[发明专利]具有低细胞毒性孔径可调的Ni基MOF纳米颗粒的合成

说明书

本发明涉及一种具有低细胞毒性孔径可调的Ni基MOF纳米颗粒的合成方法，先将具有水杨酸结构的配体材料进行轴向的延伸，合成苯环数目为1～5的配体；将配体和镍盐溶解在N,N‑二甲基甲酰胺中，然后加入水，乙醇和三乙胺的混合溶液，室温反应一定时间即得到纳米级的Ni基IRMOF‑74材料，最后将制备的Ni基IRMOF‑74材料进行活化，得到低细胞毒性的非穿插体系的Ni基IRMOF‑74纳米材料。本发明利用MOFs自身的可设计性，通过配体链中苯环数目的增加来精确调节配体的长度，从而精确调节孔径的大小，通过选择合适的金属节点，合成了高稳定性，低细胞毒性的Ni基MOFs纳米材料。

技术领域

本发明属于材料合成领域，尤其涉及一系列MOFs材料的孔径精确调控。

背景技术

金属-有机框架材料[Metal-organic Frameworks，MOFs，又称金属有机框架，金属有机骨架材料，金属有机配合物或配位聚合物(coordination polymer)]是由无机金属离子或金属簇与有机配体连接而成的晶态多孔材料，兼具有机材料和无机材料共同的特性。自2012年Yaghi课题报道了一种精确调控MOFs孔径的方法，合成了一系列具有同拓扑学结构的IRMOF-74。(H.Deng,S.Grunder,K.E.Cordova,C.Valente,H.Furukawa,M.Hmadeh,F.Gandara,A.C.Whalley,Z.Liu,S.Asahina,H.Kazumori,M.O’Keffe,O.Terasaki,J.F.Stoddart,O.M.Yaghi,Science.2012,336,1018)其孔径范围由1.4-9.8纳米连续精确调控，并能够成功负载绿色荧光蛋白大分子。MOF的巨大比表面积和丰富的结构多样性使其在客体分子负载，特别是生物分子的负载和释放方面具有重要的应用前景。而应用在生物领域的材料大都是偏向于纳米尺寸，具有低毒性和容易被细胞吸收的特点。

目前的MOFs材料结构很难在保持同一个拓扑学结构的同时精确调控颗粒尺寸，孔径，多数结构会因孔径的增加而发生穿插，并且稳定性也会受到影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于开发一系列纳米粒径的，结构稳定的，非穿插的，孔径精确调控的MOFs材料。

本发明的技术方案可以通过以下技术措施来实现：

具有低细胞毒性孔径可调的Ni基MOF纳米颗粒的合成方法，包括如下步骤：

(1)将具有水杨酸结构的配体材料进行轴向的延伸，合成苯环数目为1～5的配体；

(2)将配体和镍盐溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入水，乙醇和三乙胺的混合溶液，室温反应一定时间即得到纳米级的Ni基IRMOF-74材料；

(3)将制备的Ni基IRMOF-74材料进行活化，去除孔道内残留的有机溶剂，暴露出内部孔道，得到低细胞毒性的非穿插体系的Ni基IRMOF-74纳米材料。

优选地，步骤(1)中采用Suzuki偶联反应，利用钯催化剂，在氩气保护氛围中反应，通过柱层析的方式纯化产物，实现苯环的依次递增。

优选地，步骤(1)中的配体材料为2,5-二羟基对苯二甲酸。

优选地，步骤(2)中所用配体苯环数目为2或3。

优选地，步骤(2)中水，乙醇和三乙胺的体积比为9：9：1。

优选地，步骤(2)中镍盐与配体的摩尔比为(2.5～3)：1。

优选地，步骤(2)中所述镍盐为六水硝酸镍。

优选地，步骤(3)中多次用N,N-二甲基甲酰胺洗涤Ni基IRMOF-74材料，然后多次用乙醇洗涤，通过超临界二氧化碳活化样品。