鑽石舞台

在過去的幾十年裡，多孔材料由於其優異的性能和廣泛的應用而備受關注。而在各種多孔材料中，金屬和有機材料通過配位鍵結合得到的金屬-有機框架（MOF）為多孔材料的設計打開了新的窗口，自1995年Yaghi小組首次報告MOFs 以來，已合成了100000多種MOFs。其獨特的特性，包括可調節的孔隙率、定製的化學成分、大的比表面積和易於功能化的特性，使MOF在氣體存儲和分離、催化、傳感、吸附、能源和生物醫學等不同領域的眾多應用中具有廣闊的前景。儘管MOFs在多個領域具有應用前景，但其廣泛應用導致了環境健康風險。在完整的生命周期中，MOF顆粒意外釋放到環境中是不可避免的，而釋放的 MOF在環境介質中的沉積、分解和分布可能導致其暴露於人類和其他生物，從而引發各種生物效應。此外，在生物醫學（如生物成像、藥物輸送系統）中有意使用 MOFs 也會導致對人體的暴露風險。

近日，為闡明MOFs的環境暴露途徑及細胞毒性，江南大學嚴秀平團隊在Small Science上發表了綜述文章，介紹了影響MOFs細胞毒性的關鍵因素，並展望了MOFs可持續發展的未來。

在本綜述中，作者首先介紹了MOF材料的關鍵應用領域，包括氣體儲存和分離、催化、傳感、吸附和生物醫學等。之後，作者討論了MOF對人類可能的暴露途徑，例如吸入、消化、皮膚滲透以及靜脈注射等。作者指出，隨着MOF在生物醫學領域的應用增多，對人體的暴露風險也不可避免的增加，其帶來的潛在影響必須引起重視。

接下來，作者重點討論了影響MOF材料細胞毒性的因素。首先，MOF材料中的金屬成分有可能會造成細胞活力下降、DNA損傷及細胞功能喪失，生物相容性金屬（Mg、Ni等）帶來的細胞毒性通常小於過渡金屬（Co、Cu、Mn等）。其次，有機框架的結構差異也會導致MOF細胞毒性的不同，但需要結合每種MOF具體評估。

此外，作者還回顧了MOF的尺寸、形狀、表面官能團和劑量對細胞毒性的影響。作者指出，MOF材料的細胞毒性通常是多種因素相互作用的結果，目前對MOF細胞毒性的評估取得了一定進展，但在長期毒性、細胞毒性分子機制和細胞毒性預測方面尚有空缺。在未來，研究者應關注MOF的長期細胞毒性評估/監測、基於分子生物學方法闡述細胞毒性的分子機制、基於人工智能對MOF的細胞毒性進行預測，以及進行體外和體內研究，明確MOF的生物相容性。

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