近日，我院超声医学科邱逦教授医工交叉学科研究团队在材料领域知名期刊Advanced Materials（IF：27.398）上发表了题为“Metal–Organic‐Framework‐Engineered Enzyme‐Mimetic Catalysts”的综述论文，报道了金属有机框架基仿酶制剂联合光/声动力疗法在生物医学领域中的应用。我院超声医学科超声影像药物研究室马朗副研究员为该论文第一作者，邱逦教授为论文通讯作者，我院为第一作者单位。
纳米材料基的仿酶制剂在不同的生理环境中具有比天然酶更优异的催化性能和选择性而备受关注。近年来，金属有机框架（MOF）已成为设计仿酶制剂最有潜力的材料之一，由于其具有分子/原子级催化中心、高孔隙度、大比表面积、高载荷能力和均匀结构。本研究重点介绍和评述了设计MOF基仿酶制剂的最新进展，包括其制备方法、复合结构、理化特性和联合光/声动力生物医学应用。特别是讨论了这些MOF基仿酶制剂在加速催化反应中的性能、选择性、基本机制和潜在构效关系。提出潜在的生物医学应用，包括肿瘤治疗、杀菌、组织再生和生物传感器等，并对新兴研究前沿交叉领域的未来机遇和挑战进行了深入的探讨，这也为设计新型的仿酶制剂应用在临床疾病治疗领域提供了潜在的方法和应用前景。
图1 MOF基仿酶制剂的设计和生物医学应用
图2 仿酶制剂的仿酶级联催化性能及联合光/声动力治疗乳腺癌
研究首先对现有的MOF基仿酶制剂进行了梳理，如原始的MOF、改性后的MOF、载天然酶的MOF、MOF/无机物复合体、以及MOF衍生的纳米碳材料。详细评述了它们的合成方法、催化性能和机制、以及结构和性能之间的关系，讨论了MOF基仿酶制剂联合光/声动力疗法在生物医学中的应用，并对未来的研究做了展望。尽管MOF基仿酶制剂等MOF材料的研究欣欣向荣，但是目前仍处于起始阶段，面临许多未知和挑战，有无限种可能，在设计构思、制备方法、生物医学应用需要着重考虑。研究由此给出了5点展望：一是提高活性催化位点的效率和密度以提高MOF基仿酶制剂的选择性；二是揭示MOF基仿酶制剂在特定生化反应中的精确催化机制；三是开发更新型的原位测试技术以记录体内的催化反应过程；四是进一步提高MOF仿酶制剂的疗效和扩大应用范围；五是用于未来的临床转化应着重考虑MOF基仿酶制剂的生物安全性。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202003065
