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金属有机框架（MOFs）是一类有机/无机杂化的多孔材料,具有丰富的孔道、高比表面积、不饱和的金属位点、可功能化的结构等优点,已被广泛应用于气体吸附和分离、催化、药物输送和生物成像等领域。环糊精金属有机框架（CD-MOFs）是近年来发现的一类具有高生物相容性、可降解、可再生的多孔骨架材料。目前,CD-MOFs的应用领域仍有待探索;同时,CD-MOFs固有的晶体脆性导致了可加工性能差,也限制了应用。本论文首次通过原位生长法制备得到柔性的γ-CD-MOF/纤维素复合材料（CelluMOFs）,探索了 CD-MOFs和CelluMOFs作为多孔载体对香料分子、挥发性有机污染物（VOCs）、CO2、药物分子和造影剂等活性小分子的包载和释放行为。主要研究内容分为以下三部分:1.探究了γ-CD-MOF在香料包载和长效缓释领域的应用:无毒、高效载香纳米材料是香精香料行业的重要需求。本论文第一部分工作首先探究了绿色、可降解的γ-CD-MOF作为香料载体的应用。通过细胞毒性评价实验发现γ-CD-MOF的细胞毒性与食品添加剂环糊精相近,是一类生物相容的材料;γ-CD-MOF能够高效包载酯类和萜类等香料并延长其释放时间,其中y-CD-MOF对酯类香料包载能力约是γ-CD对酯类包载能力的3倍;采用红外光谱实验和分子对接计算模拟,解析了 γ-CD-MOF与香料分子之间的主客体疏水相互作用和氢键相互作用,发现酯类香料与孔道间存在强氢键作用;结合多个数学模型拟合分析了 γ-CD-MOF/香料的释放行为,发现酯类香料的释放行为符合零级方程而萜类香料的释放行为符合Weibull方程。2.发现β-CD-MOF在水溶液中的时间依赖的形貌转变行为,通过β-CD单元与探针分子的主客体相互作用,构建了多功能、可降解纳米探针:低毒、高灵敏造影剂是临床疾病诊断的重要需求。本论文第三部分研究了 β-CD-MOF在水溶液中的由片晶转变为椭球形的转变行为,通过控制降解时间获得了可用于体内成像应用的特定形貌和尺寸的纳米载体;通过β-CD-MOF与金刚烷-聚乙二醇（Ad-PEG5K）的自组装,实现了对β-CD-MOF的药代动力学的调控;通过β-CD-MOF与不同Ad-活性分子的自组装,分别构建了荧光探针β-CD-MOF/Ad-Cy5、磁共振（MRI）造影剂β-CD-MOF/Ad-（Gd-DOTA）和计算机断层扫描（CT）造影剂 β-CD-MOF/Ad-ATIPA,发现 MRI 造影剂 β-CD-MOF/Ad-（Gd-DOTA）的弛豫率是临床小分子造影剂钆特醇的3.8倍;在小鼠模型上测试了成像性能,发现相对于小分子造影剂,基于β-CD-MOF的MRI和CT造影剂均显著提升了血池和器官成像效果;评价了纳米探针的安全性,结果表明β-CD-MOF/Ad-（Gd-DOTA）的Gd离子在体内一周的组织残留量与临床小分子钆特醇相比相近或更低,且对正常组织和器官无损伤,是一类理想的造影剂材料。3.提出了天然纤维素表面原位生长γ-CD-MOF的策略,发展了一类新型的柔性、绿色CelluMOFs复合材料:γ-CD-MOF的晶体脆性导致其加工和应用困难。纤维素是一类广泛存在于自然界的易加工、绿色环保和良好机械性能的高分子材料。本论文第二部分工作首次提出一种绿色、便捷、高效的天然纤维素表面原位生长γ-CD-MOF的方法,在不同糖基纤维基材上（棉花、麻布、滤纸等）原位制备了 CelluMOFs;CelluMOFs相对于天然纤维素具有更高的孔隙率,比表面积提高了约50倍,对功能分子（精油、抗菌剂、活性药物等）的包载能力提高了约23-36倍,对挥发性有机气体污染物（苯甲醛、苯乙烯、苯胺、甲醛）和CO2均具有较高的吸附能力;CelluMOFs包载模型药物DOX后在经皮渗透实验中表现出稳定且缓慢的药物释放性能;CelluMOFs结合了天然纤维素和γ-CD-MOF的优势,有望应用于加香纤维、抗菌织物和医用纺织品等。