利用巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)模拟：基于MOFs材料的结构特点(晶胞)而选择盒子大小，在模拟盒子的三维方向上采用周期性边界条件和最小影像原理。对于静电势能中的长程作用力采用Ewald加和法计算。在采用GCMC方法进行药物分子吸附时，考虑到计算机资源，模拟的总步数为2.2 × 105，前1 × 104步数用于结构松弛，然后再用1 × 104步数使体系达到平衡，最后2 × 105步用于热力学统计计算。每次运行都借助10个组块来估算统计热力学的不确定性，并且从组块的平均来计算标准偏差，使每次模拟的标准偏差控制在10%以内。 C、药物载体的药理毒性和稳定性实验 药物载体的药理毒性： 细胞MTT法： 取对数生成期的PC12细胞以1×105cell/L接种于96孔板，每孔100μL, 与37°C、5%CO2培养箱中培养24h, 分别加入不同种浓度(如：0μg/mL, 5μg/mL, 10μg/mL, 20μg/mL) 载体材料预处理2-4h,每孔加入MTT(5 mg/mL)20 ul,继续培养4h, 吸除上层液体，每孔加入DMSO 100μL, 于37°C培养箱15 min，待蓝紫色结晶物完全溶解后，酶标仪检测各细胞在490 nm下的吸光值，代表细胞活力。细胞存活率(%) = 各组吸光值/正常对照组吸光值×100%，通过测试细胞存活率来分析药物载体的药理毒性。 药物载体动物体内的稳定性，步骤如下： 空白血浆制备：周龄为8周的SPF级健康雄性SD大鼠，体重约为250 g，大鼠经腹腔注射巴比妥钠麻醉并固定，经腹主动脉取血；全血置于自制EDTA抗凝血管抗凝并高速离心(10000 rpm) 15 min，取其上11
清血浆于-80 °C冰柜保存待用； 药物载体贮备液的配制：精密称取50 mg的药物载体，溶于5 mL有机溶剂中，制成10 mg/mL 贮备液，储存于-20 °C； 含药物载体血浆制备：取适量药物载体贮备液，加入到200 μL 定量的空白血浆中，旋涡后制成一定浓度的含药物载体血浆，并迅速储存于-80 °C，待用； 药物载体稳定性研究：将(3)制备的血浆分别置于人体正常体温37 °C 和40 °C下考察不同时间内的稳定性，基于药物载体的性质，采用液-液萃取或直接过滤等方法，分离出药物载体，采用热重分析(TG-DTA/TG-DSC)，X-射线粉末衍射，核磁共振(C13和H1)和XPS能谱等表征技术判断药物载体的稳定性。 D、药物载体的负载-缓释实验 药物载体的负载实验 采用冻干-复溶法负载药物分子：将前期得到的化合物进行预处理(如抽真空除去客体分子)，把处理好的MOFs化合物和被运载的药物混合在生理盐水中，定容；然后利用超声波细胞粉碎机进行超声分散；继而用-80°C冰箱进行预冻后放置于冻干机进行冻干；最后将样品复溶，离心后取上清进样，利用HPLC测定其包封率。载体和药物分子的质量比主要影响材料对药物的负载量，因此，需要不断摸索药物负载实验的最佳条件，使载体负载量达到最佳值。此外，可以通过XRD来证实药物吸附前、吸附以后和药物释放以后骨架的稳定性。 药物负载量的计算：本项目研究中，拟先采用紫外-可见分光光度法12
测定负载前药物溶液的浓度，完成药物负载后，再测定药物溶液的浓度，两者的差值即为药物负载量；接着通过热重分析(TGA)，元素分析，X-射线荧光光谱仪进一步确定药物负载量；通过77K条件下的N2物理吸-脱附等温线判断药物载体是否负载完全；采用傅里叶红外光谱、X-射线粉末衍射和透视电镜表征药物载体负载药物后的化学性质和物象变化(孔道是否填充了药物分子)；此外，通过比较药物分子未负载前以及被负载后的固体核磁共振(C13和H1)谱图，间接了解药物分子与药物载体孔道之间可能存在的各种作用力。 药物缓释实验 (1) 药物在模拟体液中的缓释实验 标准曲线的制作：基于紫外-可见分光光度法，制备药物分子在模拟体液(SBF)不同浓度下的标准曲线；基于高效液相色谱法，得出标准药物分子的保留时间； 缓释实验：接着称量一定量的载有药物分子的药物载体置于500mL模拟体液(Simulated body fluid, SBF)的烧杯中，在保持37°C下，进行适当的磁力搅拌，定时取样通过紫外-可见分光光度法和高效液相色谱法测定溶液中药物分子的含量。在药物释放率测定的实验过程中，每次取出混合液进行测定的同时要及时加入等量的模拟体液以保证体系总量的恒定。采用高效液相色谱法表征释放体系中的药物分子的同时，还能够检查到构筑药物载体的生物小分子和芳香羧酸有机配体等组成成分，从而检测药物载体的稳定性。 (2) 药物在动物体(大鼠)内的缓释实验 13
在建立上述药物载体在血浆中稳定性的分析方法基础上，将其运用于测定SD大鼠单次静脉注射药物载体后其体内经时血药浓度变化，并绘制药时浓度变化曲线，以表征药物载体在血液中的经时变化规律。 可行性分析 a) 课题设计的可行性 本研究从生物小分子和人体必需微量金属元素的选择，MOFs纳米材料的合成以及材料的试验和血浆中稳定性实验、对药物的负载及其在模拟体液和动物体内中的药物缓释能力的整个技术路线和构筑方法上是可行的。研究中所采用的研究方法为通用的结构测定、物性测量的实验和理论方法，且方法成熟，理论和实验技术既可行又可靠。 b) 实验条件 实验室具备合成和分析所需的各种仪器设备，具有化学合成中心实验室，新建的GMP室、动物实验中心、药理分析室和细胞培养室等平台来开展研究工作此外，对于分子模拟可以通过合作单位给予协助。 项目申报人在MOFs方面的合成背景和药物负载方面有了较好的基础准备和前期探索，对国内外该领域的研究现状也比较了解，已建立了相关研究条件，因此本课题的设计思想、方案和路线均可行。 14
五、已取得的研究结果 1) 申请人作为共同第一作者在国际权威期刊发表了一篇SCI论文，IF=2.06, 期刊信息如下： 2) 目前在开展相关材料的合成工作，对合成得到的材料载体进行了表征
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