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一、文章概述

長期使用和過度使用抗生素導(dǎo)致細(xì)菌進(jìn)化為具有抗生素抗性,納米技術(shù)的最新進(jìn)展提供了克服抗生素獨(dú)立性障礙的新機(jī)會。金屬有機(jī)框架 (MOF) 已成為生物醫(yī)學(xué)和食品包裝領(lǐng)域?qū)�抗�?xì)菌感染的新工具。本綜述全面總結(jié)了 MOF 及其衍生納米材料的主要抗菌機(jī)制。詳細(xì)介紹了 MOF 及其衍生納米材料作為生物醫(yī)學(xué)和食品包裝中的各種抗菌劑的最新進(jìn)展。同時，提出了 MOF 用于抗菌應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)。

MOFs 是一類具有高表面積、可調(diào)孔隙率和柔性骨架的結(jié)晶多孔材料。近年來，MOFs及其衍生的納米材料，如雜化MOFs、MOFs膜、納米酶、單原子納米酶（SAzymes）等因其顯著的抗菌活性而受到廣泛關(guān)注。優(yōu)越的抗菌性能主要依靠物理接觸、金屬離子和配體、氧化應(yīng)激、光熱效應(yīng)和協(xié)同效應(yīng)。在多種形式和抗菌機(jī)制中，雜交和修飾的 MOF 顯示出增強(qiáng)或靶向控制的抗菌能力，這將在實(shí)際應(yīng)用中更加準(zhǔn)確和優(yōu)選。此外，易于修飾、生物相容性和生物降解性的特點(diǎn)可以促進(jìn)基于 MOF 的納米材料的應(yīng)用。雖然采用MOFs及其衍生納米材料作為抗菌劑仍處于初級階段，需要進(jìn)一步探索，但它在生物醫(yī)藥和食品包裝領(lǐng)域提供了新的途徑和廣闊的前景。

二、圖文導(dǎo)讀

圖1、MOFs和MOF衍生納米材料的抗菌機(jī)制。(A) 帶正電荷的 ZIF 納米匕首陣列對細(xì)菌細(xì)胞的物理損傷。(B) MOFs 降解過程中釋放的金屬離子和配體用于滅菌。（C）負(fù)責(zé)抗菌作用的鋅基 MOF 的肼苯甲酸酯接頭。(D) Cu-MOFs 用于滅活細(xì)菌的活性位點(diǎn)。(E) Porphyrin SURGEL 薄膜結(jié)合 aPDT 殺死細(xì)菌。(F) 用于協(xié)同滅菌的基于 MOF/Ag 的混合納米材料。

圖2、用于抗菌作用的生物 MOF。(A) 用于抗菌和傷口愈合應(yīng)用的 GS5-CL-Ag@CD MOF 的制備。 (B) 基于可生物降解纖維素的 HKUST-1/OCB 和 ZIF-8/OCB 的制備，用于染料吸附和抗菌應(yīng)用。

圖3、用于抗菌應(yīng)用的基于 MOF 的膜。(A) 用于抗菌應(yīng)用的 ZIF-8/PDA/PS 復(fù)合膜的合成。 (B) 制備用于抗菌和傷口敷料的 HKUST-CS 薄膜。(C) 合成鋯基 MOF/聚（ε-己內(nèi)酯）混合基質(zhì)膜 (MMM) 作為有效的抗菌劑。 (D) MOF/Poly (ε-己內(nèi)酯) 靜電紡納米纖維膜用于抗菌應(yīng)用。

圖4、MOFs 作為不同抗菌劑的載體。(A) 構(gòu)建具有協(xié)同化療和 PDT 效應(yīng)的 ZIF-8-PAA-MB@AgNPs@Van-PEG 復(fù)合納米材料用于抗菌應(yīng)用。(B) pH 響應(yīng)汽車/Fe3+ MOF 涂層的 MSN 負(fù)載抗生素和 β-內(nèi)酰胺酶抑制劑，以對抗 MRSA。(C) pH/H2O2 響應(yīng)抗菌系統(tǒng)的合成，HAS 涂層的 MnO2 封裝 pMOF 點(diǎn)，并應(yīng)用它來根除細(xì)菌生物膜。 (D) 用基于抗生素的化療和基于 MOF 的 aPDT 對耐藥大腸桿菌進(jìn)行紙基帶酸護(hù)理點(diǎn)檢測和消除目標(biāo)細(xì)菌的說明。(E) 用于封裝 DOX@Fe@ZIF-8 的可生物降解 MOFBOT 的說明。

圖5、MOF 作為納米酶和 MOF 衍生的單原子納米酶用于抗菌應(yīng)用。(A) 用于抗菌應(yīng)用的二維 MOF/GOx 混合納米催化劑的圖示。(B) ZIF-8 衍生的 Zn-N-C 單原子納米酶用于傷口抗菌應(yīng)用。(C) 用于抗菌應(yīng)用的單原子鐵納米催化劑 (SAF NCs)。

圖6、MOFs 在食品包裝中的抗菌應(yīng)用。(A) 與抗菌劑結(jié)合的可生物降解包裝層的抗菌機(jī)制。(B) FeIII-HMOF-5 改性凝膠/chi 薄膜的合成，用于抗菌食品包裝應(yīng)用。

三、全文總結(jié)

抗抗生素，從而加劇了威脅。因此，探索新的抗菌策略對于保護(hù)人類免受細(xì)菌感染具有重要意義且迫在眉睫。納米技術(shù)的發(fā)展為克服目前的抗菌障礙提供了一種替代方法。 MOFs 是一種新興的具有金屬離子和有機(jī)配體的雜化納米材料，具有明顯的物理化學(xué)性質(zhì)，如高表面積、可調(diào)的多孔尺寸和靈活的骨架。MOFs因其高抗菌活性而受到廣泛關(guān)注。此外，良好的生物相容性和生物降解性使 MOF 成為生物應(yīng)用的理想材料。MOFs的容易功能化可以產(chǎn)生許多具有優(yōu)異性能的納米復(fù)合材料，通過協(xié)同作用促進(jìn)抗菌應(yīng)用。MOFs 和 MOF 衍生納米材料的主要抗菌機(jī)制可分為物理接觸、金屬離子和配體殺菌、氧化應(yīng)激、光熱效應(yīng)和協(xié)同效應(yīng)等。大量 MOFs 和 MOF 基材料已被探索作為抗菌生物醫(yī)學(xué)和食品包裝中的藥劑通過多種形式，例如單獨(dú)的 MOF、混合 MOF、MOF 膜、將 MOF 作為抗菌劑遞送載體、納米酶和 MOF 衍生的 SAzyme。盡管在用于抗菌應(yīng)用的基于 MOF 的材料方面已經(jīng)取得了一些令人印象深刻的進(jìn)展，但應(yīng)考慮進(jìn)一步研究的一些挑戰(zhàn)和障礙。

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