纳米技术的最新进展显著改善了药物给药效果，实现了更高的药物装载量、更好的稳定性和可控释放，尤其是对于水溶性有限或释放特性不佳的生物活性化合物。槲皮素（QU）因其广为人知的抗氧化、抗炎和抗癌活性而引起了科学界的极大兴趣（见补充信息中的图S1），包括其对癌细胞生长的抑制作用，以及其在预防和管理心血管疾病和神经退行性疾病等慢性疾病方面的潜在价值[[1], [2], [3]]。槲皮素广泛存在于植物性食物中，如水果、蔬菜、叶子和谷物中，在苹果、洋葱和浆果中尤其丰富[4]。高纯度的槲皮素已被美国食品药品监督管理局（FDA）认定为一般公认安全（GRAS）食品成分，允许在特定类别的食品中使用，每份含量最高可达500毫克[5]。槲皮素也是多种膳食补充剂的常见成分，这些补充剂用于促进整体健康、减肥、健美和增强能量[6,7]。槲皮素的化学结构为3,3′,4′,5,7-五羟黄酮，分子量约为302.24克/摩尔。其典型的3-羟黄酮骨架通过清除多种活性氧（ROS）、活性氮物种（RNS）和活性氯物种（RCS）来增强抗氧化性能，并通过螯合过渡金属离子发挥还原作用。可能提高其吸收效果的策略包括与脂肪餐同服或采用复杂的纳米制剂，如MOFs[8]。槲皮素具有多种生物活性，可用于多种治疗目的。由于具有抗氧化作用，它能有效中和ROS，从而减少氧化应激，降低患心血管疾病和癌症等慢性疾病的风险。其抗炎作用通过抑制关键酶（如COX（环氧化酶）和涉及NF-κB（核因子κB）及MAPKs（丝裂原活化蛋白激酶）等炎症途径来实现。这些特性使槲皮素成为治疗涉及慢性炎症的疾病（如类风湿性关节炎和炎症性肠病）的候选药物。此外，槲皮素具有显著的抗癌潜力，这一点在肿瘤学研究中有充分记录。它还能诱导细胞凋亡、抑制细胞增殖并抑制肿瘤血管生成。槲皮素还能调节PI3K/Akt（磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）、MAPK和Wnt/β-连环蛋白（Wnt信号通路），从而增强肿瘤细胞对程序性细胞死亡的敏感性。尽管槲皮素具有药理活性，但其水溶性较差且口服生物利用度有限，这限制了其在临床应用中的治疗效果[[10], [11], [12]]。因此，已经开发出多种纳米制剂策略来提高槲皮素的稳定性、实现可控释放并促进靶向输送，以最大化治疗效果。脂质体[13]、聚合物纳米颗粒[14]、纳米乳液[15]、水凝胶[16]、碳纳米管[17]、多糖[18]、壳聚糖纳米颗粒[19]、纳米复合材料[20]、胶束[21]、脂质纳米颗粒[22]、树状大分子[23]、纳米胶囊[24]、β-环糊精聚合物[25]和MOFs[[26], [27], [28]]等都是用于提高槲皮素输送效果的纳米制剂方法。其中，金属有机框架（MOFs）因其结构多样性和高药物装载能力而成为有前景的平台，这种能力得益于不同金属节点和有机连接剂的模块化组合，从而实现了可调性质，适用于催化、纳米材料合成、气体储存、抗菌活性尤其是药物输送等应用[[29], [30], [31], [32], [33], [34], [35], [36], [37], [38], [39], [40], [41], [42], [43], [44], [45], [46], [47], [48], [49], [50], [51], [52]]。MOFs特别适合用于槲皮素的输送，因为它们具有高装载能力和在相关生理条件（例如酸性肿瘤微环境）下支持可控的pH响应性释放，这可以增强靶向输送效果并减少全身暴露。有研究表明，UiO-66及其功能类似物表现出优异的药物装载能力和可控的持续释放[53]。在另一项研究中，磁性UiO-66-NH?核壳纳米杂化体结合了MOF的稳定性和可控释放特性，并通过磁靶向将装载了槲皮素的纳米颗粒定位在肿瘤部位，提高了疗效同时减少了脱靶暴露[54]。还有一种研究开发了pH响应性的ZIF-8@QU纳米颗粒，用于抗癌输送，在酸性肿瘤/溶酶体环境中实现释放，提高了抗肿瘤效果并降低了全身毒性[55]。另一项研究中，将槲皮素装载到两种Cu-MOFs中，包括一种氟化类似物，实现了高装载量和pH响应性的持续释放[56]。另一项研究中，用叶酸偶联的壳聚糖改性的MOF-808纳米颗粒实现了通过叶酸受体介导的靶向输送，增强了肿瘤积累，同时提高了稳定性和生物相容性并减少了脱靶效应[57]。
因此，MOFs为提高药物稳定性和扩展控制释放策略提供了多功能平台，不仅适用于槲皮素，也适用于其他治疗剂。具有强效抗菌作用的抗菌剂对于控制感染至关重要，特别是在需要局部释放和减少全身暴露的情况下。左氧氟沙星（Levo，见补充信息中的图S2）具有显著的抗菌效力，广泛应用于多种临床治疗。它是一种氟喹诺酮类抗生素，用于治疗由易感细菌引起的上呼吸道、皮肤及皮肤结构、泌尿道和前列腺感染，以及吸入性炭疽和鼠疫的暴露后治疗。作为一种合成抗生素，它属于第三代氟喹诺酮类抗生素。其结构中的氟原子提高了药物的脂溶性，增强了药物在细菌细胞中的渗透能力。此外，哌嗪基团增强了其与细菌酶的结合能力。左氧氟沙星主要通过抑制细菌DNA旋转酶（拓扑异构酶II）和拓扑异构酶IV来发挥杀菌作用，这两种酶对DNA的超螺旋化、复制和染色体分离至关重要。抑制这些靶点会导致致命的DNA损伤，从而对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌都具有广谱抗菌效果。将左氧氟沙星封装在MOF孔隙中可以在酸性感染相关微环境中实现可控的pH响应性释放[[58], [59], [60], [61], [62], [63]]。Shakir及其同事报告称，Levo@Zn-MOF作为左氧氟沙星的纳米载体，通过控制释放和锌离子的协同作用增强了其抗菌活性，对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌（包括金黄色葡萄球菌（MIC = 64.4 μg/mL）、枯草芽孢杆菌（MIC = 94.97 μg/mL）、大肠杆菌（MIC = 26.0 μg/mL）和铜绿假单胞菌（MIC = 67.48 μg/mL）均有效[64]。一种pH响应性的左氧氟沙星装载MOF设计为在酸性pH下释放药物，使其能够通过靶向输送有效治疗儿童腹部伤口[65]。MOF@Silk复合材料作为高效的左氧氟沙星载体，通过持续释放药物来对抗医院获得性病原体[66]。ZIF-8被应用于隐形眼镜，实现了高抗生素装载量和自我调节的释放，用于眼部感染[67]。一种“无需清洗”的合成方法制备了基于环糊精的MOFs，为封装左氧氟沙素等药物提供了简化的靶向输送方法[68]。基于MOF的黏膜黏附纳米药物能够靶向清除幽门螺杆菌，同时减少炎症并保护肠道菌群[69]。MOF功能化的生物材料用于骨骼修复，实现可控释放，支持愈合同时防止感染[70]。总之，左氧氟沙星是最强大的广谱氟喹诺酮类抗生素之一，广泛应用于各种细菌感染。其极好的广谱抗菌作用和药代动力学特性使其在临床实践中非常受欢迎。然而，其高风险（尤其是对肌腱损伤和神经系统的影响）要求治疗必须谨慎选择患者并密切监测治疗过程。总体而言，这些研究表明MOFs是用于亲水（如槲皮素）和疏水（如左氧氟沙星）治疗剂的多功能载体；不过，结合磁辅助定位和pH响应性可控释放的磁性MOF平台的研究较少。因此，选择MUT-4作为多孔载体，并用Fe?O?磁化，使其在外加磁场下实现磁靶向同时保持可控释放。具体来说，将槲皮素和左氧氟沙星装载到Fe?O?/MUT-4上，形成QU@Fe?O?/MUT-4和Levo@Fe?O?/MUT-4（MUT-4；材料来自德黑兰大学：[Zn?(DBrTPA)?(DABCO).(DMF)?；DABCO（1,4-二氮杂环[2.2.2]辛烷）和DBrTPA（2,5-二溴对苯二甲酸）），以明确货物装载和释放机制及其pH依赖性。这种磁性MOF复合材料还可能具备磁共振成像（MRI）可追踪的功能。这一前景与Fe?O?的结合有关，因为氧化铁纳米结构常用于生成T?/T??对比剂，从而实现非侵入性的载体定位和刺激响应性药物释放的跟踪。
