金属有机框架（Metal-organic frameworks, MOFs）作为一类独特的多孔复合材料，通过共轭芳香族化合物有机连接金属离子或团簇自组装形成，巧妙融合了无机材料的刚性与有机材料的柔韧性及功能性。石墨烯等传统纳米材料能够通过疏水作用和π-π堆叠，吸附荧光基团标记的单链DNA（Single-stranded DNA, ssDNA），并产生基于荧光共振能量转移的荧光淬灭。
1.本文聚焦于这5种MOFs材料的荧光性能探索，通过系统性地比较它们的荧光淬灭-恢复能力，深入剖析了荧光淬灭的机制与来源；
2.不仅为理解MOFs材料的荧光行为提供了新视角，还在为荧光生物传感器的创新设计与开发奠定坚实的实验基础与理论支持。
1.1 主要仪器与试剂
1.2 实验方法
1.2.1 化合物合成
1.2.2 MOFs材料的荧光淬灭-恢复实验
上述合成的5种MOFs材料（ZIF-8、MIL-101(Fe)、MIL-101(Cr)、UIO-66、2D-pMOFs）的工作浓度均为0.2 mg/mL。将5种MOFs材料分别与20 μmol/L的FP探针在PBS缓冲液（0.01 mol/L, pH 7.5）中于室温混合20 min，测定荧光淬灭强度；将MOFs材料-FP探针复合溶液与40 μmol/L的cDNA混合，并在室温下振荡20 min，并测定荧光恢复强度。将荧光分光光度计的参数设置为激发波长485 nm、发射起始波长510 nm、发射终止波长600 nm、激发带宽10 nm、发射带宽10 nm及增益850 V。2.1 MOFs材料合成及表征研究
我们首先完成了ZIF-8、MIL-101(Fe)、MIL-101(Cr)、UIO-66及2D-pMOFs这5种MOFs材料的化学合成，并采用扫描电子显微镜（Scanning electron microscope, SEM）进行了形貌表征与分析。如图2所示。
2.2 MOF材料的荧光淬灭-恢复效率研究
本研究系统地探索了ZIF-8、MIL-101(Fe)、MIL-101(Cr)、UIO-66、2D-pMOFs 5种MOFs材料与FP探针的相互作用机制。首先，将这些MOFs材料分别与FP进行孵育处理，随后通过光谱分析，得到了荧光淬灭曲线。为了评估MOFs在cDNA存在下的响应能力，我们将上述MOFs-FP复合物与cDNA震荡混匀，紧接着测定了相应的荧光恢复曲线（图3a~3e）。
值得注意的是，UIO-66与2D-pMOFs不仅表现出了较强的荧光淬灭效应，还在cDNA存在下展现出了明显的荧光恢复活性，这一特性在生物传感和分子识别领域具有潜在的应用价值。为了量化评估材料的荧光调控效率，我们计算了每种材料的△F值（△F定义为F恢复与F淬灭之差，F代表荧光强度值），如图4所示。
本文采用溶剂热合成技术，成功制备了包括ZIF-8、MIL-101(Fe)、MIL-101(Cr)、UIO-66以及2D-pMOFs在内的5种MOFs材料，并系统性地评估了它们的荧光淬灭-恢复性能。实验结果显示，ZIF-8、MIL-101(Fe)与MIL-101(Cr) 3者几乎未展现出显著的荧光淬灭-恢复活性，而2D-pMOFs则表现出一定程度的荧光调控能力。尤为突出的是，UIO-66材料在荧光淬灭-恢复效率方面表现出最为优异的性能。深入探究发现UIO-66的卓越荧光淬灭特性可归因于其化学结构中Zr4+所介导的PET效应。同时，其荧光恢复能力则与材料本身的多孔性结构密切相关，该结构为DNA分子的有效吸附与解吸提供了必要的空间与界面作用，从而实现了对探针荧光强度的动态调控。因此，UIO-66材料通过其对DNA的特异性吸附与解吸过程，实现了荧光信号的淬灭与恢复，展现出了在分子识别与传感领域的巨大潜力。2024.0407多种金属有机框架材料的荧光淬灭￣恢复性能研究.pdf
