近日，杭州师范大学材料与化学化工学院刘俊秋教授团队在Nano Today （IF: 16.907）发表了金属-有机框架结构（MOF）发展生物实体保护技术的最新研究进展“Metal-organic frameworks (MOFs) for biopreservation: From biomacromolecules, living organisms to biological devices”。

   一直以来，由于生物实体（如生物大分子、微生物、细胞及生物器件等）结构脆弱、可操作pH范围窄、及环境不耐受等问题，极大地制约了其在基础研究、疾病诊断、生物应用等领域的推广与应用。与传统的生物实体保护技术相比，MOF保护技术具有操作简便、适用范围广、保护效果佳及可完全生物复性等优势。尽管仍处于萌芽阶段，MOF用于生物实体保护技术的研究工作已经如雨后春笋般发展起来。然而到目前为止，MOF结构用于生物实体保护的综合报道仅集中在MOF/生物分子作用界面的认识、或高效酶封装用于生物催化等方面的进展，鲜有报道能够系统性地总结和探讨MOF保护技术用于广泛生物实体结构。

基于以上分析，研究团队首先详细探讨了两类构建MOF生物保护技术的策略：合成后渗透法和一步封装法，并客观分析了各自的适用对象及在封装效果、稳定性等方面的优劣势。此外，研究团队全面整理了MOF结构用于生物大分子（单酶工厂、级联酶反应器、生物药剂、临床体液等）保护，生命体（病毒、细菌、真菌等）保存与功能恢复，及生物微纳器件（生物图案、蛋白质芯片等）的常规储存与可控复性等方面的最新进展。尽管在非常苛刻的条件下（高温、紫外线、有机溶剂、强酸碱、酶攻击等），MOF保护的生物实体仍能够展现出与新鲜生物实体可比拟的结构相似性和生物活性。

      由此可见，MOF结构已经发展成为可高效封装并保护各类生物实体的万能平台，而且该技术已经在酶工业生产、及不依赖“冷链”的生物运输与储存等方面取得了巨大的成功。我们有理由相信MOF生物保护技术有望对解决生物技术和生物医学领域的挑战带来新的“技术革新”。

材化学院青年教师孙鸿程博士为论文第一作者，孙鸿程博士、刘俊秋教授为共同通讯作者，杭州师范大学为唯一通讯单位。此项工作得到了国家自然科学基金委和科技部的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.nantod.2020.100985