הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

הכנת הידרוג'לים ממסגרת מתכת-אורגנית-ג'לטין באמצעות קואסרבציה

173 צפיות

⸱

DOI:

10.3791/71045

⸱

31 ביולי 2026

 ,  ,  , 
1Institut Lavoisier de Versailles, UMR CNRS 8180, Université de Versailles St Quentin en Yvelines, Université Paris Saclay

במאמר זה

סיכום

במאמר זה נציג את הכנת הידרוג'לים MOF-ג'לטין הנהנים מתכונות הפיכות תרמו-הפיכות של הג'לטין, הקשורות להפרדת פאזה באמצעות קואצרווציה. קומפוזיטים אלו מציגים עומס MOF גבוה, נקבוביות גבוהה והתפלגות מרחבית טובה של חלקיקי MOF בתוך מטריצת הג'לטין.

תקציר

אסטרטגיה מקורית וניתנת לשחזור מוצגת לסינתזה של קומפוזיטים ירוקים וידידותיים לסביבה של ג'לטין–Zr(IV) Metal-Organic Framework (MOF), ומתוארת שלב אחר שלב לאורך כל המאמר. הגישה מנצלת את האופי התרמו-הפיך של הג'לטין ואת יכולתו לעבור הפרדת פאזה באמצעות קואסרבציה, בשילוב עם היווצרות MOFs מסוג UiO-66 במקום בתנאים מתונים. באמצעות שיטה זו, העבודה הנוכחית מדגימה הכנת ביוננוקומפוזיט המבוסס על ג'לטין ו-UiO-66 MOF היציב כימית Zr4⁺ דיקרבוקסילאט. חשוב לציין כי אסטרטגיה זו יכולה להיות מורחבת למשפחה רחבה יותר של MOFs דיקרבוקסיליאט ופומראט Zr(IV) (MOFs מסוג UiO-66 ו-MOF-801, בהתאמה), שנבחרו כדי לכלול טווח רחב של פונקציונליזציות של איזון הידרופיליות-הידרופוביות ופונקציונליזציות של מקשרים אורגניים. קומפוזיטי הידרוג'ל שנוצרים מציגים תכונות מרכזיות כגון עומסי MOF גבוהים (מעל 50% משקל), נקבוביות נגישה גבוהה, ופיזור הומוגני של ננו-חלקיקי MOF בתוך רשת הג'לטין. תכונות אלו נובעות מהתאימות החזקה בין חלקיקי הג'לטין לננו-חלקיקי MOF, כפי שניתן לראות בטכניקות אפיון מתקדמות משלימות לזה. בזכות התנהגותם המכאנית החזקה בתנאים סביבתיים, ניתן לעבד את הקומפוזיטים בקנה מידה גרמים לצורות מקרוסקופיות שונות, כגון ציפויים או מונוליתים, מה שמאפשר שימוש ביישומים מגוונים, כולל לכידה או המרה קטליטית של מזהמים במים או באוויר בתנאי סביבה.

מבוא

מסגרות מתכת-אורגניות (MOFs) מהוות משפחה של חומרים היברידיים נקבוביים וקריסטליים הבנויים מיוני מתכת המחוברים על ידי ליגנדים אורגניים פולידנטים. בזכות ארכיטקטורות הנקבוביות המוגדרות היטב, שטחי הפנים הפנימיים הגבוהים והפונקציות הכימיות הניתנות לכיוונון, MOFs זכו לתשומת לב מדעית רבה ליישומים מגוונים, כולל אחסון והפרדה של גזים, חישה, קטליזה, ביומדיסיןועוד. למרות הפוטנציאל החזק הזה, מספר מגבלות עדיין מגבילות משמעותית את ההעברה ההיקפית של MOFs ליישום תעשייתי. אחד האתגרים המרכזיים הוא עיצוב חומרים כאלה2. למעשה, סינתזות MOF קונבנציונליות מניבות בדרך כלל אבקות שבירות, שבריריותן הטבועה, יכולת עיבוד לקויה ותכונות טיפול מוגבלות מפריעות קשות לפריסתן המעשית. כדי להתמודד עם בעיות אלו, MOFs עובדו לפלטים, גרגרים, חרוזים, סיבים או ממברנות; עם זאת, הליכי עיצוב כאלה לעיתים גורמים לאובדן חלקי או מלא של נקבוביות נגישה2.

אסטרטגיה נרחבת להתמודדות עם חסרונות אלו כוללת שילוב MOFs עם מטריצות תומכות, במיוחד פולימרים או חומרים מבוססי פחמן כגון ננו-צינורות פחמן, גרפן ותחמוצת גרפן 3,4,5,6. גישה זו הובילה לפיתוח של חומרים מרוכבים רב-תכליתיים המשלבים את היתרונות הפנימיים של MOFs (נקבוביות, גבישיות) עם החוסן המכני והיכולת לעיבוד של חומרי המארח. בנוסף, היברידיזציה יכולה להכניס פונקציות חדשות, כולל יציבות כימית משופרת, מוליכות חשמלית משופרת, או נקבוביות היררכית 3,4,5,6. כתוצאה מכך, חומרים מרוכבים מבוססי MOF נחקרו לעומק לספיגה והפרדה של גזים, טיהור מים, קטליזה ויישומים ביולוגיים 3,4,5,6,7,8. עם זאת, מגבלה חוזרת של קומפוזיטים כאלה היא ההצטברות הבולטת של חלקיקי MOF, שבדרך כלל מיוחסת לתאימות אינטרפלייתית לקויה בין חלקיקי ה-MOF למטריצה התומכת. בעיה זו בולטת במיוחד בחומרים מרוכבים המוכנים על ידי ערבוב פיזי של חלקיקי MOF מסונתזים מראש עם פולימרים או תחמוצת גרפן, והיא מחמירה יותר ויותר בעומסי MOF גבוהים, הנדרשים בדרך כלל לאופטימיזציה של ביצועים 3,4,5,6. כדי להתמודד עם אתגרים אלו, הוצעו אסטרטגיות חלופיות רבות לשיפור הזיקה הפיזיקו-כימית בין MOFs למטריצות פולימריות או מבוססות פחמן, תוך שמירה על נקבוביות MOF. אלה כוללים פונקציונליזציה של חלקיקי MOF על פני השטח, הרכבה קוולנטית של פולימרים על משטחי MOF, גדילה במקום של MOFs בתוך מטריצות פולימרים, התגבשות MOF מונחית פולימר, או שימוש בליגנדים פולימריים לבניית פוליMOFs 3,4,5,6,7,8,9 . למרות ההתקדמות הזו, רבים מחומרים מרוכבי MOF-פולימר עדיין סובלים משטחי פנים מוקטנים עקב חסימת נקבוביות על ידי שרשראות פולימרים ומפיזור MOF לא הומוגני. יתרה מזאת, ההכנה שלהם מתבססת לעיתים קרובות על מסלולים סינתטיים רב-שלביים ודורשים זמן, והשימוש בפולימרים סינתטיים שמקורם בפטרוכימיה מעלה חששות בנוגע לרעילות, קיימות והשפעה סביבתית 3,4,5,6.

מטרת מאמר זה היא לשתף את פרטי הכנת קומפוזיט הידרוג'ל המבוסס על MOF מסוג Zr4⁺ דיקרבוקסילט UiO-66 (UiO = אוניברסיטת אוסלו)10וג'לטין. מערכת זו נבחרת כדוגמה מייצגת להמחשת אסטרטגיה סינתטית כללית שניתן להרחיב למשפחה רחבה יותר של MOFs נקבוביים פוליקרבוקסיליטים, כולל נגזרות UiO-66 פונקציונליות ו-MOF-801(Zr). ג'לטין הוא ביופולימר מבוסס חלבון בשימוש נרחב ביישומים תעשייתיים כגון מיקרואנקפסולציה של תרופות וקוסמטיקה, בשל עלותו הנמוכה, התכלותו, אי-רעילות ומקורו המתחדש. בשנים האחרונות, הידרג'לים של MOF-ג'לטין נחקרו בעיקר ליישומים ביולוגיים כגון הנדסת רקמות, ריפוי פצעים, אספקת תרופות והדמיה ביולוגית 12,13,14,15,16,17. קומפוזיטים אלו הוכנו בדרך כלל על ידי השריית חלקיקי MOF מוכנים מראש לתוך פיגומי ג'לטין פונקציונליים או ג'לים פיזיים של ג'לטין. בעוד שחומרים כאלה מציגים ביצועים ביולוגיים מבטיחים, הם בדרך כלל מכילים תכולת MOF נמוכה מאוד (מתחת ל-10% משקל), מה שמוביל לנקבוביות מוגבלת ובהתאם לכך מגביל את ניצול התכונות הפיזיקוכימיות הקשורות ל-MOF 12,13,14,15,16,17 . המאמר הנוכחי מתאר אסטרטגיה שונה לחלוטין המנצלת את תכונות הג'לטין הפיכות בטמפרטורה וביכולתו לעבור הפרדת פאזהנוזלית-נוזלית 18,19 הקשורה להיווצרות MOFs בטמפרטורת החדר (RT) במקום. בפרוטוקול המתואר במאמר זה, יכוסו שלבים קריטיים בהכנת קומפוזיטים של UiO-66/ג'לטין, כולל הכנת תמיסת הג'לטין, תהליך הקריסטציה של הג'לטין, התגבשות RT של UiO-66 בתוך הג'לטין, ועיצוב הקומפוזיטים המתקבלים. קומפוזיטים כאלה דווחו לאחרונה על ידי חלק מאיתנו כמפתחים סופגים לשימור מורשת תרבותית, אך פרוטוקול הסינתזה שלהם לא תואר בפירוט20. אנו מקווים שהמושגים והמתודולוגיה המוצגים במאמר זה יעודדו את קהילת המחקר לחקור ולפתח קבוצה רחבה יותר של תרכובות MOF-ביופולימר. חומרים אלו מציגים בו-זמנית עומסי MOF גבוהים (מעל 80% משקל), נקבוביות נגישה גבוהה, פיזור הומוגני של חלקיקי MOF בתוך מטריצת הג'לטין, ותכונות הידרופיליות-הידרופוביות ניתנות לכיוונון20. יתרון מרכזי בשימוש בביומאקרומולקולות כמו ג'לטין טמון במורכבות הכימית הפנימית שלהן, רב-תפקודיות וטבען הפוליאלקטרוליטי, שאין להן מקבילים סינתטיים ישירים. שילוב ייחודי זה מאפשר אינטגרציה יעילה של MOFs הידרופיליים והידרופוביים בתוך מטריצה ביופולימית מסיסה במים.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

1. הכנת תמיסות ג'לטין

  1. השתמש בג'לטין מסחרי המופק מעור חזיר (סוג A), עם Bloom של 175 גרם, משקל מולקולרי ממוצע של כ-40,000 גרם·מול⁻1, ונקודה איזואלקטרית (IEP) של 8.
  2. הכינו ג'ל ג'לטין מימי בריכוז 10% משקל על ידי נפיחת גרגרי הג'לטין במים אולטרה-טהורים למשך מינימום של 3 שעות בטמפרטורה של 5 מעלות צלזיוס.
  3. לאחר מכן, הכינו תמיסת ג'לטין מימי על ידי חימום ג'ל הג'לטין בטמפרטורה של 50 מעלות צלזיוס. ערבבו את תמיסת הג'לטין בעזרת ערבוב מגנטי למשך 30 דקות ב-300 סל"ד. לאחר שמתקבלת תמיסת ג'לטין שקופה, שמרו על טמפרטורה של 50°C (איור 1).

figure-protocol-1
איור 1: צילום של תמיסת ג'לטין מימי בריכוז של 10% משקל. אנא לחצו כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של האיור.

2. סינתזה של קומפוזיט הידרוג'ל UiO-66-ג'לטין

  1. סינתזה של אשכול אוקסו [Zr6O4(OH)4(OAc)12] (OAc = אצטט)
    1. בבקבוקון סינטילציה של 20 מ"ל, יש להוסיף 71 מיקרוליטר מתמיסת פרופוקסיד זירקוניום 70% ב-1-פרופנול [Zr(OPrⁿ)₄] (0.0519 גרם, 0.158 מ"מ) ל-7 מ"ל דימתילפורמיד (DMF) ו-4 מ"ל חומצה אצטית (4.196 גרם, 70 מ"מ) (איור 2A).
    2. חממו את התערובת המתקבלת בבלוק אלומיניום על לוח חם בטמפרטורה של 130 מעלות צלזיוס למשך שעתיים, במהלכם נצפית שינוי צבע ברור מצבע חסר צבע לצהוב (איור 2B).
    3. תשאיר את הפתרון להתקרר ב-RT.
  2. סינתזה במקום של UiO-66(Zr) בנוכחות ג'לטין קואסרווט
    1. מערבבים 11 מ"ל של תמיסת {Zr₆} אוקסו-אשכול (0.158 מ"מ) שהתקבלה בשלב 2.1 עם 0.5 מ"מול (84 מ"ג) של 1,4-בנזן דיקרבוקסילי (1,4-bdc) מקשר אורגני.
    2. ערבבו את התערובת במשך 15 דקות עד שמתקבלת פיזור הומוגני.
    3. לאחר מכן, הוסיפו 2 מ"ל מתמיסת ג'לטין של 10% משקל, שהוכנה במשימה 1 בטמפרטורה של 50 מעלות צלזיוס, לתמיסה זו. (איור 3).
    4. ערבבו את התערובת ב-RT במשך 10 דקות, ואז מוסיפים 2 מ"ל אתנול. התמיסה הופכת לקרירה ולבנה.
    5. ערבבו את התערובת המתקבלת ב-RT (20 מעלות צלזיוס) למשך 24 שעות. הפרדת שלב נוזל-נוזל מתרחשת בהדרגה עם הזמן.
      הערה: מיד לאחר הוספת האתנול, התמיסה הראשונית לבנה ועכורה (איור 4A) ומתפתחת עם הזמן לדגימה דו-פאזית מקרוסקופית המורכבת מתמיסה מדוללת של ג'לטין הצפה מעל פאזה לבנה וצמיגה צפופה יותר (איור 4B–F).
    6. להפרדת פאזה מלאה, הוסף 10 מ"ל אתנול לתערובת זו. לאחר ערבוב התמיסה, יש להוציא את הפאזה הצמיגית מתמיסת הסופרנטנט כדי לקבל את קומפוזיט ההידרוג'ל (איור 5).
    7. יש להשאיר את הקומפוזיט הזה להתייבש בטמפרטורת החדר ולאפיין אותו עוד על ידי שילוב דיפרקציית קרני רנטגן אבקתית (PXRD), ניתוח תרמוגרבימטרי, ספקטרוסקופיית אינפרא-אדום בטרנספורם פורייה (FT-IR), פורוסימטרייתN2 , מיקרוסקופיית אלקטרונים סריקה ושידור (SEM ו-TEM), תהודה מגנטית גרעינית במצב מוצק (NMR) וספקטרוסקופיית פליטת אטומים פלזמה מקושרת אינדוקטיבית (ICP-AES) כפי שדווח קודםלכן 20 (איור 6).
  3. עיצוב UiO-66(Zr) /ג'לטין למונוליתים
    1. חממו את השלב הצמיגי שהושג בשלב 2.2.6, יחד עם הסופרנטנט שלו, בטמפרטורה של 70 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות, ואחר כך בטמפרטורה של 90 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות.
      הערה: טיפול זה נועד להפוך את ההידרוג'ל של MOF-ג'לטין לתערובת נוזלית הומוגנית וצמיגית שניתן לשפוך בקלות לתבנית.
    2. לאחר מכן, שפוך את ההידרוג'ל ללא תמיסת העל-טבעית לתוך התבנית שמתרמלת בטמפרטורה של 70 מעלות צלזיוס.
    3. צור מונולית על ידי קירור ב-RT למשך 15 דקות, ואז שמור על 2 מעלות צלזיוס ליום אחד (איור 7).

figure-protocol-2
איור 2: תמונות של תמיסה המכילה 71 מיקרוליטר של תמיסת פרופרוקסיד זירקוניום 70% ב-1-פרופנול [Zr(OPrⁿ)₄] (0.0519 גרם, 0.158 מ"מ), 7 מ"ל DMF, ו-4 מ"ל חומצה אצטית. (A) לפני ו-(B) לאחר חימום ב-130°C למשך 2 שעות. אנא לחצו כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של האיור.

figure-protocol-3
איור 3: צילום של הדגימה שהתקבלה לאחר ערבוב של 11 מ"ל של אשכול האוקסו [Zr6O4(OH)4(OAc)12] (0.158 מ"מול), מקשר 1,4-bdc (0.5 מ"מ), ו-2 מ"ל של תמיסת הג'לטין המימי עם 10 אחוז משקל ב-RT. אנא לחצו כאן לצפייה בגרסה מוגדלת של איור זה.

figure-protocol-4
איור 4: תמונות של דגימות המכילות את אשכול האוקסו [Zr6O4(OH)4(OAc)12], מקשר 1,4-bdc, ותמיסת ג'לטין מימי במשקל 10% ב-RT לאחר הוספת 2 מ"ל אתנול. התמונות מראות את הפרדת השלב הנוזלי-נוזלי ההדרגתי של הג'לטין בעת יישנות הדגימות בזמנים שונים: (A) 0 דקות, (B) 15 דקות, (C) 1 שעה, (D) 2 שעות, (E)18 שעות, (F) 24 שעות. במקביל, התגובה בין אשכול האוקסו [Zr6O4(OH)4(OAc)12] לבין קישור 1,4-bdc הביאה להיווצרות ננו-חלקיקי UiO-66(Zr). אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

figure-protocol-5
איור 5: תמונות של דגימות המכילות ג'לטין ו-UiO-66(Zr). (A–D) לפני (A,C) ואחרי (B,D) מוסיפים 10 מ"ל אתנול. התמיסה בתחילה לבנה ועכורה (A,C) הופכת לדגימות דו-פאזיות מקרוסקופיות המכילות תמיסת ג'לטין מדוללת והידרוג'ל צמיגי (B,D). אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

figure-protocol-6
איור 6: אפיון של UiO-66/הידרוג'ל ג'לטין. (א) דפוס PXRD ניסיוני של UiO-66/ג'לטין בהשוואה לדפוס המחושב של UiO-66. (B) N2 פורוסימטריה (ספיחה, סמלים ממולואים; דה-ספיחה, סמלים ריקים) של UiO-66/ג'לטין בהשוואה לננו-חלקיקי UiO-66 טהורים ב-77 K (p°=1 אטמוספיר). (C) תמונת TEM של פרוסה אולטרה-מיקרוטומית בגודל 80 ננומטר של הידרוג'ל UiO-66/ג'לטין. (D) תמונות SEM של ההידרוג'ל UiO-66/ג'לטין לאחר שטיפה במים. איור זה הודפס מחדש (הותאם) באישור ביסוואס ואחרים. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

figure-protocol-7
איור 7: צילום של קומפוזיט מעוצב של UiO-66/ג'לטין. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

קומפוזיט ההידרוגל UiO-66(Zr)/ג'לטין סונתז על ידי חיבור קואסרבציה פשוטה של ג'לטין עם יצירת ננו-חלקיקי UiO-66(Zr) במקום . הפרוטוקול הסינתטי חזר על עצמו מספר פעמים כדי להבטיח עמידות, והניב תוצאות שחזרות באופן עקבי (כלומר, מאפיינים מבניים ופיזיקוכימיים של החומרים המורכבים) בתנאים ניסיוניים זהים. ננו-חלקיקי UiO-66(Zr) הוכנו ב-RT לפי פרוטוקול דו-שלבי שדווח בעבר, הכולל סינתזה של בלוק הבניין של האצטט {Zr₆} ואחריה החלפת הליגנדים האצטטים במקשר 1,4-bdc21.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

קומפוזיטים המשלבים ג'לטין עם חומרים אנאורגניים כגון תחמוצות מתכת, הידרוקסיאפטיט והידרוקסידסים כפולים שכבתיים זכו לעניין רב בזכות יכולתם לשלב את הביוקומפיציה והעיבוד של ג'לטין עם התכונות הפונקציונליות של פאזות אנאורגניות24,25. ג'לטין מספק מטריצה אורגנית רב-שימושית שניתן לעצב, לקשר ולעבד בקלות במדיה מימית, בעוד שרכיבים אנאורגניים מעניקים חיזוק מכני, יציבות תרמית ופונקציות פיזיקוכימיות ספציפיות24,25

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

למחברים אין מה לחשוף.

תודות

SB ו-NS מכירות בתמיכה הכספית מתוכנית Horizon 2020 של האיחוד האירופי (פרויקט Nemosine, הסכם מענק N°760801). SB ו-NS מכירים בתמיכה הכספית מ-ANR-11-LABEX-0039 (קסם LabEx). IM ו-NS מכירים בתמיכה הכספית מבית הספר האוניברסיטאי למחקר PSGS-HCH Humanités, Création, Patrimoine, Investissement d'Avenir ANR-17-EURE-0021 – קרן מדעי הפטרימואן. NNG ו-NS מכירים בתמיכה הכספית מסוכנות המחקר הלאומית הצרפתית דרך מענק דומינו מס' ANR-22-CE08-0007.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
1,4 בנזן דו-קרבוקסילי חומצה Acros Organics.180720010
70% זירקוניום פרופוקסיד [Zr(OPrn)4] תמיסה ב-1-פרופנול Sigma-Aldrich333972-100ML
חומצה אצטית Carlo Erba524520
ספקטרומטר אווונס-NEOBrukerNMR
דימתיל פורמאמיד Carlo Erba528221
אתנול Carlo Erba528131
ג'לטיןSigma-AldrichG2625-100G
ספקטרופוטומטר Magna 550 NicoletNicoletסדרת 550FTIR
מיקרוסקופ אלקטרונים סורקJeol JSM-7001FSEM
מנתח תרמוגרבימטרימודל Perkin Elmer SDA 6000
מיקרוסקופ אלקטרונים טרנסמיסיוניJeol 2100F TEM
דיפרקטומטר X’Pert MDPSiemensD5000  XRD

מקורות

  1. Behera, N., Duan, J., Jin, W., Kitagawa, S. The chemistry and applications of flexible porous coordination polymers. EnergyChem. 3, 100067(2021).
  2. Liu, X. -M., Xie, L. -H., Wu, Y. Recent advances in the shaping of metal–organic frameworks. Inorg Chem Front. 7 (15), 2840-2866 (2020).
  3. Schmidt, B. V. K. J. Metal-organic frameworks in polymer science: polymerization catalysis, polymerization environment, and hybrid materials. Macromol Rapid Commun. 41 (1), 1900333(2020).
  4. Ma, K., et al. Fiber composites of metal–organic frameworks. Chem Mater. 32 (17), 7120-7140 (2020).
  5. Kalaj, M., et al. MOF-polymer hybrid materials: from simple composites to tailored architectures. Chem Rev. 120 (16), 8267-8302 (2020).
  6. Dassouki, K., Dasgupta, S., Dumas, E., Steunou, N. Interfacing metal organic frameworks with polymers or carbon-based materials: from simple to hierarchical porous and nanostructured composites. Chem Sci. 14, 12898-12925 (2023).
  7. Sun, Z., et al. Nanoscale MOFs in nanomedicine applications: from drug delivery to therapeutic agents. J Mater Chem B. 11, 3273-3294 (2023).
  8. Cheng, Y., Datta, S. J., Zhou, S., Jia, J., Shekhah, O., et al. Advances in metal-organic frameworks-based membranes. Chem Soc Rev. 51, 8300-8350 (2022).
  9. Mondal, P., Sensharma, D., Cohen, S. M. Tailoring polymer-metal-organic frameworks (polyMOFs) using telechelic poly(octenamer)s. Chem Sci. 16, 21842-21851 (2025).
  10. Cavka, J. H., et al. A new zirconium inorganic building brick forming metal organic frameworks with exceptional stability. J Am Chem Soc. 130, 13850-13851 (2008).
  11. Jonker, A. M., Löwik, D. W. P. M., Van Hest, J. C. M. Peptide-and protein-based hydrogels. Chem Mater. 24, 759-773 (2012).
  12. Deng, Z., et al. Injectable biomimetic hydrogels encapsulating gold/metal–organic frameworks nanocomposites for enhanced antibacterial and wound healing activity under visible light actuation. Chem Eng J. 420, 129668(2021).
  13. Hsieh, C. T., Ariga, K., Shrestha, L. K., Hsu, S. H. Development of MOF reinforcement for structural stability and toughness enhancement of biodegradable bioinks. Biomacromolecules. 22, 1053-1064 (2021).
  14. Jiang, Y., et al. Bioinspired adhesive and tumor microenvironment responsive nanoMOFs assembled 3D-printed scaffold for anti-tumor therapy and bone regeneration. Nano Today. 39, 101182(2021).
  15. Li, J., et al. Cobalt-based metal–organic framework as a dual cooperative controllable release system for accelerating diabetic wound healing. Nano Res. 13, 2268-2279 (2020).
  16. Sun, Y., et al. Tunable and controlled release of cobalt ions from metal-organic framework hydrogel nanocomposites enhances bone regeneration. ACS Appl Mater Interfaces. 13, 59051-59066 (2021).
  17. Tang, L., et al. Mechanically strong metal–organic framework nanoparticle-based double network hydrogels for fluorescence imaging. ACS Appl Nano Mater. 5, 1348-1355 (2022).
  18. Veis, A., Aranyi, C. Phase separation in polyelectrolyte systems. I. complex coacervates of gelatin. J Phys Chem. 64, 1203-1210 (1960).
  19. Carn, F., Steunou, N., Djabourov, M., Coradin, T., Ribot, F., et al. First example of biopolymer-polyoxometalate complex coacervation in gelatin mixtures. Soft Matter. 4, 735-738 (2008).
  20. Biswas, S., et al. Engineering of metal–organic frameworks/gelatin hydrogel composites mediated by the coacervation process for the capture of acetic acid. Chem Mater. 34, 9760-9774 (2022).
  21. DeStefano, M. R., Islamoglu, T., Garibay, S. J., Hupp, J. T., Farha, O. K. Room-temperature synthesis of UiO-66 and thermal modulation of densities of defect sites. Chem Mater. 29, 1357-1361 (2017).
  22. Khan, S. A., Schneider, M. Improvement of nanoprecipitation technique for preparation of gelatin nanoparticles and potential macromolecular drug loading. Macromol Biosci. 13, 455-463 (2013).
  23. Joly-Duhamel, C., Hellio, D., Djabourov, M. All gelatin networks: 1. biodiversity and physical chemistry. Langmuir. 18, 7208-7217 (2002).
  24. Utech, S., Boccaccini, A. R. A review of hydrogel-based composites for biomedical applications: enhancement of hydrogel properties by addition of rigid inorganic fillers. J Mater Sci. 51, 271-310 (2016).
  25. Steunou, N. Interfacing Gelatin with (Hydr)oxides and Metal Nanoparticles: Design of Advanced Hybrid Materials for Biomedical Engineering Applications. Advanced Materials Interfaces. , John Wiley & Sons. Hoboken, NJ, USA. (2016).
  26. Carn, F., et al. Assembling vanadium(V) oxide and gelatin into novel bionanocomposites with unexpected rubber-like properties. Chem Mater. 22, 398-408 (2010).
  27. Christodoulou, J., et al. Screening of aluminium based MOFs for effective in situ immobilization of biomolecules. Inorg Chem. 64, 2545-2553 (2025).
  28. Zhao, H., et al. Hierarchical superparamagnetic metal-organic framework nanovectors as anti-inflammatory nanomedicines. J Mater Chem B. 11, 3195-3211 (2023).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

כימיהגיליון 233גיליון 233החודש ב-JoVEגיליוןמסגרות מתכת-אורגניותביו-ננו-קומפוזיטיםעיצוב
הכנת הידרוג'לים ממסגרת מתכת-אורגנית-ג'לטין באמצעות קואסרבציה
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.