一、文章概述

共价有机骨架 (COF) 作为一种多孔结晶共价有机聚合物，由共价连接和周期性排列的有机分子构成。它们的精确组装、明确定义的配位网络和可调节的孔隙率赋予 COF 多种特性，例如低密度、高结晶度、多孔结构、大比表面积以及可在分子上进行调节的多功能功能和活性位点等。这些独特的性质使它们成为生物医学应用的绝佳候选材料，可以用于药物输送、诊断成像和疾病治疗等领域，COF中的组分、尺寸和负载的客体分子对其在各种应用中的性能有很大影响。在这篇综述中，我们首先介绍了尺寸、构建块和合成条件对化学稳定性、孔结构以及与 COF 客体分子的化学相互作用的影响；然后，总结了COFs在癌症诊断和治疗中的应用；最后，指出了COFs在癌症治疗中的一些挑战，并提出了未来需要解决的问题。

二、图文导读

图1 .COFs材料分类。

图2 .具有不同化学稳定性的 COF材料。（a）二元、三元和四元COF的构建及其堆叠模式。（b）刚性和弯曲HBC节点的示意图及其在硼酸酯 COF 中的结合以获得具有波浪及互补结构的Marta-COF-1，该结构引导COF层的堆叠。（c）无烷基的普通骨架，暴露于恶劣环境后结构会坍塌，而具有烷基的疏水骨架，由于疏水基团的保护，该结构可以承受恶劣的环境。

图3 .（a）具有不同的孔结构的COFs和与客体分子的化学相互作用。Ⅰ由未修饰的边缘构建的互穿微孔框架；Ⅱ由部分装饰的边缘构成的非互穿介孔框架，其中在去除客体分子后会发生孔隙收缩或塌陷；Ⅲ由高度装饰的边缘创建的非互穿介孔框架，其中在去除客体分子后可以完全保持孔隙。（b）NUS-30 从块状层状粉末到超薄二维纳米片的变温气体剥离示意图。（c）Ⅰ双重互通的PTS网络；Ⅱ从A轴看空间填充模型；Ⅲ从 C 轴看空间填充模型。

图4.用于药物递送的 COF。（a）载药F68@SS-COFs的制备及其细胞内GSH响应性药物释放的示意图。（b）载药F68@SS-COFs的制备及其细胞内GSH响应性药物释放的作用机理图。（c） 纳米复合材料制备及体内癌症治疗过程的示意图。

图5. 用于搭载PDT的COF材料。（a）制备工艺（Ⅰ）和ICG@COF-1@PDA纳米片的光免疫治疗活性（Ⅱ）。（b）COF -PEG纳米点的制备过程。（c）2D CON 制备和体内癌症治疗的示意图。（d）图解说明THPPpf-PEG的合成路线和PFCE负载。

图6 COF 光疗示意图。

图7.用于成像和诊断的COF。（a）基于p-COF的适配体传感器用于检测EGFR或MCF-7细胞的示意图，包括1）p-COF的制备；2）适配体链的固定；以及3）EGFR或MCF-7的检测细胞。（b）ⅠFA-Pd NPs/CMC-COF-LZU1 的合成过程示意图；Ⅱ用于癌细胞成像的双功能 FA-Pd NPs/CMC-COF-LZU1 的示意图。（c）ⅠCOF纳米平台 UCCOFs-1 的设计和合成示意图；ⅡNIR 激发的原位自报告 PDT 过程的示意图。

三、全文总结

在这篇综述中，我们概述了最近COF材料应用于癌症诊断和治疗方面的突破。鉴于其多功能性和理化性质，COFs 在癌症诊断和治疗中显示出独特的优势，尤其是在药物递送、光疗（包括 PDT 和 PTT）、生物传感和生物成像方面。凭借其高表面积和多孔性质，COF在将抗肿瘤药物输送到所需位置也显示出独特的优势。对于PDT和PTT，COFs不仅可以作为 PSs 或 PTAs 的载体，而且由于其高光吸收截面、π共轭和多功能结构，还可以作为 PSs 或 PTAs的光敏基团。COFs可以有效避免π-π堆积引起的PSs的湮灭，具有良好的热稳定性、高接触面积和光利用率。这些特性还有助于 COF 在生物成像和诊断以及成像引导治疗中发挥作用。总而言之，与其他多孔纳米材料相比，纳米级 COFs 在癌症诊断和治疗领域表现出独特的优势。与其它大多数多孔纳米材料仅作为药物递送的非活性载体并仅通过合成后功能化实现其他功能不同，COF本身固有的电、磁和光学特性可直接用于治疗目的，药物递送及其他治疗方式（包括光疗和免疫治疗）的协同作用，这可以解决癌症治疗的许多挑战，包括早期诊断困难、耐药性、复发和转移。

文章链接：

https://doi.org/10.1007/s40820-021-00696-2

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