氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒、其制备方法及应用。本发明专利技术制得的抗菌金纳米颗粒具有优异的抗菌性，可对抗多药耐药菌；生物相容性好，将对人体细胞毒性小。可用于临床伤口处理，手术防止器官粘连，美容，治疗烧伤、烫伤、褥疮感染等各种创伤感染，是一种极为优良的医用抗菌材料。

Antibacterial Gold Nanoparticles Modified by Amino Sugar, Its Preparation Method and Application

The invention provides an aminosaccharide modified antimicrobial gold nanoparticle, a preparation method and application thereof. The antimicrobial gold nanoparticles prepared by the invention have excellent antimicrobial property, can resist multi-drug resistant bacteria, good biocompatibility and little toxicity to human cells. It can be used for clinical wound treatment, operation to prevent organ adhesion, cosmetology, treatment of burns, scalds, bedsore infections and other traumatic infections. It is an excellent medical antimicrobial material.

【技术实现步骤摘要】
氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒、其制备方法及应用
本专利技术属于纳米材料领域，具体涉及一种氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒及其制备方法和应用。
技术介绍
抗生素的广泛使用和滥用导致多数抗菌药物对细菌没有抑制作用，使细菌产生耐药性。随着细菌感染性疾病的爆发和对抗生素产生抗性的细菌的兴起，迫切需要发现新的抗菌素。近年来，由于纳米尺寸的纳米材料的高表面积与体积比和新的物理和化学性质，抗菌纳米材料已成为传统小分子的抗生素的有希望的替代者。多种纳米材料，如银，铜，壳聚糖，氧化铁，氧化锌，碲等纳米颗粒，和石墨烯具有抗菌活性。然而，由于高毒性，复杂的修饰或较差的选择性，它们中的大多数不是理想的纳米抗生素。已经报道过的用作抗菌材料金纳米颗粒比较容易通过硫醇，胺和膦的修饰。例如，万古霉素修饰的金纳米颗粒可以增强万古霉素的抗菌活性。一系列小分子修饰的金纳米颗粒可以对抗多药耐药细菌(MDR)细菌感染。使用的小分子，4,6-二氨基-2-嘧啶硫醇(DAPT)本身没有抗细菌活性。当我们用它来修饰金纳米颗粒时，这种纳米颗粒可以抵抗革兰氏阴性细菌，包括抗生素敏感型和MDR型。此外，在金纳米颗粒上修饰非抗菌药物和嘧啶硫醇或直接修饰N-杂环分子，实现广谱抗菌金纳米颗粒。其可以抑制革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌，包括超级细菌。革兰氏阳性病原菌是住院患者血液和其他感染的常见原因，严重威胁生命安全。例如，最近MDR金黄色葡萄球菌是医院获得性感染的主要细菌类型，并引起世界范围的大范围感染和出现较高发病率。广谱抗菌材料可导致肠道微生物群的严重损伤，出现菌群失调现象。这样的菌群失调可能使得未受破坏的菌群中的微生物竞争而使细菌过度生长。因此，迫切需要开发用于精确靶向和预防革兰氏阳性感染的替代性抗菌材料。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种具有抗菌效果的氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒，及其的制备方法和应用。在阐述本专利技术的技术方案之前，定义本文中所使用的术语如下：术语“Tween80”是指：聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯；术语“GluN”是指：D-葡糖胺；术语“GalN”是指：D-半乳糖胺；术语“ManN”是指：D-甘露糖胺；术语“MRSA”是指：耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。为实现上述目的，本专利技术的第一方面提供了一种氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒，所述抗菌金纳米颗粒包括：单组份或多组分氨基糖；和金纳米颗粒；其中，所述氨基糖优选选自以下一种或多种：D-葡糖胺，D-半乳糖胺，和D-甘露糖胺。根据本专利技术第一方面的抗菌金纳米颗粒，其中，所述抗菌金纳米颗粒的平均粒径为1～50nm，优选为2～10nm。本专利技术的第二方面提供了第一方面所述的抗菌金纳米颗粒的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将氨基糖溶于去离子水得到氨基糖溶液，向溶液中加入三乙胺和Tween80混合均匀；(2)向(1)所得溶液中加入HAuCl4溶液，冰水浴搅拌；(3)剧烈搅拌下向(2)所得溶液中滴加NaBH4溶液，冰水浴低速搅拌；(4)去离子水透析(3)所得溶液，过滤并灭菌，得到所述抗菌金纳米颗粒，并储存在4℃。根据本专利技术第二方面的制备方法，其中，所述步骤(1)中，所述氨基糖溶液的浓度为0.01～0.20mol/L，优选为0.05～0.10mol/L，最优选为0.07mol/L；所述三乙胺与氨基糖溶液的体积比为1:100～1:200，优选为1:100～1:150，最优选为1:120；所述Tween80与所述氨基糖的摩尔比为1:1～1:10，优选为1:1～1:5，最优选为1:1～1:2.8。根据本专利技术第二方面的制备方法，其中，所述步骤(2)中，所述HAuCl4溶液的浓度为0.05～0.5mol/L，优选为0.05～0.2mol/L，最优选为0.1mol/L；所述搅拌时间为1～20分钟，优选为5～15分钟，最优选为10分钟。根据本专利技术第二方面的制备方法，其中，所述步骤(3)中，所述NaBH4溶液的浓度为0.01～0.20mol/L，优选为0.02～0.10mol/L，最优选为0.075mol/L；所述剧烈搅拌速度为1000～2000rpm，优选为1000～1500rpm，最优选为1200rpm；所述冰水浴搅拌时间为0.5～3小时，优选为0.5～2小时，最优选为1小时。根据本专利技术第二方面的制备方法，其中，所述步骤(4)中，所述透析截止值为10～20kDaMW，优选为10～15kDaMW，最优选为14kDaMW；所述透析时间为10～48小时，优选为20～30小时，最优选为24小时。根据本专利技术第二方面的制备方法，其中，所述步骤(4)中，所述灭菌方法为过滤灭菌；优选地，所述灭菌方法使用0.1-0.25μm最优选0.22μm的滤膜过滤灭菌。本专利技术的第三方面提供了根据第一方面所述的抗菌金纳米颗粒或按照第二方面所述的方法制备的抗菌金纳米颗粒在制备用于治疗多药耐药菌的药物或产品中的应用。优选地，所述多药耐药菌选自以下一种或多种：耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，表皮葡萄球菌，枯草芽孢杆菌，单核细胞增生李斯特菌，屎肠球菌和金黄色葡萄球菌。本专利技术的第四方面提供了根据第一方面所述的抗菌金纳米颗粒或按照第二方面所述的方法制备的抗菌金纳米颗粒在制备用于治疗临床伤口处理、手术防止器官粘连、美容、治疗烧伤、烫伤和/或褥疮感染的药物或产品中的应用。本专利技术的目的在于合成抗菌金纳米颗粒，可以选择性和有效地针对革兰氏阳性菌和MDR菌株，以避免对革兰氏阴性等益生菌的误杀。我们筛选的氨基糖有D-葡糖胺(D-glucosamine,GluN)，D-半乳糖胺(D-galactosamine,GalN)或D-甘露糖胺(D-mannosamine,ManN)作为修饰分子来研究合成抗菌金纳米颗粒，由于氨基糖是细菌肽聚糖层的主要组分。氨基糖修饰的AuNP可以通过肽聚糖层并干扰细胞壁的合成从而使细菌死亡。与革兰氏阳性细菌相比，革兰氏阴性细菌具有更复杂的细菌细胞壁结构。革兰氏阴性菌肽聚糖外富含高分子量脂质和多糖聚合物，形成围绕肽聚糖骨架的外膜层。基于上述原因，氨基糖修饰的金纳米颗粒不能有效抑制革兰氏阴性细菌的生长。为达到目的，本专利技术采用以下技术方案：根据本专利技术提供的氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒，其中，所述含金纳米颗粒的平均粒径在50nm以下。更优选为2～10nm。根据本专利技术提供的氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒，其中，所述具有抗菌性能的含金纳米颗粒选自纳米金、由单组份或多组分氨基糖。优选地，所述由单组份或多组分氨基糖修饰的纳米金为D-葡糖胺(D-glucosamine,GluN)，D-半乳糖胺(D-galactosamine,GalN)或D-甘露糖胺(D-mannosamine,ManN)作为单组份修饰的纳米金颗粒.本专利技术还提供了上述的氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒或采用上述制备方法制备的氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒用于临床伤口处理、手术时防止器官粘连、美容或治疗烧伤、烫伤、褥疮感染的药物或产品中的应用。本专利技术的氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒可以具有但不限于以下有益效果：1、本专利技术制得的氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒具有优异的抗菌性，可对抗多药耐药菌，甚至是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。2、本专利技术制得的氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒生物相容性好，将对人体细胞毒性小。可用于临床伤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒，其特征在于，所述抗菌金纳米颗粒包括：单组份或多组分氨基糖；和金纳米颗粒；其中，所述氨基糖优选选自以下一种或多种：D‑葡糖胺，D‑半乳糖胺，和D‑甘露糖胺。

【技术特征摘要】
1.一种氨基糖修饰的抗菌金纳米颗粒，其特征在于，所述抗菌金纳米颗粒包括：单组份或多组分氨基糖；和金纳米颗粒；其中，所述氨基糖优选选自以下一种或多种：D-葡糖胺，D-半乳糖胺，和D-甘露糖胺。2.根据权利要求1所述的抗菌金纳米颗粒，其特征在于，所述抗菌金纳米颗粒的平均粒径为1～50nm，优选为2～10nm。3.根据权利要求1或2所述的抗菌金纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将氨基糖溶于去离子水得到氨基糖溶液，向溶液中加入三乙胺和Tween80混合均匀；(2)向(1)所得溶液中加入HAuCl4溶液，冰水浴搅拌；(3)剧烈搅拌下向(2)所得溶液中滴加NaBH4溶液，冰水浴低速搅拌；(4)去离子水透析(3)所得溶液，过滤并灭菌，得到所述抗菌金纳米颗粒，并储存在4℃。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述氨基糖溶液的浓度为0.01～0.20mol/L，优选为0.05～0.10mol/L，最优选为0.07mol/L；所述三乙胺与氨基糖溶液的体积比为1:100～1:200，优选为1:100～1:150，最优选为1:120；所述Tween80与所述氨基糖的摩尔比为1:1～1:10，优选为1:1～1:5，最优选为1:1～1:2.8。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述HAuCl4溶液的浓度为0.05～0.5mol/L，优选为0.05～0.2mol/L，最优选为0.1mol/L；所述搅拌时间为1～20分钟，优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋兴宇，杨兴龙，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京,11