一种超高分子量人工抗菌聚多肽及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超高分子量人工抗菌聚多肽及其制备方法，通过使用二价有机锡和痕量的二价铜复合催化剂替代传统的一价铜催化剂，合成具有更好抗菌效果的超高分子量聚丙烯酸酯类人工抗菌肽。该人工合成高分子抗菌剂具有高效靶向的抗菌性和生物相容性，不易被降解，且对于细菌具有很好的抗菌活性。另外，这种高分子抗菌剂不会导致抗药菌产生，不会渗入人体的皮肤和毛孔中，是抗生素药物的理想替代品。

【技术实现步骤摘要】
一、
本专利技术涉及一种抗菌剂及其制备方法，具体地说是一种超高分子量人工抗菌聚多肽及其制备方法，属于抗菌材料
二、
技术介绍
抗菌肽类高分子抗菌剂，由于其自身带有的正电荷可以有效地吸附在细菌细胞膜表面以及其具有较好的生物相容性，因此更容易使细菌的细胞膜解体且不会引起人体的排异反应，是一种高效靶向且无毒的广谱高分子抗菌剂。丙烯酸酯类人工抗菌聚多肽的分子结构模拟天然多肽分子结构抗菌机理，可作为一种新型高效非抗生素类抗菌剂使用，无毒副作用，且不会产生抗药菌。大量实验数据表明，聚丙烯酸酯人工抗菌肽的抗菌效果实际上与其分子量的大小往往直接相关，分子量越大，其抗菌效果越好，因此如何通过简单的方法合成超高分子量的人工抗菌肽，一直是一个业界十分关注的问题。电子转移再生催化剂原子转移自由基聚合法(ARGETATRP)是一种可控合成超高分子量聚丙烯酸酯的反应，其原理是通过用二价有机锡不断还原二价铜，从而减少原子转移自由基聚合中一价铜可能带来的β消除副反应。这是一种近年来新兴起的合成超高分子量聚合物的方法，这种方法相比于现今常用的阴离子聚合法，其合成成本及步骤大大降低；相比于普通的原子转移自由基聚合方法(AtomTransferRadicalPolymerization,ATRP)，其合成的聚合物分子量可以大大提高。本专利技术通过使用二价有机锡和痕量的二价铜复合催化剂替代传统的一价铜催化剂，合成超高分子量的聚丙烯酸酯类人工抗菌肽，这种超高分子量的聚丙烯酸酯类人工抗菌肽与传统的人工抗菌肽相比，具有更好的抗菌效果。三、
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超高分子量人工抗菌聚多肽及其制备方法，以二价有机锡和痕量的二价铜复合催化剂替代传统的一价铜催化剂，合成具有更好抗菌效果的超高分子量丙烯酸类人工抗菌聚多肽。本专利技术超高分子量人工抗菌聚多肽，其结构通式为：本专利技术超高分子量人工抗菌聚多肽的数均分子量为100k-1000k。本专利技术超高分子量人工抗菌聚多肽的制备方法，是以丙烯酸酯类单体和2-溴异丁酸乙酯引发剂为原料，以二价有机锡和痕量的二价铜为复合催化剂，通过ARGETATRP法得到超高分子量聚丙烯酸酯，再通过三氟乙酸脱去保护基，合成超高分子量人工抗菌聚多肽。反应过程如下：本专利技术超高分子量人工抗菌聚多肽的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸酯类单体、引发剂2-溴异丁酸乙酯、二价有机锡和二价铜按摩尔比10000:1:1:0.05的比例加入反应器中，在惰性气体保护下于110℃反应10-20小时，利用氧化铝柱色谱除去痕量铜盐后，产物在正己烷中沉淀，之后室温下在三氟乙酸中反应3-5h脱去保护基叔丁基碳酸酯基团，减压蒸馏除去三氟乙酸，真空干燥后即得超高分子量人工抗菌聚多肽。所述丙烯酸酯类单体为叔丁基碳酸酯保护的丙烯酸氨基乙酯。所述二价有机锡为辛酸亚锡。所述二价铜为溴化铜。所述惰性气体为氮气。本专利技术制备方法与现有技术相比具有以下优点：1、本方法利用ARGETATRP法，合成超高分子量丙烯酸类人工抗菌聚多肽，其合成过程简单，成本低，不需要进行繁琐的除水步骤，且分子量要远大于传统的人工抗菌肽。2、本方法合成超高分子量丙烯酸类人工抗菌聚多肽不会产生抗药菌，无毒副作用，且与普通人工抗菌肽相比，具有更好的抗菌效果。四、附图说明图1为本专利技术实施例1中制备的超高分子量人工抗菌聚多肽的核磁共振氢谱图；从图1中可以看出宽峰a、b为主链上亚甲基和次甲基氢原子的峰，宽峰c为侧链上氨基旁氢原子的峰，宽峰d和e则为侧链上氨基旁的亚甲基的峰及酯基旁亚甲基的峰，说明目标超高分子量丙烯酸类人工抗菌聚多肽被成功合成。图2为本专利技术实施例1中制备的超高分子量人工抗菌聚多肽的凝胶渗透色谱曲线；从图2中可以看出流出时间为23.6min，对应分子量为300k。图3为本专利技术实施例1中制备的超高分子量人工抗菌聚多肽对于大肠杆菌的抗菌效果图。从图3中可以看出人工抗菌肽浓度在8微克/毫升时，CFU为200，此时杀菌效率为99.9％。五、具体实施方式实施例1：向250mL真空反应瓶中加入叔丁基碳酸酯保护的丙烯酸氨基乙酯单体200g、引发剂2-溴异丁酸乙酯20mg、二价有机锡40mg和溴化铜11mg，在氮气保护下于110℃反应10h，利用氧化铝柱色谱出去痕量铜盐后，产物在正己烷中沉淀，之后室温下在三氟乙酸中反应4h脱去保护，减压蒸馏除去三氟乙酸，真空干燥后即得超高分子量人工抗菌聚多肽。分子量为300k。杀菌实验：将大肠杆菌菌株接种在新鲜的大豆蛋白冻(TSB，2.5Ml)中，之后在37℃的恒温培养箱中培养18h。从中取40L培养液，稀释到4mLTSB中，再在37℃的恒温培养箱中培养约1～2h至OD600值在0.5～0.7之间。离心使菌株沉降，转速为5000rpm，离心5min，除去上清液，之后利用2-[4-(2-羟乙基)-1-哌嗪基]乙磺酸盐(HEPES)缓冲液(10mMHEPES,150mMNaCl,pH7.4)洗涤剩余的菌株两次。得到的菌液放入96微孔板中进行杀菌实验，利用二倍稀释的方法，将超高分子量聚丙烯酸酯人工抗菌肽的HEPES缓冲液加入96微孔板中。配方为将聚丙烯酸酯人工抗菌肽的HEPES缓冲液20L利用HEPES稀释至150L，在加入50L菌液。将微孔板放置于37℃的恒温培养箱中培养3个小时，通过10倍稀释法在96微孔板中将细菌稀释，之后在Müeller-Hinton(MH)琼脂板中培养12h，控制参比样(PC)的菌株数目在80～120之间。实施例2：向250mL真空反应瓶中加入叔丁基碳酸酯保护的丙烯酸氨基乙酯单体200g、引发剂2-溴异丁酸乙酯20mg、二价有机锡40mg和溴化铜11mg，在氮气保护下于110℃反应15h，利用氧化铝柱色谱出去痕量铜盐后，产物在正己烷中沉淀，之后室温下在三氟乙酸中反应4h脱去保护，减压蒸馏除去三氟乙酸，真空干燥后即得超高分子量人工抗菌聚多肽。分子量为300k。杀菌实验：将大肠杆菌菌株接种在新鲜的大豆蛋白冻(TSB，2.5Ml)中，之后在37℃的恒温培养箱中培养18h。从中取40L培养液，稀释到4mLTSB中，再在37℃的恒温培养箱中培养约1～2h至OD600值在0.5～0.7之间。离心使菌株沉降，转速为5000rpm，离心5min，除去上清液，之后利用2-[4-(2-羟乙基)-1-哌嗪基]乙磺酸盐(HEPES)缓冲液(10mMHEPES,150mMNaCl,pH7.4)洗涤剩余的菌株两次。得到的菌液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高分子量人工抗菌聚多肽，其特征在于其结构通式为：所述超高分子量人工抗菌聚多肽的分子量为100k‑1000k。

【技术特征摘要】
1.一种超高分子量人工抗菌聚多肽，其特征在于其结构通式为：
所述超高分子量人工抗菌聚多肽的分子量为100k-1000k。
2.一种权利要求1所述的超高分子量人工抗菌聚多肽的制备方法，其特征在于包括如
下步骤：
将丙烯酸酯类单体、引发剂2-溴异丁酸乙酯、二价有机锡和二价铜加入反应器中，在惰
性气体保护下于110℃反应10-20小时，利用氧化铝柱色谱除去痕量铜盐后，产物在正己烷
中沉淀，随后于室温下在三氟乙酸中反应3-5h脱去保护基叔丁基碳酸酯基团，减压蒸馏除
去三氟乙酸，真空干燥后即得超高分子量人工抗菌聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺晨，李军配，周操，王攀，张国庆，
申请(专利权)人：长兴蓝杉生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33