多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供的多肽修饰的聚酰胺‑胺型树枝状聚合物，其结构式为：

Polypeptide modified polyamide type dendrimer and preparation method and application thereof

Polyamide amine dendrimer modified polypeptide of the present invention, the structural formula:

【技术实现步骤摘要】
多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物及其制备方法与应用
本专利技术属于生物矿物界面粘附材料领域，特别涉及多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物及其制备方法与应用。
技术介绍
聚酰胺-胺型树枝状聚合物(PAMAM)是目前研究最为广泛和深入的树枝状大分子之一，目前有使用羧酸根、阿仑膦酸、磷酸根来修饰聚酰胺-胺型树枝状聚合物并验证了修饰后的聚酰胺-胺型树枝状聚合物对羟基磷灰石具有吸附作用。例如，CN102166160B公开了羧基改性聚酰胺-胺型树枝状聚合物作为牙本质再矿化诱导剂的应用，CN103342819B公开了端基为磷酸根的聚酰胺-胺型树枝状聚合物、其制备方法以及作为制备牙本质和牙釉质原位再矿化诱导剂的应用。但是，经过上述改性的聚酰胺-胺型树枝状聚合物仅被证实了对羟基磷灰石具有吸附作用，功能较为单一，因此，若能开发出功能更为丰富的改性聚酰胺-胺型树枝状聚合物，例如能够应用于生物矿化领域、蛋白质结晶领域以及组织工程支架材料等多个领域的改性聚酰胺-胺型树枝状聚合物，对于拓展聚酰胺-胺型树枝状聚合物的应用领域将产生积极的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物及其制备方法，并证明所述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物可作为生物矿物界面粘附材料的应用。本专利技术提供的多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物，其结构式如式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)中，n是所述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的代数，n＝1、2、3、4、5、6、7、8或9。本专利技术所述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的制备方法，步骤如下：(1)端基为丙烯酰基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的合成①配制第一种溶液将端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物溶解于无水二甲基亚砜中形成第一种溶液，所述端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物为1、2、3、4、5、6、7、8或9代端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物，所述第一种溶液中端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的浓度为1～2g/mL；②配制第二种溶液将三乙胺溶解于第一种溶液中形成第二种溶液，所述三乙胺与第一种溶液中的端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的氨基的摩尔比为(1～2):1；③合成在氩气保护条件下于-5～5℃将丙烯酰氯加入到第二种溶液中，在室温反应至少24h，然后经透析、冷冻干燥，即得端基为丙烯酰基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物；所述丙烯酰氯与第二种溶液中的端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的氨基的摩尔比为(1～2):1；(2)带保护基团的多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的合成①配制第三种溶液以步骤(1)制备的端基为丙烯酰基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物为溶质，将所述溶质溶解于去离子水中形成第三种溶液，所述去离子水的量以溶质能在去离子水中完全溶解为限；②配制第四种溶液以结构式如式(Ⅱ)所示的多肽为溶质，将所述溶质溶解于去离子水中形成第四种溶液，所述去离子水的量以溶质能在去离子水中完全溶解为限；③合成将二甲基苯基磷加入第三种溶液中并混合均匀，然后加入第四种溶液并混合均匀，在密封条件下于室温反应至少24h，经透析、冷冻干燥，即得带保护基团的多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物；所述第四种溶液的加入量应使第四种溶液中的巯基与第三种溶液中的碳碳双键的摩尔比为(1～2):1，所述二甲基苯基磷与第四种溶液中的巯基的摩尔比为(0.000001～0.00001):1；(3)多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的合成①配制第五种溶液将氨水、二氧六环、浓度为2～6mol/L的氢氧化钠水溶液混合均匀得到第五种溶液，第五种溶液中，氨水、二氧六环、氢氧化钠的摩尔比为(15～25):(4～14):(1～6)；②合成以步骤(2)制备的带保护基团的多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物为溶质，将所述溶质溶解于第五种溶液中，在密封条件下于室温反应至少24h，然后经透析、冷冻干燥，即得多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物；所述第五种溶液的量以溶质能在第五种溶液中完全溶解为限。上述方法中，所述1、2、3、4、5、6、7、9代端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物是以乙二胺为起始核心，反复与丙烯酸甲酯通过Michael加成反应后再与乙二胺通过酰胺化反应制备而成的。本专利技术还提供了上述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物作为生物矿物界面粘附材料的应用。应用时，将所述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物配制成水溶液使用，所述水溶液中，多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的浓度优选为0.5～5.5mg/mL。实验表明：本专利技术所述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物对羟基磷灰石、磷酸钙、碳酸钙等生物矿物具有牢固的吸附作用，并能在羟基磷灰石、磷酸钙、碳酸钙表面吸附成膜；被本专利技术所述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物包裹的羟基磷灰石、磷酸钙、碳酸钙表面经过进一步接枝全氟酰氯、胶原等功能基团后，可形成新型的表面功能涂层材料，适用于涂覆在生物矿物材料表面使用。本专利技术所述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物能够有效地将生物与矿物粘结在一起，可应用于生物矿化领域、蛋白质结晶领域、表面图章/自清洁/抗污/抗菌材料领域以及组织工程支架材料领域。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术提供了一类新型结构的改性聚酰胺-胺型树枝状聚合物—多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物，增加了改性聚酰胺-胺型树枝状聚合物的种类。2.实验表明：本专利技术所述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物对羟基磷灰石、磷酸钙、碳酸钙等生物矿物具有牢固的吸附作用，并能在羟基磷灰石、磷酸钙、碳酸钙表面吸附成膜，可应用于生物矿化领域(见实施例10～12)；被本专利技术所述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物包裹的羟基磷灰石、磷酸钙、碳酸钙表面经过进一步地接枝全氟酰氯、胶原等功能基团后，可形成作为用于生物矿物材料的新型表面功能涂层材料，从而应用于蛋白质结晶领域和组织工程支架材料领域(见实施例13～14)。与现有的改性聚酰胺-胺型树枝状聚合物相比，本专利技术所述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的功能更加丰富，可作为生物矿物界面的粘附材料应用。3.本专利技术还提供了上述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的制备方法，该方法采用常规原料及设备即可实现，易于实现工业化生产。附图说明图1为本专利技术所述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的合成过程示意图；图2是实施例1制备的端基为丙烯酰基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的核磁氢谱；图3是实施例1制备的带保护基团的多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的核磁氢谱；图4是实施例1制备的多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物(SAP-G4)的结构式；图5是实施例10中不同浓度的SAP-G4在磷酸钙、羟基磷灰石、碳酸钙粉末上的吸附量汇总图；图6是实施例11中异硫氰酸荧光素标记的SAP-G4在羟基磷灰石片、磷酸钙片、碳酸钙片上吸附后、异硫氰酸荧光素标记的SAP-G4在羟基磷灰石片、磷酸钙片、碳酸钙片上吸附后使用二甲基亚砜清洗后以及空白羟基磷灰石片、磷酸钙片、碳酸钙片的激光共聚焦显微镜照片，其中，图6A、6D、6G是异硫氰酸荧光素标记的SAP-G4在羟基磷灰石片、磷酸钙片以及碳酸钙片上的吸附后的激光共聚焦显微镜照片，图6B、6E、6H是异硫氰酸荧光素标记的SAP-G4在羟基磷灰石片、磷酸钙本文档来自技高网...

【技术保护点】
多肽修饰的聚酰胺‑胺型树枝状聚合物，其特征在于结构式如式(Ⅰ)所示：

【技术特征摘要】
1.多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物，其特征在于结构式如式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)中，n是所述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的代数，n＝1、2、3、4、5、6、7、8或9。2.权利要求1所述多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的制备方法，其特征在于步骤如下：(1)端基为丙烯酰基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的合成①配制第一种溶液将端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物溶解于无水二甲基亚砜中形成第一种溶液，所述端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物为1、2、3、4、5、6、7、8或9代端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物，所述第一种溶液中端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的浓度为1～2g/mL；②配制第二种溶液将三乙胺溶解于第一种溶液中形成第二种溶液，所述三乙胺与第一种溶液中的端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的氨基的摩尔比为(1～2):1；③合成在氩气保护条件下于-5～5℃将丙烯酰氯加入到第二种溶液中，在室温反应至少24h，然后经透析、冷冻干燥，即得端基为丙烯酰基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物；所述丙烯酰氯与第二种溶液中的端基为氨基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的氨基的摩尔比为(1～2):1；(2)带保护基团的多肽修饰的聚酰胺-胺型树枝状聚合物的合成①配制第三种溶液以步骤(1)制备的端基为丙烯酰基的聚酰胺-胺型树枝状聚合物为溶质，将所述溶质溶解于去离子水中形成第三种溶液，所述去离子水的量以溶质能在去离子水中完全溶解为限；②配制第四种溶液以结构式如式(Ⅱ)所示...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建树，杨潇，丁春梅，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51