一种抑制和/或破坏生物膜的方法技术

本发明专利技术涉及生物膜领域，公开了一种抑制和/或破坏生物膜的方法。所述该方法包括：将式(I)所示的化合物与样品进行接触，所述样品为含有生物膜的样品和/或能够形成而未形成生物膜的样品。采用本发明专利技术提供的方法，能够抑制生物膜的形成，还能够破坏成熟的生物膜。

A method of inhibiting and / or destroying biological membranes

The present invention relates to the field of biological membranes and discloses a method for inhibiting and / or destroying biological membranes. The method includes contacting the compound shown in the formula (I) with the sample, which is a sample containing a biofilm and / or a sample capable of forming without a biofilm. The method provided by the invention can inhibit the formation of biological membranes, and can also destroy the mature biological membranes.

【技术实现步骤摘要】
一种抑制和/或破坏生物膜的方法
本专利技术涉及生物膜领域，具体地，涉及一种抑制和/或破坏生物膜的方法。
技术介绍
生物膜是指微生物为了适应环境，粘附于非生物或活性组织表面，分泌大量的多糖、蛋白质和核酸等不均一的胞外基质，将菌体自身包裹在其中而形成的大量菌体聚集膜样物，是菌体在自然界中一种常见的生存状态。生物膜的形成分为以下几个阶段：1、初始粘附，游离的细菌粘附在固体基质表面，并分泌胞外核酸促进粘附。2、微菌落的形成，粘附的细菌经过繁殖扩增形成微菌落，并分泌胞外蛋白促进粘附。3、生物膜成熟，菌体进一步生长并分泌大量的胞外基质，主要成分为胞外多糖，蛋白质，胞外核酸和脂类，形成成熟的生物膜。4、生物膜凋亡，生物膜成熟后，膜内细菌仍然增殖，在微菌落生长后期，生物膜破裂，释放出游离的细菌，可进入下一个生物膜形成周期。相对于游离细菌，生物膜内菌体被胞外基质包裹，形成一层厚厚的生物屏障，阻碍抗菌药物的渗透，增强菌体对不良环境的耐受性。即使抗菌药物渗透到生物膜内部，内部的细菌由于营养物质缺乏、氧气不足等因素生长缓慢或处于休眠期，对抗生素极不敏感，这是导致生物膜无法根除的主要原因。基于耐药性的原因，寻找新的治疗策略以期抑制生物膜的形成同时破坏成熟生物膜是具有挑战性的。
技术实现思路
为了克服现有技术中生物膜引发的耐药性的缺陷，本专利技术提供了一种抑制和/或破坏生物膜的方法，采用本专利技术提供的方法，能够抑制生物膜的形成，还能够破坏成熟的生物膜。具体的，本专利技术提供了一种抑制和/或破坏生物膜的方法，该方法包括：将式(I)所示的化合物与样品进行接触，所述样品为含有生物膜的样品和/或能够形成而未形成生物膜的样品；其中，R1#、R2#、R3#、R4#、R1*、R2*、R3*和R4*各自独立地为C1-C12的烷基，X#和X*各自独立地表示卤素；n为8-15的整数；所述式(I)所示的化合物的数均分子量为5000-10000。本专利技术的方法能够抑制和破坏生物膜的原因可能为：细菌表面的主要成分为多糖、蛋白质、脂类等，带有负电荷，而式(I)所示化合物带有正电荷，所以细菌通过静电作用和疏水作用与化合物紧密结合。在抑制生物膜形成过程中，将式(I)所示化合物加入到稀释后的细菌溶液中，式(I)所示化合物通过静电作用和疏水作用与细菌结合到一起。当式I所示化合物浓度足够高时，过量的式(I)所示化合物能够包裹细菌，削弱细菌与细菌之间、细菌与基底之间的相互作用，导致生物膜形成能力变弱，达到抑制生物膜形成的效果。在破坏成熟生物膜过程中，将式(I)所示化合物加入到成熟的生物膜中，静电作用和疏水作用使式(I)所示化合物结合到细菌及生物膜表面。这样可以使式(I)所示化合物在光照条件下产生的活性氧与细菌及生物膜足够近，进而有效地破坏生物膜。本专利技术提供的抑制生物膜形成及破坏成熟生物膜的方法，克服了现有的破坏生物膜方法容易产生耐药性的难题。在抑制生物膜形成过程中，式(I)所示化合物通过静电和疏水作用将细菌包裹起来，削弱细菌与细菌之间、细菌与基底之间的相互作用，而不是杀死细菌，从源头抑制了耐药性的产生。在破坏成熟生物膜过程中，利用式(I)所示化合物在光照条件下产生的活性氧直接破坏细菌细胞膜，同样避免了耐药性的产生。本专利技术为建立有效的生物膜去除和预防策略奠定了基础。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是实施例3中的生物膜形成能力曲线图；图2是实施例4中荧光强度与时间的关系图；图3是实施例5中的生物膜抑制率曲线图；图4是实施例6中不同光照时间下死活菌染色荧光比率图；图5是实施例7中不同光照时间下的电镜成像图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种抑制和/或破坏生物膜的方法，该方法包括：将式(I)所示的化合物与样品进行接触，所述样品为含有生物膜的样品和/或能够形成而未形成生物膜的样品；其中，R1#、R2#、R3#、R4#、R1*、R2*、R3*和R4*各自独立地为C1-C12的烷基，X#和X*各自独立地表示卤素；n为8-15的整数；所述式(I)所示的化合物的数均分子量为5000-10000。术语“生物膜”是微生物(特别是细菌)粘附于接触的物体表面，分泌胞外多糖、蛋白质和核苷酸等物质，并将自身包被于其中的大量微生物群聚膜样物。根据本专利技术的一种优选的实施方式，在式(I)中，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*相同，均为C1-C5的烷基；R1#和R1*相同，为C3-C8的烷基；X#和X*各自独立地选自氯、溴和碘中的至少一种，优选均为溴。根据本专利技术的一种具体的实施方式，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为甲基，所述R1#和R1*均为正己基。根据本专利技术的一种具体的实施方式，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为乙基，所述R1#和R1*均为正己基。根据本专利技术的一种具体的实施方式，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为甲基，所述R1#和R1*均为正戊基。根据本专利技术的一种具体的实施方式，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为乙基，所述R1#和R1*均为正戊基。根据本专利技术的一种具体的实施方式，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为甲基，所述R1#和R1*均为正丁基。根据本专利技术的一种具体的实施方式，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为乙基，所述R1#和R1*均为正丁基。根据本专利技术的一种具体的实施方式，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为甲基，所述R1#和R1*均为正丙基。根据本专利技术的一种具体的实施方式，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为乙基，所述R1#和R1*均为正丙基。本专利技术所述抑制和/或破坏生物膜的方法优选为体外和/或非治疗目的的方法。在本专利技术中，所述抑制和/或破坏生物膜的方法具体可以分为抑制生物膜的方法和破坏生物膜的方法。所述抑制生物膜的方法指的是抑制生物膜的形成的方法，所述破坏生物膜的方法指的是对于已经形成的成熟的生物膜的破坏方法。具体的，所述样品为能够形成而未形成生物膜的样品时，所述抑制生物膜的方法可以包括：将式(I)所示的化合物与能够形成而未形成生物膜的样品进行接触。所述能够形成而未形成生物膜的样品指的是具有形成生物膜的能力而还未形成生物膜的样品，例如可以为含有细菌的液体样品和/或含有真菌的液体样品。所述含有细菌的液体样品和/或含有真菌的液体样品中还未形成生物膜。本专利技术所述的细菌指的是能够形成生物膜的细菌，具体种类没有特别的限定，例如可以为革兰氏阴性菌和/或革兰氏阳性菌，具体可以为金黄色葡萄球菌，进一步优选为金黄色葡萄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制和/或破坏生物膜的方法，其特征在于，该方法包括：将式(I)所示的化合物与样品进行接触，所述样品为含有生物膜的样品和/或能够形成而未形成生物膜的样品；

【技术特征摘要】
1.一种抑制和/或破坏生物膜的方法，其特征在于，该方法包括：将式(I)所示的化合物与样品进行接触，所述样品为含有生物膜的样品和/或能够形成而未形成生物膜的样品；其中，R1#、R2#、R3#、R4#、R1*、R2*、R3*和R4*各自独立地为C1-C12的烷基，X#和X*各自独立地表示卤素；n为8-15的整数；所述式(I)所示的化合物的数均分子量为5000-10000。2.根据权利要求1所述的方法，其中，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*相同，均为C1-C5的烷基；R1#和R1*相同，为C3-C8的烷基；X#和X*各自独立地选自氯、溴和碘中的至少一种，优选均为溴；优选地，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为甲基，所述R1#和R1*均为正己基；优选地，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为乙基，所述R1#和R1*均为正己基；优选地，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为甲基，所述R1#和R1*均为正戊基；优选地，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为乙基，所述R1#和R1*均为正戊基；优选地，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为甲基，所述R1#和R1*均为正丁基；优选地，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为乙基，所述R1#和R1*均为正丁基；优选地，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为甲基，所述R1#和R1*均为正丙基；优选地，R2#、R3#、R4#、R2*、R3*和R4*均为乙基，所述R1#和R1*均为正丙基。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述样品为能够形成而未形成生物膜的样品时...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树，张鹏博，刘礼兵，吕凤婷，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11