一种细菌靶向纳米粒子的制备及其抑杀细菌的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种细菌靶向纳米粒子的制备及其抑杀细菌的应用。该细菌靶向纳米粒子通过结构如式(Ⅰ)所示的带有靶向片段的两亲性聚合物进行自组装制备得到。本发明专利技术通过使用光敏剂和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯制备聚(N,N‑二甲基氨乙基甲基丙烯酸酯)‑共聚‑聚光敏剂，再以此为大分子链转移剂和甲基丙烯酸正丁酯为疏水单元进行第二嵌段的聚合，并可将其羧基活化与细菌靶向肽连接，通过自组装形成在水中可溶的纳米粒子。得到的纳米粒子可以通过细菌靶向肽选择性的与细菌结合，提高材料的安全性；光动力和物理作用联合抗菌方式提高材料的抗菌活性，同时还不易使细菌产生耐药性，可广泛的应用于抑菌、杀菌领域。

Preparation of a kind of bacterial targeted nanoparticles and the application of bactericidal bacteria

The invention discloses the preparation of a kind of bacterial targeted nanoparticles and the application of the bactericidal bacteria. The bacterial target nanoparticles are prepared by self-assembly through the two amphiphilic polymer with a target fragment shown by the structure (I). The present invention by the use of photosensitizer and methyl two dimethylamino ethyl methacrylate to prepare poly (N, N two dimethylamino ethyl methacrylate) copolymer concentration sensitive agent, then transfer agent and polymerization of methacrylate butyl chain hydrophobic unit second block, and can be connected with carboxyl activation with the bacterial targeting peptide, formed through the self-assembly of nanoparticles in water soluble. The resulting nanoparticles by bacteria targeting peptide selective binding with the bacteria, improve the safety of materials; photodynamic therapy and physical function method to improve the combined antibacterial materials antibacterial activity, also not easy to cause bacterial resistance, can be widely used in the field of bacteriostasis and sterilization.

【技术实现步骤摘要】
一种细菌靶向纳米粒子的制备及其抑杀细菌的应用
本专利技术属于纳米材料抗菌
，具体涉及一种细菌靶向纳米粒子的制备及其抑杀细菌的应用。
技术介绍
细菌无处不在，无孔不入，其中病原微生物更是种类繁多，变异迅速，它们的传播和蔓延严重威胁着人民的健康。由于病原微生物易变异，使用靶点单一的抗生素疗法面临着很大的挑战。在抗生素和病原微生物的博弈中，抗生素已经不再具有压倒性的优势，以前对抗生素敏感的病原微生物出现了耐药现象，导致病原体引发的感染越发严重。虽然科研人员一直在研发新的抗生素，但是研发速度远远赶不上病原微生物的变异速度；更严峻的是耐药性问题丝毫没有得到解决，反而变的愈来愈严重，甚至出现了对多种新抗生素具有耐药性的多药耐药性的“超级细菌”，引起全世界的恐慌。因此研究出新的能够对抗耐药菌且不会使细菌产生耐药性的抗菌药物迫在眉睫。当前病原微生物产生多药耐药性是通过突变实现的，这些突变的产生是由于其质粒中耐药基因的积累。其耐药机制通常包括：(1)产生一种药物修饰的酶对药物进行修饰；(2)产生一种药物降解的酶对药物进行降解；(3)药物排出泵将进入细菌内部的药物清除出去。传统抗生素作用靶点和抗菌机制单一，易使细菌产生耐药性，因此需要发展多靶点，多种抗菌机制的药物来克服耐药性问题。光动力抗菌疗法是结合光敏剂分子和氧气在光照射下产生的活性氧，坏破病原微生物蛋白，核酸等大分子，导致病原微生物死亡的一种抗菌方法。一般中性或者带负电荷的光敏剂对革兰氏阳性菌有抗菌作用，但是对革兰氏阴性菌作用很弱，抗菌作用的差异主要是由于它们细胞壁的结构不同造成的。因此需要联合物理抗菌方法来增强光动力抗菌效果。物理抗菌方法是抗菌肽或聚合物，通过静电相互作用与膜结合并进行共组装，使细菌膜去极化，导致细菌质膜紊乱，内溶物外流，最终使细菌死亡的一种机械性的抗菌方法。抗菌肽物理破坏细菌虽不会使细菌产生耐药性，但抗菌肽毒性大，易被蛋白酶降解等缺点限制了抗菌肽应用于临床。发展一种低毒性、高稳定性的两亲性高分子聚合物来代替抗菌肽是很有必要的。物理破坏作用先使细菌细胞膜破坏，再联合光动力快速使细菌蛋白、脂质、核酸等大分子失活，因此物理和光动力联合抗菌方式能够解决细菌耐药性问题。总而言之，发展一种物理和光动力联合抗菌方式同时能够靶向细菌降低材料毒性的药物来克服细菌耐药性问题是非常有意义的。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的专利技术人发现，将光敏剂与N,N-二甲基氨基乙酯甲基丙烯酸酯(DMAEMA)进行高效聚合，形成亲水片段，形成的亲水片段再与疏水单体甲基丙烯酸正丁酯(BMA)进行聚合，形成两亲性嵌段聚合物，最后再连接细菌靶向肽，最终带靶向肽的两亲性聚合物在水溶液中进行自组装后，可形成能够靶向细菌并且通过光动力和物理破坏联合抗菌的纳米粒子，这种联合抗菌纳米粒子可以克服细菌耐药性问题。本专利技术的首要目的在于提供一种能通过光动力和物理作用靶向抑杀细菌且不会使细菌产生耐药性的纳米粒子，即所述细菌靶向纳米粒子。本专利技术的另一目的在于提供上述细菌靶向纳米粒子的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述细菌靶向纳米粒子的应用。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种细菌靶向纳米粒子，其通过结构如式(Ⅰ)所示的带有靶向片段的两亲性聚合物进行自组装制备得到：式(Ⅰ)中，各个R1独立地为H、CH3或CH2CH3；各个R2独立地为H、CH3或CH2CH3；R3为细菌靶向肽，优选为Ubiquicidin(以下简称UBI)、HLFpeptides、hNP-1或Depsipeptide；PS为光敏剂，优选为吩噻嗪类光敏剂(phenothiaziniumphotosensitizers)、有机染料类光敏剂、卟啉类光敏剂(porplyrin)或酞菁类光敏剂(phthalocyanine)等；各个P’独立地为R4独立地为-C6H5、-CH2C6H5、-CH2CH2COOH、-CH2CH2OH或-CH2OH；Q独立的为-CHCNCH3CH2CH2COOH、或-CH2CH2COOH；m＝2-200；n＝2-200；g＝2-200；h＝1-10；i＝1-10。本专利技术所述的吩噻嗪类光敏剂包括亚甲基蓝(methyleneblue)玫瑰红(rosebengal)或甲苯胺蓝(toluidineblueO)等；所述的机染料类光敏剂包括曙红(eosin)或罗丹明B(rodamineB)等；所述的卟啉类(porplyrin)光敏剂结构式为所述的酞菁类(phthalocyanine)光敏剂结构式为本专利技术所述的细菌靶向肽UBI的氨基酸序列为TGRAKRRMQYNRR(具体为Thr-Gly-Arg-Ala-Lys-Arg-Arg-Met-Gln-Tyr-Asn-Arg-Arg)；HLFpeptides的氨基酸序列如公开号CN101395180A中所公开的HLF肽序列；hNP-1的氨基酸序列为ACYCRIPACIAGERRYGTCIYQGRLWAFCC[Ala-Cys-Tyr-Cys-Arg-Ile-Pro-Ala-Cys-Ile-Ala-Gly-Glu-Arg-Arg-Tyr-Gly-Thr-Cys-Ile-Tyr-Gln-Gly-Arg-Leu-Trp-Ala-Phe-Cys-Cys(DisulfidebridgesCys2-Cys30,Cys4-Cys19,andCys9-29)]；hNP-1和Depsipeptide(中文名称为：N-(11,23-二异丁基-14-异丙基-7-甲基-5,9,12,15,21,24-六氧代二十二氢-7H,17H-二哒嗪并[6,1-c:6,1-i][1,4,7,10,13,16]氧杂五氮杂十九环-8-基)-2-(甲酰氨基)-3-甲基戊烷酰胺)可从市场上直接购买得到。优选的，h＝2，i＝2，P’为C6H5CSS-，此时，所述细菌靶向纳米粒子通过结构如式(II)所示的带有靶向片段的两亲性聚合物进行自组装制备得到：式(II)中R1、R2、R3、PS、S、m、n以及g的定义与式(Ⅰ)相同，即：各个R1独立地为H、CH3或CH2CH3；各个R2独立地为H、CH3或CH2CH3；R3为细菌靶向肽，优选为UBI、HLFpeptides、hNP-1或Depsipeptide；PS为光敏剂，优选为吩噻嗪类光敏剂、有机染料类光敏剂、卟啉类光敏剂或酞菁类光敏剂等；Q独立的为-CHCNCH3CH2CH2COOH、或-CH2CH2COOH；m＝2-200；n＝2-200；g＝2-200。优选的，式(Ⅰ)中P’为C6H5CSS-，Q为-CHCNCH3CH2CH2COOH，并且PS为曙红；此时所述细菌靶向纳米粒子通过结构如式(Ⅲ)所示的带有靶向片段的两亲性聚合物进行自组装制备得到：式(Ⅲ)中，R1、R2、R3、h、i、m、n以及g的定义与式(Ⅰ)相同，即：各个R1独立地为H、CH3或CH2CH3；各个R2独立地为H、CH3或CH2CH3；R3为细菌靶向肽，优选为UBI、HLFpeptides、hNP-1或Depsipeptide；g＝2-200；m＝2-200；n＝2-200；i＝1-10；h＝1-10。优选的，R1、R2为H，h＝2，i＝2，P’为C6H5CSS-，Q为-CHCNCH3CH2CH2COOH，PS为曙红，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细菌靶向纳米粒子，其特征在于，其通过结构如式(Ⅰ)所示的带有靶向片段的两亲性聚合物进行自组装制备得到：

【技术特征摘要】
1.一种细菌靶向纳米粒子，其特征在于，其通过结构如式(Ⅰ)所示的带有靶向片段的两亲性聚合物进行自组装制备得到：式(Ⅰ)中，各个R1独立地为H、CH3或CH2CH3；各个R2独立地为H、CH3或CH2CH3；R3为细菌靶向肽，具体为UBI、HLFpeptides、hNP-1或Depsipeptide；PS为光敏剂；各个P’独立地为R4独立地为-C6H5、-CH2C6H5、-CH2CH2COOH、-CH2CH2OH或-CH2OH；Q独立的为-CHCNCH3CH2CH2COOH、或-CH2CH2COOH；m＝2-200；n＝2-200；g＝2-200；h＝1-10；i＝1-10。2.根据权利要求1所述的细菌靶向纳米粒子，其特征在于，所述细菌靶向纳米粒子通过结构如式(II)所示的带有靶向片段的两亲性聚合物进行自组装制备得到：式(II)中，各个R1独立地为H、CH3或CH2CH3；各个R2独立地为H、CH3或CH2CH3；R3为细菌靶向肽，具体为UBI、HLFpeptides、hNP-1或Depsipeptide；PS为光敏剂；Q独立的为-CHCNCH3CH2CH2COOH或-CH2CH2COOH；m＝2-200；n＝2-200；g＝2-200。3.根据权利要求1所述的细菌靶向纳米粒子，其特征在于，式(Ⅰ)中P’为C6H5CSS-，Q为-CHCNCH3CH2CH2COOH，并且PS为曙红，即所述细菌靶向纳米粒子通过结构如式(Ⅲ)所示的带有靶向片段的两亲性聚合物进行自组装制备得到：式(Ⅲ)中，各个R1独立地为H、CH3或CH2CH3；各个R2独立地为H、CH3或CH2CH3；R3为细菌靶向肽，具体为UBI、HLFpeptides、hNP-1或Depsipeptide；g＝2-200；m＝2-200；n＝2-200；i＝1-10；h＝1-10。4.根据权利要求3所述的细菌靶向纳米粒子，其特征在于，所述细菌靶向纳米粒子通过结构如式(Ⅳ)所示的带有靶向片段的两亲性聚合物进行自组装制备得到：式(Ⅳ)中，TGRAKRRMQYNRR为细菌靶向肽UBI的氨基酸序列；m＝2-200；n＝2-200；g＝2-200。5.一种细菌靶向纳米粒子的自组装方法，其特征在于，包括以下步骤：将式(Ⅰ)所示的带有靶向片段的两亲性聚合物溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡祥龙，邢达，肖凤峰，曹冰，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东,44