一种荚膜多糖及其抗生素纳米颗粒的合成方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种荚膜多糖及其抗生素纳米颗粒的合成方法及应用，该荚膜多糖由菌株号为LCC

【技术实现步骤摘要】
一种荚膜多糖及其抗生素纳米颗粒的合成方法及应用


[0001]本专利技术涉及一种荚膜多糖及其抗生素纳米颗粒的合成方法及应用，属于纳米材料和纳米医学


技术介绍

[0002]目前，由微生物感染引起的疾病对人类健康造成了极大的危害。并且随着微生物抗药性的增强，相关疾病的防治难度也越来越大。生物膜是难以消除的持续性微生物污染源，并且可能降低细菌对某些抗生素等药物的敏感性，导致相关疾病难以治愈。抗生素常用来杀死或抑制各种病原微生物，但抗生素的使用可能导致耐药细菌的广泛出现(Ciofu,Rojo
‑
Molinero,Macia,&Oliver,2017)。因此，减少抗生素用量，减少感染部位细菌的增殖，对于感染性疾病的治疗非常重要。
[0003]在这些抗生素中，氨基糖苷类抗生素以其广谱活性、快速抑菌作用、良好的化学和药代动力学特性而受到广泛关注。阿米卡星(AM)是最常用的氨基糖苷类抗生素之一，适用于对抗革兰氏阴性菌的感染(Meyer,1975)。已广泛用于治疗对其他抗生素耐药的各种感染。但是细菌为了生存和繁殖会调节自身代谢以适应环境条件，从而产生耐药性。并且单独使用抗生素消除生物膜的效果往往不佳，通常需要手术治疗的干预。开发新的抗生素药物已经不能够满足目前的需求，急需开发一些降低抗生素工作浓度以及对抗生物膜的策略。
[0004]随着纳米技术的蓬勃发展，抗菌剂和纳米颗粒的组合可以防止细菌耐药性的产生，一些脂质体、高分子纳米颗粒已经被开发出来降低抗生素用量并能够用于抑制生物膜的形成(Abass,Afroz,Sourabh,Javed,&Ameer,2018)。虽然纳米材料能够降低抗生素工作浓度，但是目前开发出来的抗生素载体的粒径普遍较大(Fatima,Iqbal,Panda,Samim,Talegaonkar,&Ahmad,2018)，一些金属纳米颗粒还会对微生物本身以及人类细胞产生毒性，生物相容性差(Liao,Li,&Tjong,2019)。微生物荚膜多糖作为一种纳米材料，具有较小的粒径尺寸，并且来源于微生物，安全无毒对人体无害。因而是一种具有发展前景的纳米颗粒。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术通过共价交联，将阿米卡星(AM)与荚膜多糖交联在一起，获得共价交联物CPS
‑
AM。CPS
‑
AM纳米颗粒对革兰氏阴性菌均表现出了很好的抗菌效果，具有优良生物安全性和高效抗菌性能，并且能够抑制生物膜的生长并去除预先形成的生物膜。以解决现有一些抗菌材料细胞毒性大、生物安全性差、抗菌效果不佳及高浓度抗生素使用产生耐药性等问题。该方法有望在开发降低抗生素用量的新型抗菌剂方面得到广泛应用。本专利技术具体技术方案如下：
[0006]一种荚膜多糖，由菌株号为LCC
‑
605的植物乳杆菌发酵培养液经超声醇沉得到，命名为CPS
‑
605。
[0007]一种上述荚膜多糖的制造方法，发酵温度为31℃，时间为18h；所述超声醇沉的超
声功率为40w，时间为30min，间隔时间为5s。
[0008]一种荚膜多糖
‑
抗生素纳米颗粒的合成方法，包括以下步骤：
[0009](1)将CPS
‑
605配成1
‑
4mg/mL的水溶液，并调节其pH＞10，
[0010](2)将溴化钠与TEMPO试剂溶于水中，与上述配好的CPS
‑
605水溶液混合后，加入8.5mL次氯酸钠，于4℃，100
‑
1000rpm条件下反应30min
‑
1h，
[0011](3)将上述氧化后的CPS
‑
605、EDC
·
HCl、NHS溶于去离子水中室温、100
‑
1000rpm条件下反应1
‑
3h，然后向其中加入氨基抗生素和/或多肽类抗菌物质，室温100
‑
1000rpm下反应过夜。
[0012]进一步的：所述氨基抗生素和/或多肽类抗菌物质为链霉素、卡那霉素、多粘菌素B以及细菌素中的一种或者几种。
[0013]进一步的：所述氨基抗生素和/或多肽类抗菌物质为阿米卡星。
[0014]进一步的：所述TEMPO试剂与CPS
‑
605比为1:(1
‑
5)。
[0015]进一步的：所述TEMPO试剂与CPS
‑
605比为1:4。
[0016]进一步的：所述氧化后的CPS
‑
605与阿米卡星质量比为1:(0.1
‑
1)。
[0017]进一步的：所述氧化后的CPS
‑
605与阿米卡星质量比为1:0.78。
[0018]一种荚膜多糖
‑
抗生素纳米颗粒的应用，将上述任一方法合成的荚膜多糖
‑
抗生素纳米颗粒应用于抗菌抗生物膜方面。
[0019]有益效果：
[0020]1.本专利技术获得的荚膜多糖来源于微生物，微生物生长周期快、原料廉价易得、产物产量高，并且生产不受地理、气候、季节等自然条件限制。
[0021]2.本专利技术获得的荚膜多糖是天然产生的，未经任何化学合成，制备过程简单，且避免了化学合成过程中加工助剂的潜在残留，且其主要成分多糖，安全无毒对人体无害。
[0022]3、CPS
‑
AM纳米颗粒比游离AM具有更好的抗菌效果。CPS
‑
AM纳米颗粒杀死100％大肠杆菌和绿脓杆菌的浓度分别为100μg/mL和30μg/mL，远远低于相应的游离AM杀菌浓度。
[0023]4、CPS
‑
AM纳米颗粒能够抑制大肠杆菌生物膜，并对大肠杆菌成熟生物膜有明显的清除作用。
[0024]5、CPS
‑
AM的细胞毒性低、反应时间短，反应温度仅常温即可，因此，该方法有望在绿色合成抗菌纳米颗粒方面得到广泛应用。
附图说明
[0025]图1为实施例中植物乳杆菌LCC
‑
605产生的荚膜多糖电子显微镜下示意图，
[0026]图2为实施例中植物乳杆菌LCC
‑
605产生的荚膜多糖粒径统计结果示意图，
[0027]图3为实施例中制备的CPS
‑
AM纳米颗粒的电子显微镜下示意图，
[0028]图4为实施例中制备的CPS
‑
AM纳米颗粒的粒径统计结果示意图，
[0029]图5为实施例中CPS和CPS
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AM的电位结果示意图，
[0030]图6为实施例中CPS
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AM抗大肠杆菌实验结果示意图，
[0031]图7为实施例中CPS
‑
AM抗绿脓杆菌实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荚膜多糖，其特征在于，由菌株号为LCC
‑
605的植物乳杆菌发酵培养液经超声醇沉得到，命名为CPS
‑
605。2.一种权利要求1所述荚膜多糖的制造方法，其特征在于，所述发酵温度为31℃，时间为18h；所述超声醇沉的超声功率为40w，时间为30min，间隔时间为5s。3.一种荚膜多糖
‑
抗生素纳米颗粒的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将CPS
‑
605配成1
‑
4mg/mL的水溶液，并调节其pH＞10，(2)将溴化钠与TEMPO试剂溶于水中，与上述配好的CPS
‑
605水溶液混合后，加入8.5mL次氯酸钠，于4℃，100
‑
1000rpm条件下反应30min
‑
1h，(3)将上述氧化后的CPS
‑
605、EDC
·
HCl、NHS溶于去离子水中室温、100
‑
1000rpm条件下反应1
‑
3h，然后向其中加入氨基抗生素和/或多肽类抗菌物质，室温100
‑
1000rpm下反应过夜。4.根据权利要求3所述的荚膜多糖
‑
抗生素纳米颗粒的合成方法，其特征在于：所述氨基抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：李程程，史晓彤，肖惠宁，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：