季銨鹽類高分子抗菌劑和陽離子型抗菌多肽的合成及其性能研究.pdf

1、隨著社會進步和科技發(fā)展，人們對醫(yī)療衛(wèi)生和疾病預(yù)防的意識逐漸增強，無污染、無危害的產(chǎn)品成為首選。生活中存在的細菌感染等問題嚴重影響著人們的身體健康，因此，研發(fā)優(yōu)質(zhì)高效、綜合性能良好的抗菌劑已成為大勢所趨。但隨著人們誤用、濫用抗菌藥物，部分細菌產(chǎn)生了明顯的耐藥性，增加了疾病治療成本以及增大了相關(guān)并發(fā)癥和患者死亡風(fēng)險。所以，尋找、研發(fā)新型抗菌劑就變得愈為重要。近年來，陽離子型抗菌劑因其抗菌效果優(yōu)良、性能相對穩(wěn)定且廣譜抗菌等特點引起研究人員的廣

2、泛關(guān)注，其中以抗菌多肽（AMPs）、季銨鹽類化合物最為矚目。本文以季銨鹽類化合物為模型，通過一系列化學(xué)反應(yīng)，制備得到基于季銨化聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝的瓊脂糖（Agr-g-QPDMAEMA）新型高分子抗菌劑，并對其抗菌性能進行研究。其次，通過抗菌多肽與四苯乙烯（TPE）衍生物發(fā)生硫醇-烯烴加成反應(yīng)生成TPE-AMP抗菌劑。TPE-AMP具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）效應(yīng)，與細菌接觸后，其熒光信號的變化能夠從微觀層面上揭示TPE-AMP抗

3、菌劑與細菌膜的相互作用，并進一步推斷出TPE-AMP抗菌效果。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴Agr-g-QPDMAEMA的制備及其抗菌性能研究：首先，瓊脂糖（Agr）與2-溴異丁酰溴（BIBB）在堿性條件下反應(yīng)得到Agr-Br；接著以Agr-Br為大分子引發(fā)劑和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）為單體在CuBr/bpy催化下通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）生成含有叔胺重復(fù)單元的Agr-g-PDMAEMA；最后所得聚合物與溴代正

4、丁烷發(fā)生季銨化反應(yīng)形成具有抗菌效果的Agr-g-QPDMAEMA。所制備的材料通過核磁共振氫譜（1H NMR）、紅外光譜（FTIR）和X射線光電子能譜（XPS）等進行表征；并通過最低抑菌濃度（MIC）實驗、溶血試驗（HC50）檢測其抗菌性能及血液相容性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當[Agr-Br]：[DMAEMA]的摩爾比例為1：26.1時，季銨化程度最高，且抗菌效果最好，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的MIC值均為64μg/mL，而HC50＞2500μg

5、/mL。此外，Agr-g-QPDMAEMA可以形成抗菌凝膠，有效抑制溶液或空氣中細菌附著和生物膜形成，并且能夠作為抗菌敷料抑制受感染鈦片表面細菌生長。⑵TPE-AMP的制備及其抗菌性能研究：首先溴三苯乙烯和4-羥甲基苯硼酸在堿性條件下反應(yīng)得到TPEOH材料；接著TPEOH與甲基丙烯酰氯發(fā)生取代反應(yīng)制得TPEMA；最后TPEMA與半胱氨酸封端的AMP進行硫醇-烯烴加成反應(yīng)，得到具有 AIE效應(yīng)的 TPE-AMP。我們通過高效液相色譜（HP

6、LC）、核磁共振氫譜和MALDI-TOF質(zhì)譜對其進行表征；隨后，TPE-AMP抗菌劑分別進行涂板、最低抑菌濃度實驗，流式細胞儀（FCM）、共聚焦激光掃描顯微鏡（CLSM）檢測其抗菌活性和觀察材料與細菌膜的相互作用，最后進行體內(nèi)毒性試驗。結(jié)果表明，TPE-AMP是一種安全無毒的抗菌劑，在溶液中熒光很弱，與細菌作用后因其發(fā)光特性導(dǎo)致熒光明顯增強，尤以與革蘭氏陽性菌作用為甚，且 MIC值更低，說明TPE-AMP對革蘭氏陽性菌抗菌效果更好。此外