【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及材料表面抗菌，特別是涉及一種抗菌聚類肽及其制備方法與包含其的抗菌涂層體系。
技術介紹
1、生活中有許多疾病都是因細菌感染引起的。細菌感染是指由于細菌侵入人體，在人體內寄生、繁殖所引起的疾病。細菌感染極其容易引發炎癥，嚴重的可導致全身感染，比如感染性內膜炎、血液感染等。其中常見的革蘭氏菌在生活中無處不在，很容易誘發疾病，早年人們都使用抗生素進行殺菌，但是抗生素的過度使用，是人體對其產生耐藥性，隨著時間的推移，人們對這類藥物的敏感性顯著降低。天然抗菌肽(amps)作為對抗細菌的替代物被廣泛研究，與傳統的抗生素不同，amps作為一種兩親結構可以在空間上呈現不同的構象，一旦和細菌細胞膜接觸就會被誘導形成正電荷與疏水結構相分離的結構，其中帶正電荷的陽離子一側先通過靜電相互作用吸引帶負電荷的細菌細胞膜，作為疏水結構的疏水側鏈通過疏水間相互作用插入細菌的磷脂雙分子層，形成孔洞從而使細胞質流出，達到抑制細菌的生長或形成強烈穿刺致細菌死亡的效果。總之，這種抗菌機制使細菌幾乎不對amps產生抗性，且作用于細胞，通過靜電相互作用與微生物膜相互作用，破壞細菌的形態。目前，經典的固相合成法能得到精準序列的聚肽而并被廣泛選擇，但它們合成效率低，分子結構簡單導致在多樣性方面有局限。于是利用α-氨基酸n-羧基酸(ncas)的開環聚合(rop)已被證明是合成具有抗菌特性的多肽聚合物的一種通用方法，尤其是合成目標為具有復雜大分子結構的多肽聚合物，如不同構型的聚合物納米顆粒。
2、最近許多研究人員在抗菌聚合物的設計和化學合成中利用了amp的
3、孫靜課題組開發了一種含锍聚類肽，探索了陽離子和兩親性對抗菌和溶血活性的影響。他們得出結論，在疏水單元含量低的情況下，抗菌活性降低，而在疏水單元含量高的情況下，溶血活性增加。但是該方法采用的合成方法復雜，涉及點擊化學等步驟，合成效率低。
4、劉潤輝課題組報道了一種簡單經濟的熱塑性聚氨酯(tpu)表面修飾肽聚合物，具有廣譜抗菌性和有效的體外觸殺能力，同時表現出良好的生物相容性，顯示無溶血和細胞毒性。這些研究表明，調節抗菌活性和細胞相容性的關鍵是適當平衡聚合物的局部兩親性，即陽離子與疏水單元的協同作用。但是該聚合物的陽離子與疏水單元不在同一中心，導致制備困難，調節變量增大。過多的副反應使得反應效率降低，副反應及多種溶劑的殘留會一定地影響生物相容性。
技術實現思路
1、專利技術要解決的問題
2、為了解決手性的問題，我們設計了一種在結構和裂解膜抗菌機制上與amp相似的聚類肽。該聚類肽是通過n-羧酸酐(nca)單體的開環聚合(rop)獲得的，具有優異的生物相容性。與聚多肽不同，由于缺少手性中心和氫鍵，本專利技術的聚類肽在結構上高度可調。
3、專利技術還提供所述抗菌聚類肽的制備方法、高效的抗菌涂層和包含該抗菌涂層的涂覆制品。
4、用于解決問題的方案
5、本專利技術提供一種抗菌聚類肽，具有如下通式i的結構：
6、
7、其中：r1選自h、具有1至10個碳原子(c原子)的直鏈烷基或具有3至10個c原子的支鏈烷基；r2為烷基或芳基；r3選自具有1至10個c原子的直鏈烷基或具有3至10個c原子的支鏈烷基；x為鹵素；n是重復單元數，為不等于0的整數。
8、優選地，所述r1為具有1至6個c原子的直鏈烷基，進一步優選地，所述r1為具有1至4個c原子的直鏈烷基，更優選地，所述r1為具有3至4個c原子的直鏈烷基。
9、優選地，所述x為溴。
10、優選地，所述n為30-140。
11、本專利技術還提供了本專利技術所述的抗菌聚類肽的制備方法，其特征在于：
12、1)在惰性氣體保護下，將通式ii所示的單體和引發劑溶解于第一有機溶劑中，混合后升溫反應，反應結束后進行后處理得到聚類肽中間體；
13、2)將上述聚類肽中間體和鹵代烷基溶解于第二有機溶劑中，加熱回流，保持溫度穩定至反應結束，冷卻后，優選冷卻至室溫后，進行后處理步驟得到所述抗菌聚類肽。
14、
15、其中：r1選自h、具有1至10個c原子的直鏈烷基或具有3至10個c原子的支鏈烷基。
16、優選地，所述引發劑選自含有伯胺基團的化合物，更優選地，所述引發劑為芐胺、異丁胺、正丁胺等。
17、優選地，所述鹵代烷基選自溴乙烷、溴丁烷等鹵代烷烴的任意一種。
18、優選地，所述第一和第二有機溶劑為可溶解反應物能夠形成均相溶液的非質子性溶劑。
19、優選地，步驟1)中的升溫反應的時間為10小時以上；升溫反應的溫度為60℃-90℃。
20、此外，本專利技術提供了本專利技術所述的抗菌聚類肽或按照本專利技術所述的抗菌聚類肽的制備方法得到的抗菌聚類肽在制備抗菌涂料中的應用。
21、進一步的，本專利技術還提供了一種抗菌涂料，其包括本專利技術所述的抗菌聚類肽或按照本專利技術所述的抗菌聚類肽的制備方法得到的抗菌聚類肽以及溶劑。
22、優選地，所述抗菌聚類肽在所述抗菌涂料中的濃度為0.05mg/ml～50mg/ml。
23、優選地，所述溶劑為可溶解抗菌聚類肽能夠形成均相溶液的溶劑，優選水、醇、乙酸乙酯、正己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、二甲亞砜、丙酮、乙醚、甲苯、苯、環己烷苯酚中的一種或多種。
24、優選地，所述抗菌涂料還包括成膜劑和/或光引發劑。
25、進一步的，所述成膜劑為丙烯酸樹脂、丙烯酸鹽樹脂、聚乙烯類共聚物、有機硅聚合物、硅丙烯酸酯以及烴類共聚物中的一種或多種；和/或所述光引發劑為norrishi型和/或norrish?ii型。
26、此外，本專利技術還提供了一種抗菌涂層，由所述抗菌涂料固化形成。
27、最后，本專利技術還提供至少一種本專利技術所述的抗菌涂層的涂覆制品。
28、專利技術效果
29、本專利技術提供了一種新型抗菌聚類肽，具有與天然抗菌肽類似的兼具疏水單元和陽離子基團的結構特性。陽離子基團可通過靜電相互作用吸引帶負電的細菌細胞膜，疏水單元可以通過疏水間相互作用插入磷脂雙分子層，形成孔洞，從而實現高效的抗菌效果。并且本專利技術的結構中，陽離子基團和疏水單元存在于“同一中心”，消除了手性中心的存在，使得聚類肽的結構高度可調，溶解性更好。本專利技術的抗菌聚類肽的分子量可變，通過調節疏水單元的烷基鏈段長度，能夠實現不同的抗菌效果。
30、本專利技術抗菌聚類肽的制備方法簡單，將n-羧酸酐(nca)單體直接開環均聚，用溴代烷烴進行一步季銨化主鏈上的n原子從而引入正電荷，工藝簡單，安全環保，解決了大多數抗菌肽的生物相容性差以及修飾方法復雜低效等問題。通過n-羧酸酐(nca)單體的選擇，可以方便地實現不同疏水單元的鏈段長度，開環均聚可實現大分子量聚合物本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種抗菌聚類肽，其特征在于：所述聚類肽具有通式I的結構：
2.根據權利要求1所述的抗菌聚類肽，其特征在于，R1為具有1至6個C原子的直鏈烷基，優選為具有1至4個C原子的直鏈烷基，更優選為具有3至4個C原子的直鏈烷基。
3.根據權利要求1所述的抗菌聚類肽，其特征在于，X為溴。
4.根據權利要求1所述的抗菌聚類肽，其特征在于，n為30-140。
5.根據權利要求1-4任一項所述的抗菌聚類肽的制備方法，其特征在于，包括如下的步驟：
6.根據權利要求5所述的抗菌聚類肽的制備方法，其特征在于，所述引發劑選自含有伯胺基團的化合物，優選芐胺、異丁胺、正丁胺等。
7.根據權利要求5所述的抗菌聚類肽的制備方法，其特征在于，所述第一和第二有機溶劑為可溶解反應物能夠形成均相溶液的非質子性溶劑。
8.根據權利要求5所述的抗菌聚類肽的制備方法，其特征在于，步驟1)中的升溫反應的時間為10小時以上；升溫反應的溫度為60℃-90℃。
9.權利要求1-4任一項所述的抗菌聚類肽或者根據權利要求5-8任一項所述的制備
10.一種抗菌涂料，其特征在于，包括權利要求1～4任一項所述的抗菌聚類肽或者根據權利要求5-8任一項所述的制備方法得到的抗菌聚類肽以及溶劑。
11.根據權利要求10所述的抗菌涂料，其特征在于，所述抗菌聚類肽在所述抗菌涂料中的濃度為0.05mg/mL～50mg/mL；和/或所述溶劑為水、醇、乙酸乙酯、正己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲亞砜、丙酮、乙醚、甲苯、苯、環己烷苯酚中的一種或多種。
12.根據權利要求10或11所述的抗菌涂料，其特征在于，還包括成膜劑和/或光引發劑。
13.根據權利要求12所述的抗菌涂料，其特征在于，所述成膜劑為丙烯酸樹脂、丙烯酸鹽樹脂、聚乙烯類共聚物、有機硅聚合物、硅丙烯酸酯以及烴類共聚物中的一種或多種；和/或所述光引發劑為Norrish?I型和/或Norrish?II型。
14.一種抗菌涂層，其特征在于，由權利要求10～13任一項所述的抗菌涂料固化形成。
15.包括至少一種如權利要求14所述的抗菌涂層的涂覆制品。
...【技術特征摘要】
1.一種抗菌聚類肽，其特征在于：所述聚類肽具有通式i的結構：
2.根據權利要求1所述的抗菌聚類肽，其特征在于，r1為具有1至6個c原子的直鏈烷基，優選為具有1至4個c原子的直鏈烷基，更優選為具有3至4個c原子的直鏈烷基。
3.根據權利要求1所述的抗菌聚類肽，其特征在于，x為溴。
4.根據權利要求1所述的抗菌聚類肽，其特征在于，n為30-140。
5.根據權利要求1-4任一項所述的抗菌聚類肽的制備方法，其特征在于，包括如下的步驟：
6.根據權利要求5所述的抗菌聚類肽的制備方法，其特征在于，所述引發劑選自含有伯胺基團的化合物，優選芐胺、異丁胺、正丁胺等。
7.根據權利要求5所述的抗菌聚類肽的制備方法，其特征在于，所述第一和第二有機溶劑為可溶解反應物能夠形成均相溶液的非質子性溶劑。
8.根據權利要求5所述的抗菌聚類肽的制備方法，其特征在于，步驟1)中的升溫反應的時間為10小時以上；升溫反應的溫度為60℃-90℃。
9.權利要求1-4任一項所述的抗菌聚類肽或者根據權利要求5-8任一項所述的制備方法得到...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王境鴻，趙婷婷，李丹，
申請(專利權)人：江蘇百賽飛生物科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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