一種復(fù)合納米抗菌劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，屬于抗菌材料和納米材料領(lǐng)域。該制備方法先合成基于氟硼熒類分子的RAFT聚合鏈轉(zhuǎn)移劑分子，再通過(guò)與甲基丙烯酸N,N?二甲基氨基乙酯反應(yīng)，得到聚合物分子。為了實(shí)現(xiàn)重原子效應(yīng)，能有效提高系間竄越效率和單重態(tài)氧量子產(chǎn)率，該聚合物分子進(jìn)一步的碘代，最后與氯金酸溶液反應(yīng)得到復(fù)合納米抗菌劑。該制備方法制備成本較低，易于實(shí)行；而且制備得到的復(fù)合納米抗菌劑具有自增強(qiáng)效應(yīng)的光動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，在抗菌劑領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】
一種復(fù)合納米抗菌劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于抗菌材料和納米材料領(lǐng)域，具體地涉及一種復(fù)合納米抗菌劑的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 病原微生物種類多樣并且變異迅速，使得抗菌療法一直面臨著巨大的挑戰(zhàn)。雖然 抗生素對(duì)眾多病原微生物感染有明確的治療效果，但在抗生素與病原微生物的博弈中，抗 生素已不再具有壓倒性優(yōu)勢(shì)，以前容易對(duì)抗的許多病原微生物都出現(xiàn)了耐藥性，致使感染 導(dǎo)致的發(fā)病率不斷增加。雖然人們還在竭盡全力開發(fā)新的抗生素，但其研發(fā)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后 于病原微生物的變異速度;更嚴(yán)峻的是耐藥性問(wèn)題絲毫沒有得到解決，反而越來(lái)越嚴(yán)重，出 現(xiàn)了對(duì)數(shù)種抗生素都有耐藥性的"超級(jí)細(xì)菌"，引起了全世界的警覺甚至恐慌。因此，開發(fā)新 型不易產(chǎn)生耐藥性的抗菌藥物和抗菌方法已經(jīng)迫在眉睫。
[0003] 光動(dòng)力抗菌化學(xué)療法(PACT)，是結(jié)合光敏劑分子和可見光產(chǎn)生的活性氧物種對(duì)病 原微生物進(jìn)行滅活的一種抗菌方法，其作用機(jī)制與癌癥的光動(dòng)力療法(PDT)相似。
[0004] 氟化硼二吡咯(B0DIPY)染料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的溶解性、光熱穩(wěn)定性、強(qiáng)的可見 光和近紅外光吸收能力、高的熒光量子產(chǎn)率，廣泛應(yīng)用于生物標(biāo)記及成像、化學(xué)傳感器、發(fā) 光材料等領(lǐng)域。B0DIPY染料在近紅外波段的強(qiáng)吸收特性十分利于其在光動(dòng)力療法領(lǐng)域中的 應(yīng)用，但是它們系間竄越效率很低，抑制了其敏化產(chǎn)生單重態(tài)氧的能力。通過(guò)溴或碘等原子 的引入，利用重原子效應(yīng)有效提高系間竄越效率和單重態(tài)氧量子產(chǎn)率，使得B0DIPY類光敏 劑在光動(dòng)力抗癌領(lǐng)域有了很好的應(yīng)用前景。相比之下，B0DIPY類光敏劑應(yīng)用于PACT的研究 報(bào)道卻很少，主要有以下幾方面的原因：一是B0DIPY類染料熒光普遍很強(qiáng)，不利于高效地產(chǎn) 生單重態(tài)氧;二是B0DIPY類染料親脂性強(qiáng)，在水中容易聚集，不利于與細(xì)菌外膜結(jié)合或穿透 進(jìn)入細(xì)菌。但是B0DIPY染料易于修飾，可通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化改善其物理化學(xué)和藥物性質(zhì)，以符合 PACT對(duì)光敏劑藥物的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于公開了一種復(fù)合納米抗菌劑的制備方法。該制備方法制備成本 較低，易于實(shí)行。而且制備得到的復(fù)合納米抗菌劑具有自增強(qiáng)效應(yīng)的光動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，在抗菌 劑領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。
[0006] 本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，包括如下制備步驟：
[0007] 1)將對(duì)芐基氯苯甲酰氯加入到2,4-二甲基吡咯的二氯甲烷溶液中，得到反應(yīng)體 系，向該反應(yīng)體系內(nèi)加入三乙胺，然后再加入三氟化硼乙醚絡(luò)合物，反應(yīng)得到式A所示化學(xué) 式的物質(zhì)物質(zhì)；
[0008]
[0009] 2)將吡咯加入到氫化鈉的二甲基亞砜懸浮液中，待溶液由無(wú)色變?yōu)樽攸S色后，加 入二硫化碳，繼續(xù)攪拌反應(yīng)，再加入步驟1)制備的式A所示化學(xué)式的物質(zhì)，反應(yīng)完全，對(duì)反應(yīng) 液進(jìn)行后處理制備得到具有可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合引發(fā)活性的氟化硼二吡咯分子，且 分子式如式B所不；
[0010]
[0011]
[0012] 3)向二甲基甲酰胺中加入甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯，再分別加入偶氮二異 丁腈和步驟2)制備的氟化硼二吡咯分子，然后加入沉淀劑，得到式C所示化學(xué)式的物質(zhì)，且 化學(xué)式中〇<η<1 000 00，n為整數(shù)；
[0013]
123456 4)將步驟3)制備的式C所示化學(xué)式的物質(zhì)溶解到二氯甲烷中，再加入N-碘代丁二 酰亞胺，反應(yīng)至體系變?yōu)榧t色為止，然后加入步驟3)所述的沉淀劑，反應(yīng)得到碘代大分子光 敏劑； 2 5)將步驟4)制備的碘代大分子光敏劑溶解到去離子水中，得到聚合溶液，再將聚 合溶液和氯金酸溶液分別加入到水溶液中，然后加入硼氫化鈉，反應(yīng)得到復(fù)合納米抗菌劑。 3 進(jìn)一步地，所述步驟1)中，2,4_二甲基吡咯與對(duì)芐基氯苯甲酰氯的摩爾比為2~3: 1;且對(duì)芐基氯苯甲酰氯與三乙胺的摩爾比為4~5:1;三乙胺與三氟化硼乙醚絡(luò)合物的摩爾 比為1:1~1.5。 4 再進(jìn)一步地，所述步驟1)的具體反應(yīng)過(guò)程如下： 5 在室溫、氮?dú)獗Ｗo(hù)氛圍及攪拌狀態(tài)下，將對(duì)芐基氯苯甲酰氯加入到2，4-二甲基吡 咯的二氯甲烷溶液中，且2,4_二甲基吡咯與二氯甲烷的體積比為1:40~50,得到反應(yīng)體系； 將反應(yīng)體系加熱到25~35°C，并反應(yīng)4~6h;再向該反應(yīng)體系內(nèi)加入三乙胺，繼續(xù)反應(yīng)10~ 50min，然后再加入三氟化硼乙醚絡(luò)合物，反應(yīng)時(shí)間為4~7h，得到式A所示化學(xué)式的物質(zhì)。 6 更進(jìn)一步地，所述步驟2)中吡咯與氫化鈉的摩爾比為1:1~1.5,氫化鈉與二硫化 碳的摩爾比為1:1~2,二硫化碳與步驟1)制備的式A所示化學(xué)式的物質(zhì)的摩爾比為1:1。
[0020] 更進(jìn)一步地，所述步驟2)的具體反應(yīng)過(guò)程如下：
[0021 ]在攪拌狀態(tài)下，將吡咯加入到氫化鈉的二甲基亞砜懸浮液中，待溶液無(wú)色變?yōu)樽?黃色后，反應(yīng)時(shí)間為20~40min，加入二硫化碳，繼續(xù)攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為25~50min，再加 入步驟1)制備的式A所示化學(xué)式的物質(zhì)，反應(yīng)溫度為40~60°C，反應(yīng)時(shí)間為8~15h，對(duì)反應(yīng) 液進(jìn)行后處理制備得到具有可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合引發(fā)活性的氟化硼二吡咯分子。 [0022] 更進(jìn)一步地，所述步驟2)中對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行后處理的操作過(guò)程為：向反應(yīng)液內(nèi)加入 水，且水與反應(yīng)液的體積比為5~10:1，再用三氯甲烷進(jìn)行萃取，萃取次數(shù)為三次或三次以 上，再將萃取液合并濃縮，對(duì)濃縮液進(jìn)行硅膠色譜柱分離，得到氟化硼二吡咯分子。
[0023] 更進(jìn)一步地，所述步驟3)的具體反應(yīng)過(guò)程如下：
[0024]向1，4_二氧六環(huán)中加入甲基丙烯酸N，N_二甲基氨基乙酯，得到質(zhì)量濃度為45~ 55%的甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯溶液;然后在冰水浴環(huán)境下，分別加入偶氮二異丁 腈和步驟2)制備的氟化硼二吡咯分子，所述偶氮二異丁腈的摩爾量為甲基丙烯酸N，N-二甲 基氨基乙酯的0.8~1.2%，再在氮?dú)獗Ｗo(hù)氛圍下，將反應(yīng)體系逐漸升溫至70~75°C，反應(yīng)時(shí) 間為8~12h，最后加入正己烷作為沉淀劑，得到式C所示化學(xué)式的物質(zhì)，且0<n<1000，n為 整數(shù)。
[0025] 更進(jìn)一步地，所述步驟4)的具體反應(yīng)過(guò)程如下：
[0026] 將步驟3)制備的式C所示化學(xué)式的物質(zhì)溶解到無(wú)水二氯甲烷中，得到質(zhì)量濃度為 20~30 %的聚合物溶液;再加入N-碘代丁二酰亞胺，且N-碘代丁二酰亞胺的摩爾量為目標(biāo) 聚合物的10倍，在室溫?cái)嚢?、氮?dú)獗Ｗo(hù)氛圍及黑暗條件下，反應(yīng)至體系變?yōu)榧t色為止，反應(yīng) 時(shí)間為15~60min;然后加入步驟3)所述的沉淀劑正己烷，反應(yīng)得到碘代大分子光敏劑。 [0027] 更進(jìn)一步地，所述步驟5)中氯金酸溶液的濃度為8~12mg/mL;四氫硼鈉的摩爾量 為氯金酸摩爾量的1.4~1.6倍。
[0028] 更進(jìn)一步地，所述步驟5)的具體反應(yīng)過(guò)程如下：
[0029] 將步驟4)制備得到的碘代大分子光敏劑溶解到去離子水中，配置成濃度為250~ 350mg/mL的聚合溶液;將聚合溶液和等體積的氯金酸溶液，在攪拌速度大于600r/min，小于 或等于1000r/min的條件下分別加入到水溶液中，且水溶液的體積為聚合溶液體積的100 倍，然后再加入四氫硼鈉，攪拌反應(yīng)20~35min，得到復(fù)合納米抗菌劑。
[0030] 具體反應(yīng)步驟如下所示：
[0031]
[0041 ]本發(fā)明制備的復(fù)合納米抗菌劑的工作原理在于：
[0042]本發(fā)明通過(guò)將高分子鏈固定在金納米粒子核表面，并與金納米粒子表面保持一定 的距離。當(dāng)金納米粒子和光敏劑分子距離在一定范圍內(nèi)，并且金納米粒子直徑適當(dāng)時(shí)可以 通過(guò)FRET效應(yīng)到自增強(qiáng)的光動(dòng)力學(xué)抗菌的作用。
[0043]本發(fā)明的有益效果在于：
[0044] 1、本發(fā)明制備的復(fù)合納米抗菌劑與純有機(jī)光敏劑分子，如卟啉類光敏劑相比，具 有自增強(qiáng)的光動(dòng)力學(xué)效果。
[0045] 2、本發(fā)明制備的復(fù)合納米抗菌劑對(duì)革蘭氏陰性菌大腸桿菌和革蘭氏陽(yáng)性菌木糖 葡萄球菌等具有良好的抑菌效果。
[0046] 3、本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，成本較低，易于實(shí)行，具有一步到位的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0047] 圖1為本發(fā)明復(fù)合納米抗菌劑的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 其中，1 一金納米粒子、2-聚合物、3-氟硼熒類光敏劑分子。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 為了更好地解釋本發(fā)明，以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的主要內(nèi)容，但 本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實(shí)施例。
[0050] 實(shí)施例1
[0051 ]該發(fā)明的復(fù)合金納米抗菌劑的制備方法如下：
[0052]本發(fā)明的復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，包括如下制備步驟：
[0053] 1)在室溫、氮?dú)獗Ｗo(hù)氛圍及攪拌狀態(tài)下，將對(duì)芐基氯苯甲酰氯（1.5g，8mmol)加入 到2，4-二甲基吡咯(2.2mL)的二氯甲烷(90mL)溶液中，且2，4-二甲基吡咯與二氯甲烷在使 用之前經(jīng)過(guò)除水處理，得到反應(yīng)體系；將反應(yīng)體系加熱到25°C，并反應(yīng)6h;再向該反應(yīng)體系 內(nèi)加入三乙胺(3.88g，38mmo 1)，繼續(xù)反應(yīng)20min，然后再加入三氟化硼乙醚絡(luò)合物(7.82g， 55mmol)，反應(yīng)時(shí)間為4h，得到式A所示化學(xué)式的物質(zhì)；
[0054]
[0055] 2)在攪拌狀態(tài)下，將吡咯(0.17mL，2.38mmol)加入到氫化鈉(57. lmg 2.38mmol)的 二甲基亞砜懸浮液中，待溶液無(wú)色變?yōu)樽攸S色后，反應(yīng)時(shí)間為20min，加入二硫化碳 (0.14mL，2.38mmol)，繼續(xù)攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為25min，再加入步驟1)制備的式A所示化學(xué) 式的物質(zhì)（1. 〇2g，2.38mmol)，反應(yīng)溫度為40°C，反應(yīng)時(shí)間為15h，對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行后處理制備 得到具有可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合引發(fā)活性的氟化硼二吡咯分子，且分子式如B所示；
[0056]
[0057] 所述步驟2)中對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行后處理的操作過(guò)程為：向反應(yīng)液內(nèi)加入500ml水，再用 三氯甲烷（50mL)進(jìn)行萃取，萃取三次，再將萃取液合并濃縮，對(duì)濃縮液進(jìn)行硅膠色譜柱分 離，得到氟化硼二吡咯分子。
[0058] 3)向1,4-二氧六環(huán)中加入甲基丙稀酸N，N-二甲基氨基乙酯（31.4mg，0.2mmol)，得 到質(zhì)量濃度為45%的甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯溶液;然后在冰水浴環(huán)境下，分別加 入偶氮二異丁腈(〇.26mg)和步驟2)制備的氟化硼二吡咯分子0.15(70.6mg，0.15mmol)，再 在氮?dú)獗Ｗo(hù)氛圍下，將反應(yīng)體系逐漸升溫至70°C，反應(yīng)時(shí)間為12h，最后加入正己烷作為沉 淀劑，得到式C所示化學(xué)式的物質(zhì)，且分子式中η的平均值為500。
[0059]
[0060]
[0061] 4)將步驟3)制備式C所示化學(xué)式的物質(zhì)溶解到無(wú)水二氯甲烷中，得到質(zhì)量濃度為 20 %的聚合物溶液;再加入Ν-碘代丁二酰亞胺，且Ν-碘代丁二酰亞胺的摩爾量為目標(biāo)聚合 物的10倍，在室溫?cái)嚢?、氮?dú)獗Ｗo(hù)氛圍及黑暗條件下，反應(yīng)至體系變?yōu)榧t色為止，反應(yīng)時(shí)間 為60min;然后加入步驟3)所述的沉淀劑正己烷，反應(yīng)得到碘代大分子光敏劑。
[0062] 5)將步驟4)制備得到的碘代大分子光敏劑溶解到去離子水中，配置成濃度為 250mg/mL的聚合溶液;將100ml聚合溶液和等體積的氯金酸溶液(濃度為8mg/mL)，在攪拌速 度為800r/min的條件下分別加入到水溶液中，且水溶液的體積為10000ml，然后再加入硼氫 化鈉(2.34mmol，89.9mg)，攪拌反應(yīng)35min，得到復(fù)合納米抗菌劑。
[0063] 實(shí)施例2
[0064] 該發(fā)明的復(fù)合金納米抗菌劑的制備方法如下：
[0065] 本發(fā)明的復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，包括如下制備步驟：
[0066] 1)在室溫、氮?dú)獗Ｗo(hù)氛圍及攪拌狀態(tài)下，將對(duì)芐基氯苯甲酰氯（1.5g，8mmol)加入 到2，4-二甲基吡咯(2. OmL)的二氯甲烷（100mL)溶液中，且2，4-二甲基吡咯與二氯甲烷在使 用之前經(jīng)過(guò)除水處理，得到反應(yīng)體系；將反應(yīng)體系加熱到30°C，并反應(yīng)5h;再向該反應(yīng)體系 內(nèi)加入三乙胺(3.26g，32mmol)，繼續(xù)反應(yīng)30min，然后再加入三氟化硼乙醚絡(luò)合物(6.82g， 48mmol)，反應(yīng)時(shí)間為6h，得到式A所示化學(xué)式的物質(zhì)；
[0067]
[0068] 2)在攪拌狀態(tài)下，將吡咯（0 · 17mL，2 · 38mmol)加入到氫化鈉（85 · 65mg，3 · 57mmo 1) 的二甲基亞砜懸浮液中，待溶液無(wú)色變?yōu)樽攸S色后，反應(yīng)時(shí)間為40min，加入二硫化碳 (0.32mL，5.36mmol)，繼續(xù)攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為50min，再加入步驟1)制備的式A所示化學(xué) 式的物質(zhì)（2.23 8,5.36!11111〇1)，反應(yīng)溫度為60°(：，反應(yīng)時(shí)間為811，對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行后處理制備得 到具有可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合引發(fā)活性的氟化硼二吡咯分子，且分子式如示B所示；
[0069]
[0070] 所述步驟2)中對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行后處理的操作過(guò)程為：向100ml反應(yīng)液內(nèi)加入1000ml 水，再用三氯甲烷(100ml)進(jìn)行萃取，萃取四次，再將萃取液合并濃縮，對(duì)濃縮液進(jìn)行硅膠色 譜柱分離，得到氟化硼二吡咯分子。
[0071] 3)向1,4-二氧六環(huán)中加入甲基丙稀酸N，N-二甲基氨基乙酯（31.4mg，0.2mmol)，得 到質(zhì)量濃度為45%的甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯溶液;然后在冰水浴環(huán)境下，分別加 入偶氮二異丁腈(〇.36mg)和步驟2)制備的氟化硼二R比略分子(70.6mg，0.15mmol)，再在氮 氣保護(hù)氛圍下，將反應(yīng)體系逐漸升溫至70°C，反應(yīng)時(shí)間為12h，最后加入正己烷作為沉淀劑， 得到式C所示化學(xué)式的物質(zhì)，且分子式中η的平均值為750。
[0072]
[0073] 4)將步驟3)制備式C所示化學(xué)式的物質(zhì)溶解到無(wú)水二氯甲烷中，得到質(zhì)量濃度為 30 %的聚合物溶液;再加入Ν-碘代丁二酰亞胺，且Ν-碘代丁二酰亞胺的摩爾量為目標(biāo)聚合 物的10倍，在室溫?cái)嚢?、氮?dú)獗Ｗo(hù)氛圍及黑暗條件下，反應(yīng)至體系變?yōu)榧t色為止，反應(yīng)時(shí)間 為30min;然后加入步驟3)所述的沉淀劑正己烷，反應(yīng)得到碘代大分子光敏劑。
[0074] 5)將步驟4)制備得到的碘代大分子光敏劑溶解到去離子水中，配置成濃度為 350mg/mL的聚合溶液;將50ml聚合溶液和等體積的氯金酸溶液(濃度為8mg/mL)，在攪拌速 度為1000r/min的條件下分別加入到5000ml水溶液中，然后再加入硼氫化鈉（2.34mmol， 89.9mg)，攪拌反應(yīng)20min，得到復(fù)合納米抗菌劑。
[0075] 實(shí)施例3
[0076] 該發(fā)明的復(fù)合金納米抗菌劑的制備方法如下：
[0077] 本發(fā)明的復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，包括如下制備步驟：
[0078] 1)在室溫、氮?dú)獗Ｗo(hù)氛圍及攪拌狀態(tài)下，將對(duì)芐基氯苯甲酰氯（1.88g，lOmmo 1)加 入到2,4_二甲基吡咯（2.2mL)的二氯甲烷(98mL)溶液中，且2,4_二甲基吡咯與二氯甲烷在 使用之前經(jīng)過(guò)除水處理，得到反應(yīng)體系；將反應(yīng)體系加熱到35°C，并反應(yīng)4h;再向該反應(yīng)體 系內(nèi)加入三乙胺（4.08g，40mmo 1)，繼續(xù)反應(yīng)30min，然后再加入三氟化硼乙醚絡(luò)合物 (8.53g，60mmol)，反應(yīng)時(shí)間為5h，得到式A所示化學(xué)式的物質(zhì)；
[0079]
Λ
[0080] 2)在攪拌狀態(tài)下，將吡咯(0.17mL，2.38mmol)加入到氫化鈉(57. lmg，2.38mmol)的 二甲基亞砜懸浮液中，待溶液無(wú)色變?yōu)樽攸S色后，反應(yīng)時(shí)間為20min，加入二硫化碳 (0.14mL，2.38mmo 1)，繼續(xù)攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為25min，再加入步驟1)制備的式A所示的化 學(xué)式的物質(zhì)，反應(yīng)溫度為50°C，反應(yīng)時(shí)間為12h，對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行后處理制備得到具有可逆加 成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合引發(fā)活性的氟化硼二吡咯分子，且分子式如式B所示；
[0081]
[0082] 所述步驟2)中對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行后處理的操作過(guò)程為：向反應(yīng)液內(nèi)加入500ml水，再用 50ml的三氯甲烷進(jìn)行萃取，萃取三次，再將萃取液合并濃縮，對(duì)濃縮液進(jìn)行硅膠色譜柱分 離，得到氟化硼二吡咯分子。
[0083] 3)向1,4-二氧六環(huán)中加入甲基丙稀酸N，N-二甲基氨基乙酯（39.3mg，0.25mmol)， 得到質(zhì)量濃度為50%的甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯溶液;然后在冰水浴環(huán)境下，分別 加入偶氮二異丁腈(〇.45mg)和步驟2)制備的氟化硼二R比略分子(94. lmg，0.20mmol)，再在 氮?dú)獗Ｗo(hù)氛圍下，將反應(yīng)體系逐漸升溫至70°C，反應(yīng)時(shí)間為10h，最后加入正己烷作為沉淀 劑，得到式C所示化學(xué)式的物質(zhì)，且分子式中η的平均值為500。
[0084]
[0085] 4)將步驟3)制備的式C所示化學(xué)式的物質(zhì)溶解到無(wú)水二氯甲烷中，得到質(zhì)量濃度 為28 %的聚合物溶液;再加入N-碘代丁二酰亞胺，且N-碘代丁二酰亞胺的摩爾量為目標(biāo)聚 合物的10倍，在室溫?cái)嚢琛⒌獨(dú)獗Ｗo(hù)氛圍及黑暗條件下，反應(yīng)至體系變?yōu)榧t色為止，反應(yīng)時(shí) 間為30min;然后加入步驟3)所述的沉淀劑正己烷，反應(yīng)得到碘代大分子光敏劑。
[0086] 5)將步驟4)制備得到的碘代大分子光敏劑溶解到去離子水中，配置成濃度為 250mg/mL的聚合溶液;將100ml聚合溶液和等體積的氯金酸溶液(濃度為8mg/mL)，在攪拌速 度為800r/min的條件下分別加入到10000ml水溶液中，然后再加入硼氫化鈉（2.34mmol， 89.9mg)，攪拌反應(yīng)25min，得到復(fù)合納米抗菌劑。
[0087] 實(shí)施例4
[0088] 如圖1所示，本實(shí)施例設(shè)計(jì)的復(fù)合納米抗菌劑由金納米粒子1、氟硼熒類光敏劑分 子3和聚合物2構(gòu)成，且金納米粒子1為球狀結(jié)構(gòu)，且在本實(shí)施例中金納米粒子的平均直徑為 10nm(金納米粒子的直徑還可以在3~50nm之間變動(dòng)，控制在合理的范圍內(nèi)）。在球狀結(jié)構(gòu)的 徑向方向向外分布有若干個(gè)氟硼焚類光敏劑分子3，且相鄰的光敏劑分子之間存有間隙;氟 硼熒類光敏劑分子具有良好的溶解性、光熱穩(wěn)定性、強(qiáng)的可見光和近紅外光吸收能力，以及 高的熒光量子產(chǎn)率，因此在光動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域具有較廣泛的用途，本實(shí)施中的氟硼熒類光敏劑 分子優(yōu)選為氟化硼二吡咯，氟化硼二吡咯光敏劑分子能有效提高單重態(tài)氧量子產(chǎn)率。
[0089] 再次結(jié)合圖1可知，在金納米粒子1和氟硼熒類光敏劑分子3之間設(shè)置有若干個(gè)聚 合物，本實(shí)施例中的聚合物2為聚甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯，因?yàn)榫奂谆┧?N，N-二甲氨基乙酯能夠較好的與細(xì)菌外膜結(jié)合或穿透進(jìn)入細(xì)菌，從而達(dá)到抑菌效果，此外，聚合 物還可以為聚甲基丙烯酸-N，N-二乙氨基乙酯或聚甲基丙烯酸羥乙酯;為了使聚合物2較好 的與金納米粒子1相接觸，聚合物2設(shè)計(jì)成鏈條結(jié)構(gòu)，且在本實(shí)施中的聚合物鏈條結(jié)構(gòu)的平 均長(zhǎng)度為20nm(將聚合物的鏈條長(zhǎng)度控制在10~60nm之間，都是可行的）；且每條聚合物鏈 條分別與每個(gè)氟硼焚類光敏劑分子相對(duì)應(yīng)，每條聚合物鏈條的一端連接著金納米粒子，每 條聚合物的另一端連接著氟硼熒類光敏劑分子。因此氟硼熒類光敏劑分子3在復(fù)合納米抗 菌劑的外層，且氟硼熒類光敏劑分子3通過(guò)聚合物2的鏈條結(jié)構(gòu)與金納米粒子1相連接。
[0090] 本發(fā)明將有機(jī)光敏劑分子氟硼熒類光敏劑分子通過(guò)高分子鏈固定在金納米粒子 核表面，并與金納米粒子表面保持一定的距離。當(dāng)金納米粒子和氟硼熒類光敏劑分子距離 在一定范圍內(nèi)，并且金納米粒子直徑適當(dāng)時(shí)可以通過(guò)FRET效應(yīng)達(dá)到自增強(qiáng)的光動(dòng)力學(xué)抗菌 的作用，因此本發(fā)明設(shè)計(jì)的納米復(fù)合抗菌劑具有兩到三倍增強(qiáng)的光動(dòng)力學(xué)效果。
[0091] 下面結(jié)合具體地實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)本發(fā)明的復(fù)合納米抗菌劑的抗菌效果作進(jìn)一步地說(shuō) 明：
[0092]實(shí)驗(yàn)條件:復(fù)合納米抗菌劑為陽(yáng)性對(duì)照，等摩爾的的卟啉類光敏劑和酞菁類光敏 劑作為陰性對(duì)照，在相同的光照下，照射相同的時(shí)間。
[0093]本實(shí)施例中優(yōu)選的對(duì)照樣的濃度為0. lmol，光劑量為20.7J/cm2，測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 復(fù)合納米粒子產(chǎn)生單重態(tài)氧的速率是純有機(jī)光敏劑分子，如卟啉類光敏劑的3倍，酞菁類光 敏劑的2.5倍。
[0094] 對(duì)革蘭式陰性大腸桿菌和革蘭式陽(yáng)性菌金黃色葡萄球菌進(jìn)行滅活實(shí)驗(yàn)，得到了表 1的測(cè)試結(jié)果:且革蘭式陰性大腸桿菌為菌種1，革蘭氏陽(yáng)性菌木糖葡萄球菌為菌種2。
[0095]表1為抗菌測(cè)試結(jié)果 [0096]
[0098] 從表1中可以看出，復(fù)合納米抗菌劑對(duì)革蘭式陰性大腸桿菌的最低殺菌濃度為1.7 μ mol/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于卟啉類光敏劑和酞菁類光敏劑，且相同濃度的各殺菌劑，復(fù)合納米抗菌劑 對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌木糖葡萄球菌的抑菌效果達(dá)到了99%以上，因此本實(shí)施例的復(fù)合納米抗菌 劑對(duì)革蘭式陰性大腸桿菌和革蘭氏陽(yáng)性菌木糖葡萄球菌具有較好的抑菌效果。
[0099] 以上實(shí)施例僅為最佳舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。除上述實(shí)施例 外，本發(fā)明還有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明 要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，其特征在于:包括如下制備步驟： 1) 將對(duì)芐基氯苯甲酰氯加入到2,4_二甲基吡咯的二氯甲烷溶液中，得到反應(yīng)體系，向 該反應(yīng)體系內(nèi)加入三乙胺，然后再加入三氟化硼乙醚絡(luò)合物，反應(yīng)得到式A所示化學(xué)式的物 質(zhì)；2) 將吡咯加入到氫化鈉的二甲基亞砜懸浮液中，待溶液由無(wú)色變?yōu)樽攸S色后，加入二 硫化碳，繼續(xù)攪拌反應(yīng)，再加入步驟1)制備的式A所示化學(xué)式的物質(zhì)，反應(yīng)完全，對(duì)反應(yīng)液進(jìn) 行后處理制備得到具有可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合引發(fā)活性的氟化硼二吡咯分子，且分子 式如式B所示；3) 向二甲基甲酰胺中加入甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯，再分別加入偶氮二異丁腈 和步驟2)制備的氟化硼二吡咯分子，然后加入沉淀劑，得到式C所示化學(xué)式的物質(zhì)，且化學(xué) 式中0<n<l OOO 00，n為整數(shù)：4) 將步驟3)制備的式C所示化學(xué)式的物質(zhì)溶解到二氯甲烷中，再加入N-碘代丁二酰亞 胺，反應(yīng)至體系變?yōu)榧t色為止，然后加入步驟3)所述的沉淀劑，反應(yīng)得到碘代大分子光敏 劑； 5) 將步驟4)制備的碘代大分子光敏劑溶解到去離子水中，得到聚合溶液，再將聚合溶 液和氯金酸溶液分別加入到水溶液中，然后加入硼氫化鈉，反應(yīng)得到復(fù)合納米抗菌劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述步驟1)中，2， 4-二甲基吡咯與對(duì)芐基氯苯甲酰氯的摩爾比為2~3:1;且對(duì)芐基氯苯甲酰氯與三乙胺的摩 爾比為4~5:1;三乙胺與三氟化硼乙醚絡(luò)合物的摩爾比為1:1~1.5。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述步驟1)的 具體反應(yīng)過(guò)程如下： 在室溫、氮?dú)獗Ｗo(hù)氛圍及攪拌狀態(tài)下，將對(duì)芐基氯苯甲酰氯加入到2，4_二甲基吡咯的 二氯甲烷溶液中，且2,4_二甲基吡咯與二氯甲烷的體積比為1:40~50,得到反應(yīng)體系;將反 應(yīng)體系加熱到25~35 °C，并反應(yīng)4~6h;再向該反應(yīng)體系內(nèi)加入三乙胺，繼續(xù)反應(yīng)10~ 50min，然后再加入三氟化硼乙醚絡(luò)合物，反應(yīng)時(shí)間為4~7h，得到式A所示化學(xué)式的物質(zhì)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述步驟2)中吡咯 與氫化鈉的摩爾比為1:1~1.5，氫化鈉與二硫化碳的摩爾比為1:1~2，二硫化碳與步驟1) 制備的式A所示化學(xué)式的物質(zhì)的摩爾比為1:1。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述步驟2)的 具體反應(yīng)過(guò)程如下： 在攪拌狀態(tài)下，將吡咯加入到氫化鈉的二甲基亞砜懸浮液中，待溶液無(wú)色變?yōu)樽攸S色 后，反應(yīng)時(shí)間為20~40min，加入二硫化碳，繼續(xù)攪拌反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為25~50min，再加入步 驟1)制備的式A所示化學(xué)式的物質(zhì)，反應(yīng)溫度為40~60°C，反應(yīng)時(shí)間為8~15h，對(duì)反應(yīng)液進(jìn) 行后處理制備得到具有可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合引發(fā)活性的氟化硼二吡咯分子。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述步驟2)中 對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行后處理的操作過(guò)程為：向反應(yīng)液內(nèi)加入水，且水與反應(yīng)液的體積比為5~10: 1，再用三氯甲烷進(jìn)行萃取，萃取次數(shù)為三次或三次以上，再將萃取液合并濃縮，對(duì)濃縮液進(jìn) 行硅膠色譜柱分離，得到氟化硼二吡咯分子。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述步驟3)的具體 反應(yīng)過(guò)程如下： 向1，4_二氧六環(huán)中加入甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯，得到質(zhì)量濃度為45~55%的 甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯溶液;然后在冰水浴環(huán)境下，分別加入偶氮二異丁腈和步 驟2)制備的氟化硼二吡咯分子，所述偶氮二異丁腈的摩爾量為甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基 乙酯的0.8~1.2%，再在氮?dú)獗Ｗo(hù)氛圍下，將反應(yīng)體系逐漸升溫至70~75°C，反應(yīng)時(shí)間為8 ~12h，最后加入正己烷作為沉淀劑，得到式C所示化學(xué)式的物質(zhì)，且0<η<1 000，n為整數(shù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述步驟4)的具體 反應(yīng)過(guò)程如下： 將步驟3)制備的式C所示化學(xué)式的物質(zhì)溶解到無(wú)水二氯甲烷中，得到質(zhì)量濃度為20~ 30 %的聚合物溶液;再加入N-碘代丁二酰亞胺，且N-碘代丁二酰亞胺的摩爾量為目標(biāo)聚合 物的10倍，在室溫?cái)嚢?、氮?dú)獗Ｗo(hù)氛圍及黑暗條件下，反應(yīng)至體系變?yōu)榧t色為止，反應(yīng)時(shí)間 為15~60min;然后加入步驟3)所述的沉淀劑正己烷，反應(yīng)得到碘代大分子光敏劑。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述步驟5)中氯金 酸溶液的濃度為8~12mg/mL;硼氫化鈉的摩爾量為氯金酸摩爾量的1.4~1.6倍。10. 根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的復(fù)合納米抗菌劑的制備方法，其特征在于:所述步驟5)的 具體反應(yīng)過(guò)程如下： 將步驟4)制備得到的碘代大分子光敏劑溶解到去離子水中，配置成濃度為250~ 350mg/mL的聚合溶液;將聚合溶液和等體積的氯金酸溶液，在攪拌速度大于600r/min，小于 或等于1000r/min的條件下分別加入到水溶液中，且水溶液的體積為聚合溶液體積的100 倍，然后再加入硼氫化鈉，攪拌反應(yīng)20~35min，得到復(fù)合納米抗菌劑。
【文檔編號(hào)】A01N55/08GK105994358SQ201610351698
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】魯振坦, 王棟, 張佳琪, 劉珂, 劉瓊珍, 李沐芳, 趙青華, 蔣海青
【申請(qǐng)人】武漢紡織大學(xué)