CN106750056B - 一种三氯生两亲性聚合物纳米粒子及其制法与抗菌应用 - Google Patents

一种三氯生两亲性聚合物纳米粒子及其制法与抗菌应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于药物化学和生物可降解医用高分子领域,公开了一种三氯生两亲性聚合物纳米粒子及其制法和其抗菌应用。该聚合物纳米粒子可通过两亲性嵌段共聚物式Ι或式ΙΙ通过自组装制备得到。得到的纳米粒子因其亲水部分为阳离子带电基团,三氯生单体作为疏水部分具有强疏水性,在与细菌进行作用时,由于其带正电荷可以与细菌进行粘附,进而疏水部分刺穿细菌细胞膜,对细菌细胞膜造成物理性损伤,使其难以产生耐药性,从而具有强的广谱抗菌活性。本发明解决了解决小分子三氯生的溶解性不足的问题,在增强了药物水溶性的同时实现广谱高效抗菌,并且可以对抗耐药菌。式Ι和式ΙΙ的结构式分别如下所示:

Description

一种三氯生两亲性聚合物纳米粒子及其制法与抗菌应用
技术领域
本发明属于药物化学和生物可降解医用高分子领域,特别涉及一种三氯生两亲性聚合物纳米粒子及其制法和抗菌应用。
背景技术
三氯生(Triclosan)是一种广泛应用于肥皂、牙膏等日用品中的小分子广谱抗菌剂,其分子式为:C12H7Cl3O2,分子量为:289.5,CAS.NO.3380-34-5,其分子结构如下式c所示:
其具有强的抗菌和抗真菌活性,作用机制可以简单的描述为:三氯生可以抑制烯酰基ACP还原酶(enoyl-ACP reductase)或者FabI这些高度保守酶的活性,从而干扰细菌脂肪酸的生物合成达到抑菌的作用。由于三氯生在水中的溶解性极差,因此研究如何提高其水溶性具有重要意义。
目前细菌耐药的问题越来越严重,给全世界范围的民众带来很大影响。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。
因此对于如何在提高三氯生在水中溶解性,同时,解决细菌使用小分子三氯生药物易产生耐药性具有重要意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足,本发明的首要目的在于提供一种三氯生两亲性聚合物纳米粒子。
本发明另一目的在于提供上述三氯生两亲性聚合物纳米粒子的制备方法。
本发明再一目的在于提供上述三氯生两亲性聚合物纳米粒子在抗菌方面的应用。
本发明的目的通过下述方案实现:
一种三氯生两亲性聚合物纳米粒子,其可通过两亲性嵌段共聚物式Ι或式ΙΙ通过自组装制备得到,式Ι和式ΙΙ的结构式分别如下所示:
其中,各个R1独立地为-H、-CH3或-CH2CH3;各个R2独立地为-H、-CH3或-CH2CH3;各个R3独立地为-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3或-CH2CH2CH2CH3;各个P独立地为:其中R4独立地为-C6H5、-CH2C6H5、-CH2CH2COOH、-CH2CH2OH或-CH2OH;各个Q分别独立地为-C(CH3)3、-CHCN(CH3)2、-CH2C6H5或-CHCNCH3CH2CH2COOH;m=2~200;n=2~200;并且i=1~10;
优选的,所述的i=2。
更优选的,所述的i=2,P为C6H5CSS-,Q为-CHCNCH3CH2CH2COOH,此时式Ι的结构式对应式V,式ΙΙ的结构式对应式VI,式V和式VI的结构式如下所示:
其中R1、R2、R3、m和n如上所定义。
所述的式Ι由以下方法制备得到:在有机溶剂、引发剂存在条件下,将三氯生改性单体和大分子链转移剂在真空状态下50~120℃反应1~100h,反应结束后将所得反应液纯化即得式Ι。
所述的有机溶剂可为1,4-二氧六环、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲苯等溶剂中的一种或其混合物。
所述的引发剂为AIBN、ABVN、AIBME中的至少一种,优选为AIBN。
所述的纯化是指将反应后的混合物在乙醚中沉淀,离心,再溶解在二氯甲烷中并用乙醚沉淀,乙醚的体积是二氯甲烷的10倍,反复三次,然后真空干燥即得式Ι。
所述的三氯生改性单体的结构式如下式III所示:
所述的大分子链转移剂的结构式如下式1所示:
其中R1、R2、n、P、Q、i如上所定义。
所述的三氯生改性单体III可由以下方法制备得到:取三氯生、三乙胺、四氢呋喃混合,然后在冰水浴和搅拌条件下以0.1~2滴/s的速度滴加烯酰氯样品3,滴加完毕后在室温下过夜搅拌反应,将所得反应液纯化即得三氯生改性单体;其中,烯酰氯样品3的结构式为:
所述的反应物的用量为三氯生、烯酰氯样品、三乙胺的摩尔比为1:(1.1~2):(2~4),优选的比例为1:1.1:2;所述的纯化是指将所得反应液过滤,将所得滤液旋蒸除去溶剂,然后用乙酸乙酯溶解,并依次用水和饱和氯化钠溶液洗涤,收集有机相并用无水硫酸钠干燥,然后过滤,将所得滤液浓缩,再用硅胶柱分离纯化即得纯化后的三氯生改性单体,柱分离所用的洗脱液为二氯甲烷:石油醚(V:V)=1:4~15。
所述的大分子链转移剂由以下方法制备得到:将如式2所示的小分子链转移剂与式IV所示的N,N-二甲基氨基乙酯烯酸酯单体在有机溶剂、AIBN引发剂存在下,真空条件下50~120℃反应1~100h,反应结束后将所得反应液纯化即得大分子链转移剂1;
式2和式IV的结构式如下所示:
所述的小分子链转移剂、N,N-二甲基氨基乙酯烯酸酯单体的摩尔比为1:1~200;所述的有机溶剂为1,4-二氧六环、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲苯等溶剂中的一种或其混合物;所述的纯化是指将所得反应液倒入石油醚中沉淀,然后离心,将所得的沉淀溶解在二氯甲烷中,然后用石油醚沉淀,石油醚的体积是二氯甲烷的10倍以上,反复三次,将所得固体真空干燥即得纯化后的大分子链转移剂1。
所述的式ΙΙ由式Ι进行季铵化修饰后得到,具体包括以下步骤:将式Ι溶于有机溶剂,然后加入溴甲烷、溴乙烷或溴丙烷反应,反应结束后将所得反应产物纯化即得式ΙΙ。
所述的反应指在30℃以下避光反应12~48h。
所述的有机溶剂可为1,4-二氧六环、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲苯等溶剂中的一种或其混合物。
所述的纯化是指将所得反应液在乙醚中沉淀,然后离心,将所得沉淀溶解在二氯甲烷中并用乙醚沉淀,使用乙醚的体积是二氯甲烷的10倍以上,反复三次,将所得固体真空干燥即得纯化后的式ΙΙ。
上述的聚合物纳米粒子的制备方法,包括以下步骤:将式Ι或式ΙΙ溶于有机溶剂中,使用注射泵将注射器中的水以1~20mL/h的速度加入到有机溶剂中,搅拌0.5h~5h,然后通过透析或者超滤法除去有机溶剂即得到聚合物纳米粒子。
所述的有机溶剂可为1,4-二氧六环、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺中的一种或混合物;所述的透析是指用通过分子量为3.5KDa以上的透析膜进行透析;所述的超滤是指用使用分子量10KDa以上的超滤管,不断离心去除溶剂,再补充水溶液,重复10次以上即可去除有机溶剂。
上述的聚合物纳米粒子具有强的广谱抗菌活性,并且可以对抗耐药菌,因此可应用在抗菌领域。
本发明的机理为:
本发明利用三氯生和烯酰氯样品等原料对三氯生酚羟基改性制备得到三氯生单体,利用可逆加成断裂链转移聚合方法(RAFT)聚合后得到含三氯生重复单元的两亲性聚合物,并且对得到的嵌段聚合物进行季铵化修饰。最终通过自组装的方法将其组装为纳米粒子。该水溶液中的纳米粒子含有三氯生成份,变相增强了三氯生的水溶性,并且可能在酯酶的存在下释放出三氯生小分子。得到的纳米粒子因其亲水部分含有阳离子带电基团,三氯生单体作为疏水部分具有强疏水性,在与细菌进行作用时,由于其带正电荷可以与细菌进行粘附,进而疏水部分刺穿细菌细胞膜,对细菌细胞膜造成物理性损伤,使其难以产生耐药性,从而具有强的广谱抗菌活性。
本发明相对于现有技术,具有如下的优点及有益效果:
本发明制备的三氯生两亲性聚合物可以解决小分子三氯生的溶解性不足,易产生耐药的问题。
本发明进一步拓宽了大分子抗菌药物的设计思路,增强了药物水溶性的同时实现广谱高效抗菌,并且可以对抗耐药菌。
附图说明
图1为实施例1中制备的大分子链转移剂PDMAEMA14、PDMAEMA40、PDMAEMA85和PDMAEMA164的核磁共振氢谱图。
图2为实施例2中制备得到的TMA(式4)化合物的核磁共振氢谱图。
图3为实施例3制备得到的两亲性嵌段聚合物PDMAEMA14-b-PTMA14、PDMAEMA14-b-PTMA45、PDMAEMA14-b-PTMA80和PDMAEMA14-b-PTMA164的核磁共振氢谱图。
图4为实施例3制备得到的两亲性嵌段聚合物PDMAEMA14-b-PTMA80以及其季铵化产物PQDMA14-b-PTMA80的核磁共振氢谱图。
图5为实施例4中制备得到的三氯生两亲性聚合物纳米粒子的尺寸以及电势表征结果。其中a,b为采用粒度仪对纳米粒子在水相中的尺寸进行的表征图,c为各种纳米粒子在水相中的zeta电势表征图,d,e分别为季铵化和非季铵化的纳米粒子的透射电镜结果表征图。
图6为实施例4中制备得到的三氯生两亲性聚合物纳米粒子在不同浓度下对金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抗菌活性图。
图7为P45和QP45纳米粒子在不同浓度下对大肠杆菌的抗菌活性图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例中所用原料说明如下:三氯生(Triclosan),溴乙烷,式2小分子链转移剂4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸购自Sigma-Aldrich公司,使用时未进一步纯化。N,N-二甲基氨乙基甲基丙烯酸酯(DMAEMA)购自Sigma-Aldrich公司,使用前经过氢化钙干燥之后蒸馏纯化。甲基丙烯酰氯通过蒸馏纯化。偶氮二异丁腈(AIBN)购自Acros并用95%乙醇重结晶纯化。三乙胺通过5A分子筛干燥。二氯甲烷用氢化钙干燥,然后蒸馏纯化。四氢呋喃用钠丝干燥回流,蒸馏后使用。石油醚,无水乙醚,乙酸乙酯等试剂均为分析纯,均购自国药集团化学试剂有限公司,未进一步纯化直接使用。实验中所用的超纯水均由Milli-QSP智能超纯水系统制备,电阻率为18.4MΩ·cm。MH肉汤培养基购自于广东环凯生物科技有限公司。
实施例1:聚(N,N-二甲基氨乙基甲基丙烯酸酯)PDMAEMA大分子链转移剂的制备
将链转移剂4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸(90.5mg,0.323mmol)、N,N-二甲基氨乙基甲基丙烯酸酯(DMAEMA,763.8mg,4.850mmol)和偶氮二异丁腈AIBN(10.7mg,0.064mmol)在安瓿瓶中溶于2mL 1,4-二氧六环。将安瓿瓶置于液氮中冷冻后用油泵抽气,然后密闭安瓿瓶,恢复到室温使反应混合物融化,然后再冷冻抽气,如此冻融循环反复操作三次,使其反应环境中尽可能没有空气,达到真空的状态。然后再进行密封,70℃下搅拌反应8h后用液氮终止聚合反应,打开反应瓶,将反应后混合物在石油醚中沉淀,离心,再溶解在二氯甲烷中并用大量石油醚沉淀,反复三次,石油醚的体积是二氯甲烷的10倍以上。最终产物在真空干燥箱中室温过夜干燥,得到红色粘度固体(504mg,产率59%)。
反应式为:
图1中的a为本实施例制备的大分子链转移剂PDMAEMA的核磁共振氢谱图,从图中可以看出本实施例成功合成了大分子链转移剂PDMAEMA,经过对比计算链转移剂中苯环上的质子在7.0ppm以上处的积分面积与甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯中N上甲基的质子在2.3ppm处的积分面积,得到DMAEMA的聚合度为14,其分子式表示为PDMAEMA14
按照相同的方法,得到PDMAEMA40、PDMAEMA85和PDMAEMA164,核磁氢谱分别如图1中的b、c和d所示。
实施例2:三氯生的分子改性
在250mL圆底烧瓶中,称取三氯生(2g,13.1mmol),三乙胺(2.66g,26.2mmol)和50mL干燥THF,在冰水浴冷却和磁子搅拌条件下,以0.5滴/s的速度滴加甲基丙烯酰氯(1.51g,14.4mmol,在15mL THF中),滴加完毕后,室温过夜搅拌。过滤除去反应生成的三乙胺盐酸盐副产物,收集滤液旋转蒸发去除溶剂,然后用乙酸乙酯溶解,用水和饱和NaCl水溶液各洗三次,收集有机相并用无水硫酸钠干燥,然后过滤,浓缩。粗产品用硅胶柱色谱分离纯化,用二氯甲烷:石油醚(V:V)=1:6洗脱得式4的无色粘稠产物(2.1g,产率:59.8%)。
反应式为:
图2为实施例2中制备得到的TMA(式4)化合物的核磁共振氢谱图,从图中可以看出,成功合成了TMA。
实施例3:三氯生两亲性聚合物PDMAEMA-b-PTMA及季铵化的产物PQDMA-b-PTMA的制备
将实施例1中制备得到的大分子链转移剂PDMAEMA14(24.4mg,0.0098mmol),实施例2制备的三氯生单体TMA(229.1mg,0.64mmol),和偶氮二异丁腈AIBN(0.32mg,0.0019mmol)在安瓿瓶中溶于1mL 1,4-二氧六环。将安瓿瓶置于液氮中冷冻后用油泵抽气,然后密闭安瓿瓶,恢复到室温使反应混合物融化,然后再冷冻抽气,如此冻融循环反复操作三次,使其反应环境中尽可能没有空气,达到真空的状态。然后再进行密封,70℃下搅拌反应12h后用液氮中止聚合反应,打开反应瓶,将反应后混合物在乙醚中沉淀,离心,再溶解在二氯甲烷中并用大量乙醚沉淀,乙醚的体积是二氯甲烷的10倍,反复三次,最终产物在真空干燥箱中室温过夜干燥,得到粉红色固体(95mg,产率57%),即得到三氯生两亲性聚合物PDMAEMA-b-PTMA(式5)。
图3中的c为本实施例制备得到的三氯生两亲性聚合物PDMAEMA-b-PTMA核磁共振氢谱图,说明成功合成了三氯生两亲性聚合物PDMAEMA-b-PTMA,且从图3中的c经过对比计算三氯生单体TMA苯环上一个氢在6.5~6.7ppm处的积分面积与DMAEMA中氧原子相连的亚甲基质子在4.1ppm处的积分面积,得到TMA的聚合度为80,三氯生两亲性聚合物分子式表示为PDMAEMA14-b-PTMA80。将投料比和反应时间进行调整,分别得到了PDMAEMA14-b-PTMA14,PDMAEMA14-b-PTMA45和PDMAEMA14-b-PTMA164,其核磁共振氢谱图分别如图3中的a、b和d所示。
将PDMAEMA14-b-PTMA80(50mg)溶于1mL DMF,加入溴乙烷EtBr(200μL),密封避光30℃以下反应24h后将反应后混合物在乙醚中沉淀,离心,再溶解在二氯甲烷中并用大量乙醚沉淀,乙醚的体积是二氯甲烷的10倍,反复三次,最终产物在真空干燥箱中室温过夜干燥,得到乳白色固体粉末(45mg,90%),即得到其季铵化产物PQDMA14-b-PTMA80(式6)。
图4中的上面的图谱为三氯生两亲性聚合物PDMAEMA14-b-PTMA80的核磁共振氢谱图,下面的图谱为其季铵化产物PQDMA14-b-PTMA80的核磁共振氢谱图。从图4中可以看出成功合成了三氯生两亲性聚合物PDMAEMA-b-PTMA和其季铵化产物PQDMA-b-PTMA。
反应式如下:
实施例4:三氯生两亲性聚合物纳米粒子的构建
将2mg PDMAEMA14-b-PTMA45或者PQDMA14-b-PTMA45溶于1mL DMF中,磁力搅拌器1500rpm转速下搅拌2h,使其充分溶解。将10mL去离子水以10mL/h的加水速度,通过注射泵加入快速搅拌的有机相中。加完水后继续搅拌0.5h,然后通过分子量为3.5KDa的透析膜去除有机溶剂。每2h换一次水,透析12h。使用PDMAEMA14-b-PTMA45以及PQDMA14-b-PTMA45组装得到的纳米粒子溶液分别简写为P45和QP45。按照相同的方法,将PDMAEMA14-b-PTMA14,PDMAEMA14-b-PTMA80,PDMAEMA14-b-PTMA164,PQDMA14-b-PTMA14,PQDMA14-b-PTMA80以及PQDMA14-b-PTMA164分别进行自组装,得到的纳米粒子溶液并分别简写为P14,P80,P164,QP14,QP80和QP164。对自组装形成的纳米粒子的尺寸进行了表征,结果如图5所示。
图5中的a为采用粒度仪对非季铵化的纳米粒子在水相中的尺寸进行的表征图,图5中的b为采用粒度仪对季铵化的纳米粒子在水相中的尺寸进行的表征图。其中P14,P45,P80,P164,QP14,QP45,QP80和QP164纳米粒子的平均直径约为168.2nm,153.6nm,164.7nm,132.2nm,91.2nm,11.6nm,15.6nm和18.1nm。而图5中的c为对各种纳米粒子在水相中zeta电势的表征图,从图5中可以看出P14,P45,P80,P164,QP14,QP45,QP80和QP164纳米粒子的zeta电势约为+5.63mV,+5.83mV,+3.86mV,-4.46mV,+16.4mV,+12.96mV,+18.2mV和+15.6mV。图5中的d和e分别为非季铵化和季铵化的纳米粒子的透射电镜结果图,从图5中可以看出P14,P45,P80,P164,QP14,QP45,QP80和QP164纳米粒子的透射电镜粒径分别为~132nm,~117.7nm,~142nm,~115nm,~73.5nm,~10.3nm,~14nm和~16.5nm。而且透射电镜TEM的结果略小于动态光散射的结果。这是由于采用粒度仪对该纳米粒子在水相中的尺寸进行表征时,胶束外面形成一层水化层,造成粒径略大于TEM结果的现象。这些几十到两百以内的纳米粒子具有更大的比表面积,更容易结合到零点几到几个微米的细菌上发挥作用,并且这些纳米粒子基本上都带正电荷更容易与带负电荷的细菌进行粘附。
实施例5:纳米粒子对金黄色葡萄球菌(S.aureus)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抗菌性能的评价
抗菌实验选取了金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌MRSA(ATCC 43300)作为革兰氏阳性菌的典型代表。以金黄色葡萄球菌为例,首先将金黄色葡萄球菌的一个单菌落接种到MH肉汤培养基上,进行37℃摇床过夜培养。将菌液使用MH肉汤培养基稀释至OD600达到0.1,之后再重新接种至MH肉汤培养基中进行培养直到达到中度对数期。最后将菌液稀释至OD600=0.001对应的菌液浓度约为5×105CFU mL-1,在96孔板中将调整好的100μL菌液加入到提前使用灭菌去离子水进行系列2倍稀释好的各种纳米粒子溶液100μL中。使用MH肉汤培养基与细菌进行孵育的作为对照组(Blank)。用酶标仪测定各个孔的OD600值作为0h的值。37℃摇床培养12h,再次测定各个孔的OD600值。计算出在不同浓度药物下对细菌活性的影响。
细菌的活性%=[DrugOD60012h-DrugOD6000h]/[BlankOD60012h-BlankOD6000h]×100%
其中DrugOD6000h和DrugOD60012h分别表示纳米粒子处理组在0h和12h的OD600值。BlankOD6000h和BlankOD60012h分别表示MH肉汤培养基空白组在0h和12h的OD600值。
图6为实施例4中制备得到的季铵化和非季铵化的纳米粒子在不同浓度下对金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抗菌活性图,从图中可以看出,在低浓度下季铵化和非季铵化的纳米粒子均可有效抑制金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的生长。
实施例6:纳米粒子对金黄色葡萄球菌(E.coli)抗菌活性的评价
根据实施例5中的方法,对革兰氏阴性菌的典型代表大肠杆菌E.coli(ATCC25922)进行抗菌性能评价。其结果如图7所示,从如图7中可以看出,P45和QP45纳米粒子在16μg/mL左右时可以抑制90%以上E.coli的增长,表明其具有极强的抗菌活性。
表1为各种纳米粒子对金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最低抑菌浓度MIC。MIC是指在标准情况下,抑制90%以上细菌增长的药物浓度。MIC值越低,抗菌活性越强。从表1中可以看出:季铵化的样品和非季铵化的样品都有抗菌活性,且季铵化的样品抗菌活性强于非季铵化的样品。
表1各种纳米粒子对金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最低抑菌浓度MIC
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三氯生两亲性聚合物纳米粒子,其特征在于其通过两亲性嵌段共聚物式Ι或式ΙΙ通过自组装制备得到,式Ι和式ΙΙ的结构式分别如下所示:
其中,各个P独立地为:其中R4独立地为-C6H5、-CH2C6H5、-CH2CH2COOH、-CH2CH2OH或-CH2OH;各个Q分别独立地为-C(CH3)3、-CHCN(CH3)2、-CH2C6H5或-CHCNCH3CH2CH2COOH;m=2~200;n=2~200;并且i=1~10。
2.根据权利要求1所述的三氯生两亲性聚合物纳米粒子,其特征在于:
其中,各个R1独立地为-H、-CH3或-CH2CH3;各个R2独立地为-H、-CH3或-CH2CH3;各个R3独立地为-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3或-CH2CH2CH2CH3;m=2~200;n=2~200;i=2;P为C6H5CSS-,Q为-CHCNCH3CH2CH2COOH;此时式Ι的结构式对应式V,式ΙΙ的结构式对应式VI,式V和式VI的结构式如下所示:
3.根据权利要求1或2所述的三氯生两亲性聚合物纳米粒子,其特征在于:
所述的式Ι由以下方法制备得到:在有机溶剂、引发剂存在条件下,将三氯生改性单体和大分子链转移剂在真空状态下50~120℃反应1~100h,反应结束后将所得反应液纯化即得式Ι。
4.根据权利要求3所述的三氯生两亲性聚合物纳米粒子,其特征在于:
所述的有机溶剂为1,4-二氧六环、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲苯中的一种或其混合物;所述的引发剂为AIBN、ABVN、AIBME中的至少一种;所述的纯化是指将反应后的混合物在乙醚中沉淀,离心,再溶解在二氯甲烷中并用乙醚沉淀,乙醚的体积是二氯甲烷的10倍,反复三次,然后真空干燥即得式Ι;
所述的三氯生改性单体的结构式如下式III所示:
所述的大分子链转移剂的结构式如下式1所示:
5.根据权利要求4所述的三氯生两亲性聚合物纳米粒子,其特征在于:
所述的三氯生改性单体III由以下方法制备得到:取三氯生、三乙胺、四氢呋喃混合,然后在冰水浴和搅拌条件下以0.1~2滴/s的速度滴加如式3所示的烯酰氯样品,滴加完毕后在室温下过夜搅拌反应,将所得反应液纯化即得三氯生改性单体;
所述的大分子链转移剂由以下方法制备得到:将如式2所示的小分子链转移剂与式IV所示的N,N-二甲基氨基乙酯烯酸酯单体在有机溶剂、AIBN引发剂存在下,真空条件下50~120℃反应1~100h,反应结束后将所得反应液纯化即得大分子链转移剂1;
式2、式3和式IV的结构式如下所示:
6.根据权利要求5所述的三氯生两亲性聚合物纳米粒子,其特征在于:
三氯生改性单体III的制备方法中:所述的反应物的用量为三氯生、烯酰氯样品、三乙胺的摩尔比为1:(1.1~2):(2~4);所述的纯化是指将所得反应液过滤,将所得滤液旋蒸除去溶剂,然后用乙酸乙酯溶解,并依次用水和饱和氯化钠溶液洗涤,收集有机相并用无水硫酸钠干燥,然后过滤,将所得滤液浓缩,再用硅胶柱分离纯化即得纯化后的三氯生改性单体;柱分离所用的洗脱液为体积比为1:4~15的二氯甲烷和石油醚的混合液;
大分子链转移剂的制备过程中:所述的小分子链转移剂2、N,N-二甲基氨基乙酯烯酸酯单体的摩尔比为1:1~200;所述的有机溶剂为1,4-二氧六环、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲苯中的一种或其混合物;所述的纯化是指将所得反应液倒入石油醚中沉淀,然后离心,将所得的沉淀溶解在二氯甲烷中,然后用石油醚沉淀,石油醚的体积是二氯甲烷的10倍以上,反复三次,将所得固体真空干燥即得纯化后的大分子链转移剂1。
7.根据权利要求1所述的三氯生两亲性聚合物纳米粒子,其特征在于:
所述的式ΙΙ由式Ι进行季铵化修饰后得到,包括以下步骤:将式Ι溶于有机溶剂,然后加入溴甲烷、溴乙烷或溴丙烷反应,反应结束后将所得反应产物纯化即得式ΙΙ。
8.根据权利要求7所述的三氯生两亲性聚合物纳米粒子,其特征在于:
所述的反应指在30℃以下避光反应12~48h;
所述的有机溶剂为1,4-二氧六环、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲苯中的一种或其混合物;
所述的纯化是指将所得反应液在乙醚中沉淀,然后离心,将所得沉淀溶解在二氯甲烷中并用乙醚沉淀,使用乙醚的体积是二氯甲烷的10倍以上,反复三次,将所得固体真空干燥即得纯化后的式ΙΙ。
9.一种根据权利要求1~8任一项所述的三氯生两亲性聚合物纳米粒子的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
将式Ι或式ΙΙ溶于有机溶剂中,使用注射泵将注射器中的水以1~20mL/h的速度加入有机溶剂中,搅拌0.5h~5h,然后通过透析或者超滤法除去有机溶剂即得到聚合物纳米粒子;
所述的有机溶剂为1,4-二氧六环、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺中的一种或混合物;所述的透析是指用通过分子量为3.5KDa以上的透析膜进行透析;所述的超滤是指用使用分子量10KDa以上的超滤管,不断离心去除溶剂,再补充水溶液,重复10次以上即可。
10.根据权利要求1~8任一项所述的三氯生两亲性聚合物纳米粒子在抗菌领域中的应用。
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