CN107412780B - 一种基于金纳米颗粒表面修饰氮杂环小分子的抗菌剂 - Google Patents

一种基于金纳米颗粒表面修饰氮杂环小分子的抗菌剂 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种金纳米颗粒，该金纳米颗粒表面修饰有氮杂环小分子，可优选为选自带巯基的三唑、带巯基的咪唑、带巯基的嘌呤和带巯基的苯并噻唑中的一种或多种。本发明所制备的金纳米颗粒对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和/或具有多药耐药性的临床分离菌表现出良好的抗菌性，且可具有良好的生物相容性。本发明还提供了该金纳米颗粒的制备方法，含有该金纳米颗粒的抗菌组合物、试剂盒以及该金纳米颗粒及抗菌组合物在制备抗菌产品或药物中的应用。

Description

一种基于金纳米颗粒表面修饰氮杂环小分子的抗菌剂
技术领域
本发明涉及一种金纳米颗粒，尤其涉及表面修饰氮杂环小分子的金纳米颗粒，以及该金纳米颗粒的制备方法，含有该金纳米颗粒的抗菌组合物、试剂盒以及该金纳米颗粒及抗菌组合物在制备抗菌产品或药物中的应用。
背景技术
细菌感染是威胁人类健康最主要的原因之一，但基于有机小分子的传统抗生素的滥用已经引起了超级耐药菌的出现。细菌的耐药性已经引发了严重的致病率和致死率，尤其是在医院的相关感染上，与此同时也相应地增加了公共医疗成本。这样，就亟待发明新的有效的抗菌剂，尤其是针对超级耐药菌。
纳米材料由于其比表面积大、灵活的表面功能化和固有的理化性质显示出其潜在的抗菌剂性能。纳米银、纳米铜、纳米氧化锌及碳纳米管等均显示出了一定的抗菌活性，但是由于它们的毒性和不好的抗菌性能使这些材料并不能作为理想的抗菌剂使用。而金纳米颗粒由于具有良好的生物相容性以及成熟的合成方法等优势，其作为抗菌剂的探索越来越被广泛关注。许多研究表明，金纳米颗粒本身没有抗菌活性，但是利用带硫醇、胺类和磷类化合物修饰的金纳米颗粒可以成为抗菌药物。相比抗生素本身，利用抗生素修饰的金纳米颗粒抗菌活性明显增强，然而这种金纳米颗粒却对耐药菌依然没有任何效果。
为了合成有效的具有抗菌活性的金纳米颗粒，申请人已经发明了一系列具有抗菌活性的利用巯基嘧啶修饰的金纳米颗粒，这些金纳米颗粒对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和超级耐药菌都有较好的抗菌效果，然而这些金纳米颗粒有一些严重不足，例如，需要两种小分子配体同时修饰金纳米颗粒以及两种配体不同效果的功能化严重影响了实验的重复性和抗菌效果。
因此，有待发现和研究新的重复性好、抗菌活性高且配体修饰简单化的金纳米颗粒。
发明内容
因此，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种表面修饰氮杂环小分子的金纳米颗粒，还提供了金纳米颗粒的制备方法，含有该金纳米颗粒的抗菌组合物、试剂盒以及该金纳米颗粒及抗菌组合物在制备抗菌产品或药物中的应用。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种金纳米颗粒，所述金纳米颗粒表面修饰有氮杂环小分子。
根据本发明第一方面的金纳米颗粒，其中，所述氮杂环小分子具有巯基。优选地，所述氮杂环小分子选自带巯基的三唑、带巯基的咪唑、带巯基的嘌呤和带巯基的苯并噻唑中的一种或多种。更优选地，所述氮杂环小分子选自3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑(ATT)、4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,4-三氮杂茂(AHMT)、2-巯基咪唑(MI)、甲硫咪唑(MTM)、2-氨基-6-巯基嘌呤(AMP)和6-氨基-2-巯基苯并噻唑(AMBT)中的一种或多种。
与现有技术中采用的嘧啶类分子不同，本发明的氮杂环小分子均有五元环结构，具有一定生物活性，并且在修饰金纳米颗粒后对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有抗菌效果，且抗菌效果良好。
在一种实施方案中，所述金纳米颗粒的表面仅修饰有一种带巯基的氮杂环小分子。本发明提供了六种优选的带巯基的氮杂环小分子，分别是两种三唑(ATT、AHMT)、两种咪唑(MI、MTM)、一种嘌呤(AMP)和一种苯并噻唑(AMBT)，上述每种氮杂环小分子可以单独修饰金纳米颗粒，均可获得良好的抗菌活性。
其中，3-氨基-5-巯基-1，2，4-三氮唑(ATT)的化学结构式为：
Figure BDA0000997007500000021
4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,4-三氮杂茂(AHMT)的化学结构式为：
Figure BDA0000997007500000031
2-巯基咪唑(MI)的化学结构式为：
Figure BDA0000997007500000032
甲硫咪唑(MTM)的化学结构式为：
Figure BDA0000997007500000033
2-氨基-6-巯基嘌呤(AMP)的化学结构式为：
Figure BDA0000997007500000034
6-氨基-2-巯基苯并噻唑(AMBT)的化学结构式为：
Figure BDA0000997007500000035
根据本发明第一方面的金纳米颗粒，其中，所述氮杂环小分子与金元素在所述金纳米颗粒中的摩尔比为0.1～0.99:1。优选为0.22～0.92:1。和/或所述金纳米颗粒的平均粒径为1～35nm。优选为2～10nm。
本发明的第二方面提供了一种制备方法，其用于制备本发明第一方面的金纳米颗粒，所述制备方法包括：
(1)将所述氮杂环小分子溶解于甲醇(MeOH)后与氯金酸(HAuCl4)混合形成混合液；
(2)向步骤(1)中所述混合液加入还原剂，充分反应后得到金纳米颗粒粗品；
(3)纯化步骤(2)中的所述金纳米颗粒粗品，即得到所述金纳米颗粒。
优选地，步骤(1)中所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比为1～10:1，最优选为10:1。
根据本发明第二方面的制备方法，其中，在步骤(1)的所述混合后，在冰浴条件下，搅拌所述混合液并加入非离子表面活性剂，使其混合均匀。优选地，所述非离子表面活性剂选自Triton X-100、吐温或聚乙二醇中的一种或多种，最优选为吐温80。和/或优选地，所述非离子表面活性剂与所述氯金酸的摩尔比为0.1～2:1，更优选为0.5～1.5:1。其中，可以使用磁力搅拌器搅拌。
根据本发明第二方面的制备方法，其中，步骤(2)中所述还原剂选自硼氢化钠(NaBH4)、抗坏血酸钠和柠檬酸钠中的一种或多种，最优选为硼氢化钠。所述还原剂与所述氯金酸的摩尔比为1～10:1，优选为2～8:1，最优选为3:1。和/或所述反应是在冰浴和搅拌下进行。所述反应时间优选为30分钟到2小时，最优选为1小时。
根据本发明第二方面的制备方法，其中，步骤(3)中所述纯化包括去除甲醇。所述去除甲醇优选通过旋转蒸发仪进行。优选地，所述纯化还包括透析。更优选地，所述透析采用14KD透析袋、时间为48小时。和/或更优选地，向所述去除甲醇后的金纳米颗粒加入蒸馏水使其溶解，然后进行透析。
在一种实施方案中，上述金纳米颗粒的制备方法为利用硼氢化钠还原法冰浴条件下，通过调节所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比合成了不同氮杂环修饰的金纳米颗粒，其中所述氮杂环小分子与金元素在所述金纳米颗粒中的摩尔比为0.1～0.99:1，优选0.22～0.92:1。具体而言，上述金纳米颗粒的制备方法可以包括：
(1)将不同氮杂环小分子分别完全溶解于甲醇中再与氯金酸混合形成混合液，所述氮杂环小分子和所述氯金酸的摩尔比为1～10:1，最优选为10:1；
(2)在冰浴磁力搅拌器下搅拌步骤(1)中所述混合液，加入吐温80并充分混合溶解，加入硼氢化钠，所述硼氢化钠与所述氯金酸的摩尔比为1～10:1，优选2～8:1，最优选为3:1，继续搅拌1小时获得金纳米颗粒(粗品)；
(3)通过旋转蒸发仪将甲醇去除，加入一定量蒸馏水重新溶解所述金纳米颗粒，用14KD的透析袋对所述金纳米颗粒透析48小时后，收集所述金纳米颗粒并储存备用。
本发明的第三方面提供了一种抗菌组合物，该抗菌组合物包含本发明第一方面的金纳米颗粒或采用本发明第二方面的制备方法而制备的金纳米颗粒。优选地，所述抗菌组合物为抗菌剂或抗菌药物组合物。更优选地，所述抗菌剂或抗菌药物组合物为抗以下菌种中的一种或多种：革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和具有多药耐药性的临床分离菌。进一步优选地，所述革兰氏阴性菌选自大肠杆菌(E.coli)、铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)和肺炎克雷伯菌(K.pneumoniae)中的一种或多种，所述的革兰氏阳性菌选自金黄色葡萄球菌(S.aureus)，和/或所述具有多药耐药性的临床分离菌选自多药耐药的大肠杆菌、多药耐药的铜绿假单胞菌和多药耐药的金黄色葡萄球菌中的一种或多种。在一种实施方案中，所述抗菌药物组合物包含药学上可接受的载体，以及本发明第一方面的金纳米颗粒或采用本发明第二方面的制备方法而制备的金纳米颗粒。
本发明的第四方面提供了一种试剂盒，该试剂盒包括本发明第一方面的金纳米颗粒或采用本发明第二方面的方法所制备的金纳米颗粒。
本发明的第五方面提供了一种应用，该应用为本发明第一方面的金纳米颗粒、采用本发明第二方面的制备方法而制备的金纳米颗粒或本发明第三方面的抗菌组合物在制备抗菌产品或在制备用于预防和/或治疗微生物引起的病症的药物中的应用。优选地，所述抗菌产品或药物为抗以下菌种中一种或多种：革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和具有多药耐药性的临床分离菌中的一种或多种。其中，所述革兰氏阴性菌优选选自大肠杆菌、铜绿假单胞菌和肺炎克雷伯菌中的一种或多种，所述的革兰氏阳性菌优选选自金黄色葡萄球菌，所述具有多药耐药性的临床分离菌优选选自多药耐药的大肠杆菌、多药耐药的铜绿假单胞菌和多药耐药的金黄色葡萄球菌中的一种或多种。优选地，所述微生物引起的病症为由革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和具有多药耐药性的临床分离菌中的一种或多种引起的病症。进一步优选地，所述病症选自以下的一种或多种：皮肤和皮下组织感染、创伤感染、中耳炎、脑膜炎、腹膜炎、肠炎、支气管炎、肺炎、呼吸道感染、泌尿系统感染、败血症或脓毒症。
本发明的第六方面提供了一种预防和/或治疗微生物引起的病症的方法，所述方法包括向受试者给药治疗有效量的本发明第一方面的金纳米颗粒、采用本发明第二方面的制备方法而制备的金纳米颗粒或本发明第三方面的抗菌组合物。优选地，所述微生物引起的病症可以为由革兰氏菌和/或具有多药耐药性的临床分离菌引起的病症。更优选地，所述所述病症可以选自以下的一种或多种：皮肤和皮下组织感染、创伤感染、中耳炎、脑膜炎、腹膜炎、肠炎、支气管炎、肺炎、呼吸道感染、泌尿系统感染、败血症、脓毒症等病症。所述革兰氏菌为革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。其中，所述革兰氏阴性菌优选选自大肠杆菌、铜绿假单胞菌杆菌、肺炎克雷伯氏菌中的一种或多种，所述革兰氏阳性菌优选选自金黄色葡萄球菌，所述具有多药耐药性的临床分离菌优选选自多药耐药的大肠杆菌、多药耐药的铜绿假单胞菌和多药耐药的金黄色葡萄球菌中的一种或多种。
其中，所述给药可以为通过口服、注射、贴片、喷雾和其他已知技术递送给受试者。所述受试者可为患有上述病症的任意动物，例如人类。所述有效量可以包括对治疗、降低、缓和、减轻、消除或避免状况的一种或多种症状有效的量，所述状况寻求被治疗，或可选地，所述状况寻求被避免，或另外在所述状况或其效果中产生临床上可确认的有利变化。
本发明的第七方面提供了一种用于预防和/或治疗微生物引起的病症的金纳米颗粒，该金纳米颗粒为本发明第一方面的金纳米颗粒或按照本发明第二方面的制备方法而制备的金纳米颗粒。
与现有技术相比，本发明所制备的金纳米颗粒对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和/或具有多药耐药性的临床分离菌表现出良好的抗菌性，且部分所制备的金纳米颗粒具有良好的生物相容性。
本发明利用还原法合成出一系列具有抗菌效果的金纳米颗粒，用于对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌及具有多药耐药性的临床分离菌起灭菌作用，从而实现金纳米颗粒作为抗菌剂的潜能。本发明所采用的小分子配体(即氮杂环小分子)本身没有任何抗菌活性，通过还原法修饰到金纳米颗粒上以后对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌甚至相关具有多药耐药性的临床分离菌均显示出较强的抗菌活性，并且其中咪唑小分子修饰的金纳米颗粒具有非常好的生物相容性。基于本发明可以更进一步探索新的类似分子修饰的金纳米颗粒抗菌性研究，以探究金纳米颗粒作为抗菌剂的规律及机理，此外还可以避免一些生物相容性不好的分子的研究。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1示出了本发明提供的金纳米颗粒的制备方法及抗菌示意图；
图2示出了实施例2、4、6、8、10和12制备的金纳米颗粒的不同浓度对人脐静脉内皮细胞的细胞毒性评定；
图3～图14分别示出了实施例1～12制备的金纳米颗粒的透射电子显微镜扫描图和粒径分布图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
本部分对本发明试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚，在上下文中，如果未特别说明，本发明所用材料和操作方法是本领域公知的。
以下实施例中使用的试剂和仪器如下：
试剂：
氯金酸，购自国药集团化学试剂有限公司；3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑(ATT)购自北京百灵威科技有限公司、4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,4-三氮杂茂(AHMT)购自萨恩化学技术(上海)有限公司、2-巯基咪唑(MI)购自北京百灵威科技有限公司、甲硫咪唑(MTM)购自萨恩化学技术(上海)有限公司、2-氨基-6-巯基嘌呤(AMP)购自北京百灵威科技有限公司、6-氨基-2-巯基苯并噻唑(AMBT)购自北京伊诺凯科技有限公司。
仪器：
透射电子显微镜(TEM)，型号Tecnai G2 20S-TWIN，美国FEI公司。
酶标仪，型号Tecan infinite M200，TECAN公司。
实施例1
本实施例用于说明本发明的表面修饰3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑的金纳米颗粒(ATT-Au)及其制备方法。
本实施例采用的制备方法可参考图1中的示意图，具体为：
(1)将3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑完全溶解于甲醇中再与氯金酸混合形成混合液，所述3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑和所述氯金酸的摩尔比如表1。
(2)在冰浴磁力搅拌器下搅拌步骤(1)中所述混合液，加入吐温80并充分混合溶解，加入硼氢化钠，所述吐温80与所述氯金酸的摩尔比和所述硼氢化钠与所述氯金酸的摩尔比如表1，继续搅拌1小时获得金纳米颗粒粗品。
(3)通过旋转蒸发仪将甲醇去除，加入一定量蒸馏水重新溶解所述金纳米颗粒，用14KD的透析袋对所述金纳米颗粒透析48小时后，收集所述金纳米颗粒并储存备用。
经TEM测定，所述金纳米颗粒的粒径约为1～15nm，测定结果如图3所示。由X-射线能谱仪测定，最后所得金纳米颗粒中的氮杂环小分子与金的摩尔比为0.36:1。
实施例2
本实施例用于说明本发明的表面修饰3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑的金纳米颗粒(ATT-Au)及其制备方法。
本实施例的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于按以下表1中指定的氮杂环小分子、所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比、所述吐温80与所述氯金酸的摩尔比、所述硼氢化钠与所述氯金酸的摩尔比进行制备。
经TEM测定，所述金纳米颗粒的粒径约为1～5nm，测定结果如图4所示。由X-射线能谱仪测定，最后所得金纳米颗粒中的氮杂环小分子与金的摩尔比为0.53:1。
实施例3
本实施例用于说明本发明的表面修饰4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,4-三氮杂茂的金纳米颗粒(AHMT-Au)及其制备方法。
本实施例的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于按以下表1中指定的氮杂环小分子、所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比、所述吐温80与所述氯金酸的摩尔比、所述硼氢化钠与所述氯金酸的摩尔比进行制备。
经TEM测定，所述金纳米颗粒的粒径约为2～15nm，测定结果如图5所示。由X-射线能谱仪测定，最后所得金纳米颗粒中的氮杂环小分子与金的摩尔比为0.31:1。
实施例4
本实施例用于说明本发明的表面修饰4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,4-三氮杂茂的金纳米颗粒(AHMT-Au)及其制备方法。
本实施例的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于按以下表1中指定的氮杂环小分子、所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比、所述吐温80与所述氯金酸的摩尔比、所述硼氢化钠与所述氯金酸的摩尔比进行制备。
经TEM测定，所述金纳米颗粒的粒径约为1～3nm，测定结果如图6所示。由X-射线能谱仪测定，最后所得金纳米颗粒中的氮杂环小分子与金的摩尔比为0.56:1。
实施例5
本实施例用于说明本发明的表面修饰2-巯基咪唑的金纳米颗粒(MI-Au)及其制备方法。
本实施例的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于按以下表1中指定的氮杂环小分子、所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比、所述吐温80与所述氯金酸的摩尔比、所述硼氢化钠与所述氯金酸的摩尔比进行制备。
经TEM测定，所述金纳米颗粒的粒径约为2～35nm，测定结果如图7所示。由X-射线能谱仪测定，最后所得金纳米颗粒中的氮杂环小分子与金的摩尔比为0.34:1。
实施例6
本实施例用于说明本发明的表面修饰2-巯基咪唑的金纳米颗粒(MI-Au)及其制备方法。
本实施例的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于按以下表1中指定的氮杂环小分子、所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比、所述吐温80与所述氯金酸的摩尔比、所述硼氢化钠与所述氯金酸的摩尔比进行制备。
经TEM测定，所述金纳米颗粒的粒径约为2～10nm，测定结果如图8所示。由X-射线能谱仪测定，最后所得金纳米颗粒中的氮杂环小分子与金的摩尔比为0.46:1。
实施例7
本实施例用于说明本发明的表面修饰甲硫咪唑的金纳米颗粒(MTM-Au)及其制备方法。
本实施例的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于按以下表1中指定的氮杂环小分子、所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比、所述吐温80与所述氯金酸的摩尔比、所述硼氢化钠与所述氯金酸的摩尔比进行制备。
经TEM测定，所述金纳米颗粒的粒径约为2～15nm，测定结果如图9所示。由X-射线能谱仪测定，最后所得金纳米颗粒中的氮杂环小分子与金的摩尔比为0.22:1。
实施例8
本实施例用于说明本发明的表面修饰甲硫咪唑的金纳米颗粒(MTM-Au)及其制备方法。
本实施例的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于按以下表1中指定的氮杂环小分子、所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比、所述吐温80与所述氯金酸的摩尔比、所述硼氢化钠与所述氯金酸的摩尔比进行制备。
经TEM测定，所述金纳米颗粒的粒径约为1～10nm，测定结果如图10所示。由X-射线能谱仪测定，最后所得金纳米颗粒中的氮杂环小分子与金的摩尔比为0.25:1。
实施例9
本实施例用于说明本发明的表面修饰2-氨基-6-巯基嘌呤的金纳米颗粒(AMP-Au)及其制备方法。
本实施例的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于按以下表1中指定的氮杂环小分子、所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比、所述吐温80与所述氯金酸的摩尔比、所述硼氢化钠与所述氯金酸的摩尔比进行制备。
经TEM测定，所述金纳米颗粒的粒径约为2～10nm，测定结果如图11所示。由X射线能谱仪测定，最后所得金纳米颗粒中的氮杂环小分子与金的摩尔比为0.30:1。
实施例10
本实施例用于说明本发明的表面修饰2-氨基-6-巯基嘌呤的金纳米颗粒(AMP-Au)及其制备方法。
本实施例的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于按以下表1中指定的氮杂环小分子、所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比、所述吐温80与所述氯金酸的摩尔比、所述硼氢化钠与所述氯金酸的摩尔比进行制备。
经TEM测定，所述金纳米颗粒的粒径约为1～5nm，测定结果如图12所示。由X射线能谱仪测定，最后所得金纳米颗粒中的氮杂环小分子与金的摩尔比为0.40:1。
实施例11
本实施例用于说明本发明的表面修饰6-氨基-2-巯基苯并噻唑的金纳米颗粒(AMBT-Au)及其制备方法。
本实施例的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于按以下表1中指定的氮杂环小分子、所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比、所述吐温80与所述氯金酸的摩尔比、所述硼氢化钠与所述氯金酸的摩尔比进行制备。
经TEM测定，所述金纳米颗粒的粒径约为1～12nm，测定结果如图13所示。由X射线能谱仪器测定，最后所得金纳米颗粒中的氮杂环小分子与金的摩尔比为0.40:1。
实施例12
本实施例用于说明本发明的表面修饰6-氨基-2-巯基苯并噻唑的金纳米颗粒(AMBT-Au)及其制备方法。
本实施例的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于按以下表1中指定的氮杂环小分子、所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比、所述吐温80与所述氯金酸的摩尔比、所述硼氢化钠与所述氯金酸的摩尔比进行制备。
经TEM测定，所述金纳米颗粒的粒径约为1～8nm，测定结果如图14所示。由X射线能谱仪测定，最后所得金纳米颗粒中的氮杂环小分子与金的摩尔比为0.92:1。
表1
实施例1～12的氮杂环小分子的种类、氮杂环小分子与氯金酸、吐温80与氯金酸以及硼氢化钠与氯金酸的摩尔比
Figure BDA0000997007500000121
试验例1
对实施例2、4、6、8、10和12所制备的金纳米颗粒进行抗菌效果的检测，说明所述金纳米颗粒具有良好的抗菌效果。
比较方法如下：
采用最低抑菌浓度来衡量，利用肉汤法分别培养革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌及其相关的具有多药耐药性的临床分离菌至对数期，然后对其进行稀释保证实验所用菌数为104到105，不同菌种分别接种到96孔板上，每孔为100微升。将合成的不同金纳米颗粒从原始浓度加入每个菌种的第一个孔，加入体积为100微升，然后进行逐级稀释，最后一个孔为只有菌种作为空白对照，所有操作在超净台中进行。之后将96孔板置于37摄氏度进行恒温培养24小时，通过观察其孔板与空白对照的透明度评定每种不同金纳米颗粒的最低抑菌浓度。测试结果见表2。
从测试结果可见，实施例2、4、6、8、10和12所制备的金纳米颗粒对革兰氏阴性菌和耐药革兰氏阴性菌均有良好的抗菌效果，而且大多数对革兰氏阳性菌和耐药革兰氏阳性菌也都有良好的抗菌效果。
表2实施例2、4、6、8、10和12所制备的金纳米颗粒的抗菌效果检测
Figure BDA0000997007500000131
试验例2细胞毒性实验
对实施例2、4、6、8、10和12所制备的金纳米颗粒进行细胞毒性实验，评定所述金纳米颗粒的细胞毒性。
评定方法如下：
在96孔板中接种状态良好的人脐静脉内皮细胞，每孔4到5万个细胞，保证每孔的细胞数量级相同，置于37摄氏度培养中培养至细胞贴壁，分别加入不同金纳米颗粒并进行逐级稀释，96孔板的四周不做实验处理，只做空白对照。在37摄氏度培养箱中培养24小时后，将每孔液体轻轻吸走，加入cck-8试剂染料10到20微升，在恒温箱中培养2到4小时直至孔板颜色发生明显变化。用酶标仪对96孔板中每个孔的吸光值450nm处进行测定。然后通过该试剂法的计算公式计算出每个孔的细胞活力，从而测定出对应的金纳米颗粒对人脐静脉内皮细胞的毒性。测试结果见图2。
从测试结果可见，即使实施例6和实施例8所制备的金纳米颗粒浓度高达100μg/mL，其相对应的人脐静脉内皮细胞的活性也几乎为100％，说明这两种金纳米颗粒浓度具有良好的生物相容性。此外，实施例12所制备的金纳米颗粒在浓度大于或等于50μg/mL时，其细胞活性均高于除实施例6和8之外的其它待评定实施例所制备的金纳米颗粒。
试剂盒
本发明还提供了一种试剂盒，该试剂盒包括本发明第一方面的金纳米颗粒或采用本发明第二方面的制备方法而制备的金纳米颗粒。
此外，所述试剂盒中还可包括使用说明书和/或使用/分析软件。
药物组合物
本发明还涉及一种抗菌药物组合物，其包含药学上可接受的载体，以及本发明第一方面的金纳米颗粒或采用本发明第二方面的制备方法而制备的金纳米颗粒。所述金纳米颗粒在该药物组合物中可以为有效量的或治疗有效量的。
如本文所用，“有效量”是指可对人和/或动物产生功能或活性的且可被人和/或动物所接受的量。
如本文所用，“药学上可接受的”的成分是适用于人和/或动物(如哺乳动物和禽类)而无过度不良副反应(如毒性、刺激和变态反应)的，即具有合理的效益/风险比的物质。“药学上可接受的载体”是指用于给药的载体，可以包括各种赋形剂和稀释剂等。
本发明的药物组合物可以含有安全有效量的本发明的金纳米颗粒作为活性成分以及药学上可接受的载体。这类载体可以包括但不限于：盐水、缓冲液、葡萄糖、水、甘油、乙醇、及其组合。通常药物制剂应与给药方式相匹配，本发明的药物组合物的剂型可以依需要制备为注射剂、口服制剂(片剂、胶囊、口服液)、透皮剂、稀释剂等。例如用生理盐水或含有葡萄糖和其他辅料的水溶液通常以常规方法进行制备。该药物组合物更适宜在无菌条件下制造。
本发明所述的有效量可随给药的模式和待治疗的疾病的严重程度等而变化。优选的有效量的选择可以由本领域普通技术人员根据各种因素来确定(例如通过临床试验)。所述的因素包括但不限于：所述的活性成分的药代动力学参数，例如生物利用率、代谢、半衰期等；患者所要治疗的疾病的严重程度、患者的体重、患者的免疫状况、给药的途径等。通常，当本发明的活性成分每天以约0.00001mg-50mg/kg动物体重(较佳的0.0001mg-10mg/kg动物体重)的剂量给予，能得到令人满意的效果。例如，由治疗状况的迫切要求，可每天给予若干次分开的剂量，或将剂量按比例地减少。
本发明所述的药学上可接受的载体包括但不限于：水、盐水、脂质体、脂质、蛋白、蛋白-抗体缀合物、肽类物质、纤维素、纳米凝胶、或其组合。载体的选择通常应与给药方式相匹配，这是本领域的普通技术人员所熟知的。
本发明还提供了所述药物组合物的应用，其用于制备抗菌产品或制备用于预防和/或治疗微生物引起的病症的药物。
预防和/或治疗方法
本发明还提供了一种预防和/或治疗微生物引起的病症的方法，所述方法包括向受试者给药治疗有效量的本发明第一方面的金纳米颗粒、采用本发明第二方面的制备方法而制备的金纳米颗粒或本发明第三方面的抗菌组合物。
尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。

Claims (21)

1.金纳米颗粒在制备抗菌产品或在制备用于预防和/或治疗微生物引起的病症的药物中的应用，其特征在于，所述金纳米颗粒表面修饰有氮杂环小分子；其中，所述氮杂环小分子选自带巯基的三唑、带巯基的咪唑、带巯基的嘌呤和带巯基的苯并噻唑中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述氮杂环小分子选自3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑、4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,4-三氮杂茂、2-巯基咪唑、甲硫咪唑、2-氨基-6-巯基嘌呤和6-氨基-2-巯基苯并噻唑中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：
所述氮杂环小分子与金元素在所述金纳米颗粒中的摩尔比为0.1～0.99:1；和/或
所述金纳米颗粒的平均粒径为1～35nm。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：
所述氮杂环小分子与金元素在所述金纳米颗粒中的摩尔比为0.22～0.92:1；和/或
所述金纳米颗粒的平均粒径为2～10nm。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述抗菌产品为抗菌剂或抗菌药物组合物。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述抗菌产品或药物为抗以下菌种中一种或多种：革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和具有多药耐药性的临床分离菌，和/或
所述微生物引起的病症为由革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和具有多药耐药性的临床分离菌中的一种或多种引起的病症。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述革兰氏阴性菌选自大肠杆菌、铜绿假单胞菌和肺炎克雷伯菌中的一种或多种，
所述革兰氏阳性菌选自金黄色葡萄球菌，和/或
所述具有多药耐药性的临床分离菌选自多药耐药的大肠杆菌、多药耐药的铜绿假单胞菌和多药耐药的金黄色葡萄球菌中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述病症选自以下的一种或多种：皮肤和皮下组织感染、创伤感染、中耳炎、脑膜炎、腹膜炎、肠炎、支气管炎、肺炎、呼吸道感染、泌尿系统感染、败血症或脓毒症。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的应用，其特征在于，所述金纳米颗粒的制备方法包括：
(1)将所述氮杂环小分子溶解于甲醇后与氯金酸混合形成混合液，
(2)向步骤(1)中所述混合液加入还原剂，充分反应后得到金纳米颗粒粗品，
(3)纯化步骤(2)中的所述金纳米颗粒粗品，即得到所述金纳米颗粒。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，步骤(1)中所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比为1～10:1。
11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，步骤(1)中所述氮杂环小分子与所述氯金酸的摩尔比为10:1。
12.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，在步骤(1)的所述混合后，在冰浴条件下，搅拌所述混合液并加入非离子表面活性剂或聚乙二醇，使其混合均匀。
13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于，
所述非离子表面活性剂选自Triton X-100或吐温；和/或
所述非离子表面活性剂与所述氯金酸的摩尔比为0.1～2:1。
14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，
所述非离子表面活性剂为吐温80；和/或
所述非离子表面活性剂与所述氯金酸的摩尔比为0.5～1.5:1。
15.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，步骤(2)中所述还原剂选自硼氢化钠、抗坏血酸钠和柠檬酸钠中的一种或多种；
所述还原剂与所述氯金酸的摩尔比为1～10:1；和/或
所述反应是在冰浴和搅拌下进行。
16.根据权利要求15所述的应用，其特征在于，步骤(2)中所述还原剂为硼氢化钠；
所述还原剂与所述氯金酸的摩尔比为2～8:1；和/或
所述反应时间为30分钟到2小时。
17.根据权利要求16所述的应用，其特征在于，
所述还原剂与所述氯金酸的摩尔比为3:1；和/或
所述反应时间为1小时。
18.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，步骤(3)中所述纯化包括去除甲醇。
19.根据权利要求18所述的应用，其特征在于，步骤(3)中所述去除甲醇通过旋转蒸发仪进行。
20.根据权利要求19所述的应用，其特征在于，所述纯化还包括透析。
21.根据权利要求20所述的应用，其特征在于，
所述透析采用14KD透析袋、时间为48小时；和/或
向所述去除甲醇后的金纳米颗粒加入蒸馏水使其溶解，然后进行透析。
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