CN108938559A - 一种dna凝胶杀菌材料及其制备方法和作为杀菌材料应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种DNA凝胶杀菌材料及其制备方法和作为杀菌材料应用。该凝胶杀菌材料包含四羟甲基硫酸磷活性成分与DNA凝胶载体材料，其制备是利用四羟甲基硫酸磷在凝胶形成过程中与DNA分子络合，从而通过一步法合成凝胶杀菌材料，凝胶杀菌材料对大肠杆菌和金葡萄球菌都有较好的抗菌作用，同时对正常细胞有较低的毒副作用，具有促进伤口愈合的优点，特别适合于外伤处理。

Description

一种DNA凝胶杀菌材料及其制备方法和作为杀菌材料应用
技术领域
本发明涉及一种杀菌材料，具体涉及一种利用四羟甲基硫酸磷活性组分与DNA络合复合而成的杀菌材料，还涉及DNA凝胶杀菌材料的制备方法以及DNA凝胶杀菌材料在杀菌方面的应用，特别适合伤口处理，属于生物医药材料技术领域。
背景技术
伤口细菌感染不仅会影响伤口愈合，而且会导致身体的细菌感染，严重的会危及生命。伤口的处理包括在局部伤口表面使用抗菌剂或涂抹软膏，但传统的抗菌剂会导致细菌耐药性。这种细菌耐药性是一种健康威胁，会影响对于细菌引起的疾病的治疗。为了解决这些问题，近年来，研究者们致力于发展非传统的杀菌剂。四羟甲基硫酸磷在1997年作为一种新的杀菌剂被报道，并在同年获得美国环境保护机构的绿色化学品奖。研究表明四羟甲基硫酸磷不会对细菌产生耐药性。但是，现有技术中四羟甲基硫酸磷主要通过溶液形式来用于表面伤口处理，由于水分容易挥发，而不能实现持续有效的杀菌效果。
发明内容
针对现有的四羟甲基硫酸磷杀菌材料在使用过程中存在问题，本发明的第一个目的是在于提供一种具有缓释四羟甲基硫酸磷活性成分，生物相容性好，且具有保湿，杀菌，吸附伤口分泌物及促进伤口愈合功能的DNA凝胶杀菌材料。
本发明的另一个目的是在于提供一种操作简单，低成本制备所述DNA凝胶杀菌材料的方法，该方法有利于工业化生产。
本发明的第三个目的是在于提供一种DNA凝胶杀菌材料的应用，DNA凝胶杀菌材料应用于杀菌，对大肠杆菌和金葡萄球菌等常见均具有较好的灭活作用，还可以促进伤口愈合，特别适合于伤口的处理。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种DNA凝胶杀菌材料，其包含四羟甲基硫酸磷活性成分与DNA凝胶载体材料。
优选的方案，DNA凝胶杀菌材料由四羟甲基硫酸磷和DNA在溶液体系中自组装而成。
优选的方案，DNA与四羟甲基硫酸磷的质量比为2～5:5～10。本发明的DNA凝胶杀菌材料
优选的方案，所述DNA为从鲑鱼精中提取的双链DNA。大量实验表明，从鲑鱼精中提取的双链DNA在水溶液中溶解性好，可以提高其在水溶液中的浓度，有利于DNA凝胶的生成，且其DNA是双链DNA，同时富含极性基团，易于被四羟甲基硫酸磷通过静电作用交联结合形成大分子凝胶，这些特点是其他DNA难以同时具备的。该DNA从Sigma公司购得。
本发明还提供了一种DNA凝胶杀菌材料的制备方法，该方法是将DNA与四羟甲基硫酸磷在水溶液中进行自组装反应，即得。
优选的方案，所述自组装反应是先在40～50℃反应2～3h，再在冰浴中反应4～5h。先在40～50℃有利于DNA与四羟甲基硫酸磷充分溶解并发生络合反应，再在冰浴中(0℃左右)反应，有利于凝胶的生成。
优选的方案，所述水溶液中DNA浓度在20mg/mL～50mg/mL之间，四羟甲基硫酸磷浓度在50mg/mL～100mg/mL之间。
本发明还提供了一种DNA凝胶杀菌材料的应用，将其应用于制备具有灭活细菌及促进伤口愈合功效的药剂。
优选的方案，所述细菌包括大肠杆菌和/或金葡萄球菌。本发明的DNA凝胶杀菌材料理论上可以应用于自然界的任意细菌灭活，常见的如大肠杆菌或金葡萄球菌。
本发明采用DNA作为载体材料，四羟甲基硫酸磷作为活性成分，四羟甲基硫酸磷富含羟基，其可以起到交联剂作用，在溶液体系及一定温度条件下，四羟甲基硫酸磷能与DNA链上的极性基团通过氢键作用自组装络合交联形成凝胶体。
本发明的DNA凝胶杀菌材料包含的四羟甲基硫酸磷具有广谱的抗菌性，较低毒性及较好环境安全性，而DNA来源于生物，具有较好的生物相容性。将两者复合后，DNA凝胶可以明显提高四羟甲基硫酸磷的杀菌效果，促进外伤口的愈合。四羟甲基硫酸磷通过先分子间作用力结合在双链DNA分子链之间，包埋在DNA分子内部，在使用过程中，四羟甲基硫酸磷通过解络合作用可以缓慢释放，起到杀菌作用，因此药效长期稳定有效。而凝胶体具有较好的润湿性能，有利于药效发挥，同时凝胶体对伤口的分泌物具有吸附作用，避免伤口污染，促进伤口愈合。
本发明的DNA凝胶杀菌材料特别适应于伤口杀菌消毒。
本发明的DNA凝胶杀菌材料采用DNA凝胶作为载体，可以负载更多的药物成分。
与现有技术相比，本发明技术方案的优点在于：
1、本发明首次将四羟甲基硫酸磷与DNA复合制成凝胶杀菌剂，利用DNA凝胶来提高四羟甲基硫酸磷的杀菌性能，并且具有促进伤口愈合的特点。
2、本发明的DNA凝胶杀菌材料的制备过程利用四羟甲基硫酸磷活性成分本身富含极性基团的特点，可以直接与DNA链上的极性基团络合形成凝胶材料，制备方法简单，成本低，有利于大规模生产。
3、本发明的DNA凝胶杀菌材料能较好地附着在皮肤表面，通过四羟甲基硫酸磷与DNA之间的解络合作用缓释四羟甲基硫酸磷，起到长久、持续杀菌功效的作用，而且可以利用凝胶的润湿性能，能更好发挥药效，同时凝胶体对伤口的分泌物具有吸附作用，避免伤口污染，促进伤口愈合。
附图说明
【图1】为本发明的凝胶杀菌合成示意图(a)及合成的凝胶的照片(b)。
【图2】为实施例1凝胶对大肠杆菌(a)及金葡萄球菌(b)持续的杀菌效果，对不同浓度大肠杆菌(c)及金葡萄球菌(d)的杀菌效果及对细胞的毒副作用(e)。
【图3】为实施例1凝胶在人手上的附着性能。
【图4】为实施例1用凝胶及生理盐水处理的小鼠外伤口愈合的效果对比图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1
本发明凝胶杀菌应用的一个实例，将该凝胶应用于抑制大肠杆菌生长，其凝胶合成原理示意图如图1所示：
(1)将DNA(30mg/mL)溶解在水中，与四羟甲基硫酸磷(60mg/mL)混合，在40℃反应2h，然后在0℃反应4h,即得到凝胶；
(2)将大肠杆菌与合成的凝胶培养，发现24内大肠杆菌的生长得到了完全抑制，而没有与凝胶培养的大肠杆菌生长非常活跃。
(3)凝胶能抑制浓度达到1×109CFU/mL-1的大肠杆菌。
(4)考察凝胶对细胞的毒性，发现与凝胶培养的细胞生长不受抑制，如图2所示。
实施例2
采用金葡萄球菌替换实施例1中的大肠杆菌，其它操作步骤相同。凝胶也能抑制金葡萄球菌，归功于四羟甲基硫酸磷广谱的抗菌性能。
实施例3
本发明凝胶杀菌应用的一个实例，将该凝胶应用于小鼠外伤口处理，其凝胶合成原理示意图如图1所示：
1)将凝胶涂抹在小鼠表面伤口，从图4可以看到凝胶处理的小鼠伤口变的比用生理盐水处理的伤口要小。
2)同时可以看到凝胶处理的伤口表面干净且清澈，而生理盐水处理的伤口表面产生了大量脓液和感染。
3)研究结果表面合成的凝胶能抑制伤口表面的细菌生长，加速伤口愈合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种DNA凝胶杀菌材料，其特征在于：包含四羟甲基硫酸磷活性成分与DNA凝胶载体材料。
2.根据权利要求1所述的一种DNA凝胶杀菌材料，其特征在于：由四羟甲基硫酸磷和DNA在溶液体系中自组装而成。
3.根据权利要求1或2所述的一种DNA凝胶杀菌材料，其特征在于：DNA与四羟甲基硫酸磷的质量比为2～5:5～10。
4.根据权利要求3所述的一种DNA凝胶杀菌材料，其特征在于：所述DNA为从鲑鱼精中提取的双链DNA。
5.权利要求1～4任一项所述一种DNA凝胶杀菌材料的制备方法，其特征在于：将DNA与四羟甲基硫酸磷在水溶液中进行自组装反应，即得。
6.根据权利要求5所述的一种DNA凝胶杀菌材料的制备方法，其特征在于：所述自组装反应是先在40～50℃反应2～3h，再在冰浴中反应4～5h。
7.根据权利要求5所述的一种DNA凝胶杀菌材料的制备方法，其特征在于：所述水溶液中DNA浓度在20mg/mL～50mg/mL之间，四羟甲基硫酸磷浓度在50mg/mL～100mg/mL之间。
8.权利要求1～4任一项所述一种DNA凝胶杀菌材料的应用，其特征在于：应用于制备具有灭活细菌及促进伤口愈合功效的药剂。
9.根据权利要求8所述一种DNA凝胶杀菌材料的应用，其特征在于：所述细菌包括大肠杆菌和/或金葡萄球菌。
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CN107556497A (zh) * 2017-10-10 2018-01-09 淮阴师范学院 一种杂化水凝胶材料的制备方法及应用

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