CN115403576A - 抗菌光敏剂及其制备方法和在制备光动力抗菌药物中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物化学材料技术领域，具体涉及抗菌光敏剂及其制备方法和在制备光动力抗菌药物中的应用。本发明提供的抗菌光敏剂，具有式I或式II所示结构。本发明提供的抗菌光敏剂，具有典型的D‑A‑D型分子结构，具有聚集诱导发光特性及较强的活性氧生成能力；同时由于静电相互作用，本发明提供的式I或式II所示结构的抗菌光敏剂能够与革兰氏阳性菌进行有效结合，从而本发明提供的抗菌光敏剂应用于光动力抗菌，能够实现针对革兰氏阳性菌进行特异性、高效的光动力杀伤，能够用于制备具有特异性杀伤革兰氏阳性菌的功效的光动力抗菌药物。

Description

抗菌光敏剂及其制备方法和在制备光动力抗菌药物中的应用

技术领域

本发明属于生物化学材料技术领域，具体涉及抗菌光敏剂及其制备方法和在制备光动力抗菌药物中的应用。

背景技术

致病菌感染是人类健康的重大威胁因素之一，迄今为止，人类与细菌的斗争已有数百年历史。抗生素的出现曾为人类抗击细菌带来曙光。多重耐药细菌的不断涌现，使得研发新型抗生素或新的不易产生细菌耐药性的治疗手段迫在眉睫。新抗生素的开发周期长，成本高，更糟糕的是新抗生素的开发通常不能跟上耐药细菌的进化，导致抗生素耐药性日益严重。因此，急需寻找一种不易产生耐药性的抗菌方式来对抗耐药菌感染带来的威胁。

光动力疗法(Photodynamic therapy，PDT)通过将特定波长的光线聚焦到富集光敏剂的病灶部位，产生活性氧物种(Reactive oxygen species,ROS)实现抗菌。得益于ROS作用靶点的非特异性，细菌不易产生对PDT的耐药性。传统的光敏剂(如卟啉，BODIPY类)在水介质中由于大π共轭平面疏水结构容易导致荧光猝灭，且π-π堆积也会减弱系间窜越效率从而降低ROS产生效率。相反，具有聚集诱导发光(AIE)特性的光敏剂在聚集时可以发强光，而且可以高效产生ROS。因此，发展AIE型光敏剂对同时实现高亮荧光和高效产生活性氧能力具有广阔前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗菌光敏剂及其制备方法和在制备具有特异性杀伤革兰氏阳性菌效果的光动力抗菌药物中的应用，本发明提供的抗菌光敏剂具有聚集诱导发光特性及较强的活性氧生成能力，可对革兰氏阳性菌进行高效的光动力杀伤。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种抗菌光敏剂，具有式I或式II所示结构：

其中，所述式I或式II中Ar独立地为

所述式I或式II中的X^-独立地为F^-、Cl^-、Br^-、I^-或

所述式I中的m为0～6的整数；

所述式II中的n为1～6的整数。

优选的，所述式I或式II中Ar为

所述式I或式II中的X^-独立地为Br^-或

所述式I中的m为0；所述式II中的n为2。

优选的，具有式I-1、式II-1或式II-2所示结构：

本发明提供了上述技术方案所述的抗菌光敏剂的制备方法，

所述式I或式II中的X^-为Br^-或I^-时，包括以下步骤：将式IV所示结构的化合物或式V所示结构的化合物与式III所示结构的化合物、有机溶剂混合进行成盐反应，得到X^-为Br^-或I^-的抗菌光敏剂；

式IV中的X₁和式V中的X₂独立地为Br或I；

所述式I或式II中的X^-为F^-、Cl^-或

时，包括以下步骤：将X^-为Br^-或I^-的抗菌光敏剂、阴离子交换试剂和有机溶剂混合进行阴离子交换反应，得到X^-为F^-、Cl^-或

的抗菌光敏剂；所述阴离子交换试剂包括碱金属氟盐、碱金属氯盐或碱金属五氰基环戊二烯盐。

优选的，式IV所示结构的化合物为ICH₃或ICH₂CH₃。

优选的，式V所述结构的化合物为

优选的，式IV所示结构的化合物或式V所示结构的化合物与式III所示结构的化合物的摩尔比为(1.5～2.5):1。

优选的，所述成盐反应的温度为80～120℃。

本发明提供了上述技术方案所述的抗菌光敏剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的抗菌光敏剂在制备特异性杀伤革兰氏阳性菌的光动力抗菌药物中的应用。

优选的，所述革兰氏阳性菌包括金黄色葡萄球菌和/或耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。

本发明提供了一种抗菌光敏剂，具有式I或式II所示结构。本发明提供的具有式I或式II所示结构的抗菌光敏剂，具有典型的D-A-D型分子结构，中间带有正电荷的邻菲啰啉基团为电子受体，两端的三苯胺、四苯乙烯以及取代四苯乙烯基团为电子给体，因此本发明提供的抗菌光敏剂具有聚集诱导发光特性及较强的活性氧生成能力；同时由于本发明提供的抗菌光敏剂分子结构中的氮原子带有正电荷，而革兰氏阳性菌的表面呈负电性，由于静电相互作用，本发明提供的式I或式II所示结构的抗菌光敏剂能够与革兰氏阳性菌进行有效结合，从而本发明提供的抗菌光敏剂应用于光动力抗菌，能够实现针对革兰氏阳性菌进行特异性、高效的光动力杀伤，能够用于制备具有特异性杀伤革兰氏阳性菌的功效的光动力抗菌药物。

本发明提供了上述技术方案所述的抗菌光敏剂的制备方法，所述式I或式II中的X^-为Br^-或I^-时，包括以下步骤：将式IV所示结构的化合物或式V所示结构的化合物与式III所示结构的化合物、有机溶剂混合进行成盐反应，得到X^-为Br^-或I^-的抗菌光敏剂；式IV中的X₁和式V中的X₂独立地为Br或I；所述式I或式II中的X^-为F^-、Cl^-或

时，包括以下步骤：将X^-为Br^-或I^-的抗菌光敏剂、阴离子交换试剂和有机溶剂混合进行阴离子交换反应，得到X^-为F^-、Cl^-或

的抗菌光敏剂；所述阴离子交换试剂包括碱金属氟盐、碱金属氯盐或碱金属五氰基环戊二烯盐。本发明通过进行简单的成盐反应，制备得到式I或式II所示的具有特异性杀伤革兰氏阳性菌的功效的抗菌光敏剂，制备方法步骤简单，容易操作，适宜工业生产。

附图说明

图1为DTPAP-2Br抗菌光敏剂在720nm处的实时荧光强度随甘油/DMSO混合溶液中甘油体积分数的变化情况；

图2为DTPAP-2Br抗菌光敏剂与DCFH的混合溶液在528nm处的实时荧光强度与初始荧光强度的比值随着光照时间的变化图；

图3为不同浓度的DTPAP-2Br对金黄色葡萄球菌的光动力杀伤情况；

图4为不同浓度的DTPAP-2Br对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的光动力杀伤情况；

图5为不同浓度的DTPAP-2Br对大肠杆菌的光动力杀伤情况；

图6为本发明实施例1制备DTPAP-2Br的合成路线图；

图7为实施例2制备的抗菌光敏剂在720nm处的实时荧光强度随甘油/DMSO混合溶液中甘油体积分数的变化情况；

图8为实施例2制备的抗菌光敏剂与DCFH的混合溶液在528nm处的实时荧光强度与初始荧光强度的比值随着光照时间的变化图；

图9为不同浓度的实施例2制备的抗菌光敏剂对金黄色葡萄球菌的光动力杀伤情况；

图10为不同浓度的实施例2制备的抗菌光敏剂对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的光动力杀伤情况；

图11为不同浓度的实施例2制备的抗菌光敏剂对大肠杆菌的光动力杀伤情况；

图12为实施例3制备的抗菌光敏剂与DCFH的混合溶液在528nm处的实时荧光强度与初始荧光强度的比值随着光照时间的变化图。

具体实施方式

本发明提供了一种抗菌光敏剂，具有式I或式II所示结构：

其中，所述式I或式II中Ar独立地为

所述式I或式II中的X^-独立地为F^-、Cl^-、Br^-、I^-或

所述式I中的m为0～6的整数；

所述式II中的n为1～6的整数。

在本发明中，所述式I或式II中Ar优选为

所述式I或式II中的X^-独立地优选为Br^-或

所述式I中的m优选为0；所述式II中的n优选为2。

在本发明中，所述

结构中五元碳环中的“圆圈”代表负电荷是离域在整个五元碳环中的。

在本发明中，五氰基环戊二烯

结构中五元碳环上的三个氢酸性很强，当其中一个氢离去后，所述

带上一个负电荷，为五氰基环戊二烯负离子：

在本发明中，所述抗菌光敏剂优选具有式I-1、式II-1或式II-2所示结构：

本发明提供了上述技术方案所述的抗菌光敏剂的制备方法，

所述式I或式II中的X^-为Br^-或I^-时，包括以下步骤：将式IV所示结构的化合物或式V所示结构的化合物与式III所示结构的化合物、有机溶剂(以下称为第一有机溶剂)混合溶剂(以下称为第一混合)进行成盐反应，得到X^-为Br^-或I^-的抗菌光敏剂；

式IV中的X₁和式V中的X₂独立地为Br或I；

所述式I或式II中的X^-为F^-、Cl^-或

时，包括以下步骤：将X^-为Br^-或I^-的抗菌光敏剂、阴离子交换试剂和有机溶剂(以下称为第二有机溶剂)混合(以下称为第二混合)进行阴离子交换反应，得到X^-为F^-、Cl^-或

的抗菌光敏剂；所述阴离子交换试剂包括碱金属氟盐、碱金属氯盐或碱金属五氰基环戊二烯盐。

在本发明中，如无特殊说明，所用原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。

在本发明中，所述式I或式II中的X^-为Br^-或I^-时，本发明包括以下步骤：将式IV所示结构的化合物或式V所示结构的化合物与式III所示结构的化合物、第一有机溶剂混合进行成盐反应，得到X^-为Br^-或I^-的抗菌光敏剂；

式IV中的X₁和式V中的X₂独立地为Br或I。

在本发明中，式IV所示结构的化合物优选为ICH₃或ICH₂CH₃。

在本发明中，式V所述结构的化合物优选为

在本发明中，式III所示结构的化合物具体优选为具有式III-1所示结构：

在本发明中，式IV所示结构的化合物或式V所示结构的化合物与式III所示结构的化合物的摩尔比优选为为(1.5～2.5):1。

在本发明中，所述成盐反应优选在有机溶剂存在条件下进行。

本发明对所述第一有机溶剂的种类没有特殊的限定，采用常规的溶剂，能够溶解原料，保证成盐反应顺利进行即可，具体如乙腈、四氢呋喃。

本发明对所述第一有机溶剂的用量没有特殊要求，能够溶解原料，保证成盐反应顺利进行即可。

本发明对第一混合的具体实施过程没有特殊要求。

在本发明中，所述成盐反应的温度优选为60～120℃，更优选为110℃。

成盐反应后，本发明优选将所述成盐反应的反应液冷却至室温后进行后处理，在本发明中，所述后处理优选包括：依次进行固液分离、洗涤和干燥。在本发明中，所述固液分离的具体实施方式优选为抽滤，本发明对所述抽滤的具体实施方式没有特殊要求。本发明优选对所述固液分离得到的固体产物进行洗涤。在本发明中，所述洗涤优选包括：选用二氯甲烷冲洗抽滤得到的固体产物，冲洗后将固体产物干燥，得到X^-为Br^-或I^-的抗菌光敏剂。

在本发明中，所述式I或式II中的X^-为F^-、Cl^-或

时，本发明包括以下步骤：将X^-为Br^-或I^-的抗菌光敏剂、阴离子交换试剂和第二有机溶剂混合进行阴离子交换反应，得到X^-为F^-、Cl^-或

的抗菌光敏剂；所述阴离子交换试剂包括碱金属氟盐、碱金属氯盐或碱金属五氰基环戊二烯盐。

在本发明中，所述碱金属五氰基环戊二烯盐具体优选为五氰基环戊二烯化钠。

在本发明中，X^-为Br^-或I^-的抗菌光敏剂和阴离子交换试剂的摩尔比优选为1:2。

本发明对所述第二有机溶剂的种类没有特殊的限定，采用常规的溶剂，能够溶解原料，保证所述阴离子交换反应顺利进行即可，具体如甲醇和二氯甲烷的混合溶剂。

本发明对所述第二有机溶剂的用量没有特殊要求，能够溶解原料，保证所述阴离子交换反应顺利进行即可。

在本发明中，所述第二混合优选在超声的条件下进行，本发明对所述超声的具体实施过程没有特殊要求。

在本发明中，所述所述阴离子交换反应优选在室温条件下进行。

在本发明中，所述阴离子交换反应的时间优选为2h。

在本发明中，所述阴离子交换反应得到阴离子交换反应液，本发明优选对所述阴离子交换反应液进行后处理，得到X^-为F^-、Cl^-或

的抗菌光敏剂。在本发明中，所述后处理优选包括固液分离和除溶剂，在本发明中，所述固液分离具体优选为过滤，本发明优选将所述固液分离得到的滤液进行除溶剂，得到X^-为F^-、Cl^-或

的抗菌光敏剂。在本发明中，所述除溶剂具体优选为旋干。

在本发明的具体实施例中，式II-1所述结构的抗菌光敏剂的制备原料优选为ICH₃，所述成盐反应后得到的碘化物与所述溴化钾进行阴离子交换反应，得到式II-1所述结构的抗菌光敏剂。

本发明提供了上述技术方案所述的抗菌光敏剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的抗菌光敏剂在制备特异性杀伤革兰氏阳性菌的光动力抗菌药物中的应用。

在本发明中，所述革兰氏阳性菌优选包括金黄色葡萄球菌和/或耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。

为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

按照图6所示合成路线：将式III-1所示结构的化合物(图6中的化合物1，667.3mg，0.5mmol)、1,2-二溴乙烷(187.9mg,1.0mmol)与四氢呋喃装入封管后在110℃条件下加热反应24h，待反应溶液冷却至室温后抽滤，固体产物通过二氯甲烷洗涤干净后收集，在真空条件下干燥后得到固体终产物，809.7mg，产率为95％。

对本实施例所得固体终产物进行表征，具体数据为：

¹H NMR(500MHz,DMSO-d₆)δ10.19(s,2H),9.77(s,2H),8.63(s,2H),8.04(d,J＝8.3Hz,4H),7.43(t,J＝7.9Hz,8H),7.23–7.14(m,16H),5.62(s,4H).HR-MS(MALDI-TOF):m/z:[M]²⁺calcd for C₅₀H₃₈N₄ ²⁺:347.1543,found:347.1551.

根据表征数据可知得到的本实施例制备的固体终产物的结构式如式II-1所示，记为DTPAP-2Br。

性能测试：

(1)DTPAP-2Br的AIE性质测试：取20μL DTPAP-2Br的DMSO溶液(2mM)加入到不同体积分数的甘油/DMSO体系中，激发条件为535nm，通过荧光光谱仪测定荧光光谱。图1为DTPAP-2Br光敏剂在720nm处的实时荧光强度随甘油/DMSO混合溶液中甘油体积分数的变化情况。由图1可以看出，随着甘油(大粘度溶剂)体积分数的增大，DTPAP-2Br光敏剂在720nm处的实时荧光强度逐渐增强，说明DTPAP-2Br光敏剂具有AIE性质。

(2)DTPAP-2Br的活性氧产生能力测试：在2mL PBS缓冲溶液(pH＝7.4，25mM)中加入2μL DTPAP-2Br的DMSO溶液(1mM)，接着在黑暗条件下再加入50μL的DCFH-DA溶液(40μM)后，通过荧光光谱仪测试混合溶液在528nm处的荧光强度。荧光光谱仪测试的激发条件为489nm，首先测定未光照的混合溶液在528nm处的荧光强度，接着在光照条件为10mW/cm²白光下每隔5s记录待测混合溶液混合溶液在528nm处的荧光强度。空白对照组与测试组一致但不加入光敏剂DTPAP-2Br。

图2为DTPAP-2Br抗菌光敏剂与DCFH的混合溶液在528nm处的实时荧光强度与初始荧光强度的比值随着光照时间的变化图。从图2可以看出，随着光照时间的增加，空白DCFH组相对荧光强度比值无明显变化，但有本实施例制备的式II-1所示结构的抗菌光敏剂存在时，DCFH的相对荧光强度比值迅速增强，说明DTPAP-2Br具有强活性氧生成能力。

(3)DTPAP-2Br对金黄色葡萄球菌光动力杀伤能力测试，具体步骤具体为：

将金色葡萄球菌冻干粉活化后按照以下培养条件培养：37℃，好氧，营养琼脂培养基，培养18～24h。营养琼脂培养基的组成为：牛肉膏3.0g，蛋白胨10.0g，NaCl 5.0g，琼脂20.0g(若培养基为液体培养基则不含琼脂)，蒸馏水(1.0L,pH 7.0,121℃,15min灭菌)。待琼脂平板长出菌种后用接种环挑取单个金色葡萄球菌菌落加入到装有8mL液体培养基的PE管中，在培养条件下孵育16h，当观察到菌液呈浑浊状态并测定其OD值约为0.6-0.8时，将菌液储存至2-8℃条件下。当在室温下需要取用菌液时，用酒精灭菌后在超净台中取1mL装入PE管，在4200rpm离心7min，倒掉上清液，重新加入PBS溶液将细菌摇匀。细菌浓度约为1.0×10⁹CFU mL^-1(CFU为菌落形成单位)。

取1mL 1.0×10⁹CFU mL^-1菌液，将其稀释至1.0×10⁷CFU mL^-1，在不同的PE管中各取9100μL后分别加入不同浓度的DTPAP-2Br抗菌光敏剂(0,0.05,0.1,0.2,0.4,0.6,0.8μM)，在200rpm，37℃条件下孵育15min，然后用100mW/cm²白光照射15min(采用太阳能模拟器作为光源)。光照后的菌液用PBS溶液稀释10⁴倍，将其涂布在琼脂平板上在37℃黑暗条件下孵育16h。用菌落计数仪统计菌落。

图3为不同浓度的DTPAP-2Br对金黄色葡萄球菌的光动力杀伤情况。从图3可以看出，随着DTPAP-2Br浓度的增大，光毒性组金黄色葡萄球菌的存活率明显下降，暗毒性组金黄色葡萄球菌的存活率变化不明显，基本保持在90％以上，说明DTPAP-2Br对金黄色葡萄球菌的光动力杀伤作用明显。

(4)DTPAP-2Br对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌光动力杀伤能力测试，具体步骤为：将耐甲氧西林金黄色葡萄球菌菌株经过复苏接种LB液体培养基中，在37℃、220r/min的摇床中培养16h，此时得到的细菌悬浮液中耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的浓度约为2×10⁹CFU/mL；取1mL培养得到的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，移除培养基，用PBS清洗一遍；加入不同体积的DTPAP-2Br的水溶液使DTPAP-2Br浓度依次为0μmol/L，0.05μmol/L，0.1μmol/L，0.2μmol/L，0.4μmol/L，0.6μmol/L，0.8μmol/L，菌悬液在37℃、220r/min的摇床中孵化15min后，用太阳能模拟器搭载400nm滤光片对菌悬液光照15min；光照结束后将菌悬液浓度梯度稀释1×10⁷倍并涂布在LB琼脂固体培养基上；在37℃培养箱中培养16h后进行菌落计数并计算存活率，作为光毒性组。按照上述方法，区别在于不进行光照处理，然后进行培养并计数，作为暗毒性组。

图4为不同浓度的DTPAP-2Br对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的光动力杀伤情况。从图4可以看出，随着DTPAP-2Br浓度的增大，光毒性组耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的存活率迅速下降，在0.8μM时存活率已不足1％，暗毒性组耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的存活率无明显变化，说明DTPAP-2Br对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌有较强光动力杀伤作用。

(5)DTPAP-2Br对大肠杆菌光动力杀伤能力测试，具体步骤如下：

将大肠杆菌菌株经过复苏接种LB液体培养基中，在37℃、220r/min的摇床中培养12h，此时得到的细菌悬浮液中大肠杆菌的浓度约为2×10⁹CFU/mL；取1mL培养得到的大肠杆菌，移除培养基，用PBS清洗一遍；加入不同体积的DTPAP-2Br的DMSO溶液使DTPAP-2Br浓度依次为0μmol/L，0.05μmol/L，0.1μmol/L，0.2μmol/L，0.4μmol/L，0.6μmol/L，0.8μmol/L，菌悬液在37℃、220r/min的摇床中孵化15min后，用太阳能模拟器搭载400nm滤光片对菌悬液光照15min；光照结束后将菌悬液浓度梯度稀释1×10⁷倍并涂布在LB琼脂固体培养基上；在37℃培养箱中培养10h后进行菌落计数并计算存活率，作为光毒性组。按照上述方法，区别在于不进行光照处理，然后进行培养并计数，作为暗毒性组。

图5为不同浓度的DTPAP-2Br对大肠杆菌的光动力杀伤情况。从图5可以看出，随着DTPAP-2Br浓度的增大，光毒性组与暗毒性组相比较，大肠杆菌的存活率虽略有下降，但存活率仍保持在90％以上，说明DTPAP-2Br对大肠杆菌基本无光动力杀伤作用。

实施例2

将式III-1所示结构的化合物(667.3mg，0.5mmol)、ICH₃(187.9mg,1.0mmol)与四氢呋喃装入封管后在110℃条件下加热反应24h，待反应溶液冷却至室温后抽滤，通过二氯甲烷洗涤干净后收集固体产物为碘盐产物；

将碘盐产物(808.7mg，1mmol)与溴化钾(238mg，2mmol)固体溶于甲醇(2.5mL)和二氯甲烷(2.5mL)的混合溶剂中，室温搅拌2h进行阴离子交换，抽滤收集滤液后旋干，得到目标产物式I-1所示化合物。

将本实施例所得固体终产物进行核磁表征，具体数据为：

¹H NMR(500MHz,CDCl₃)δ10.30(s,1H),9.45(d,J＝2.3Hz,1H),9.05(s,1H),8.48(d,J＝2.3Hz,1H),8.13(d,J＝2.2Hz,1H),8.05(d,J＝8.7Hz,2H),7.69(d,J＝8.7Hz,2H),7.35–7.30(m,8H),7.23–7.13(m,16H),5.70(s,3H).HR-MS(MALDI-TOF):m/z:[M]⁺calcdfor C₄₉H₃₇N₄ ⁺:681.3013,found:671.3017.

可知得到的具有特异性杀伤革兰氏阳性菌的抗菌光敏剂的结构式如式I-1所示。

按照实施例1的方法对实施例2所得的抗菌光敏剂的AIE性质、活性氧生成能力，金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的光动力杀伤能力进行测试，测试结果如图7(实施例2制备的抗菌光敏剂的AIE性质)，图8(实施例2制备的抗菌光敏剂的活性氧生成能力)、图9(实施例2制备的抗菌光敏剂对金黄葡萄球菌的暗毒性和光毒性)、图10为(实施例2制备的抗菌光敏剂对耐药金黄葡萄球菌的暗毒性和光毒性)以及图11(实施例2制备的抗菌光敏剂对大肠杆菌的暗毒性和光毒性)，所得结果和实施例1相似。

实施例3

按照实施例1的制备方法得到式II-1所示化合物DTPAP-2Br。

将实施例1所得式II-1所示化合物DTPAP-2Br固体(852.2mg，1mmol)和五氰基环戊二烯化钠(250.5mg，2mmol)加入甲醇(2.5mL)和二氯甲烷(2.5mL)的混合溶剂中，超声至固体全部溶解，在室温下搅拌过夜。随后通过抽滤收集滤液，旋干溶剂后在真空下干燥，以90％的收率得到产物。将所得产物通过核磁质谱表征，结果如下：

¹H NMR(500MHz,DMSO)δ10.14(s,2H),9.73(s,2H),8.59(s,2H),8.00(d,J＝7.5Hz,4H),7.41(s,8H),7.19–7.15(m,16H),5.57(s,4H).HRMS(MALDI-TOF):m/z:[M+H]⁺calcd for C₅₀H₃₉N₄ ⁺:695.3164,found:695.3173.

可知得到的具有特异性杀伤革兰氏阳性菌的抗菌光敏剂的结构式如式II-2所示。

按照实施例1的方法对实施例3所得的抗菌光敏剂的活性氧生成能力进行测试，测试结果如图12(实施例3制备的抗菌光敏剂的活性氧生成能力)。实施例3制备的抗菌光敏剂的AIE性质、活性氧生成能力，金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的光动力杀伤能力所得结果和实施例1相似。

由以上实施例可知，本发明提供的具有特异性杀伤革兰氏阳性菌的抗菌光敏剂合成步骤简单，分离纯化操作简单，具有聚集诱导发光特性及强的单活性氧生成能力；对革兰氏阳性菌及其相关耐药菌均有良好的光动力杀伤效果，具有特异性抗菌能力，因此，本发明可用于构建具有高效特异性治疗革兰氏阳性菌感染的治疗药物。

本发明提供的具有特异性杀伤革兰氏阳性菌的抗菌光敏剂，其分子结构中两个氮原子部分或全部带有正电荷，而细菌的表面呈负电性，由于静电相互作用，光敏剂可与细菌进行有效结合，为后续的高效杀伤奠定了基础；将本发明所述光敏剂与活性氧检测剂DCFH混合，在白光照射下，DCFH的荧光值明显上升，说明本发明所述光敏剂具有强的活性氧生成能力；将光敏剂用于光动力抗菌，本发明所述光敏剂可对革兰氏阳性菌中的金黄色葡萄球菌及其耐药菌进行高效光动力杀伤，但对革兰氏阴性菌中的大肠杆菌及其耐药菌不能杀伤，说明本发明所述光敏剂具有特异性杀伤革兰氏阳性菌特性，可用于构建具有特异性杀伤革兰氏阳性菌的光动力抗菌药物。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种抗菌光敏剂，其特征在于，具有式I或式II所示结构：

其中，所述式I或式II中Ar独立地为

所述式I或式II中的X^-为F^-、Cl^-、Br^-、I^-或

所述式I中的m为0～6的整数；

所述式II中的n为1～6的整数。

2.根据权利要求1所述的抗菌光敏剂，其特征在于，所述式I或式II中Ar为

所述式I或式II中的X^-为Br^-或

所述式I中的m为0；所述式II中的n为2。

3.根据权利要求1或2所述的抗菌光敏剂，其特征在于，具有式I-1、式II-1或式II-2所示结构：

4.权利要求1～3任一项所述的抗菌光敏剂的制备方法，其特征在于，

所述式I或式II中的X^-为Br^-或I^-时，包括以下步骤：将式IV所示结构的化合物或式V所示结构的化合物与式III所示结构的化合物、有机溶剂混合进行成盐反应，得到X^-为Br^-或I^-的抗菌光敏剂；

式IV中的X₁和式V中的X₂独立地为Br或I；

所述式I或式II中的X^-为F^-、Cl^-或

时，包括以下步骤：将X^-为Br^-或I^-的抗菌光敏剂、阴离子交换试剂和有机溶剂混合进行阴离子交换反应，得到X^-为F^-、Cl^-或

的抗菌光敏剂；所述阴离子交换试剂包括碱金属氟盐、碱金属氯盐或碱金属五氰基环戊二烯盐。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，式IV所示结构的化合物为ICH₃或ICH₂CH₃。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，式V所述结构的化合物为

7.根据权利要求4～6任一项所述的制备方法，其特征在于，式IV所示结构的化合物或式V所示结构的化合物与式III所示结构的化合物的摩尔比为(1.5～2.5):1。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述成盐反应的温度为80～120℃。

9.权利要求1～3任一项所述的抗菌光敏剂或权利要求4～8任一项所述制备方法制备得到的抗菌光敏剂在制备特异性杀伤革兰氏阳性菌的光动力抗菌药物中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述革兰氏阳性菌包括金黄色葡萄球菌和/或耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。

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