[發明專利]一種抗菌納米材料Au-AMP-Cy的制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011011956.3
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112316137A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 張自強
• 申請（專利權）人: 南京斯泰爾醫藥科技有限公司
• 主分類號: A61K41/00
• 分類號: A61K41/00;A61K47/52;A61P31/04;B82Y5/00;B82Y40/00;A61K38/02
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本發明屬于金屬納米材料技術領域，具體公開了一種抗菌納米材料Au?AMP?Cy的制備與應用。通過Au?S鍵將光熱材料Cypate標記的序列為R₉KIKKVKKKGRKC的抗菌肽連接到納米金上。引入光熱材料Cypate為了進行光熱抗菌（PTT），利用它在激光的照射下，產生熱量，導致微生物升溫并導致細胞損傷和死亡，與抗菌肽（AMP）產生協同抗菌作用。本發明制備的抗菌納米材料Au?AMP?Cy具有較傳統抗菌肽更優異的抗菌性能，并且以納米材料作為載體，既能增加材料的穩定性又能增加生物相容性。

技術領域

本發明屬于抗菌材料技術領域，具體涉及一種具有抗菌性能以及光熱療法的新型納米材料Au-AMP-Cy的制備方法和應用。

背景技術

多重耐藥細菌感染的發病率急劇上升，對人類健康構成了嚴重挑戰，創面多重耐藥細菌感染會不僅加重創面惡化，愈合延遲，甚至導致膿毒癥最終死亡。在過去的幾十年中，抗生素是治療細菌性疾病的主要選擇。但是，隨著抗生素的廣泛使用和多藥耐藥菌的出現，抗生素的治療效果大大降低，且過度使用抗生素引起的細菌耐藥性可能比癌癥還嚴重。考慮到新藥發展緩慢和耐藥菌病原體的發展，因此迫切需要研發新的治療方法來替代傳統抗生素的應用，這也是目前生物醫學領域亟待解決的問題。

光熱療法（PTT）是一種對抗耐藥性細菌的一種有效方法，由于其無創性和較少的副作用而受到了廣泛的關注。光熱療法利用具有較高光熱轉換效率的材料,在外部光源的照射下將光能轉化為熱能，引起細菌表面升溫，使其蛋白質變性，進而導致細菌的死亡，而且可以避免產生耐藥性。

抗菌肽（antimicrobial peptide，AMP）是一種具有抗菌活性的多肽，因其具有抗菌范圍廣、活性高、種類多等優點，成為一種炙手可熱的新型抗菌藥物。當AMPs與靶膜結合時，膜滲透發生，導致細胞成分滲漏，最終導致細胞死亡。已經提出了幾種模型來解釋AMPs破壞膜的機理（附圖1）。在環狀孔模型中，肽在膜表面積聚，導致脂質單分子膜在孔內不斷彎曲，插入的肽和脂質在孔內積聚。桶壁模型假設附著的肽首先積聚在外膜上，并且最終插入細胞膜中。親水性肽部分形成核心的內部區域，疏水區朝向細胞膜脂質，在地毯狀模型中，沒有孔隙形成。肽與細菌膜平行聚集，像地毯一樣覆蓋在膜表面。附著在表面的肽會引發膜的滲透性，導致膜以類似洗滌劑的方式破裂，最終形成膠束。

在本發明中，我們將光熱材料Cypate與抗菌肽（AMP）偶聯，并通過Au-S鍵將其偶聯到納米金表面，從而開發了一種新型多功能抗菌納米材料Au-AMP-Cy。引入光熱材料Cypate為了PTT抗菌，利用它在激光的照射下，產生熱量，導致微生物升溫并導致細胞損傷和死亡，與抗菌肽（AMP）產生協同抗菌作用。

發明內容

為了克服現有技術中的不足，本發明將抗菌肽（AMP）與光熱材料Cypate同時固定在納米金上，提供一種Au-AMP-Cy復合納米抗菌材料，本發明制備的抗菌復合材料在抑菌、殺菌領域均有廣泛的應用前景。

本發明的具體技術方案如下所述：

1、本發明制備的Au-AMP-Cy納米材料由納米金、抗菌肽（AMP）和光熱材料Cypate三部分共同組成。

2、本發明制備的Au-AMP-Cy納米材料中的納米金是通過氯金酸還原得到的，顏色為酒紅色，加入納米金的目的在于，增加材料的穩定性和生物相容性。

3、本發明制備的Au-AMP-Cy納米材料中的抗菌肽（AMP），其序列為R9KIKKVKKKGRKC，采用常規的固相Fmoc法合成，即固相樹脂上被Fmoc保護的單體氨基酸去保護后露出氨基，通過縮合反應與溶液中氨基酸的羧基形成肽鍵，從而將氨基酸連接到樹脂上，使肽鏈從C端向N端延伸，直至合成所需肽鏈。

4、本發明制備的Au-AMP-Cy納米材料中的光熱材料Cypate，它能夠在近紅外激光（808 nm）照射下產生熱量，從而觸發細菌的損傷和死亡，有著顯著的光熱抗菌效果（PTT）。