[發(fā)明專利]基于兩親性生物碳材料的O-季銨化香草基殼聚糖碳渣微粒的合成方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110531817.1
• 申請(qǐng)日: 2021-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN113444254A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳強(qiáng);周恩洪;周啟明;金丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江科曼奇生物科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C08G83/00
• 分類號(hào): C08G83/00;C08B37/08;A01N25/08;A01N43/16;A01P1/00;A01P3/00;A61K31/722;A61K47/52;A61P31/02
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 鄭書利

本發(fā)明公開一種基于兩親性生物碳材料的O?季銨化香草基殼聚糖碳渣微粒的合成方法，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。該合成方法包括利用啤酒酵母細(xì)胞采用水熱合成法制備兩親性生物碳材料，以兩親性碳材料為載體，通過(guò)共價(jià)結(jié)合方法接枝殼聚糖，并以香草醛、縮水甘油三甲基氯化銨為改性材料，采用化學(xué)方法對(duì)該殼聚糖碳渣微粒進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，得到功能化碳渣微粒。一系列表征手段驗(yàn)證了殼聚糖、香草醛、縮水甘油三甲基氯化銨的成功共價(jià)修飾。本發(fā)明合成的功能化碳渣微粒在保留了季銨化殼聚糖的抗菌性能的優(yōu)勢(shì)下同時(shí)在極性和非極性溶劑中仍具有高度分散性。該合成方法工藝簡(jiǎn)單，成本低。該合成產(chǎn)物刺激性低，生物相容性好，抗菌性能優(yōu)良，兩親性良好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微米材料科學(xué)與生物技術(shù)領(lǐng)域，且特別涉及一種基于兩親性生物碳材料的O-季銨化香草基殼聚糖碳渣微粒的合成方法。

背景技術(shù)

皮膚是人體最大、最主要的器官之一,由于皮膚長(zhǎng)期大面積暴露于外部環(huán)境中,時(shí)刻都可能受到微生物的侵襲，微生物一直以來(lái)便是破壞生物健康的重要因素之一。而目前市場(chǎng)上抗菌性能好，而且生物相容性好、無(wú)刺激性的抗菌材料并不多。

殼聚糖是天然存在的唯一堿性多糖，具有良好的成膜性，而且親蛋白性好，對(duì)皮膚無(wú)過(guò)敏，無(wú)刺激且無(wú)毒性反應(yīng)。同時(shí)還能增強(qiáng)皮膚對(duì)細(xì)菌、真菌所引起感染的免疫力，阻礙原菌生長(zhǎng)，促進(jìn)皮膚傷口的愈合，是一種良好的生物材料。但是天然殼聚糖不溶水和有機(jī)溶劑中，只溶解于酸性溶液中。兩親性生物碳材料因其表面富含大量的羧基及芳環(huán)結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)良的兩親性能，在極性和非極性溶劑中高度分散。本發(fā)明將殼聚糖接枝在兩親性碳渣微粒上，從而擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

在殼聚糖眾多衍生物中，季銨化改性物和席夫堿改性物的抑菌性能最為突出。抑菌活性研究表明，合成的O-季銨化殼聚糖衍生物抑菌活性明顯強(qiáng)于N-季銨化殼聚糖衍生物。且在O-季銨化改性物中以香草醛改性物活性最高。本發(fā)明將殼聚糖進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，加強(qiáng)殼聚糖阻礙原菌生長(zhǎng)的作用，并拓寬抑菌譜。

因此這項(xiàng)工作提供了一個(gè)新型廣譜抗菌復(fù)合物制備新方法，合成的O-季銨化香草基殼聚糖生物碳渣微粒具有優(yōu)良的廣譜抗菌性、無(wú)刺激性、無(wú)毒性反應(yīng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、很難才能滲透皮膚以及在一些極性與非極性溶劑中能夠均勻且穩(wěn)定分散等特點(diǎn)，在化妝品，醫(yī)藥敷料和紡織物等領(lǐng)域具有非常廣闊的發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于兩親性生物碳材料的O-季銨化香草基殼聚糖碳渣微粒的合成方法，并應(yīng)用于抗菌領(lǐng)域。

基于上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

基于兩親性生物碳材料的O-季銨化香草基殼聚糖碳渣微粒的合成方法，包括如下步驟：

(1)兩親性生物碳材料的制備：稱取酵母細(xì)胞分散均勻，分散液離心，棄上清。取沉淀加入適量的丙酮，混勻，放置于搖床上振蕩，離心，倒掉上清液，得到酵母細(xì)胞壁，同法再重復(fù)上述操作3～5次；用去離子水進(jìn)行離心洗滌，洗去殘留的丙酮。將底物用含有2％(v/v)pH＝6.0戊二醛的PBS緩沖液分散均勻，倒入反應(yīng)釜中，置烘箱內(nèi)，150～200℃反應(yīng)8-10h；反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，打開反應(yīng)釜，倒掉上清，將下層沉淀洗滌，干燥，即得兩親性生物碳材料(ACPS)；

(2)兩親性生物碳材料表面接枝殼聚糖：取兩親性生物碳材料于離心管中，加入pH＝5.5的PB緩沖液分散均勻后，依次加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽、N-羥基丁二酰亞胺活化2～4h；將殼聚糖溶解于濃度為1％～4％的醋酸溶液后，與活化后的兩親性生物碳材料充分混勻繼續(xù)反應(yīng)21～25h，用濃度為1％～4％的醋酸溶液離心洗滌4～6次，干燥，得到殼聚糖碳渣微粒(ACPS-CS)；

(3)香草醛對(duì)殼聚糖碳渣微粒進(jìn)行改性：殼聚糖碳渣微粒置于錐形瓶中，加入濃度為2％～5％的醋酸溶液超聲使其均勻分散，將香草醛溶解于適量甲醇后加入上述反應(yīng)體系，室溫下磁力攪拌反應(yīng)20～24h，反應(yīng)完畢用氫氧化鈉溶液調(diào)PH值為中性，離心洗滌,真空干燥,得到香草基殼聚糖碳渣微粒[ACPS-CS(V)]；