[发明专利]一种靶向抗菌纳米材料AuNS-PEG-AMP的制备及其应用

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，具体公开了一种靶向抗菌纳米材料AuNS‑PEG‑AMP的制备及其应用。在抗菌肽的C端引入明胶酶切割位点，在N端引入金黄色葡萄球菌靶向识别肽，通过金硫键将Cy7标记的靶向酶切抗菌肽偶联到金纳米星上。体外实验结果表明，由金黄色葡萄球菌分泌的明胶酶可以切割多肽并释放抗菌肽。释放出的抗菌肽由于靶向识别序列的存在，对金黄色葡萄球菌的杀灭能力明显优于大肠杆菌。此外，利用金纳米星的光热效应，对微生物产生热消融以达到细胞损伤和死亡的目的。本发明的抗菌纳米材料具有更稳定的性质，更优异的抗菌性能，对机体细胞的正常生理活动干扰小，毒性低，安全性高。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种靶向抗菌纳米材料AuNS-PEG-AMP的制备及其应用。

背景技术

随着科技的发展，生活水平的提高，人们对自身居住、工作、生活的环境卫生要求也日益提高，由此促进了抗菌技术和抗菌材料的快速发展，纳米抗菌材料便是其中重要的一种。纳米抗菌材料是一类具备抑菌性能的新型材料，具有比表面积大、反应活性高等优点，可以使微生物包括细菌、真菌、酵母菌、藻类以及病毒等的生长和繁殖保持较低的水平，从而大幅提高材料的抗菌性。

近些年大量耐药细菌及多重耐药细菌不断的出现。细菌自发的耐药突变与抗生素的筛选及病原菌的环境适应能力，是临床耐药细菌和多重耐药细菌产生的基础。抗菌肽(AMP)有着传统抗生素无可比拟的优势，其抗菌机制独特，杀菌作用迅速且不易引发细菌的耐药性，是一类极具潜力的抗菌药物。

光热疗法(PTT)，又称光热细菌裂解，在过去几年中，PTT一直被应用于局部致病菌感染，尤其是治疗多重耐药菌的细菌感染。光热诱导的体温升高有利于某些疾病的恢复。当体温升高时，病原体的生长速度会减慢，病毒中的酶可能会灭活，因为内部环境的温度不再适合它们。因此，光热效应被广泛用于抗菌以及抗癌的药物治疗。

发明内容

本发明的目的是提供一种靶向抗菌纳米材料AuNS-PEG-AMP的制备及其应用，本发明制备的抗菌复合材料有较好的抗菌效果，在抑菌、杀菌领域均有广泛的应用前景。

金黄色葡萄球菌是明胶酶过度表达的病原体之一，在与慢性伤口和植入医疗器械相关的感染中较为普遍。这一特征能够将明胶酶阳性的致病性金黄色葡萄球菌与明胶酶阴性的非致病性表皮葡萄球菌区分开来。基于此，本发明在GKRWWKWWRR抗菌肽的C端引入明胶酶切割位点(PLGVRG)，N端引入金黄色葡萄球菌靶向识别肽(GLFVD)。通常，纳米探针是不产生荧光的，因为Cy7染料和AuNS核心之间存在荧光共振能量转移(FRET)。然而，在金黄色葡萄球菌感染的病理酶微环境中，AuNS和Cy7之间的PLGVRG会被过表达的明胶酶切割(切割位点在G和V之间)，恢复Cy7的荧光，实现金黄色葡萄球菌感染的原位开启近红外荧光成像。此外，GLFVD可以显著增强纳米材料在金黄色葡萄球菌感染部位的靶向积累，并避免对周围健康组织的热损伤，从而增强纳米材料对金黄色葡萄球菌感染的伤口更特异性和局部化的光热治疗。

本发明具体技术方案如下所述：

靶向抗菌纳米材料AuNS-PEG-AMP由金纳米星AuNS、靶向酶切抗菌肽AMP、Cy7荧光染料分子组成。

其中，金纳米星AuNS由氯金酸还原制得，最大吸收波长为690nm，粒径为40nm，电位为-30mV。

靶向酶切抗菌肽AMP的序列为GLFVDKGKRWWKWWRRGPLGVRGC，采用常规的固相Fmoc法合成，即固相树脂上被Fmoc保护的单体氨基酸去保护后露出氨基，通过缩合反应与溶液中氨基酸的羧基形成肽键，从而将氨基酸连接到树脂上，直至合成所需肽链。具体操作见实施例1。

制备的AuNS-PEG-AMP的粒径为180nm，电位为+30mV。

通过Au-S键将Cy7标记的抗菌肽