果图。 五、
【具体实施方式】
[0022] 实施例I:
[0023] 将0? 2g聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯PGMAl(Mn= 12800g?mol4和I. 3g1-(氨 基-4, 7, 10-三氧十三烷基）-2-甲基-3-羟基-4- (IH)-吡啶酮加入到单口瓶中，然后加入 8mL无水N，N-二甲基甲酰胺溶解，再加入ImL三乙胺，保持55°C反应36小时，向反应液中 加入SOmL乙醚沉降产物，过滤沉淀后干燥，放入透析袋中透析3天（每天换四次水，透析袋 截留分子量为3000)去除过量的单体得到高分子铁螯合剂7K21，其中小分子螯合剂在高分 子铁螯合剂中的含量约为70wt%。取0. 1克7K21分别溶解于ImL水和丙酮、丁酮、N，N-二 甲基甲酰胺、二甲亚砜中，可以形成溶液，没有任何不溶物遗留在溶液中。通过核磁共振氢 谱计算聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯中重复单元个数，计算得到高分子铁螯合剂的数均分子 量Mn= 50100。
[0024] 若保持其它条件不变，将反应物中0. 2gPGMl替代为0. 2g聚甲基丙烯酸缩水甘 油醚酯PGMA2 (Mn= 10300gmol^，可得到高分子铁螯合剂8K21，其中小分子螯合剂在高分 子铁螯合剂中的含量约为70wt%。
[0025] 实施例2 :
[0026] 将0. 2g聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯PGMA2(Mn= 10300g.mol3和0. 29gl-甲氨 基丙基-2-甲基-3-羟基-4-(IH)-吡啶酮加入到单口瓶中，然后加入8mL无水N，N-二甲 基甲酰胺溶解，然后加入ImL三乙胺，保持80 °C反应2小时，向反应液中加入SOmL乙醚沉降 产物，过滤沉淀后干燥，放入透析袋中透析3天（每天换四次蒸馏水，透析袋截留分子量为 3000)去除过量的单体得到高分子铁螯合剂8K41，其中小分子螯合剂在高分子铁螯合剂中 的含量约为58wt%。
[0027] 若保持其它条件不变，将反应物中0. 2gPGMA2、0. 29gl-甲氨基丙基-2-甲 基-3-羟基-4_(1H)-吡啶酮分别替代为0. 2g聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯PGMAU0. 24g 2-甲基-3-羟基-4-(IH)-5-甲氨基甲基-吡啶酮，可得到高分子铁螯合剂7TD，其中小分 子螯合剂在高分子铁螯合剂中的含量约为70wt%。通过核磁共振氢谱计算聚甲基丙烯酸缩 水甘油醚酯中重复单元个数，计算得到高分子铁螯合剂的数均分子量Mn= 33100。
[0028] 应用实施例：
[0029] 选择上述实施例1合成得到的8K21进行铁螯合容量的测定，以探究不同分子量长 度的螯合铁高分子，不同配体形成的高分子铁螯合剂的铁离子（III)螯合容量。具体操作 如下：取干燥好的螯合铁高分子分别称量好（5.39mg8K21)，加入0.4mL二甲基亚砜形成溶 液，再取5yL上述溶液加入到I. 4mL水形成螯合铁高分子的水溶液（二甲基亚砜的量忽略 不计），通过计算得到高分子化合物8K21的浓度为48. 13yg/mL。本实验采用氯化铁水溶 液（0. 8953mM，FeCl3)进行滴定，每5分钟滴定5微升氯化铁水溶液，通过紫外可见吸收光谱 (250-600nm)对化合物的铁螯合容量进行测量，因为高分子化合物和铁离子螯合后，在可见 光范围内有吸收，随着铁螯合剂浓度的增加，紫外-可见吸光度增加，当铁离子和高分子形 成的螯合剂饱和时，吸光度将不再变化，此时可根据滴加铁溶液中铁离子的含量计算得到 高分子的铁螯合容量，最终测得8K21的铁螯合容量为1196ymol/g。图1为使用紫外-可 见分光光度法测定三价铁离子含量与本发明实施例1制备的高分子铁螯合剂8K21水溶液 的吸光度关系图。
[0030] 将菌株接种在新鲜的大豆蛋白冻（TSB，2. 5mL)中，之后在37°C的恒温培养箱中培 养18小时。从中取40yL培养液，稀释到含有100yg/mL氨苄青霉素的TSB中（4mL)，再在 37°C的恒温培养箱中培养约3小时。离心使菌株沉降（金黄色葡萄球菌转速为lOOOOrpm， 其它菌种为5000rpm，离心5min)，除去上清液，之后利用2-[4-(2-羟乙基）-1-哌嗪基]乙 磺酸盐（HEPES)缓冲液（IOmMHEPES，150mMNaCl，pH7. 4)洗剩余的菌株两次。得到的菌 液放入96微孔板中进行杀菌实验，利用二倍稀释的方法，将3-羟基-4-吡啶酮类高分子铁 螯合剂的ffiPES缓冲液加入96微孔板中。将高分子铁螯合剂利用HEPES稀释至150yL，在 加入50yL菌液。将微孔板放置于37°C的恒温培养箱中培养3个小时，通过10倍稀释法 在96微孔板中将细菌稀释，之后在MUeller-Hinton(MH)琼脂板中培养12小时，控制参比 样（PC)的菌株数目在80~120之间。表1为该抗菌实验使用的高分子铁螯合剂浓度数据 表。图2为本发明实施例1和实施例2制备的高分子铁螯合剂7K21和7TD在空气孵化器 孵化24小时后对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌杀菌率和浓度关系的柱状图。
[0031]表1
[0032]
[0033] 表2为不同浓度的高分子铁螯合剂7K21和7TD在空气孵化器孵化24小时后对耐 甲氧西林金黄色葡萄球菌杀菌率数据表。从表中可以看出，高分子铁螯合剂7K21和7TD分 别在6yM(0. 301mg/mL)和12yM(0. 397mg/mL)的浓度下就可以具有99. 9%的杀菌率。
[0034]表2 [00351
[0036]利用2倍稀释法，在96微孔板中配好3-羟基-4-吡啶酮类高分子铁螯合剂的PBS缓冲溶液。之后取〇.ImL小鼠上皮细胞液，利用磷酸盐缓冲盐水（PBS)缓冲液洗涤小鼠血 细胞。之后利用PBS将小鼠血细胞稀释，保证小鼠血细胞浓度约为2. 5XIO4ceIls/yL。将 160yL小鼠血细胞分散液和40yL3-羟基-4-吡啶酮类高分子铁螯合剂的PBS缓冲溶液混 合，参比样用50%曲拉松与小鼠细胞混合，37°C的恒温培养箱中培养1小时，控制摇床晃动 速率为200rpm。然后将微孔板中的混合液以800rcf的转速离心5min，取50yL加入96微 孔板中，在414nm波长下测其吸光度，并以50%曲拉松与小鼠细胞混合样品的吸光度定义 为100%。图3为本发明实施例1和2制备的高分子铁螯合剂7K21和7TD的上皮细胞毒性 测试结果图。该图表明高分子铁螯合剂7TD较7K21具有更小的细胞毒性，7TD基本没有细 胞毒性。
【主权项】
1. 一种3-羟基-4-吡啶酮类高分子铁螯合剂的用途，其特征在于：所述高分子铁螯合 剂作为抗菌材料使用； 所述高分子铁螯合剂为：2. 根据权利要求1所述的用途，其特征在于：所述高分子铁螯合剂具有双重抗菌作用， 一方面抑制细菌的呼吸作用，另一方面通过吸收细菌表面的三价铁元素使细菌的生长受到 抑制。3. 根据权利要求1或2所述的用途，其特征在于： 所述高分子铁螯合剂对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌具有优异的抗菌效果。
【专利摘要】本发明公开了一种3-羟基-4-吡啶酮类高分子铁螯合剂的用途，所述高分子铁螯合剂具有抗菌作用，可作为抗菌材料使用，其中特别对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌具有优异的抗菌效果。本发明利用高分子铁螯合剂中的叔胺或仲胺正离子结构形成的阳离子模拟抗菌肽机理，正电荷区域与细胞膜上的负电荷区域相互作用，还结合铁螯合剂对于铁元素的螯合作用，破坏细菌周围正常生长环境，导致细菌的生长受到抑制，使其不能够生长繁殖，本发明的3-羟基-4-吡啶酮类高分子铁螯合剂其大分子特性不被皮肤吸收，不产生毒副作用，可以作为一种双重抗菌作用的抗菌材料。
【IPC分类】A61K31/795, A61P31/04
【公开号】CN105030819
【申请号】CN201510395542
【发明人】张兴元, 李军配, 杨树, 罗伯特·海德, 文森索·阿巴特, 孔小乐, 贺晨, 张国庆
【申请人】中国科学技术大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月6日