共轭聚合物pfp-g2的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学领域，涉及一种共轭聚合物PFP-G2的应用。
【背景技术】
[0002] 群体感应是微生物通过分泌、释放一种被称为自体诱导剂（Autoinducer，Al)的 信号分子，并感知其浓度变化，来检测菌群密度、调控菌群生理功能，从而适应周围环境的 一种信号交流机制。信号分子的释放量与菌体的生长密度密切相关，细菌可以利用信号分 子感知周围环境中自身或其他细菌的群体密度变化。当信号分子的浓度达到一定阈值时， 信号分子将进入细菌内部，调控某些特定基因的表达，如抗生素生产、共生现象、生物发光、 固氮基因调控、孢子形成、毒性基因的表达、Ti质粒的接合转移、色素产生、生物膜的形成和 细菌群体移动性等，这其中很多因素都将会导致细菌产生耐药性。
[0003] 近年来，具有发光导电特性的共轭聚合物与生命科学的交叉学科吸引了众多科研 工作者的兴趣。荧光共轭聚合物可作为化学和生物靶分子高度反应性的光学传导体，具有 倍增光学响应性，可用来放大荧光传感信号。目前国内外研究者们关于共轭聚合物的工作 主要集中在新型共轭聚合物材料的设计与合成以及新生物检测、成像体系的建立，但是将 荧光共轭聚合物应用于细菌群体感应，探索基于共轭聚合物的群体感应与细菌耐药性的相 互作用关系，还未见报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种共轭聚合物PFP-G2的应用。
[0005] 本发明提供了一种式I所示聚合物（也即共轭聚合物PFP-G2)或其药学上可接受 的盐在下述任意一种中的应用：
[0006] 1)在引起微生物释放的信号分子浓度的变化中的应用；
[0007] 2)在延长微生物释放信号分子的时间中的应用；
[0008] 3)在引起微生物耐药性变化中的应用；
[0009] 4)在检测微生物释放的信号分子的浓度中的应用；
[0010]
[0011] 所述式1中，11为3-5，父为？、(：1、&'或1;
[0012] 所述微生物满足如下条件：能够产生信号分子并对所述信号分子做出响应。
[0013] 另外，上述本发明提供的式I所示聚合物或其药学上可接受的盐在制备如下任意 一种产品中的应用，也属于本发明的保护范围：
[0014] 1)在引起微生物释放的信号分子浓度的变化中的应用；
[0015] 2)在延长微生物释放信号分子的时间中的应用；
[0016] 3)在引起微生物耐药性变化中的应用；
[0017] 4)在检测微生物释放的信号分子的浓度中的应用；
[0018]
[0019] 所述式1中，11为3-5，父为？、(：1、&'或1;
[0020] 所述微生物满足如下条件：能够产生信号分子并对所述信号分子做出响应。
[0021] 其中，所述信号分子的结构式具体可为式II所示：
[0022]
[0023] 式II。
[0024] 上述应用更具体可为将式I所示化合物与所述微生物进行共培养；所述培养的条 件为常规的微生物培养条件；如对于大肠杆菌而言，培养的温度为37°C，培养的时间可为1 小时-10小时；
[0025] 所述微生物为细菌，具体为大肠杆菌，更具体为大肠杆菌MG1655或大肠杆菌K12。
[0026] 所述引起微生物释放的信号分子浓度的变化具体可为使所述微生物释放的信号 分子浓度升1?或降低。
[0027] 所述引起微生物耐药性变化具体可为使所述微生物的耐药性增加。
[0028] 所述耐药具体可为耐抗生素，具体为耐青霉素，更具体为耐氨苄西林。
[0029] 细菌表面的主要成分为多糖、蛋白质、类脂等，带有负电荷，而式I所示聚合物带 有正电荷，所以细菌通过静电作用和疏水作用与化合物紧密结合，形成共轭聚合物一细菌 复合群体，拉近细菌间的距离，使细菌感受到周围浓度的变化，释放出更多的信号分子。将 带有信号分子的上清液加入哈氏弧菌中，哈氏弧菌响应外源信号分子，自身发光增强，表现 为490nm处信号增高。通过对比490nm处哈氏弧菌发光值的变化，可得出培养不同时间的 大肠杆菌上清液中信号分子浓度的变化，从而反应细菌浓度的变化。
[0030] 本发明结合化学、材料、生物以及医学微生物学等多学科交叉优势，通过静电相互 作用自组装构建共轭聚合物一微生物群体感应系统，为解决细菌耐药性提供新思路和新方 法，可发展用于细菌耐药性相关的新型识别与检测体系。微生物作为自组装材料制备的模 板，具有易得、廉价、尺寸规整、环境友好等优势。式I所示荧光共轭聚合物与细菌相互作 用，通过自组装构建的新型群体感应系统，具有重要的创新性；有助于理解细菌耐药机制和 细菌进化规律，为控制细菌多重耐药性形成、抗感染治疗及抗生素的研究提供新的思路和 策略，还为共轭聚合物自组装材料在生物医药领域的应用提供了新的模式。
【附图说明】
[0031] 图1为哈氏弧菌BB170的生长曲线。
[0032] 图2为哈氏弧菌BB170的发光曲线。
[0033] 图3为PFP-G2-大肠杆菌MG1655复合体的荧光显微镜观察图。
[0034] 图4为哈氏弧菌BB170响应PFP-G2-大肠杆菌MG1655复合体培养不同时间上清后 3. 5小时的发光强度图，横坐标为大肠杆菌MG1655与式I所不聚合物作用后的培养时间。
[0035] 图5为PFP-G2-大肠杆菌MG1655复合体对氨苄西林的存活率。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所 述方法如无特别说明均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自 常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平 均值。
[0037] 下述实施例中，式I所示聚合物PFP-G2 (η为4, X为Cl)可按照如下步骤制备而 得（X为F、Br或I时的式I的方法与此类似，仅替换原料中相应的阴离子为F'Brmp 可）：
[0038]
[0039] 3-N-叔丁氧羰基-胺基-1-丙醇：3-胺基-1-丙醇（30g, 0. 4mol)与碳酸-二-叔 丁酯[(Boc) 20, 87. 4g, 0. 4mol]溶解在200ml四氢呋喃中，室温下反应6h。反应停止后， 减压除去溶剂。粗产物硅胶柱层析分离纯化，展开剂为二氯甲烷/甲醇（25/1)，得无色透 明粘稠状液体 65. 2g,产率 93%。1H-NMR: (300MHz, CDC13, ppm) δ : I. 44(s, 9H), I. 65(m, 2H ),3. 26 (b, 2H), 3. 66 (t, 2H, 11. 5), 5. 01 (b, 1H, NH).
[0040] 3-N-叔丁氧羰基-胺基-I-丙氧基-4' -甲基-苯基亚砜：3-N-叔丁氧羰基-胺 基-1-丙醇（35g，0. 2mol)溶解在150ml四氢呋喃和水的混合溶剂中（v/v，3/l)，反应 液冷却至〇°C，加入氢氧化钠（16g，0. 4mol)，搅拌至氢氧化钠完全溶解，缓慢滴加溶有 对甲苯磺酰氯（57.28,0.3111〇1)的四氢呋喃溶液8〇1111(111以上），滴加完毕后，反应逐 渐回暖到室温，继续反应12h。反应停止后，减压除去溶剂。粗产物硅胶柱层析分离 纯化，展开剂为石油醚/乙酸乙酯（5/1)，得无色透明粘稠状液体55. 2g，产率84%。 1H-NMR: (400MHz，CDCl3, ppm) δ : 1. 44 (s，9H)，1. 83 (m，2H)，2. 45 (s，3H)，3. 16 (b，2H)，4. 08 ( t, 2H, J= 11. I), 4. 65 (b, 1H, NH), 7. 70 (d, 2H, J = 7. I), 7. 79 (d, 2H, J = 7. 0).
[0041] 9,9二-(4'-羟基）-苯基-2,7-二溴芴：苯酚（7.528,80臟〇1)加入到5〇1111反应 瓶中升温至55°C，使其融化，氮气保护下，迅速加入9-羰基-2, 7-二溴芴（3. 38g，lOmmol) 与甲磺酸（〇. 67ml，67mmol)，升温至135°C，反应4h。反应停止后，减压除去过量的苯 酚。粗产物硅胶柱层析分离纯化，展开剂为石油醚/乙酸乙酯（4/1)，得白色固体4. 4g， 产率 87 %。1H-NMR: (400MHz, d6-DMS0, ppm) δ : 6. 66 (d, 4H, J = 8. 7)，6. 89 (d, 4H, J = 8. 7), 7. 52 (s, 2Η), 7. 58 (d, 2Η, J = 5. 7), 7. 89 (d, 2Η, J = 10. 3), 9. 50 (s, 2Η, OH). ESI-MS (m/ ζ):508, Μ+。
[0042] 3, 5-二-[3_(叔丁氧羰基胺基）丙氧基]-苯甲醇：3, 5-二羟基苯甲醇 (8. 4g60mmol)与K2C03(41. 46 g300mmol)溶解在200ml丙酮中，再依次加入3-Ν-叔丁氧羰 基-胺基-1-丙氧基-4' -甲基-苯基亚砜（41. 46g，126mmol)和少量18-冠-6作为相转 移催化剂。氮气气氛下反应液升温至70°C，反应3d。反应停止并冷却至室温后，反应液 倒入150ml水中，并用二氯甲烧萃取（80mlX3),合并有机相，用蒸馈水洗漆（50mlX3), 无水硫酸镁干燥，过滤，浓缩。粗产物硅胶柱层析分离纯化，展开剂为石油醚/乙酸乙 酯（5/2)，得无色透明粘稠状液体产物19.9g，产率73%。1H-NMR(400MHz，CDC13): δ (卯 m) 1. 44 (m, 18H), 1. 95 (m, 4H), 3. 31 (m, 4H), 3. 98 (t, 4H, J = 13. 2), 4. 61 (s, 2H), 4. 76 (br, 2 H，NH)，6.36(s, lH)，6.51(s，2H). 13C-NMR(100MHz，CDC13): δ (ppm)28.3,29.5,38.7,66· 1， 68. 3, 79. 8, 100. 7, 107. 3, 139. 7, 155. 6, 159. 6. MALDI-TOF: 477. 8 [M+Na]. Anal. Calcd for C23H37O6N2BriC, 60. 77 ；H, 8. 43 ；N, 6. 16. Found:C, 61. 2