苯丙氨酸衍生类多肽聚合物纳米棒的制备及表征

以手性化合物苯丙氨酸作为前驱体,于油酸中通过高温溶剂法一步合成了具有强疏水性的白色类多肽聚合物,扫描电子显微镜分析表明,产物自组装成纳米棒结构。利用核磁共振、紫外光谱、红外光谱、荧光光谱、基质辅助激光解析电离飞行时间质谱等对产物进行了分析。圆二色光谱分析表明,产物仍具有手性性质。该合成方法简单方便,提供了一种合成类多肽聚合物的途径。

具有高效阳性菌抗菌活性的合成多肽聚合物研究

合成了具有抗菌活性的β-氨基酸聚合物,采用核磁共振和凝胶渗透色谱表征聚合物的数均分子量,通过最低抑菌浓度实验测试了β-氨基酸聚合物对多种革兰氏阳性菌(包括多株耐药菌)的抗菌活性,并开展了可能的耐药性研究。通过细胞膜去极化实验和扫描电子显微镜探究了抗菌聚合物对革兰氏阳性菌,尤其是对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抗菌机理。结果表明,β-氨基酸聚合物通过作用于细菌的细胞膜杀死革兰氏阳性菌从而获得高效的抗菌活性,其对枯草芽孢杆菌的抗菌活性最好,最低抑菌浓度为3.13μg/mL。金黄色葡萄球菌对β-氨基酸聚合物不产生耐药性,但在相同条件下测试的对照抗生素诺氟沙星的最低抑菌浓度增加了124倍,表明细菌对抗生素很快产生了耐药性。

β-多肽聚合物的优化合成及其抗菌活性

为了解决不同结构的β-内酰胺单体由于反应活性差异而可能出现的聚合反应不完全的问题,选择了侧链带有疏水性基团、反应速率慢的β-内酰胺单体3,3,4,4-四甲基-2-氮杂环丁酮(TM)和侧链带有正电荷的β-内酰胺单体4-[(叔丁氧羰基氨基)甲基]-3-甲基-2-氮杂环丁酮(MM)制备得到β-多肽聚合物,通过考察反应物浓度、反应溶剂类型、引发剂类型等因素来优化聚合反应。实验结果表明,相对于目前常用的以锂作为反离子的引发剂,以钾作为反离子的引发剂可提高β-多肽聚合物的聚合反应速率和难聚合单体的转化率,增加反应物浓度和优化溶剂体系均可改善聚合反应速率。通过测定优化条件下所得聚合物的最小抑菌浓度(ρMIC),观察到聚合物对某些微生物的抗菌活性有所提高。

多肽聚合物对氧化石墨烯材料稳定性的研究

为进一步提高氧化石墨烯在水溶剂中的稳定性,文中采用多肽聚合物对氧化石墨烯进行表面改性。傅里叶红外变换光谱和热重分析表明,两者可以通过非共价键的方式进行复合。然后,用紫外可见光吸收光谱法测定分散液浓度,表征氧化石墨烯分散液的稳定情况,并探索多肽聚合物修饰氧化石墨烯时的最佳添加量,在此基础上又探索了多肽聚合物对氧化石墨烯在水溶剂中长期稳定性的影响。实验结果表明,在氧化石墨烯浓度为1 mg/mL的条件下,当加入的多肽聚合物与氧化石墨烯的质量比为3∶100时,可以有效避免氧化石墨烯片层的再次团聚,经多肽聚合物修饰过的氧化石墨烯在水溶剂中表现出良好的稳定性,且经过8周静止后也没有明显的沉淀产生。

多肽聚合物合成新方法及生物医学应用

多肽聚合物是以多肽为主链的合成聚合物,由于其固有的生物相容性和生物降解性,在生物医学领域展现出广阔的应用前景,然而多肽聚合物的高效、快速、简便合成仍然具有很大挑战。近年来随着合成化学的快速发展,基于α-氨基酸的N-羧基环内酸酐(NCA)开环聚合法制备多肽聚合物取得了突破性进展,合成了大量基于多肽聚合物的新型材料。本文首先介绍了NCA单体的合成机理及最新改进,然后重点介绍了近年来新发展的NCA开环聚合快速、高效制备多肽聚合物的不同引发或催化体系,最后简要介绍了多肽聚合物在抗菌剂、药物递送及组织工程等领域的应用,并提出了多肽聚合物材料在生物医学领域应用所面临的挑战。

促内皮化β-多肽聚合物修饰的聚氨酯表面抗菌功能研究

由于血管移植物在植入过程中容易引起内皮损伤及微生物感染的风险,迫切需要研究能够促进表面内皮化并抗微生物感染的生物材料来降低这些风险发生的概率.本工作将近期发现的具有促内皮化功能的β-多肽聚合物修饰到人工血管常用材料热塑型聚氨酯(TPU)表面,并研究其抗菌功能.研究表明,β-多肽聚合物修饰表面对耐药革兰氏阳性菌和阴性菌表现出广谱的高效抗菌活性.此外,该功能化TPU表面仍具有优异的选择性促内皮细胞黏附的能力,可满足人工血管移植物抗感染及促内皮化的多功能需求.

肿瘤微环境诱导多肽聚合物原位组装行为研究

设计合成了一种pH响应型的多肽聚合物,在中性条件下能够以聚合物单链的形式存在,在肿瘤微环境弱酸的刺激下发生聚集,提升入胞能力,从而实现对肿瘤细胞的高效杀伤.首先,通过迈克尔加成的方法合成了一系列生物相容性较好的β-硫代酸酯聚合物,并利用固相合成方法合成了治疗肽和穿膜肽2种多肽.然后,将治疗肽修饰上一种酸敏感基团,并将2种多肽通过迈克尔加成反应与聚合物共价连接.得到的多肽聚合物能够在中性水溶液中以单链形式稳定存在,而在pH=6.5条件下发生聚集.最后,在细胞层面对多肽聚合物进行研究,发现其在微酸性条件下可以通过内吞作用进入到肿瘤细胞,并具有更高的抗肿瘤能力.

宿主防御肽模拟聚合物与蛋白酶K联用抗生物被膜

采用双(三甲基硅基)胺基锂(LiHMDS)引发的α-氨基酸N-羧酸酐(NCA)快速开环聚合方法合成宿主防御肽模拟聚合物,该聚合物呈现窄分子量分布。抗菌实验结果表明,该聚合物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)浮游菌和持留菌有高杀菌活性,且遵循破膜杀菌机制。实验证明,1.25 U/mL的蛋白酶K在人工尿液环境中可分散MRSA成熟生物被膜。蛋白酶K与聚合物协同作用实现了人工尿液中成熟生物被膜的清除。

MALDI-TOF MS测定多肽类聚合物相对分子质量的条件优化

本文用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱来测定多肽类聚合物的相对分子质量,对基质、溶剂以及添加阳离子条件进行了优化。

突破手套箱依赖的α-氨基酸N-羧基环内酸酐(NCA)快速开环聚合

多肽是由α-氨基酸以肽键形式连接在一起而形成的天然聚合物,具有多种重要生物功能。α-氨基酸N-羧基环内酸酐(NCA)开环聚合是制备多肽聚合物最便捷的方法,被多个领域广泛应用。传统的NCA聚合对水分非常敏感,通常使用严格干燥溶剂并在手套箱中操作;NCA聚合反应速率一般很慢,而且NCA单体本身不稳定,长时间的聚合会导致副反应的产生,并难以获得高分子量多肽聚合物。这些长期未解决的难点阻碍了NCA聚合材料的发展。最近,华东理工大学刘润辉课题组报道了六甲基二硅基胺基锂(LiHMDS)引发的NCA开环聚合方法,此方法聚合速率快,对水分不敏感,可在敞口容器中聚合,摆脱了对手套箱的依赖;该NCA聚合可合成高分子量多肽聚合物,产物具有多肽特征性的二级结构;另外,LiHMDS引发的NCA开环聚合为活性聚合,可实现多肽聚合物的端基功能化。

“活性”/可控自由基聚合反应制备聚合物-蛋白质/多肽生物结合物

将蛋白质或多肽连接到高分子链上,能够改善蛋白质/多肽的稳定性、生物相溶性和溶解性而赋予其优异的应用性能,所得聚合物-蛋白质/多肽生物结合物已经被广泛应用于药物载体、生物材料、纳米材料等领域。本文介绍借助"活性"/可控自由基聚合反应制备新型功能高分子材料的原理与方法,以及其合成聚合物-蛋白质/多肽生物结合物的国内外研究进展。