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Fmoc-氨基酸抗菌水凝胶的构建及生物活性研究认领

作者：

张艳文

学位授予单位：

天津科技大学

摘要：

近年来,随着细菌耐药性问题益发严重,超级细菌对人类健康造成了巨大威胁,引起了国内外的广泛关注。在这种严峻的形势下,寻找新的治疗感染策略以替代传统抗生素刻不容缓。氨基酸或肽基超分子水凝胶具有成本低、生物相容性高,载药能力高、结构多样性等优点,因而受到越来越多的关注。本文以Fmoc-氨基酸作为基本单元,运用超分子自组装技术,成功制备了具有良好抗菌活性的水凝胶。(1)四种Fmoc-氨基酸抗菌水凝胶的制备及构效关系研究。成功制备了四种稳定、且具备一定机械性能的Fmoc-氨基酸水凝胶。结合多种抗菌实验结果,比较发现四种Fmoc-氨基酸水凝胶的抗菌活性从大到小依次为Fmoc-W、Fmoc-F、Fmoc-M、Fmoc-Y。另外,观察到这四种Fmoc-氨基酸水凝胶是通过破坏细胞膜来起到杀菌效果。结合透射电镜观察四种Fmoc-氨基酸水凝胶均是由纳米纤维网络结构组成,其中Fmoc-W水凝胶内部的纳米纤维刚性更强、排列更整齐。通过观察四种Fmoc-氨基酸水凝胶的圆二色谱,发现它们的分子排列方式有差异。通过测定四种Fmoc-氨基酸水凝胶的临界聚集浓度,比较发现它们的临界聚集浓度大小顺序与抗菌活性顺序一致。因此,我们推断四种Fmoc-氨基酸水凝胶的抑菌活性与它们的纳米纤维形貌、分子排列方式、聚集能力有关。(2)具有聚集诱导发光效应的氨基酸水凝胶的制备及抗菌、抗生物膜性能研究。成功制备了 Fmoc-F/BBR水凝胶,水凝胶的机械性能良好,并具备聚集诱导发光特性。水凝胶微观形貌表现为由纳米纤维及纳米颗粒组成的网络结构。结合Zeta电位测定、图谱分析结果发现静电相互作用及π-π相互作用限制了 BBR的分子内运动,从而赋予了 Fmoc-F/BBR水凝胶以聚集诱导发光特性。在光照条件下共培养60 min后,Fmoc-F/BBR水凝胶对S.aureus、E.coli的抑菌率可分别达100%、79.1%,对已形成的S.aureus、E.coli生物膜的清除率可分别达85.8%、59.3%。通过分析Fmoc-F/BBR水凝胶的细胞实验及动物实验结果,发现Fmoc-F/BBR水凝胶的细胞毒性及溶血活性较低,并且可以在动物体内有效光动力抗菌,在一定程度上能够促进感染创面愈合。

摘要译文

关键词：

Fmoc-氨基酸; 自组装; 水凝胶; 抑菌; 抗生物膜

学位年度：

2020

学位类型：

硕士

学科专业：

轻工技术与工程（专业学位）

导师：

贾士儒

中图分类号：

TQ427.2[胶体种类]

学科分类号：

081702[化学工艺]

D O I：

10.27359/d.cnki.gtqgu.2020.000780