[发明专利]乳酸链球菌肽接枝壳聚糖季铵盐及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属高分子化学材料领域，具体涉及一种乳酸链球菌肽接枝壳聚糖季铵盐及其制备方法和用途。

背景技术

壳聚糖(chitosan,CS)是甲壳素在碱性条件下部分脱乙酰基的产物，是自然界中唯一具有明显碱性的天然多糖，具有优良的生物降解性、良好的抑菌性能和生物相容性，但其在碱性和中性条件下难以溶解的特性，较大程度地限制了它的应用。对壳聚糖进行季铵化改性，能有效改善壳聚糖在中性甚至弱碱性水溶液中的溶解能力，与壳聚糖相比，改性后的壳聚糖季铵盐因具有更为优良的水溶性、吸湿保湿性和抗菌性能而受到广泛关注。

乳酸链球菌肽(nisin)是由乳酸链球菌在代谢过程中合成和分泌的具有很强杀菌作用的阳离子多肽，其分子量约为3500Da，由34个氨基酸残基构成，其分子结构中含有不常见的氨基酸和硫醚基团，这些基团使其具有一些功能特性，如耐酸性、抗菌性和抗氧化活性。近年来，相关研究者采用传统化学交联剂如戊二醛、EDC/NHS等，将多肽接枝到多糖上以期获得具有更好生物性能(如水溶性、抗菌性和抗氧化活性等)的高分子化合物。然而，此类化学试剂不可避免的会产生毒性且常常伴随着一些副反应的发生。因此，寻求一种绿色高效的合成方法已变得刻不容缓。

本发明以转谷氨酰胺酶为催化剂，催化乳酸链球菌肽和壳聚糖季铵盐合成以酰胺键连接的乳酸链球菌肽-壳聚糖季铵盐改性物，该催化反应选择性专一，环境友好，所制备的改性物具有良好的抗菌性能，除此之外，经接枝改性后的化合物抗氧化活性显著增强，能有效清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、羟自由基，是一种有潜在应用价值的伤口敷料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种乳酸链球菌肽接枝壳聚糖季铵盐及其制备方法和用途。该方法制备工艺简单，制得的乳酸链球菌肽接枝壳聚糖季铵盐具有良好的抗氧化能力和抗菌活性以及对细胞无明显毒性。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种乳酸链球菌肽接枝壳聚糖季铵盐，它是以壳聚糖季铵盐和乳酸链球菌肽为底物，转谷氨酰胺酶为催化剂催化接枝得到的。

按上述方案，所述乳酸链球菌肽接枝壳聚糖季铵盐中壳聚糖季铵盐的氨基被乳酸链球菌肽取代的取代度为0.233-0.467。

按上述方案，所述壳聚糖季铵盐由壳聚糖接枝3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵得到。

所述壳聚糖季铵盐具体制备方法为：将3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵溶于蒸馏水中，随后加入壳聚糖，壳聚糖与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵质量比为1:10-15，在75-95℃下接枝反应20-28h，随后将所得反应液后处理得到壳聚糖季铵盐。

本发明还提供上述乳酸链球菌肽接枝基壳聚糖季铵盐的制备方法：先将壳聚糖季铵盐溶于PBS溶液中，再与乳酸链球菌肽在转谷氨酰胺酶的作用下进行接枝反应，再经后处理得到乳酸链球菌肽接枝基壳聚糖季铵盐。

上述制备方法具体步骤如下：

1)将壳聚糖季铵盐溶于pH值为4-6的PBS缓冲溶液中，得到浓度为0.02-0.30mg/mL的壳聚糖季铵盐溶液；

2)将乳酸链球菌肽和转谷氨酰胺酶冻干粉分别溶于PBS缓冲溶液，得到乳酸链球菌肽溶液和转谷氨酰胺酶溶液，然后将乳酸链球菌肽溶液、转谷氨酰胺酶溶液依次加入到步骤1)所得壳聚糖季铵盐溶液中进行接枝反应，再进行后处理得到乳酸链球菌肽接枝壳聚糖季铵盐。

按上述方案，步骤2)所述乳酸链球菌肽与壳聚糖季铵盐溶液中壳聚糖季铵盐的质量比为0.5-2.5：1。

按上述方案，步骤2)所述转谷氨酰胺酶冻干粉由粗制转谷氨酰胺酶经纯化后冷冻干燥得到，所述转谷氨酰胺酶冻干粉与壳聚糖季铵盐溶液中壳聚糖季铵盐的质量比为0.05-0.25：1。

按上述方案，步骤2)所述接枝反应条件为：在25-55℃下反应1-4小时。

按上述方案，步骤2)所述后处理包括将接枝后的产物加热煮沸15min后，再进行离心、透析冷冻干燥处理。

本发明还包括上述乳酸链球菌肽接枝壳聚糖季铵盐在伤口创面愈合处理方面的应用。

本发明的有益效果在于：本发明制备工艺简单，环境友好，成本低廉；制备的乳酸链球菌肽接枝壳聚糖季铵盐水溶性好，具有良好的抗氧化能力和抗菌活性以及对细胞无明显毒性，在伤口的愈合方面具有潜在的应用价值。

附图说明

图1为实施例1制备的乳酸链球菌肽接枝壳聚糖季铵盐的红外光谱图；