[发明专利]具有G-四链体结构的水凝胶制备方法及其在杀灭金黄色葡萄球菌和大肠杆菌中的应用

权利要求书

1.一种具有G-四链体结构的抗菌水凝胶，其特征在于，采用G-四链体结构作为交联中心，鸟嘌呤核苷在钾离子的稳定下形成G-四分体平面结构，鸟嘌呤核苷的邻二醇结构与2-甲酰基苯硼酸形成动态硼酯键，再通过具有杀菌性能的45段乙二醇和250段赖氨酸组成的嵌段聚合物聚乙二醇-b-聚赖氨酸(PEG₄₅-b-PLL₂₅₀)中的伯胺与2-甲酰基苯硼酸的醛基形成动态亚胺键，硼酯键与亚胺键的形成使得G-四分体连接形成G-四链体，从而形成水凝胶。

2.一种权利要求1所述的具有G-四链体结构抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于步骤如下：

1)室温下将鸟嘌呤核苷，2-甲酰基苯硼酸，氯化钾，45段乙二醇和250段赖氨酸组成的嵌段聚合物聚乙二醇-b-聚赖氨酸(PEG₄₅-b-PLL₂₅₀)，加入水中混合得到悬浊液；各组分摩尔比为：鸟嘌呤核苷：2-甲酰基苯硼酸：氯化钾：PEG₄₅-b-PLL₂₅₀＝1:1:1/4:1/125，确保鸟嘌呤核苷的浓度为35mmol/L；

2)将上述悬浊液加热至沸腾，使悬浊液变成澄清液；

3)将上述澄清液静置，待冷却至室温，得到半透明的具有G-四链体结构的抗菌水凝胶。

3.根据权利要求2所述的具有G-四链体结构抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的45段乙二醇和250段赖氨酸组成的嵌段聚合物聚乙二醇-b-聚赖氨酸(PEG₄₅-b-PLL₂₅₀)的制备步骤如下：

1)将苄氧羰基-L-赖氨酸酐(Lys-NCA)和以氨基封端的45段乙二醇组成的聚合物(PEG₄₅-NH₂)于Schlenk瓶中，苄氧羰基-L-赖氨酸酐与PEG₄₅-NH₂的摩尔比为250:1，加入干燥的N,N-二甲基甲酰胺使得苄氧羰基-L-赖氨酸酐的浓度为2mol/L；

2)氮气保护下于35℃的油浴中反应72h；

3)反应完毕后利用旋转蒸发仪除去溶剂，加入二氯甲烷稀释，加入的二氯甲烷与步骤1)中N,N-二甲基甲酰胺的体积比为2:1，然后在冰乙醚中沉淀，加入的冰乙醚与二氯甲烷的体积比为20:1；待沉淀完全后，抽滤，滤饼用冰乙醚洗涤三次，得到白色固体；

4)将步骤3)得到的白色固体溶解于三氟乙酸中，加入的三氟乙酸与步骤1)中加入N,N-二甲基甲酰胺的体积比为4:1，然后加入氢溴酸-醋酸，加入的氢溴酸-醋酸与三氟乙酸的体积比为2:1，室温反应2h；

5)反应完毕后，加入冰乙醚和水，加入的乙醚与步骤1)中N,N-二甲基甲酰胺的体积比为40:1，加入的水与冰乙醚的体积比为1:10，进行分液，取出水相用蒸馏水透析3天，冻干溶液，得到白色固体PEG₄₅-b-PLL₂₅₀。

4.根据权利要求3所述的具有G-四链体结构抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于：所述透析中使用的透析袋的节流分子量为10000Da。

5.根据权利要求3所述的具有G-四链体结构抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于：所述苄氧羰基-L-赖氨酸酐(Lys-NCA)的制备步骤如下：

1)称取L-赖氨酸苄酯于圆底烧瓶，加入干燥的四氢呋喃，使得L-赖氨酸苄酯的浓度为0.35mol/L，升温至60℃，加入三光气，使L-赖氨酸苄酯与三光气的摩尔比为2:1；

2)于60℃的油浴中反应2h，此时变为澄清的淡黄色溶液；

3)旋转蒸发浓缩该反应液，并用氯仿稀释，加入的氯仿与步骤1)中加入四氢呋喃的体积比为1:10，在搅拌条件下加入正己烷进行沉淀，加入的正己烷与氯仿的体积比为1:50，置于冰箱中冷却静置12h，过滤得到粗产物；

4)将步骤3)得到的粗产物用50℃的乙酸乙酯溶解，加入的乙酸乙酯与步骤1)中加入四氢呋喃的体积比为2:5，趁热过滤，滤液在加热条件下逐渐加入正己烷，直到乙酸乙酯与正己烷的体积比为1:1，逐步冷却，待冷至室温后加入大量正己烷，使乙酸乙酯与正己烷的体积比为1:15，静置，过滤；

5)得到白色的重结晶产物Lys-NCA。

6.一种如权利要求1所述具有G-四链体结构的抗菌水凝胶在制备杀灭金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的药物中的应用。