[发明专利]一种提高聚乙烯亚胺抗大肠杆菌性能的方法

说明书

本发明公开了一种提高聚乙烯亚胺抗大肠杆菌性能的方法，该方法是在分支型聚乙烯亚胺上修饰甘露糖，修饰方法操作简单，反应时间短，成本低廉，甘露糖修饰后的聚乙烯亚胺对大肠杆菌的最小杀菌浓度为10μg/mL，相比聚乙烯亚胺(220μg/mL)降低了22倍；同时，在HeLa细胞中加入500μg/mL抗菌药物培养24h后，加入甘露糖修饰的聚乙烯亚胺的细胞活力保持在75％，而加入聚乙烯亚胺的细胞活力下降至56％。因此，本发明方法显著提高了聚乙烯亚胺对大肠杆菌的杀菌率，并降低了细胞毒性。

技术领域

本发明属于抗菌技术领域，具体涉及一种提高聚乙烯亚胺抗大肠杆菌性能的方法。

背景技术

大肠杆菌(Escherichia coli)是一种生活中常见的致病菌，常引起腹泻和败血症，它是一种两端钝圆、周生鞭毛、能运动、无芽孢的革兰氏阴性短杆菌，广泛分布于自然界中，因此食品受其污染几率很大，易引发食物中毒。例如，2006年美国的菠菜被大肠杆菌污染，疾病波及半个美国；2011年欧洲的“毒黄瓜”事件，也是由于大肠杆菌污染蔬菜引发的感染。大肠杆菌在全球已经引发了多次大规模的感染，导致很多人死亡。为了保证食品安全，让消费者能安心购买绿色、健康食品。研究一种新型的大肠杆菌杀菌方法，具有十分重要的意义。

目前常见的大肠杆菌杀菌方法主要采取抗生素进行杀菌，由于大量使用抗生素，使大肠杆菌对许多抗生素产生了耐药性，其中70％的菌至少对一种药有抗性，并且高浓度的抗生素对人体具有一定的危害。针对细菌的抗生素耐药性问题，新型的抗生素成为研究热点。阳离子聚合物作为一种全新的抗菌剂，有不同于常规抗生素的抗菌机理，使细菌很难产生耐药性，而聚乙烯亚胺是阳离子抗菌剂中的典型代表之一。

聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine，PEI)一种新型多聚阳离子化合物，具有水溶性。根据分子结构的不同，可分为直线型(L-PEI)和分支型(B-PEI)两类，其分子结构式如下：

在PEI的结构中，含有大量的氨基，正是由于大量的氨基赋予了PEI重要的特性，即具有较高的正电荷。因此，单独的PEI(未被修饰的)可以通过库仑引力作用与带负电荷的细菌接触，破坏细菌的结构，从而抑制细菌生长。2012年Katherine A课题组报道(Macromolecular Bioscience,2012,12,1279–1289)，单独的PEI对细菌的抑制具有选择性，对金黄色葡萄球菌的抑制作用比较明显(最低抑菌浓度比较低)；另外，不同分子量的PEI抑菌效果也不一样，对大肠杆菌来说，B-PEI₆₀₀最低抑菌浓度为500μg/mL，B-PEI₁₈₀₀最低抑菌浓度为250μg/mL，B-PEI₁₀₀₀₀的最低抑菌浓度大于1g/mL；对金黄色葡萄球菌来说，B-PEI₆₀₀(MW:600)最低抑菌浓度为16μg/mL，B-PEI₁₈₀₀最低抑菌浓度为32μg/mL，B-PEI₁₀₀₀₀的最低抑菌浓度16μg/mL。由此可见，B-PEI对金黄色葡萄球菌的抗菌效果远优于对大肠杆菌的抑菌效果，而B-PEI对大肠杆菌的抗菌效果不理想限制了它的应用；另一方面，随着B-PEI分子量的增大，细胞毒性也随之增加。因此，如何降低PEI的细胞毒性并提高其对大肠杆菌的抗菌效果亟待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种简单快速提高聚乙烯亚胺抗大肠杆菌性能的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在分支型聚乙烯亚胺上修饰甘露糖。

上述在分支型聚乙烯亚胺上修饰甘露糖的方法为：将分支型聚乙烯亚胺和甘露糖加入pH＝7.4的PBS缓冲液中，在80～100℃下搅拌30～60分钟。

上述在分支型聚乙烯亚胺上修饰甘露糖的方法进一步优选：将分支型聚乙烯亚胺和甘露糖加入pH＝7.4的PBS缓冲液中，在90℃下搅拌40分钟。