[发明专利]一种抗菌纳米材料Au-AMP-Cy的制备方法和应用

说明书

本发明属于金属纳米材料技术领域，具体公开了一种抗菌纳米材料Au‑AMP‑Cy的制备与应用。通过Au‑S键将光热材料Cypate标记的序列为R₉KIKKVKKKGRKC的抗菌肽连接到纳米金上。引入光热材料Cypate为了进行光热抗菌（PTT），利用它在激光的照射下，产生热量，导致微生物升温并导致细胞损伤和死亡，与抗菌肽（AMP）产生协同抗菌作用。本发明制备的抗菌纳米材料Au‑AMP‑Cy具有较传统抗菌肽更优异的抗菌性能，并且以纳米材料作为载体，既能增加材料的稳定性又能增加生物相容性。

技术领域

本发明属于抗菌材料技术领域，具体涉及一种具有抗菌性能以及光热疗法的新型纳米材料Au-AMP-Cy的制备方法和应用。

背景技术

多重耐药细菌感染的发病率急剧上升，对人类健康构成了严重挑战，创面多重耐药细菌感染会不仅加重创面恶化，愈合延迟，甚至导致脓毒症最终死亡。在过去的几十年中，抗生素是治疗细菌性疾病的主要选择。但是，随着抗生素的广泛使用和多药耐药菌的出现，抗生素的治疗效果大大降低，且过度使用抗生素引起的细菌耐药性可能比癌症还严重。考虑到新药发展缓慢和耐药菌病原体的发展，因此迫切需要研发新的治疗方法来替代传统抗生素的应用，这也是目前生物医学领域亟待解决的问题。

光热疗法（PTT）是一种对抗耐药性细菌的一种有效方法，由于其无创性和较少的副作用而受到了广泛的关注。光热疗法利用具有较高光热转换效率的材料,在外部光源的照射下将光能转化为热能，引起细菌表面升温，使其蛋白质变性，进而导致细菌的死亡，而且可以避免产生耐药性。

抗菌肽（antimicrobial peptide，AMP）是一种具有抗菌活性的多肽，因其具有抗菌范围广、活性高、种类多等优点，成为一种炙手可热的新型抗菌药物。当AMPs与靶膜结合时，膜渗透发生，导致细胞成分渗漏，最终导致细胞死亡。已经提出了几种模型来解释AMPs破坏膜的机理（附图1）。在环状孔模型中，肽在膜表面积聚，导致脂质单分子膜在孔内不断弯曲，插入的肽和脂质在孔内积聚。桶壁模型假设附着的肽首先积聚在外膜上，并且最终插入细胞膜中。亲水性肽部分形成核心的内部区域，疏水区朝向细胞膜脂质，在地毯状模型中，没有孔隙形成。肽与细菌膜平行聚集，像地毯一样覆盖在膜表面。附着在表面的肽会引发膜的渗透性，导致膜以类似洗涤剂的方式破裂，最终形成胶束。

在本发明中，我们将光热材料Cypate与抗菌肽（AMP）偶联，并通过Au-S键将其偶联到纳米金表面，从而开发了一种新型多功能抗菌纳米材料Au-AMP-Cy。引入光热材料Cypate为了PTT抗菌，利用它在激光的照射下，产生热量，导致微生物升温并导致细胞损伤和死亡，与抗菌肽（AMP）产生协同抗菌作用。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明将抗菌肽（AMP）与光热材料Cypate同时固定在纳米金上，提供一种Au-AMP-Cy复合纳米抗菌材料，本发明制备的抗菌复合材料在抑菌、杀菌领域均有广泛的应用前景。

本发明的具体技术方案如下所述：

1、本发明制备的Au-AMP-Cy纳米材料由纳米金、抗菌肽（AMP）和光热材料Cypate三部分共同组成。

2、本发明制备的Au-AMP-Cy纳米材料中的纳米金是通过氯金酸还原得到的，颜色为酒红色，加入纳米金的目的在于，增加材料的稳定性和生物相容性。

3、本发明制备的Au-AMP-Cy纳米材料中的抗菌肽（AMP），其序列为R9KIKKVKKKGRKC，采用常规的固相Fmoc法合成，即固相树脂上被Fmoc保护的单体氨基酸去保护后露出氨基，通过缩合反应与溶液中氨基酸的羧基形成肽键，从而将氨基酸连接到树脂上，使肽链从C端向N端延伸，直至合成所需肽链。

4、本发明制备的Au-AMP-Cy纳米材料中的光热材料Cypate，它能够在近红外激光（808 nm）照射下产生热量，从而触发细菌的损伤和死亡，有着显著的光热抗菌效果（PTT）。