[发明专利]一种基于PISA的抗菌高分子纳米颗粒的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于PISA的抗菌高分子纳米颗粒的制备方法，包括：以DMAEMA为单体，在链转移剂CPDB和偶氮引发剂的作用下发生反应，加入1‑溴丁烷，制得亲溶剂的大分子RAFT链转移剂；将St和TFEMA混合加至大分子RAFT链转移剂水溶液中，加入偶氮引发剂，封口除氧后于60～70℃反应，冷却得到高分子纳米颗粒。本发明通过采用RAFT‑PISA技术，在无皂乳液聚合体系中一步法、高固含量制备嵌段高分子纳米颗粒，其高比表面积可作为季胺链段的有效载体，通过静电相互作用吸附带负电的细菌体，瓦解细胞壁从而抑制细菌生长，同时疏水链段的引入，维持抗菌性能的同时能减少细胞毒性。

技术领域

本发明属于抗菌高分子材料技术领域，具体涉及一种基于PISA的抗菌高分子纳米颗粒的制备方法和应用。

背景技术

致病菌是公共卫生的一大威胁，细菌附着在材料表面会形成生物膜不易清除，而抗生素的滥用会导致单细胞病原菌耐药性增强。传统的有机高分子杀菌材料由于其高效的杀菌性质和较低的生物毒性被广泛应用，但单一杀菌剂由于其杀菌机制不断消耗的杀菌粒子和细菌生物膜残留，导致长时间作用会损坏表面，且具有较差的稳定性和持久性，而单一的抗粘附表面往往抗菌性能不如接触杀菌材料。金属纳米粒子、抗菌肽等高生物活性抗菌剂则通常伴随着高度繁琐的合成步骤、过高的成本和难以预知的风险。因此开发新的抗菌物质和策略变得日益重要，如何基于传统抗菌剂，通过分子设计和结构参数调整提高其抗菌效率和时长吸引了越来越多的关注。

季铵盐类抗菌高分子材料是有机抗菌剂中较为常见的一类，其制备工艺相对简便，生物相容性较好，抗菌效果高等优点而受到广泛关注。但如何更加简便有效的制备不同形态不同湿润性的的季铵盐高分子，进一步对其功能化和修饰提高抗菌效果持久性仍然面临难题。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种基于PISA的抗菌高分子纳米颗粒的制备方法和应用，通过采用可逆加成断裂链转移-聚合诱导自组装(RAFT-PISA)技术，在无皂乳液聚合体系中一步法、高固含量制备基于季胺化聚(N,N-二甲氨基)甲基丙烯酸酯乙酯(pDMAEMAsalt)的嵌段高分子纳米颗粒pDMAEMAsalt-b-p(St-co-TFEMA)，其高比表面积可作为季胺链段的有效载体，通过静电相互作用吸附带负电的细菌体，瓦解细胞壁从而抑制细菌生长。同时疏水链段p(St-co-TFEMA)的引入，维持抗菌性能的同时能减少细胞毒性。即本发明提供了一种操作简单、成本低廉、具有抗粘附和杀菌双功能的高分子材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种基于PISA的抗菌高分子纳米颗粒的制备方法，所述方法包括：

步骤1、以甲基丙烯酸二甲胺基乙酯为单体，在链转移剂2-氰基-2-丙基苯并二硫和偶氮引发剂的作用下发生反应，然后加入1-溴丁烷继续反应，制得大分子RAFT链转移剂pDMAEMAsalt-CTA；

步骤2、将苯乙烯和甲基丙烯酸三氟乙酯混合，加至已溶于水的大分子RAFT链转移剂pDMAEMAsalt-CTA中，混合均匀并加入偶氮引发剂，封口除氧后，于50～70℃油浴中反应，冷却得白色浑浊乳液，即为所述高分子纳米颗粒pDMAEMAsalt-b-p(St-co-TFEMA)。

进一步地，步骤1中，将所述单体甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、链转移剂2-氰基-2-丙基苯并二硫和偶氮引发剂溶解，混合均匀并封口除氧后，于50～70℃油浴中反应，反应物提纯后烘干得到橘粉色粘稠固体，将所述橘粉色粘稠固体溶于二甲基甲酰胺中，50～70℃下逐滴加入1-溴丁烷开始反应，反应结束后除杂干燥，得到所述大分子RAFT链转移剂pDMAEMAsalt-CTA。

进一步地，所述反应物提纯的方法为：用丙酮溶解并用正己烷沉淀，重复三次进行提纯。

进一步地，所述橘粉色粘稠固体与1-溴丁烷反应结束后，采用过量的乙酸乙酯沉淀目标产物进行除杂。