[发明专利]碳化多胺粒子及其用途

说明书

本发明是关于纳米粒子工程领域，更具体地说，本发明是关于一种带正电荷的纳米粒子，其具有多胺涂覆于碳量子点上，及其用于抗微生物的应用。本发明还涉及制备带正电荷的纳米粒子的方法，以及一种组合物包含具有多胺涂覆的碳量子点。

【技术领域】

本发明是关于纳米工程领域，更具体地说，本发明是关于一种带正电的纳米粒子(positively-charged nanoparticle)，其具有多胺涂覆于碳量子点上(polyamine coatedon a carbon quantum dot)，及其用于抗微生物的应用。本发明还涉及制备带正电荷的纳米粒子的方法，所述纳米粒子是具有多胺涂覆的碳量子点。

【背景技术】

纳米材料的表面积大，能够通过多价正电荷的相互作用与细菌接触，导致细菌细胞膜的渗透性和呼吸功能的破坏。此外，由于它们与蛋白质、DNA、RNA和其他重要分子的交互作用，内吞纳米粒子(endocytosed nanoparticles)可以抑制细胞功能。

具有抗微生物特性的纳米材料可以通过比传统抗生素药物更复杂的机制抑制微生物生长并破坏微生物。据报导，吸附在细菌上的氧化锌纳米粒子可以通过与细菌细胞膜上的脂质和蛋白质相互作用来破坏其功能。又，基于贵金属(例如银纳米粒子)的抗微生物剂通过银离子(Ag⁺)的释放、细胞膜的破坏、对电子传递链的干扰以及通过引起DNA损伤而表现出抗菌性质。铜纳米粒子导致蛋白质失活，从铜纳米粒子释放的游离铜离子(Cu²⁺)产生活性氧(ROS)，可破坏细胞中的氨基酸和DNA合成。二氧化钛纳米粒子也可以产生ROS，并且还会对细胞膜和细胞壁造成损害。大多数抗菌金属和金属氧化物纳米粒子会对广谱的微生物(broad-spectrum of microbes)起作用，并且由于它们抗微生物的机制复杂又多样化，细菌对它们产生抗药性的可能性大大降低。然而，许多抗菌金属和金属氧化物纳米粒子对大多数人体细胞都是具有高毒性的，因此限制了它们的用途。

多胺是普遍存在的具有两个或更多个一级胺基团的小分子。多胺，如丁二胺(putrescine)，尸胺(cadaverine)，亚精胺(spermidine)和精胺(spermine)是在活细胞中产生，对于许多细胞功能具有必需性，包括DNA稳定化(DNA stabilization)、离子信道功能(functioning of ion channels)和受体─配位子交互作用(receptor-ligandinteractions)、基因转录和基因转译(gene transcription and translation)，以及细胞生长和细胞增生(cell growth and proliferation)。当多胺在细胞中存在较高的毫摩尔浓度范围时，其为多价阳离子、高度带电且具有良好的生物兼容性，可应用于纳米粒子的表面修饰。因此，在将多胺锚定于其表面上之后，修饰后的纳米粒子将是高度带电的并且具有高度生物兼容性。多胺修饰后的纳米粒子因为具有广泛与细胞大分子的交互作用的性质，将可做为生物医学应用的候选者。