[发明专利]表面自组装金纳米头孢及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面自组装金纳米头孢及其制备方法与应用。

背景技术

纳米颗粒因其特有的物理和化学性质引起了人们的广泛关注，并且在生物学的各个领域，特别是作为药物载体方面得到广泛的应用。其中，以纳米颗粒为载体制备的纳米抗菌素，不仅表现出了较高的抗菌效果，而且对于由于抗生素滥用所引起的细菌耐药性也有较好的效果。如：蒋兴宇等[Jiang，et.al.J.Am.Chem.Soc.，2010，132，12349-12356.]。研究发现，将抗生素单体自组装到纳米颗粒表面后，可以明显地提高细胞膜的通透性从而提高抗菌效果，同时这种纳米抗生素对于耐药菌也有明显的抑制效果。Perry等人[Perry，et.al.J.Mater.Chem.，2010，20，6789-6798.]的研究也发现将抗菌素自组装到纳米金颗粒表面后同样会产生较高的抗菌效果。然而目前这些见诸于报道的纳米抗生素，其制备方法都集中于直接采用抗生素对纳米金颗粒进行还原制备，这使得在生物应用时往往受限于纳米颗粒较高的细胞毒性和低生物相容性。

发明内容

本发明的目的是提供一种表面自组装金纳米头孢及其制备方法与应用。

本发明提供了一种如下结构的表面自组装金纳米头孢化合物：

R为-CH₂-NH-、-CH₂-O-或-CO-O-，n为0-11的整数，优选1-3的整数，x为1-7的整数，优选1或2。

代表金纳米颗粒。

上述表面自组装金纳米头孢化合物中，金纳米颗粒的平均粒径为1-6nm，优选4.5-4.6nm；

所述表面自组装金纳米头孢化合物的平均粒径为1-6nm，优选4.5-4.6nm；

所述金纳米颗粒中的金原子与-S-(CH₂CH₂O)_n-CH₂-R-及抗菌素头孢基的摩尔比为4-15∶1-3∶1，优选4∶1∶1；

所述抗菌素头孢基为如下基团：

本发明提供的制备上述表面自组装金纳米头孢化合物的方法，包括如下步骤：

1)将HS-(CH₂CH₂O)_n-CH₂-RH与四辛基溴化铵保护的金纳米颗粒进行配基交换反应，反应完毕得到硫醇保护的金纳米颗粒；

所述HS-(CH₂CH₂O)_n-CH₂-RH中，R为-CH₂-NH-、-CH₂-O-或-CO-O-，n为0-11的整数，优选1-3的整数；

2)将式II所示抗菌素头孢化合物、所述步骤1)所得硫醇保护的金纳米颗粒及酰基化试剂进行酰基化反应，反应完毕得到所述表面自组装金纳米头孢化合物，

该方法所述步骤1)所述配基交换反应步骤中，HS-(CH₂CH₂O)_n-CH₂-RH与四辛基溴化铵保护的金纳米颗粒的投料摩尔比为1-3∶1，优选1∶1；温度为0-40℃，优选20-30℃，时间为4-48小时，优选12-24小时；所述四辛基溴化铵保护的金纳米颗粒的平均粒径为1-6nm，优选4.5-4.6nm。

所述步骤2)所述酰基化反应步骤中，所述酰基化试剂选自N，N-二环己基碳二酰亚胺(DCC)、1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和三乙胺中的至少一种。所述式II所示抗菌素头孢化合物、所述步骤1)所得硫醇保护的金纳米颗粒及酰基化试剂的投料摩尔比为1-2∶1-2∶1-5，优选1∶1∶3；

所述酰基化反应步骤中，温度为20-25℃，时间为6-48小时，优选24小时。

所述步骤1)所述配基交换反应在二氯甲烷或由体积比为1∶1的二氯甲烷和甲醇混合组成的混合液中进行；

所述步骤2)所述酰基化反应在四氢呋喃、二甲基甲酰胺和二氯甲烷中的至少一种中进行。