共軛聚合物pfp-g2的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化學(xué)領(lǐng)域，涉及一種共軛聚合物PFP-G2的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 群體感應(yīng)是微生物通過(guò)分泌、釋放一種被稱為自體誘導(dǎo)劑（Autoinducer，Al)的 信號(hào)分子，并感知其濃度變化，來(lái)檢測(cè)菌群密度、調(diào)控菌群生理功能，從而適應(yīng)周圍環(huán)境的 一種信號(hào)交流機(jī)制。信號(hào)分子的釋放量與菌體的生長(zhǎng)密度密切相關(guān)，細(xì)菌可以利用信號(hào)分 子感知周圍環(huán)境中自身或其他細(xì)菌的群體密度變化。當(dāng)信號(hào)分子的濃度達(dá)到一定閾值時(shí)， 信號(hào)分子將進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部，調(diào)控某些特定基因的表達(dá)，如抗生素生產(chǎn)、共生現(xiàn)象、生物發(fā)光、 固氮基因調(diào)控、孢子形成、毒性基因的表達(dá)、Ti質(zhì)粒的接合轉(zhuǎn)移、色素產(chǎn)生、生物膜的形成和 細(xì)菌群體移動(dòng)性等，這其中很多因素都將會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性。
[0003] 近年來(lái)，具有發(fā)光導(dǎo)電特性的共軛聚合物與生命科學(xué)的交叉學(xué)科吸引了眾多科研 工作者的興趣。熒光共軛聚合物可作為化學(xué)和生物靶分子高度反應(yīng)性的光學(xué)傳導(dǎo)體，具有 倍增光學(xué)響應(yīng)性，可用來(lái)放大熒光傳感信號(hào)。目前國(guó)內(nèi)外研究者們關(guān)于共軛聚合物的工作 主要集中在新型共軛聚合物材料的設(shè)計(jì)與合成以及新生物檢測(cè)、成像體系的建立，但是將 熒光共軛聚合物應(yīng)用于細(xì)菌群體感應(yīng)，探索基于共軛聚合物的群體感應(yīng)與細(xì)菌耐藥性的相 互作用關(guān)系，還未見(jiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種共軛聚合物PFP-G2的應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明提供了一種式I所示聚合物（也即共軛聚合物PFP-G2)或其藥學(xué)上可接受 的鹽在下述任意一種中的應(yīng)用：
[0006] 1)在引起微生物釋放的信號(hào)分子濃度的變化中的應(yīng)用；
[0007] 2)在延長(zhǎng)微生物釋放信號(hào)分子的時(shí)間中的應(yīng)用；
[0008] 3)在引起微生物耐藥性變化中的應(yīng)用；
[0009] 4)在檢測(cè)微生物釋放的信號(hào)分子的濃度中的應(yīng)用；
[0010]
[0011] 所述式1中，11為3-5，父為？、(：1、&'或1;
[0012] 所述微生物滿足如下條件：能夠產(chǎn)生信號(hào)分子并對(duì)所述信號(hào)分子做出響應(yīng)。
[0013] 另外，上述本發(fā)明提供的式I所示聚合物或其藥學(xué)上可接受的鹽在制備如下任意 一種產(chǎn)品中的應(yīng)用，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍：
[0014] 1)在引起微生物釋放的信號(hào)分子濃度的變化中的應(yīng)用；
[0015] 2)在延長(zhǎng)微生物釋放信號(hào)分子的時(shí)間中的應(yīng)用；
[0016] 3)在引起微生物耐藥性變化中的應(yīng)用；
[0017] 4)在檢測(cè)微生物釋放的信號(hào)分子的濃度中的應(yīng)用；
[0018]
[0019] 所述式1中，11為3-5，父為？、(：1、&'或1;
[0020] 所述微生物滿足如下條件：能夠產(chǎn)生信號(hào)分子并對(duì)所述信號(hào)分子做出響應(yīng)。
[0021] 其中，所述信號(hào)分子的結(jié)構(gòu)式具體可為式II所示：
[0022]
[0023] 式II。
[0024] 上述應(yīng)用更具體可為將式I所示化合物與所述微生物進(jìn)行共培養(yǎng)；所述培養(yǎng)的條 件為常規(guī)的微生物培養(yǎng)條件；如對(duì)于大腸桿菌而言，培養(yǎng)的溫度為37°C，培養(yǎng)的時(shí)間可為1 小時(shí)-10小時(shí)；
[0025] 所述微生物為細(xì)菌，具體為大腸桿菌，更具體為大腸桿菌MG1655或大腸桿菌K12。
[0026] 所述引起微生物釋放的信號(hào)分子濃度的變化具體可為使所述微生物釋放的信號(hào) 分子濃度升1?或降低。
[0027] 所述引起微生物耐藥性變化具體可為使所述微生物的耐藥性增加。
[0028] 所述耐藥具體可為耐抗生素，具體為耐青霉素，更具體為耐氨芐西林。
[0029] 細(xì)菌表面的主要成分為多糖、蛋白質(zhì)、類脂等，帶有負(fù)電荷，而式I所示聚合物帶 有正電荷，所以細(xì)菌通過(guò)靜電作用和疏水作用與化合物緊密結(jié)合，形成共軛聚合物一細(xì)菌 復(fù)合群體，拉近細(xì)菌間的距離，使細(xì)菌感受到周圍濃度的變化，釋放出更多的信號(hào)分子。將 帶有信號(hào)分子的上清液加入哈氏弧菌中，哈氏弧菌響應(yīng)外源信號(hào)分子，自身發(fā)光增強(qiáng)，表現(xiàn) 為490nm處信號(hào)增高。通過(guò)對(duì)比490nm處哈氏弧菌發(fā)光值的變化，可得出培養(yǎng)不同時(shí)間的 大腸桿菌上清液中信號(hào)分子濃度的變化，從而反應(yīng)細(xì)菌濃度的變化。
[0030] 本發(fā)明結(jié)合化學(xué)、材料、生物以及醫(yī)學(xué)微生物學(xué)等多學(xué)科交叉優(yōu)勢(shì)，通過(guò)靜電相互 作用自組裝構(gòu)建共軛聚合物一微生物群體感應(yīng)系統(tǒng)，為解決細(xì)菌耐藥性提供新思路和新方 法，可發(fā)展用于細(xì)菌耐藥性相關(guān)的新型識(shí)別與檢測(cè)體系。微生物作為自組裝材料制備的模 板，具有易得、廉價(jià)、尺寸規(guī)整、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)。式I所示熒光共軛聚合物與細(xì)菌相互作 用，通過(guò)自組裝構(gòu)建的新型群體感應(yīng)系統(tǒng)，具有重要的創(chuàng)新性；有助于理解細(xì)菌耐藥機(jī)制和 細(xì)菌進(jìn)化規(guī)律，為控制細(xì)菌多重耐藥性形成、抗感染治療及抗生素的研究提供新的思路和 策略，還為共軛聚合物自組裝材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的模式。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1為哈氏弧菌BB170的生長(zhǎng)曲線。
[0032] 圖2為哈氏弧菌BB170的發(fā)光曲線。
[0033] 圖3為PFP-G2-大腸桿菌MG1655復(fù)合體的熒光顯微鏡觀察圖。
[0034] 圖4為哈氏弧菌BB170響應(yīng)PFP-G2-大腸桿菌MG1655復(fù)合體培養(yǎng)不同時(shí)間上清后 3. 5小時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度圖，橫坐標(biāo)為大腸桿菌MG1655與式I所不聚合物作用后的培養(yǎng)時(shí)間。
[0035] 圖5為PFP-G2-大腸桿菌MG1655復(fù)合體對(duì)氨芐西林的存活率。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。所 述方法如無(wú)特別說(shuō)明均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的試驗(yàn)材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為自 常規(guī)生化試劑商店購(gòu)買得到的。以下實(shí)施例中的定量試驗(yàn)，均設(shè)置三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平 均值。
[0037] 下述實(shí)施例中，式I所示聚合物PFP-G2 (η為4, X為Cl)可按照如下步驟制備而 得（X為F、Br或I時(shí)的式I的方法與此類似，僅替換原料中相應(yīng)的陰離子為F'Brmp 可）：
[0038]
[0039] 3-N-叔丁氧羰基-胺基-1-丙醇：3-胺基-1-丙醇（30g, 0. 4mol)與碳酸-二-叔 丁酯[(Boc) 20, 87. 4g, 0. 4mol]溶解在200ml四氫呋喃中，室溫下反應(yīng)6h。反應(yīng)停止后， 減壓除去溶劑。粗產(chǎn)物硅膠柱層析分離純化，展開(kāi)劑為二氯甲烷/甲醇（25/1)，得無(wú)色透 明粘稠狀液體 65. 2g,產(chǎn)率 93%。1H-NMR: (300MHz, CDC13, ppm) δ : I. 44(s, 9H), I. 65(m, 2H ),3. 26 (b, 2H), 3. 66 (t, 2H, 11. 5), 5. 01 (b, 1H, NH).
[0040] 3-N-叔丁氧羰基-胺基-I-丙氧基-4' -甲基-苯基亞砜：3-N-叔丁氧羰基-胺 基-1-丙醇（35g，0. 2mol)溶解在150ml四氫呋喃和水的混合溶劑中（v/v，3/l)，反應(yīng) 液冷卻至〇°C，加入氫氧化鈉（16g，0. 4mol)，攪拌至氫氧化鈉完全溶解，緩慢滴加溶有 對(duì)甲苯磺酰氯（57.28,0.3111〇1)的四氫呋喃溶液8〇1111(111以上），滴加完畢后，反應(yīng)逐 漸回暖到室溫，繼續(xù)反應(yīng)12h。反應(yīng)停止后，減壓除去溶劑。粗產(chǎn)物硅膠柱層析分離 純化，展開(kāi)劑為石油醚/乙酸乙酯（5/1)，得無(wú)色透明粘稠狀液體55. 2g，產(chǎn)率84%。 1H-NMR: (400MHz，CDCl3, ppm) δ : 1. 44 (s，9H)，1. 83 (m，2H)，2. 45 (s，3H)，3. 16 (b，2H)，4. 08 ( t, 2H, J= 11. I), 4. 65 (b, 1H, NH), 7. 70 (d, 2H, J = 7. I), 7. 79 (d, 2H, J = 7. 0).
[0041] 9,9二-(4'-羥基）-苯基-2,7-二溴芴：苯酚（7.528,80臟〇1)加入到5〇1111反應(yīng) 瓶中升溫至55°C，使其融化，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，迅速加入9-羰基-2, 7-二溴芴（3. 38g，lOmmol) 與甲磺酸（〇. 67ml，67mmol)，升溫至135°C，反應(yīng)4h。反應(yīng)停止后，減壓除去過(guò)量的苯 酚。粗產(chǎn)物硅膠柱層析分離純化，展開(kāi)劑為石油醚/乙酸乙酯（4/1)，得白色固體4. 4g， 產(chǎn)率 87 %。1H-NMR: (400MHz, d6-DMS0, ppm) δ : 6. 66 (d, 4H, J = 8. 7)，6. 89 (d, 4H, J = 8. 7), 7. 52 (s, 2Η), 7. 58 (d, 2Η, J = 5. 7), 7. 89 (d, 2Η, J = 10. 3), 9. 50 (s, 2Η, OH). ESI-MS (m/ ζ):508, Μ+。
[0042] 3, 5-二-[3_(叔丁氧羰基胺基）丙氧基]-苯甲醇：3, 5-二羥基苯甲醇 (8. 4g60mmol)與K2C03(41. 46 g300mmol)溶解在200ml丙酮中，再依次加入3-Ν-叔丁氧羰 基-胺基-1-丙氧基-4' -甲基-苯基亞砜（41. 46g，126mmol)和少量18-冠-6作為相轉(zhuǎn) 移催化劑。氮?dú)鈿夥障路磻?yīng)液升溫至70°C，反應(yīng)3d。反應(yīng)停止并冷卻至室溫后，反應(yīng)液 倒入150ml水中，并用二氯甲燒萃?。?0mlX3),合并有機(jī)相，用蒸饋水洗漆（50mlX3), 無(wú)水硫酸鎂干燥，過(guò)濾，濃縮。粗產(chǎn)物硅膠柱層析分離純化，展開(kāi)劑為石油醚/乙酸乙 酯（5/2)，得無(wú)色透明粘稠狀液體產(chǎn)物19.9g，產(chǎn)率73%。1H-NMR(400MHz，CDC13): δ (卯 m) 1. 44 (m, 18H), 1. 95 (m, 4H), 3. 31 (m, 4H), 3. 98 (t, 4H, J = 13. 2), 4. 61 (s, 2H), 4. 76 (br, 2 H，NH)，6.36(s, lH)，6.51(s，2H). 13C-NMR(100MHz，CDC13): δ (ppm)28.3,29.5,38.7,66· 1， 68. 3, 79. 8, 100. 7, 107. 3, 139. 7, 155. 6, 159. 6. MALDI-TOF: 477. 8 [M+Na]. Anal. Calcd for C23H37O6N2BriC, 60. 77 ；H, 8. 43 ；N, 6. 16. Found:C, 61. 2