摘要
合成高分子抗菌剂是一类极具前景的治疗药物，在对抗多药耐药微生物方面具有巨大潜力，近年来基于离子液体(ILs)的高分子抗菌剂日益受到关注。本课题通过分子设计，制备胆碱氨基酸离子液体([Cho][AA] ILs)及其聚合物(P[Cho][AA] PILs)。以革兰氏阴性菌(大肠杆菌)、革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)、真菌(隐球酵母菌)为模型菌株，探讨氨基酸阴离子种类及手性对ILs/PILs的抗菌活性、抗菌机理的影响。 通过最小抑菌浓度(MIC)、最小杀菌浓度(MBC)和时间杀伤实验研究抗菌活性。结果表明：ILs/PILs的抗菌活性随着阴离子为色氨酸(Trp)、苯丙氨酸(Phe)、精氨酸(Arg)、缬氨酸(Val)、脯氨酸(Pro)、丝氨酸(Ser)、天冬酰胺(Asn)、天冬氨酸(Asp)而降低；D型ILs/PILs的抗菌活性略高于L型ILs/PILs；PILs抗菌活性高于ILs；ILs/PILs对细菌的抗菌活性高于对真菌的抗菌活性。 通过细胞形态、细胞裂解、细胞膜通透性、zeta电位和细胞内酶等因素揭示ILs/PILs的抗菌机理。ILs/PILs与菌细胞壁相互作用，干扰肽聚糖水解酶活性，降解肽聚糖层并在该层中形成孔；ILs/PILs中的疏水基团与细胞膜中疏水区域相互作用，破坏细胞膜完整性，使其通透性增强，胞内物质泄漏，并且从胞浆中释放K+导致细胞的zeta电位改变，干扰某些蛋白质的亚细胞定位；ILs/PILs破坏细胞膜内外渗透压平衡，导致菌细胞裂解，细胞形态受损。 通过1,2-二棕榈酰-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DPPC)两性脂质和1,2-二棕榈酰-sn-甘油-3-磷酸rac-(1-甘油)钠盐(DPPS)负电荷脂质制备模拟细胞膜，研究ILs/PILs对生物细胞膜的溶解机制，结果表明，由于DPPC/DPPS膜带有负电荷，容易与带有阳离子基团的ILs/PILs通过静电作用产生强吸附，从而其疏水侧链容易渗透入脂质膜，对膜结构造成损伤，破坏膜性能；而DPPC膜为两性离子物质，相对电负性较差，ILs/PILs对其膜结构与性能造成的影响很小。 研究了ILs/PILs的生物相容性及其对微生物细胞和动物细胞的选择性，结果表明，大部分ILs/ILs的溶血率均低于5%，符合间接接触生物医学材料的要求。通过模拟细胞膜实验和血溶性实验可知，所开发ILs/PILs对微生物细胞和哺乳动物细胞具有选择性杀伤的能力，即具有高效抗菌能力，但对动物细胞无毒害作用。
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