论文部分内容阅读
光动力抗菌疗法(PACT)是一类近年来备受关注的抗生素替代疗法，它利用光敏剂、氧气、光和生物分子共同作用产生的活性氧物种(ROS)对细菌进行杀伤。活性氧物种高的反应活性使PACT对人类细胞也有显著的杀伤效果，限制了其临床应用。另一方面，绝大多数益生菌是革兰氏阳性菌，但现有PACT试剂对其有更强的灭活能力，发展对革兰氏阴性菌具有选择性灭活能力的光敏剂具有重要意义。针对这些问题，我们以一类常见的PACT光敏剂——三芳基甲烷染料——为研究对象，利用哺乳动物细胞、革兰氏阳性和阴性菌细胞膜结构上的显著差异，通过在三芳基甲烷染料上引入可质子化基团，制备了若干新型三芳基甲烷染料，详细比较了它们对哺乳动物细胞、革兰氏阳性和阴性菌的光动力灭活能力。我们还针对三芳基甲烷染料易漂白的缺点，尝试利用葫芦[7]脲(CB[7])的超分子包结作用改善其在水溶液中的稳定性。主要研究结果如下: 1.基于细菌细胞壁带有大量负电荷的特点，通过在商业三芳基甲烷染料CV和EV中引入可质子化基团，制备了三种新型阳离子型染料MPCV、DPCV和AEV。研究表明，由于质子化作用，三种新染料带有更多正电荷，水溶性大幅增强，对人肺癌A549细胞的摄取能力显著降低，对大肠杆菌的结合能力依然保持甚至有所增强;MPCV和AEV的羟基自由基产生能力也明显强于CV和EV;结果MPCV和AEV对大肠杆菌表现出特异性光动力灭活能力。由于DPCV在水溶液中容易漂白，抑制了其光动力灭菌活性。 2.我们进一步详细比较了MPCV和CV对革兰氏阳性和阴性菌的光动力灭活能力。研究表明，由于多带一个正电荷，MPCV对革兰氏阳性和阴性菌的结合能力都明显强于CV，但主要定位在细菌细胞壁的较浅区域，远离细菌的细胞质膜（光动力灭活的重要标靶之一）;另一方面，革兰氏阳性菌的细胞壁远厚于革兰氏阴性菌;致使MPCV产生的活性氧物种难于扩散到达细胞质膜，结果与CV相比，MPCV对革兰氏阴性菌的光动力灭活能力增强，对革兰氏阳性菌的光动力灭活能力显著减弱，成为首个对革兰氏阴性菌有选择性灭活能力的光动力试剂。 3.我们还研究了CB[7]与CV和MPCV的超分子相互作用，结果表明，CB[7]与两者均能形成超分子作用，由于多带一个正电荷，MPCV与CB[7]的作用更强，并且形成了包结复合物;包结物的形成显著改善了MPCV在中性和碱性水溶液中的稳定性。