高分子抗菌新策略:表面手性立体化学

【作者】 罗玲琼； 李国锋； 栾迪； 袁其朋； 王兴；

【机构】 北京化工大学生命科学与技术学院；

【摘要】 手性是生命的重要特征,它影响并调控着许多生物现象和生理过程。研究发现,细胞与材料表面接触时,可以感知并分辨分子手性,从而表现出不同的粘附行为。可见手性效应是研究生物材料和生物器件的新策略。为此,我们发展了新型手性龙脑基高分子抗菌材料。通过对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和毛霉菌的测试,证明龙脑的立体化学结构在材料表面具有抗菌粘附作用。结合生物学评价,L构型的龙脑基聚合物表现出最佳的综合性能,是理想的新型医用抗菌材料。与传统的药物释放策略不同,手性立体化学策略是基于细菌对材料表面分子信号的感知识别并做出响应,由此开创了高分子抗菌新策略。进而,我们拓展了龙脑分子对多种材料表面的抗菌改性,包括聚甲基丙烯酸甲酯、纤维素、壳聚糖和石墨烯等,大幅提升了上述高分子材料的抗菌性能。该研究不仅使我们认识到微生物粘附的一些生理本征,而且指出了手性立体化学策略用于材料表面抗菌设计与新型抗菌材料开发的巨大潜力。更多还原