一种含糖超支化聚合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于荧光标记材料领域，涉及一种含糖超支化聚合物及其制备方法和应用。
背景技术
超支化聚合物的支化度可以反映结构中支化部分的柔韧性以及聚合物的特性粘度。支化度越高，超支化聚合物的粘度越低，这反过来也影响聚合物在各种介质中的相对溶解度。与相近分子量的线性大分子相比，超支化聚合物的溶解性也有很大的提高。除此之外，由于聚合物表面存在大量可修饰的末端官能团，如果保留反应活性基团，超支化聚合物还具有较高的化学反应活性，通过对末端官能团的改性可以赋予其各种各样的功能。除了低粘度、高溶解度、多功能性这三大特点以外，超支化聚合物还具有良好的流动性，容易成膜，能将一种非极性的内层结构与另外一种极性的外层结构结合在一起。在过去的30年中，超支化聚合物因其独特的化学物理特性以及其在涂料、添加剂、药物传递、大分子构件、纳米技术和超分子科学中的潜在应用而备受关注。
材料中的叔胺如何保持其高荧光效率，是使用该生色团成功进行荧光标记的关键。有研究表明，金刚石由于具有氮空位缺陷，在514nm的激发波长下，会在700nm附近发出强烈荧光。类似于金刚石中的氮空位，脂肪族叔胺的超支化聚合物将叔胺基团固定在聚合物网络中，降低了碰撞弛豫速率，提高了荧光量子产率。因此，叔胺作为超支化聚合物的分支单元，能显示出较强的荧光，并且荧光效率随着分子量的增加会不断提高。
因此，制备以叔胺为支化单元的含糖超支化聚合物，具有自发荧光的特性，在进行细菌活性检测时可以省略荧光标记程序非常有必要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含糖超支化聚合物及其制备方法和应用。为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种含糖超支化聚合物的制备方法，步骤为：将1-(2-氨基乙基)哌嗪、聚乙二醇双丙烯酸酯和氨基葡萄糖盐酸盐在水中完全溶解，在惰性气体氛围下，加入三乙胺，避光，60℃～70℃下，反应3～5天，在丙酮中沉淀，烘干，得到含糖超支化聚合物，所述的1-(2-氨基乙基)哌嗪和聚乙二醇双丙烯酸酯的摩尔比为2:3。
进一步，所述的氨基葡萄糖盐酸的摩尔数大于聚乙二醇双丙烯酸酯摩尔数的2倍。
进一步，所述的氨基葡萄糖盐酸的摩尔数为聚乙二醇双丙烯酸酯摩尔数的10倍。
2、根据上述制备方法得到的一种含糖超支化聚合物。
3、上述一种含糖超支化聚合物在荧光标记细菌上的应用。
进一步，所述的细菌为大肠杆菌。
本发明的有益效果在于：本发明通过聚乙二醇双丙烯酸酯，1-(2-氨基乙基)哌嗪，氨基葡萄糖这三种单体的一锅法反应，成功合成了一种含糖超支化聚合物。该含糖超支化聚合物以叔胺为支化单元，具有自发荧光性。含糖超支化聚合物的这种荧光性质将省去后续细菌测试的荧光标记程序。含糖超支化聚合物能通过表面的葡萄糖靶向识别并粘附大肠杆菌，对大肠杆菌具有靶向选择性。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为含糖超支化聚合物的合成路线。
图2为含糖超支化聚合物与大肠杆菌共培养后的共聚焦图像。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
合成路线如图1所示。按摩尔比2：3：10的1-(2-氨基乙基)哌嗪(AEPZ)、聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)、氨基葡萄糖盐酸盐(Glu·HCl)于聚合管，加入3mL超纯水振荡搅拌，使单体完全溶解。再加入10μL对茴香醛阻聚剂，一边搅拌一边通入氮气，以排除聚合管内空气。15分钟后，加入适量预先通气的三乙胺，然后停止通气。在除氧避光60℃油浴条件下反应3天。反应结束后，将聚合管内的混合液倒入不良溶剂丙酮中，重复沉淀3次以除去大部分未反应单体。最后，在杯底可得到一种棕色粘稠液体，常温真空烘箱放置过夜以除去多余溶剂，-20℃密封保存。
实施例2
合成路线如图1所示。按摩尔比2：3：15的1-(2-氨基乙基)哌嗪(AEPZ)、聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)、氨基葡萄糖盐酸盐(Glu·HCl)于聚合管，加入5mL超纯水振荡搅拌，使单体完全溶解。再加入10μL对茴香醛阻聚剂，一边搅拌一边通入氮气，以排除聚合管内空气。20分钟后，加入适量预先通气的三乙胺，然后停止通气。在除氧避光65℃油浴条件下反应4天。反应结束后，将聚合管内的混合液倒入不良溶剂丙酮中，重复沉淀3次以除去大部分未反应单体。最后，在杯底可得到一种棕色粘稠液体，常温真空烘箱放置过夜以除去多余溶剂，-20℃密封保存。
实施例3
合成路线如图1所示。按摩尔比2：3：20的1-(2-氨基乙基)哌嗪(AEPZ)、聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)、氨基葡萄糖盐酸盐(Glu·HCl)于聚合管，，加入10mL超纯水振荡搅拌，使单体完全溶解。再加入10μL对茴香醛阻聚剂，一边搅拌一边通入氮气，以排除聚合管内空气。18分钟后，加入适量预先通气的三乙胺，然后停止通气。在除氧避光70℃油浴条件下反应4天。反应结束后，将聚合管内的混合液倒入不良溶剂丙酮中，重复沉淀3次以除去大部分未反应单体。最后，在杯底可得到一种棕色粘稠液体，常温真空烘箱放置过夜以除去多余溶剂，-20℃密封保存。
实施例4
将大肠杆菌在37℃条件下孵育至108CFU/mL。取1mL菌液加入50μL含糖超支化聚合物，配成10mg/mL的混合液。在常温下摇晃共培养30分钟，随后以500rpm/min的速度离心，得到细菌和含糖超支化聚合物的聚集体。用10mL PBS重悬，吸取少量液体至载玻片，盖上载玻片，用滤纸吸取多余液体，避光干燥。通过激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)观察荧光显色情况。图2为含糖超支化聚合物与大肠杆菌共培养后的共聚焦图像。从图中可以观察到绿色荧光，这表明大肠杆菌已经被荧光物质标记，即含糖超支化聚合物能够通过表面的葡萄糖单体与大肠杆菌菌毛末端的FimH粘附素特异性识别，从而使聚合物吸附到大肠杆菌表面。这类化合物能够实现对大肠杆菌的选择性靶向。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
