两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物及其制备方法和应用 (Amphipathic multi-block class antibacterial peptide copolymer and its preparation method and application ) 是由 周春才 于 2019-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物及其制备方法和应用,本发明的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物选用了疏水性氨基酸嵌段和亲水性氨基酸嵌段来模拟并代替了天然抗菌肽中氨基酸组成,因此具有优异的广谱抗菌性能、较低的细胞毒性、优异的生物相容性和生物可降解性,其抗菌机理与天然抗菌肽的抗菌机理相同,都是通过破坏细菌细胞膜导致细菌死亡,从而不易诱导细菌产生耐药性；另外,本发明制备的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物的合成步骤相比于逐步合成反应要更简单、高效、生产成本低,因此可以作为抗菌剂或药物载体在临床抗感染、抗癌药物靶向释放或纳米医学方面得以应用。(The present invention provides a kind of amphipathic multi-block class antibacterial peptide copolymers and its preparation method and application, amphipathic multi-block class antibacterial peptide copolymer of the invention has selected hydrophobic amino acid block and hydrophilic amino acid block to simulate and form instead of amino acid in natural antibacterial peptide, therefore there is excellent broad spectrum antibacterial performance, lower cytotoxicity, excellent biocompatibility and biodegradability, its Antibacterial Mechanism is identical as the Antibacterial Mechanism of natural antibacterial peptide, it is all to lead to bacterial death by destroying bacterial cell membrane, drug resistance is generated to be not easy Induction of bacterial；In addition, the synthesis step of amphipathic multi-block class antibacterial peptide copolymer prepared by the present invention is simpler compared to gradually synthetic reaction, efficient, production cost is low, therefore can be used as antibacterial agent or pharmaceutical carrier and applied in terms of clinical anti-infective, anticancer drug Targeting delivery or nanosecond medical science.)
技术领域
本发明属于生物医用高分子材料技术领域，具体涉及一种生物相容性良好的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物及其制备方法和应用。
背景技术
抗生素的滥用导致耐药菌和超级细菌的产生，寻找能代替抗生素且不同于传统抗生素抗菌机理的抗菌剂迫在眉睫。天然抗菌肽具有广谱高效杀菌活性，其膜破坏机理不同于传统抗生素，即带正电荷的亲水氨基酸通过静电作用吸附到带负电荷的细菌细胞膜的表面，然后疏水氨基酸残基***到细菌细胞膜中，使细菌细胞膜上产生孔洞、细胞内容物流出，最终导致细菌死亡。这种特殊的抗菌机理使细菌对抗菌肽难以产生耐药性。然而天然抗菌肽的提取过程复杂，产量低而且成本高，因此用化学合成的方式合成与天然抗菌肽结构相似的抗菌剂有深远的研究意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的首要目的是提供一种两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物。
本发明的第二个目的在于提供一种两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物的制备方法。
本发明的第三个目的在于提供一种两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物的应用。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物，其结构式如下：
其中，m选自1-10中的整数，n选自1-10中的整数，m表示亲水性氨基酸嵌段的聚合度，n表示疏水性氨基酸嵌段的聚合度，k选自1-5中的整数，k表示亲水性氨基酸嵌段和疏水性氨基酸嵌段的交替聚合出现的次数，R表示疏水性氨基酸的疏水基团。
进一步地，疏水性氨基酸选自苯丙氨酸、高苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸中的一种以上。
进一步地，疏水性氨基酸的疏水基团选自苯环、苯甲基、甲基和吲哚基中的一种以上。
进一步地，亲水性氨基酸嵌段中的亲水性氨基酸为赖氨酸。
一种如上述的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、含氨基保护基团的亲水性氨基酸嵌段的合成：
(1-1)、将含氨基保护基团的亲水性氨基酸和三光气在有机溶剂内反应，得到含氨基保护基团的亲水性氨基酸-N-羧基-α-氨基酸酐(Lys-NCA)单体的粗产物，其结构式为：
其中，Z表示氨基保护基团；
(1-2)、将含氨基保护基团的亲水性氨基酸-N-羧基-α-氨基酸酐(Lys-NCA)单体的粗产物溶于有机溶剂中，然后在正己烷中进行重结晶提纯，重复进行溶解、沉淀、再溶解的步骤，旋转蒸发干燥后，即可得到含氨基保护基团的亲水性氨基酸-N-羧基-α-氨基酸酐(Lys-NCA)单体的纯净物，其结构式为：
其中，Z表示氨基保护基团；
(1-3)、将含氨基保护基团的亲水性氨基酸-N-羧基-α-氨基酸酐(Lys-NCA)单体的纯净物和引发剂于抽真空条件下在有机溶剂中反应，油浴加热，得到含氨基保护基团的亲水性氨基酸嵌段，其结构式为：
其中，Z表示氨基保护基团，m表示亲水性的氨基酸嵌段的聚合度；
(2)、疏水氨基酸的NCA单体的制备：
(2-1)、将疏水性氨基酸和三光气在有机溶剂内反应，得到疏水氨基酸的NCA单体的粗产物，其结构式为：
其中，R表示疏水性氨基酸的疏水基团；
(2-2)、将疏水性氨基酸的NCA单体的粗产物溶于有机溶剂中，然后在正己烷中进行重结晶提纯，重复溶解、沉淀、再溶解步骤，旋转蒸发干燥后，即可得到疏水性氨基酸的NCA单体的纯净物，其结构式为：
其中，R表示疏水性氨基酸的疏水基团；
(3)、两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物的制备：
(3-1)、将含氨基保护基团的亲水性氨基酸嵌段和疏水性氨基酸的NCA单体的纯净物于抽真空条件下在有机溶剂中反应，油浴加热即可得到第一代产物，然后将第一代产物洗涤、干燥，除去有机溶剂，得到处理后的第一代产物，其结构式为：
其中，m表示亲水性氨基酸嵌段的聚合度，n表示疏水性氨基酸嵌段的聚合度，R表示疏水性氨基酸的疏水基团，Z表示氨基保护基团；
(3-2)、将处理后的第一代产物加入含氨基保护基团的亲水性氨基酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物内，于抽真空条件下在有机溶剂中反应，油浴加热，即可得到第二代产物，然后将第二代产物洗涤、干燥，除去有机溶剂，得到处理后的第二代产物；将处理后的第二代产物加入疏水性氨基酸的NCA单体的纯净物内，于抽真空条件下在有机溶剂中反应，油浴加热，得到第三代产物；依次不断重复以上加含氨基保护基团的亲水性氨基酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物反应、洗涤干燥、加疏水性氨基酸NCA单体反应的过程，即可得到含氨基保护基团的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物，其结构式为：
其中，m表示亲水性氨基酸嵌段的聚合度，n表示疏水性氨基酸嵌段的聚合度，k表示亲水性氨基酸嵌段和疏水性氨基酸嵌段的交替聚合出现的次数，R表示疏水性氨基酸的疏水基团，Z表示氨基保护基团；
(3-3)、将含氨基保护基团的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物与作为脱保护剂反应，得到脱去Z保护基团的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物，其结构式为：
其中，m表示亲水性氨基酸嵌段的聚合度，n表示疏水性氨基酸嵌段的聚合度，k表示亲水性氨基酸嵌段和疏水性氨基酸嵌段的交替聚合出现的次数，R表示疏水性氨基酸的疏水基团。
进一步地，步骤(1)中，含氨基保护基团的亲水性赖氨酸中氨基保护基团选自苄氧羰基(Z)。
进一步地，步骤(2)和步骤(3)中，疏水性氨基酸的疏水基团选自苯环、苯甲基、甲基和吲哚基中的一种以上。
进一步地，步骤(3)中，脱保护剂选自体积分数为30％的HBr的乙酸溶液。
进一步地，步骤(1-3)中，引发剂选自氨化合物。
进一步地，步骤(1-3)中，引发剂为异丁氨。
进一步地，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中，有机溶剂选自四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、甲苯、丙酮和二甲基亚砜中的任意一种或几种。
进一步地，步骤(1-1)中，含氨基保护基团的亲水性氨基酸和三光气的摩尔比为1：(1-100)。
进一步地，步骤(1-3)中，含氨基保护基团的亲水性赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物和引发剂的摩尔比为1：(1-100)。
进一步地，步骤(2-1)中，疏水性氨基酸和三光气的摩尔比为1：(1-100)。
进一步地，步骤(1-1)的反应的温度为-10-80℃，反应的时间为1-80h。
进一步地，步骤(1-3)的反应的温度为20-100℃，反应的时间为1-100h。
进一步地，步骤(2-1)的反应的温度为-10-80℃，反应的时间为1-80h。
进一步地，步骤(3-1)的反应的温度为20-100℃，反应的时间为1-100h。
进一步地，步骤(3-2)的反应的温度为20-100℃，反应的时间为1-100h。
进一步地，步骤(3-3)的反应的温度为-10-50℃，反应的时间为1min-24h。
一种如上述的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物作为抗菌剂或药物载体在临床抗感染、抗癌药物靶向释放或纳米医学方面中的应用。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
第一、本发明的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物选用了疏水性氨基酸嵌段和亲水性氨基酸嵌段来模拟并代替了天然抗菌肽中氨基酸链段，因此具有较低的细胞毒性、优异的生物相容性和生物可降解性；另外，本发明制备的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物具有优异的广谱抗菌性能，其抗菌机理与天然抗菌肽的相同，都是通过破坏细菌细胞膜导致细菌死亡，不易诱导细菌产生耐药性，因此可以作为抗菌剂或药物载体在临床抗感染、抗癌药物靶向释放或纳米医学方面得以应用。
第二、本发明制备的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物的结构明确可控、合成步骤简单高效，成本低廉，且能够实现大量生产。
附图说明
图1为本发明的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物的结构式。
具体实施方式
本发明提供了一种两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物及其制备方法和应用。
<两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物>
如图1所示，两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物的结构式如下：
其中，m选自1-10中的整数，n选自1-10中的整数，m表示亲水性氨基酸嵌段的聚合度，n表示疏水性氨基酸嵌段的聚合度，k选自1-5中的整数，k表示亲水性氨基酸嵌段和疏水性氨基酸嵌段的交替聚合出现的次数，R表示疏水性氨基酸的疏水基团。
综上，本发明的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物由疏水性多肽嵌段和亲水性多肽嵌段通过共价键交替相连制成。
(疏水性氨基酸)
疏水性氨基酸可以选自苯丙氨酸、高苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸中的一种以上，疏水性氨基酸的疏水基团可以选自苯环、苯甲基、甲基和吲哚基中的一种以上。
本发明的疏水性氨基酸优选为苯丙氨酸。
(亲水性氨基酸)
亲水性氨基酸嵌段中的亲水性氨基酸可以为赖氨酸，亲水性氨基酸的亲水基团为-(CH2)4-NH2。
本发明的含氨基保护基团的亲水性氨基酸优选为N(ε)-苄氧羰基-L-赖氨酸。
实际上，上述类抗菌肽与天然阳离子型抗菌肽的结构相似，故其抗菌机理也与天然阳离子型抗菌肽相似，均是膜破坏型抗菌机理。上述类抗菌肽的亲水嵌段上的正电荷与带有负电荷的细菌细胞膜产生静电吸附作用，使类抗菌肽吸附到细菌表面，类抗菌肽的疏水嵌段***细胞膜内部，破坏细胞膜的完整性，导致细胞内的细胞内容物外泄，最终引起细菌死亡。这种抗菌机理似的上述类抗菌肽用作抗菌剂时，也不易诱导细菌产生耐药性。
<两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物的制备方法>
两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物的制备方法的包括如下步骤：
(1)、含氨基保护基团的亲水性氨基酸嵌段的合成：
(1-1)、将含氨基保护基团的亲水性氨基酸和三光气在有机溶剂内反应，得到含氨基保护基团的亲水性氨基酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的粗产物，其结构式为：
其中，Z表示氨基保护基团；
(1-2)、将含氨基保护基团的亲水性氨基酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的粗产物溶于有机溶剂中，然后在正己烷中进行重结晶提纯。重复进行溶解、沉淀、再溶解的步骤，旋转蒸发干燥后，即可得到含氨基保护基团的亲水性氨基酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物，其结构式为：
其中，Z表示氨基保护基团；
(1-3)、将含氨基保护基团的亲水性氨基酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物和引发剂于抽真空条件下在有机溶剂中反应，油浴加热，得到含氨基保护基团的亲水性氨基酸嵌段，其结构式为：
其中，Z表示氨基保护基团，m表示亲水性的赖氨酸嵌段的聚合度；
(2)、疏水氨基酸的NCA单体的制备：
(2-1)、将疏水性氨基酸和三光气在有机溶剂内反应，得到疏水氨基酸的NCA单体的粗产物，其结构式为：
其中，R表示疏水性氨基酸的疏水基团；
(2-2)、将疏水性氨基酸的NCA单体的粗产物溶于有机溶剂中，然后在正己烷中进行重结晶提纯。重复溶解、沉淀、再溶解步骤，旋转蒸发干燥后，即可得到疏水性氨基酸的NCA单体的纯净物，其结构式为：
其中，R表示疏水性氨基酸的疏水基团；
(3)、两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物的制备：
(3-1)、将含氨基保护基团的亲水性氨基酸嵌段和疏水性氨基酸的NCA单体的纯净物于抽真空条件下在有机溶剂中反应，油浴加热即可得到第一代产物，然后将第一代产物洗涤、干燥，除去有机溶剂，得到处理后的第一代产物，其结构式为：
其中，m表示亲水性氨基酸嵌段的聚合度，n表示疏水性氨基酸嵌段的聚合度，R表示疏水性氨基酸的疏水基团，Z表示氨基保护基团；
(3-2)、将处理后的第一代产物加入含氨基保护基团的亲水性氨基酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物内，于抽真空条件下在有机溶剂中反应，油浴加热，即可得到第二代产物，然后将第二代产物洗涤、干燥，除去有机溶剂，得到处理后的第二代产物；将处理后的第二代产物加入疏水性氨基酸的NCA单体的纯净物，于抽真空条件下在有机溶剂中反应，油浴加热，得到第三代产物。不断重复以上加含氨基保护基团的亲水性氨基酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物反应、洗涤干燥、加疏水性氨基酸NCA单体反应的过程，即可得到含氨基保护基团的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物，其结构式为：
其中，m表示亲水性氨基酸嵌段的聚合度，n表示疏水性氨基酸嵌段的聚合度，k表示亲水性氨基酸嵌段和疏水性氨基酸嵌段的交替聚合出现的次数，R表示疏水性氨基酸的疏水基团，Z表示氨基保护基团；
(3-3)、将含氨基保护基团的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物与脱保护剂反应，得到脱去Z保护基团的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物，其结构式为：
其中，m表示亲水性氨基酸嵌段的聚合度，n表示疏水性氨基酸嵌段的聚合度，k表示亲水性氨基酸嵌段和疏水性氨基酸嵌段的交替聚合出现的次数，R表示疏水性氨基酸的疏水基团。
(氨基保护基团)
在步骤(1)中，含氨基保护基团的亲水性赖氨酸中氨基保护基团选自苄氧羰基。
(疏水性氨基酸的疏水基团)
在步骤(2)和步骤(3)中，疏水性氨基酸的疏水基团可以选自苯环、苯甲基、甲基和吲哚基中的一种以上。
(脱保护剂)
在步骤(3)中，脱保护剂选自体积分数为30％的HBr的乙酸溶液。
(有机溶剂)
在步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中，有机溶剂可以选自四氢呋喃(THF)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二氯甲烷(DCM)、甲苯、丙酮和二甲基亚砜(DMSO)中的任意一种或几种。
(引发剂)
在步骤(1-3)中，引发剂选自氨化合物，优选地，可以选自含氨基的一系列分子R’-NH2中的任意一种或几种，更优选地，引发剂可以为异丁氨。
其中，在步骤(1-1)中，含氨基保护基团的亲水性氨基酸和三光气的摩尔比为1：(1-100)。
在步骤(1-3)中，含氨基保护基团的亲水性赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物和引发剂的摩尔比为1：(1-100)。
在步骤(2-1)中，所疏水性氨基酸和三光气的摩尔比为1：(1-100)。
在步骤(1-1)中，反应的温度可以为-10-80℃，优选为60℃；反应的时间可以为1-80h，优选为8h。
在步骤(1-3)中，反应的温度可以为20-100℃，优选为80℃；反应的时间可以为1-100h，优选为12h。
在步骤(2-1)中，反应的温度可以为-10-80℃，优选为60℃；反应的时间可以为1-80h，优选为8h。
在步骤(3-1)中，反应的温度可以为20-100℃，优选为80℃；反应的时间可以为1-100h，优选为12h。
在步骤(3-2)中，反应的温度可以为20-100℃，优选为80℃；反应的时间可以为1-100h，优选为12h。
在步骤(3-3)中，反应的温度可以为-10-50℃，优选为25℃；反应的时间可以为1min-24h，优选为1h。
<两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物的应用>
一种上述的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物可以作为抗菌剂在临床抗感染、抗癌药物靶向释放或纳米医学等方面得以应用。
一种上述的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物也可以作为药物载体在临床抗感染、抗癌药物靶向释放或纳米医学等方面得以应用。
实际上，本发明选用NCA开环聚合法的赖氨酸(Lysine)和苯丙氨酸(Phenylalanine)通过氨基与酰胺键的反应制备得到两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物。其中，亲水性氨基酸(赖氨酸)嵌段带有大量正电荷，与带有负电荷的细菌磷脂双分子层产生静电作用从而吸附在细菌细胞膜上，同时疏水嵌段***磷脂双分子层内，破坏细胞膜的完整性从而达到杀菌抑菌的目的。由于目前对抗菌肽的合成大多数集中于氨基酸序列较长的多肽，而本发明根据先前研究中抗菌肽两亲性和正电性的特点，设计了具有两亲性多嵌段结构的短链类抗菌肽。因此，本发明制备的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物的组成结构明确可控、生物相容性良好，可以作为抗菌剂或药物载体在临床抗感染、抗癌药物靶向释放或纳米医学等方面具有广泛的应用前景。
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
本实施例的两亲性三嵌段类抗菌肽共聚物K7F7K7的制备方法包括如下步骤：
(1)将10.0g(35.714mmol)的N(ε)-苄氧羰基-L-赖氨酸加入50mL四氢呋喃中，将31.8g(107.142mmol)的三光气(取上述赖氨酸物质的量的3倍)在30min内逐滴滴入该赖氨酸的四氢呋喃溶液中，在60℃油浴加热下搅拌反应8h，反应结束后将反应液逐滴滴入正己烷中，重结晶提纯，过滤舍去四氢呋喃，得到苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的粗产物；再将过滤得到的苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体溶解于四氢呋喃中，并逐滴滴入正己烷中，重结晶提纯，过滤舍去四氢呋喃。重复以上溶解于四氢呋喃、正己烷中重结晶提纯、过滤步骤5次，旋转蒸发干即可得到苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物，其结构式为：
其中，Z表示赖氨酸的氨基保护基团苄氧羰基；
(2)将7.8g(107.142mmol)异丁氨(作为引发剂)溶解于20mL四氢呋喃中，滴加(1)中10.0g的苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物，在80℃下油浴加热反应12h，过滤洗涤后旋转蒸发干后得到赖氨酸嵌段K7，其结构式为：
其中，Z表示赖氨酸的氨基保护基团苄氧羰基；
(3)将7.9g(35.714mmol)的苯丙氨酸加入50mL四氢呋喃中，将31.8g(107.142mmol)的三光气(取苯丙氨酸物质的量的3倍)在30min内逐滴滴入苯丙氨酸的四氢呋喃溶液中，在60℃油浴加热下搅拌反应8h；反应结束后将反应液逐滴滴入正己烷中，重结晶提纯，过滤舍去四氢呋喃，得到苯丙氨酸的NCA单体的粗产物；再将过滤得到的苯丙氨酸的NCA单体的粗产物溶解于四氢呋喃中，并逐滴滴入正己烷中，重结晶提纯，过滤舍去四氢呋喃；重复以上溶解于四氢呋喃、正己烷中重结晶提纯、过滤步骤5次，旋转蒸发干即可得到苯丙氨酸的NCA单体的纯净物，其结构式为：
(4)将7.9g的苯丙氨酸的NCA单体的纯净物溶于10mL四氢呋喃，随后加入10.0g的赖氨酸嵌段K7，在80℃油浴加热下搅拌反应12h；反应结束后，过滤洗涤，旋转蒸发干即可得到第一代产物两亲性二嵌段聚合物K7F7，其结构式为：
其中，Z表示赖氨酸的氨基保护基团苄氧羰基；
(5)将(1)中10.0g的赖氨酸NCA单体的纯净物(即苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物)溶于20mL四氢呋喃，随后加入第一代产物两亲性二嵌段聚合物K7F7，在80℃油浴加热下搅拌反应12h；反应结束后，过滤洗涤，旋转蒸发干即可得到第二代产物两亲性三嵌段聚合物K7F7K7，其结构式为：
其中，Z表示赖氨酸的氨基保护基团苄氧羰基，两种嵌段的交替聚合出现的次数k＝1；
(6)将第二代产物两亲性三嵌段聚合物K7F7K7加入约20mL体积分数为30％的HBr的乙酸溶液(作为脱保护剂)反应，25℃下搅拌反应1h脱去Z保护基团，随后在70℃下旋转蒸发除去HBr和乙酸，得到脱去Z保护基团的两亲性三嵌段类抗菌肽共聚物K7F7K7，其结构式为：
实施例2：
本实施例的两亲性五嵌段类抗菌肽共聚物K5F5K5F5K5的制备方法包括如下步骤：
(1)将10.0g(35.714mmol)的N(ε)-苄氧羰基-L-赖氨酸加入50mL四氢呋喃中，将21.2g(71.428mmol)的三光气(取上述赖氨酸物质的量的2倍)在30min内逐滴滴入赖氨酸的四氢呋喃溶液中，在60℃油浴加热下搅拌反应8h；反应结束后将反应液逐滴滴入正己烷中，重结晶提纯，过滤舍去四氢呋喃，得到苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的粗产物；再将过滤得到的苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体溶解于四氢呋喃中，并逐滴滴入正己烷中，重结晶提纯，过滤舍去四氢呋喃。重复以上溶解于四氢呋喃、正己烷中重结晶提纯、过滤步骤5次，旋转蒸发干即可得到苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物，其结构式为：
其中，Z表示赖氨酸的氨基保护基团苄氧羰基；
(2)将5.2g(71.428mmol)异丁氨(作为引发剂)溶解于20mL四氢呋喃中，滴加(1)中的10.0g的苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物，在80℃油浴加热下反应12h，过滤洗涤后旋转蒸发干后得到赖氨酸嵌段K5，其结构式为：
其中，Z表示赖氨酸的氨基保护基团苄氧羰基；
(3)将7.9g(35.714mmol)的苯丙氨酸加入50mL四氢呋喃中，将21.2g(71.428mmol)的三光气(取苯丙氨酸物质的量的2倍)在30min内逐滴滴入苯丙氨酸的四氢呋喃溶液中，在60℃油浴加热下搅拌反应8h；反应结束后将反应液逐滴滴入正己烷中，重结晶提纯，过滤舍去四氢呋喃，得到苯丙氨酸的NCA单体的粗产物；再将过滤得到的苯丙氨酸的NCA单体的粗产物溶解于四氢呋喃中，并逐滴滴入正己烷中，重结晶提纯，过滤舍去四氢呋喃；重复以上溶解于四氢呋喃、正己烷中重结晶提纯、过滤步骤5次，旋转蒸发干即可得到苯丙氨酸的NCA单体的纯净物，其结构式为：
(4)将7.9g的苯丙氨酸的NCA单体的纯净物溶于10mL四氢呋喃，随后加入10.0g的赖氨酸嵌段K5，在80℃油浴加热下搅拌反应12h；反应结束后，过滤洗涤，旋转蒸发干即可得到第一代产物两亲性二嵌段聚合物K5F5，其结构式为：
其中，Z表示赖氨酸的氨基保护基团苄氧羰基；
(5)将(1)中10.0g的赖氨酸NCA单体的纯净物(即苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物)溶于20mL四氢呋喃，随后加入第一代产物两亲性二嵌段聚合物K5F5，在80℃油浴加热下搅拌反应12h；反应结束后，过滤洗涤，旋转蒸发干即可得到第二代产物两亲性三嵌段聚合物K5F5K5；然后重复加入苯丙氨酸的NCA单体的纯净物和两亲性三嵌段聚合物K5F5K5在加热条件下反应，过滤洗涤，旋转蒸发干即可得到第三代产物两亲性四嵌段聚合物K5F5K5F5；然后重复加入赖氨酸NCA单体的纯净物(即苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物)和第三代产物两亲性四嵌段聚合物K5F5K5F5在加热条件下反应，过滤洗涤，旋转蒸发干即可得到***产物两亲性五嵌段聚合物K5F5K5F5K5，其结构式为：
其中，Z表示赖氨酸的氨基保护基团苄氧羰基，两种嵌段的交替聚合出现的次数k＝2；
(6)将***产物两亲性五嵌段聚合物K5F5K5F5K5加入约20mL体积分数为30％的HBr的乙酸溶液(作为脱保护剂)反应，25℃下搅拌反应1h脱去Z保护基团，随后在70℃下旋转蒸发除去HBr和乙酸，得到脱去Z保护基团的两亲性五嵌段类抗菌肽共聚物K5F5K5F5K5，其结构式为：
实施例3：
本实施例的两亲性七嵌段类抗菌肽共聚物K5F5K5F5K5F5K5的制备方法包括如下步骤：
(1)将10.0g(35.714mmol)的N(ε)-苄氧羰基-L-赖氨酸加入50mL四氢呋喃中，将21.2g(71.428mmol)的三光气(取上述赖氨酸物质的量的2倍)在30min内逐滴滴入赖氨酸的四氢呋喃溶液中，在60℃油浴加热下搅拌反应8h；反应结束后将反应液逐滴滴入正己烷中，重结晶提纯，过滤舍去四氢呋喃，得到苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的粗产物；再将过滤得到的苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体溶解于四氢呋喃中，并逐滴滴入正己烷中，重结晶提纯，过滤舍去四氢呋喃。重复以上溶解于四氢呋喃、正己烷中重结晶提纯、过滤步骤5次，旋转蒸发干即可得到苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物，其结构式为：
其中，Z表示赖氨酸的氨基保护基团苄氧羰基；
(2)将5.2g(71.428mmol)异丁氨(作为引发剂)溶解于20mL四氢呋喃中，滴加(1)中的10.0g的苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物，在80℃油浴加热下反应12h，过滤洗涤后旋转蒸发干后得到赖氨酸嵌段K5，其结构式为：
其中，Z表示赖氨酸的氨基保护基团苄氧羰基；
(3)将7.9g(35.714mmol)的苯丙氨酸加入50mL四氢呋喃中，将21.2g(71.428mmol)的三光气(取苯丙氨酸物质的量的2倍)在30min内逐滴滴入苯丙氨酸的四氢呋喃溶液中，在60℃油浴加热下搅拌反应8h；反应结束后将反应液逐滴滴入正己烷中，重结晶提纯，过滤舍去四氢呋喃，得到苯丙氨酸的NCA单体的粗产物；再将过滤得到的苯丙氨酸的NCA单体的粗产物溶解于四氢呋喃中，并逐滴滴入正己烷中，重结晶提纯，过滤舍去四氢呋喃；重复以上溶解于四氢呋喃、正己烷中重结晶提纯、过滤步骤5次，旋转蒸发干即可得到苯丙氨酸的NCA单体的纯净物，其结构式为：
(4)将7.9g的苯丙氨酸的NCA单体的纯净物溶于10mL四氢呋喃，随后加入10.0g的赖氨酸嵌段K5，在80℃油浴加热下搅拌反应12h；反应结束后，过滤洗涤，旋转蒸发干即可得到第一代产物两亲性二嵌段聚合物K5F5，其结构式为：
其中，Z表示赖氨酸的氨基保护基团苄氧羰基；
(5)将(1)中10.0g的赖氨酸NCA单体的纯净物(即苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物)溶于20mL四氢呋喃，随后加入第一代产物亲水性赖氨酸嵌段K5F5，在80℃油浴加热下搅拌反应12h；反应结束后，过滤洗涤，旋转蒸发干即可得到第二代产物两亲性三嵌段聚合物K5F5K5；然后重复加入苯丙氨酸单体的NCA单体的的纯净物和第二代产物两亲性三嵌段聚合物K5F5K5在加热条件下反应，过滤洗涤，旋转蒸发干即可得到第三代产物两亲性四嵌段聚合物K5F5K5F5；然后继续重复加入赖氨酸NCA单体的纯净物(即苄氧羰基(Z)-L-赖氨酸-N-羧基-α-氨基酸酐单体的纯净物)和第三代产物两亲性四嵌段聚合物K5F5K5F5在加热条件下反应、过滤洗涤、旋转蒸发干的步骤3次，即可得到第六代产物两亲性七嵌段聚合物K5F5K5F5K5F5K5，其结构式为：
其中，Z表示赖氨酸的氨基保护基团苄氧羰基，两种嵌段的交替聚合出现的次数k＝3；
(6)将第六代产物两亲性七嵌段聚合物K5F5K5F5K5F5K5加入约20mL体积分数为30％的HBr的乙酸溶液(作为脱保护剂)反应，25℃下搅拌反应1h脱去Z保护基团，随后在70℃下旋转蒸发除去HBr和乙酸，得到脱去Z保护基团的两亲性七嵌段类抗菌肽共聚物K5F5K5F5K5F5K5，其结构式为：
<实验>
以上述实施例的两亲性多嵌段共聚类抗菌肽作为产品进行如下实验。
<实验1>
本实验是为了验证两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物(K7F7K7，K5F5K5F5K5与K5F5K5F5K5F5K5)在革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌S.aureus)和革兰氏阴性菌(大肠杆菌E.coli)中的抗菌性能。
其中，最小抑菌浓度(MIC)是评估抗菌剂抗菌性能的重要参数。本实验分别使用革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)来测定两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物的抗菌性能。
实验步骤如下：
(1)分别取1mL活化好的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，用生理盐水除去LB肉骨头汤，并将大肠杆菌的菌种和金黄色葡萄球菌的菌种分别加入在1mL生理盐水中混合均匀，为方便涂板时的菌落计数，将细菌液用十倍稀释法稀释102倍；
(2)配置100μL浓度为2000μg/mL的类抗菌肽溶液并用生理盐水稀释，采用对半稀释法，使KmF2nKm溶液的浓度依次为1000μg/mL、500μg/mL、250μg/mL、125μg/mL、64μg/mL、32μg/mL、16μg/m、8μg/mL、4μg/mL和2μg/mL，其中每一种浓度的类抗菌肽溶液(100μL)均置于孔板中的一个孔格之中；
(3)向步骤(2)中每一个孔格中加入100μL稀释后的细菌液(大肠杆菌或金黄色葡萄球菌)，此时孔格中类抗菌肽的浓度依次变为500μg/mL、250μg/mL、125μg/mL、64μg/mL、32μg/mL、16μg/mL、8μg/mL、4μg/mL、2μg/mL和1μg/mL，在37℃的恒温条件下培养2h，同样条件培养未加入类抗菌肽的纯细菌作为对照样；
(4)从步骤(3)的各个孔格中取出100μL的混合液，用经过高温灭菌的生理盐水分别将其稀释10倍、102倍、103倍和104倍，将稀释倍数为103倍和104倍后混合液各取100μL，分别加入到培养皿中，随后加入一定量LB琼脂液，摇晃均匀。待琼脂凝固后，将培养皿上下倒置(防止培养皿盖上凝结的水蒸气滴入琼脂中)并放于37℃恒温箱中培养48h，随后对每个培养皿进行菌落计数，观察抑制细菌生长的最低类抗菌肽浓度。
通过上述实验，得到如下实验结果：
两亲性三嵌段类抗菌肽共聚物K7F7K7与大肠杆菌或金黄色葡萄球菌作用(实验组)后，相比于未加入两亲性三嵌段类抗菌肽共聚物K7F7K7的纯大肠杆菌或金黄色葡萄球菌(对照组)的菌落密集程度得到降低，K7F7K7在125μg/mL的浓度时对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率分别高达93.7％和99.0％，说明两亲性三嵌段类抗菌肽共聚物K7F7K7能够有效抑制细菌的生长，具有比较好的杀菌效果。在有效的抑菌浓度范围内，随着两亲性三嵌段类抗菌肽共聚物K7F7K7的浓度增加，实验组培养皿内菌落数明显减少。
两亲性五嵌段类抗菌肽共聚物K5F5K5F5K5与大肠杆菌或金黄色葡萄球菌作用(实验组)后，相比于未加入两亲性五嵌段类抗菌肽共聚物K5F5K5F5K5的纯大肠杆菌或金黄色葡萄球菌(对照组)的菌落密集程度得到降低，K5F5K5F5K5在125μg/mL的浓度时对大肠杆菌的杀菌率为97.5％，在32μg/mL的浓度时对金黄色葡萄球菌的杀菌率为94.0％。说明两亲性五嵌段类抗菌肽共聚物K5F5K5F5K5能够有效抑制细菌的生长，具有比较好的杀菌效果。在有效的抑菌浓度范围内，随着两亲性五嵌段类抗菌肽共聚物K5F5K5F5K5的浓度增加，实验组培养皿内菌落数明显减少。
两亲性七嵌段类抗菌肽共聚物K5F5K5F5K5F5K5与大肠杆菌或金黄色葡萄球菌作用(实验组)后，相比于未加入两亲性七嵌段类抗菌肽共聚物K5F5K5F5K5F5K5的纯大肠杆菌或金黄色葡萄球菌(对照组)的菌落密集程度得到降低，K5F5K5F5K5F5K5在32μg/mL的浓度时对大肠杆菌的杀菌率为95.5％，在32μg/mL的浓度时对金黄色葡萄球菌的杀菌率为94.5％。说明两亲性七嵌段类抗菌肽共聚物K5F5K5F5K5F5K5能够有效抑制细菌的生长，具有比较好的杀菌效果。在有效的抑菌浓度范围内，随着两亲性七嵌段类抗菌肽共聚物K5F5K5F5K5F5K5的浓度增加，实验组培养皿内菌落数明显减少。
根据上述实验结果，本发明制备的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物(K7F7K7，K5F5K5F5K5与K5F5K5F5K5F5K5)具有优异的抑菌杀菌效果，且对大肠杆菌(革兰氏阴性菌)以及金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)均具有良好的抗菌效果，因此，本发明制备的两亲性多嵌段类抗菌肽共聚物具有优异的广谱抗菌性能。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。