聚赖氨酸,一种含有25—30个赖氨酸残基的同型单体聚合物,是天然的生物代谢产品。具有很好的杀菌能力和热稳定性,具有优良防腐性能。
一、制备方法
1.化学交联法:利用交联剂将聚赖氨酸与其他物质通过化学键连接在一起。如制备 ε- 聚赖氨酸-聚乙烯亚胺-β-环糊精聚合物时,可使用戊二醛、异氰酸酯等作为交联剂,使三种物质的分子链间形成共价键,从而得到稳定的复合聚合物。
2.溶液聚合法:将聚赖氨酸与其他单体或聚合物溶解在适当溶剂中,通过搅拌或超声等方法使其充分混合并发生聚合反应。例如合成 RB -聚乙二醇-聚赖氨酸时,把聚乙二醇、聚赖氨酸及引发剂等溶解在有机溶剂或水溶液中,在一定温度和反应时间下进行聚合,得到目标复合材料。
3.共沉淀法:将聚赖氨酸与其他物质按一定比例混合在溶液中,然后通过调节溶剂环境,如改变温度、pH 值或加入沉淀剂等,使复合物沉淀出来,再经过过滤、干燥等处理得到聚赖氨酸基复合材料。
4.静电自组装法:基于聚赖氨酸的阳离子特性,使其与带负电的物质通过静电引力相互作用,自组装形成复合材料。如聚赖氨酸与核酸分子可通过静电自组装形成聚赖氨酸/核酸复合物,用于基因传递等生物医药领域。
二、性能研究
1.生物相容性:聚赖氨酸本身具有良好的生物相容性,与其他生物相容性材料复合后,其生物相容性通常能够得到进一步提高或保持。如 PLL-PEG-MAL 聚赖氨酸聚乙二醇马来酰亚胺复合物,PEG 的加入增强了整体的生物相容性,使其在生物体内的应用更加安全可靠。
2.力学性能:聚赖氨酸与一些刚性材料复合后,能够改善复合材料的力学性能。例如,在生物质复合材料中,聚赖氨酸组合物作为胶粘剂,与生物质材料混合热压后,可使得到的生物质复合材料具有较好的力学性能,如较高的强度和韧性。
3.化合物负载与释放性能:聚赖氨酸基复合材料中的环糊精、聚乙二醇等成分,能够通过包合作用、物理吸附等方式负载化合物分子,并实现化合物的缓释。像聚赖氨酸/环糊精聚合物-多壁碳纳米管复合材料,环糊精的疏水性内腔可包合化合物分子,聚赖氨酸的阳离子性有助于提高载药能力,实现化合物的高效负载与缓慢释放。
4.抗菌性能:聚赖氨酸具有广谱抗菌作用,其复合材料的抗菌性能也较为良好。如复合水凝胶膜 PVA/CS@ε-PL,对金黄色葡萄球菌和荧光假单胞菌具有明显的杀菌和抗菌效果,可用于抗菌包装材料等领域。
5.细胞亲和性与组织修复性能:某些聚赖氨酸基复合材料对细胞具有良好的亲和性,能够促进细胞的黏附、增殖和分化,从而在组织工程领域具有重要应用价值。如 RB-PEG-PLL 聚乙二醇-聚赖氨酸复合物可用于细胞成像和化合物递送,同时在细胞培养基中也能有效促进细胞的粘附与增殖。