金属螯合（1-乙烯基-3-烷基咪唑基-苯乙烯-二乙烯基苯）共聚物的抗菌潜力合成与评估：体外及计算机模拟分析

《Macromolecular Chemistry and Physics》：Synthesis and Assessment of Antibacterial Potential of Metal Chelated (1-Vinyl-3-Alkylimidazolium-Styrene-Divinyl Benzene) Co-Polymers: In Vitro and In Silico Analysis

本研究合成了1-乙烯基-3-烷基咪唑基-苯乙烯-二乙烯苯共聚物（烷基分别为己基A、辛基B、癸基C），通过FTIR、NMR、UVDRS、XRD和TGA表征其结构及热性能。铜/锌螯合显著提升其抗菌活性，Cu螯合C的MIC值最低（360 μg/mL）。分子对接显示β-内酰胺酶与Cu/Zn螯合共聚物结合能分别为-6.2 kcal/mol（大肠杆菌）和-4.7 kcal/mol（金黄色葡萄球菌），经MD模拟验证。

　　

摘要

本文报道了使用二乙烯基苯作为交联剂、苯甲酰乙醚作为光引发剂，合成(1-乙烯基-3-烷基咪唑基-苯乙烯-二乙烯基苯)共聚物（烷基分别为己基（A）、辛基（B）和癸基（C））。这些功能性共聚离子液体（PILs）经过CuCl₂和ZnCl₂溶液处理。为了表征所合成的共聚物，采用了傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振（NMR）、紫外-可见漫反射光谱（UVDRS）和X射线衍射分析（XRD）等方法。此外，还通过热重分析（TGA）进行了热性能研究。具有较长烷基链的共聚物表现出更低的最低抑菌浓度（MIC）：Cu螯合的PIL共聚物C对金黄色葡萄球菌（S. aureus）的MIC为360 μg/mL，对大肠杆菌（E. coli）的MIC为410 μg/mL。其抗菌和抗生物膜活性依次为PIL共聚物 > Zn螯合PIL共聚物 > Cu螯合PIL共聚物（针对E. coli和S. aureus）。进一步通过将金属螯合PIL共聚物浸入去离子水中30天来测试其抗菌效果。计算机模拟结果显示，β-内酰胺酶与Cu螯合的PIL共聚物C的对接能为?6.2 kcal/mol（针对E. coli），与Zn螯合的PIL共聚物C的对接能为?4.7 kcal/mol（针对S. aureus）。对接后的复合物还进行了分子动力学（MD）模拟。

图形摘要

使用二乙烯基苯作为交联剂、苯甲酰乙醚作为光引发剂，合成了(1-乙烯基-3-烷基咪唑基-苯乙烯-二乙烯基苯)共聚物（烷基分别为己基（A）、辛基（B）和癸基（C））。当与Cu和Zn金属结合时，这些共聚物的抗菌和抗生物膜活性得到增强。计算机模拟结果显示了β-内酰胺酶与Cu/Zn螯合PIL共聚物的对接能。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。