一类小分子光敏剂在抗菌或抗病毒方面的应用

本发明涉及一类高光敏性小分子光敏剂在抗菌或抗病毒方面的应用，属于医用材料。背景技术：1、细菌或病毒感染严重威胁着公众健康。抗生素自青霉素问世以来一直被视为细菌感染临床防治的黄金药物。然而，随着抗生素滥用现象不断加剧，临床细菌耐药问题日趋严重，特别是超级细菌的出现和传播，从而使抗生素治疗无效。如果不采取任何措施遏制多药耐药菌的增长，预计2050年，死于耐药菌感染的人数将从目前的每年约70万增长到约1000万。尽管目前已经做出了巨大努力来对抗细菌耐药性，但耐药细菌的可持续出现与新抗生素的开发之间仍有很大差距。因此，亟需寻求开发新型的抗菌手段对细菌进行灭活从而遏制多药耐药菌增长。2、无抗生素抗菌策略为应对超级细菌的挑战提供了可行的选择，在常见的无抗生素抗菌策略中，抗菌肽、噬菌体以及疫苗通常只能针对特定的感染菌株发挥疗效；益生菌抗菌活性较小，将益生菌开发成药物用于抗菌治疗难度较大。相比之下，光动力抗菌疗法(antibacterial photodynamic therapy，apdt)是利用光动力疗法原理的一种抗感染治疗的新方法。在特定波长的激光照射下使光敏剂受到激发，而激发态的光敏剂又把能量传递给周围的氧，生成活性很强的活性氧物质(reactive oxygen species，ros)及单线态氧进而能够对周围细菌进行灭活，来抵抗细菌感染。apdt的反应主要分为ii型和i型机理。目前大多数存在的为ii型光动力体系，该ii型机理是通过与三重基态分子氧(3o2)发生能量传递将其转化为高活性单线态氧(1o2)而发挥治疗效果。ii型光敏剂对氧气的高度依赖性和大量消耗限制了其对厌氧细菌的疗效。不同于ii型的能量转移机制，i型是通过电子转移产生自由基离子或自由基，从而能有效的进行乏氧治疗。不同细菌对i型和ii型的敏感性不同，如革兰氏阴性菌对羟基自由基更加敏感，而革兰氏阳性菌对单线态氧更加敏感。目前apdt的细菌致死机制包括两个方面，(1)膜损伤：由于细胞壁和细胞膜在结构组成方面的差异较大，通常apdt对于革兰氏阳性菌的膜损伤效果要优于革兰氏阴性菌。(2)dna损伤：在apdt中，光敏剂通过抑制dna合成，与dna结合形成复合物等方式干扰细菌的复制、转录过程；此外，apdt过程中产生的ros能够不可逆地损伤碱基和核糖，从而破坏细菌的dna结构。因此，虽然apdt对于细菌、真菌和病毒引起的感染，特别是对于耐药菌感染均显示很好的疗效，但仍需开发同时具有较强的i型和ii型光敏性的光敏剂，从而实现具有安全、高效、更广谱的抗菌效果。3、碳纳米点是近些年新兴的一种零维碳基材料，通过一定的方法合成制备的碳纳米点具有特殊性质(如疏水性和光敏性)，可利用其相应的性质进行抗菌材料研究。而现有采用光动力试剂合成碳纳米点，其价格高，难以普及使用，且合成方法复杂，且大多利用的是无机纳米粒子，主要用于灭活特定细菌如革兰氏阳性细菌。另一方面，目前光动力抗菌整体上所需光照强度较大(为几十到几百mw/cm2)，远远高于日光的强度(<2mw/cm2)，在实际应用中需要特殊光源来实现，所需时间也较长。4、由于目前市面上的抗菌剂研究普遍都是针对特定细菌发挥作用，没法实现广谱抗菌，且大部分研究工作中的光敏剂不具备对细菌的吸附和阻隔能力。因此，迫切需要开发具有广谱抗菌，且操作条件简单、易得，高效的新型抗菌剂。技术实现思路1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新型高效的抗菌剂。一方面，该抗菌剂在结构中含有丰富的正电荷有助于其和负电荷的细胞膜或dna结合，从而可以有效地吸附细菌或病毒的核酸或蛋白质。另一方面，由于该类抗菌剂为具有高光敏性的结构，能在室内照明强度所用的白炽灯光照射下即可达到更高的抗菌效果。本发明的高性能抗菌剂，可以应用于各个场景，如作为喷剂杀灭细菌、作为涂层材料涂布到介质表面或界面从而阻绝细菌的传播、或作为染料或涂料涂布到衣物上或防护物上，可以充分应对各种复杂环境下细菌的传播和侵略。2、本发明的第一个目的是提供具有高光敏性的小分子光敏剂在抗菌或抗病毒方面的应用。具体地，本发明提供了具有如下式(i)、(ii)结构所示的高光敏性小分子光敏剂在抗菌或抗病毒方面的应用：3、4、其中，r为c1-c12烷基。5、在本发明的优选实施例中，r为-ch3、-ch2ch3、-ch2ch2ch3、-ch(ch3)ch3、-ch2(ch2)2ch3、-ch(ch3)ch2ch3、-ch2(ch2)3ch3、-ch2ch(ch3)ch2ch3、-ch2ch2ch(ch3)2、-ch2(ch2)4ch3、-ch2(ch2)2ch(ch3)2、-ch2ch2c(ch3)3、-ch2(ch2)5ch3、-ch2(ch2)3ch(ch3)2、-ch2(ch2)2c(ch3)3、-ch2(ch2)6ch3、-ch2(ch2)4ch(ch3)2、-ch2(ch2)3c(ch3)3、-ch2(ch2)7ch3、-ch2(ch2)5ch(ch3)2、-ch2(ch2)4c(ch3)3、-ch2(ch2)8ch3，、-ch2(ch2)6ch(ch3)2、-ch2(ch2)5c(ch3)3、-ch2(ch2)9ch3、-ch2(ch2)7ch(ch3)2、-ch2(ch2)6c(ch3)3、-ch2(ch2)10ch3、-ch2(ch2)8ch(ch3)2或-ch2(ch2)7c(ch3)3；6、优选地，r为-ch2(ch2)3ch3、-ch2ch(ch3)ch2ch3、-ch2ch2ch(ch3)2、-ch2(ch2)4ch3、-ch2(ch2)2ch(ch3)2、-ch2ch2c(ch3)3、-ch2(ch2)5ch3、-ch2(ch2)3ch(ch3)2或-ch2(ch2)10ch3；7、更优选地，r为-ch2(ch2)3ch3、-ch2ch(ch3)ch2ch3、-ch2ch2ch(ch3)2、-ch2(ch2)4ch3、-ch2(ch2)5ch3或-ch2(ch2)10ch3。8、在一个具体的实施方案中，式(i)结构的小分子光敏剂的制备方法如下：9、10、(a)由化合物1反应得到三(4-溴-2，6-二甲基苯基)硼烷(化合物2)；11、(b)化合物3、化合物4在弱碱条件下，通过偶联反应得化合物5；12、(c)化合物2、化合物5在溶剂中通过偶联反应，得化合物6；13、(d)化合物6经烷基化反应得到式i化合物。14、在一个具体的实施方案中，式(ii)结构的小分子光敏剂的制备方法如下：15、16、(e)化合物7反应得到化合物8；17、(f)化合物8、化合物5在溶剂中通过偶联反应，得化合物9；18、(g)化合物6，经烷基化反应，得到式ii化合物。19、在本发明的一个具体实施例中，所述式(i)、(ii)结构所示的小分子光敏剂为一种具有广谱抗菌效果的新型抗菌剂。20、在本发明的一个具体实施例中，提供了所述式(i)、(ii)结构所示的小分子光敏剂在抗病毒方面的应用。尤其是在抗疱疹病毒方面的应用。21、本发明的另一个目的是提供了所述式(i)、(ii)结构所示的小分子光敏剂在光诊疗方面的应用。22、在本发明的一个具体实施例中，所述光诊疗应用为光疗抗菌方面的应用。23、在本发明的另一个具体实施例中，所述光诊疗应用为光疗抗病毒方面的应用。24、在本发明的一个优选实施例中，提供了所述式(i)、(ii)结构所示的小分子光敏剂在抗大肠杆菌方面的应用，尤其是在光诊疗大肠杆菌方面的抗菌应用。25、在本发明的另一个优选实施例中，提供了所述式(i)、(ii)结构所示的小分子光敏剂在抗金黄色葡萄球菌方面的应用，尤其是在光诊疗金黄色葡萄球菌方面的抗菌应用。26、与现有的抗菌剂相比，本发明的式(i)、(ii)结构所示的小分子光敏剂为高光敏性有机小分子，不同于无机纳米颗粒，本发明的有机小分子具有可灵活修饰、好的生物兼容性、生物黏着和吸附力强、容易和细胞膜结合等优势。且本发明的高光敏性小分子光敏剂由于在结构中含有丰富的正电荷，有助于其和负电荷的细胞膜或dna结合，可以有效地吸附细菌或病毒的核酸或蛋白质，从而达到高效的、广谱的抗菌效果。并且，本发明的高光敏性小分子光敏剂在简易的光照条件，如在室内照明强度所用的白炽灯光照射下即可达到较高的抗菌效果，其在抗菌方面操作条件简单，成本低廉，适于多种抗菌环境，从而为一种新型高效的广谱抗菌剂，尤其适用于光疗抗菌方面。27、下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。