CN105694030B - 一种寡聚氨基酸与海藻酸钠复合的杂化抗菌水凝胶 - Google Patents

一种寡聚氨基酸与海藻酸钠复合的杂化抗菌水凝胶 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种寡聚氨基酸与海藻酸钠复合的杂化抗菌水凝胶。本发明首先提供了结构式如式Ⅰ或式Ⅱ所示的基于寡聚氨基酸的两亲分子，并提供了所述基于寡聚氨基酸的两亲分子的制备方法。本发明提供的基于聚氨基酸的两亲分子与海藻酸钠复合制备的杂化水凝胶具有生物相容性和生物可降解性等特点。在聚氨基酸段引入阳离子的赖氨酸残基，一是可与海藻酸钠上的羧基静电复合而发生交联、提高水凝胶的力学强度；二是阳离子型的赖氨酸具有抑菌活性，赋予杂化水凝胶自身优异的抗菌性能。而且相比于其它类型的抗菌水凝胶材料它具有制备成本低廉、制备方法简单、制备周期短、易于规模化生产以及内在的抗菌活性等优点，在生物医用材料领域具有极高的应用前景。

Description

一种寡聚氨基酸与海藻酸钠复合的杂化抗菌水凝胶
技术领域
本发明涉及一种寡聚氨基酸与海藻酸钠复合的杂化抗菌水凝胶，属于可生物降解材料和生物医用材料领域。
背景技术
水凝胶是一种以水为分散介质的凝胶体系，其水含量可超过80％。由于水凝胶的优良性质及特点，其被广泛的应用于食品工程、环境工程及生物医药领域。根据其形成机制，水凝胶可分为化学凝胶和物理凝胶。化学凝胶是通过分子间化学交联形成，其力学性能优异，性能稳定。而物理凝胶则是通过非共价键(氢键、亲疏水相互作用和静电相互作用)作用力发生物理交联形成的，这类凝胶一般可发生可逆的溶胶-凝胶转变，不涉及化学反应，制备条件温和，尤其适合在生物医学领域进行应用。
天然高分子被广泛用于制备水凝胶，如羧甲基纤维素、壳聚糖、明胶以及海藻酸钠等，虽然上述水凝胶力学性能优异，但其功能单一，限制了它们在医疗领域的应用。近年来，具有多功能性的聚氨基酸类水凝胶的研究备受关注，聚氨基酸水凝胶具有与生俱来的良好生物相容性、生物可降解性和生物可吸收性。不同的氨基酸残基侧链带有不同的官能团，它们能赋予材料丰富的功能性，例如正电性的赖氨酸能够赋予材料良好的抗菌性能。具有良好抗菌性能的水凝胶可极大降低注射部位细菌感染发生的概率。目前，常通过在水凝胶中添加抗菌剂赋予其抗菌性能(物理包覆型抗菌水凝胶)，可是此类抗菌水凝胶存在杀菌作用时间短、药物不良反应等缺点，限制了其在临床上的应用。因此，开发一种自身具备抗菌性能的水凝胶则显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种含有赖氨酸的寡聚氨基酸两亲分子与海藻酸钠复合形成稳定的自身具有抗菌性能的杂化水凝胶，所述杂化水凝胶无需额外添加抗菌剂即可实现自身的抗菌性能，且通过改变分子结构参数与组分比例可以调控其水凝胶的力学性能，本发明解决了目前物理包覆型抗菌水凝胶随着抗菌剂释放而抗菌性能下降的问题。
本发明首先提供一种基于寡聚氨基酸的两亲分子，其结构式如式Ⅰ或式Ⅱ所示，
式Ⅰ和式Ⅱ中，m为10～16之间的自然数，n为2～20之间的自然数，k为1～5之间的自然数，x为1或2；
式Ⅰ中，y为2～6之间的自然数；
式Ⅱ中，z为1～3之间的自然数。
式Ⅰ中，m具体可为14，n具体可为3或4，x具体可为2，y具体可为3。
本发明进一步提供了式Ⅰ所示基于寡聚氨基酸的两亲分子的制备方法，包括如下步骤：
(1)γ-苄基-L-谷氨酸酯与光气或三光气进行反应得到γ-苄基-L-谷氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物；
(2)ε-苄氧羰基-L-赖氨酸与光气或三光气进行反应得到ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物；
(3)在烷基链伯胺的引发作用下，所述γ-苄基-L-谷氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物与所述ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物经开环共聚合反应得到烷基链-聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)；
(4)所述烷基链-聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)与醇胺类化合物进行胺解反应，得到烷基链-聚谷氨酸醇胺酰胺-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)；
(5)在HBr的催化下，所述烷基链-聚谷氨酸醇胺酰胺-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)经脱保护反应，即得到式Ⅰ所示基于寡聚氨基酸的两亲分子。
本发明还进一步提供了式Ⅱ所示基于寡聚氨基酸的两亲分子的制备方法，包括如下步骤：
(1)β-苄基-L-天冬氨酸酯与光气或三光气进行反应得到β-苄基-L-天冬氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物；
(2)ε-苄氧羰基-赖氨酸与光气或三光气进行反应得到ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物；
(3)在烷基链伯胺的引发作用下，所述β-苄基-L-天冬氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物与所述ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物经开环共聚合反应得到烷基链-聚(β-苄基-L-天冬氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)；
(4)所述烷基链-聚(β-苄基-L-天冬氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)与醇胺类化合物进行胺解反应，得到烷基链-聚天冬氨酸醇胺酰胺-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)；
(5)在HBr的催化下，所述烷基链-聚天冬氨酸醇胺酰胺-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)经脱保护反应，即得到式Ⅱ所示基于寡聚氨基酸的两亲分子。
上述的制备方法中，步骤(1)和(2)中，所述反应的溶剂可为四氢呋喃、乙酸乙酯或二氯甲烷；
所述反应的温度可为40℃～60℃，具体可为50℃；
所述反应的时间可为3～5小时，具体可为4小时；
所述反应在惰性气体氛围下进行，如氩气或氮气。
上述的制备方法中，步骤(3)中，所述烷基链伯胺可为十二胺、十四胺、十六胺或十八胺；
所述开环聚合反应的溶剂可为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃和二氧六环中至少一种；
所述烷基链伯胺与所述γ-苄基-L-谷氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物和所述ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物的总摩尔量的摩尔比可为1：2～20，具体可为1：5；
所述烷基链伯胺与所述β-苄基-L-天冬氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物和所述ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物的总摩尔量的摩尔比可为1：2～20，具体可为1：5；
所述烷基链伯胺与所述ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物的摩尔比可为1：1～5，具体可为1：1或1：2；
所述开环共聚合反应的温度可为20℃～50℃，具体可为40℃；
所述开环共聚合反应的时间可为8小时～36小时，具体可为12小时；
所述开环共聚合反应可在惰性气体下进行，如氩气或氮气。
上述的制备方法中，步骤(4)中，所述胺解反应在催化剂存在的条件下进行，所述催化剂可为2-羟基吡啶；
所述醇胺类化合物可为直链烷烃醇胺、支化型醇胺和含寡聚乙二醇类的醇胺化合物中至少一种；
所述直链烷烃醇胺可为乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、戊醇胺和己醇胺中至少一种；
所述支化型醇胺可为异丙醇胺、异丁醇胺和异戊醇胺中至少一种；
所述含寡聚乙二醇类的醇胺化合物可为二乙二醇胺和/或三乙二醇胺；
所述烷基链-聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)中重复单元谷氨酸与所述醇胺类化合物的摩尔比可为1：5～30，具体可为1：10；
所述烷基链-聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)中重复单元氨基酸与所述2-羟基吡啶的摩尔比可为1：1～10；
所述烷基链-聚(β-苄基-L-天冬氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)中重复单元天冬氨酸与所述醇胺类化合物的摩尔比可为1：5～30，具体可为1：10；
所述烷基链-聚(β-苄基-L-天冬氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)中重复单元中重复单元氨基酸与所述2-羟基吡啶的摩尔比可为1：1～10；
所述胺解反应的温度可为40℃～60℃，具体可为45℃；
所述胺解反应的时间可为24小时～72小时，具体可为72小时；
所述胺解反应可在惰性气体氛围下进行，如氩气或氮气。
上述的制备方法中，步骤(5)中，所述脱保护反应可在三氟乙酸中进行；
所述烷基链-聚谷氨酸醇胺酰胺-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)中重复单元赖氨酸与所述HBr的摩尔比可为1：1.5～3；
所述所述烷基链-聚天冬氨酸醇胺酰胺-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)中重复单元赖氨酸与所述HBr的摩尔比可为1：1.5～3；
所述脱保护反应的温度可为0℃～25℃，具体可为25℃；
所述脱保护反应的时间可为20分钟～60分钟，具体可为30分钟。
本发明所提供的式Ⅰ或式Ⅱ所示基于寡聚氨基酸的两亲分子可用于制备抗菌水凝胶。
本发明同时提供了一种抗菌水凝胶，其由式Ⅰ和/或式Ⅱ所示基于寡聚氨基酸的两亲分子和海藻酸钠与分散介质组成；
所述分散介质可为水或盐的水溶液；
所述盐的水溶液可为生理盐水、各类细胞培养基溶液等中的一种。
所述抗菌水凝胶中，式Ⅰ和/或式Ⅱ所示基于寡聚氨基酸的两亲分子的质量百分含量为0.5％～10％，具体可为1％～2％、1％或2％；
所述海藻酸钠的质量百分含量为0.5％～10％，具体可为0.2％，
所述海藻酸钠的分子量可为5kDa～500kDa。
本发明提供的基于寡聚氨基酸的两亲分子的制备方法，其原料来源广泛，均为已商业化产品，价格低廉，合成方法简单易行，合成周期短；本发明提供的基于聚氨基酸的两亲分子与海藻酸钠复合而得的杂化水凝胶，其聚氨基酸嵌段为聚-L-谷氨酸或聚-L-天冬氨酸和聚-L-赖氨酸，其中聚-L-赖氨酸为抗菌单元，是必须含有的
由于聚氨基酸具有良好的生物相容性和生物可降解性，而降解后的烷基短链亦可通过肾脏代谢途径直接被排除体外而不会造成生物毒性。并且海藻酸钠是一种天然多糖，它同样具有良好的生物相容性和生物可降解性。因此，本发明提供的基于聚氨基酸的两亲分子与海藻酸钠复合制备的杂化水凝胶具有生物相容性和生物可降解性等特点。在聚氨基酸段引入阳离子的赖氨酸残基，一是可与海藻酸钠上的羧基静电复合而发生交联、提高水凝胶的力学强度；二是阳离子型的赖氨酸具有抑菌活性，赋予杂化水凝胶自身优异的抗菌性能。而且相比于其它类型的抗菌水凝胶材料它具有制备成本低廉、制备方法简单、制备周期短、易于规模化生产以及内在的抗菌活性等优点，在生物医用材料领域具有极高的应用前景。
附图说明
图1为式Ⅲ所示基于聚氨基酸的两亲分子的1H-NMR谱图。
图2为式Ⅳ所示基于聚氨基酸的两亲分子的1H-NMR谱图。
图3为式Ⅲ和式Ⅳ所示基于聚氨基酸两亲分子在与海藻酸钠复合前后形成的水凝胶材料的力学强度。
图4为式Ⅲ所示基于聚氨基酸的两亲分子与海藻酸钠复合形成的杂化水凝胶的抗菌测试实验结果。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、式Ⅲ所示基于聚氨基酸的两亲分子及其杂化水凝胶的制备
(1)取10gγ-苄基-L-谷氨酸酯和5g三光气加入反应瓶中，在氮气保护条件下用200ml的四氢呋喃将两者溶解，升温至50℃反应4小时，体系由浑浊变澄清，抽干溶剂，得淡黄色固体，用四氢呋喃和正己烷对其重结晶三次，得到白色针状晶体γ-苄基-L-谷氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物(BLG-NCA)8.93g，产率80.47％。同样的方法制备ε-苄氧羰基-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物(ZLL-NCA)。
(2)该步骤的聚合反应在氮气保护下的反应瓶中进行：取步骤(1)中5.26g(20mmol)BLG-NCA和1.53g(5mmol)ZLL-NCA，溶于60ml四氢呋喃中。快速加入1.205g(5mmol)的十六胺。该体系中，步骤(1)得到BLG-NCA、ZLL-NCA与十二胺的摩尔分数分别比为4:1、1:1。然后该体系在40℃下反应12小时。反应结束后，将反应液转移到单口瓶中，用旋转蒸发仪除去大部分溶剂。将反应液加入到大量的正己烷中，通过离心得到白色固体。产物质量4.98g，产率72.22％。
根据NMR谱图计算出其平均聚合度即氨基酸单元数为5，其中赖氨酸的平均聚合度为1。
(3)该步骤的反应在氮气保护下的反应瓶中进行：取2.76g(2mmol)步骤(2)的白色产物，溶于20毫升N,N-二甲基甲酰胺溶剂中。加入6g(80mmol)丙醇胺和2.28g(24mmol)2-羟基吡啶。此体系中，谷氨酸单元、乙醇胺和2-羟基吡啶的摩尔份数比为1:10:3(即氨基酸单元与2-羟基吡啶的摩尔比为1:8)。此体系于45℃下反应72h，反应完毕后，浓缩反应液，用大量的***沉淀，得黄色油状液体。将此黄色油状液体溶于水中，透析24h，冻干，得白色固体产物。产物质量1.57g，产率63％。
(4)取1.25g(1mmol)步骤(3)的白色固体产物，溶解于10ml三氟乙酸中，加入适量氢溴酸(氢溴酸：赖氨酸＝1.5：1，摩尔比)催化，室温25℃反应30分钟，反应结束后旋蒸除去溶剂，加水溶解，透析48h，冻干，得白色固体产物，即式Ⅲ，产物质量0.8g，产率72％，其1H-NMR核磁氢谱谱图如图1所示。
将本实施例制备的式Ⅲ所示基于聚氨基酸的两亲分子以1％的质量分数溶解于水，经过12小时的静置即可得到稳定的水凝胶。
将本实施例制备的式Ⅲ所示基于聚氨基酸的两亲分子以1％的质量分数溶解于水，并溶解质量分数为0.2％的海藻酸钠(分子量为5000Da)与其中，经过12小时的静置即可得到稳定的杂化水凝胶。
上述制备的水凝胶(与海藻酸钠复合前)和杂化水凝胶(与海藻酸钠复合后)的力学强度如图3所示，由图3可以看出，与海藻酸钠复合之后形成的水凝胶的力学强度有了明显的提升。
力学强度的测试方法：采用AR2000ex旋转流变仪，角度为1°、直径为40mm、间距为31μm的锥板模具测试，角频率ω为6rad/s，应变γ为0.4％
实施例2、式Ⅳ所示基于聚氨基酸的两亲分子及杂化水凝胶的制备
(1)取10gγ-苄基-L-谷氨酸酯和5g三光气加入反应瓶中，在氮气保护条件下用200ml的四氢呋喃将两者溶解，升温至50℃反应4小时，体系由浑浊变澄清，抽干溶剂，得淡黄色固体，用四氢呋喃和正己烷对其重结晶三次，得到白色针状晶体γ-苄基-L-谷氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物(BLG-NCA)8.93g，产率80.47％。同样的方法制备ε-苄氧羰基-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物(ZLL-NCA)。
(2)该步骤的聚合反应在氮气保护下的反应瓶中进行：取步骤(1)中3.95g(15mmol)BLG-NCA和3.06g(10mmol)ZLL-NCA，溶于60ml四氢呋喃中。快速加入1.205g(5mmol)的十六胺。该体系中，步骤(1)得到BLG-NCA、ZLL-NCA与十二胺的摩尔分数分别比为3:1、2:1。然后该体系在40℃下反应12小时。反应结束后，将反应液转移到单口瓶中，用旋转蒸发仪除去大部分溶剂。将反应液加入到大量的正己烷中，通过离心得到白色固体。产物质量4.9g，产率69％。
根据NMR谱图计算出其平均聚合度即氨基酸单元数为5，其中赖氨酸的平均聚合度为2。
(3)该步骤的反应在氮气保护下的反应瓶中进行：取2.84g(2mmol)步骤(2)的白色产物，溶于20毫升N,N-二甲基甲酰胺溶剂中。加入4.5g(60mmol)丙醇胺和1.71g(18mmol)2-羟基吡啶。此体系中，谷氨酸单元、乙醇胺和2-羟基吡啶的摩尔份数比为1:10:3(即氨基酸单元数与2-羟基吡啶的摩尔比为1:7.5)。此体系于45℃下反应72h，反应完毕后，浓缩反应液，用大量的***沉淀，得黄色油状液体。将此黄色油状液体溶于水中，透析24h，冻干，得白色固体产物。产物质量1.96g，产率74.3％。
(4)取1.32g(1mmol)步骤(3)的白色固体产物，溶解于10ml三氟乙酸中，加入适量氢溴酸(氢溴酸：赖氨酸＝2：1，摩尔比)催化，室温25℃反应30分钟，反应结束后旋蒸除去溶剂，加水溶解，透析48h，冻干，得白色固体产物，即式Ⅳ，产物质量0.84g，产率79.6％，其1H-NMR核磁氢谱谱图如图2所示。
将本实施例制备的式Ⅳ所示基于聚氨基酸的两亲分子以2％的质量分数溶解于水，经过12小时的静置即可得到稳定的水凝胶。
将本实施例制备的式Ⅳ所示基于聚氨基酸的两亲分子以2％的质量分数溶解于水，并溶解质量分数为0.2％的海藻酸钠(分子量为5000Da)与其中，经过12小时的静置即可得到稳定的杂化水凝胶。
上述制备的水凝胶(与海藻酸钠复合前)和杂化水凝胶(与海藻酸钠复合后)的力学强度如图3所示，由图3可以看出，与海藻酸钠复合之后形成的水凝胶的力学强度有了明显的提升。
力学强度的测试方法：采用AR2000ex旋转流变仪，角度为1°、直径为40mm、间距为31μm的锥板模具测试，角频率ω为6rad/s，应变γ为0.4％。
实施例3、式Ⅲ所示基于聚氨基酸的两亲分子与海藻酸钠杂化水凝胶的抗菌性能测试
(1)将式Ⅲ所示基于聚氨基酸的两亲分子以1％的质量分数溶解于纯水之中，并加入质量分数为0.2％的海藻酸钠(分子量为5000Da)，使两者充分混合溶解，得到两者的混合物水溶液；
(2)所得到的混合物水溶液加入培养皿中室温静置12小时，即可自发形成一层水凝胶薄层；
(3)在上述得到的水凝胶表面分别加入浓度为104CFU/ml、105CFU/ml、106CFU/ml和107CFU/ml的大肠杆菌培养液，培养24小时(培养条件：37℃，180rpm)，吸取上层细菌培养液，通过紫外分光光度计测试相应样品的OD600nm值表征了该水凝胶样品对4种密度的大肠杆菌抑制率，如图4所示，由图4可以看出，本发明基于聚氨基酸的两亲分子与海藻酸钠杂化水凝胶具有良好的抗菌性能。

Claims (3)

1.式Ⅰ所示基于寡聚氨基酸的两亲分子的制备方法，包括如下步骤：
(1)γ-苄基-L-谷氨酸酯与光气或三光气进行反应得到γ-苄基-L-谷氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物；
所述反应的溶剂为四氢呋喃、乙酸乙酯或二氯甲烷；
所述反应的温度为40℃～60℃；
所述反应的时间为3～5小时；
所述反应在惰性气体氛围下进行；
(2)ε-苄氧羰基-L-赖氨酸与光气或三光气进行反应得到ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物；
所述反应的溶剂为四氢呋喃、乙酸乙酯或二氯甲烷；
所述反应的温度为40℃～60℃；
所述反应的时间为3～5小时；
所述反应在惰性气体氛围下进行；
(3)在烷基链伯胺的引发作用下，所述γ-苄基-L-谷氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物与所述ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物经开环共聚合反应得到烷基链-聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)；
所述烷基链伯胺为十二胺、十四胺、十六胺或十八胺；
所述开环共聚合反应的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃和二氧六环中至少一种；
所述烷基链伯胺与所述γ-苄基-L-谷氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物和所述ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物的总摩尔量的摩尔比为：1：2～20；
所述烷基链伯胺与所述ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物的摩尔比为1：1～5；
所述开环共聚合反应的温度为20℃～50℃；
所述开环共聚合反应的时间为8小时～36小时；
所述开环共聚合反应在惰性气体下进行；
(4)所述烷基链-聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)与醇胺类化合物进行胺解反应，得到烷基链-聚谷氨酸醇胺酰胺-co-聚(ε-苄氧羰基-赖氨酸)；
所述醇胺类化合物为直链烷烃醇胺、支化型醇胺和含寡聚乙二醇类的醇胺化合物中至少一种；
所述直链烷烃醇胺为乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、戊醇胺和己醇胺中至少一种；
所述支化型醇胺为异丙醇胺、异丁醇胺和异戊醇胺中至少一种；
所述含寡聚乙二醇类的醇胺化合物为二乙二醇胺和/或三乙二醇胺；
所述烷基链-聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)中重复单元谷氨酸与所述醇胺类化合物的摩尔比为1：5～30；
所述胺解反应在催化剂存在的条件下，所述催化剂为2-羟基吡啶；
所述烷基链-聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)中重复单元氨基酸与所述2-羟基吡啶的摩尔比为1：1～10；
所述胺解反应的温度为40℃～60℃；
所述胺解反应的时间为24小时～72小时；
所述胺解反应在惰性气体氛围下进行；
(5)在HBr的催化下，所述烷基链-聚谷氨酸醇胺酰胺-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)经脱保护反应，即得到式Ⅰ所示基于寡聚氨基酸的两亲分子；
所述脱保护反应在三氟乙酸中进行；
所述烷基链-聚谷氨酸醇胺酰胺-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)中重复单元赖氨酸与所述HBr的摩尔比为1：1.5～3；
所述脱保护反应的温度为0℃～25℃；
所述脱保护反应的时间为20分钟～60分钟；
式Ⅰ中，m为10～16之间的自然数，n为2～20之间的自然数，k为1～5之间的自然数，x为1或2，y为2～6之间的自然数。
2.式Ⅱ所示基于寡聚氨基酸的两亲分子的制备方法，包括如下步骤：
(1)β-苄基-L-天冬氨酸酯与光气或三光气进行反应得到β-苄基-L-天冬氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物；
所述反应的溶剂为四氢呋喃、乙酸乙酯或二氯甲烷；
所述反应的温度为40℃～60℃；
所述反应的时间为3～5小时；
所述反应在惰性气体氛围下进行；
(2)ε-苄氧羰基-L-赖氨酸与光气或三光气进行反应得到ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物；
所述反应的溶剂为四氢呋喃、乙酸乙酯或二氯甲烷；
所述反应的温度为40℃～60℃；
所述反应的时间为3～5小时；
所述反应在惰性气体氛围下进行；
(3)在烷基链伯胺的引发作用下，所述β-苄基-L-天冬氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物与所述ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物经开环共聚合反应得到烷基链-聚(β-苄基-L-天冬氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)；
所述烷基链伯胺为十二胺、十四胺、十六胺或十八胺；
所述开环共聚合反应的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃和二氧六环中至少一种；
所述烷基链伯胺与所述β-苄基-L-天冬氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物和所述ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物的总摩尔量的摩尔比为：1：2～20；
所述烷基链伯胺与所述ε-苄氧羰基-L-赖氨酸的N-羧基-环内酸酐化合物的摩尔比为1：1～5；
所述开环共聚合反应的温度为20℃～50℃；
所述开环共聚合反应的时间为8小时～36小时；
所述开环共聚合反应在惰性气体下进行；
(4)所述烷基链-聚(β-苄基-L-天冬氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)与醇胺类化合物进行胺解反应，得到烷基链-聚天冬氨酸醇胺酰胺-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)；
所述醇胺类化合物为直链烷烃醇胺、支化型醇胺和含寡聚乙二醇类的醇胺化合物中至少一种；
所述直链烷烃醇胺为乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、戊醇胺和己醇胺中至少一种；
所述支化型醇胺为异丙醇胺、异丁醇胺和异戊醇胺中至少一种；
所述含寡聚乙二醇类的醇胺化合物为二乙二醇胺和/或三乙二醇胺；
所述胺解反应在催化剂存在的条件下，所述催化剂为2-羟基吡啶；
所述烷基链-聚(β-苄基-L-天冬氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)中重复单元天冬氨酸与所述醇胺类化合物的摩尔比为1：5～30；
所述烷基链-聚(β-苄基-L-天冬氨酸酯)-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)中重复单元中重复单元氨基酸与所述2-羟基吡啶的摩尔比为1：1～10；
所述胺解反应的温度为40℃～60℃；
所述胺解反应的时间为24小时～72小时；
所述胺解反应在惰性气体氛围下进行；
(5)在HBr的催化下，所述烷基链-聚天冬氨酸醇胺酰胺-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)经脱保护反应，即得到式Ⅱ所示基于寡聚氨基酸的两亲分子；
所述脱保护反应在三氟乙酸中进行；
所述所述烷基链-聚天冬氨酸醇胺酰胺-co-聚(ε-苄氧羰基-L-赖氨酸)中重复单元赖氨酸与所述HBr的摩尔比为1：1.5～3；
所述脱保护反应的温度为0℃～25℃；
所述脱保护反应的时间为20分钟～60分钟；
式Ⅱ中，m为10～16之间的自然数，n为2～20之间的自然数，k为1～5之间的自然数，x为1或2，z为1～3之间的自然数。
3.一种抗菌水凝胶，其由 式Ⅰ和/或式Ⅱ所示基于寡聚氨基酸的两亲分子和海藻酸钠与分散介质组成；
所述分散介质为水或盐的水溶液；
所述抗菌水凝胶中，式Ⅰ和/或式Ⅱ所示基于寡聚氨基酸的两亲分子的质量百分含量为0.5％～10％；
所述海藻酸钠的质量百分含量为0.5％～10％；
式Ⅰ和式Ⅱ中，m为10～16之间的自然数，n为2～20之间的自然数，k为1～5之间的自然数，x为1或2；
式Ⅰ中，y为2～6之间的自然数；
式Ⅱ中，z为1～3之间的自然数。
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