全 文 :基金项目:济南军区后勤科研计划(编号:CJN10L067)
通讯作者:张娜娜 Tel:13676989456 E-mail:zhangnana0827@ 163. com
葎草水提液的体外抑菌作用研究
张娜娜1 张振巍2 石磊2 (1.开封市中医院 河南开封 475000;2.解放军第 155 中心医院)
摘 要 目的:研究葎草水提液的体外抑菌效果。方法:采用倍比稀释法和 96 孔板微量肉汤稀释法对金黄色葡萄球菌、大
肠埃希菌、铜绿假单胞菌进行体外抑菌试验,测定其抑菌圈直径、最小抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC)。结果:该药对
试验菌株呈现不同程度的敏感,大肠埃希菌的 MIC和 MBC值浓度同为31. 25 mg·ml -1;对金黄色葡萄球菌的 MIC和 MBC值
浓度同为3. 91 mg·ml -1;对铜绿假单胞菌的 MIC和 MBC值分别为 125 mg·ml -1和 250 mg·ml -1。结论:以水煎液为研究对
象,考察葎草的体外抑菌效果更贴近临床应用形式,为葎草相关制剂的深入研究提供参考。
关键词 葎草;水提液;体外抑菌试验
中图分类号:R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1008-049X(2015)03-0368-03
Study on in vitro Antimicrobial Activity of Humulus Water Extract
Zhang Nana1,Zhang Zhenwei2,Shi Lei2(1. Kaifen Hospital of TCM,Henan Kaifeng 475000,China;2. The 155th Central Hospital of
PLA)
ABSTRACT Objective:To study the in vitro bacteriostasis of water extract of humulus. Methods:By using double dilution method
and 96-well plates trace broth dilution method,the inhibitory test of water extract of humulus was conducted on Staphylococcus aureus,
Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. The minimum inhibitory concentration (MIC) ,minimum bactericidal concentration
(MBC)and the diameter of inhibition zone were determined. Results:The drug showed different sensitive degree on the test strains.
MIC and MBC for Escherichia coli were 31. 25 mg·ml -1,that for Staphylococcus aureus were 3. 91 mg·ml -1,and that for Pseudo-
monas aeruginosa was 125 and 250 mg·ml -1 . Conclusion:With the water extract of humulus as the research object,the study on the
in vitro bacteriostasis effect of humulus scandens is closer to the clinical application form,which provides reference for the further re-
search on the related preparation of humulus scandens.
KEY WORDS Humulus;Water extract;In vitro antibacterial activity
葎草为桑科植物,临床常用中药,甘、苦、寒,归
肺、胃、大肠、膀胱经,以清热解毒、利尿通淋、退热除
蒸为主要功效,临床用于肺热咳嗽、发热烦渴、热淋
涩痛、湿热泻痢等症,其化学成分以黄酮类为主,如
木犀草素、秋英苷、牡荆素等;挥发油类,如葎草烯、
石竹烯等;萜类化合物和含氧衍生物、生物碱及多种
微量元素等[1]。有文献报道,葎草的正丁醇提取部
位对结核杆菌有较强的灭杀作用[2];醇提液对革兰
阴性菌有明显的抑制作用[3,4],其有效成分为葎草
酮及蛇麻酮;而在中药临床应用形式为水煎煮液,故
研究中以对临床常见菌株的抑制能力作为考察对
象,就葎草的水提液的抑菌效果作为临床评价指标,
为进一步深入阐述其抑菌机制提供参考。
1 材料与方法
1. 1 药材
葎草饮片购自安徽亳州药材市场,批号:
20121106,经河南大学药学院石磊教授鉴定为桑科
植物葎草[Humulus scandens(Lour.)Merr.]的全草。
1. 2 实验菌株
实验所用标准菌株:大肠埃希菌(ATCC25922)、
铜绿假单胞菌(ATCC27853)、金黄色葡萄球菌
(ATCC25923) ,以上标准菌株购自中国食品药品检定
研究院。指示菌培养基:牛肉膏蛋白胨琼脂培养基。
1. 3 仪器设备
RE2000 旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂) ;
SWCJ-1F型超净工作台(苏州安泰空气技术有限公
司) ;HH-B11 型隔水式电热恒温培养箱(上海跃进
医疗器械厂) ;LDZX-50KBS 立式压力蒸汽灭菌器
(上海申安医疗器械厂)。
1. 4 方法
1. 4. 1 受试样品制备 取葎草各 100 g,加 10 倍量
水浸泡 30 min,煎煮 2 次,每次 2 h,合并煎液,浓缩
至 1 g·ml -1后放置于 4℃冰箱保存备用。
1. 4. 2 实验菌的制备 将购置的标准菌株接种于
牛肉膏蛋白胨斜面培养基(M-H琼脂培养基)上,置
37℃恒温培养箱培养 24 h 后,将活化好的各菌种分
别挑取一环制成浓度为0. 5麦氏单位(1. 5 × 108 CFU
·ml -1)的菌悬液备用,测定最小抑菌浓度(MIC)和
最小杀菌浓度(MBC)时将菌悬液稀释至1. 5 × 105
CFU·ml -1备用。
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www. zgys. org 研究论文
1. 4. 3 抑菌性实验 采用琼脂扩散法测定水提物
的抗菌活性。用无菌棉签将浓度为1. 5 × 108 CFU·
ml -1的标准菌液均匀涂布于 M-H琼脂培养基,待菌
液吸收后采用直径为 6 mm 的无菌打孔器打孔,在
每孔中加入 1 g·ml -1的水提浓缩液 20 μl,放置于
37℃恒温培养箱中培养 24 h,观察菌落生长情况,采
用十字交叉法,用游标卡尺测定抑菌圈两个垂直方
向的直径大小,取其平均值作为测定结果,每项抑菌
试验平行重复 3 次。
1. 4. 4 金属离子对受试样品水提液抑菌活性的影响
各取等量的样品水提液,分别加入等量的 1 mol·
L -1的各金属离子(Na +、K +、Ca2 +、Fe3 +、Cu2 +、
Zn2 +)溶液,放置 24 h 后,按照“1. 4. 3”项下方法测
定。
1. 4. 5 热处理对样品水提液抑菌活性的影响 分
别取各受试样品提取液 100 μl 于 5 支灭菌玻璃试
管中,再分别置于 40,60,80,100,120℃下热处理 20
min,然后按照“1. 4. 3”项下方法测定。
1. 4. 6 pH对样品水提液抑菌活性的影响[5] 采用
1 mol·L -1的盐酸和氢氧化钠调节水提液的 pH 分
别为 4,5,6,7,8,无菌过滤,平衡 24 h后以大肠埃希
菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌为指示菌,置于
35℃恒温培养箱中培养 24 h 后测定抑菌圈直径大
小,每个实验平行重复 3 次。
1. 4. 7 药物最低抑菌浓度(MIC)及最低杀菌浓度
(MBC)测定[6] 参照 NCCLS 推荐的倍比稀释法
和 CLSI的规定进行菌液稀释操作。取无菌 96 孔平
底微量培养板,于每排 2 ~ 12 孔中加入M-H肉汤培
养液 100 μl,第 1 孔中加入培养液 200 μl,第 2 孔
中加入受试药物 100 μl,混合均匀后取出 100 μl至
第 3 孔中,以此类推进行倍比稀释直至第 11 孔,混
匀后弃掉 100 μl,使稀释后各孔中的受试药物浓度
倍比减少,最后于第 2 ~ 12 孔中加入1. 5 × 105 CFU
·ml -1的各菌悬液 100 μl,每排第 1 孔中只加入培
养液作为阴性对照,第 12 孔中加入菌液和培养液
作为阳性对照。将培养板置于 35℃恒温培养箱中培
养 18 ~ 24 h,观察结果,测定 MIC 值。在黑色背景
下肉眼观察,阴性对照孔溶液应清晰透亮,阳性对
照孔细菌生长良好,此时以溶液清晰透亮的最低浓
度孔中的药物浓度为 MIC。确定 MIC后,去 MIC值
的前 3 ~ 5 孔的培养物,分别吸取 1 接种环,转接种
于普通琼脂平板上,置于 35℃恒温培养箱中培养
18 ~ 24 h,用活菌计数法检查琼脂平板上的菌落,
平均数小于 5 个的最小药物浓度即为此药的
MBC[7]。
2 结果
2. 1 样品水提液抑菌活性测定
由表 1 可以看出,葎草水提液对大肠埃希菌和
金黄色葡萄球菌的抑制活性大于对铜绿假单胞菌的
抑制,其中对金黄色葡萄球菌的抑制能力最强,从药
性理论上来看:葎草归肺、胃、大肠、膀胱经,对金黄
色葡萄球菌和大肠埃希菌的抑制能力稍强,与此抑
菌试验结果一致。
表 1 各受试样品水提液对不同菌种的抑菌活性(mm)
受试样品 抑菌圈直径
大肠埃希菌 18. 19 ± 1. 62
金黄色葡萄球菌 24. 25 ± 0. 43
铜绿假单胞菌 12. 42 ± 0. 78
2. 2 金属离子对抑菌活性的稳定性研究
由图 1 可以看出:各样品水提液经 Na +、K +金
属离子处理后,抑菌活性仍然较强;而经 Ca2 +、
Fe3 +、Cu2 +、Zn2 +离子处理后抑菌活性稍有提高,究
其原因可能是由于高价的金属离子本身对菌株的抑
制作用,该实验提示:葎草在中药复方中可以与矿物
中药联用,在临床使用中可以增强其抑菌效果,特别
是富含高价离子的矿物中药,抑菌效果更好;可能是
葎草中的黄酮类化合物可以和高价金属离子发生络
合反应,有可能增强其抑菌效果。
图 1 金属离子对葎草提取液抑菌活性的影响
2. 3 温度对葎草提取物抑菌活性的影响
由图 2 可以看出:随着温度的升高,葎草提取液
抑菌活性均呈现增强趋势,当温度超过 100℃后三
种菌株抑菌活性均稍下降,该实验提示:温度稍高时
抑菌活性逐渐增强,即在含有葎草的中药复方制剂
临床服用前应以温开水送服可以增强其抑菌活性,
但当温度超过 100℃后,抑菌活性呈下降趋势,可能
与葎草所含有的挥发油类成分损失有关,水提取的
葎草挥发油损失较大,但如果在 120℃处理 20 min
后,几乎不含有挥发油类成分,热不稳定的黄酮类化
合物也会因此受到破坏,因此含葎草制剂应在添加
抑菌剂的基础上采用低温间歇灭菌法控制微生物。
2. 4 pH对葎草水提液抑菌活性的影响
由图 3可以看出:pH为 5时,葎草水提液抑菌效
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中国药师 2015 年第 18 卷第 3 期 China Pharmacist 2015,Vol. 18 No. 3
图 2 温度对葎草抑菌的影响
果最好,当 pH≥7时,其抑菌效果降低,即当溶液酸性
时抑菌效果较好。葎草水提液在没有经过处理时的
pH为6. 16,当溶液酸度升高时,溶液中的黄酮类化合
物呈现游离状态,表现出较强的抑菌状态,当酸度降
低时,溶液中黄酮类成分碱化,溶液中羟基发生化学
反应;另外碱化时溶液中挥发性成分被破坏,可能是
导致其抑菌活性下降的原因。该实验提示:葎草不宜
图 3 pH对葎草抑菌的影响
和含有生物碱类成分组方,可能会降低临床疗效。
2. 5 MIC、MBC实验结果
由表 2 可以看出:葎草水提液对三种菌株存在
不同程度的抑杀作用,特别是对金黄色葡萄球菌作
用较强,其 MIC为3. 91 mg·ml -1,其次为大肠埃希
菌,其 MIC 为31. 25 mg·ml -1,对铜绿假单胞菌抑
杀作用相对较弱。
表 2 草水提液的 MIC和 MBC
菌株 阴性
浓度(mg·ml -1)
1000 500 250 125 62. 5 31. 25 15. 63 7. 81 3. 91 1. 95 阳性
MIC
(mg·ml -1)
MBC
(mg·ml -1)
大肠埃希菌 - - - - - - + + + + + + 31. 25 31. 25
金黄色葡萄球菌 - - - - - - - - - + + + 3. 91 3. 91
铜绿假单胞菌 - - - - + + + + + + + + 125. 00 250. 00
注:“ -”表示无细菌生长;“ +”表示有细菌生长。
3 讨论
葎草为民间常用中药材,服用方法多采用水煎煮
内服,因此本文以水煎液为考察对象对其抑菌效果进
行评价,并测定其药物的 MIC 和 MBC,结果表明:葎
草水提液对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的抑制、杀
灭效果要优于对铜绿假单胞菌的抑杀效果,其中对金
黄色葡萄球菌的抑杀作用最强。考虑到葎草中主要
成分为黄酮类化合物和挥发油类成分,在长时间加热
提取后,挥发油类成分损失较大,因此其抑菌成分可
能为黄酮类化合物。在提取浸泡时应注意采用冷水
浸泡,防止葎草中黄酮类及苷类成分的酶解。
实验表明,金属离子对葎草的抑菌活性有增强的
趋势,可能是高价的金属离子形成的络合物,从而增
强了其抑菌活性,以金葡菌作用最强。在中药复方中
矿物药和动物药等药材中富含金属离子,在调剂配伍
使用时,水煎液中的金属离子溶出发生络合反应而在
抑菌试验中呈现协同增效作用。
内服制剂在临床使用前都要经过灭菌处理,试验
证明葎草水提液在经过常规热压灭菌处理后,抑菌活
性稍有下降,可能与其成分的热稳定性有关,提示葎
草复方制剂应注意高压灭菌对其化学成分的影响。
中药化学成分复杂,在复方制剂水提液中可能发
生系列化学反应,提取液的 pH可随着化学反应而发
生变化。试验研究发现,葎草在和含有生物碱类等碱
性成分的中药配伍使用时,葎草的抑菌活性呈现降低
趋势(如黄连、黄柏等) ,与黄酮类等酸性化合物配伍
时抑菌活性有增强趋势(如黄芩、槐角等) ,提示葎草
水提液为酸性溶液,在酸性条件下保持游离状态能更
好的发挥抑菌活性。
抑菌试验中发现,抑菌圈大小与其相应的 MIC
值不呈现平行关系,可能是葎草中化学成分较多,各
类化合物之间的协同、拮抗作用复杂,成分之间的抑
菌强度不同所致。本实验采用三种常见的菌株进行
试验,菌株存在局限性,对细菌、真菌的抑制作用不全
面,下一步将对抑菌活性成分进行分离纯化,明确抑
菌的物质基础;另对临床分离菌株进行对比研究,扩
大葎草的临床药效价值,对开发葎草资源的临床应用
提供参考。
参 考 文 献
1 中国药典临床用药须知[S]. 2010 年版.中药饮片卷. 321-322
2 陈伟光,林霞,睢凤英,等.葎草抗结核分枝杆菌研究[J]. 时珍国
医国药,2008,19(1) :58-59
3 倪士峰,刘惠,魏博,等.葎草药学研究[J].吉林中医药,2009,29
(2) :162-163
4 陈琪,阮浩澜,黎旸,等.中药复方卫生洗剂与栓剂体内外抑菌作
用比较研究[J].中国药师,2014,17(6) :921-924
5 原江锋,王大红,何灵美,等.连翘叶提取物抑菌作用以及稳定性
研究[J].食品工业科技,2013,34(5) :57-59
6 王春娟,左国营,韩峻,等. 21 种中药的体外抗菌活性筛选[J].华
西药学杂志,2013,28(5) :479-482
7 傅瑞春,左国营,王根春,等. 20 种中草药提取物的体外抗菌作用
研究[J].时珍国医国药,2013,24(5) :1025-1027
(2014-09-05 收稿 2014-11-23 修回)
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