全 文 :第二军医大学学报 2016年2月第37卷第2期 http://www.ajsmmu.cn
Academic Journal of Second Military Medical University,Feb.2016,Vol.37,No.2
DOI:10.16781/j.0258-879x.2016.02.0236 ·短篇论著·
[收稿日期] 2015-05-03 [接受日期] 2015-08-22
[基金项目] 上海卫生系统优秀青年人才培养计划(XYQ2011030),第二军医大学专项基金(2010JS16).Supported by Outstanding Young
Talent Training Plan of Shanghai Health System(XYQ2011030)and the Special Foundation of Second Military Medical University(2010JS16).
[作者简介] 陈 俊,硕士,主管药师.E-mail:chenjuntcdj@126.com
*通信作者 (Corresponding authors).Tel:021-81875571,E-mail:guoqing_zhang91@126.com;Tel:021-81875283,E-mail:twf1231@263.net
中药奇蒿氯仿、乙酸乙酯提取物的抗菌化学组分研究
陈 俊1,徐 雷1,曹青青1,赵 亮1,崔龙久2,王 靖3,张国庆1*,谭蔚锋2*
1.第二军医大学东方肝胆外科医院药材科,上海200438
2.第二军医大学东方肝胆外科医院胆道一科,上海200438
3.第二军医大学长海医院检验科,上海200433
[摘要] 目的 研究中药奇蒿氯仿、乙酸乙酯提取部位中具有抗菌活性的具体组分。方法 采用硅胶柱层析法对奇蒿
氯仿、乙酸乙酯提取部位进行组分分离,选用临床常见致病菌通过纸片扩散法和常量肉汤稀释法对分离得到的各组分进行体
外药敏试验,通过物理化学方法进一步鉴定活性成分的结构。结果 奇蒿氯仿、乙酸乙酯部位的多个分离组分对临床常见致
病菌具有不同程度抗菌活性,活性显著的组分经结构鉴定确定为:芹菜素、异泽兰黄素、咖啡酸,其中异泽兰黄素对金黄色葡萄
球菌抗菌活性最强,其最小杀菌浓度为0.062 5mg/mL。结论 本实验方法简单、快捷,可准确有效地得到奇蒿氯仿、乙酸乙
酯活性部位的有效抗菌成分,并首次报道了异泽兰黄素的抗菌活性。
[关键词] 奇蒿;活性提取物;硅胶柱层析;抗菌实验;结构鉴定
[中图分类号] R 284.1 [文献标志码] A [文章编号] 0258-879X(2016)02-0236-06
Research on antibacterial components of chloroform and ethyl acetate extracts of Artemisia anomala
CHEN Jun1,XU Lei 1,CAO Qing-qing1,ZHAO Liang1,CUI Long-jiu2,WANG Jing3,ZHANG Guo-qing1*,TAN Wei-feng2*
1.Derpartment of Pharmacy,Eastern Hepatobiliary Surgery Hospital,Second Military Medical University,Shanghai 200438,
China
2.Derpartment of Biliary Tract Surgery(Ⅰ),Eastern Hepatobiliary Surgery Hospital,Second Military Medical University,
Shanghai 200438,China
3.Department of Clinical Diagnosis,Changhai Hospital,Second Military Medical University,Shanghai 200433,China
[Abstract] Objective To study the antibacterial components of chloroform and ethyl acetate extracts of the traditional
Chinese medicine Artemisia anomala S.Moore.Methods The chloroform and ethyl acetate extracts of Artemisia anomala S.
Moore was isolated by silica gel column chromatography.The antibiotic tests of the different isolated fractions in vitro were
performed by using Kriby-Bauer method and broth dilution method.The compound structures of the significantly active
components were identified by the method of chemical colored-reaction and spectrum analysis.Results Multiple components of
chloroform and ethyl acetate extracts of Artemisia anomala had different degrees of antibacterial activities for common
pathogenic strains in clinic.The structures of significantly active components were identified as:apigenin,eupatilin,and caffeic
acid;eupatilin had the strongest antimicrobial activity for Standard Staphylococcus aureus (ATCC25923)and Standard
Staphylococcus aureua(ATCC29213),with the minimal bactericidal concentrations being both 0.062 5mg/mL.Conclusion
The proposed method in the present study is simple and quick;it can accurately and effectively obtain the antibacterial
components of the chloroform and ethyl acetate extracts of Artemisia anomala.This study is the first to report the antibacterial
activity of eupatilin.
[Key words] Artemisia anomala;active extracts;silica gel column chromatography;antibiotic test;structure determination
[Acad J Sec Mil Med Univ,2016,37(2):236-241]
·632·
第2期.陈 俊,等.中药奇蒿氯仿、乙酸乙酯提取物的抗菌化学组分研究
菊科艾属植物奇蒿(Artemisia anomala S.
Moore)为多年生草本植物,有根和茎,全草呈现黄
酮苷反应[1]。《中国植物志》记载奇蒿在我国有1个
种,1个变种,主要分布在江苏、浙江、江西、福建等
地,又称为南刘寄奴。目前作为刘寄奴用药的植物
有9个科,32个种,经本草考证奇蒿为刘寄奴正品
应用[2]。中药奇蒿具有解暑消食、活血散瘀、敛疮消
肿等功效[3],可用于治疗跌打损伤、疮痈肿痛、淤积
不化和血淋血痢等。现代药理研究表示奇蒿具有抗
炎[4-5]、抗缺氧[6]、保肝、抗大鼠血小板凝聚等[7]作
用,临床上常采用奇蒿治疗痢疾[8]和泌尿系感染[9]
等,且奇蒿对单纯疱疹病毒(HSV)也具有良好的治
疗效果[10]。
鉴于奇蒿的临床应用,相关学者对奇蒿的有效
抗菌活性成分展开了研究。荣远明等[11]采用奇蒿
全草入药验证了奇蒿对急性细菌性痢疾的疗效。本
研究前期对奇蒿进行了系统的提取分离,完成了各
提取部位体外抗菌实验[12]。现拟进一步完成抗菌
有效单体的分离与鉴定,为深入研究有效单体的整
体药效学实验提供物质基础。
1 材 料
1.1 仪器 多功能渗漉提取器(常州市新祥天然产
物分离设备有限公司);Agilent 1100系列高效液相
色谱仪(安捷伦科技公司);Agilent 6220高分辨飞
行时间质谱仪(安捷伦科技公司),配套有标准电喷
雾离子源(ESI),分析软件分别为 MassHunter Data
Acquisition workstation 和 Qualiative Analysis
workstation;电热恒温培养箱DHP-9272型(上海益
恒试验仪器有限公司);DJ-04 粉碎机(上海淀久
公司)。
1.2 药品与试剂 中药奇蒿道地药材采购自浙江
临安(批号20140517)。80%乙醇、石油醚(PET)、
氯仿、乙酸乙酯等试剂均为分析纯(上海市第一试剂
厂);羧 甲 基 纤 维 素 钠 (carboxymethyl celulose
sodium,CMC-Na,上海赫里斯特化工有限公司)。
标准型金黄色葡萄球菌(SSA-ATCC25923,SSA-
ATCC29213),标 准 型 大 肠 埃 希 氏 菌 (SEC-
ATCC25922),标 准 型 铜 绿 假 单 胞 菌 (SPA-
ATCC27853),临床型无乳链球菌(CSA-03598276),
临床型福氏志贺菌(CSF-03475491),临床型鼠伤寒
沙门菌(CST-5002324172),水解络蛋白(mueler-
hinton,M-H)琼脂培养基、M-H 培养液 (型号:
CMO337,厂家:OXOID,英国),血平板 (型 号:
CMO331,厂 家:OXOID,英 国 )。 细 菌 SSA-
ATCC25923、SSA-ATCC29213、SEC-ATCC25922
和SPA-ATCC27853均采购于温州市康泰生物科技
有限公司。细菌 CSA-03598276、CSF-03475491和
CST-5002324172为第二军医大学长海医院检验
科在不同时期从临床标本中分离获得的致病
菌株。
2 方法和结果
2.1 奇蒿氯仿、乙酸乙酯部位分离 参照文献[12]
方法逐步提取分离得到奇蒿乙酸乙酯和氯仿部位提
取物的各组分,如图1。分离流分通过薄层层析
(thin layer chromatography,TLC)点样,合并含相
同成分的提取流分,氯仿极性部位和乙酸乙酯极性
部位各得到26个合并样品,氯仿部位合并得到样品
为A1~A26;乙酸乙酯部位合并得到样品为B1~
B26。以上样品均经过旋转蒸发仪浓缩成浸膏状,再
通过真空离心蒸发浓缩器制备成干粉状物(部分仍
为浸膏状)。所得样品均保存于1.5mL的EP管
中,60Co灭菌待用。
2.2 体外抗菌实验
2.2.1 纸片扩散法实验 称取奇蒿的氯仿提取物
及乙酸乙酯提取物各分离流分样本10mg,分别加
入助溶剂CMC-Na 1mg,采用灭菌蒸馏水溶解并加
至1mL配制成质量浓度为10mg/mL的药液。将
加有50μL药液的圆纸片放在含标准量细菌接种物
的 M-H琼脂板上,置于35℃培养箱中培养18h,测
量含药纸片周围的抑菌圈大小,以此判断抗菌作用
的强弱。设置灭菌蒸馏水及助溶剂空白对照组(取
助溶剂CMC-Na 1mg,采用灭菌蒸馏水溶解并加至
1mL),筛选出纸片扩散法中抑菌圈≥9mm(纸片直
径6mm)的抗菌流分样品,以待进一步测定样本的
最小杀菌浓度(minimal bactericidal concentration,
MBC)。
氯仿提取物和乙酸乙酯提取物分离得到的各样
本与细菌配比均进行3次平行实验,取平均值,具有
活性的样本抑菌结果见表1,无明显抑菌活性的样
本和阴性对照组均未列入表中。
·732·
第二军医大学学报 2016年2月,第37卷
图1 奇蒿的氯仿和乙酸乙酯部位提取流程
表1 奇蒿氯仿、乙酸乙酯提取物各分离样品的纸片扩散法抑菌结果
菌株
抑菌圈直径d/mm
A9 A12 A20 B1 B2 B3 B4 B6 B8 B9 B13 B17 B18
SSA-ATCC25923 16 16 14 16 16 14 16 14 18 16 6 6 6
SSA-ATCC29213 7 14 8 12 16 12 14 6 18 12 6 6 6
CSA-03598276 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 10 10 10
CSF-03475491 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 12 6 6
CST-5002324172 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 12 6 6
纸片直径为6mm
2.2.2 常量肉汤稀释法测定 MBC 接种菌液制
备:用接种环挑取3~5个形态相似的待检菌落,将
菌落接种于4~5mL的 M-H肉汤中,于35℃培养
箱中孵育2~6h。取增菌后的对数生长期菌液用
M-H肉汤校正浓度至0.5麦氏比浊标准,再将菌悬
液用 M-H肉汤进行1∶100稀释后备用。
不同浓度抗菌药物的制备和菌液接种:取无菌
试管9支排列一排,第1管加入 M-H肉汤1.6mL,
其余每管中加入 M-H肉汤1mL,在第1管中加入
10mg/mL的抗菌原药液0.4mL混匀,然后从第1
管中吸取1mL溶液至第2管,混匀后再从第2管中
吸取1mL至第3管,如此依次连续倍比稀释至第7
管,并从第7管中吸取1mL弃之,第8管为不含药
物的阳性对照管,第9管为无菌生长的阴性对照管。
·832·
第2期.陈 俊,等.中药奇蒿氯仿、乙酸乙酯提取物的抗菌化学组分研究
此时各管药物浓度依次为2、1、0.5、0.25、0.125、
0.062 5、0.031 25mg/mL。然后向各管中加入上
述制备好的接种菌液各1mL,使每管的最终菌液细
菌形成单位为5×105 CFU/mL。第1管至第7管
药物浓度分别为1、0.5、0.25、0.125、0.062 5、
0.031 25、0.015 62mg/mL。将接种好的各个浓度
药液的试管密封,置35℃孵箱中孵育16~20h。将
实验组样本、阳性对照组样本及阴性对照组样本均
放入37℃培养箱中培养48h,从每一个含有不同浓
度药物的菌液试管中取100μL菌悬液,分别加入琼
脂平板上,放37℃培养箱中培养48h,观察细菌生长
的菌落数,以无菌落形成的药液最小浓度为 MBC。
纸片扩散法实验中抑菌圈直径≥9mm的样品(A9、
A12、B2、B4、B8、B13、B17、B18)与敏感菌配对,测定
各配对样本 MBC,其中,A20、B1、B3、B6、B9因样品量
过少,未进行进一步的 MBC测试。结果见表2。
表2 奇蒿氯仿、乙酸乙酯提取物中活性抗菌分离样品的常量肉汤稀释法 MBC结果
提取物 菌株
药物浓度ρB/(mg·mL-1)
1.000 0.500 0.250 0.125 0.062 5 0.031 25 0.015 62 对照
MBC
ρB/(mg·mL-1)
A9 SSA-ATCC25923 - - - + + + + + 0.250
A12 SSA-ATCC25923 - - - - + + + + 0.125
SSA-ATCC29213 - - - - + + + + 0.125
B2 SSA-ATCC25923 - - - - + + + + 0.125
SSA-ATCC29213 - - - + + + + + 0.250
B4 SSA-ATCC25923 - - - - + + + + 0.125
SSA-ATCC29213 - - - - + + + + 0.125
B8 SSA-ATCC25923 - - - - - + + + 0.062 5
SSA-ATCC29213 - - - - - + + + 0.062 5
B13 CSA-03598276 - - - + + + + + 0.250
CSF-03475491 - - - - + + + + 0.125
CST-5002324172 - - - - + + + + 0.125
B17 CSA-03598276 - - - + + + + + 0.250
B18 CSA-03598276 - - - + + + + + 0.250
+:细菌生长;-:细菌未生长.MBC:最小杀菌浓度
2.3 活性单体化合物的结构鉴定 根据以上体外
抗菌活性筛选,样品组分A9、A12、B2、B4、B8、B13、
B17、B18均表现出一定的抗菌活性,通过 HPLC-
TOF-MS总离子流色谱图发现纯度较高的样品流分
为B4、B8、B13,且根据总离子图中信号峰质谱数据
判断可能的化合物并与之比较,如图2。通过TLC
法比较化合物B4、B8、B13与推测可能对照品的Rf
值,见图3,3个化合物与对照品的Rf值基本一致。
结合1 HNMR、13 CNMR数据,得到化合物 B4、B8、
B13分别为单体化合物芹菜素、异泽兰黄素、咖啡
酸,其结构式见图4。
2.4 活性单体化合物的相对含量测定 采用高效
液相色谱法测定奇蒿乙酸乙酯提取部位中芹菜素、
异泽兰黄素和咖啡酸的相对含量。色谱条件如下:
美国 Waters Atlantis dC18色谱柱(4.6mm ×250
mm,5μm),流动相为乙腈(A)和水(B),梯度洗脱;
A相体积分数随时间的变化为15%~20%(0~10
min),20% ~30% (10~15 min),30% ~40%
(15~30min),40%~100%(30~40min);流速1.0
mL/min;检测波长325nm;柱温25℃;进样量5
μL。色谱图见图5,其中,保留时间t=9.631min的
信号峰1为咖啡酸,t=29.317min的信号峰2为芹
菜素,t=36.161min的信号峰3为异泽兰黄素。该
3个化合物与其他化合物信号峰均基线分离。根据
峰面积归一化法计算得到总吸收峰面积 A=
225 045.3,咖啡酸、芹菜素、异泽兰黄素的峰面积分
别为3 152.5、540.9、35.6,因此3个化合物的相对
含量分别为1.401%、0.24%、0.016%。
·932·
第二军医大学学报 2016年2月,第37卷
图2 化合物B4(A)、B8(C)、B13(E)与对照品芹菜素(B)、异泽兰黄素(D)、咖啡酸(F)的总离子流图谱
图3 化合物B4(A)、B8(B)、B13(C)与对照品芹菜素(A)、异泽兰黄素(B)、咖啡酸(C)的薄层层析(TLC)图
图4 3个单体化合物的结构式
图5 奇蒿乙酸乙酯提取部位的高效液相色谱图
1:咖啡酸;2:芹菜素;3:异泽兰黄素
3 讨 论
3.1 提取部位的活性成分分析 基于前期奇蒿提
取物体外抗菌活性的实验研究结果[12],本研究对奇
蒿的抗菌有效部位展开进一步分析,结果显示组分
A9、A12、B2、B4、B8、B13、B17、B18对临床致病菌均
有显著活性,其中A9、A12为氯仿部位分离组分,其
余均为乙酸乙酯部位分离组分。对以上活性组分进
行纯度检查和结构鉴定,发现组分B4、B8、B13为单
体化合物,分别为芹菜素、异泽兰黄素、咖啡酸;其余
·042·
第2期.陈 俊,等.中药奇蒿氯仿、乙酸乙酯提取物的抗菌化学组分研究
组分均含杂质,有待后续进一步分离纯化。本研究
采用常规分离手段初步探索了奇蒿活性部位的抗菌
单体化合物,研究结果表明抗菌活性成分多集中于
乙酸乙酯提取部位,该研究结果为本次实验的重大
突破,为深入研究奇蒿的抗菌药理机制指明方向。
在后续的研究中可深入研究奇蒿乙酸乙酯部位的化
学成分,以期得到更多单体化合物。
3.2 活性结果分析 本研究采用纸片扩散法和肉
汤稀释法对分离得到的全部组分进行了抗菌实验,
此体外抗菌实验方法常规可靠,是目前体外抗菌活
性筛选的常用方法。本次实验结果显示,奇蒿氯仿、
乙酸乙酯部位的分离组分对标准型大肠埃希氏菌
SEC-ATCC25922、标 准 型 铜 绿 假 单 胞 菌 SPA-
ATCC27853均未表现出明显的抗菌活性。前期研
究[12]提示奇蒿氯仿提取物部位对SEC-ATCC25922
的 MBC为6.25mg/mL,前期研究所采用的抗菌活
性研究方法与本实验抗菌活性测试方法相同,表明
本次试验未能分析获得奇蒿中抗大肠埃希氏菌的活
性化合物,需要在后续研究中对奇蒿氯仿提取部位
中含杂质的组分或氯仿提取部位进一步分离纯化,
以寻找抗SEC-ATCC25922的活性成分。分离组分
中A9、A12、B2、B17、B18对金黄色葡萄球菌、无乳
链球菌、福氏志贺菌和鼠伤寒沙门菌具有不同程度
的抗菌活性,但未能确定其中发挥作用的具体成分,
需要进一步去除杂质,对得到的单体化合物通过化
学方法和波谱解析确定其结构。
3.3 芹菜素和异泽兰黄素抗菌分析 奇蒿氯仿、乙
酸乙酯中多个分离组分对金黄色葡萄球菌均具有显
著抗菌活性,以乙酸乙酯部位中黄酮类化合物异泽
兰 黄 素 (B8)的 活 性 最 强,其 MBC 为
0.062 5mg/mL,黄酮类化合物芹菜素(B4)对金黄
色葡萄球菌也有显著杀菌活性。本课题组拟根据这
一方向,进一步研究奇蒿中其他黄酮类化合物对金
黄色葡萄球菌的杀菌作用,同时通过整体药效学研
究,以期发现黄酮类化合物如异泽兰黄素、芹菜素对
金黄色葡萄球菌的抗菌规律和杀菌机制。本研究首
次报道了黄酮类化合物异泽兰黄素的抗菌活性,拟
在下一步研究中对其进行体内药代动力学研究。
3.4 咖啡酸抗菌分析 咖啡酸是目前研究较为广
泛的化合物,文献[13]报道咖啡酸具有抗菌、抗病毒、
降糖、降脂、调节免疫等功效,可用于治疗多种疾病。
本次研究发现咖啡酸对临床常见的无乳链球菌、福
氏志贺菌以及鼠伤寒沙门菌具有显著的抗菌活性,
其 MBC分别为0.25、0.125、0.125mg/mL,为临床
应用咖啡酸治疗相关细菌感染提供数据指导。咖啡
酸也是目前药物化学合成的热门先导化合物之一,
本研究为咖啡酸合成应用提供又一重要原料来源。
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[本文编辑] 尹 茶
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