全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 12 期 2013 年 6 月

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板蓝根抑菌活性部位的谱效关系研究
胡晓燕 1, 2, 3，刘明华 1，孙 琴 1*，张诗静 1，姜 黎 1
1. 泸州医学院药学院 中药制剂教研室，四川 泸州 646000
2. 南充市中心医院 川北医学院第二临床医学院 中药剂科，四川 南充 637000
3. 泸州医学院药学院 药理教研室，四川 泸州 637000
摘 要：目的 明确板蓝根 Isatidis Radix 抑菌活性的物质基础。方法 采用管碟法，以抑菌系数作为评价指标，检测板蓝根
总提取物、总有机酸部位、总生物碱部位、总核苷部位、总蒽醌部位对大肠杆菌 AG100A 的抑制作用，确定抑菌活性最强
部位后，建立 10 批不同产地板蓝根样品的 HPLC 指纹图谱，应用主成分分析法将 HPLC 指纹图谱共有峰的峰面积与抑菌系
数进行相关分析。结果 板蓝根总有机酸部位对大肠杆菌 AG100A 的抑菌作用最强，对其建立的 HPLC 指纹图谱有共有峰
21 个，与抑菌作用关系密切的 6 个共有峰分别为 2、10、16、18、20、21 号，其中 10、18 号分别为水杨酸和苯甲酸。结论
板蓝根总有机酸部位有较强的抑菌活性，其中苯甲酸、水杨酸等化学成分与抑菌活性关系密切。
关键词：板蓝根；抑菌活性；指纹图谱；谱效关系；总有机酸部位；主成分分析
中图分类号：R282.710.5 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2013)12 - 1615 - 06
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.12.018
Spectrum-effect relationship of antibacterial extracts from Isatidis Radix
HU Xiao-yan1, 2, 3, LIU Ming-hua1, SUN Qin1, ZHANG Shi-jing1, JIANG Li1
1. Preparation Staff Room of Chinese Medicine in Department of Pharmacy, Luzhou Medical College, Luzhou 646000, China
2. Department of Chinese Medicine Pharmacy of Nanchong Central Hospital, the Second Affiliated Hospital of North Sichuan
Medical College, Nanchong 637000, China
3.Staff Room of Pharmacology in Department of Pharmacy, Luzhou 637000, China
Abstract: Objective To study the active components with anti-bacterial effect in Isatidis Radix. Methods Using cylinder-plate
method with bacteriostatic coefficient as the index, the anti-Escherichia coli AG100A effects of five extracts (total extract, tatal
organic acid extract, total alkaloids extract, tatal nudeoside extract, and total anthraquinone extract) from Isatidis Radix were studied.
After the determination of the most active extract, HPLC fingerprints on 10 batches of Isatidis Radix from different habitats were
established. The correlations between areas of common peaks and bacteriostatic coefficients were analyzed by principal component
analysis (PCA). Results The total organic acid extract showed the best anti-bacterial effect, with 21 common peaks in HPLC
fingerprint. The results of the PCA demonstrated that the common peaks 2, 10, 16, 18, 20, and 21 were connected closely with the
antibacterial activity, among which the common peaks 10 and 18 were proved to be salicylic acid and benzoic acid, respectively.
Conclusion The total organic acid extract from Isatidis Radix shows the significant antibacterial effect, in which salicylic acid and
benzoic acid are the active chemical constituents with the antibacterial activity.
Key words: Isatidis Radix; antibacterial activity; fingerprint; spectrum-effect relationship; total organic acid extract; principal
component analysis

板蓝根 Isatidis Radix 为十字花科植物菘蓝
Isatis indigotica Fortune 的干燥根，具有清热解毒、
凉血利咽的功效。现代药理学研究表明，抑菌是板
蓝根的主要药理功效之一，但药效物质基础尚不明
确。本实验借助统计学方法，将板蓝根抑菌活性部
位指纹图谱质和量的特征与药效信息相联系并确定
成分对药效贡献的大小，为阐明板蓝根抑菌作用的
药效物质基础提供实验依据。

收稿日期：2012-12-06
基金项目：国家自然科学基金资助项目（30873381）
作者简介：胡晓燕（1986—），女，四川广安人，硕士，中药师，主要从事中药制剂与质量分析研究。
*通信作者 孙 琴 Tel: (0830)3162291 E-mail: sdy-0502@126.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 12 期 2013 年 6 月

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1 材料
1.1 药品与试剂
10 批板蓝根药材经泸州医学院生药教研室税
丕 先 教 授 鉴 定 为 十 字 花 科 植 物 菘 蓝 Isatis
indigotica Fortune 的干燥根，来源及产地见表 1。
庆大霉素（批号 190326-200914，638 U/mg）及其
抗生素检定培养基 II 号（批号 100105，pH 7.9±
0.1），北京三药科技开发公司；水杨酸对照品（批
号 100106-200303），经 HPLC 法测定质量分数＞
98%，苯甲酸对照品（批号 100419-200301），经
HPLC 法测定质量分数＞98%，均由中国药品生物
制品检定所提供；丁香酸（批号 SB0919），经 HPLC
法测定质量分数＞98%，上海生工生物工程技术服
务有限公司。
表 1 板蓝根药材来源
Table 1 Sources of Isatidis Radix
编号 来 源 产地
S1 安徽阜阳白云山 GAP 基地 安徽阜阳
S2 安徽亳州中药材市场 安徽太和
S3 甘肃陇西中药材市场 甘肃陇西
S4 四川泸州老百姓大药房 湖南长沙
S5 四川泸州老百姓大药房 湖南长沙
S6 山东临沂中药材市场 山东临沂
S7 四川泸州百草堂中药饮片公司 河北祁新
S8 四川泸州百草堂中药饮片公司 河北玉田
S9 黑龙江三颗针药材市场 黑龙江大庆
S10 内蒙古赤峰市牛营子中药材市场 内蒙古赤峰

1.2 细菌
大肠杆菌 G100A，由第三军医大学药理教研室
惠赠。
1.3 仪器
Agilent 1260 分析兼半制备型高效液相色谱仪
（包括在线脱气机、自动进样器、DAD 检测器、柱
温箱、馏分收集器、Agilent ChemStation 色谱工作
站）、Zorbox XDB C18 色谱柱（250 mm×4.6 mm，5
μm）、Zorbox XDB C18 色谱柱（250 mm×9.4 mm，
5 μm），美国 Agilent 公司；400 MHz 和 600 MHz
型 Bruker Avance 核磁共振仪，德国 Bruker 公司；
AS3120A 超声仪，天津奥特赛恩斯仪器有限公司；
QE—200 粉碎机，武义县屹立工具有限公司；
FA2104N 型电子分析天平，上海民桥精密科学仪器
有限公司。
2 方法与结果
2.1 板蓝根提取部位制备
2.1.1 总提取物 称取 S1 号板蓝根药材样品粉末
（过 4 号筛）500.0 g，依次用 8、6、6 倍量的 70%
乙醇加热回流提取 2、1.5、1.5 h，回收乙醇，浓缩
至适当体积，减压浓缩得流浸膏，60 ℃真空干燥，
得总提物粉末 105.2 g，平均分成 5 份，备用。
2.1.2 总有机酸部位[1-2] 取总提取物粉末 1 份，加
适量蒸馏水溶解并调至 pH 为 9，过 717 强碱性阴离
子交换树脂，水洗至无色后用 1 mol/L 的酸性醇（盐
酸在乙醇中的浓度为 1 mol/L）洗脱，洗脱液回收醇
后调至 pH 为 4，过 732 强酸性阳离子交换树脂，流
出液减压浓缩，60 ℃真空干燥得到板蓝根总有机酸
部位。酚酞指示剂法滴定，以水杨酸计算，得总有
机酸质量分数为 81.47%。
2.1.3 总生物碱部位[3] 取总提取物粉末 1 份，加
适量蒸馏水溶解并调至 pH 为 4，过 732 强酸性阳离
子交换树脂，水洗无色后用 1 mol/L 的氨性醇洗脱，
洗脱液加热挥去氨，回收乙醇后调至 pH 为 9，过
717 强碱性阴离子交换树脂，流出液减压浓缩，60
℃真空干燥得到板蓝根总生物碱部位。甲基红-溴甲
酚绿指示剂法滴定，以含硫生物碱表告依春计算，
得总生物碱质量分数为 51.11%。
2.1.4 总核苷部位[4] 取总提取物粉末 1 份，加适
量蒸馏水溶解，加入到预先处理好的 HDP450 型大
孔吸附树脂，水洗至无色后用 50%乙醇洗脱，收集
洗脱液，减压浓缩，60 ℃真空干燥得到板蓝根总核
苷部位。紫外分光光度法测定其 260 nm 处吸光度，
以腺苷计，得总核苷类质量分数为 70.93%。
2.1.5 总蒽醌部位[5-6] 取总提物粉末 1 份，加适量
蒸馏水溶解，加入到预先处理好的 WLD 型大孔吸
附树脂，用 1 倍柱体积的 70%乙醇洗脱，减压浓缩，
60 ℃真空干燥得到板蓝根总蒽醌部位。参照文献方
法[7]，采用醋酸镁甲醇溶液比色法测定，以大黄素
计算，得总蒽醌质量分数为 46.70%。
2.2 供试品溶液的制备
分别取上述不同部位样品粉末，加 25% DMSO
溶解、定容，配制成生药 2.0 g/mL 的供试品溶液，
临用前无菌滤过。
2.3 对照品溶液的制备
称取硫酸庆大霉素粉末（638 U/mg）47 mg，
精密称定，用灭菌水溶解并定容至 100 mL，得 0.47
mg/mL（300 U/mL）硫酸庆大霉素液溶。取上述溶
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液 1 mL，用灭菌水溶解并定容至 100 mL，得 3.0
U/mL 的庆大霉素对照品溶液，冷冻保存备用。
2.4 抑菌活性检测
抑菌活性检测按照《中国药典》2010 年版二部
“抑制生素微生物检定法-管碟法”操作进行[8]。测
定时取铺有菌层的双碟，在每 1 双碟中以等距离均
匀放置 4 或 6 个牛津杯，在牛津杯中分别加入 275
μL 庆大霉素对照品溶液、供试品溶液后，用陶瓦圆
盖覆盖[9]。37 ℃培养 15 h 后取出，用游标卡尺测
量抑菌圈直径，计算抑菌系数（抑菌系数＝供试品
的抑菌圈直径/同一培养皿中庆大霉素的抑菌圈直
径）[10]。数据以 ±x s 表示，采用 SPSS 11.5 统计软
件进行分析，用方差分析中均数的两两比较法比较
各部位抑菌作用的差异。结果见表 2。
表 2 板蓝根 1 号药材各提取部位对大肠杆菌AG100A的抑
菌活性 ( ± = 6x s , n )
Table 2 Antibacterial activity of each fraction in Isatidis
Radix No. 1 on E. coli AG100A ( ± = 6x s , n )
组 别
ρ /
(g·mL−1)
抑菌圈直径 /
mm
抑菌系数
总提取物 2.0 18.15±1.03 0.87±0.017*
总有机酸部位 2.0 18.92±1.18 0.90±0.022
总生物碱部位 2.0 16.80±1.08 0.80±0.027*
总核苷部位 2.0 13.97±1.04 0.66±0.020*
总蒽醌部位 2.0 14.34±0.41 0.69±0.037*
庆大霉素 3.0 U/mL 20.96±0.98
与总有机酸部位组比较：*P＜0.05
*P < 0.05 vs total organic acid extract group
由表 1 可知，以板蓝根总提取物为参照，以抑
菌系数为指标，板蓝根各提取部位抑制大肠杆菌
AG100A 作用的强度顺序为：总有机酸部位＞总提
物部位＞总生物碱部位＞总蒽醌部位＞总核苷部
位。总有机酸部位抑菌系数与其他提取部位相比均
有显著差异（P＜0.05），提示板蓝根总有机酸部位
为抑菌活性最强。
2.5 不同产地板蓝根总有机酸部位抑菌活性检测
取 10 批板蓝根药材，按“2.1.2”项方法制备总
有机酸部位，按“2.2”项方法制备供试品溶液（质
量浓度均为生药 2.0 g/mL）。取铺有菌层的双碟，平
行操作 6 份，在每 1 双碟中以等距离均匀放置 4 个
牛津杯，在每 1 双碟中对角的 2 个牛津杯中分别滴
加同一批总有机酸部位供试品溶液或庆大霉素对照
品溶液，用陶瓦圆盖覆盖，按“2.4”项下方法操作，
测各药液的抑菌圈直径，计算抑菌系数。结果见表 3。
表 3 10 批板蓝根药材有机酸部位抑菌活性 ( ± = 6x s , n )
Table 3 Antibacterial effects of total organic acid fraction
from 10 batches of Isatidis Radix ( ± = 6x s , n )
抑菌圈直径 / mm
编 号 板蓝根总有
机酸部位
庆大霉素
抑菌系数
S1 14.34±0.82 20.28±0.96 0.71±0.025
S2 16.45±0.60 21.15±1.02 0.78±0.020
S3 19.41±0.61 20.28±0.77 0.96±0.040
S4 21.15±0.59 20.33±0.60 1.04±0.051
S5 14.04±0.66 20.73±0.44 0.68±0.034
S6 18.97±1.13 21.02±1.38 0.90±0.030
S7 20.82±1.26 20.47±0.95 1.02±0.028
S8 15.79±0.83 20.89±1.47 0.76±0.023
S9 15.87±0.98 20.61±1.02 0.77±0.027
S10 23.60±1.48 20.52±1.31 1.15±0.022

2.6 板蓝根总有机酸部位 HPLC 指纹图谱的建立
2.6.1 供试品溶液的制备 制备方法同“2.2”项。
2.6.2 对照品溶液的制备 精密称取干燥至恒定质
量的苯甲酸、水杨酸、丁香酸对照品适量，分别置
10 mL 量瓶中，用色谱纯甲醇溶解并稀释至刻度，
置超声波清洗器中混匀，并经 0.45 μm 滤膜滤过，
即为混合对照品溶液（苯甲酸 0.22 mg/mL，水杨酸
0.16 mg/mL，丁香酸为 0.32 mg/mL）。
2.6.3 色谱条件 色谱柱为 Zorbox XDB C18色谱柱
（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流动相为甲醇（A）-0.4%
磷酸水溶液（B），线形梯度洗脱，洗脱程序为 0～
40 min，10%～40% A，40～60 min，40%～60% A；
检测波长 254 nm；体积流量 0.8 mL/min，柱温 30
℃；进样量 10 μL。
2.6.4 方法学考察 对上述实验条件进行方法学考
察，结果表明仪器的精密度、稳定性和方法的重复
性良好，回收率的 RSD 值均小于 3.0%。图谱的测
定时间定为 60 min，且空白无干扰。当检测波长为
254 nm 时，色谱峰的响应值普遍比较大，峰形较好，
基线稳定，得到的信息量充分。
2.6.5 样品测定 分别精密吸取混合对照品溶液及
10 批板蓝根药材总有机酸部位供试品溶液 10 μL，按
“2.6.3”项下色谱条件测定。选择峰面积较大、在绝
大部分样品中均存在的 18 号色谱峰为参照峰（S），
以各色谱峰与参照峰的相对保留时间为定性参数，
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10批板蓝根药材总有机酸部位的色谱图中有21个共
有峰（图 1）。经与对照品对照，指认了（样品 S2
总有机酸部位的色谱图）其中 3 个色谱峰，分别为
水杨酸（10 号，保留时间 23.33 min）、丁香酸（14
号，保留时间 30.31 min）、苯甲酸（18 号，保留时
间 33.21 min）（图 2）。
2.7 谱效关系分析[11]
以 10 批板蓝根药材有机酸部位的 HPLC 指纹
图谱为研究对象，对共有峰（1～21）峰面积所代表
化合物与其抑菌活性的关系进行分析，以 SPSS 11.5


图 1 不同产地板蓝根总有机酸部位 HPLC 指纹图谱
Fig. 1 HPLC fingerprint of total organic acid fraction from Isatidis Radix in different habitats

10-水杨酸 14-丁香酸 18-苯甲酸
10-salicylic acid 14-syringic acid 18-benzoic acid
图 2 水杨酸、丁香酸、苯甲酸混合对照品溶液 (A) 与板蓝
根 2 号药材有机酸部位 (B) 的 HPLC 图
Fig. 2 HPLC chromatograms of mixed reference substances
of salicylic acid, syringic acid, and 18-benzoic acid
(A) and total organic acid fraction from Isatidis
Radix No. 2 (B)
统计软件进行主成分分析。结果见表 4、5。
主成分分析结果表明，第 1、2、3、4 个主成分
的贡献率分别为 54.013%、19.081%、8.494%、8.156%，
累计贡献率为 89.744%，即前 4 个主成分包含了原
有变量 85%以上的信息。系数的绝对值越大，说明
该主成分受该指标的影响也较大。在第 1 主成分中，
10、20、21 号共有峰的绝对值差异很小，均对第 1
主成分有较大影响，2、18、16 则分别对第 2、3、4
主成分有较大影响，因此，决定 4 个主成分大小的
主要共有峰总计为 6 个，即 2、10、16、18、20、
21 号峰，这 6 个峰可较大程度地表征有机酸部位的
整体信息。
3 讨论
大肠杆菌 AG100A 是国际常用的抑菌试验测试
菌株，缺乏基因编码 AcrAB，对药物抑菌作用非常
敏感，敏感性通常是其他菌株的数倍[12-13]。
因部分供试品溶液在纯水中溶解不够完全，故
用一定比例的 DMSO 助溶。分别考察了 5%、15%、
25%、50%、75%、100% DMSO 对样品的溶解性能

10
14
18
1
2
3
4 5
6
7 8 9
10
11 12 13 14
15
16 17
18
19 20 21
A
B
0 8.70 17.39 26.09 34.78 43.48 52.18 60.87
t / min
0 8.70 17.39 26.09 34.78 43.48 52.18 60.87

S10
S9
S8
S7
S6
S5
S4
S3
S2
S1
0 8.70 17.39 26.09 34.78 43.48 52.18 60.87
t / min
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14 16
15
17
18
19
20
21
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表 4 10 批板蓝根药材指纹图谱主成分分析
Table 4 Principal component analysis on fingerprints in 10 batches of Isatidis Radix
初始特征根值 抽提主成分特征根值
共有峰
特征根值 贡献率 / % 累积贡献率 / % 特征根值 贡献率 / % 累积贡献率 / %
1 11.343 54.013 54.013 11.343 54.013 54.013
2 4.007 19.081 73.094 4.007 19.081 73.094
3 1.784 8.494 81.587 1.784 8.494 81.587
4 1.713 8.156 89.744 1.713 8.156 89.744
5 0.773 3.679 93.423
6 0.484 2.303 95.726
7 0.436 2.078 97.804
8 0.313 1.488 99.293
9 0.149 0.707 100.000
10 3.504×10−16 1.668×10−15 100.000
11 2.571×10−16 1.224×10−15 100.000
12 1.883×10−16 8.966×10−16 100.000
13 1.119×10−16 5.331×10−16 100.000
14 6.164×10−17 2.935×10−16 100.000
15 −6.087×10−17 −2.899×10−16 100.000
16 −1.599×10−16 −7.616×10−16 100.000
17 −2.511×10−16 −1.196×10−15 100.000
18 −3.143×10−16 −1.496×10−15 100.000
19 −5.110×10−16 −2.433×10−15 100.000
20 −1.116×10−15 −5.316×10−15 100.000
21 −2.488×10−15 −1.185×10−14 100.000

表 5 前 4 个主要成分与 21 个峰之间相关矩阵分析
Table 5 Correlation matrix analysis on former four main components and 21 common peaks
主成分与各峰的相关系数
共有峰
成分 1 成分 2 成分 3 成分 4
1 0.498 0.589 −0.130 0.421
2 −0.021 0.837 0.134 −0.201
3 0.491 0.732 0.059 0.156
4 0.958 0.116 0.172 −0.004
5 0.911 −0.311 0.092 −0.161
6 0.836 −0.400 0.202 0.008
7 0.743 −0.327 −0.008 −0.083
8 0.091 −0.606 0.745 −0.045
9 0.932 −0.253 −0.011 0.099
10 0.966 −0.086 0.072 −0.101
11 0.791 −0.047 −0.035 0.507
12 0.278 0.784 −0.218 −0.420
13 0.679 0.660 0.134 −0.114
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续表 5
主成分与各峰的相关系数
共有峰
成分 1 成分 2 成分 3 成分 4
14 0.890 0.239 0.219 −0.278
15 0.927 0.264 −0.082 −0.203
16 −0.087 0.312 0.106 0.889
17 0.812 −0.124 −0.365 0.170
18 −0.141 0.503 0.773 0.055
19 0.824 −0.152 −0.474 −0.054
20 0.965 −0.138 0.106 −0.010
21 0.965 −0.145 0.085 0.160

及其抑菌效应，结果发现 25% DMSO 对样品溶解性
好，且未产生抑菌圈，故选用浓度为 25%的 DMSO
作为溶剂对检测抑菌活性的供试品溶液进行溶解。
本实验建立板蓝根 HPLC 指纹图谱，并进行了
谱效关系分析，系统地比较了板蓝根不同提取部位
的抑菌作用，筛选出总有机酸部位为抑制大肠杆菌
AG100A 的最强部位。在能较大程度表征板蓝根总
有机酸部位整体信息的 6 个共有峰中，10、18 号峰
分别为水杨酸和苯甲酸，表明苯甲酸、水杨酸与板
蓝根抑菌作用关系密切。属于 6 个共有峰之外的 14
号峰为丁香酸，其是否与板蓝根抑菌作用有关，尚
需进一步研究。
志谢：加拿大卫生部药品与食品局李显志研究
员、第三军医大药理教研室周红老师为本课题提供
大肠杆菌 AG100A 菌株。
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