王利利,張凱睿,范云鵬,劉迎秋,麻武仁,張為民,宋曉平
(西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,陜西 楊凌 712100)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,養(yǎng)殖業(yè)在大規(guī)模的擴(kuò)增,而由細(xì)菌引起的疾病嚴(yán)重制約畜牧業(yè)的的發(fā)展。其中大腸埃希菌和沙門菌可引起畜禽腸道感染及嚴(yán)重的腹瀉性疾病,且這兩種致病菌易產(chǎn)生耐藥性[1-3];金黃色葡萄球菌可引起心包炎、皮膚炎、肺炎等多種疾病[4];鏈球菌可引起奶牛乳房炎、豬鏈球菌病等[5-6]。臨床上常使用抗菌藥防治細(xì)菌性感染疾病,但是所帶來(lái)的藥物殘留及耐藥性也日趨嚴(yán)重,中草藥因其資源豐富、不易產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點(diǎn),成為替代抗生素的重要途徑[7]。
鵝掌楸屬(Liriodendron)植物是傳統(tǒng)的藥用植物,具有很高的藥用價(jià)值?!度珖?guó)中草藥匯編》記載以中國(guó)鵝掌楸(Liriodendronchinense)的樹(shù)皮及樹(shù)根入藥,能夠祛風(fēng)除濕,止咳消喘,用于治療風(fēng)濕關(guān)節(jié)痛,風(fēng)寒咳嗽等病癥[8]。李曉娜等[9]研究表明,北美鵝掌楸(L.tulipifera)葉乙醇提取物對(duì)金黃色葡萄球菌、糞鏈球菌、枯草芽孢桿菌等臨床分離株有不同程度抑菌;張悅等[10]通過(guò)研究6種植物粗提物對(duì)大腸桿菌的抑制作用,篩選出鵝掌楸乙醇提取物和水提物的抑制率達(dá)到70%以上。現(xiàn)代研究表明,鵝掌楸屬植物主要含有生物堿、倍半萜、黃酮、苯丙素等成分,具有抗菌、抗瘧疾、抗腫瘤等作用[11]。本試驗(yàn)采用系統(tǒng)溶劑法萃取得到雜種鵝掌楸(L.chinense×tulipifera)葉醇提物的不同部位,并通過(guò)瓊脂平板法和微量肉湯稀釋法檢測(cè)各部位的抗菌作用,以期為進(jìn)一步研究和應(yīng)用提供參考依據(jù)。
1.1.1 藥物
雜種鵝掌楸樹(shù)葉,2018年05月11日采自西北農(nóng)林科技大學(xué)南校區(qū)鵝掌楸路,清洗后自然陰干,粉碎過(guò)20目篩,密封袋保存?zhèn)溆谩?/p>
1.1.2 試驗(yàn)菌株
大腸埃希菌 ATCC25922、沙門菌 CMCC(B)50071、金黃色葡萄球菌 ATCC6538、無(wú)乳鏈球菌 ATCC12386,由西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室提供;大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌臨床分離株,從患子宮內(nèi)膜炎奶牛子宮分泌物中分離得到;沙門菌臨床分離株,由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院提供。
1.1.3 主要試劑
無(wú)水乙醇(批號(hào)2019041002),石油醚(批號(hào)2019041701),乙酸乙酯(批號(hào)2018011001),正丁醇(批號(hào)2019012101),二甲基亞砜(批號(hào)2018042601),吐溫-80(批號(hào)201801240),成都市科隆化學(xué)品有限公司;氯仿,批號(hào)180030,洛陽(yáng)昊華化學(xué)試劑有限公司;營(yíng)養(yǎng)肉湯(批號(hào)20180330),營(yíng)養(yǎng)瓊脂(批號(hào)20161016),北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司;胎牛血清,批號(hào)18090505,浙江天杭生物科技股份有限公司。
1.2.1 提取物的制備
稱取雜種鵝掌楸樹(shù)葉粉末200 g,置于圓底燒瓶中,使用體積分?jǐn)?shù)95%的乙醇加熱回流提取4次,每次2 h,藥渣用60%的乙醇提取2次,每次2 h,過(guò)濾合并濾液,減壓濃縮,得醇提浸膏57.15 g。浸膏用適量水分散,依次用石油醚(60~90 ℃)、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇萃取3~4次,每次3~4 h,減壓濃縮并回收各部位溶劑,干燥后分別制得各部位提取物[12]。其中石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇、水部位提取物分別為9.25、2.11、1.65、10.25及25.20 g。石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇部位提取物用3% DMSO和3%吐溫-80溶解,水部位提取物用蒸餾水溶解,在超凈工作臺(tái)中過(guò) 0.22μm 微孔濾膜,分別配成質(zhì)量濃度為 10 mg/mL 的藥液。干凈玻璃棒分別蘸取各藥液,點(diǎn)在pH試紙的中部,待試紙變色后,經(jīng)與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較,各藥液pH值均在6~8之間。
1.2.2 體外抗菌試驗(yàn)
供試菌液的制備:在超凈工作臺(tái)中,使用接種環(huán)將大腸埃希菌、沙門菌、金黃色葡萄球菌接種于普通營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中,鏈球菌接種于含血清的營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中,37 ℃恒溫培養(yǎng)18 h,然后挑取大腸埃希菌、沙門菌、金黃色葡萄球菌的單菌落接種于無(wú)菌普通肉湯中,鏈球菌單菌落接種于在含血清的營(yíng)養(yǎng)肉湯上,于37 ℃,180 r/min搖床中培養(yǎng)6 h后,用生理鹽水將菌液校正至0.5麥?zhǔn)媳葷針?biāo)準(zhǔn)[13]。
抑菌圈的測(cè)定:采用瓊脂平板打孔法,使用移液槍分別吸取大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、沙門菌受試菌液100 μL,加于普通營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板上,鏈球菌受試菌液 100 μL,加于含血清營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板上,迅速用玻璃涂布器在平板上均勻涂布菌液,然后在瓊脂平板上均勻打孔,孔徑6 mm,孔間距>20 mm,在酒精燈上迅速加熱,封底,將鵝掌楸不同部位提取物的受試藥液100 μL加入到各個(gè)孔中,并設(shè)置溶劑對(duì)照,于37 ℃恒溫培養(yǎng)18 h后,觀察結(jié)果,每種供試菌抑菌試驗(yàn)重復(fù)3次,測(cè)量抑菌圈平均值[14]。判定標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)抑菌圈直徑≥20 mm時(shí),表示極度敏感;當(dāng)15 mm≤抑菌圈直徑<20 mm時(shí),表示高度敏感;當(dāng)10 mm≤抑菌圈直徑<15 mm時(shí),表示中度敏感;當(dāng)6 mm≤抑菌圈直徑<10 mm時(shí),表示低度敏感或者耐藥[15]。
最小抑菌和殺菌濃度的測(cè)定:采用微量肉湯稀釋法測(cè)定鵝掌楸不同部位提取物的供試藥液對(duì)不同菌株的最小抑菌濃度(MIC)。具體方法是:使用營(yíng)養(yǎng)肉湯將菌液稀釋100倍[16],然后接種于96孔培養(yǎng)板的1~10 孔,每孔接種100 μL,之后將供試藥物加至第1孔,吹吸幾次,使孔內(nèi)溶液混勻,吸出100 μL加至第2孔,依次進(jìn)行倍比稀釋,最后第9 孔中吸出100 μL棄掉。其中第10孔加入100 μL 3% DMSO和3%吐溫-80,混勻后吸出100 μL棄掉,作為溶劑對(duì)照,第11孔為只加營(yíng)養(yǎng)肉湯100μL的對(duì)照孔,檢測(cè)培養(yǎng)基是否污染,第 12 孔為只加菌液的對(duì)照孔,檢測(cè)菌液是否生長(zhǎng)良好,重復(fù)3次[17]。接種完成后,置于37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)18 h,觀察其MIC,每孔加入5 μL 4% TTC,放置一段時(shí)間,觀察各孔是否變紅,未變紅的最后一孔的濃度為最小抑菌濃度。將最低抑菌濃度以上的幾個(gè)濃度細(xì)菌接種到固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)過(guò)夜,觀察,菌落數(shù)小于5個(gè)的最小稀釋度的藥物濃度即為最低殺菌濃度(MBC)[18]。
鵝掌楸石油醚部位提取物對(duì)沙門菌、金黃色葡萄球菌參考菌株有中等抗菌作用,抑菌圈直徑分別為 11.0、10.0 mm;氯仿部位提取物對(duì)沙門菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌參考菌株有強(qiáng)抗菌作用,抑菌圈直徑分別為18.0、16.0、17.0 mm;乙酸乙酯部位提取物對(duì)沙門菌參考菌株有中等抗菌作用,抑菌圈直徑為10.0 mm;石油醚、氯仿、乙酸乙酯部位提取物對(duì)大腸埃希菌參考菌株,乙酸乙酯部位提取物對(duì)金黃色葡萄球菌、鏈球菌參考菌株,正丁醇、水部位提取物對(duì) 4 種供試參考菌株均無(wú)抑菌作用,抑菌圈直徑為 6.0 mm(表1)。
表1 雜種鵝掌楸部位提取物對(duì)參考菌株的抑菌圈直徑 (mm)
鵝掌楸氯仿部位提取物對(duì)沙門菌臨床分離株有中等抗菌作用,抑菌圈直徑為11.0 mm;對(duì)金黃色葡萄球菌、鏈球菌臨床分離株有強(qiáng)抗菌作用,抑菌圈直徑分別為15.0、16.0 mm;氯仿部位提取物對(duì)大腸埃希菌臨床分離株,石油醚、乙酸乙酯、正丁醇、水部位提取物對(duì) 4 種供試臨床分離株均無(wú)抑菌作用,抑菌圈直徑為 6.0 mm(表2)。
表2 鵝掌楸部位提取物對(duì)臨床分離菌株的抑菌圈直徑 mm
石油醚部位提取物對(duì)大腸埃希菌、沙門菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌參考菌株的MIC分別為5、1.25、1.25、2.5 mg/mL,MBC分別為5、2.5、2.5、2.5 mg/mL;氯仿部位提取物MIC分別為5、0.625、0.312 5、0.625 mg/mL,MBC分別為5、1.25、0.312 5、1.25mg/mL;乙酸乙酯部位提取物MIC均別為2.5 mg/mL,MBC 分別為 2.5、5、5、5 mg/mL(表3)。
表3 鵝掌楸部位提取物對(duì)參考菌株的MIC和MBC mg/mL
石油醚部位提取物對(duì)大腸埃希菌、沙門菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌臨床分離株的 MIC分別為 5、2.5、1.25及2.5 mg/mL,MBC分別為 5、5、2.5及2.5 mg/mL;氯仿部位提取物MIC分別為 5、1.25、0.312 5、0.62 5 mg/mL,MBC分別為 5、2.5、0.312 5及1.25 mg/mL;乙酸乙酯部位提取物 MIC分別為 2.5、5、1.25、2.5 mg/mL,MBC分別為 2.5、5、5及5 mg/mL(表4)。
表4 鵝掌楸部位提取物對(duì)臨床分離菌株的MIC和MBC mg/mL
中藥化學(xué)成分及其復(fù)雜,每味中藥都含有多類化學(xué)成分,在進(jìn)行中藥活性成分提取時(shí),通常依據(jù)相似相溶的原理來(lái)制備提取物[19]。楊國(guó)旭[20]對(duì)雜交鵝掌楸莖皮的醇提物進(jìn)行了不同溶劑溶解分段,并證明了雜交鵝掌楸莖皮的二氯甲烷粗提部分對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌具有抑菌作用,抑菌率48.8%。趙亞琦等[21]用瓊脂稀釋法檢測(cè)鵝掌楸樹(shù)皮及葉片提取物抑菌作用,結(jié)果表明鵝掌楸樹(shù)皮和樹(shù)葉提取物對(duì)大腸埃希菌、綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌和糞鏈球菌有明顯抑菌效果。另有研究表明,鵝掌楸心材的醇提物以及番荔枝堿(anonaine)和鵝掌楸堿(liriodenine)等對(duì)多種細(xì)菌具有抑制作用[22-23]。
本試驗(yàn)通過(guò)雜種鵝掌楸葉各系統(tǒng)提取物的抗菌作用研究,發(fā)現(xiàn)雜種鵝掌楸葉提取物對(duì)沙門菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌有不同程度的抗菌作用,其中氯仿部位提取物作用最強(qiáng),對(duì)沙門菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌有強(qiáng)抗菌作用,說(shuō)明其抗菌活性成分屬于極性較小的化合物;石油醚和乙酸乙酯部位提取物對(duì)沙門菌、乙酸乙酯部位提取物對(duì)金黃色葡萄球菌有中等抑菌作用,說(shuō)明石油醚和乙酸乙酯部位也含有抗菌活性成分。對(duì)于試驗(yàn)中出現(xiàn)抑菌圈與MIC結(jié)果不一致的原因,分析可能是因?yàn)樗幬锝?jīng)稀釋后,抑菌效果有些減弱的快,有些減弱的慢,另外發(fā)揮抑菌作用的化學(xué)成分在結(jié)構(gòu)上也不相同,導(dǎo)致在肉湯或瓊脂中擴(kuò)散速度不同,在后續(xù)研究中,將對(duì)氯仿活性部位進(jìn)行分離純化,以期為雜種鵝掌楸葉抗菌成分的研究及應(yīng)用提供參考依據(jù)。