伍麥爾·麥海提,古力拜克然木·阿吾提
(1.新疆生產(chǎn)建設兵團塔里木動物疫病診斷與防控工程實驗室,新疆阿拉爾 843300;2.阿克蘇地區(qū)動物疫病控制診斷中心,新疆阿克蘇 843000;3.阿克蘇地區(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所,新疆阿克蘇 843000)
鹽穗木(Halostachys caspica)是黎科(Chenopodi?aceae)鹽穗屬(HalostachysC.A.Mey)植物[1],分布于吐魯番的托克遜、南疆的塔克拉瑪干沙漠(英吉沙、阿克蘇、和田)及其周邊荒漠地區(qū)[2],生長在荒漠及半荒漠的沙漠地、鹽堿地、湖泊等。鹽穗木對鹽堿地有較好的耐受性,具有耐鹽、耐堿、耐干旱、沙埋、抗風等特點[3]。鹽穗木常應用于荒漠、半荒漠地區(qū)的防沙固土、控制沙塵暴、改善環(huán)境條件[4]等。
南疆地區(qū)氣候干燥,生態(tài)脆弱,沙漠化和鹽堿化很嚴重。飼料資源短缺阻礙了當?shù)匦竽翗I(yè)的發(fā)展,鹽穗木的飼料作用在一定程度解決了這個困難。粗飼料是草食家畜飼料中直接影響動物生長和生產(chǎn)性能的組成成分。鹽穗木具有較大的飼料和藥物價值,含有可溶性鹽分、灰分、粗蛋白,能滿足家畜動物的營養(yǎng)需求,用鹽穗木飼喂卡拉庫爾羊,能顯著增加其體重[5]。
金黃色葡萄球菌(S.aureus)是典型的革蘭氏陽性病原體,廣泛分布于自然界[6]。金黃色葡萄球菌是葡萄球菌屬成員之一,最早是在一位病人潰瘍的膿瘡中發(fā)現(xiàn),其引起的疾病表現(xiàn)出高發(fā)病率及高死亡率,金黃色葡萄球菌所帶來的危害僅次于大腸埃希菌(E.coli)[7]。它可引起多種人類疾病,如骨髓炎、心內(nèi)膜炎、毛囊炎、敗血癥、壞死性肺炎、膿毒血癥等全身性感染,甚至機體死亡[8]??股啬退幮砸鸾瘘S色葡萄球菌耐藥性經(jīng)常發(fā)生,在抗菌譜分析中,鹽穗木提取物對枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和金黃色葡萄球菌抑菌作用明顯[9],鹽穗木的乙酸乙酯、正丁醇提取物具有明顯的抗菌活性。
研究鹽穗木正丁醇萃取物單體對金黃色葡萄球菌細胞壁結(jié)構(gòu)完整性的影響,有助于揭示鹽穗木的抑菌機理。鹽穗木的研究領域涉及生態(tài)學、藥物化學及抑菌作用等方面,抑菌機理研究較少,為解決細菌耐藥性,試驗研究了鹽穗木正丁醇萃取物的抑菌機理,對促進南疆經(jīng)濟發(fā)展具有實際意義[10],為合理開發(fā)鹽穗木飼料及新植物資源和新獸藥的研發(fā)奠定基礎。
金黃色葡萄球菌是人類和家畜感染的主要致病菌之一[11]。細菌耐藥性已成為臨床醫(yī)藥上比較棘手的問題,所以,用于治療金黃色葡萄球菌感染的新型藥物缺乏問題急待解決。前期試驗選擇了多種植物進行抑菌試驗,結(jié)果表明,鹽穗木對金黃色葡萄球菌抑菌效果明顯,抑菌效果強于黃連素,對大腸桿菌也有明顯的抑菌作用。故以鹽穗木為研究材料,分離活性單體,篩選抑菌有效成分,測定其抑菌譜和抑菌效價,為鹽穗木的綜合利用奠定理論基礎。
新疆阿拉爾市周邊地區(qū)采集鹽穗木,采用隨機取樣法取地面部分的莖、葉或子實等,自然陰干,粉碎備用。
甲醇、無水乙醇、氯仿、75%乙醇、正丁醇、氫氧化鈉、乙酸乙酯、蒸餾水、鹽酸、柱層析硅膠,其他試劑為常規(guī)分析純試劑。
N-1300D-WB 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;KQ-500DE 型高功率數(shù)控超聲波清洗儀;紫外分光光度計;氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀;SW-CJ-2FD 超凈工作臺(BAOXUN);電子天平(梅特勒托利多有限公司);高壓滅菌鍋(HI?RAYAMA);THZ-82A 水平搖床(金壇市醫(yī)療儀器廠);DHG-9245A 型電熱恒溫鼓風干燥箱;HPX-9052MBE 數(shù)顯電熱培養(yǎng)箱;HH-S4 數(shù)顯恒溫水浴鍋(江蘇金怡儀器科技有限公司);SHZ-D(III)循環(huán)水式多用真空泵;高速萬能粉碎機;恒溫培養(yǎng)振蕩器。
1.4.1 固體培養(yǎng)基 Mueller-Hinton 瓊脂(g/L):牛肉浸粉6.0,可溶性淀粉1.5,酸水解酪蛋白17.5,瓊脂17.0,pH 7.3±0.1,冷卻至25 ℃。
1.4.2 鹽穗木培養(yǎng)基 稱鹽穗木粉末42.0 g,加熱后溶解于1 000 mL 蒸餾水中,121 ℃高壓滅菌15 min,待冷至50 ℃時,傾入無菌平皿,備用。
1.5.1 正丁醇萃取物的提取 自然風干的鹽穗木用中藥粉碎機(型號FW177,粉碎目數(shù)60~200 目,轉(zhuǎn)速24 000 r/min)粉碎,取鹽穗木粉碎樣品400 g 于廣口瓶中。加入75%的乙醇浸泡6~7 h,后用KQ-500DE 型超聲波清洗器處理60 min(水溫38~40 ℃,水位92 mm,功率100%),趁熱抽濾,收集濾液,蒸出的乙醇浸泡過濾留下的鹽穗木,減壓回收得乙醇浸膏提取物。乙醇浸膏加適量2%鹽水攪拌溶解,過濾除去難溶性物質(zhì),再加NaOH 調(diào)節(jié)pH 9~10(堿性),過濾于分液漏斗,加上500 mL 氯仿,混勻靜置分層(一般15~20 min),分層液體的上面是蒸餾水,下面是氯仿液,將氯仿液倒入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)(60 ℃),回收氯仿進行萃取,至氯仿萃取液無色即為氯仿萃取物。依次加入氯仿、乙酸乙酯、正丁醇進行萃取。
1.5.2 正丁醇萃取物單體的提取 取適量正丁醇萃取物于蒸發(fā)皿并加5 mL 甲醇溶解,然后加10 g 硅膠混勻完全溶解,置于恒溫水浴鍋上至完全烘干得到正丁醇萃取物硅膠顆粒。硅膠用洗脫機充分溶解裝柱至層析柱的2/3。洗脫劑用甲醇、氯仿、乙酸乙酯以1∶2∶1 比例配置。干法上樣,錐形瓶接出濾液,控制洗脫劑的流速,不宜太快,控制在5 mL/min,收集萃取液,直至無色為止,每瓶100 mL,濾液減壓回收編號待用。收集萃取液用小型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā),將各個收集液濃縮至5 mL 小瓶中,蒸干后的物質(zhì)備用。各個萃取物按此方法重復多次,即可得到正丁醇萃取物的單體。
1.5.3 正丁醇萃取物單體MBC 和MIC 的測定 取鹽穗木的正丁醇萃取物單體,用蒸餾水溶解膏體,配成250 mg/mL 的正丁醇萃取物溶液。用倍比稀釋法制成250 、125、62.5 、31.25 、15.6 、7.8、0 mg/mL。分別吸取1 mL 至7 支試管中,分別加入970 μL 培養(yǎng)液和30 μL 106CFU/mLS.aureus菌液,使1~7 號試管中藥液的終濃度分別為125.00、62.50、31.25、15.60、7.80、3.90、0 mg/mL。于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)16~24 h,均勻涂布接種于固體培養(yǎng)基上,培養(yǎng)16~24 h后觀察結(jié)果。以菌落數(shù)出現(xiàn)最少的最大萃取物濃度為最低抑菌濃度(MIC),以無菌落生長的最小萃取物濃度為最低殺菌濃度(MBC)[12]。
1.5.4 紙片法評價正丁醇萃取物單體的抑菌效果鹽穗木單體藥物濃度為125.00、62.50、31.25、15.60、7.80、3.90、0 mg/mL,采用紙片法做藥敏試驗。根據(jù)抑菌圈直徑的大小來判斷S.aureus對藥液敏感程度,判斷標準如下[13,14]。抑菌圈直徑≥20 mm 為極敏;15 mm≤抑菌圈直徑<20 mm 為高敏;10 mm≤抑菌圈直徑<15 mm 為中敏;5 mm≤抑菌圈直徑<10 mm 為低敏;抑菌圈直徑<5 mm 表示呈耐藥,無抑菌效果。
1.5.5 正丁醇萃取物單體的結(jié)構(gòu)鑒定 GC-MS 色譜柱AB-5MS 5% Phe-nyL-95% Dimethylpolysilox?ane。(30 m×0.25 mm×0.25 mm)彈性毛細管柱;柱溫60 ℃,10.5 ℃/min 升溫至300 ℃,保留5 min;汽化差溫度250 ℃;載氣為高純He(99.999%);柱前壓52.54 kPa、載氣洗量1.0 mL/min;分流比20∶1,溶劑延遲3 min。
離子源為EI 源,離子源230 ℃,四級桿150 ℃,電子能量70 eV,發(fā)射電源流34.6 μA;倍增器電壓1 125 V;接口溫度280 ℃;質(zhì)量范圍20~450 amu。
Nist2005 和Wiley275 譜序檢查。
如表1 所示,1 號、2 號、3 號紙片法藥敏試驗的抑菌圈直徑分別為18.0、15.4、14.3 mm,敏感度分別為高敏、高敏、中敏,4 號為低敏。
表1 紙片法評價正丁醇萃取物單體抑菌效果
如表2 所示,鹽穗木正丁醇萃取物單體具有顯著的抑菌特性,隨著單體藥物濃度增大,抑菌圈也越來越大,表明抑菌效果更好。5~7 號培養(yǎng)基細菌生長較好,金黃色葡萄球菌對該濃度表現(xiàn)為耐藥性。4號培養(yǎng)基有少數(shù)金黃色葡萄球菌,1~3 號培養(yǎng)基均無金黃色葡萄球菌生長。4 號為菌落數(shù)出現(xiàn)最少的最大萃取物濃度,為最低抑菌濃度(MIC),為15.60 mg/mL。3 號為無菌落生長的最小萃取物濃度,為最低殺菌濃度(MBC),為31.25 mg/mL。
表2 正丁醇萃取物單體的抑菌效果
經(jīng)鑒定,鹽穗木正丁醇萃取物單體為N-氰基-乙基苯磺酰胺(N-(2-Cyano-ethyl)-benzenesulfon?amide),分子式為C9H10N2O2S,結(jié)構(gòu)式如圖1 所示。
圖1 鹽穗木正丁醇萃取物單體結(jié)構(gòu)式
鹽穗木正丁醇生物堿萃取物成分種類較多,其抑菌性差別較大。本試驗旨在摸索鹽穗木正丁醇生物堿抑菌效果最好的單體成分。前期試驗表明,鹽穗木的提取條件、萃取條件均會影響單體成分的產(chǎn)量,因單體成分總重量少,在試驗過程中存在較大的偶然誤差。
鹽穗木正丁醇萃取物對金黃色葡萄球菌有一定的抑菌作用,主要抑菌物質(zhì)是N-氰基-乙基苯磺酰胺,其最低抑菌濃度15.60 mg/mL,最小殺菌濃度31.25 mg/mL。