曾信瑤 侯佩彤 李沅蔚

張永強(qiáng) ?中學(xué)高級教師，湖南省十佳科技教師?？破罩袊?021年度十大科普人物獎獲得者，全國校園發(fā)明創(chuàng)意大賽、湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽、湖南省創(chuàng)新編程與智能設(shè)計大賽、湖南省科學(xué)調(diào)查體驗活動評審專家組成員。

細(xì)菌耐藥性已成為全球醫(yī)學(xué)界關(guān)注的問題。由于耐藥菌株的出現(xiàn)，抗生素對細(xì)菌的抑制作用逐漸減小，尋找抗生素的替代品迫在眉睫。中藥作為中華5000年文明的結(jié)晶，是一座價值不可估量的寶庫，具有作用靶位多、不易產(chǎn)生耐藥性等諸多優(yōu)點。因此，從我國低毒中藥中篩選細(xì)菌抑制劑是解決這一難題的有效途徑之一。

大腸桿菌是一種普通的原核生物，屬于革蘭氏陰性細(xì)菌。一些特殊血清型的大腸桿菌對人和動物有病原性，尤其對嬰兒和幼畜，有引發(fā)嚴(yán)重腹瀉和敗血癥的風(fēng)險。本實驗在前人的基礎(chǔ)上，從《本草綱目》中篩選出黃芩、艾草、厚樸、黃連以及澤瀉5種低毒中藥，探究其水提物對大腸桿菌的體外抑制作用，以期為尋找抗生素替代品用于醫(yī)療的研究開發(fā)提供一定的理論實驗基礎(chǔ)。

一、研究過程

1.實驗?zāi)康?/p>

探究黃芩、艾草、黃連、厚樸、澤瀉5種低毒中藥的水提物對大腸桿菌的體外抑制作用。

2.實驗選材

本實驗選擇由北京生物公司提供的大腸桿菌作為實驗材料。大腸桿菌是被研究得最詳盡的原核細(xì)菌，其致病性弱。據(jù)《本草綱目》記載，艾草、黃芩、澤瀉、黃連、厚樸這五種中藥都有治療腸胃病的作用，而且都是廉價的藥材。

3.實驗設(shè)備

無菌試驗操作臺，涂布器，移液槍，酒精燈。

二、理論依據(jù)

我們查閱了《本草綱目》，從中篩選出51種主治腸胃病，且疑似對大腸桿菌有抑制作用的藥物。參考專業(yè)人士的意見后，最終決定以下列5種中藥作為研究對象。

艾草，別名蕭茅、冰臺、艾絨等，多年生草本或略成半灌木狀，植株有濃烈香氣，全草入藥。藥理研究表明，艾草有平喘止咳、止血凝血、抵抗病菌等作用。中醫(yī)理論認(rèn)為，艾葉具有理氣、散寒、溫經(jīng)、止血等功效。艾草提取物已被現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的藥理研究證明，其抗菌譜較寬，能有效抑制甚至殺死多種細(xì)菌和病毒。

黃芩別名腐腸、妒婦、經(jīng)芩、黃文、印頭等，具有治療瀉痢、黃疸、肺熱咳嗽、高熱煩渴、血熱吐衄、癰腫瘡毒等作用。

厚樸具有燥濕消痰、下氣除滿的功效，主治濕阻中焦、脘腹脹滿、食積氣滯、肺氣不降、痰飲喘咳、霍亂泄瀉等。

黃連別名味連、川連、雞爪連，屬毛茛科、黃連屬多年生草本植物，有治療濕熱痞滿、嘔吐吞酸、瀉痢、黃疸、牙痛等功效。

澤瀉為多年生水生或沼生草本，全株有毒，地下塊莖毒性較大?？扇胨?，主治腎炎水腫、腎盂腎炎、腸炎泄瀉、小便不利等癥。

翻閱相關(guān)資料，我們了解到已有研究者采用水提法測定了艾草等對大腸桿菌的抑制作用，得出艾草能抑制大腸桿菌生長的結(jié)論。

三、實驗過程

1.制備菌液

用LB肉湯培養(yǎng)基室溫培養(yǎng)大腸桿菌增殖48 h備用。

2.制備中藥水提物

將中藥與水按質(zhì)量比1∶5配制藥液浸泡30 min，加熱濃縮至100 mL后過濾，繼續(xù)濃縮至含生藥1 g/mL，滅菌、密封，于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

3.制備培養(yǎng)基

將牛肉膏、蛋白胨、氯化鈉溶解在蒸餾水中加熱，并加入瓊脂，瓊脂熔化后，加入5%氫氧化鈉溶液或5%稀鹽酸，校正pH值至7.2～7.4。用燒瓶分裝，121 ℃高壓滅菌30 min后倒入直徑90 mm的培養(yǎng)皿。

4.采用藥敏紙片法

在無菌環(huán)境下取含生藥1 g/mL的中藥水提物溶液0.2 mL，放入4片直徑6 mm的滅菌濾紙片，浸泡15 min。將已滅菌的R2A瓊脂平板劃分為5個區(qū)域，加入100 uL菌懸液，用涂布法接種大腸桿菌，在每個區(qū)域內(nèi)放入1片浸泡后的濾紙片，設(shè)置4個平行組，1個空白對照組，在36.8 ℃恒溫環(huán)境下培養(yǎng)24 h。

四、實驗結(jié)果

1.抑菌圈

用刻度尺測量抑菌圈直徑，取平均值，結(jié)果如表1。

實驗結(jié)果表明，黃連對大腸桿菌的抑制效果最好，抑菌圈達(dá)12～16 mm，為高敏。黃芩次之，抑菌圈為11 mm，中敏。厚樸抑菌圈非常規(guī)則，穩(wěn)定在8～9 mm。澤瀉和艾草穩(wěn)定在無敏。

2.最低抑菌濃度（MIC）測定

（1）艾草

用LB液體培養(yǎng)基將3 g/mL艾草水提物采用倍比稀釋法依次稀釋4、8、16、32、64、128倍，同時等量接種0.1 mL活化的大腸桿菌菌懸液，將其置于搖床中，37 ℃、170 r/min培養(yǎng)過夜。同時設(shè)置3個平行組，觀察各試管中菌懸液的渾濁度（表示顯著長菌）或判定澄清（表示未長菌）程度，確定最低抑制濃度（MIC）。結(jié)果如表2。

（2）黃芩

黃芩最低抑制濃度為1.17 mg/mL，該數(shù)據(jù)源自韓紅艷等的研究結(jié)果。

五、實驗創(chuàng)新性分析

本實驗的創(chuàng)新性在于：1.用比較簡單的方法對比了5種低毒中藥對大腸桿菌的抑制作用。2.證實了中藥水煎劑的抑菌有效性。3.對使用低毒性的中藥代替抗生素治療大腸桿菌導(dǎo)致的急性腸胃炎、腸出血等有重要作用。藥物處理方法簡單易行，成本較低。（指導(dǎo)老師：林 佳 ?包金龍）

專家點評

中藥是中華民族傳統(tǒng)文化的瑰寶，本文是一個很好的讓青少年了解中藥的作用及其作用機(jī)理的實證。作者在日常生活中接觸中藥知識，并提出相應(yīng)的假設(shè)，然后通過實驗驗證中藥的作用，這是一個求真的過程。本實驗設(shè)計合理、科學(xué)，實驗過程較完整，數(shù)據(jù)記載詳細(xì)，實驗結(jié)果可信。

建議作者在論文中詳細(xì)介紹中藥水提取過程中加入的藥物和水的量，提取液濃縮成100 mL、最終濃縮成1 g/mL的生藥的方法與過程，因為從文中未介紹濃縮過程需使用的器材。

同時，本實驗僅僅是驗證五種中藥在離體的情況下有一定的抑菌效果，并不能說明五種中藥在人體這個復(fù)雜的內(nèi)環(huán)境中也能起同樣的效果。建議作者多翻閱有關(guān)中藥的書籍，走訪中醫(yī)名師，以便對中藥的作用機(jī)理有更全面深入的了解。3A4D964E-19C3-4017-AD18-A6BE687DA22B