实验室所用的E.coli和S.aureus由锦州医科大学附属第一医院检验科提供,经驯化后以25%甘油冷冻保存,使用前解冻。
注射用头孢曲松钠(批号313121017),山东罗欣药业集团股份有限公司;其他试剂均为国产分析纯及常见生化试剂,实验用水为去离子水。
721型可见分光光度计,上海欣茂仪器有限公司;SYQ-DSX-280B手提式不锈钢压力蒸汽灭菌器,上海申安医疗器械有限公司;SW-CJ-1E洁净工作台100级,上海博迅实业有限公司;KYC-100B孵育箱,上海福马实验设备有限公司。
Luria-Bertani(LB)培养基(g/L):胰蛋白胨10.0,酵母提取物5.0,NaCl10.0,用0.1mol/LNaOH调节pH至7.4±0.2,1×105Pa灭菌20min。
Mueller-Hinton(MH)培养基(g/L):牛肉浸粉2.0,可溶性淀粉1.5,酸水解酪蛋白17.5,用0.1mol/LNaOH调pH至7.4±0.2,1×105Pa灭菌20min待用。MH固体培养基:在以上配方中加入琼脂15.0g灭菌。
0.5麦氏比浊管配制方法:将1.17%BaCl2(质量体积比,BaCl2·2H2O)0.5mL与1%H2SO4(体积比)99.5mL充分混合,置螺口试管中于暗处室温保存,用前混匀,有效期为6个月。
取10μL大肠杆菌甘油溶液于5mL肉汤培养基中活化4h,用MH培养基稀释至0.5麦氏比浊标准待用。取无菌比浊管10支,采用倍比稀释法调节每支比浊管内菌浓度并加入乙醇,使乙醇的终浓度(体积比)分别为32%、16%、8%、4%、2%、1%、0.5%、0.25%、0.125%,第10支管为对照管,以蒸馏水代替乙醇。在37℃、120r/min培育20h后取样,以MH培养基为空白参比,于600nm下测定样品吸光度,根据公式(1)计算抑菌率,估计乙醇对E.coli活性的影响,药用溶剂丙酮和DMSO对E.coli活性的影响检测方法同乙醇。
溶剂对细菌活性的影响用抑菌率I(%)表示:
1\begin{document}${\rm{抑菌率}}I\left(\%\right)=\frac{{{A_0}-{A_c}}}{{{A_0}}}\times100$\end{document}
其中:I代表药用溶剂对某菌株的抑菌率;A0代表空白对照的吸光度值;Ac代表不同浓度药用溶剂作用下菌悬液的吸光度值。
以肉汤稀释法分别测定DMSO、乙醇和丙酮对S.aureus活性影响的实验步骤同E.coli活性检测方法。
超微结构的观察:以E.coli为代表,取活化后的菌样制备成0.5麦氏比浊标准的菌悬液,以终浓度分别为8%和32%丙酮-菌悬液为实验组,不含丙酮的菌悬液作为对照组,37℃、120r/min孵育20h后,按照电镜样品制备方法制备样品,送渤海大学分析实验室扫描电镜,观察菌体形态变化,以此说明溶剂对E.coli形态的影响。
生长曲线法测定3种溶剂对S.aureus活性影响实验方法同E.coli活性检测方法。
以E.coli为代表,按照1.3超微结构的观察步骤分别考察菌体在DMSO、丙酮、乙醇中培养20h和30h时的形貌变化。
根据常规毒性实验推荐,求算20%、50%和90%抑制率相对应的药品浓度(inhibitoryconcentration,IC),结果见表2和表3:DMSO对E.coli的IC20、IC50和IC90分别为1.00%、3.00%和7.00%,对S.aureus的IC20、IC50和IC90分别为1.00%、3.00%、16.00%;乙醇对E.coli的IC20、IC50和IC90分别为2.00%、3.00%和7.00%,对S.aureus的IC20、IC50和IC90分别为0.50%、1.50%、8.00%;丙酮对E.coli的IC20、IC50和IC90分别为0.25%、1.50%和6.00%,对S.aureus的IC20、IC50和IC90分别为1.00%、3.00%、8.00%。
同样,纸片扩散法被应用于检测DMSO、乙醇和丙酮对革兰氏阳性菌株S.aureus的活性影响。如图4所示,头孢曲松钠作为阳性对照,其抑菌环直径为23mm-26mm。根据CLSI规定的标准,此种条件下抑菌环直径≥21mm为敏感,所以采用的S.aureus属于对头孢曲松钠敏感型菌株,阴性对照去离子水纸片无抑菌环产生。0-32%的丙酮(图4A、4B)、0-32%乙醇(图4C、4D)、0-32%DMSO(图4E、4F)纸片均无明显抑菌环产生。根据CLSI规定的标准,采用纸片扩散法检测的溶剂DMSO、乙醇和丙酮的浓度低于32%时对S.aureus的分裂繁殖无抑制作用。
与肉汤稀释法相比,相同剂量的药用溶剂对纸片扩散法中采用的受试菌体的活性影响相对较小,其原因可能是相对于液体状态,纸片上的有机溶剂更易挥发,导致作用浓度下降;或因为溶剂在平板上不易扩散,致使其与微生物的接触不充分,限制了溶剂的抑菌效果。因此,对于一些水溶性相对较差的,需使用较高浓度有机溶剂的药品,纸片扩散法更为合适。
肉汤稀释法、纸片扩散法和生长曲线法分别被应用于检测DMSO、乙醇和丙酮对E.coli及S.aureus的影响,结果列于表2和表3。通过比较发现,实验方法、培养周期和菌株不同,药用溶剂的作用效果也不尽相同。因此,药用溶剂种类和使用剂量的选择应根据具体药敏实验的条件而定,不能一概而论。