低毒中藥抑菌“大作戰(zhàn)”

曾信瑤 侯佩彤 李沅蔚

張永強(qiáng) ?中學(xué)高級(jí)教師，湖南省十佳科技教師。科普中國2021年度十大科普人物獎(jiǎng)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(jì)大賽、湖南省科學(xué)調(diào)查體驗(yàn)活動(dòng)評(píng)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(duì)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(jià)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(diǎn)。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(duì)人和動(dòng)物有病原性，尤其對(duì)嬰兒和幼畜，有引發(fā)嚴(yán)重腹瀉和敗血癥的風(fēng)險(xiǎn)。本實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

一、研究過程

1.實(shí)驗(yàn)?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(duì)大腸桿菌的體外抑制作用。

2.實(shí)驗(yàn)選材

本實(shí)驗(yàn)選擇由北京生物公司提供的大腸桿菌作為實(shí)驗(yàn)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(jià)的藥材。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備

無菌試驗(yàn)操作臺(tái)，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(duì)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(duì)象。

艾草，別名蕭茅、冰臺(tái)、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(duì)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(shí)驗(yàn)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(gè)區(qū)域，加入100 uL菌懸液，用涂布法接種大腸桿菌，在每個(gè)區(qū)域內(nèi)放入1片浸泡后的濾紙片，設(shè)置4個(gè)平行組，1個(gè)空白對(duì)照組，在36.8 ℃恒溫環(huán)境下培養(yǎng)24 h。

四、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，黃連對(duì)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(shí)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(shí)設(shè)置3個(gè)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(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性分析

本實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性在于：1.用比較簡單的方法對(duì)比了5種低毒中藥對(duì)大腸桿菌的抑制作用。2.證實(shí)了中藥水煎劑的抑菌有效性。3.對(duì)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(diǎn)評(píng)

中藥是中華民族傳統(tǒng)文化的瑰寶，本文是一個(gè)很好的讓青少年了解中藥的作用及其作用機(jī)理的實(shí)證。作者在日常生活中接觸中藥知識(shí)，并提出相應(yīng)的假設(shè)，然后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中藥的作用，這是一個(gè)求真的過程。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理、科學(xué)，實(shí)驗(yàn)過程較完整，數(shù)據(jù)記載詳細(xì)，實(shí)驗(yàn)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?yàn)閺奈闹形唇榻B濃縮過程需使用的器材。

同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)僅僅是驗(yàn)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(gè)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(duì)中藥的作用機(jī)理有更全面深入的了解。3A4D964E-19C3-4017-AD18-A6BE687DA22B