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纳米蒙脱石对金黄色葡萄球菌的吸附作用
2017-08-13 15:57:10   来源:   点击:

韦莉萍,钟导雄,施永德,徐耿明,邱玉超,李玲,路新卫,何肖娟
  (南方医科大学分校,广东省广州市  510315)
  [摘要]目的:探讨纳米蒙脱石对金黄色葡萄球菌的吸附作用。方法:采用聚乙二醇(PEG)蒙脱石插层复合物的制备方法制备纳米蒙脱石,应用纳米蒙脱石和蒙脱石作细菌吸附实验。结果;纳米蒙脱石和蒙脱石均无杀菌和抑菌作用,蒙脱石吸附率为61.4%,PEG400插层的纳米蒙脱土的吸附率为90.3%,PEG6000插层的纳米蒙脱土吸附率为73.8%。结论:PEG插层的纳米蒙脱石比蒙脱石对细菌吸附性强,用PEG400插层的纳米蒙脱石的吸附性优物PEG6000插层的纳米蒙脱石,为纳米蒙脱石应用于医药领域提供了证据。
  【关键词】纳米蒙脱石 ;金黄色葡萄球菌;吸附率
  【中图分类号】R282.76; R378.11      【文献标识码】A
  蒙脱石(MMT)又叫膨润土,是一种矿物药。据记载我国蒙脱石的药用已有悠久历史,唐代医学名著《本草拾遗》中的干土即为蒙脱石。除传统的矿物药之外,粘土矿物的药用价值研究已成为该领域之热点。国内的蒙脱石资源丰富,自20世纪80年代开始被欧美国家制做药用赋形剂,并分别纳入美国、欧洲和英国药典。法国IPSEN制药公司生产的西药西密达(Smeeta)是近年来应用于治疗消化系统疾病的药用。本品系由氧化硅及氧化铝组成的不溶性层状硅酸盐固体物质,由于其特殊的内部结构,带有不饱和的负电荷及具强烈的阳离子产换能力,对进入人体的病毒细菌有绝对的吸附固定作用。临床上用作治疗腹泻和消化溃疡的药物。天然蒙脱石比表面积较小,影响了它的吸附性能,蒙脱石是层状硅盐,其单元层间距大约1nm。在蒙脱石层间插入有机修饰剂,能改性成有机蒙脱石(纳米蒙脱石),使蒙脱石比表面积大幅提高,吸附能力显著增强;利用纳米蒙脱石的无毒性、高比表面积、高吸附性等特性,研究其对细菌、病毒以及毒素等的吸附性,为进一步开发新药提供理论依据,为此我们将聚乙二醇插入蒙脱石的片层间,制备出纳米蒙脱石,并对金黄色葡萄球菌的吸附效果进行了探讨。
1、材料与方法:
1.1、材料:菌珠:金黄色葡萄球菌(ATCC25923)、肉汤培养基,PH7.0~7.2,121℃灭菌15 min。
菌液的配制:将金黄色葡萄球菌培养至对数生长期,取少许,用灭菌生理盐水配成菌液,浓度为0.5×105cfu/ml。试剂:蒙脱石购于佛山南海市非金属开发公司:不同分子量聚乙二醇购于天津市科欧化学试剂开发中心。
1.2、方法
1.2.1  制备纳米蒙脱石  参照卢其明【2】实验方法,分别取不同相对分子质量的PEG1.00g于200ml烧杯中,加100ml蒸溜水,放在电磁搅拌器上搅拌至完全溶解。加入膨润土5.00g,再于电磁搅拌器上搅拌1h,离心分离(4500r/min,2 h).将沉淀转入蒸发皿,于65℃真空干燥6h,研磨至200目,再于65℃真空干燥2 h,密封保存。
1.2.2  抑菌实验  在接种了金黄色葡萄球菌的平板培养基,点样PGE400、PEG6000和蒙脱石的粉末;在培养箱中培养24h,观察细菌生长情况。
1.2.3  细菌吸附作用的检测  取4个三解烧瓶,1、2、3号瓶分别加入0.02g PEG400/蒙脱石、PEG6000/蒙脱石插层复合物,和蒙脱石,4号瓶为空白对照,各烧瓶分别吸5 ml菌液振摇20 min,静置6 h,各吸上清液100ml,分别按稀释平板计数,重复2次。据此计算和比较各瓶中细菌的浓度。按下式计算三者对金黄色葡萄球菌的吸咐率;吸咐率=(1-试验管上清液中细菌浓度/空白对照管上清液中细菌浓度×100%。
2、结果
2.1  抑菌实验结果  3种物质周围均未出现抑菌圈,表明它们对金黄色葡萄球菌无杀菌作用。
2.2  对金黄色葡萄球菌吸附作用的对比检测结果。见表1
表1  纳米蒙脱石对金黄色葡萄球菌的吸附结果
对金黄色葡萄球菌的吸附
上清液菌量(cfu/ml)  吸附率(%)
PEG400 1.40×104 90.3
PEG6000 3.80×104 73.8
蒙脱石 5.60×104 61.4
对照管 1.45×104

3、讨论
  结果提示PEG插层的纳米蒙脱石比蒙脱石对细菌吸附能力强,其中PEG400插层的纳米蒙脱石的吸附性优于PEG6000插层的纳米蒙脱石。蒙脱石在[2.3]是中国丰产的一类天然粘土矿物,是一种层状硅酸盐。其结构片层是纳米尺度的,包含有3个亚层,在2个硅氧四面体亚层中间,夹含1外铝氧八面体亚层,亚层之间通过共用氧原子以共价键连接,结合极为牢固。整个结构片层厚约1nm,长宽约100nm,因此容易与无机、烷基季铵盐或其他有机阳离子和中性分子进行交换反应,生成有机化蒙脱石。PEG是中性分子,以单层或双层平卧于蒙脱石层间。PEG通过转换部分层间水进入蒙脱石层间通道内形成纳米蒙脱石,并且层间的距离增大。改性后的有机化蒙脱石,比表面积大幅提高,吸附能力显著增强,它具有无毒、易溶于水、稳定等特性,作为药物辅材已经被FDA认证,PEG蒙脱石插层复合物两者的化学性质没有发生改变【2】。所以纳米蒙脱石也没有毒性,有文献报道【4】用烷基季铵盐插层制备的纳米蒙脱石其吸附能力大于蒙脱石,与本文结果一致。但季铵盐是外用的消毒防腐剂,不能作为口服药物开发,所以PEG插层的纳米蒙脱石有望成为一种新型的消化道治疗药物。另外,用PEG400插层的纳米蒙脱石的吸附性优于PEG6000插层的纳米蒙脱石,其原理有待进一步探讨。
【参考文献】
(1)江苏新医学院,中药大辞典[M]。上海:上海科学技术出版社,第2版,1991,913-914.
(2)卢其明,徐林梁,陈敏,聚乙二醇/蒙脱石插层复合物的制备及结构表征[J]。华南农业大学学报(自然科学版),2004,25(1):112-114。
(3)焦宁宁,插层复合法纳米塑料研究进展[J],化工科技,2001,9(4):59-63.
(4)李辉,肯振邦,李丹,等。纳米蒙脱石对大肠杆菌吸附作用的研究[J]。湖北农学院学报,2003,23(4):275-277.

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