苯并咪唑衍生物抗菌活性研究

趙文浩鄧永恒吳華慧

(1.廣西化工研究院，廣西 南寧 530001;2.廣西醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，廣西 南寧530021；3.廣西醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，廣西 南寧 530021)

苯并咪唑衍生物抗菌活性研究

趙文浩1鄧永恒2吳華慧3

(1.廣西化工研究院，廣西 南寧 530001;2.廣西醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，廣西 南寧530021；3.廣西醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，廣西 南寧 530021)

以15種苯并咪唑衍生物為抑菌實(shí)驗(yàn)測(cè)試藥品，以大腸桿菌、金色葡萄糖球菌等10種細(xì)菌作為受試菌種，通過(guò)平板法定性測(cè)定樣品的抗菌活性。結(jié)果表明，除丁二苯并咪唑外，其他的化合物都表現(xiàn)出一定的抑菌活性。同時(shí)通過(guò)試管法定量測(cè)定了樣品的最小抑菌濃度(MIC)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，化合物對(duì)細(xì)菌都有較好的抑菌活性，其中2-(2-(1H-benzo[d]imidazol-2-yl) pyridin-3-yl)-1H-benzo[d]imidazole、2,3-吡啶二羧酸、1,2-di(1H-benzo [d]imidazol-2-yl) ethane-1,2-diol、2-phenyl-1H-benzo[d] imidazole具有廣譜的抑菌活性，2,2’-聯(lián)咪唑?qū)莶輻U菌的MIC為0.8μg/mL,2,3-吡啶二羧酸對(duì)肺炎球菌的MIC為1.0μg/mL。

苯并咪唑衍生物；抗菌；最小抑菌濃度

苯并咪唑是含有兩個(gè)氮原子的芳香雜環(huán)化合物，該結(jié)構(gòu)可以與生物體內(nèi)的受體、酶形成氫鍵，與金屬離子配位以及發(fā)生疏水作用。對(duì)苯并咪唑的研究在化學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一直備受關(guān)注[1]。苯并咪唑及其衍生物因其廣譜的活性，如抗菌、抗癌、抗寄生蟲(chóng)等，在農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)上得到廣泛的應(yīng)用[2]。在抗菌方面，咪唑類衍生物在臨床上被廣泛用于治療由真菌感染生成的各類皮膚癬[3]?？刮⑸锼幨桥R床上運(yùn)用非常廣泛的一類藥物，但是由于抗生素的濫用和臨床上的不合理用藥等原因使得細(xì)菌的耐藥性增加，多藥耐藥菌株增多[4]。研究新型抗菌藥是解決細(xì)菌耐藥性的有效途徑。而苯并咪唑的咪唑和苯環(huán)上均能容易的引入基團(tuán)，為生物活性分子的選擇提供了巨大的結(jié)構(gòu)多樣性空間[5]。在苯環(huán)和咪唑上的不同位置引入不同的基團(tuán)，基團(tuán)的性質(zhì)和所含原子不同，或者和金屬形成配合物，都能獲得不同的抑菌效果[6]。因此對(duì)苯并咪唑衍生物的研究具有深刻意義和可行性。本實(shí)驗(yàn)研究在苯并咪唑上引入不同基團(tuán)后形成的化合物的抗菌活性，旨在為研究出具有良好抗菌活性的抗菌藥提供一些實(shí)驗(yàn)依據(jù)。以下是15種化合物的結(jié)構(gòu)式，其合成方法參照文獻(xiàn)[7]：

圖1 15種化合物結(jié)構(gòu)式

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

儀器：高壓蒸汽滅菌鍋（上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）；YJ系列潔凈工作臺(tái)（蘇州凈化設(shè)備總廠)；WJ-2型-160 CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱（上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠）；AL204101電子天平(Mettler-Toledo Group)；KHB移液器(上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠），錐形瓶，玻璃棒，試管，培養(yǎng)皿，Ep管，接種環(huán)，打孔器，酒精燈，尺子。

試劑：LB肉湯培養(yǎng)基、營(yíng)養(yǎng)瓊脂、蛋白胨（中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司）；DMF（廣東光華化學(xué)廠有限公司）；乙醇（廣東光華化學(xué)廠有限公司）；硫酸（分析純，廣東光華化學(xué)廠有限公司）；BaCl2（分析純，廣東合山化工廠）。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 固體、液體培養(yǎng)基的制備

固體培養(yǎng)基：分別稱取20g營(yíng)養(yǎng)瓊脂、5g 蛋白胨、5g LB肉湯培養(yǎng)基、5g NaCl、3g牛肉膏，倒入到容量為1L的錐型瓶中，加入1L蒸餾水，加速攪拌溶解后，用棉塞塞好，用報(bào)紙包扎密封后，放入高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)，于 128℃ 滅菌 2個(gè)小時(shí)，冷卻至室溫即為固體培養(yǎng)基。

液體培養(yǎng)基：分別稱取5g蛋白胨、5g LB肉湯培養(yǎng)基、5g NaCl、3g牛肉膏，倒入到容量為1L的錐型瓶中，加入1L蒸餾水，加速攪拌溶解后，用棉塞塞緊，用報(bào)紙包扎密封后，放入高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)，于128℃滅菌2個(gè)小時(shí)，即為液體培養(yǎng)基。

1.2.2 配置0.015mmol/mL的測(cè)試樣液

用電子天平分別準(zhǔn)確稱取15種測(cè)試化合物，放于2mL的EP管中，加入2mL的DMF，搖勻。

1.2.3 制備菌液

取10個(gè)滅菌過(guò)的100mL的小錐形瓶，在無(wú)菌環(huán)境下，分別向小錐形瓶里加入滅菌過(guò)的液體培養(yǎng)基，用接種環(huán)分別向10個(gè)不同錐形瓶中接種10種不同的細(xì)菌，做上標(biāo)記。放入37℃，5%CO2WJ-2型-160 CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)12個(gè)小時(shí)。

1.2.4 平板法

取10個(gè)滅過(guò)菌的培養(yǎng)皿，分別向里倒入剛從高壓蒸汽滅菌鍋里取出的固體培養(yǎng)基。待固體培養(yǎng)基凝固后，用打孔器在培養(yǎng)基上打下16個(gè)孔。用KHB移液器從小錐形瓶分別吸取10種不同菌液0.2mL，分別滴到10個(gè)不同的培養(yǎng)皿中，在固體培養(yǎng)基上均勻涂抹，做上標(biāo)記。用KHB移液器往15個(gè)孔中分別加入0.1mL的15種不同的測(cè)試樣液，第16個(gè)孔加入DMF,做上標(biāo)記。放入37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24個(gè)小時(shí)。觀察抑菌效果，計(jì)錄抑菌圈直徑。

1.2.5 試管法

選出在平板法中有抑菌效果的待測(cè)樣液，測(cè)其MIC。取10個(gè)滅過(guò)菌的EP管，第1管加入0.1mL的待測(cè)樣液，0.9mL0.5麥?zhǔn)蠞舛鹊木海靹?。從?管中取出0.5mL混合液，放到第2管，再加入0.5mL的0.5麥?zhǔn)蠞舛鹊木?，混勻。移?0.5mL放入第3管，如此逐管進(jìn)行稀釋至第 9管，第10管不加藥液作為空白生長(zhǎng)對(duì)照管。放入37℃，5%CO2WJ-2型-160 CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)12個(gè)小時(shí)。觀察細(xì)菌的生長(zhǎng)狀況，記錄MIC。

2 結(jié)果與討論

表1可知，⑥、⑨、⑩、?具有廣譜的抑菌活性，而?、?對(duì)測(cè)試的樣菌無(wú)抑菌活性。⑥對(duì)痢疾桿菌的抗菌效果較好，MIC為29.2μg/mL；①和⑨對(duì)肺炎球菌的抑菌活性較好，MIC分別為12.6μg/mL、1.0μg/mL；⑤、⑧、⑨、?對(duì)大腸桿菌的抑菌活性好，MIC分別為1.9μg/mL、11.6μg/mL、3.8μg/mL、18.2μg/mL；①、②對(duì)枯草桿菌的抑菌活性好，MIC分別為0.8μg/mL、18.6μg/mL；⑥對(duì)蠟狀芽孢桿菌桿菌的抗菌效果較好，MIC為29.2μg/mL；②、⑥、⑦、⑧、⑩對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌活性好，MIC分別為3.7μg/mL、3.7μg/mL、3.3μg/mL、3.7μg/mL、11.0μg/mL；⑤、⑥、⑩、?對(duì)沙門氏菌的抑菌活性好，MIC分別為14.6μg/mL、14.6μg/mL、11.0μg/mL、18.2μg/mL；③對(duì)姜瘟菌的抗菌效果較其它的好，MIC為5.8μg/mL；②、③、⑩、?對(duì)綠膿桿菌的抑菌活性好，MIC分別為7.1μg/mL、11.8μg/mL、11.0μg/mL、18.2μg/mL；⑥、⑧、⑩、?對(duì)綠膿桿菌的抑菌活性好，MIC分別為7.2μg/mL、1.9μg/mL、1.0μg/mL、1.2μg/mL。

表1 平板法、試管法抑菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果（cm 、μg/mL）

3 結(jié)論

從抑菌活性與化合物的結(jié)構(gòu)可以看出：具有雙苯并咪唑的化合物比只具有一個(gè)咪唑基團(tuán)的化合物抑菌活性好，其中幾種化合物的抗菌MIC都小于20μg/mL。在有雙苯并咪唑結(jié)構(gòu)的化合物中，有吡啶或羥基的化合物抑菌活性比其它基團(tuán)的化合物好；具有單苯并咪唑基團(tuán)的化合物中，有苯環(huán)的化合物抗菌活性優(yōu)于其它取代基團(tuán)的化合物；含有吡啶基團(tuán)的化合物中，鄰位有苯并咪唑或羧基的化合物抗菌效果更好。在本實(shí)驗(yàn)中，測(cè)試樣品對(duì)不同的細(xì)菌分別都表達(dá)出了優(yōu)良的抗菌活性，其中2-(2-(1H-benzo[d]imidazol-2-yl)pyridin-3-yl)-1H-benzo [d]imidazole、2,3-吡啶二羧酸、1,2-di(1H-benzo[d] imidazol-2-yl) ethane-1,2-diol、2-phenyl-1H-benzo[d] imidazole具有廣譜的抑菌活性，其它樣品也對(duì)某些特定的細(xì)菌有較好的抑制作用，經(jīng)過(guò)更進(jìn)一步的深入研究，有希望研制出新型有效的抗菌藥物。

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Antibacterial activity of benzimidazole derivatives

15 kinds of benzimidazole derivatives as antibacterial drug testing experiments, E. coli, and other 10 kinds of golden glucose cocci bacteria as bacteria tested by the statutory determination of the sample flat antibacterial activity. The results show that, in addition to succinic benzimidazole, other compounds have shown some antibacterial activity. Meanwhile through in vitro quantitative determination of the minimum inhibitory concentration of the sample (MIC), the experimental results show that the compounds of the bacteria have good antibacterial activity, including 2- (2- (1H-benzo [d] imidazol-2- yl) pyridin-3-yl) -1H- benzo [d] imidazole, 2,3- pyridinedicarboxylic acid, 1,2-di (1H-benzo [d] imidazol-2-yl) ethane-1,2- diol, 2-phenyl-1H-benzo [d] imidazole has a broad spectrum of antibacterial activity against Bacillus subtilis 2,2'-imidazole MIC was 0.8μg / mL, 2,3- dicarboxylic acid pyridine pneumococcal the MIC was 1.0μg / mL.

Benzimidazole derivatives; antibacterial; minimum inhibitory concentration

O626.3

A

1008-1151(2015)03-0108-03

2015-02-10

趙文浩，供職于廣西化工研究院。