馬琴琴，張 睿，黃士杰，焦昆鵬，羅 磊，張曉宇

（1.河南科技大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，食品加工與安全國家級教學(xué)示范中心，河南洛陽 471023；2.河南科技大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院，河南洛陽 471023）

0 引言

稀土配合物具有易于合成、發(fā)射譜窄、光致變色、光穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，近年來吸引了許多研究者的目光[1-2]。大量研究文獻(xiàn)利用稀土配合物制備熒光傳感器，利用其熒光特性檢測抗生素、食品添加劑、環(huán)境危險物及爆炸物等，取得不錯的效果[3-4]；部分研究利用稀土配合物的強(qiáng)發(fā)光性制備光敏劑，進(jìn)行抗菌光動力學(xué)治療[5]；也有研究利用稀土鋱配合物的光致變色制備防偽紙的施膠劑[6]。然而，對稀土配合物本身的抗菌性能研究較少，而抗菌性是某些材料（如光敏劑、施膠劑）的重要性質(zhì)。分別以發(fā)射紅/綠熒光的Eu/Tb為金屬中心，以氮雜環(huán)羧酸5-(吡啶-4-甲氧基)-間苯二甲酸（H2L）為配體，在溶劑熱條件下制備了2個稀土配合物（Eu-MOF/Tb-MOF），以大腸桿菌作為指示菌，探究稀土配合物的抑菌活性，進(jìn)一步研究了其對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌及枯草芽孢桿菌的抑菌特性。

1 試驗(yàn)部分

1.1 原料與儀器

配合物Eu-MOF、配合物Tb-MOF，自制；大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌，河南科技大學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室保存；氯化鈉、氫氧化鈉、Eu(NO3)3·6H2O、H2L、二甲基亞砜（DMF），均為分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供；牛肉膏、蛋白胨、MH（B）培養(yǎng)基、瓊脂粉，北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司提供。

303-00A型電熱恒溫培養(yǎng)箱，無錫瑪瑞特科技有限公司產(chǎn)品；THZ-C型恒溫振蕩器，江蘇省太康市強(qiáng)樂實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品；XFA-50CA型高溫蒸汽滅菌鍋，浙江新豐醫(yī)療器械有限公司產(chǎn)品；SWCJ-1F型超凈工作臺，蘇州凈化有限責(zé)任公司產(chǎn)品；6 mm×7.8 mm×10 mm牛津杯，上海申源科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.2 稀土配合物的制備

Eu-MOF：將Eu(NO3)3·6H2O（0.134 g，0.3 mmol）和H2L（0.027 g，0.1 mmol）加入到6 mL DMF/H2O（1∶2）混合溶液中。用HNO3（69%）調(diào)節(jié)混合溶液的pH值至3～4。將混合物放在25 mL聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，于140℃下加熱72 h，然后以2℃/h的速度冷卻至30℃，過濾后分離出無色塊狀晶體，用蒸餾水洗滌，在空氣中干燥（按H2L計算得率為72%）。紅外光譜（kBr壓片法，cm-1）：3 096（W），1 656（M），1 580（M），1 531（W），1 448（M），1 376（S），1 310（W），1 275（S），1 128（M），1 053（M），774（S），703（S），548（W）。

Tb-MOF的制備方法同Eu-MOF，用0.137 mg（0.3 mmol）Tb(NO3)3·6H2O代替Eu(NO3)3·6H2O。紅外光譜（kBr壓片法，cm-1）：3 087（W），1 655（M），1 592（M），1 529（W），1 446（W），1 359（S），1 310（W），1 262（S），1 131（M），1 062（M），771（S），722（M），528（W）。

1.3 菌種活化及菌懸液制備

金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的菌種分別接種于100 mL牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中，37℃下以轉(zhuǎn)速120 r/min振蕩培養(yǎng)24 h，進(jìn)行活化，紫外分光光度計測OD值，使菌液濃度達(dá)到1×108CFU/mL，備用。

1.4 配合物抑菌活性

準(zhǔn)確稱量配體、稀土硝酸鹽、Eu-MOF和Tb-MOF等樣品，分別以DMSO做溶劑，配成質(zhì)量濃度為2，4，8，16，32，64，128 mg/mL的溶液。將滅菌好的直徑為6 mm的牛津杯垂直放置于涂布均勻的平板中。每個培養(yǎng)皿中放6個牛津杯，并用移液器將配置好DMSO溶液和不同質(zhì)量濃度的樣品溶液20 μL加到牛津杯中，放入37℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，測量抑菌圈的直徑大小，并同時進(jìn)行空白對照試驗(yàn)。試驗(yàn)重復(fù)3次，求抑菌圈的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 配合物對大腸桿菌的抑菌特性

根據(jù)2002年頒發(fā)《消毒防范技術(shù)規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)，抑菌圈直徑＜10 mm表明具有弱抑菌效果，抑菌圈直徑為10～20 mm，表示具有中等抑菌效果，大于20 mm，表明具有強(qiáng)抑菌效果。

配體及配合物對大腸桿菌（革蘭氏陰性菌）的抑菌圈直徑數(shù)據(jù)見表1。

由表1可知，DMSO溶液對大腸桿菌無抑菌圈產(chǎn)生，說明DMSO作為溶劑不會影響試驗(yàn)。配體H2L和硝酸鹽對大腸桿菌具有弱抑菌作用。與配體相比，配合物的抑菌活性普遍得到增強(qiáng)，并且抑菌圈直徑為11.0～17.5，達(dá)到了中等抑菌活性，并且質(zhì)量濃度不同，抑菌活性也不一樣。Eu-MOF和Tb-MOF在質(zhì)量濃度為16 mg/mL的時候達(dá)到了最佳值，說明配合物的抑菌活性并不是隨著質(zhì)量濃度的增加而增強(qiáng)，而是在一定的范圍內(nèi)有一個最佳值。配合物Eu-MOF比Tb-MOF的抑菌能力強(qiáng)可能是因?yàn)檩p稀土的抑菌活性大于重稀土離子的抑菌活性。配合物抑菌性得到增強(qiáng)的原因可能是因?yàn)橄⊥岭x子（Eu3+、Tb3+）與配體發(fā)生配位后，由于螯合作用，稀土離子的部分正電荷轉(zhuǎn)移到配體上，使得螯合環(huán)產(chǎn)生電子離域作用，配合物的脂溶性增強(qiáng)更容易穿透細(xì)胞膜的類脂層，抑制微生物的生長代謝[8]。

表1 配體及配合物對大腸桿菌（革蘭氏陰性菌）的抑菌圈直徑數(shù)據(jù)

2.2 最適質(zhì)量濃度下對3種菌的抑菌活性

抑菌圈直徑見表2。

表2 抑菌圈直徑

由表2可知，溶劑DMSO無抑菌圈產(chǎn)生，表明DMSO對這3種菌無抑菌作用產(chǎn)生。稀土Eu3+和Tb3+對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的抑菌圈較小，表明稀土離子本身對這3種菌具有弱抑菌作用。配合物Eu-MOF和Tb-MOF對這3種菌均有不同程度的抑菌效果，與配體相比其抑菌活性都得到了提高，其中Eu-MOF對這3種菌的抑菌效果強(qiáng)于Tb-MOF，配合物的抑菌活性與細(xì)菌的類型有關(guān)。同時也說明這2種配合物屬于廣譜抑菌劑。

3 結(jié)論

以上試驗(yàn)表明，Eu3+、Tb3+和配體對這3種菌的抑菌性較弱，而在稀土與配體配位得到配合物后抑菌活力大大提升。在質(zhì)量濃度為16 mg/mL時，配合物Eu-MOF和Tb-MOF對這3種菌均有不同程度的抑菌作用，表明這2種配合物抑菌譜較廣。其中，配合物Eu-MOF對大腸桿菌的抑菌圈直徑最大，表明其對大腸桿菌抑菌活性最高。