抗生素在多个领域的广泛应用甚至滥用,导致了严重的环境污染。进入环境中的抗生素,可能会通过食物链等方式进入生物体甚至人体,进而改变机体内菌群的结构和数量,甚至导致机体感染某些超级细菌而致死,这不仅给水资源的循环利用带来了难题,也对人体健康造成了潜在的威胁。近年来,中药因其疗效突出,被广泛应用于医疗行业,那么,进入生物体内的抗生素和中药是否会对体内菌群产生影响?相关研究较少,机理也不清楚。因此,本论文以8种医疗常用药:7种抗生素(青霉素G钾(PEN)、青霉素V钾盐(PHE)、哌拉西林钠(PIP)、硫酸链霉素(STR)、妥布霉素(TOB)、氨苄西林钠(AMP)、盐酸四环素(TET))和1种中药氯化小檗碱水化物(BCH)为研究对象,以人和动物体内常见菌株大肠埃希氏菌(E.coli)为受试生物,以96孔透明微板为实验载体,采用直接均分射线法(Equ Ray)和均匀设计射线法(UD-Ray)设计了二元及其多元混合物体系(共162条射线),建立了基于E.coli的时间毒性微板分析法(t-MTA),并系统地考察了8种药物及其混合物体系在暴露时间为0.25、2、4、8和12 h对E.coli的抑菌作用,采用浓度加和模型(CA)分析了药物联合抑菌作用类型,采用绝对残差模型(d CA)定量评估了相互作用的强度。通过测定8种药物及其多元代表性混合物射线作用前后电导参数、相对核酸含量、抑菌圈直径和细胞形态的变化,来阐明抑菌作用机制。本论文主要研究结论如下:(1)以5种抗生素为研究对象,通过调整培养基成分、暴露时间、数据处理方法、混合体系设计等实验因素,建立了基于E.coli的t-MTA,并系统地测定了8种药物(抗生素和中药)及其混合物体系对E.coli在不同暴露时间和浓度下的抑菌数据。结果显示:与传统方法相比,不仅操作简便、数据准确,而且可探测的浓度范围更广,可研究的影响因素更多;抑菌剂量-效应关系均可用Weibull函数有效表征,呈“S”型,均具有时间依赖抑菌性,抑菌强度随暴露时间的延长而增强;大部分混合物体系具有显著的组分和浓度比依赖抑菌性。(2)5种抗生素(PEN、PHE、PIP、STR和TOB)的26个二至五元代表性混合物体系相互作用为拮抗或协同作用,且不同体系相互作用强度随暴露时间和浓度的变化呈现的规律不同,最大协同或拮抗强度主要位于较长暴露时间(8~12 h)的高浓度区域,且协同和拮抗强度最大值可达0.50和0.40。(3)2种抗生素和1种中药(AMP、TET和BCH)构成的简单混合物体系:4个二元和三元混合物体系相互作用均为强协同作用,协同强度与暴露时间和混合物浓度呈正相关,且最大协同强度均在0.85以上。(4)抗生素和中药构成的1个复杂的八元混合物体系的相互作用随暴露时间和浓度的变化:从中、低浓度区域的加和作用和高浓度区域的拮抗作用,过渡为整体呈加和作用,再转变为中、高浓度区域的协同作用;其中,拮抗强度随暴露时间的延长而减弱,随混合物浓度的增大而增强,最大拮抗强度为0.33;而协同强度随暴露时间的延长而增强,随药物浓度的增大呈现先增强后减弱,最大协同强度可达0.83。(5)抗生素与中药表现出低剂量无明显抑菌作用,但混合后抑制作用明显增强,即抗生素和中药的联合抑菌作用明显强于抗生素与抗生素的联合抑菌作用,抗生素构成的混合物体系,相互作用为协同或拮抗,而抗生素与中药构成的混合物体系,相互作用均为强协同。(6)抗生素与中药构成的大部分混合物体系均未产生明显的耐药性。在8种药物及其代表性混合物体系作用后,E.coli细胞膜的通透性逐渐变大,相对核酸含量不断上升,细胞形态受损严重,产生了长条状、圆球状、凹凸皱缩、肿胀变粗、破裂粘连、干瘪孔洞等现象,这促使了菌体的衰竭死亡。