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·中药与天然药·
作者简介:周虹云 ,男 ,主管药师 Tel:13735765848 E-mail:zhy665848@163.com
江南星蕨的化学成分研究
周虹云 1 ,徐润生 2 ,程存归 2(1.浙江省金华市中心医院药剂科, 浙江 金华 321000;2.浙江师范大学化学与生命科学学院 ,浙江 金华
321004)
摘要:目的 研究江南星蕨 Microsoriumfortunei(Moore)Ching的化学成分。 方法 用系统溶剂提取 , 常规的硅胶柱色谱进行
分离纯化 , 根据化合物的物理 、化学性质和波谱特征鉴定其结构。结果 从乙酸乙酯及正丁醇部位分离得到了 7个化合物 , 分
离鉴定的 7个化合物分别为 β-谷甾醇(Ⅰ ),谷甾醇 β-D-吡喃葡萄糖苷(Ⅱ),松脂素(Ⅲ), 槲皮素(Ⅳ), 槲皮素 3-O-β-D-吡喃
半乳糖苷(Ⅴ), 瓦利苷(Ⅵ )和蕨素 A(Ⅶ )。结论 所有化合物均系首次从该植物中分离得到。
关键词:江南星蕨;化学成分;结构鉴定
中图分类号:R284.1 文献标识码:A 文章编号:1007-7693(2009)02-0119-04
ChemicalConstituentsofMicrosoriumfortunei
ZHOUHongyun1 , XURunsheng2 , CHENGCungui2(1.DepartmentofPharmacy, ZhejiangJinhuaMunicipalCentralHospital,
Jinhua321000, China;2.ColegeofChemistryandLifeScience, ZhejiangNormalUniversity, Jinhua321004, China)
ABSTRACT:OBJECTIVE TostudythechemicalconstituentsofMicrosorium fortunei(Moore)Ching.METHODS The
constituentswereseparatedandpurifiedbycolumnchromatographywithsilicagel.Theirstructureswereidentifiedonthebasisof
spectralanalysisandchemicalevidence.RESULTS Sevencompoundswereisolatedfromtheethylacetateextractsandthen-butanol
extractsofMicrosorium fortunei(Moore)Chingbycolumnchromatography.Theywereβ-sitosterol(Ⅰ ), sitosterolβ-O-
glucopyranoside(Ⅱ), pinoresinol(Ⅲ), quercetin(Ⅳ)andquercetin3-O-β-D-galactoside(Ⅴ), walichoside(Ⅵ )andpterosinA
(Ⅶ ), respectively.CONCLUSION ThesecompoundswerefoundfromtheMicrosoriumfortunei(Moore)Chingforthefirsttime.
KEYWORDS:Microsoriumfortunei(Moore)Ching;chemicalconstituents;structureidentification
蕨类植物(Pteridphyta)又名羊齿植物 ,属维管
束植物中较古老原始的类群 ,是一群在种质和代谢
产物方面均具有多样性的孢子植物。蕨类植物种类
繁多 、分布广泛 、资源丰富 ,有关药用蕨类植物的记
载已有很长的历史 ,药用蕨类植物约有 300余种 ,近
年来国内外化学家 、药物学家对蕨类植物进行分析
研究 ,发现其复杂的天然活性成分具有抗微生物和
抗肿瘤活性等[ 1] 。一些蕨类植物如卷柏 、贯叶金丝
桃 、骨碎补 、海金沙等已列入中国药典 [ 2] 。江南星
蕨 Microsoriumfortunei(Moore)Ching系水龙骨科蕨
类植物 ,在民间全草及根状茎均可入药 ,具有清热利
湿 、凉血止血 、消肿止痛功效 ,可治疗黄疸 、痢疾 、尿
路感染 、白带 、风湿关节痛 、吐血 、便血 、跌打损伤 、毒
蛇咬伤等症 [ 3] 。到目前为止 ,关于江南星蕨的化学
成分研究仅见其挥发油化学成分的报道 [ 4] ,为了能
够更好地开发利用该种蕨类植物资源及阐明该种植
物所含有效化学成分 ,笔者继续对其化学成分进行
了系统研究。本研究报道从乙酸乙酯部位分离得到
的 5个化合物及从正丁醇部位分离得到的 2个化合
物 , 采用 UV, IR, EI-MS, ESI-MS, CI-MS, 1 H-NMR
和 13C-NMR等波谱分析及理化性质对化学成分进行
了结构鉴定 ,这七个化合物均为首次从该植物中分
离提取得到。
1 仪器与原料
仪器:NEXUS670型傅里叶变换红外光谱仪
(Nicolet公司);FinniganTraceDSQGC/MS气质联
用仪(ThermoElectron公司);AV400型 400MHz核
磁共振仪(Bruker公司);Lambda17紫外 /可见分光
光度计(Perkin-Elmer公司);PE2400CHN型元素自
动分析仪(Perkin-Elmer公司);X4型熔点测定仪;国
·119·中国现代应用药学杂志 2009年 2月第 26卷第 2期 ChinJMAP, 2009February, Vol.26No.2
DOI :10.13748/j.cnki.issn1007-7693.2009.02.012
产 131-90型粉碎机。
试剂:实验所用溶剂 、试剂为分析纯和化学纯 ,
柱色谱硅胶(200 ~ 300目)及薄层色谱硅胶(青岛海
洋化工厂)。
原料:江南星蕨于 2003年 3月采自浙江金华北
山双龙风景区 ,由浙江省金华市药品检验所中药科
及浙江师范大学化学与生命科学学院植物学教研室
鉴定 ,确定为水龙骨科植物江南星蕨 Microsorium
fortunei(Moore)Ching全草 。
2 提取与分离
鲜采的江南星蕨全草洗净 、凉干后粉碎 ,称重
20 kg,用 90%乙醇分四次提取 ,所用乙醇的量每次
均以浸没药材为止 。减压回收溶剂 ,浓缩后的总浸
膏 2.1kg。加水使之悬浮 ,依次用石油醚 、氯仿 、乙
酸乙酯和正丁醇萃取 。其中乙酸乙酯萃取部分经硅
胶色谱柱 ,以氯仿 -甲醇梯度洗脱分离得化合物 Ⅰ
(1.648 g)、化合物 Ⅱ(20 mg)、化合物 Ⅲ(18 mg)、
化合物Ⅳ(24 mg)和化合物Ⅴ(16 mg)。正丁醇部
分同样采用硅胶柱色谱 ,以氯仿-甲醇梯度洗脱得到
化合物 Ⅵ (1.024 g)和 Ⅶ (6.832 g)。
3 结构鉴定
化合物 Ⅰ:白色针状结晶(氯仿), mp:139 ~ 141
℃, Liebermann-Burchard 反 应 阳 性。 EI-MS
(m/z, %):414(40), 397(53), 396(100), 381(12),
303(21), 273(10), 255(26), 213(23), 173(11),
159(24), 145(32);IR(KBr/cm-1 ):3 370, 2 905,
2 872, 2 800, 1 715, 1 455, 1 366, 1 175, 1 045, 1 038,
1 005, 942 ;1 H-NMR(400 MHz, CDCl3 , δ/ppm):
5.30(1 H, br, d, J=5.3 Hz, 6-H), 3.46(1H, m, 3α-
H), 0.98(3 H, s, 19-H), 0.84(3H, d, J=6.3 Hz, 21-
H), 0.65(3 H, s, 18-H), 0.90(3 H, d, J=6.6 Hz,
26-H), 0.80(3 H, d, J=6.6 Hz, 27-H), 0.82(3 H,
t, J=7.6 Hz, 29-H);13C-NMR(100 MHz, CDCl3 , δ/
ppm):140.8(C-5), 121.7(C-6), 71.8(C-3), 56.8
(C-14), 56.0(C-17), 50.1(C-9), 45.7(C-24), 42.3
(C-13), 42.3(C-4), 39.7(C-12), 37.3(C-1), 36.1
(C-20), 36.0(C-10), 31.9(C-22), 31.8(C-7), 31.6
(C-25), 31.5(C-8), 28.2(C-16), 28.1(C-23), 26.1
(C-2), 24.3(C-15), 23.0(C-28), 21.1(C-11), 19.8
(C-27), 19.3(C-18), 19.0(C-29), 18.8(C-21),
12.0(C-26), 11.9(C-19)。根据元素分析结果及质
谱数据可以推导出化合物的分子式为 C29H50O,从
FTIR的数据可以看出分子中含有羟基和烯烃双键 ,
将碳谱数据与文献 [ 5]中 β -谷甾醇的数据对照基本
一致 ,经检索 , EI-MS亦与谱库中的 β-谷甾醇标准图
谱一致 ,且在 TLC板上与 β-谷甾醇的对照品对照 ,
其 Rf值相同 ,样品与对照品混合熔点不下降 ,因而
化合物Ⅰ鉴定为 β-谷甾醇。
化合物Ⅱ:白色颗粒状结晶 , mp:273 ~ 275 ℃,
Liebermann-Burchard反应阳性。 EI-MS(m/z, %):
414(M+- Glu+H, 50), 396(20), 255(24), 213
(28), 162(25), 147(27), 43(100);IR(KBr/cm-1):
3 408, 2 929, 1 460, 1 379, 1 164, 1 021;1H-NMR
(400 MHz, C5D5N, δ/ppm):5.33(1H, m, 6-H), 5.05
(1 H, d, J=8.0 Hz, 1′-H), 4.56(1 H, dd, J=11.5
Hz, 2.0Hz, 6′(-H), 4.42(1 H, dd, J=11.5 Hz, 5.5
Hz, 6′(-H), 4.29(2 H, m, 3′, 4′-H), 3.98(1 H, m,
5′-H), 3.94(1 H, m, 3-H), 0.81-0.98(15 H, CH3 ×
5), 0.65(3 H, s, 18-CH3);13C-NMR(100MHz, C5D5
N, δ/ppm):140.8(C-5), 121.9(C-6), 102.5(C-
1′), 78.6(C-3), 78.5(C-5′), 78.0(C-4′), 75.3(C-
3′), 71.6(C-2′), 62.8(C-6′), 56.8(C-14), 56.2(C-
17), 50.3(C-9), 46.0(C-24), 42.4(C-13), 39.9(C-
4), 39.3(C-12), 37.4(C-1), 36.9(C-10), 36.4(C-
20), 34.1(C-22), 32.1(C-8), 32.0(C-7), 30.2(C-
2), 29.4(C-25), 28.5(C-16), 26.3(C-23), 24.5(C-
15), 23.3(C-28), 21.2(C-11), 20.0(C-27), 19.4
(C-19), 19.2(C-26), 19.0(C-21), 12.1(C-29),
11.9(C-18)。根据元素分析结果及分子质量确定
出化合物 Ⅱ的分子式为 C35H60 O6 , EI-MS与 β -谷甾
醇基本一致 ,从 1 H-NMR中可以看到 6个甲基(δ:
0.65-0.98), 13C-NMR给出烯键碳 (δ:140.8,
121.9)。13C-NMR中 δ71.65-102.58共有 6个碳原
子 ,表明化合物 Ⅱ存在一个六碳糖裂片 ,其中糖端基
碳 δ:102.5与 1 H-NMR中 δ5.05 (1H, d, J=8.0
Hz)相对应 ,表明六碳糖为 β构型。因此 ,确定化合
物Ⅱ为谷甾醇 β-D-吡喃葡萄糖苷 [ 6] 。
化合物 Ⅲ:白色片状结晶 , mp:118 ~ 120 ℃。
EI-MS(m/z, %):358(M+, 6), 327(10), 205(24),
151(100), 137(60), 124(27);FTIR(KBr/cm-1):3
396(s, br), 2 925, 1 606, 1 509, 1 462, 1 428, 1 381, 1
269, 1 240, 1 157, 1 123, 1 034;1H-NMR(400 MHz,
CDCl3 , δ/ppm):6.90(2 H, d, J=7.5 Hz, 5, 5′-H),
6.88(2H, d, J=1.5 Hz, 2, 2′-H), 6.82(2H, dd, J=
7.5, 1.5 Hz, 6 , 6′-H), 4.78(2H, d, J=4.5Hz, 7, 7′-
H), 4.25(2 H, dd, J=9.0 Hz, 7.0 Hz, 9c, 9′c-H),
3.90(6H, s, 2OCH3), 3.88(2H, dd, J=9.5 Hz, 4.0
Hz, 9a, 9′a-H), 3.82(1 H, s, OH), 3.74(1 H, s,
·120· ChinJMAP, 2009February, Vol.26 No.2 中国现代应用药学杂志 2009年 2月第 26卷第 2期
OH), 3.10(2 H, m, 8, 8′-H);13 C-NMR(100 MHz,
CDCl3 , δ/ppm):146.6(C-3, 3′), 145.2(C-4, 4′),
132.8(C-1, 1′), 118.9(C-6 , 6′), 114.2(C-5, 5′),
108.5(C-2 , 2′), 85.8(C-7, 7′), 71.6(C-9, 9′), 55.9
(2OCH3), 54.1(C-8, 8′)。 13C-NMR与 1H-NMR分别
给出 10个碳 , l个氢 ,结合 EI-MS显示的 M+358
(6%),可知该化合物的结构具有对称性 ,推测分子
式为 C30 H23 O6 ,不饱和数为 10, El-MS中基峰 m/
z151, m/z137(60%)裂片离子是木脂素类化合物的
特征裂解离子 ,即存在 2个 4-羟基-3-甲氧基苯基结
构 ,其他波谱数据可以得到证实:FTIR光谱显示含
有羟基(3 396 cm-1 , s, br),含有苯环(1 606, 1 509
cm-1);13 C-NMR中 δ55.92与 1H-NMR中 δ3.90 (6
H, s)为甲氧基信号;1H-NMR中 δ6.90(2 H, d, J=
7.5 Hz), 6.88(2 H, d, J=7.5 Hz), 6.82 (2 H,
dd, J=7.5 Hz, 1.5 Hz)表明苯环为 1, 2, 4-三取代 ,
由不饱和数为 10,可知剩下的结钩为 C6H8O2 ,从不
饱和度可知可能含有 2个环 。由碳谱及氢谱的数据
可以推测出此化合物为松脂素 。样品与对照品松脂
素的混合溶点不下降 ,因而化合物 Ⅲ鉴定为松脂
素 [ 7] 。
化合物 Ⅳ:黄色针状晶体 , mp:312 ~ 314 ℃
(dec), HCl-Mg反应呈阳性 ,显示为黄酮类化合物 。
EI-MS(m/z, %):302(M+, 100), 301(22.5), 274
(8.1), 273(11.5), 153(6.4), 137(12.2), 109
(5.2);IR(KBr/cm-1 ):3 400 , 1 662, 1 615, 1 561,
1 522, 1 445, 1 382, 1 321, 1 260, 1 202, 1 172, 1 134,
1 092, 1 018 , 941, 835;1H-NMR(400 MHz, DMSO, δ/
ppm):11.34 ~ 12.65(5 H, s, C3 , C5 , C7 , C3 , C4 -
OH), 7.80(1 H, dd, J=8.5 , 1.8 Hz, 6′-H), 7.65(1
H, d, J=1.8Hz, 2′-H), 6.91(1 H, d, J=8.5 Hz, 5′-
H), 6.52(1H, d, J=1.8Hz, 8-H), 6.16(1H, d, J=
1.8Hz, 6-H);13 C-NMR(100 MHz, DMSO, δ/ppm):
176.3(C-4), 164.5(C-7), 161.1(C-9), 155.8(C-
5), 148.3(C-4′), 146.3(C-2), 145.6(C-3′), 136.2
(C-3), 121.4(C-1′), 119.8(C-6′), 115.3(C-2′),
115.1(C-5′), 102.7(C-10), 98.9(C-6), 93.7(C-
8)。根据元素分析结果及分子质量确定出化合物
Ⅳ的分子式为 C15H10O7 ,在质谱中 M-1属于分子离
子失去一个氢原子后所得碎片离子 ,分子离子峰为
基峰 ,结合不饱和度为 11,说明是一个含有两个苯
环的共轭体系。从 FTIR中可以看出分子中含有酚
羟基及共轭羰基 ,在 1H-NMR中 δ值均为苯环上的
质子。其波谱数据与文献报道的槲皮素[ 8]对照基
本一致 ,因此化合物Ⅳ为槲皮素。
化合物Ⅴ:黄色粉末 , mp:224 ~ 225 ℃, HCl-Mg
反应呈阳性 , 显示为黄酮类化合物。 EI-MS(m/
z, %):302(M+- Glu +H, 9.5), 273(1.3), 153
(5), 73(84.3), 69(40), 60(100), 57(46), 44(47);
IR(KBr/cm-1):3 314, 1 650, 1 604, 1 550, 1 497,
1 090, 1 054, 1 021, 996, 937, 887;1 H-NMR(400
MHz, DMSO, δ/ppm):12.65(1 H, s, C5 -OH), 10.88
(1 H, s), 9.75(1 H, s), 9.17(1 H, s), 7.68(1 H,
dd, J=7.5, 2.2Hz, 6′-H), 7.53(1 H, d, J=2.2 Hz,
2′-H), 6.81(1H, d, J=7.5Hz, 5′-H), 6.41(1H, d,
J=2.0 Hz, 6-H), 6.20(1 H, d, J=2.0 Hz, 8-H),
5.38(1H, d, J=7.5Hz, 1″-H);13C-NMR(100 MHz,
DMSO, δ/ppm):177.4(C-4), 164.1(C-7), 161.2
(C-5), 156.2(C-9), 156.2(C-2), 148.4(C-4′),
144.8(C-3′), 133.4(C-3), 122.0(C-6′), 121.0(C-
1′), 115.9(C-5′), 115.1(C-2′), 103.9(C-10),
101.7(C-1″), 98.6(C-6), 93.4(C-8), 75.8(C-5″),
73.1(C-3″), 71.1(C-2″), 67.9(C-4″), 60.1(C-6″)。
根据元素分析结果及分子质量确定出化合物Ⅴ的分
子式为 C21H20O12 , 13C-NMR中 δ75.8, 73.1, 71.1,
67.9, 60.1以及 δ101.7 C-1″)/103.9(C-10)显示含
有一个六碳糖裂片 ,其中糖端基碳 δ:101.76与糖端
基质子δ5.38(1 H, d, J=7.5 Hz)相对应 ,表明六碳
糖为 β 构型。五个芳香质子 δ7.68(1 H, dd, J=
7.5, 2.2 Hz), 7.53(1 H, d, J=2.2 Hz), 6.8(1 H,
d, J=7.5 Hz), 6.41(1H, d, J=2.0 Hz), 6.20(1
H, d, J=2.0 Hz)表明两个苯环分别为 1, 3, 4-三取
代及 1, 2, 3, 5-四取代。1H-NMR中 δ12.65(分子内
氢键), 10.88, 9.75, 9.17为 4个酚羟基信号 。 EI-
MS显示最高质量峰为 m/z302 (9.5 % )。由以上
信息可知黄酮苷元为槲皮素 。其波谱数据与文献报
道的槲皮素 3-O-β-吡喃半乳糖苷[ 6]对照基本一致 ,
因此化合物Ⅴ鉴定为槲皮素 3-O-β -吡喃半乳糖苷。
化合物Ⅵ :白色晶体 , mp:199 ~ 201 ℃。TLC紫
外光 (254 nm)下呈黄色荧光 , 硫酸显紫红色。
UVλEtoHmaxnm:219 , 258, 299 nm;ESI-MS(m/z, %):419
(M++Na)(100);EI-MS(m/z, %):234 [ M-162] +
(2), 216 [ M-glu] +(27), 203[ 234-CH2 OH] +(3),
185[ 216-CH2OH] +(100), 173 (7), 142 (5), 131
(2), 103 (5), 73(80), 60 (45), 40 (18);IR(KBr/
cm-1):3 530, 3 380, 3 310, 3 200, 1 707 , 1 696,
1 598, 1 350, 1 224, 1 082, 1 063, 1 045, 1 035, 1 016
, 916, 895, 876;1H-NMR(400 MHz, C5D5N, δ/ppm):
·121·中国现代应用药学杂志 2009年 2月第 26卷第 2期 ChinJMAP, 2009February, Vol.26No.2
7.70(1 H, s, 4-H), 5.04(1 H, d, J=3.4 Hz, 3-H),
3.93(2 H, t, J=7 Hz, 12-H), 3.09(2H, t, J=7 Hz,
13-H), 3.05(1 H, dd, J=7.7, 3.4 Hz, 2-H), 2.77(3
H, s, 11-H), 2.24(3 H, s, 10-H), 1.58(3 H, s, 14-
H), 5.22(1 H, d, J=7.7 Hz, 1′-H), 4.32 ~ 4.13(2
H, m, J=7.5Hz, 2′~ 5′-H), 4.58(1H, d, J=11Hz,
6′a-H), 4.44(1 H, dd, J=11, 5.2 Hz, 6′b-H);13 C-
NMR(100MHz, C5D5N, δ/ppm):205.6(C-1), 52.4
(C-2), 84.0(C-3), 126.2(C-4), 136.7(C-5), 144.6
(C-6), 138.6(C-7), 132.0(C-8), 151.0(C-9), 21.1
(C-10), 14.0(C-11), 33.0(C-12), 61.0(C-13),
13.9(C-14), 105.9(C-1′), 75.4(C-2′), 78.5(C-
3′), 71.6(C-4′), 78.6(C-5′), 62.7(C-6′)。根据元
素分析结果及分子质量确定出化合物 Ⅵ的分子式为
C20H28O8 ,从 FTIR吸收可以看到分子中有酮羰基和
饱和碳原子上的醇羟基 ,与紫外光谱吸收相结合亦
可以确定有苯环存在 。从 1H-NMR中看到只有一个
苯环上的质子 ,而δ1.58-2.77共有 9个质子存在 ,从
化学位移值可以判断出一个甲基与饱和碳原子相
连 ,而另外 2个甲基则与苯环直接相连。13C-NMR中
δ62.7-105.9共有 6个碳原子 ,表明化合物Ⅵ 存在一
个六碳糖裂片 , 其中糖端基碳 δ:105.9与1 H-NMR
中 δ5.22 (1H, d, J=7.7 Hz)相对应 ,表明六碳糖
为 β构型。其波谱数据与文献报道的瓦利苷(蕨素-
3-O-β-D-葡萄糖苷)[ 9]对照基本一致 ,因此化合物Ⅵ
鉴定为瓦利苷。
化合物 Ⅶ :白色晶体 , mp:126-128 ℃。 CI-MS
(m/z, %):249[ M+H] +(100);IR(KBr/cm-1):
3 360, 3 320, 3 030, 1 716 , 1 601, 1 502, 1 380,
1 045, 895, 876;1 H-NMR(400 MHz, CD3 OD, δ/
ppm):7.19(1H, s, 4-H), 3.75、3.51(各 1 H, d, J=
10.6Hz, 14-H), 3.66(2 H, t, J=8 Hz, 13-H), 3.04
(2H, t, J=8 Hz, 12-H), 2.75、3.28(各 1 H, d, J=
17 Hz, 3a, 3b-H), 2.69(3 H, s, 11-H), 2.47(3 H, s,
10-H), 1.13(3 H, s, 15-H);13C-NMR(100 MHz, CD3
OD, δ/ppm):212.8(C-1), 52.6(C-2), 37.5(C-3),
126.9(C-4), 146.2(C-5), 136.4(C-6), 138.7(C-
7), 133.1(C-8), 153.9(C-9), 21.3(C-10), 13.9(C-
11), 32.9(C-12), 61.7(C-13), 68.3(C-14), 21.3
(C-15)。根据元素分析结果及分子量确定出化合
物 Ⅶ 的分子式为 C15H20O3 ,从 FTIR吸收可以看到分
子中有酮羰基和饱和碳原子上的醇羟基 ,亦有苯环
存在。从 1H-NMR中看到只有一个苯环上的质子 ,
而 δ1.58-2.77间共有九个质子存在 ,从化学位移值
可以判断出一个甲基与饱和碳相连 ,而另外两个甲
基则与苯环直接相连。其波谱数据与文献报道的蕨
素 A[ 10]对照基本一致 ,因此鉴定为蕨素 A。
4 结论
从江南星蕨中首次分离得到的化合物主要有七
个 ,分别为 β-谷甾醇 ,谷甾醇 β -D-吡喃葡萄糖苷 ,松
脂素 ,槲皮素 ,槲皮素 3-O-β-吡喃半乳糖苷 ,瓦利苷 ,
蕨素 A。其中所含化学成分尤以蕨素 A最高 ,这与文
献报道的蕨类植物以蕨素及其苷类为主要成分相一
致。此类化合物既是蕨类植物的特征成分 ,也应是蕨
类植物的主要活性成分 。当然 ,蕨类植物的生物活性
也可能与甾族化合物等化学成分有一定关系。
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收稿日期:2008-03-24
·122· ChinJMAP, 2009February, Vol.26 No.2 中国现代应用药学杂志 2009年 2月第 26卷第 2期