全 文 ：第 33 卷 第 12 期
2014 年 12 月
分析测试学报
FENXI CESHI XUEBAO(Journal of Instrumental Analysis)
Vol. 33 No. 12
1399 ～ 1403
收稿日期:2014 － 05 － 26;修回日期:2014 － 07 － 20
基金项目:国家质检总局科技计划项目(2012QK090) ;国家质量监督检验检疫总局公益性行业科研专项(2012104013 － 3)
* 通讯作者:谭建华，在职博士生，研究方向:有机物检测技术，Tel:020 － 83300529，E － mail:tanjianhua0734@ aliyun. com
doi:10. 3969 / j. issn. 1004 －4957. 2014. 12. 012
化妆品中黄芩苷与白鲜碱的超高效
液相色谱检测及质谱确证
李慧勇1，谭建华1，2* ，郭长虹1，席绍峰1，2，王继才1，
熊小婷1，赵田甜1，吴楚森1
(1． 广州质量监督检测研究院 国家化妆品质量监督检验中心(广州) ，广东 广州 510110;
2． 华南农业大学 资源环境学院，广东 广州 510642)
摘 要:建立了化妆品中黄芩苷和白鲜碱的超高效液相色谱(UPLC)检测方法和超高效液相色谱 －四极杆串
联飞行时间质谱仪(UPLC － Q － TOF)的质谱确证方法。不同基质类型的化妆品经甲醇 －磷酸缓冲溶液(9 ∶ 1，
pH 2. 5)超声提取，氯化钠破乳化，以乙腈 － 0. 1%甲酸水溶液为流动相，梯度洗脱，利用 Waters CSH C18
(2. 1 mm × 100 mm，1. 7 μm)色谱柱对目标物和样品杂质进行有效分离，以 314 nm 为检测波长进行定量测
定。黄芩苷和白鲜碱在 0. 05 ～ 10 mg /L范围内均呈良好线性，相关系数大于 0. 999，方法的回收率为 92. 2%～
103. 1%，相对标准偏差小于 4%，方法检出限均为 0. 3 mg /kg。同时建立了对黄芩苷和白鲜碱的 UPLC － Q －
TOF质谱确证方法，通过一个母离子和子离子的精确质量数对黄芩苷和白鲜碱进行确证，分子质量精确度小
于 5 ppm，并结合紫外吸收光谱、精确质量数及同位素匹配对黄芩苷的降解产物进行了结构确定。
关键词:化妆品;黄芩苷;白鲜碱;超高效液相色谱;超高效液相色谱 －四极杆串联飞行时间质谱
中图分类号:O657. 63;TQ460. 72 文献标识码:A 文章编号:1004 － 4957(2014)12 － 1399 － 05
Determination of Baicalin and Dictamnine in Cosmetics by
UPLC and Their Comfirmations by UPLC － Q － TOF
LI Hui-yong1，TAN Jian-hua1，2* ，GUO Chang-hong1，XI Shao-feng1，2，WANG Ji-cai1，
XIONG Xiao-ting1，ZHAO Tian-tian1，WU Chu-sen1
(1． Guangzhou Products Quality Supervision and Testing Institute，National Center for Quality Supervision and Testing of
Cosmetics(Guangzhou)，Guangzhou 510110，China;2． College of Natural Ｒesources and Environment，
South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China)
Abstract:An analytical method was established for the determination of baicalin and dictamnine in
cosmetics by ultra performance liquid chromatography(UPLC)． Different types of samples were ex-
tracted by ultrasonication with methanol － phosphate buffer solution(9 ∶ 1，pH 2. 5)． After demulsi-
fied by addition of appropriate NaCl，sample extracts were separated on an ACQUITY UPLCTM CSH
C18 column(2. 1 mm ×100 mm，1. 7 μm，Waters)by gradient elution using acetonitrile － 0. 1% fo-
mic acid as mobile phase． The detective wavelength was 314 nm． For the target compouds，the cali-
bration curves were linear in the range of 0. 05 － 10 mg /L，with correlation coefficients more than
0. 999． The method limits of detection(LOD，S /N = 3)for both were 0. 3 mg /kg． The average re-
coveries ranged from 92. 2% to 103. 1% with relative standard deviations(ＲSDs)less than 4% ．
Meanwhile，the confirmed method was developed by ultra-performance liquid chromatography quadru-
pole － time-of-flight mass spectrometric(UPLC － Q － TOF)with a parent ion and a product ion moni-
tored． The accuracy of molecular ions was less than 5 ppm． By this method，a degradation product
of baicalin was also identified．
Key words:cosmetics;baicalin;dictamnine;ultra performance liquid chromatography(UPLC);
UPLC － Q － TOF
分析测试学报 第 33 卷
图 1 黄芩苷及白鲜碱的结构式
Fig. 1 Structures of baicalin and dictamnine
中药黄芩和白鲜皮均属于中医治疗皮肤病的常
用药物，黄芩能治疗肌肤疮癣疹、皮炎等［1］，而白
鲜皮除湿止痒，能治疗湿疹等慢性顽固性皮肤
病［2］，且抑菌、杀菌作用强［3］。近年来，随着植物
化妆品的大力兴起，黄芩和白鲜皮的提取物在化妆
品中的添加应用日益广泛［4 － 5］。黄芩苷和白鲜碱分
别是黄芩和白鲜皮中的主要有效成分，其结构式见
图 1。在化妆品生产过程中，有时为了避免将植物
提取物加入化妆品中可能造成功效差等问题，可以
直接采取添加纯度较高的黄芩苷和白鲜碱原料来达到相似的功效［4］。因此，为促进企业更好地把控产
品质量功效以及有效监督不法企业可能存在虚假宣传产品有效成分的行为，亟需建立化妆品中黄芩苷
和白鲜碱的检测方法。
目前，文献报道的关于黄芩苷和白鲜碱的检测研究主要针对中药材植物［6 － 7］、药物产品［8 － 12］和生
物样品［13］等，检测方法以高效液相色谱法［6 － 11］和高效液相色谱 －质谱联用法［13 － 15］为主，尚未见化妆
品中黄芩苷和白鲜碱同时测定的方法。然而，由于化妆品种类繁多，且基质复杂，无法直接应用现有
文献方法对其中的黄芩苷和白鲜碱进行测定。本文针对不同基质的化妆品，利用超高效液相色谱法
(UPLC)建立了快速、同时测定化妆品中黄芩苷和白鲜碱的检测方法。考虑到黄芩苷具有邻酚基结构，
且化合物性质不稳定［16］，本文同时利用超高效液相色谱 －四极杆串联飞行时间质谱(UPLC － Q － TOF)
对黄芩苷的稳定性及降解产物进行质谱研究及确证。
1 实验部分
1. 1 仪器、材料与试剂
ACQUITYTM超高效液相色谱仪配二极阵列管检测器和超高效液相色谱 －四极杆串联飞行时间质谱
仪(美国 Waters公司) ;高速冷冻离心机(Allegra 64Ｒ，Beckman) ;MS3 basic 旋涡混合器(德国 IKA 公
司) ;BG －02C型超声波发生器(广州邦洁超声设备有限公司) ;Milli-Q超纯水系统(美国 Millipore公司)。
甲醇、乙腈(HPLC级，Spectrum) ;甲酸、磷酸、磷酸氢二钠(分析纯，上海安谱公司)。磷酸缓
冲溶液(pH 2. 5) :0. 2 mol /L磷酸氢二钠，并用 5%磷酸水溶液调至 pH 2. 5。
黄芩苷、白鲜碱标准品(纯度大于 99. 0%，上海诗丹德生物技术有限公司) ;7-甲氧基黄芩素对照
品(纯度大于 98. 0%，成都普菲德生物技术有限公司)。
1. 2 标准溶液的配制
分别称取标准品 10. 0 mg(精确至 0. 01 mg)于 10 mL棕色容量瓶中，用甲醇溶解并定容，配成 1 g /
L的单标标准储备液。分别吸收适量黄芩苷和白鲜碱标准储备液，加入 1 mL 磷酸缓冲溶液(pH 2. 5) ，
再用甲醇配制成所需系列混合标准工作溶液，4 ℃避光保存。
1. 3 样品的制备与提取
准确称取 0. 5 g(精确至 0. 001 g)试样于 10 mL具塞比色管中，加入 1 mL磷酸缓冲溶液(pH 2. 5) ，
于旋涡振荡器上混合，用甲醇定容至刻度后，加入 1. 0 g 氯化钠，于旋涡振荡器上混合使样品分散 1
min，超声提取 15 min，取上清液 10 000 r /min离心 5 min，过滤后待测。
1. 4 仪器分析条件
1. 4. 1 超高效液相色谱条件 色谱柱:CSH C18(2. 1 mm ×100 mm，1. 7 μm，Waters) ;柱温:30 ℃;
进样体积:5 μL;流速:0. 35 mL /min;流动相:乙腈 － 0. 1%甲酸水溶液;梯度洗脱:0 ～ 2 min，乙腈
由 30%升至 70%，2 ～ 2. 5 min，乙腈由 70%升至 100%，并保持 0. 5 min，3 ～ 5 min，乙腈由 100%降至
30%;检测波长:314 nm。
1. 4. 2 超高效液相色谱 －四极杆串联飞行时间质谱条件 样品按 “1. 3”制备后，用甲醇稀释 20 倍
进行质谱确证。超高效液相色谱条件与 “1. 4. 1”相同。
质谱条件:离子源:电喷雾离子源(ESI)正离子模式;毛细管电压:3. 0 kV;萃取锥孔电压:35
0041
第 12 期 李慧勇等:化妆品中黄芩苷与白鲜碱的超高效液相色谱检测及质谱确证
V;脱溶剂气温度:450 ℃;离子源温度:100 ℃;脱溶剂气流速:600 L /h;锥孔气流速:50 L /h;四
极杆采集质量数范围:100 ～ 1 000 u。数据采集模式:棒状(Centroid) ;扫描采集时间:0. 2 s;TOF 运
行模式:V模式;以 200 pg /μL亮氨酸脑啡肽(m/z = 556. 277 1)溶液进行实时校准。
2 结果与讨论
2. 1 提取溶剂的选择
化妆品最常用的提取试剂为甲醇、乙腈和水。由于黄芩苷在乙腈中的溶解度非常小，因此，本研
究选用甲醇和水对黄芩苷和白鲜碱进行提取试验。采用空白化妆品加标方式，考察不同体积比的甲醇
水溶液(20%，30%，50%，60%，70%，80%，90%，100%)对于化妆品中黄芩苷和白鲜碱的提取效
果，结果发现，甲醇体积比高于 90%时，化妆品中的黄芩苷和白鲜碱能达到完全提取。由于用甲醇水
溶液提取完后，部分膏霜和乳液化妆品会出现乳化而导致离心过滤困难，本研究通过在提取液中添加
适量氯化钠，达到破乳化效果，在方便离心的同时，可去除大量的油脂杂质。进一步实验发现，采用
90%甲醇水溶液提取可能导致黄芩苷的检测结果重现性非常差，化妆水基质的样品加标甚至会出现黄
芩苷在几小时内降解 50%的情况，且结果受实验环境和条件(如光照、环境温度等)的影响很大。这种
现象可能是因为黄芩苷在 pH值为中性的含水条件下容易降解所致。考虑到黄芩苷在酸性条件下的化
学性质更稳定［13］，本研究在样品称量完后先加入 1 mL磷酸缓冲液(pH 2. 5) ，再加入甲醇进行超声提
取。在该方法条件下，黄芩苷能获得完全提取，且稳定性非常好，其中膏霜、乳液和化妆水中加标 5
mg /kg 黄芩苷标准溶液在 48 h均非常稳定(响应偏差在 5%以内) ，完全能满足实验要求。
图 2 标准溶液(A)、膏霜样品加标(B)及
标准溶液发生降解后(C)的色谱图
Fig. 2 Chromatograms of standard solution(A)，spiked
cream sample(B)and standard solution degradated(C)
1． baicalin;2． dictamnine;3． baicalein-7-methylether
2. 2 超高效液相色谱条件的优化
2. 2. 1 流动相的选择 考虑到黄芩苷具有羧酸基
团(pKa = 2. 62)，而白鲜碱化学结构中的含 N 基团
接近中性(pKa = 0. 21) ，因此本研究选用甲醇 －磷
酸水、甲醇 －甲酸水、甲醇 －醋酸铵水溶液、乙腈 －
甲酸水、乙腈 －醋酸铵水溶液、乙腈 －氨水流动相体
系进行优化实验。实验结果显示，黄芩苷只在加酸
流动相体系中峰形对称，白鲜碱在酸碱流动相体系
中的色谱行为一致，均能得到良好的峰形，黄芩苷
和白鲜碱在乙腈体系下的分离度高于甲醇体系。考
虑到本方法要与质谱确证进行匹配，因此选用乙腈
－ 0. 1%甲酸水为流动相条件，色谱图见图 2。
2. 2. 2 检测波长的选择 采用 PDA检测器在 210 ～
400 nm范围内对黄芩苷和白鲜碱进行紫外吸收扫描
(如图 3)。结果显示，在该波段内，黄芩苷的最大吸收为 277 nm和 314 nm，白鲜碱的最大吸收为 237
nm和 309 nm。综合考虑方法灵敏度和样品基质的干扰因素，本研究选用检测波长为 314 nm对黄芩苷
和白鲜碱进行定量检测。从图 2B可看出，在该波段条件下，目标物的色谱峰附近干扰很少。
图 3 黄芩苷(A)、白鲜碱(B)及黄芩苷降解产物(C)的紫外吸收光谱图
Fig. 3 Ultraviolet absorption spectra of baicalin(A) ，dictamnine(B)and degradation product of baicalin(C)
1041
分析测试学报 第 33 卷
2. 3 超高效液相色谱 －四极杆串联飞行时间质谱确证
黄芩苷在正负离子模式下均有较强响应，白鲜碱只在正离子模式下有响应，因此，本研究采用正
离子模式进行测定。为了得到更为丰富的质谱信息，本研究同时采集双质谱通道信息对黄芩苷和白鲜
碱进行确证。第一通道在优化毛细管电压、锥孔电压、脱溶剂气温度、离子源温度、脱溶剂气流速等
质谱参数条件下获得最大丰度的目标物分子离子峰，第二通道通过施加梯度 Trap CE 电压(10 ～ 40 V)
将分子离子峰打碎，并得到碎片离子峰。通过保留时间、分子离子和 1 个碎片离子的精确质量数进行
定性确证，结果显示本实验得到的分子质量精确度非常高，与理论值的误差均在 5 ppm以内(见表 1)。
2002 /657 /EC法规要求使用低分辨质谱确证化合物时需要得到 4. 0 IPs，即 1 个母离子(1. 0 IPs)加
2 个碎片离子(各 1. 5 IPs)，而对于高分辨率质谱(10%峰谷 FWHM ＞ 10 000)只需要 1 个母离子(2. 0
IPs)加 1 个碎片离子(2. 5 IPs)即可达到 4. 5 IPs确证。本研究中采用的 TOF仪器属于中高等分辨率质谱
(半峰宽 FWHM ＞8 000) ，有科学家认为 TOF 在化合物确证方面有着巨大的优势，其确证点应该与高
分辨质谱一致［17］。因此，本研究中采用的 TOF质谱确证方法有着较强的可靠性。
表 1 目标物的精确分子量、理论分子量和质量精确度
Table 1 Experimental mass，theoretical mass and mass error of molecular ions of target compounds in standard solution
Compound Elemental composition Experimental mass(Da) Theoretical mass(Da) Error(mDA) Error(ppm)
Baicalin ［M + H］+ C21H18O11 447. 094 4 447. 092 7 1. 7 3. 8
［M + H － C6H9O6］+ C15H9O5 269. 043 9 269. 045 0 － 1. 1 － 4. 1
Dictamnine ［M + H］+ C12H10NO2 200. 070 6 200. 071 2 － 0. 6 － 3. 0
［M + H － CH3］+ C11H7NO2 185. 047 8 185. 047 7 0. 5 0. 1
在本实验的前处理过程中观察到黄芩苷甲醇水溶液不稳定，存在降解现象。如图 2C中显示，黄芩
苷降解后在白鲜碱峰后有 1 个明显的色谱峰，其紫外吸收光谱与黄芩苷相似(见图 3C) ，可推测该化合
物的共轭结构部分与黄芩苷一致。对该色谱峰进行 UPLC － Q － TOF 分析，其分子离子峰［M + H］+ =
285. 076 8，根据仪器软件进行分子量和同位素匹配，该化合物与分子式 C16H13O5(ppm =1. 8，i － FIT =
0. 4)的匹配度最高。增加 Trap CE电压，对该离子进行二级质谱分析，得到［M + H － CH3］
+，推测具
有甲基或甲氧基取代结构。结合紫外吸收光谱分析，推测该黄芩苷降解产物为 7-甲氧基黄芩素。通过
对照品进行比较，确证该化合物为 7-甲氧基黄芩素。郑辛甜等［18］研究了黄芩苷在酸性和碱性条件下的
降解机理，认为黄芩苷在碱性条件下母核不稳定，会先发生异构化等反应，再脱去糖醛酸发生降解，
图 4 黄芩苷的降解途径
Fig. 4 Degradation pathway of baicalin
主要降解产物为汉黄芩苷和白杨黄素苷等;而黄芩
苷的母核在酸性条件下较为稳定，因此降解反应直
接发生在糖苷键上，主要生成黄芩素。在本研究
中，黄芩苷在中性甲醇水溶液条件下发生降解，降
解途径与在酸碱条件下完全不同，是由糖醛酸连接
糖苷键的第一个碳原子发生 C—O内酯和 C—C环键
断裂而形成 7-甲氧基黄芩素(见图 4)。
2. 4 线性范围与检出限
分别配制质量浓度为 0. 05 ～ 10 mg /L的系列标准溶液，在优化实验条件下，采用 UPLC /PDA 对黄
芩苷和白鲜碱进行测定，根据其色谱峰面积的积分值(y)和相应质量浓度(x，mg /L )的响应关系，得
线性回归方程及相关系数。结果表明，在 0. 05 ～ 10 mg /L范围内，2 种化合物的线性关系良好，线性方
程分别为 y = 33 070x + 272. 56 和 y = 39 796x + 382. 86，相关系数(r2)均为 0. 999 9。采用基质样品加
标，通过计算其标样的响应与背景噪音的比值(S /N = 3)确定方法检出限，得到黄芩苷和白鲜碱的方法
检出限均为 0. 3 mg /kg。
2. 5 回收率与精密度
选用膏霜、乳液和水剂 3 种空白化妆品为加标基质，按本实验条件进行低、中、高(1. 0，5. 0，20
mg /kg)3 个加标水平的回收率与精密度试验。结果显示，3 个加标水平的回收率为 92. 2%～ 103. 1%，
相对标准偏差均小于 4%，表明方法具有较高的准确度，且精密度良好(见表 2)。
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第 12 期 李慧勇等:化妆品中黄芩苷与白鲜碱的超高效液相色谱检测及质谱确证
表 2 回收率与相对标准偏差测定结果(n = 6)
Table 2 Determination results of recoveries and ＲSDs(n = 6)
Sample
Baicalin Dictamnine
Added
w /(mg·kg －1)
Ｒecovery
Ｒ /%
ＲSD
sr /%
Added
w /(mg·kg －1)
Ｒecovery
Ｒ /%
ＲSD
sr /%
Cream 1. 0，5. 0，20 96. 3，97. 3，97. 7 3. 2，2. 8，2. 4 1. 0，5. 0，20 99. 6，97. 1，99. 6 1. 8，2. 3，1. 7
Emulsion 1. 0，5. 0，20 92. 2，98. 8，101. 7 3. 8，2. 6，2. 7 1. 0，5. 0，20 99. 2，97. 0，103. 1 2. 6，2. 9，2. 4
Emollient water 1. 0，5. 0，20 92. 9，98. 1，102. 0 3. 7，1. 9，2. 0 1. 0，5. 0，20 99. 3，97. 6，101. 3 1. 7，2. 3，2. 1
2. 6 实际样品的测定
采用本方法对具有美白、保湿、抗皱功效的膏霜、乳液和护肤水等 10 份化妆品产品(其中 2 份样
品标称含有黄芩)进行黄芩苷和白鲜碱含量的检测。实验结果显示，10 份样品均未检出目标物，可能
是由于样品中提取物含量添加过低或者存在虚假标识的情况。
3 结 论
本文针对不同基质的化妆品，利用超高效液相色谱法(UPLC)建立了快速、同时测定化妆品中黄芩
苷和白鲜碱的定量检测方法。由于黄芩苷具有邻酚基结构，化合物性质不稳定，本文系统考察了提取
溶剂对样品溶液稳定性的影响。通过采用甲醇 －磷酸缓冲溶液(9 ∶ 1，pH 2. 5)为提取溶剂，保证目标
物被完全提取，且具有较好的稳定性。本文还利用超高效液相色谱 －四极杆串联飞行时间质谱(UPLC －
Q － TOF)建立了对黄芩苷和白鲜碱的质谱确证方法，并成功对黄芩苷的降解产物进行了结构剖析。
参考文献:
［1］ Yuan C Q． The Development and Utilization of Natural Ｒesources． Jiangsu:Jiangsu Science and Technology Press(袁昌
齐． 天然药物资源开发利用． 江苏:江苏科学技术出版社)，2000:360 － 364．
［2］ Guo J，Zhang Y． Study Journal of Traditional Chinese Medicine(郭静，张毅． 中医药学刊) ，2005，23(3) :513 －514．
［3］ Jiang X． China Pharmacist(江霞． 中国药师) ，2005，8(4) :345 － 346．
［4］ Gong S Z，Jie Y K，Yuan S M． China Surfactant Detergent ＆ Cosmetics(龚盛昭，揭育科，袁水明． 日用化学工业) ，
2003，33(3) :200 － 203．
［5］ Xia B Q． Anhui Science ＆ Technology(夏邦旗． 安徽科技) ，1994，6:37．
［6］ Chinese Pharmacopoeia Commission． Pharmacopoeia of the Peoples Ｒepublic of China． Beijing:China Medical Science
Press(国家药典委员会． 中华人民共和国药典 2 部． 北京:中国医药科技出版社) ，2010:909 － 910．
［7］ Li Y Y，Peng Ｒ X，Chen H，Feng B K． Journal of Chinese Medicinal Materials(李艳园，彭如习，陈桦，冯柏康．
中药材) ，2006，29(8) :802 － 803．
［8］ Xu Ｒ C，Ma Y T，Luo L． Pharmacy and Clinics of Chinese Materia Medica(徐瑞超，马云桐，罗莉． 中药与临床) ，
2012，3(3) :17 － 18．
［9］ Li Y X，Sun F，Su Y J． China Pharmaceuticals(李延雪，孙菲，苏玉娟． 中国药业) ，2012，21(24) :56 － 57．
［10］ Zhang Y，Xue K P，He M，Chen Z J，Wu H，Zhao Y X． J. Instrum. Anal． (张勇，薛昆鹏，何美，陈再洁，吴
虹，赵岳星． 分析测试学报)，2013，32(1) :122 － 126．
［11］ Chen L J，Zhang Z Y，Zhang S Y． J. Instrum. Anal． (陈莉婧，张忠义，张守尧． 分析测试学报) ，2009，28(10) :
1217 － 1220．
［12］ Ban L N，Xu H T，Xu Y J． J. Instrum. Anal． (班丽娜，许海棠，徐远金． 分析测试学报)，2008，27(11):1217 －1220．
［13］ Xing J，Chen X Y，Zhang S Q，Zhong D F． J. Chin. Mass Spectrom. Soc． (邢杰，陈笑艳，张淑秋，钟大放． 质谱
学报)，2004，25(3) :129 － 133．
［14］ Yang S M，Chen Ｒ Z，Dong H，Li Y，Li S Z，Li X L，Song F Ｒ，Liu Z Q． Chin. J. Anal. Chem． (杨思敏，陈瑞
战，董航，李元，李世哲，李新龙，宋凤瑞，刘志强． 分析化学) ，2012，40(6) :888 － 892．
［15］ Lin H Y，Huang J M，Duan T X，Tan P，Liu Y G，Li J N． China Measurement ＆ Test(林宏英，黄建梅，段天璇，
谭鹏，刘永刚，李江宁． 中国测试) ，2013，39(5) :59 － 61．
［16］ Yu B T，Zhang Z Ｒ，Liu W S，Wang P，Yang T． Chinese Traditional and Herbal Drugs(于波涛，张志荣，刘文胜，
王平，杨婷． 中草药) ，2002，33(3) :218 － 220．
［17］ Grimalt S，Pozo O J，Sancho J V，Hernandez F． Anal. Chem．，2007，79:2833 － 2843．
［18］ Zheng X T，Qu H B． Chem. J. Chin. Univ． (郑辛甜，瞿海斌． 高等学校化学学报) ，2012，33(7) :1450 － 1455．
3041