全 文 :· 药剂与工艺 ·
紫杉醇和三尖杉磷碱在多孔硅胶上的吸附及扩散研究△
天津大学天然产物工程研究 中心 (3。。。7 ) 2杨 军 .都推琳 元英进 .’
摘 要 吸附和扩散特性 是进 行色谱过程 的基础 , 本 文侧定 了紫杉醉及 其类似物三尖杉碑碱在多
孔硅胶上 的吸附及扩散特性 , 结果表明 : 紫杉醉和三尖杉碑碱在硅胶 上的吸附不符合 L an g m in r 单
分子层 吸附理论 , 但在低浓度下可用溶 剂调整型 L a n g m iu r 模型描述 。 扩散研究 表明 : 萦杉醉和三
尖杉磷碱在 硅胶上 吸附较弱 , 表面扩散 可以忽略 。 相 同条件下 ,萦杉醉 的吸附 t 受强溶 剂影响较
大 , 强 溶剂组成 的增加 会造成紫杉 醇吸附 t 很快下降 . 这和 在正相色谱中紫杉醉先于 三尖杉确碱
流出色谱柱的事实是相符 的 。
关扭词 紫杉醇 三 尖杉磷碱 吸附 扩散
S t u d i e s o n t h e A d s o r P t i o n a n d D i f f u s i v i t y o f P a c l i t a x e l a n d C e P h a l o m a n i n e o n P o r o u s G e l
Y a n g Ju n
,
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a o Y a lin a n d Y u a n Y in g ji
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A b s t r a e t A d s o r p t io n a n d d i ff u s iv it y b e h a v i o r o f p a e l i t a x e l a n d e e p h a lo m a n in e o n p o r o u s g e l d u r in g
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A s t o t h e ir d i f f u s i v i t y
, t h e r a t e o n t h e s u r f a e e o f t h e a b s o r b e n t e o u ld b e n e g e l e e t e d
d u e t o t h e f a e t t h a t b o t h P a e l it a x e l a n d e e Ph a lo m a n in e w e r e v e r y l it t le a d s o r b e d
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e in e r e a s e o f s t r o n g s o l v e n t r e s u lt e d in a g r e a t e r i n f lu e n e e o n t h e a d s o r p t io n o f p a e li t a x e l b y d e e r e a s i n g it s
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o n r a P id ly a s e o m P a r e d w it h e e P h a l o m a n i n e
·
K e y w o r d s P
a e li t a x e l e e P h a lo m a n in e a d s o r P t io n d i f f u s i v it y
紫杉醇是 目前世界范围内广泛开展研究
的一种新型抗癌药物 lj[ ,在 自然界分布稀少 ,
分离纯化非常困难 , 色谱过程是这一问题的
关键步骤 。 W u[ 2〕等人研究了反相系统中紫杉
醇和三尖杉磷碱在树脂上的吸附特性 , 指出
低浓度时可用溶剂调整 型 L a n g m iu r 模型描
述 ,但没有报道正相系统的研究结果 。 吸附特
性和多孔介质内的扩散行为是溶质进行色谱
过程的基础 , 由于硅胶柱正相色谱的广泛应
用 (本实验室采用正相色谱提纯了紫杉醇及
其一系列类似物 ) , 我们对紫杉醇及其类似物
三尖杉磷碱于有机溶剂 中在硅胶上的吸附和
扩散行为进行 了研究 。 紫杉醇和三尖杉磷碱
是紫杉烷类 中分子结构最 为接近的两个物
质 , 这两种物质的分离也是紫杉醇分 离纯化
的主要问题 。 因此 , 本文的研究对于紫杉醇的
正相色谱行为具有指导意义 。
1 参数估计理论
为进行固定相粒子的表面和孔内扩散参
数的预测 ,可做以下假设 : ①假定粒子 中孔扩
散和表面扩散同时存在 ; ②孔扩散系数和表
面扩散系数在吸附过程 中保持恒定 ; ③粒子
的孔径和孔 隙率在吸附过程中保持不变 ;④
孔 内溶 质的浓度和孔壁上溶质浓度 保持平
A d d r e s s
:
Y a n g Ju n
,
T h e N a t u r a l P r o d u e t R e s e a r e h C e n t e r o f T i a n ji n U n i v e r s i t y
,
T i a n j i n
, ` 通讯联系人
△ 国家教委 “跨 世纪优秀人 才培养计 划 ”和教委优 秀青年教 师基金资助项 目
《中草药 》 1 9 9 9 年第 3 0 卷第 1 0 期 一 7 3 5 -
衡 ;⑤吸附过程 中液相主体浓度保持恒定 。
根据上述假设 , 可得下面的物料衡算方
程 :
·香+ 奇一 。 ,! 告景(一手) + sD 告景(一夸) ( ` )
令 x 一 c / c 。 , : , 一 D 户t/ 端 , p 一 二 r/ 。 , a ~
,
。
/。 C
。 ,月= a D s / D , , Y = 仔 / g 。 , 将 ( l ) 式无 因次
化 〔其中 C 为硅胶孔中溶质 的浓度 ( m它/ L ) ,
r 。 为硅胶颗 粒半 径 ( m ) , D 户 为孔 扩散 系数
( m
,
s/ )
,
q 为吸附量 ( m g / g ) , sD 为表面扩散
系数 ( m , / s ) , r , 为 D 户t /嘴 , p 为 r r/ 。 , 。 为硅胶
孔隙率渭 为 a sD / D , , a 为 q 。 / : C 。 , q 。 是和溶
质主体浓 度 ( m g / L ) C 。 成 平衡 的 固相浓 度
( m g / g )〕 ,可得 :
)众 . 毋尸 1 1 , i无丫 \ 口 i 。 毋尸 、 , 。 、誉 + a 等 一去 }尸2 举 1+ 号 }尸, 茶】 ( 2 )责 , ’ 一 责 , 对 、 ` 印 / ’ 尸 、 ` aP J
吸附等温线用 L a n g m iu r 表示 ,则可得 :
厂 R 〕 之八尸
l a +一 l任干 -L 一 ’ { 1一 ( l一 R ) Y }“ 」贪 ,I J 「 R 芥 〕 召 J 一 芥 一 , 。 、任; 长士}尸 不一一二下一一一万又飞 ,不 , 二之{ }+ 是亏不丁 (产 二泛丁) 气 j 夕对 即 L { 1一 l( 一 R ) Y }“ 印 」 ’ 川 aP 、 r 中初始条件 : r 户一 O , Y 一 O
,
_ ~
,
_
, . 亦边界条件 : P一 0 时 ,策 一 O P一 1 时 , Y ~ 1一 - · “ 、 二 “ 一 ’ 一 ` ’ 即
由于能检测的一般是溶质在粒子内总的
浓度 Q , 因此 ,可 以通过下式定义一个平衡分
数 F : Q = 叼+ 。 C ( 4 )
(式 Q 为按式 5 定义的吸附量 )
存在的扩散 )和 费克扩散可 以近似获得下式 :
D
,二一 D , + 。 ,豁 ( 7 )
( D心为孔 内有效扩散系数 , m Z s/ )
如果近似 以 C 。 /q 。 代替 d 。 / d q , 并将 a -
q
。
/。 C 。 代入 , 则可得 :
嘶一 (`+创一+sD 几告 (8)
{:
。
vdQ
3
{
r O
rQ
Zd
r
0
Q
o r日
3
[可:Y , Z d , + {:X o Z d。〕
Q
o V 。 a + 1
( 5 )
(式 中 Q。 按式 6 定义的吸附量 )
其中 Q 。 ~ q 。 + “ 0C
如果假定具有孔扩散和表面扩散的过程可
以用一个具有有效扩散系数的费克扩散来代
替 , 则可获得在时间较短时平衡分数的解为 :
; 一 6
{孕 ) ` 2 、 { 二 1 ,卫 + 2艺 lfr, 。 ~书兰 )一 3 {鲍 {\ r。 , 、 ” 一 l 丫林关 r z ] ’ 厂 o ,
( 6 )
(式中 F 为平衡分数 )
式 ( 6) 显示在短时间内 F 和 沙/ , 成正 比 ,
几 f 可 以通过对 t ` / 2作 图的斜率获得 。
根据平行扩散 (孔 扩散和 表面 扩散同时
·
7 3 6
·
( D p
。为按斜率计算的近似孔扩散系数 )
因为 C 。 / q 。 并不等于 d 。 /向 , 所以上式 中
用 D , 代替 D 户 。 如果等温线线性 , 则有 D 户。 ~
D 户
。
如果式 (8 )描绘 的直线截距是 O ,则为孔
扩散 控制 , 如 果斜率 是 0 , 则为 表面扩散 控
制 。
2 材料与方法
2
.
1 材料 : 实验用的多孔硅胶购自青岛海洋
化工厂 , 平均粒径为 25 0 目 。 紫杉醇和三尖杉
磷碱由本实验室提供 , 纯度超过 9 写 。 有机
溶剂二抓甲烷和 乙酸乙酷工业级 , 用时 自行
蒸馏除去不挥发物并用氛化钙脱水 。
2
.
2 实验方法
2
.
2
.
1 吸附等温线测定方法 : 在电子天平上
精确称取定量溶质置于锥形瓶 中 , 在其中加
人定量溶剂 ,配成 2 , l , 0 . 5 , 0 . 3 , 0 . 1 和 0 . 0 5
g / L 浓度的溶液 , H P L C 上测定其吸收峰 , 做
一条标准曲线 , 用于计算 吸附后溶液中溶质
的含量 。将锥形瓶置于恒温摇床内 ,间隔取样
直至溶液中溶质浓度不变为止 。 实验过程中
发现 , 紫杉醇和三尖杉磷碱在硅胶上吸附很
快 , 约 s m in 就可达到平衡 。 将初始浓度减去
平衡后浓度 ,乘 以溶液体积可得吸附量 ,进而
可得单位量硅胶上的平衡吸附量 。
2
.
2
.
2 扩散系数计算方法 : 同样将不同量溶
质溶于一定量溶剂配成不同浓度的溶液 , 内
加适量硅胶 , 间隔 l m in 取样测定 , 计算不同
时间的吸附量 , 按照上述理论计算平衡分数
F
, 得出有效扩散 系数 D盯 , 从而可 以作 图计
算孔扩散系数和表面扩散系数 。
3 结果与讨论
3
.
1 硅胶的空 隙率 : 硅胶空隙率用液氮法测
定 ,利 用氮 气低温下 在毛细 管 内凝结的特性
可 以测定定量硅胶的总孔体积 , 再根据 硅胶
的真密度可 以算出硅胶的空隙率 。 实验用的
硅胶经测定空 隙率为 。 . 39 % 。
3
.
2 紫杉醇和三尖杉磷碱的吸附等温线 : 见
图 l , 2 。
比中乙酸乙酷为强溶剂 ) ,通常采用溶剂调整
型 L a n g m iu r 模型进行 数据关联 , 在溶 质浓
度很低时 ,模型方程为 :
叮 (卯 = a o e xP (一 S 。卯 C ( 9 )
较低浓度时的吸附关系以 1 / q 对 l c/ 作
图如图 3 和 4 所示 , 可 以看 出在不同溶剂配
比时均能获得直线关 系 ,可见在低浓度时用
( 9 )式描述是合适的 。 根据直线的斜率 ,做 回
归分析可 以 得到 (9 )式 中常数 a 。 和 S 。 的值 ,
结果如下 :
t a x o l
: g (妇 = 1 · 2 4 e x p (一 2 6 . 5 9甲) ` ( 1 0 )
e e p h
: 叮(卯 = o · 3 7 e x p (一 1 4 . 1 5卯 c ( 1 1 )
上两式显示 , 紫杉醇受强溶剂组成的影
响较大 , 强溶剂组成增加会造成紫杉醇吸附
量的快速下降 ,这和 前面吸附等温线表现出
来的趋势是一致的 。
2015幼
ǎ.飞已àb
一 50
图 1
c ( g / L )
策杉醉的吸附等温 曲线
97甘气-
:
00
1勺l气ù众.0.0一ù
(旨、)之l
10806
4D
ǎ.飞巨
e (创 L )
图 2 三尖 杉磷碱的吸附等温 曲线
上两 图是紫杉醇和三尖杉磷碱在硅胶上
的吸附等温线 ,测定温度为 1 6 C , 4 条线从上
至下溶剂 的配 比二氯 甲烷 一乙酸乙 酷为 10 :
0
,
9
: 1
,
8
:
2 和 7 : 3 。 其中三尖杉磷碱的吸
附等温线没有在 7 : 3 配 比的溶剂中测定 ,但
规律已经能够显示出来 。
由图上看 , 在整个浓度范围内 , 紫杉醇和
三 尖杉磷碱的吸附均不符合 L a n g m iu r 单分
子层吸附理论 ,呈现出 比较复杂的吸附特性 。
在溶质浓度较低时 , 由于 吸附较弱 , 吸附量较
小 , 吸附 过程 可 以 看作 单 分子 层 吸 附 。 按
s n y de
r 川等人 的研 究 , 吸附过程受溶剂相 中
强溶剂浓度的影响 (所谓强溶剂 , 是指溶剂相
组成中在固定相上吸附性较强的溶剂 。例如 ,
对于硅胶柱洗脱紫杉醇用的 乙 睛 一水 中的 乙
睛 ,丙 酮一环 己烷 中的丙酮等 , 本实验溶剂配
《中草药 》 1 9 9 9 年第 3。 卷第 1 0 期
0
.
0 ,
1 /e ( L / m . )
圈 3 低浓度时紫杉醉的吸附等温线
.退1864200óUnOē胃、à夕l
一 0
.
2
0
.
0 1 0
`
0 2
1 / e ( l / m . )
图 4 低浓度时三尖杉磷碱的吸 附等沮线
3
.
3 有效扩散系数 : 按照前面理论 中的方法
计算平衡分数 尸 ,将 F 对 产 2作图如图 5 和 6
所示 。
按照直线的斜率 ( D 汀 、 r/ 扮 ) ` / 2计算 D川 ,
计算结果列于表 1 中 。
.
7 3 7
·
表 12 98 K时紫杉醉和 三尖杉磷碱在
多孔硅胶孔内的有效扩散系数
e eph aln l n n o一n e
(』 i )D , z 义 10 13( m / l ) (晶) D r r义 10 13( m Z / I )
0 8
气 0 . 6
0
.
4
0
.
2
` . j (沪 , )
气 。 . `
1 0
t . 浮 (一洛 )
图 5 按方程 (6 )计算的 F 和 ot s关 系曲线
表 1 显示 ,三尖杉磷碱在硅胶 内的有效
扩散系数要大于 紫杉醇 , 而且两者的有效扩
散系数都是随浓度的增加而 增加 。
6 l
图 6 按方 向 (6 ) 计算的三 尖杉
磷碱 F 和 .l `关系曲线
3
.
4 表面扩散和孔扩散系数 : 根据本文前面
, ,
、 . 、
_ _ ,
_ .
1 1 _
.
1
,` ~ 一 ~ 一 一所述 , 用 且以` + 言}对言作图 , 可得一直线
关系 , 如图 7 所示 : 从图显示了较好的直线关
系 ,其中紫杉醇的精度较差 ,可能是 因为选择
的溶质浓度较大 , 吸附等温线的线性关系较
差的原因 。 由直线的斜率和截距可 以求得孔
和表面扩散系数 ,结果为 :
t a x o l
:
D
p
= 4
·
6 1只 1 0 一 ” m , / s , D , 一 0 m Z / s
e e p h
:
D
p一 1 . 3 6 x l o 一 9 , D , 二 0 . 4 7 x l o 一 12
,J25`.-
2
.t
z飞xǎ之l十、。
.jJf飞ù2ro-。10lx( D/-+) ,a
5
l / a x l 03
0
.
5 1
1 /
0 x l护
图 7 按方程 (8 )计算的 D川和 l/ a 关系曲线
前面 已经述及 , 紫杉醇在硅胶内的扩散 的吸附等温线不遵从 I一an g m iu r 单分子层 吸
较弱 , 表面扩散可 以忽略 , 而三尖杉磷碱的有 附理论描述 ,但在溶质浓度较低时 ,溶剂调整
效扩散系数较大 , 因此有表面扩散现象存在 , 型 L a n g m iu r 模型 可 以很好地进行拟合 。 紫
但仍然很小 , 比孔扩散低三个数量级 , 这一点 杉醇在硅胶 中的扩散要弱于 三尖杉磷碱 , 两
和 w a n g川的结论是相符的 。 可 以推测 ,在增 者在硅胶中表现扩散系数均可 以忽略 。 紫杉
加强溶剂的组成时 , 由于吸附量大大下降 , 紫 醇相比于三尖杉磷碱在硅胶上的吸附受强溶
杉醇和 三尖杉磷碱 的扩 散系数也会相 应减 剂的影响较大 , 强溶剂组成的增加会造成紫
小 。 在二氯甲烷 一乙酸乙醋为 9 : 1 的溶剂配 杉醉吸附量 的显著下降 , 这和在正相 系统 中
比中紫杉醇的扩散结果为 D p ~ 1 . O 3 x lo 一 “ , 采用二氯甲烷和乙 酸乙醋作洗脱剂进行洗脱
D
、 一 。 证实了这 一点 。 时紫杉醇先于三尖杉磷碱流出色谱柱的事实
4 结论 是相符合的 。
在整个浓度范围内紫杉醇和 三尖杉磷碱 参 考 文 献
·
7 3 8
·
俞 天骥 .国外医 学 一药学分册 , 19 93 , ( 2 0) : 27
W u D J
.
A IC h E J
o u r n a l
,
1 9 9 7
, 4 3 : 2 3 2
S y n d e r L R
.
J C h
r o m a t o g
,
1 9 7 9
, 1 6 5
:
3
4 M a Z
, e t a l
.
A IC h E Jo u r n a l
,
19 9 6
,
4 2
:
1 2 4 4
( 1 9 9 8
一
1 2
一
1 4 收稿 )
110一
胃院舒冲剂三维高效液相色谱鉴定及指标性成分的定 t
上海长海 医院临床药理室 ( 2 0 0 4 33) 宋洪杰 ` 胡晋红 全 山丛
摘 要 采用 3D 一 H P L C 对 胃院舒冲剂进行 了定性 鉴别并建立其指标性成分 的定量分 析方法 。 色
谱柱 : C L C 一O D S (6 . 0 m m x 1 50 m m , 5 拌m ) ; 流动相 : 乙睛一 。 . 1肠醋酸水溶液系统 ; 洗脱方式 : 二元
高压梯度洗脱 ; 检测方式 : 二级 管阵列检测器多通道检侧 ; 侧定波长 :芍药昔 2 30 n m , 甘草酸 254
n m
, 橙皮昔 2 8 3 n m ;各指标性成分的线性 范 围分别为 : 芍药昔 4 . 2 3~ 6 7 . 6 8 产g /m L ( r = 0 . 9 9 9 9 ,
n ~ 5 )
, 橙皮 昔 7 · 5 0 ~ 1 1 9 · 2 0 拌g / m L ( r = 0 · 9 9 9 8 , n = 5 ) , 甘 草 酸 1 0 · 5 0 ~ 1 6 8 · 0 0 科g /m L ( r =
0
.
9 9 9 4
, n
= 5 ) ;加样 回收率及 R S D 分别为 : 芍药昔 8 9 . 4 6 % , 2 . 8 7% , 橙皮昔 9 3 . 7 6 % , 2 . 4 8% , 甘草
酸 9 0 . 2 % , 1 . 79 环 。 同时用三维 H P L C 图谱对 胃院舒冲剂进行 了定性鉴别 。
关键词 指 标性成分 胃院舒冲剂 三维高效液相色谱法 甘草酸 橙皮昔 芍药昔
I d e n t i f i e a t io n a n d D e t e r m i n a t i o n o f M a r k e r S u b s t a n e e s i n
W e iw a n s h u C h o n g j i b y T h r e e D im e n s i o n a l H P L C
S
o n g H
o n g ji
e , H u Ji
n h o n g a n d Q
u a n S h a n e o n g (eD p
a r t m e n t o f C lin ie a l P h a r m a e o lo g y
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C h a n g h a i H o s p i
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a i 2 0 0 4 3 3 )
A b s t r a e t T h
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a s a n a l y z e d b y t h r e e d im e n s io n a l H P L C
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e o f t h e C h in e s e
h e r b a l d r u g s e o u ld b e id e n t i f ie d a n d t h e e o n t e n t s o f t h e m a r k e r s u b s t a n e e s e o u ld b e d e t e r m in e d
·
C o l u m n :
S h i m
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p a e k C L C
一
O D S ( 6
.
0 m m 又 1 5 0 m m , 5 拌m ) . M o b il e p h a s e : a e e t o n i t r ile 一 0 · 1 % a e e t ie a e id s o l u t i o n ; E l u -
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b in a r y h i g h p r e s s u r e g r a d ie n t s y s t e m ; eD
t e e t o r : U V /V i
s p h o t o d io d e a r r a y d e t e e t o r
, t h e d e t e e t io n
w a s p e r f
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一 e
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2 5 4 n m f o r g ly e y r r h iz ie a e id a n d 2 8 3 n m f o r h e s p e r id in
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T h e m a r k e r s u b s t a n e e s w e r e
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T h e li n e a r r a n g e s w e r e : 4
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2 3~ 6 7
·
6 8 拌g /m L ( r ~ 0 , 9 9 99 , n ~
5 ) f
o r p a e o n if l o r in
,
7
.
5 0 ~ 1 1 9
.
2 0 拜g / m L ( r ~ 0
.
9 9 9 8
, n = 5 ) f o r h e s p e r id in
, a n d 1 0
.
5 0 ~ 1 6 8
·
0 0 拌g /m L
(
r 一 O· 9 9 9 4 , n 一 5 ) f o r g l y e y r r h iz i e a e id · T h e r e e o v e r i e s a n d R S D w e r e : 8 9 · 4 6% , 2 · 87 % f o r p a e o n i f l o r in ,
9 3
.
7 6%
,
2
.
4 5 % f
o r
h
e s p e r id in
a n d 9 0
.
2 2%
,
1
.
7 9 % fo r g l y e y
r r h i z i e a e id
.
T h e W e i w a n
s h u C h o n g j i w a
s
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K e y w o r d s m a r k e r s u b s t a n e e W
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a n s h u C h o n g j i t h
r e e d im e n s io n a l H P L C p a e o n i f lo r i n h e s
-
p e r id i
n g l y e y r r h iz ie a e i d
胃肮 舒冲剂主要 由党参 、 甘草 、 白芍 、 山
植 、 陈皮和延胡索等 中药组成 , 临床主要用于
治疗萎缩性胃炎 。 单味中药中某种特定成分
并不 能反映其 内在质量 , 因此作者试图尝试
测定胃肮舒 冲剂中芍药昔 、 橙皮昔和甘草酸
的含量 , 从而探索指标性成分分析的可行性 ,
并利用三维高效液相色谱法对胃院舒冲剂进
行了定性鉴别 , 以达到控制其质量 的目的 。
1 材料和方法
1
.
1 仪器及试药 : 岛津液相色谱仪 (泵 : L C -
A d d
r e s s : S o n g H o n g j ie
,
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p a r t m e n t f o C l in i e a l P h
宋洪杰 19 95 年毕业于 第二军 医大学 药物分析专业 ,
a r m a e o lo g y
,
C h a n g h a i
获硕士 学位 , 主管药师
H o
s p i t a l
,
S h a n g h a i
, 主 要从事药物分析和药代动力学研究 ,共
发表论文 10 余篇 。
《中草药 》 1 9 9 9 年第 3。 卷第 1。 期 . 7 3 9 .