全 文 ：［收稿日期］ 20110818(003)
［第一作者］ 马继雄，从事资源植物学研究，Tel:15332380143，E-mail majixiong@ sohu． com
［通讯作者］ * 曾阳，Tel:13997098645，E-mail zy-3@ 263． net
美丽鳞毛蕨粗多糖对 α-葡萄糖苷酶及小鼠耐糖量的影响
马继雄1，2，马祥忠1，曾阳1，2*
(1. 青海师范大学生命与地理科学学院，西宁 810008;2. 教育部资源与环境重点实验室，西宁 810008)
［摘要］ 目的:观察美丽鳞毛蕨粗多糖对 α-葡萄糖苷酶抑制活性的影响及对蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、淀粉负荷剂量后的正
常小鼠血糖影响。方法:采用 α-葡萄糖苷酶活性测定方法，对美丽鳞毛蕨植物粗多糖进行 α-葡萄糖苷酶抑制活性的测定;以
美丽鳞毛蕨粗多糖为实验药物，取血糖值 4. 0 ～ 9. 0 mmol·L － 1的小鼠，按体重随机分成 16 小组，每组 10 只，适应性饲养 3 d
后，分别用生理盐水、阿卡波糖(0. 625 g·kg － 1)、高剂量粗多糖(0. 48 g·kg － 1)、低剂量粗多糖(0. 24 g·kg － 1)ig 小鼠，每天 1 次，
连续 ig 4 d 造模;第 5 d 分别用葡萄糖(2. 0 g·kg － 1)、蔗糖(4. 0 g·kg － 1)、麦芽糖(4. 0 g·kg － 1)、淀粉(6. 0 g·kg － 1)给小鼠负荷
剂量，在 15，30，60，120 min 时间点测量小鼠血糖值并记录。观察美丽鳞毛蕨粗多糖对蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、淀粉负荷剂量后
的正常小鼠血糖影响。结果:美丽鳞毛蕨粗多糖在样品浓度 10 g·L － 1反应体系下，对 α-葡萄糖苷酶抑制活性达到 90. 8% 以
上，属于竞争性抑制类型(Ki = 2. 53 g·L － 1) ;以美丽鳞毛蕨粗多糖为实验药物，淀粉蔗糖负荷剂量后小鼠耐糖量与对照组比
较，淀粉组和麦芽糖组血糖值降低较为明显(P ＜ 0. 01) ，蔗糖组次之(P ＜ 0. 05)。结论:美丽鳞毛蕨粗多糖对 α-葡萄糖苷酶抑
制活性高，属于竞争性抑制，并能提高正常小鼠的耐糖量。
［关键词］ 美丽鳞毛蕨;α-葡萄糖苷酶抑制剂;耐糖量
［中图分类号］ R285. 5 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1005-9903(2012)09-0243-04
Effect of Dryopteris laeta Polysaccharide on
α-glucosidase Enzyme and Blood Glucose in Mice
MA Ji-xiong1，2，MA Xiang-zhong1，ZENG Yang1，2*
(1. School of Life and Geographical Scienses Qinghai Normal University，Xining 810000，China;
2. Key Laboratory of Education Department of Environment and Resources on
Tibetan Plateau，Xining 810008，China)
［Abstract］ Objective:To observe the effect of Dryopteris laeta polysaccharide on α-glucosidase enzyme
and blood glucose in mice． Method: The α-glycosidase enzymes activity determination method was used to
determine the polysaccharide dryopteris beautiful plants for α-glucosidase inhibitory activity; D． laeta
polysaccharide was considered as experimental drugs，the mice with blood glucose range of 4. 0-9. 0 mmol·L － 1，
were chosen． According to the weight mice were divided in at random into 16 groups，10 each group． After 3 days
of adaptive feeding，mice were given with normal saline (0. 135 g· kg － 1) ，acarbose (0. 625 g· kg － 1) ，high
doses of crude polysaccharide (0. 48 g·kg － 1) ，low dose of crude polysaccharide (0. 24 g·kg － 1) ，once a day．
After 4 days of modeling，at day 5 mice were fed with glucose (2. 0 g·kg － 1) ，sucrose (4. 0 g·kg － 1) ，maltose
(4. 0 g·kg － 1) ，starch (6. 0 g·kg － 1)as a loading dose． In 15，30，60，120 min，blood glucose was measured，
the influence of D． laeta polysaccharide on glucose，maltose，starch loading doses of blood glucose was observed
after feeding sucrose in normal mice． Result:When D． laeta polysaccharide concentration in the sample was
under 10 g·L － 1，reaction of α-glucosidase inhibitory activity reached more than 90. 8%，which was considered as
a competitive type of inhibition (Ki = 2. 53 g·L － 1)． The polysaccharide as the experimental drug，after giving a
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Vol． 18，No． 9
May，2012
DOI:10.13422/j.cnki.syfjx.2012.09.050
loading dose of starch sugar， compared with control group， blood glucoselevel in maltose and starch group
decreased more significantly (P ＜ 0. 01) ，followed by sucrose group (P ＜ 0. 05)． Conclusion:D． laeta
polysaccharide has an inhibitory activity on α-glucosidase，which is considered as a competitive inhibition，and can
improve glucose tolerance in normal mice．
［Key words］ Dryopteris laeta;α-glucosidase inhibitors;glucose tolerance
人体对淀粉、糊精、蔗糖等碳水化合物的利用吸
收依 赖 于 小 肠 刷 状 缘 上 α-葡 萄 糖 苷 酶 (α-
glucosidase，)的活性［1-2］。该酶抑制剂可使葡萄糖
的生成及吸收减缓，降低餐后高血糖，从而减少高血
糖对胰腺的刺激，提高胰岛素的敏感性，保护胰腺的
功能，预防并改善糖尿病并发症的发生和发展。近
年来研究表明 α-葡萄糖苷酶抑制剂还可抑制蛋白
糖基化，且具有抗 HIV、抗病毒感染和免疫刺激活性
等作用［3-4］。作者在对具有 α-葡萄糖苷酶抑制作用
的高寒植物筛选中，发现美丽鳞毛蕨粗多糖对 α-葡
萄糖苷酶具有较强的抑制活性［5-6］。并测定美丽鳞
毛蕨粗多糖对蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、淀粉负荷剂量
后的正常小鼠血糖影响。
1 材料
1. 1 样品 美丽鳞毛蕨 Dryopteris laeta(Komar)C．
Chr 采自青海省互助县(互助北山) ，海拔2 700 m，
由青海师范大学生命与地理科学学院马继雄副教授
鉴定。将美丽鳞毛蕨枝叶粉碎成粗粉，称取 100 g
置于 500 mL 的圆底烧瓶中，加入石油醚 400 mL 回
流提取 2 次，每次 2 h，然后用 80%乙醇回流提取 1
h，残渣在水浴上挥干溶剂，加入 800 mL 水回流提取
3 次，每次 2 h，合并提取液并浓缩。浓缩后加 95%
乙醇沉淀，使得含醇量达到 70%，5 ℃静置过夜后抽
滤，沉淀用水溶解后，将溶液中加入三氯甲烷-正丁
醇(4∶ 1)1∶ 1多次萃取，除去蛋白质，之后用丙酮、乙
醚相继洗涤后，用旋转蒸发器浓缩得到美丽鳞毛蕨
粗多糖，得率 9. 20%。
1. 2 动物 健康的普通级(CV)昆明种系(KM)小
白鼠，6 ～ 8 周龄，体重(20 ± 2)g，共 180 只(青海省
实验动物中心提供，青医动字第 01 号)。试验前于
动物实验室内正常喂养 1 周，以适应实验室环境。
给予标准小鼠饲料，自由进食和饮水，饮用水为自
来水。
1. 3 试剂 α-葡萄糖苷酶(美国 Sigma 公司，批号
092K7445) ;对硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷(PNPG，
纯度 99%，美国 Sigma 公司，批号 027K1446) ;阿卡
波糖(商品名:拜唐平，德国拜耳公司) ;所用化学试
剂均为市售分析纯。ACCU-CHEK Active 血糖仪
(Roche，MannheimGermany)和血糖试纸。
1. 4 仪器 Autolab PM400-3 全自动分光光度仪
(北京兰桥医学科技有限公司) ，BCD-210C 低温冰
箱(青岛海尔有限公司) ，HH·1-6 型恒温振荡器(常
州国华电器有限公司) ，AB104-N 电子天平(南京庚
辰科学仪器有限公司) ，UV-9100 紫外分光光度计
(北京瑞利分析仪器公司)。
2 方法
2. 1 相关溶液的配制 底物溶液:将对硝基苯基-
α-D-吡喃葡萄糖苷 0. 091 g 溶于 DMSO 1 mL 中，加
入蒸馏水 1. 6 mL，配成 0. 116 mol·L － 1的底物溶液。
葡萄糖苷酶溶液以 0. 05 mol·L － 1磷酸盐缓冲液配制
0. 1 U·mL － 1的溶液。磷酸盐缓冲液(PB)用蒸馏水
配制浓度为 0. 2 mol·L － 1的 PB 缓冲液，调 pH 为
6. 8，使用时稀释成 0. 05 mol·L － 1。Na2CO3 终止液
Na2CO3 106 g 溶于蒸馏水 1 000 mL 中，配制成
1 mol·L － 1的反应终止液。
2. 2 酶抑制活性测定方法和酶活性抑制率的计算
根据 Chapdelaine 等［5］已有方法改进，以 PNPG 为
底物，α-葡萄糖苷酶催化水解 PNPG 的活性，产生对
硝基酚(PNP) ，以一定时间内反应体系中对硝基酚
的含量变化来计算样品提取物的 α-葡萄糖苷酶抑
制活性。确定以 0. 5 mL Eppendorf 管为反应载体，
最终反应体积为 500 mL。
反应体系:取磷酸缓冲液 250 μL 和 0. 017 6
mol·L － 1的 PNPG 50 μL，加入质量浓度为 0. 625 g·
L － 1的样品 50 μL 和 0. 1 U·mL － 1的 α-葡萄糖苷酶
50 μL 后温浴 20 min，用 1 mol·L － 1碳酸钠溶液 100
μL 做终止反应，将反应液置于全自动分光光度仪
405 nm 波长下测定吸光度，并用蒸馏水代替酶液作
为空白对照，每个样品同一浓度下同时作 3 个平行
试验，取平均值。抑制剂活力单位定义:在 37 ℃，
pH 6. 8 条件下降低 1 个酶活力单位所需的抑制剂
的量。
酶活力抑制率 =(抑制剂活力 /酶活力)× 100%
由于样品提取物都含有色素，因此每个样品需
要测定背景吸收，以 0. 05 mol·L － 1磷酸盐缓冲液代
替样品进行校正，另外为消除 PNPG 对测定结果的
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Vol． 18，No． 9
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影响，对底物的背景吸收同样进行了校正。
根据抑制率的定义与本实验的实际方法，样品
提取物对 α-葡萄糖苷酶活性的抑制率按下式计算:
抑制率 =(AE － A)/AE × 100%
式中:AE 为酶与底物反应后的吸光度(扣除相
应空白) ，A 为加入抑制剂后酶反应的吸光度(扣除
相应空白)。
2. 3 美丽鳞毛蕨粗多糖酶学动力学实验 分别对
美丽鳞毛蕨粗多糖浓度、水浴温度、pH 值、反应时间
等多种因素的改变，观察美丽鳞毛蕨粗多糖在不同
的反应条件下与酶活性抑制率的影响。
2. 3. 1 美丽鳞毛蕨粗多糖不同浓度对酶的抑制活
性 准确称取纯化后干燥的美丽鳞毛蕨粗多糖，分
别配制成质量浓度为:0. 312，0. 625 0，1. 25，2. 50，
5，10 g·L － 1，依照 AGI 活性的测定方法，在相同温
度、时间和 pH 条件下进行酶反应，终止后分别测定
不同浓度下的吸光度，计算抑制率。
2. 3. 2 美丽鳞毛蕨粗多糖与酶的反应时间对酶的
抑制活性 在美丽鳞毛蕨粗多糖质量浓度为 5 mg·
L － 1条件下，与酶的反应时间分别为:0，0. 50，1. 00，
2. 00，3. 00，5. 00，10. 00 min，反应终止后分别测定
酶活性抑制率。
2. 3. 3 美丽鳞毛蕨粗多糖在不同的 pH 条件下对
酶的抑制活性 美丽鳞毛蕨粗多糖质量浓度为 5 g
·L － 1，相同反应体系，pH 分别为 2. 0，3. 0，4. 0，5. 0，
6. 0，7. 0，8. 0，9. 0，10. 0，11. 0，12. 0 的条件下，测定
粗美丽鳞毛蕨粗多糖对酶活性抑制作用。
2. 3. 4 美丽鳞毛蕨粗多糖在不同水浴温度下对酶
的抑制活性 美丽鳞毛蕨粗多糖的质量浓度为 5
g·L － 1，水浴时间为 10 min，分别测定美丽鳞毛蕨粗
多糖在不同的水浴温度下，即 37 ℃，70 ℃，100 ℃，
对酶的抑制活性。
2. 4 美丽鳞毛蕨粗多糖对 α-葡萄糖苷酶抑制作
用类型的测定 底物浓度为 124. 32 × 103 mol·
L － 1，分别按 1 ∶ 5，1 ∶ 10，1 ∶ 15，1 ∶ 20 的比例稀释成 4
个不同的浓度，即 24. 86 × 103 mol·L － 1，12. 43 ×
103 mol·L － 1，8. 29 × 103 mol·L － 1，6. 22 × 103 mol·
L － 1与质量浓度为 25，50，100 mg·L － 1的美丽鳞毛
蕨粗多糖，测定其反应速度。按 Lineweaver-Burk
作图法，绘制美丽鳞毛蕨粗多糖的抑制作用的动
力学曲线。
2. 5 美丽鳞毛蕨粗多糖对小鼠耐糖量影响 取血
糖值 4. 0 ～ 9. 0 mmol·L － 1的小鼠 160 只，按体重随机
分成 16 小组，每组 10 只测定小鼠血糖并记录。适
应性饲养 3 d 后，禁食不禁水 12 h 后，从尾静脉采血
用 ACCU-CHEK Active 血糖仪 (Roche，Mannheim
Germany) ，测定小鼠的血糖值。分别用生理盐水
(15 mL·kg － 1) ，阿卡波糖(0. 625 g·kg － 1) ，高剂量美
丽鳞毛蕨粗多糖(0. 48 g·kg － 1) ，低剂量美丽鳞毛蕨
粗多糖(0. 24 g·kg － 1)给小鼠灌胃，每天 1 次，连续
ig 4 d;第 5 d 分别用葡萄糖(2. 0 g·kg － 1)、蔗糖(4. 0
g·kg － 1)、麦芽糖(4. 0 g·kg － 1)、淀粉(6. 0 g·kg － 1)
给小鼠负荷剂量，在 15，30，60，120 min 时间点测量
小鼠血糖值并记录。
2. 6 统计方法 实验数据采用 珋x ± s 表示，由计算
机用 SPSS 13. 0 统计软件包中的 ANOVA 法进行单
因素方差分析处理，组间比较采用 t 检验处理，P ＜
0. 05 有统计学意义。
3 结果
3. 1 美丽鳞毛蕨粗多糖的不同质量浓度对酶的抑
制活性的影响 美丽鳞毛蕨粗多糖质量浓度为
0. 625 g·L － 1时对酶的活性抑制率就已经达到了
60. 83%，当美丽鳞毛蕨粗多糖质量浓度在 0. 625 ～
10 g·L － 1时，酶的抑制率随着浓度的增加而升高，当
质量浓度为 10 g·L － 1时达到 90. 8%。
3. 2 美丽鳞毛蕨粗多糖与酶的反应时间对酶的抑
制活性 美丽鳞毛蕨粗多糖在约 0. 5 min 内，对酶
活性的抑制率就达到了 89. 9%，之后，随着反应时
间的延长对酶的抑制活性没有出现明显的变化。得
出美丽鳞毛蕨粗多糖在短时间内能与酶快速的结
合，并显示出较强的抑制活性，为一种快速、高亲和
性的酶抑制剂。
3. 3 美丽鳞毛蕨粗多糖在不同的 pH 条件下对酶
的抑制活性 美丽鳞毛蕨粗多糖在 pH 5 ～ 8 时，对
酶的活性抑制率保持在一个相对稳定的水平上即
87. 7% ～ 90. 08%，波动范围小;pH 7 时酶的活性
较高。
3. 4 美丽鳞毛蕨粗多糖在不同水浴温度下对酶的
抑制活性 在 37 ℃ ～ 100 ℃，美丽鳞毛蕨粗多糖对
酶的抑制活性保持在 80%以上，说明它对热的稳定
性较好。
3. 5 美丽鳞毛蕨粗多糖对 α-葡萄糖苷酶抑制作用
类型的测定 美丽鳞毛蕨粗多糖的抑制作用类型为
竞争性抑制，通过以 1 /［S］为横坐标，1 /［V］为纵坐
标双倒数作图，由双倒数曲线图(图 1) ，得美丽鳞毛
蕨粗多糖的表观 Km = 1. 83 × 10
－ 2 mol·L － 1，美丽鳞
毛蕨粗多糖的抑制常数 K i = 2. 53 g·L
－ 1。
·542·
马继雄，等:美丽鳞毛蕨粗多糖对 α-葡萄糖苷酶及小鼠耐糖量的影响
图 1 美丽鳞毛蕨粗多糖对酶的抑制类型
3. 6 美丽鳞毛蕨粗多糖对小鼠耐糖量的影响
与对照组比较，美丽鳞毛蕨粗多糖能改善高血
糖小鼠的糖耐量。明显降低用淀粉、麦芽糖和
蔗糖负荷后小鼠的血糖值，给药后 15 min，30
min 后，下降趋势明显，具有统计学的意义(见
表 1)。
表 1 美丽鳞毛蕨粗多糖对小鼠耐糖量的影响 (珋x ± s) mmol·L － 1
糖负荷种类 组别
剂量
/ g·kg － 1
正常血糖
禁食 12 h
血糖
糖负荷后不同时间血糖
15 min 30 min 60 min 120 min
葡萄糖 鳞毛蕨粗多糖 0. 48 5. 84 ± 1. 11 3. 96 ± 0. 75 12. 58 ± 1. 42 9. 86 ± 1. 17 7. 88 ± 0. 73 7. 48 ± 0. 65
鳞毛蕨粗多糖 0. 24 5. 33 ± 1. 32 4. 35 ± 0. 74 12. 74 ± 2. 09 10. 18 ± 0. 67 8. 58 ± 0. 72 7. 60 ± 0. 48
阿卡波糖 0. 625 6. 76 ± 1. 03 5. 23 ± 0. 32 11. 14 ± 1. 39 9. 42 ± 0. 70 8. 00 ± 0. 67 6. 44 ± 0. 58
生理盐水 － 6. 87 ± 0. 94 5. 14 ± 0. 56 12. 29 ± 1. 66 11. 97 ± 1. 32 8. 55 ± 0. 97 8. 00 ± 0. 68
蔗糖 鳞毛蕨粗多糖 0. 48 6. 96 ± 1. 29 5. 96 ± 0. 28 7. 95 ± 0. 782) 8. 04 ± 0. 842) 7. 56 ± 0. 63 7. 04 ± 0. 56
鳞毛蕨粗多糖 0. 24 5. 71 ± 1. 29 4. 41 ± 0. 22 8. 48 ± 0. 91 8. 96 ± 0. 58 7. 96 ± 0. 32 7. 16 ± 0. 77
阿卡波糖 0. 625 6. 03 ± 1. 13 5. 95 ± 0. 31 7. 24 ± 0. 442) 7. 40 ± 0. 372) 7. 34 ± 0. 35 6. 58 ± 0. 38
生理盐水 － 6. 01 ± 1. 31 4. 91 ± 0. 42 10. 04 ± 1. 40 10. 44 ± 1. 58 9. 52 ± 1. 28 7. 48 ± 0. 98
麦芽糖 鳞毛蕨粗多糖 0. 48 6. 72 ± 0. 58 5. 14 ± 0. 65 6. 26 ± 1. 011) 6. 39 ± 1. 301) 6. 02 ± 0. 85 6. 76 ± 1. 04
鳞毛蕨粗多糖 0. 24 6. 65 ± 0. 44 5. 07 ± 0. 90 6. 97 ± 0. 841) 7. 02 ± 0. 881) 6. 53 ± 0. 72 6. 54 ± 0. 61
阿卡波糖 0. 625 6. 81 ± 0. 99 5. 11 ± 0. 83 7. 58 ± 0. 982) 7. 67 ± 1. 022) 6. 61 ± 0. 87 6. 79 ± 0. 88
生理盐水 － 6. 15 ± 1. 11 5. 02 ± 0. 86 10. 23 ± 1. 62 10. 98 ± 1. 57 8. 45 ± 1. 01 6. 07 ± 0. 92
淀粉 鳞毛蕨粗多糖 0. 48 6. 17 ± 0. 97 5. 33 ± 0. 77 6. 53 ± 0. 201) 7. 48 ± 0. 791) 7. 13 ± 0. 57 6. 21 ± 0. 48
鳞毛蕨粗多糖 0. 24 5. 91 ± 1. 02 4. 96 ± 0. 68 7. 86 ± 0. 732) 8. 10 ± 0. 912) 7. 72 ± 0. 90 6. 83 ± 0. 58
阿卡波糖 0. 625 5. 49 ± 1. 38 4. 31 ± 1. 09 7. 22 ± 0. 582) 7. 66 ± 0. 592) 7. 14 ± 0. 56 6. 43 ± 0. 86
生理盐水 － 5. 91 ± 0. 89 4. 27 ± 0. 46 9. 48 ± 0. 92 9. 90 ± 1. 03 7. 33 ± 0. 76 6. 32 ± 0. 73
注:与生理盐水组比较1)P ＜ 0. 01，2)P ＜ 0. 05。
4 讨论
经本试验初步研究表明，美丽鳞毛蕨粗多糖在
体外具有很强的 α-葡萄糖苷酶抑制活性。酶抑制
作用类型研究显示，其呈竞争性抑制作用，Km =
1. 83 × 10 － 2 mol·L － 1，K i = 2. 53 g·L
－ 1。耐糖量实验
表明，明显降低用淀粉、麦芽糖和蔗糖负荷后小鼠的
血糖，给药 60，120 min 后，美丽鳞毛蕨粗多糖各剂
量组和阿卡波糖各组小鼠血糖水平无明显降低。无
论是美丽鳞毛蕨粗多糖还是阿卡波糖给药后，均对
葡萄糖负荷后的小鼠血糖没有明显的降低趋势。因
为葡萄糖本身是单糖，无需转化可以直接被小肠吸
收入血，淀粉是多糖，蔗糖、麦芽糖是双糖，二者必须
在 AG 的作用下转化成葡萄糖才能入血，美丽鳞毛
蕨粗多糖主要是通过抑制 AG 起作用的，阻止多糖
和双糖转变成单糖进入血液，从而达到降低血糖的
目的。在对小鼠负荷糖耐量的试验中，提示美丽鳞
毛蕨粗多糖能够降低对淀粉、麦芽糖、蔗糖引起的高
血糖，淀粉组和麦芽糖组的血糖值降低最为明显，降
血糖作用与剂量有一定的相关性，说明美丽鳞毛蕨
粗多糖和阿卡波糖的体内抑制作用机制相似，是一
种 AGI，通过抑制肠道内的 AG 发挥降血糖的作用。
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［责任编辑 聂淑琴］
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