多糖提取中的酸法提取
蛋白质会影响此方法的测定结果,故需要除去。
三氯乙酸是一种有机酸,使多糖提取液中的蛋白质与有机酸作用而变性沉淀。 该法是 在多糖水提液中滴加 5 %~10 %与多糖水提取液等体积的三氯乙酸,混匀静置过夜,离心除 去胶状沉淀,重复以上的操作直至溶液不再继续混浊为止,得无蛋白质的多糖。 三氯乙酸浓度越大,除蛋白质效果越好,但对多糖的影响也越大,可能是三氯乙酸对多糖结构具有破坏作用,使多糖降解,而且这种破坏作用随着三氯乙酸浓度增大而增强。 植物多糖常采用三氯乙酸法除蛋白质,也可先用蛋白水解酶,使样品中的蛋白质部分降解后再用 Sevag 法效果更好;微生物多糖去除蛋白常采用 Sevag 法、三氟三氯乙烷法;也可用盐析法、有机溶剂萃取等方法除蛋白。
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大专医学生毕业论文篇1
浅谈红芪多糖的纯化及初步结构鉴定
论文摘要:目的研究红芪多糖的分离纯化及初步的结构。 方法 采用超声辅助提取多糖,比较 Sevag法、三氯乙酸法和三氯乙酸-正丁醇法脱蛋白的效果,并用 GC、TLC及 IR分析多糖的初步结构。结果三氯乙酸-正丁醇法脱蛋白,经 Sephadex G-25柱层析分离纯化后得红芪多糖2(HPS-2),HPLC确定为均一多糖,糖含量为 98.2%,糖组成分析表明其含有鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖,摩尔比为 .3∶.2∶2.7∶16.1∶2.。结论HPS-2是一种以 β苷键为主的吡喃型杂多糖。
论文关键词:红芪多糖薄层色谱结构鉴定
红芪(Radix Hedysari),为豆科岩黄芪属植物多序岩黄芪Hedysarumpolybotrys Hand.-Mazz的干燥根,为甘肃特产名贵药材,在临床上主要用于补气固表, 利尿托毒, 排脓, 敛疮生肌。红芪中含有氨基酸、有机酸、β-谷甾醇、红芪多糖、微量元素等众多的生物活性物质[1]。近年来研究发现,红芪多糖的活性成分具有增强机体免疫力、抗肿瘤、抗衰老、治疗糖尿病等作用[1,2]。特别是我们近几年的研究发现,经 7%乙醇沉淀部分药理作用尤为明显。由于多糖为大分子化合物,分离纯化比较困难,而蛋白质的脱除是后期结构鉴定的关键之一,为了提高多糖的得率、纯度及活性,本实验对这部分多糖进行了脱蛋白方法的研究,结合TLC、GC、IR等方法对 HPS-2 的结构进行了初步的分析,以期为红芪多糖的进一步研究提供理论基础。
1 材料与仪器
红芪,购自甘肃武都牛血清白蛋白、考马斯亮蓝 G-25(西安周鼎国生物技术有限责任公司)单糖对照品(中国药品生物制品检定所)Sephadex G-25(上海长征制药厂)硅胶 G(青岛海洋化工厂) 其它 试剂均为分析纯。
CR22G Ⅱ型离心机(日本日立)UV-17 型紫外仪(日本岛津)GC-Clarus 5型气相色谱仪(美国 PerkinElmer公司)红外光谱仪(Nicolet NEXUS 67)BS-1A 自动部分收集器、HL-2 恒流泵(上海沪西分析仪器厂有限公司)美国Waters6型高效液相色谱仪,配 Waters2414型示差折光检测器。
2 方法
2.1 红芪多糖的提取纯化路线其流程如下。
2.1.1 提取红芪药材→粉碎→超声脱脂→热水提取3次→合并提取液→减压浓缩后离心→取上清液→乙醇沉淀→有机溶剂洗剂→透析→减压浓缩→冷冻干燥得粗多糖 HPS。
2.1.2 纯化粗多糖液→脱蛋白、色素→Sephadex G-25柱层析→洗脱液透析→浓缩→冷冻干燥→精制红芪多糖 HPS-2。
2.2 蛋白质和多糖含量的测定蛋白质含量测定采用考马氏亮蓝法[3],多糖含量采用苯酚-硫酸法[4]。
2.3 脱蛋白方法
称取一定量的粗多糖,加入适量蒸馏水,6℃加热溶解,备用。本实验采用 3种脱蛋白的方法。
2.3.1 Sevag法取粗多糖溶液,加入等体积的氯仿-正丁醇(V/V为 4∶1)试剂,混合振摇 3 min,离心除去沉淀,透析后醇沉,冷冻干燥,即得脱蛋白多糖。
2.3.2 三氯乙酸法取粗多糖溶液,加入多糖溶液体积 .1倍量的三氯乙酸,低温(4℃)剧烈振摇 3 min,离心除去沉淀,透析后醇沉,冷冻干燥,即得脱蛋白多糖。
2.3.3 三氯乙酸-正丁醇法
取粗多糖溶液,加入等体积的三氯乙酸-正丁醇(V/V为 1∶1)试剂,振荡 1 min,静置分层,收集下层水溶液,透析后醇沉,冷冻干燥,即得脱蛋白多糖。
2.4 红芪多糖的精制将一定量的脱蛋白多糖,溶解于适量蒸馏水中。过氧化氢除色素,减压浓缩,经醇沉、离心、冷冻干燥得红芪多糖1(HPS-1),取适量的 HPS-1,蒸馏水溶解后,Sephadex G-25柱分离,蒸馏水洗脱,流速 .8 ml/min,每 3 ml收集1份,苯酚-硫酸法跟踪检测,绘制洗脱曲线,合并主峰流出液,减压浓缩至一定体积,冷冻干燥得 HPS-2。
2.5 纯度鉴定用 HPLC法,TSK-gel G25PW色谱柱,示差折光检测器,流动相为双蒸水,流速 1. ml/min,检测器温度35℃,样品浓度4 mg/ml,进样量5 μl。同时取该样品溶液在 2~4 nm范围内进行紫外扫描。
2.6 气相色谱参照文献[5],多糖样品经彻底水解后制备糖腈乙酸酯衍生物,以单糖的糖腈乙酸酯衍生物为对照品进行 GC分析。色谱条件: OV-11毛细管柱(5 m×. 32 mm),载气为N2 ,流速 5 ml/min,分流比 4∶1,FID氢火焰检测器,汽化室温度 25℃,检测器温度 28℃。程序升温:11℃(保持 5 min)→(5℃/min)→ 28 ℃(保持 2 min)。进样量 .4 μl。
2.7 薄层色谱[6]取 15mg HPS-2,三氟醋酸彻底水解,水解产物溶于 1 ml蒸馏水中,以标准单糖为对照,分别取样品水解液和单糖对照液在含磷酸二氢钠的硅胶G薄层板上点样,上行二次展开,展开剂: 醋酸乙酯∶冰醋酸∶甲醇∶水=12∶3∶3∶2(V/V)自然风干后显色,显色剂: 苯胺-邻苯二甲酸溶液,烘箱中 15 ℃加热 5~1 min显色。
2.8 红外光谱测定 取 2 mg HPS-3,KBr压片,测定红外光谱。
3 结果
3.1 脱蛋白方法的选择以蛋白脱除率和多糖损失率为指标,比较 Sevag法、三氯乙酸法和三氯乙酸-正丁醇法的脱蛋白效果(见图1)。Sevag法的多糖损失率最低,但脱蛋白率也最低三氯乙酸-正丁醇法的脱蛋白率最高,多糖损失率最低三氯乙酸法的脱蛋白率达 3%以上,但多糖损失最高。综合各方面的因素,本实验选取三氯乙酸-正丁醇法脱除红芪多糖中的蛋白质。
3.2 红芪多糖分离纯化红芪多糖经Sephadex G-25柱层析纯化分离的洗脱曲线(见图2)。仅出现 1个洗脱峰, 收集主峰, 透析, 浓缩,冷冻干燥, 得到 HPS-2。
3.3 纯度鉴定HPS-2的紫外扫描在 26~28nm处吸收峰消失,茚三酮反应呈阴性,说明样品中的蛋白质基本除尽,也无核酸存在碘-碘化钾反应呈阴性,表明样品为非淀粉多糖经 HPLC凝胶色谱后为单一对称峰。表明其为均一组分苯酚-硫酸法测定 HPS-2的糖含量为 98.6%。
3.4 红芪多糖的结构分析
3.4.1 气相色谱分析
气相色谱分析(见图 3)。比较标准品和样品的保留时间,可见多糖 HPS- 2由鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖5种单糖组成。其摩尔组成比例为 .3∶.2∶2.7∶16.1∶2.。
3.4.2 薄层色谱分析HPS-2 经薄层色谱(见图 4)。检出半乳糖(Rf对=Rf样=.4)、葡萄糖(Rf对=Rf样=.3)、阿拉伯糖(Rf对=.2,Rf样=.19)、木糖(Rf对=Rf样=.62)和鼠李糖(Rf对=Rf样=.77),其中木糖和鼠李糖含量较低,斑点不明显。这与气相色谱结果一致。
3.4.3 红外分析从IR谱图由图 5可见,HPS-2在 3 6~3 2 cm-1、3 ~2 8 cm-1和 1 4~1 2 cm-1处均具有多糖的特征吸收峰。1 154、1 8、1 24 cm-1处为 β-吡喃糖基的振动峰[7]898 cm-1为 β-糖苷键的吸收峰,82 cm-1处为 α-吡喃糖的吸收峰,说明多糖 HPS-2中存在 α和 β两种类型的苷键,并以吡喃型糖为主。
4 结论
本实验比较了3种脱蛋白方法,三氯乙酸-正丁醇法脱蛋白效果最好,脱除率达 37.2%,多糖损失率少。利用葡聚糖凝胶 Sephadex G-25柱层析分离纯化红芪多糖得 HPS-2,经 HPLC及紫外扫描为均一多糖,不含蛋白质和核酸。
GC、TLC及 IR分析 HPS-2的糖基组成和结构为,主要由鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖5种单糖组成,其摩尔比为 .3∶.2∶2.7∶16.1∶2.,单糖主要为吡喃糖,异头碳以 β型为主,并有少量的 α型。这为红芪多糖的深入研究打下了理论基础,特别为其组成的快速分析提供了可靠的方法。
参考文献
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大专医学生毕业论文篇2
试谈医学 教育 实践改革
摘要:医学教育主要是通过理论教学和实践教学来进行,通过理论知识的传授、临床技能和临床思维的训练,最终培养成能够解决病患疾苦的合格的医师。理论教学在整个培养过程中占据绝大部分时间,理论授课形式对学生吸引力不够,学生主动参与学习程度不够,实际解决问题能力不强,这些都影响了教学效果。因此,针对现阶段医学教育存在的问题,在医学教育中加强医学教育改革,减少理论授课时间,增加实践课教学时间,提高学生主观能动性,加强师生之间教学互动,进而提升学生学习的主动性和积极性,提高教学质量和教学效果,在真正意义上提升学生解决问题的能力。
关键词:医学教育实践改革探讨
医学专业学生的实践能力培养是我国医学教育的关键,也是最终目的。我国传统的医学教育存在重视理论知识的单一传授,忽视学生动手能力和解决实际问题能力培养的问题。随着医学事业的发展,现阶段的社会对医学生的培养提出了更高的要求,需要在医学教学中加强对学生实践能力的培养,在课程的设置上增加实践教学课时,减少不必要的理论授课时间。比如我国很多医科大学建设了医学技能培训中心,将医学教育中的理论教学、实践教学和技能培训进行结合,并相应配备了高技术的设备和计算机培训软件系统,在计算机软件的作用下将医学操作和人体模型进行结合,在很大程度上满足了医学发展对医学生培训的需求。
1现阶段医学教育的发展现状
伴随我国高等教育的扩招,我国高等教学实现了由精英化教育向大众化教育的转变。高等医学院校的招生人数不断增加,但与之相匹配的教育投入却没有按照一定比例增加,在扩招的影响下,加剧了学生人数增加与投入教育资源不足之间的矛盾。医学教育是培养学生诊断和治疗疾病的教育,是高投入的教育,医学实践教学对提升医学生的分析能力、实践能力和创新能力具有重要意义。但在扩招的情况下,医学教育面临师资力量、教学经费不足、教学场所不够等困境,使得医院的实践教学变得困难,情况不容乐观。
具体体现在以下几方面:第一,人才培养方案制定不合理,无法实现医学教育培养目标。医学教育不仅需要培养创新型人才,更需要培养能够在各级医疗卫生机构中从事大量诊疗工作的医师,只要这样才能解决患者看病难、看病贵的现实问题。但在实际的医学教育培养方案中,对学生实践能力的培养,即在处理病人过程中分析问题、解决问题的能力培养明显不足。学生理论知识丰富,动手能力差。
第二,招生人数急剧增加,但学校硬件和软件设施不能相应增加,无法取得优质的教学质量。由于大学教育由精英教育向大众化教育发展,以及部分经济利益的驱动,几乎每个大学都在扩招。这样的后果就是,学生人数迅猛增加,学校的软硬件设施没有相应增加,而招收的学生整体素质是下降的,能力参差不齐。扩招后的医学院校,由于在办学资金、师资力量以及教学设施上存在限制,导致在实际教学中不能完全采用小班式教学,而更多的是采用大班式的理论教学。大班理论教学效果自然不如小班教学。
人数的增加与学生整体素质的下降加之教学效果下降自然影响最终毕业学生的素质和能力。第三,医学院校附属医院实践条件受限,患者自我保护意识增强,学生实践机会减少。医学院校的附属医院都是大型医院,恰恰也是病人最多的医院,往往是一床难求,临床工作的医师往往超负荷工作,在指导临床实践的实习生的时间和精力上都受到严重影响,指导学生实践的效果自然受到影响。伴随社会发展,医疗环境发生了变化,病人自我保护意识增强,传统的和患者面对面的实践教学面临挑战,更多病人不愿意让学生动手检查和进行一些医学处置。所以,学生实践能力受到影响。而且由于扩招,最终在临床上实践的学生人数多,导致每个实践学生管理病人的数量减少,所见疾病种类也减少。
2医学教育实践教学改革的策略
2.1制定合理的培养方案
医学院校既要培养创新型高素质人才,以期他们去探索未知的许多医学难题。也要培养更多实用型医技人才,大量的医疗卫生机构需要他们去充实力量,大量的患者需要医师去诊断和治疗,这是解决看病难、看病贵,大医院人满为患的根本。因此,要因人制宜地制定培养方案,不搞一刀切。
2.2增加教育经费的投入
投入更多的教育经费,可以增加教师的数量,改善教师工作条件,提高教师教学能力。改善教学硬件设施,采用多媒体教学,采用更多小班教学,增加授课过程中教师与学生互动,变被动学习为主动参与,提高学生学习积极性。
2.3压缩临床课程理论教学学时,增加实践课学时,改革学生成绩考核方式
临床课程理论教学属于被动教学,老师讲,学生听,学生觉得枯燥无味,学习积极性不高,课堂死气沉沉。学生喜欢实践性强的内容,喜欢更接近临床病人的内容。因此,增加临床课程实践教学学时等于提前进入临床实践。对影像专业核医学课程,我们的改革就是将20学时的理论学时压缩成14学时,实践学时由2学时增加到8学时。改革评价学生成绩的方式,将每次的作业、课堂纪律、考勤、期末考试成绩综合后作为本学期最终成绩。经过这些改革,学生学习积极性明显增强,自律性加强,学习效果越来越好,综合素质得到提高。
2.4加强实验技能中心和附属医院的建设,充分发挥实践教学平台的作用,对实践过程进行严格规范
实践教学是培养和提升学生实践技能的根本,实验技能中心和附属医院就是虚拟实践和真实实践的两个平台。医学院校要从意识上重视医学实践的发展,为医学实践配置相应的教学设备,实行完善的设备管理 措施 ,加强对实践教学过程的规范。另外,有关人员还要加强对医学实践教学模拟软件的开发,将先进的技术和理念运用到医学教育实践中。还要加强对医学教育资金的投入,完善医学教学平台实践教学环节的建设。医学教学模式的选择要根据医学实践教学改革面临的问题进行建立,要重点突出模拟教学的地位,形成医学教学质量评价的标准,对医学实践的管理模式进行创新,对教育实践的过程进行优化。[1]
2.5加强对实践教学的管理,完善相应的实践教学制度,加强实践教学质量的管控
针对原有重视理论课教学,忽视实践课教学问题,医学教学对原有的教学管理模式进行改革,强化实践教学制度的建设,加强对实验考核、实验设备以及实验消耗的管理。在实践课环节,要更多要求学生主动参与,分析医学问题。在加强对实践教学质量的管控方面做到以下几点:
第一,加强对实践教学计划的管理。根据人才培养的目标以及学生具备的知识、技能,制定适合的实践教学大纲。实验教学设计要结合具体的医学考试内容进行设计,建立一种不依附于理论教学的实验教学体系,加强对实验综合性、创新性的关注。
第二,加强对实践过程的管理。在实践教学中要按照严格的要求组织实验教学,特别是注意对学生独立分析和处理问题能力的培养。加强对实践教学的考核。[2]第三,加强对实践教学质量的检查。首先,要健全实验课的考核评定方法,将学生对实验课全过程的记录作为对其最终考核的标准之一。其次,建立实验听课制度,加强学生之间的相互学习。最后,定期在网上对学生进行实验教学评价调查,进而了解最新的实验教学状况。
3 总结
综上所述,伴随医学院的扩招以及社会发展对医学人才的需要,医学教育改革是医学教育发展的必然需要。培养具有实践技能的医学高级人才是一个系统工程,因此,如何培养一个符合社会需要的医学人才,需要各个医学院校进行不断的研究和探索。
参考文献:
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大专医学生毕业论文篇3
医学模拟教学在妇产科教学的应用
【摘要】探讨用单项基础技能训练、综合训练的模拟教学模式在本科生妇产科教学中的应用,以达到提高医学生临床基本技能操作能力和培训科学思维的目的。
【关键词】妇产科实践教学模拟教学
临床实践教学是医学生学习掌握基本操作技能、培养临床思维等能力的关键阶段[1,2]。妇产科的操作大多涉及患者的隐私,而医学模拟教育可以利用局部功能训练模型、模拟人、计算机虚拟模拟人,模拟临床真实环境作为教学铺助,达到提高学生临床基本操作技能和培训科学思维的目的。
1模拟教学在妇产科实践教学中的应用
医学本科生学习期间,要掌握基本的操作技能,如在妇产科,对患者子宫后穹窿的穿刺、输卵管通液术、上环术、下环术及产前检查等。可采用多元化示范为导向的模拟教学模式,用局部功能训练模型训练学生,使其有效率地掌握相应的临床操作技能[2],熟练操作技巧[3]。示范教学是指教师与学生之间的互动性局部功能训练模型示范教学,该环节是以实验技能为主的操作教学,教师先通过微视频进行示范,让学生了解基本操作要求,再有选择的对一些重点、难点问题进行讲解并示范操作[4]。各小组选择代表先照样练习,掌握要领后再向组内同学讲解并在全班示范操作。学生在练习时,老师注意观察,对关键部分要提示学生注意,随时指出操作中的不足,并加以讲解。
要给出充足的实践操作时间,用于组内和组间的示范性交流,相互间进行评价,并可以拍摄视频,收集教学素材,用于以后的实验教学,活跃课堂的教学气氛。在示范性教学中,要充分发挥微课、慕课等新教学手段的优点,利用好信息化教学的优势。局部功能训练模型能给学生提供反复强化操作训练的机会,让学生能熟练操作技能。现有的高级综合模拟人拥有强大软件功能。
模拟人具有生理系统和功能体征系统,根据实践教学内容的要求,设置相应的参数,设计不同病情的“患者”,满足各层次的医学实践教学的需求。此类综合训练模拟教学提高了学生的学习兴趣和学习难度[5,6]。综合训练教学采用了启发式教学、案例教学、小组讨论式方法等多种 教学方法 。教师可以一星期前告知学生案例,学生事先做好预习准备。实验室模拟人连接监护仪、呼吸机、麻醉机,学生可对模拟人进行观察、做各种体格检查、采集数据,在最短的时间内做出综合分析和鉴别判断[4],实施相应的临床诊治方案。教师根据学生的诊治表现给予指导和纠正错误,培训医学生的良好的临床思维,提升现代医学教学受训学生的教学质量。
2医学模拟教学的优点
2.1妇科患者病种多样
学生可以通过模拟教学观察到多种妇科疾病,特别是临床上少见疾病的特征[6],学生可直接进行体格检查和操作,熟悉各种妇科疾病患者的诊治。
2.2通过模拟教学反复练习
学生在模型上重复练习[6],能较好的掌握操作要点,直到技能熟练,如妇科患者子宫后穹窿穿刺术、诊刮术、会阴侧切缝合术等。
2.3模拟教学安全性强
在带教教师的指导下直接在患者身上进行操作,如助产术,存在一定的安全隐患。病史采集不熟练及诊治时间急促,易引发患者不良情绪,可能触发医患矛盾。而模拟教学利用模拟系统直到学生进行练习,避免此类问题的发生[7,8]。在妇产科的本科生教学中,模拟教学创造了一个安全、贴近真实临床的教学环境,同时也必须认识到,模拟教学不能完全代替临床实践床旁教学。
参考文献
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另外,多糖作为药物,其毒性极小,因而多糖的研究已引起人们极大的兴趣。
由于多糖具有的生物活性与其结构紧密相关,而多糖的结构又是相当复杂的,所以在这一领域的研究相对缓慢。但人们在多糖的分离提取与纯化方面已做出了不少工作。
1. 多糖的提取[12]
1.1 热水浸提法:
1.1.1多糖提取条件的优选
根据文献报道[13]:影响热水浸提多糖的因素主要有提取时间、提取次数、溶剂体积、浸提温度、pH值、醇析浓度和植物颗粒大小等。在试验前对上述多种因素利用正交实验法做出优选,才能选出最佳提取方案。
1.1.2其步骤为:原料→粉碎→脱脂→粗提(2-3次)→吸滤或离心→沉淀→洗涤→干燥
首先除去表面脂肪。原料经粉碎后加入甲醇、乙醚、乙醇、丙酮或1:1的乙醇乙醚混合液,水浴加热搅拌或回流1-3小时,脱脂后过滤得到的残渣一般用水作溶剂(也有用氢氧化钾碱性水液、氯化钠水液、1%醋酸和1%苯酚或0.1-1M氢氧化钠作为提取溶剂)提取多糖。温度控制在90-100℃,搅拌4-6小时,反复提取2-3次。得到的多糖提取液大多较粘稠,可进行吸滤。也可用离心法将不溶性杂质除去,将滤液或上清液混合(得到的多糖若为碱性则需要中和)。然后浓缩,再加入2-5倍低级醇(甲醇或乙醇)沉淀多糖;也可加入费林氏溶液或硫酸铵或溴化十六烷基三甲基铵等,与多糖物质结合生成不溶性络合物或盐类沉淀。然后依次用乙醇、丙酮和乙醚洗涤。将洗干后疏松的多糖迅速转入装有五氧化二磷和氢氧化钠的真空干燥器中减压干燥(若沉淀的多糖为胶状或具粘着性时,可直接冷冻干燥)。干燥后可得粉末状的粗多糖。
1.2 微波辅助提取法:
其原理为利用不同极性的介质对微波能的不同吸收程度,使基体物质中的某些区域和萃取体系中的某些组分被选择性加热,从而使萃取物质从基体或体系中分离出来,进入到介电常数小,微波吸收能力较差的萃取剂中[14]。
由于微波能极大加速细胞壁的破裂,因而应用于中草药中有效成分的提取能极大加快提取速度,增加提取产率。而且由于其选择性好,提取后基体能保持良好的性状,提取液也较一般的提取方法澄清[15]。
聂金源等在柴胡多糖和黄酮化合物的提取[18]中对微波辅助提取法、超声辅助法和索氏提取法进行比较,发现微波辅助提取法所需时间最短(10min),多糖的提取率最高(28.46%)。
1.3 超声辅助法:
其原理是利用超声波的空化作用加速植物有效成分的浸出提取,另外超声波的次级效应,如机械振动、乳化、扩散、击碎、化学效应等也能加速欲提取成分的扩散释放并充分与溶剂混合,利于提取[16]。
超声波辅助法与常规提取法相比,具有提取时间短、产率高、无需加热等优点[17]。
1.4 索氏提取法:
将植物粉末置于索氏提取器中,加入石油醚,60℃-90℃条件下提取至无色(一般为6小时)。过滤,滤渣挥发干燥完溶媒后加入80%乙醇,再提取6小时,过滤,滤渣乙醇挥发干燥后加蒸馏水。回流提取2次,趁热过滤,滤液减压浓缩,再除蛋白,醇沉,除色素。60℃干燥,称重。
1.5 醇提法:
先后将90%和50%乙醇加入植物粉末中,振荡充分再抽滤。滤液中加入足量无水乙醇,至于4℃冰箱中过夜。减压抽滤,再除去色素,得多糖粗品,在60℃通风干燥箱中干燥,再置干燥皿中恒重保存。
醇提法方法简单,易于操作,但提取率较低,乙醇使用量大,不宜大规模提取使用。
1.6 其它方法:
多糖的提取方法还有稀碱液浸提法、稀酸液浸提法、酶法等。但由于稀酸、稀碱条件下,易使多糖发生糖苷键的断裂,部分多糖发生水解而使多糖的提取率减少,因而很多试验中避免采用稀碱液浸提法和稀酸液浸提法。
2. 多糖的纯化
2.1 多糖中杂质除去方法 粗多糖中往往混杂着蛋白质、色素、低聚糖等杂质,必须分别除去。
2.1.1 除蛋白质
采用醇沉或其它溶剂沉淀所获得的多糖,常混有较多的蛋白质,脱去蛋白质的方法有多种:如选择能使蛋白质沉淀而不使多糖沉淀的酚、三氯甲烷、鞣质等试剂来处理,但用酸性试剂宜短,温度宜低,以免多糖降解。常用的方法有[19]:
2.1.1.1 沙维积法(Sevag法)[20]:根据蛋白质在氯仿等有机溶剂变性而不溶与水的特点,将多糖水溶液、氯仿、戊醇(或正丁醇)之比调为25:5:1或25:4:1,混合物剧烈振摇20到30分钟,蛋白质与氯仿-戊醇(或正丁醇)生成凝胶物而分离,然后离心,分去水层和溶剂层交界处的变性蛋白质。此种方法较温和,在避免降解上有较好效果,但效率不高,如五味子多糖的提取实验中要重复处理达三十几次。并且每次除去蛋白质变性胶状物时,不可避免的溶有少量多糖,另外少量多糖与蛋白质结合的蛋白聚糖和糖蛋白,在处理时会沉淀下来,造成多糖的损失。如能配合加入一些蛋白质水解酶,再用Sevage法效果更佳。
2.1.1.2 三氟三氯乙烷法[21]:多糖溶液与三氟三氯乙烷等体积混合,低温下搅拌10min左右,离心得上面水层,水层继续用上述方法处理几次,即得无蛋白质的多糖溶液,此法效率高,但溶剂沸点较低,易挥发,不宜大量应用。
2.1.1.3 三氯醋酸法:在多糖水溶液中滴加5%-30%三氯醋酸,直至溶液不再继续混浊为止,在5-10℃放置过夜,离心除去沉淀即得无蛋白质的多糖溶液。此法会引起某些多糖的降解。
Sevag法、三氟三氯乙烷法和三氯醋酸法三种方法均不适合糖肽,因糖肽也会像蛋白质那样沉淀出来。对于对碱稳定的糖蛋白,在硼氢化钾存在下,用稀碱温和处理,可以把这种结合蛋白质分开[1]。
2.1.1.4 酶解法[22]:在样品溶液中加入蛋白质水解酶,如胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、链霉蛋白酶等,使样品中的蛋白质降解。通常将其与Sevag法综合使用除蛋白质效果较好。
2.1.1.5 盐酸法[23]:取样品浓缩液,用2mol/L盐酸调节其PH至3,放置过夜,在3000r/min条件下离心,弃去沉淀,即脱去蛋白质。
另有李知敏[23]和叶将瑜[25]等人分别在植物多糖实验中证明:盐酸法、三氯乙酸法及Sevag法脱蛋白率分别为72.5%、46.1%和42.3%,多糖的损失率分别为15.1%、6.1%和14.3%。盐酸法脱蛋白率高,但多糖的损失率也较高三氯乙酸法较温和,但除蛋白效率不高;Sevag法的脱蛋白效果不及前两种。
2.1.1.6 其它方法:可以加入5%ZnSO4溶液和饱和Ba(OH)2溶液,振荡后离心去蛋白。此法除蛋白不够彻底,可结合Sevag法使用。还可在提取液中加入50%的TCA溶液至沉淀完全,在4000r/min的条件下离心10min,收集上清液,即为除蛋白液。还有人使用4:1的氯仿-乙醇溶液除蛋白,将混合液清摇,再静置,取上清液。此过程需重复多次方可除尽蛋白。
除去蛋白质的样品用紫外分光光度计检验,观察在280mm处是否有吸收,如果无吸收则表明蛋白质已经除尽[24]。
2.1.2 除色素
2.1.2.1活性炭(activated carbon)除色素[12]:活性炭属于非极性吸附剂,有着较强的吸附能力,特别适合于水溶性物质的分离。它的来源充足,价格便宜,上柱量大,适用于大量制备性分离。目前用于色谱分离的活性炭主要分为粉末状活性炭、颗粒状活性炭、锦纶活性炭三种。一般情况下,尽量避免用活性炭处理,因为活性炭会吸附多糖,造成多糖的损失。
2.1.2.2对于植物来源的多糖,可能含有酚型化合物而颜色较深,这类色素大多呈负性离子,不能用活性炭吸收剂脱色,可用弱碱性树脂DEAE纤维素或DuoliteA-7来吸附色素。
2.1.2.3若糖和色素时结合的,易被DEAE纤维素吸附,不能被水洗脱,这类色素可进行氧化脱色:以浓氨水或NaOH液调至PH8.0左右,50℃以下滴加H2O2至浅黄色,保温2小时。
2.1.2.4 依次用丙酮、无水乙醚和无水乙醇洗涤多糖,即可得到较为纯净的多糖。此法较为简单,便于操作,多糖损失也较小。
2.1.2.5 用4:1的氯仿-正丁醇除色素。操作简单,多糖有一定损失。
2.1.2.6发酵来源的多糖颜色一般较浅,色素含量较少,一般可不除色素。
2.1.2.7对于动物,微生物等提取得到的多糖也可根据不同情况按上述方法处理。
2.1.3 除低聚糖等小分子杂质
2.1.3.1采用逆向流水透析法。即准备好一桶蒸馏水,用一根导管将水通入透析袋的烧杯底部,另用一根导管将水引出,根据水量控制流速,使水缓慢流动48小时。这样得到的就是多糖的半精品。
2.1.3.2利用溶液浓度扩散效应,将分子量小的物质如无机盐、低聚糖等从透析袋渗透到袋外的蒸馏水中,不断换水即可保持浓度差,从而除尽小分子杂质。具体的做法是根据多糖溶液的体积截取相应长度的透析袋,用透析夹夹住一端,灌入多糖液,离液面2-3cm处夹紧透析袋,置于一大烧杯中,注入蒸馏水至完全浸没透析袋后,用磁力搅拌器慢速搅拌,每12小时换一次水,重复3-4次。
2.2 多糖的纯化方法 纯化是将多糖混合物分离为单一多糖的过程,纯化的方法主要有以下几种:
2.2.1 分部沉淀法 根据各种多糖在不同浓度的低级醇或丙酮中具有不同溶解度的性质,逐次按比例由小到大加入甲醇或乙醇或丙酮,收集不同浓度下析出的沉淀,经反复溶解与沉淀后,直到测得的物理常数恒定(最常用的是比旋光度测定或电泳检查)。这种方法适合于分离各种溶解度相差较大的多糖。为了多糖的稳定,常在pH7进行,唯酸性多糖在pH7时-COOH是以-COO` 离子形式存在的,需在pH2-4进行分离,为了防止苷键水解,操作宜迅速。此外也可将多糖制成各种衍生物如甲醚化物、乙酰化物等,然后将多糖衍生物溶于醇中,最后加入乙醚等极性更小的溶剂进行分级沉淀分离。
2.2.2 盐析法 在天然产物的水提液中,加入无机盐,使其达到一定浓度或饱和,促使有效成分在水中溶解度降低沉淀析出,与其它水溶性较大的杂质分离。常做盐析的无机盐的有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。
2.2.3 季铵盐沉淀法 季铵盐及其氢氧化物是一类乳化剂,可与酸性糖形成不溶性沉淀,常用于酸性多糖的分离。通常季胺盐及其氢氧化物并不与中性多糖产生沉淀,但当溶液的PH增高或加入硼砂缓冲液使糖的酸度增高时,也会与中性多糖形成沉淀。常用的季铵盐有十六烷基三甲胺的溴化物(CTAB)及其氢氧化物(cetyl trimethyl ammonium hydroxide,CTA-OH)和十六烷基吡啶(cetylpyridinm hydroride,CP-OH)。CTAB或CP-OH的浓度一般为1%-10%(W/V)的多糖溶液中,酸性多糖可从中性多糖中沉淀出来,所以控制季铵盐的浓度也能分离各种不同的酸性多糖。值得注意的是酸性多糖混合物溶液的PH要小于9,而且不能有硼砂存在,否则中性多糖将会被沉淀出来。
2.2.4 柱层析:包括纤维素柱层析、纤维素阴离子交换柱层析、凝胶柱层析、亲和层析、高压液相层析和其它柱层析。如用活性炭及硅胶做载体的柱层来分离多糖;或用硼砂型的离子交换树脂分离中性多糖。
纤维素柱层析 纤维素柱层析对多糖的分离既有吸附色谱的性质,又具有分配色谱的性质,所用的洗脱剂是水和不同浓度乙醇的水溶液,流出柱的先后顺序通常是水溶性大的先出柱,水溶性差的最后出柱,与分级沉淀法正好相反。
纤维素阴离子交换柱层析 最常见的交换剂为DEAE-纤维素(硼酸型或碱型),洗脱剂可用不同浓度的碱溶液、硼砂溶液、盐溶液等。此方法目前最为常用。它一方面可纯化多糖,另一方面还适于分离各种酸性多糖、中性多糖和粘多糖。
凝胶柱层析 凝胶柱层析可将多糖按分子大小和形状不同分离开来,常用的凝胶有葡聚糖凝胶(sephadex G)、琼脂糖凝胶(sepharose bio-gel A)、聚丙烯酰胺凝胶(bio-gel P)等,常用的洗脱剂是各种浓度的盐溶液及缓冲液,但它们的离子强度最好不低于0.02。出柱的顺序是大分子的先出柱,小分子的后出柱。由于糖分子与凝胶间的相互作用,洗脱液的体积与蛋白质的分离有很大的差别。在多糖分离时,通常是用孔隙小的凝胶如sephadex G-25、G-50等先脱去多糖中的无机盐及小分子化合物,然后再用孔隙大的凝胶sephadex G-200等进行分离。凝胶柱层析法不适合于粘多糖的分离。
亲和层析 用凝聚素(一般是蛋白质和糖蛋白)做亲和色谱来分离多糖。
高压液相层析
2.2.5 制备性区域电泳 分子大小、形状及所负电荷不同的多糖其在电场的作用下迁移速率是不同的,故可用电泳的方法将不同的多糖分开,电泳常用的载体是玻璃粉。具体操作是用水将玻璃粉拌成胶状、柱状,用电泳缓冲液(如0.05mol/L硼砂水溶液,PH9.3)平衡3天,将多糖加于柱上端,接通电源,上端为正极(多糖的电泳方向是向负极的),下端为负极,其单位厘米的电压为1.2-2V,电流30-35MA,电泳时间为5-12小时。电泳完毕后将玻璃粉载体推出柱外,分割后分别洗脱、检测。该方法分离效果较好,但只适合于实验室小规模使用,且电泳柱中必须有冷却夹层。
2.2.6 金属络合物法 常用的络合剂有费林溶液、氯化铜、氢氧化钡和醋酸铅等。
2.2.7 其它方法:纯化除采用上述方法外,还有超过滤法(多糖溶液通过各种已知的超过滤膜就能达到分离)、活性炭柱色谱。另据报道,国外多采用的LKB柱色谱系统,用比旋度、示差折射及紫外检测多糖,各组分的峰位自动记录,分离效果好且方便。
2.3 多糖纯度的鉴定
2.3.1超离心法 由于微粒在离心力场中移动的速度与微粒的密度、大小和形状有关,故当将多糖溶液进行密度梯度超离心时,如果是组分均一的多糖,则应呈现单峰。具体的做法是将多糖样品用0.1molNaCl或0.1molTris盐缓冲溶液配制成1%-5%的溶液,然后进行密度超离心,待转速达到恒定后(通常是60000r/min),采用间隔照明的方法检测其是否为单峰。
2.3.2高压电泳法 由于中性多糖导电性差、分子量大、在电场中的移动速度慢,故常将其制成硼酸络合物进行高压电泳。多糖的组成不同、分子量不同,其与硼酸形成的络合物就不同,在电场作用下的相对迁移率也会不同,故可用高压电泳的方法测定多糖的纯度。通常高压电泳所用的支持体是玻璃纤维纸、纯丝绸布、聚丙酰铵凝胶、纤维素醋酸酯薄膜等。缓冲液是PH9.3-12的0.03-0.1mol的硼砂溶液,电压强度约为30-50V/cm,时间是30-120min。由于电泳时会产生大量的热,所以要有冷却系统,将温度维持在0℃左右,否则会烧掉支持体。一般单糖、低聚糖因醛基而发生的颜色反应在多糖上不明显,电泳后常用的显色剂是p-茴香胺硫酸溶液(p-anisidine)和过碘酸希夫试剂等。
2.3.3凝胶柱层析 常用的凝胶是Sephadex、Sepharose、Sephacryl,展开剂为0.02-0.2molNaCl溶液或0.04mol吡啶与0.02醋酸1:1的缓冲溶液,柱高和柱直径之比大于40。
2.3.4旋光测定法 在多糖水溶液中加入乙醇使其浓度为10%左右,离心得沉淀。上清液再加入乙醇使其浓度为20%-25%,离心所得二次沉淀,比较二次沉淀的比旋度。如果比旋度相同则为纯品,否则为混合物。
2.3.5其它方法:官能团摩尔比恒定法,即如为纯品两次分离所得产物的官能团如-COOH、-NH2、-SO3H、-CHO等摩尔比应该恒定。类似的方法还有示查折射法、HPLC法等。此外德国常用高压液相法来检测多糖纯度,结果可靠。
必须注意的是:纯度检查一般要求有上述两种方法以上的结果才能肯定。
量法、菲林滴定法测定还原糖的含量.总糖含量与还原糖含量之差即为多糖的含量.三种方法测得的桔梗多糖的含量分别为95.55%、96.01%、
95.75%.结果显示三种方法测得的值相近,但是综合实验成本、设备、操作及影响测定的因素等多方面考虑,选用蒽酮-硫酸法与DNS法相结合测定桔梗多
糖的含量.
\x09
2、采用传统的水煮醇沉法提取桔梗多糖,分别考察了提取温度、提取时间、料液比、提取次数对桔梗多糖提取率的影响,在单因素实验的基础上采用了四因素三水
平正交试验来优化桔梗多糖的提取工艺.正交试验结果表明,桔梗多糖提取的最佳工艺条件为:提取温度为80℃,提取时间为2h,提取次数为2次,料液比为
1:25.通过3次平行验证实验得出在该方案下桔梗多糖的提取率为42.51%.
\x09
3、采用Sevag法、三氯乙酸法、三氯乙酸-正丁醇法3种方法分别对桔梗多糖进行脱蛋白研究,以蛋白脱除率和多糖损失率为衡量指标,结果显示Sevag
法除蛋白效果较好,其工艺条件为:多糖:氯仿:正丁醇=25:5:1,剧烈振摇20min.脱色方法采用H2O2氧化法,脱色条件为:多糖
液:H2O2=4:1,以浓氨水或0.1%NaOH调pH值为8.8,37℃保温12h.采用Sephadex G-25柱层析法脱盐及小分子物质.
\x094、纯化后的桔梗多糖采用DEAE-纤维素52进行分离主要得到三种组分:PGPN、PGPA1、PGPA3.三种组分经过Sephadex
G-100柱层析进一步分离后均得到单一对称的洗脱峰.利用Sephadex
G-100柱层析、旋光度测定法、紫外分光光度法对三种多糖进行纯度鉴定得出三种多糖都为均一的多糖,且都不含蛋白质和核酸.利用Sephadex
G-200柱层析测得三种多糖的分子量分别为10233、4677、23442.
\x09
5、采用薄层色谱法(TLC)对桔梗多糖的单糖组成进行了分析,TLC图谱显示PGPN的单糖组成中含有果糖,还含有葡萄糖和半乳糖中的一种或者两种皆
有;PGPA1是由半乳糖和果糖组成的;PGPA3是由半乳糖和木糖组成的.IR光谱显示PGPN的单糖是由呋喃糖和吡喃糖共同组成的;PGPA1的单糖
也是由呋喃糖和吡喃糖共同组成的;PGPA3的单糖是由吡喃糖组成的,糖苷键类型为α-型,可能含有β-型糖苷键.1H-NMR图谱显示PGPN的糖苷键
类型均为α-型,PGPA1糖苷键类型均为β-型;PGPA3的糖苷键类型既有α型也有β型.
一、提取与纯化动植物中存在的多糖或微生物胞内多糖,因其细胞或组织外大多有脂质包围,要使多糖释放出来,第一步就是去除表面脂质,常用醇或醚回流脱脂。第二步将脱脂后的残渣以水为主体的溶液提取取多糖 (即冷水,热水,热或冷的0.1-1.0mol/L NaOH,热或冷的1%醋酸或1%苯酚等),这样提取得到的多糖提取液含有许多杂质,主要是无机盐,低分子量的有机物质及高分子量的蛋白质、木质素等。第三步则要除去这些杂质,对于无机盐及低分子量的有机物质可用透析法、离子交换树脂或凝胶过滤法除去;对于大分子杂质可用酶消化 (如蛋白酶.木质素酶) ,乙醇或丙酮等溶剂沉淀法或金属络合物法。多糖提取液中除去蛋白质是一个很重要的步骤,常用的方法有Sevag法、三氟三氯乙烷法、三氯乙酸法,后者较为剧烈,对于含呋喃糖残基的多糖由于连接键不稳定,所以不宜使用。但该法效率较高,操作简便,植物来源的多糖常采用该法。上述三种方法均不适合于糖肽,因为糖肽也会像蛋白质那样沉淀出来。除去蛋白质后,应再透析一次,选用不同规格的超滤膜和透析袋进行超滤和透析,可以将不同分子大小的多糖进行分离和纯化,该法在除去小分子物质十分实用,同时能满足大生产的需要。具有广阔的应用前景。至此,得到的提取液基本上是没有蛋白质与小分子杂质的多糖混合物。一般来讲,通过上述方法所得到的是多糖的混合物,如果要得到单一的多糖,还必须对该混合物进行纯化。柱层析在多糖的纯化较为常用,常分为两类:一是只有分子筛作用的凝胶柱层析, 它根据多糖分子的大小和形状不同而达到分离目的,常用的凝胶有葡聚糖凝胶及琼脂糖凝胶,以及性能更佳的Sephacryl等。洗脱剂为各种浓度的盐溶液及缓冲液,其离子强度不应低于0.02mol/L。二是离子交换层析,它不仅根据分子量的不同,同时也具有分子筛的作用,常用的交换剂有DEAE-纤维素、DEAE-葡聚糖和 DEAE-琼脂糖等,此法适合于分离各种酸性,中性多糖和粘多糖。多糖的纯化还可用其他方法,如制备性高效液相层析、制备性区带电泳,亲和层析等,这些方法有时对制备一些小量纯品供分析用是很有用处的。
三氯乙酸是强酸,丙酮也能沉淀蛋白。二者一起作用,绝大多数蛋白都会沉淀出来。当然,也可能有某种特殊蛋白没有沉淀,但只要不是你要的就行。其实,没有什么万能的方法可以提取所有蛋白。
一般来说,所有固体溶质都可以在溶液中加入中性盐而沉淀析出,这一过程叫盐析.在生化制备中,许多物质都可以用盐析法进行沉淀分离,如蛋白质、多肽、多糖、核酸等,其中以蛋白质沉淀最为常见,特别是在粗提阶段.
盐析法分为两类,第一类叫Ks分段盐析法,在一定PH和温度下通过改变离子强度实现,用于早期的粗提液;第二种叫b分段盐析法,在一定离子强度下通过改变PH和温度来实现,用于后期进一步分离纯化和结晶.
② 有机溶剂沉淀法
有机溶剂的沉淀机理是降低水的介电常数,导致具有表面水层的生物大分子脱水,相互聚集,最后析出.该法优点在于:1)分辨能力比盐析法高,即蛋白质或其它溶剂只在一个比较窄的有机溶剂浓度下沉淀;2)沉淀不用脱盐,过滤较为容易;3)在生化制备中应用比盐析法广泛.其缺点是对具有生物活性的大分子容易引起变性失活,操作要求在低温下进行.总体来说,蛋白质和酶的有机溶剂沉淀法不如盐析法普遍.
有机溶剂的选择首先是能和水混溶,使用较多的有机溶剂是乙醇、甲醇、丙酮,还有二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈和2-甲基-2,4戊二醇等.
③ 其他沉淀法
一.等电点沉淀法
两性电解质分子上的净电荷为零时溶解度最低,不同的两性电解质具有不同的等电点,以此为基础可进行分离.如工业上生产胰岛素时,在粗提液中先调PH8.0去除碱性蛋白质,再调PH3.0去除酸性蛋白质.
利用等电点除杂蛋白时必须了解制备物对酸碱的稳定性,不然盲目使用十分危险.不少蛋白质与金属离子结合后,等电点会发生偏移,故溶液中含有金属离子时,必须注意调整PH值.等电点法常与盐析法、有机溶剂沉淀法或其他沉淀方法联合使用,以提高其沉淀能力.
二.生成盐复合物沉淀法
1.金属复合盐法
许多有机物质包括蛋白在内,在碱性溶液中带负电荷,能与金属离子形成沉淀.根据有机物与它们之间的作用机制,可分为羧酸、胺及杂环等含氮化合物类,如铜锌镉;亲羧酸疏含氮化合物类,如概镁铅;亲硫氢基化合物类,如汞银铅.蛋白质-金属离子复合物的重要性质是它们的溶解度对溶液的介电常数非常敏感,调整水溶液的介电常数(如加入有机溶剂),即可沉淀多种蛋白.
2. 有机盐法
含氮有机酸如苦味酸、苦酮酸、鞣酸等能与有机分子的碱性功能团形成复合物而沉淀析出.但此法常发生不可逆的沉淀反应,故用于制备蛋白质时,需采用较温和的条件,有时还需加入一定的稳定剂.
3.无机复合盐法
如磷钨酸盐、磷钼酸盐等.
以上盐类复合物都具有很低的溶解度,极易沉淀析出.若沉淀为金属复合盐,可通以H2S使金属变成 硫化物而除去,若为有机酸盐或磷钨酸盐,则加入无机酸并用乙醚萃取,把有机酸和磷钨酸等移入乙醚中除去,或用离子交换法除去.值得注意的是此类方法常使蛋白质发生不可逆沉淀,应用时必须谨慎.
三. 选择性变性沉淀
其原理是利用蛋白质、酶和核酸等生物大分子对某些物理或化学因素敏感性不同,有选择地使之变性沉淀,以达到分离提纯的目的.
此方法可分为:1)利用表面活性剂(三氯乙酸)或有机溶剂引起变性;2)利用对热的不稳定性,加热破坏某些组分,而保存另一些组分;3)酸碱变性.
四.非离子多聚物沉淀法
非离子多聚物是六十年代发展起来的一类重要沉淀剂,最早用于提纯免疫球蛋白、沉淀一些细菌和病毒,近年来逐渐广泛应用于核酸和酶的分离提纯.这类非离子多聚物包括不同分子量的聚乙二醇、NPEO、葡聚糖、右旋糖酐硫酸钠等,其中应用最多的是聚乙二醇.
用非离子多聚物沉淀生物大分子和微粒,一般有两种方法:1)选用两种水溶性非离子多聚物组成液液两相体系,不等量分配,而造成分离.此方法基于不同生物分子表面结构不同,有不同分配系数.并外加离子强度、PH值和温度等影响,从而扩大分离效果.2)选用一种水溶性非离子多聚物,使生物大分子在同一液相中,由于被排斥相互凝聚而沉淀析出.该方法操作时先离心除去大悬浮颗粒,调整溶液PH值和温度至适度,然后加入中性盐和多聚物至一定浓度,冷贮一段时间,即形成沉淀.
黑雪酱y8V2014-09-23