Artigo de método

Estudo Comparativo sobre o Conteúdo de Polissacarídeos e Atividades Antioxidantes de Hippophae rhamnoides subsp. sinensis e Hippophae gyantsensis

DOI:

10.3791/68855

15 de agosto de 2025

Neste artigo

Resumo

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Este estudo comparou os teores de polissacarídeos de Hippophae rhamnoides subsp. sinensis Rousi e Hippophae gyantsensis (Rousi) Y. S. Lian obtidos por extração com água quente e quantificados por colorimetria de ácido fenol-sulfúrico. Também investigamos in vitro as atividades antioxidantes de polissacarídeos dessas duas espécies de Hippophae por meio de experimentos de eliminação de radicais livres de 2,2-difenil-1-picrilhidrazil.

Resumo

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Este trabalho relata um estudo comparativo bem delineado e aprofundado sobre os rendimentos, conteúdos e atividades antioxidantes de polissacarídeos de duas espécies de Hippophae de grande valor de pesquisa, a saber, Hippophae rhamnoides subsp. sinensis Rousi e Hippophae gyantsensis (Rousi) Y. S. Lian. Os polissacarídeos totais de H. rhamnoides subsp. sinensis e H. gyantsensis foram obtidos por meio de extração com água quente. Os rendimentos foram comparados e os teores de polissacarídeos foram determinados com precisão por meio de colorimetria de fenol-ácido sulfúrico e comparados. Enquanto isso, a atividade antioxidante dos polissacarídeos foi avaliada por meio da eliminação de radicais livres de 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH). Os resultados mostraram que o rendimento de polissacarídeos (porcentagem de extrato bruto em relação à matéria-prima) de H. rhamnoides subsp. sinensis (1,18% ± 0,02%) foi significativamente menor do que o de H. gyantsensis (3,12% ± 0,06%) (P < 0,01). O teor de polissacarídeos (definidos como polissacarídeos puros no extrato) de H. rhamnoides subsp. sinensis (352,97±1,07 mg/g) foi significativamente maior do que o de H. gyantsensis (300,21 ± 1,49 mg/g) (P < 0,01). A concentração semi-inibitória da atividade sequestradora de radicais livres DPPH dos polissacarídeos H . rhamnoides subsp. sinensis (0,026 ± 0,004 mg/mL) foi ligeiramente menor do que a dos polissacarídeos H . gyantsensis (0,021 ± 0,004 mg/mL). No entanto, nenhuma diferença significativa foi encontrada entre as duas espécies de Hippophae (P > 0,05). Este experimento esclareceu as diferenças no rendimento, conteúdo e atividade antioxidante de polissacarídeos entre H. rhamnoides subsp. sinensis e H. gyantsensis. Este trabalho pode fornecer uma base científica para a avaliação da qualidade do espinheiro-mar e o desenvolvimento de componentes ativos polissacarídeos.

Introdução

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O espinheiro-mar é o fruto maduro seco das plantas da família Elaeagnaceae. É um material medicinal e comestível comumente usado na China, bem como uma importante fonte de suplementos dietéticos e produtos de saúde na Índia, Rússia, Finlândia e outros países europeus devido às suas propriedades de revigorar o baço para ajudar na digestão, aliviar a tosse e expelir catarro, promover a circulação sanguínea e dissipar a estase sanguínea1. O espinheiro-mar contém uma rica variedade de componentes bioativos, como flavonóides, compostos fenólicos, polissacarídeos, glicosídeos e ácidos orgânicos, e tem uma longa história de aplicação na medicina tradicional chinesa 2,3. Geralmente, os flavonóides são considerados os compostos bioativos mais importantes do espinheiro-mar. No entanto, os polissacarídeos foram recentemente reconhecidos por também possuírem excelentes atividades fisiológicas e farmacológicas e, portanto, atraíram a atenção de pesquisadores científicos. Os polissacarídeos do espinheiro-mar demonstraram ter atividades na regulação do sistema imunológico, proteção do fígado e regulação de distúrbios do metabolismo lipídico e microbiota intestinal, bem como efeitos antioxidantes, anti-inflamatórios, antitumorais e hipoglicêmicos 4,5,6. Eles podem atuar como antioxidantes naturais, permitindo assim o desenvolvimento de novos alimentos funcionais e produtos farmacêuticos. Enquanto isso, os polissacarídeos do espinheiro-mar também são passíveis de decomposição pelo ácido gástrico, o que é benéfico para a absorção e utilização de nutrientes no corpo humano 7,8.

Extração com água quente (HWE), extração assistida por micro-ondas e extração assistida por ultrassom são os métodos comumente usados para a extração de polissacarídeos de espinheiro-mar9. As estruturas dos polissacarídeos obtidos por diferentes métodos de extração variam10em termos de composição de monossacarídeos, peso molecular (Mw), grau de ramificação, teor de ácido urônico, tipos de ligação glicosídica e conformação de trihélices11,12. Geralmente, as soluções de polissacarídeos de alto Mw possuem alta viscosidade e baixa solubilidade, o que pode afetar suas atividades biológicas e aplicações13. O HWE é a técnica mais comumente empregada para extração de polissacarídeos em ambientes laboratoriais e industriais devido à sua vantagem de simplicidade14,15. Além disso, é um dos métodos de extração mais comumente usados para polissacarídeosde espinheiro 9. Portanto, neste estudo, os polissacarídeos foram extraídos por meio de HWE. Os métodos primários para determinar o teor de polissacarídeos incluem os métodos de ácido fenol-sulfúrico e antrona-ácido sulfúrico 16,17,18,19. O método do fenol-ácido sulfúrico é amplamente aplicado devido ao seu procedimento de detecção simples, boa estabilidade e alta sensibilidade20. Wen et al. determinaram o teor de polissacarídeos extraídos do espinheiro-mar pelo método do fenol-ácido sulfúrico21. Portanto, neste experimento, o teor de polissacarídeos foi determinado pelo método do ácido fenol-sulfúrico. A profundidade da solução do composto laranja formada após a reação fenol-ácido sulfúrico é proporcional ao teor de polissacarídeos e pode ser determinada no comprimento de onda de 490 nm22.

Os polissacarídeos naturais exibem atividades antioxidantes notáveis in vivo e in vitro. Os polissacarídeos de framboesa podem aliviar o estresse oxidativo em modelos de dieta rica em gordura, regulando a microbiota intestinal23. Os polissacarídeos são os principais componentes ativos da Pueraria lobata e exibem diversas atividades biológicas, incluindo aantioxidante 24. Dou et al. descobriram que os polissacarídeos da amora-preta têm funções fisiológicas, como a antioxidação25. A atividade antioxidante dos polissacarídeos é geralmente avaliada com base em sua capacidade de eliminar vários radicais livres, incluindo radicais aniônicos 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH), hidroxila e superóxido, bem como sua capacidade de eliminação de cátions do radical ABTS26. A análise de DPPH é amplamente utilizada porque mede a capacidade dos antioxidantes de reduzir os radicais DPPH violetas em moléculas estáveis amarelo-pálidas por meio da transferência de átomos de hidrogênio27. Os radicais DPPH violetas restantes são quantificados usando um espectrofotômetro ultravioleta (UV)-visível (Vis) em aproximadamente 515-520 nm para determinar a atividadeantioxidante 28,29.

Estudos anteriores investigaram o conteúdo e a atividade antioxidante dos polissacarídeos do espinheiro-mar21. No entanto, a grande maioria desses estudos foi limitada a Hippophae rhamnoides subsp. sinensis. É a espécie de Hippophae mais frequentemente utilizada e amplamente distribuída na China e está oficialmente registrada na Farmacopeia Chinesa. Estudos sobre Hipphophae gyantsensis, uma espécie endêmica de Xizang, China, que é freqüentemente empregada na medicina tibetana e documentada no Catálogo Provincial de Materiais Medicinais Tibetanos de Sichuan, raramente foram relatados. Além disso, nenhuma pesquisa comparou os teores e atividades antioxidantes de polissacarídeos de diferentes espécies de Hippophae , a saber, H. rhamnoides subsp. sinensis e H. gyantsensis. Portanto, este estudo primeiro compara os teores de polissacarídeos de H. rhamnoides subsp. sinensis e H. gyantsensis extraídos por HWE e quantificados por colorimetria de fenol-ácido sulfúrico. As atividades antioxidantes dos polissacarídeos dessas duas espécies de Hippophae foram investigadas por meio de ensaios de sequestro de radicais livres DPPH. Espera-se que o presente estudo forneça dados científicos para a avaliação da qualidade e desenvolvimento dos componentes polissacarídeos ativos das duas espécies de Hippophae acima.

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Protocolo

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1. Amostras e materiais

  1. Colete amostras de espinheiro-mar de diferentes Hippophae do planalto Qinghai-Xizang.
    NOTA: As amostras foram identificadas pelo Professor Associado Yue Liu, da Universidade de Medicina Tradicional Chinesa de Chengdu. Amostras de vouchers foram depositadas na Escola de Medicina Étnica da Universidade de Medicina Tradicional Chinesa de Chengdu. As informações amostrais são apresentadas na Tabela 1. Os detalhes dos reagentes e equipamentos usados neste estudo estão listados na Tabela de Materiais.
  2. Secar as amostras numa estufa a 40 °C durante 72 h.
  3. Triture 20 g de cada amostra de espinheiro marítimo em pó e passe-a por uma peneira nº 3. Processe cada amostra com três réplicas paralelas. Continue a esmagar as amostras que não passaram pela peneira e, em seguida, peneire-as até que todas tenham sido peneiradas.
  4. Armazene as amostras a -20 °C para estudos de acompanhamento.

2. Extração de polissacarídeos de espinheiro-mar

NOTA: Este estudo adotou o método de extração previamente estabelecido para o espinheiro-mar com algumas modificações para a obtenção de polissacarídeos30.

  1. Pesar 5,0 g de pó de amostra de espinheiro-mar e colocá-lo num balão de fundo redondo de 250 ml. Adicionar 50 ml de etanol anidro ao pó e deixá-lo de molho à temperatura ambiente (RT; 25 °C) durante 24 h para remover os componentes lipofílicos. Processe cada amostra com três réplicas paralelas.
  2. Filtrar o pó da amostra, que foi embebido durante a noite, utilizando um funil de Buchner e, em seguida, rejeitar o filtrado para obter o resíduo do filtro. Lave o resíduo do filtro três vezes com 50 mL de água deionizada e seque-o a um peso constante a 40 °C.
  3. Transferir o resíduo filtrante desengordurado para um balão seco de fundo redondo de 250 ml, adicionar 150 ml de água desionizada numa proporção sólido/líquido de 1:30 (g/ml) e efectuar a extracção do refluxo em banho-maria a 80 °C duas vezes durante 2 h de cada vez. Separar o filtrado para obter a solução bruta de polissacárido de espinheiro-mar.
  4. Concentrar o extracto utilizando um evaporador rotativo a 50 °C durante 1,5 h. Conservar a solução concentrada no frigorífico a 4 °C para utilização posterior.
  5. Adicionar o reagente Sevage (CHCl3:C4H9OH = 4:1, v:v) à solução de polissacárido bruto numa relação de volume de solução de polissacarídeo bruto de 1:4 reagente Sevage: solução de polissacarídeo bruto de 1:4. Agite a mistura com um agitador magnético a uma velocidade de 1050 rpm por 20 min.
  6. Transfira o líquido para um tubo de centrifugação de 50 mL e centrifugue-o a 4000 × g por 15 min, depois colete o sobrenadante. Repetir a operação acima três vezes até que não apareça nenhum precipitado floculante branco na interface entre as duas fases.
  7. Concentre o extrato de polissacarídeo de espinheiro-mar após a remoção da proteína. Adicionar etanol anidro numa proporção de volume de 1:3 para a precipitação de etanol anidro e colocar a mistura a 4 °C durante a noite.
  8. Remova a camada superior de etanol anidro, transfira a mistura para um tubo de centrifugação de 50 mL e centrifugue-o a 4000 × g por 15 min para obter o precipitado. Liofilizar o precipitado para obter polissacarídeos totais.
  9. Calcule os rendimentos totais de polissacarídeos usando a Equação (1) abaixo:
    figure-protocol-1
    NOTA: Na Equação (1), m representa o peso (g) dos polissacarídeos do espinheiro-mar e M representa a massa (g) da amostra de espinheiro-mar.

3. Determinação do teor de polissacarídeos

  1. Preparação da solução
    1. Preparação da solução reagente de fenol
      1. Pesar com precisão 3 g de fenol e transferi-los para um balão volumétrico marrom. Adicione 50 mL de água deionizada para dissolver o fenol.
      2. Agite bem a mistura até ficar homogênea. Rotular o balão e guardá-lo para utilização posterior.
    2. Preparação da solução-padrão de glicose
      1. Pesar com precisão 10 mg de glicose anidra e transferi-los para um balão volumétrico de 10 ml. Adicione água deionizada para dissolver a glicose e agite bem a mistura.
      2. Diluir a mistura até o volume desejado com água deionizada para obter uma solução padrão de glicose.
    3. Preparação da solução da amostra para análise.
      1. Pesar com precisão 5 mg de polissacarídeos liofilizados de espinheiro-mar (ZG1-ZG5 e JZ1-JZ5) em frascos volumétricos (n = 10). Adicione água deionizada a cada frasco até um volume final de 50 mL.
      2. Sonicar a mistura durante 20 min até que os polissacáridos estejam completamente dissolvidos. Processe cada amostra com três réplicas paralelas.
  2. Construção da curva padrão
    NOTA: No método fenol-ácido sulfúrico, os polissacarídeos reagem com o ácido sulfúrico concentrado para gerar derivados de furfural, que então se condensam com fenol para formar um composto amarelo-alaranjado. O comprimento de onda máximo de absorção deste composto é de aproximadamente 490 nm. Portanto, o comprimento de onda de detecção para este experimento foi definido em 490 nm22.
    1. Dilua a solução padrão de glicose com água deionizada até uma concentração de 0,1 mg / mL. Usando uma micropipeta, transfira cuidadosamente 200, 300, 400, 500, 600 e 700 μL da solução padrão de glicose para seis tubos de ensaio limpos separados. Adicione água pura a um volume total de 1,0 mL e, em seguida, misture suavemente cada solução para garantir uma diluição uniforme.
    2. Adicione 1,0 mL de solução de fenol a 6% e 5,0 mL de ácido sulfúrico aos tubos de ensaio mencionados acima. Misture bem, deixe esfriar e deixe descansar em RT por 30 min.
      NOTA: O fenol é um composto químico tóxico e o ácido sulfúrico concentrado é corrosivo. Luvas devem ser usadas ao preparar soluções de fenol e ácido sulfúrico, e o procedimento deve ser realizado dentro de uma capela.
    3. Transfira as amostras acima mencionadas para cubetas e use água pura como um branco em vez da amostra. Medir a sua absorvância a 490 nm com um espectrofotómetro UV-Vis e três réplicas.
    4. Traçar a curva padrão com as concentrações de glicose como eixo x e os valores de absorvância como eixo y. Obter a equação de regressão e calcular o coeficiente de correlação (R²).
      NOTA: O espectrofotômetro UV-Vis deve ser pré-aquecido com meia hora de antecedência. Ao medir a absorbância nesta etapa, a absorbância deve estar entre 0,2 e 0,8. Portanto, a concentração da amostra precisa ser quantificada.
  3. Estudo metodológico
    1. Teste de precisão:
      1. Tomar JZ2 e preparar a solução de ensaio de acordo com o método descrito no passo 3.1.3. Realize a colorimetria de fenol-ácido sulfúrico seguindo o método descrito na etapa 3.2.2.
      2. Em seguida, determinar a absorvância de acordo com o procedimento descrito no passo 3.2.3. Repita este procedimento seis vezes e calcule o desvio padrão relativo (RSD).
    2. Teste de estabilidade:
      1. Preparar a solução de amostra JZ2 seguindo o método descrito no passo 3.1.3. Às 0, 2, 4, 6, 8 e 10 h após a preparação da amostra, realizar a colorimetria de ácido fenol-sulfúrico de acordo com o método especificado na etapa 3.2.2.
      2. Em seguida, determine a absorbância seguindo o procedimento descrito na etapa 3.2.3 e calcule o RSD.
    3. Teste de repetibilidade:
      1. Preparar a solução de amostra JZ2 seguindo o método descrito no passo 3.1.3. Preparar seis réplicas em paralelo. Realizar colorimetria de ácido fenol-sulfúrico de acordo com o método especificado na etapa 3.2.2.
      2. Em seguida, determine a absorbância seguindo o procedimento descrito na etapa 3.2.3 e calcule o RSD.
    4. Teste de recuperação:
      1. Tomar JZ2 e preparar a solução de ensaio de acordo com o método descrito no passo 3.1.3. Preparar nove réplicas em paralelo. Adicione as soluções de referência equivalentes a 80%, 100% e 120% do teor total de polissacarídeos na amostra e prepare três amostras paralelas.
      2. Efectuar a colorimetria de fenol-ácido sulfúrico de acordo com o método especificado no passo 3.2.2. Em seguida, determinar a absorbância seguindo o procedimento descrito no passo 3.2.3 e calcular a taxa de recuperação utilizando a equação (2).
        figure-protocol-2
        NOTA: Na Equação (2), A representa a quantidade de glicose na solução de amostra de espinheiro, B representa a quantidade de glicose adicionada e C representa o valor medido da solução contendo glicose e a solução de amostra de espinheiro.
  4. Determinação de conteúdo
    1. Preparar a solução da amostra como descrito no passo 3.1.3 e efectuar a colorimetria do ácido fenol-sulfúrico em conformidade com o método especificado no passo 3.2.2.
    2. Determinar a absorvância seguindo o procedimento descrito no passo 3.2.3 e calcular o teor de polissacáridos utilizando o método da curva padrão. Execute essas operações em paralelo três vezes para cada amostra.

4. Atividade de sequestro de radicais DPPH 31,32

  1. Pesar com precisão 2,7 mg de DPPH em um balão volumétrico vazio de 50 mL. Dissolva-o em 50 mL de etanol anidro para preparar uma solução-mãe de DPPH com concentração de 0,054 mg/mL e obter a solução de trabalho de DPPH.
    NOTA: A solução de DPPH deve ser armazenada no escuro.
  2. Pese com precisão 5 mg de vitamina C (Vc) em um frasco volumétrico vazio de 10 mL e dissolva-o em 10 mL de água deionizada para preparar uma solução de Vc com concentração de 0,5 mg/mL. Dilua-o sucessivamente para preparar soluções de teste de Vc com concentrações de 0,5, 0,125, 0,03125, 0,0078125 e 0,001953 mg / mL.
  3. Pese com precisão 5 mg de cada polissacarídeo de espinheiro-mar (ZG1-ZG5 e JZ1-JZ5). Dissolva cada amostra em 10 mL de água deionizada para preparar soluções de amostra de polissacarídeo de espinheiro-mar com uma concentração de 0,5 mg/mL. Diluir as soluções acima sucessivamente para preparar soluções de teste de polissacarídeos de espinheiro-mar com concentrações de 0,5, 0,125, 0,03125, 0,0078125 e 0,001953 mg / mL.
  4. Usando a solução de DPPH como substrato, prepare os seguintes grupos em uma placa de 96 poços: grupo de controle negativo A0 (150 μL de água e 50 μL de solução de DPPH), grupo de amostra A1 (150 μL de amostra ou solução de Vc e 50 μL de solução de DPPH) e grupo de controle de amostra A2 (150 μL de amostra e 50 μL de etanol anidro). Execute este procedimento em triplicado.
  5. Deixe a reação prosseguir por 30 minutos no escuro. Em seguida, meça a absorbância a 517 nm. Repita o experimento três vezes e calcule a taxa de eliminação de radicais livres DPPH usando a Equação (3).
    NOTA: A absorbância da solução de DPPH deve ser mantida em 0,7 ± 0,02. Concentrações excessivamente altas e baixas podem levar a leituras de absorbância imprecisas, afetando assim os resultados experimentais finais.
    figure-protocol-3
    Na Equação (3), A0 é a absorbância da água deionizada e da solução de DPPH, A1 é a absorbância da amostra ou solução de Vc e DPPH e A2 é a absorbância da amostra e do etanol anidro.
  6. Cálculo da concentração semi-inibitória (Ic50)
    1. Gere uma tabela de dados visualmente organizada ilustrando a correlação entre as concentrações do composto de teste de reação (0,5, 0,125, 0,03125, 0,0078125 e 0,001953 mg / mL) e seus valores percentuais de reação correspondentes.
    2. Use o ajuste de curva não linear (com o GraphPad Prism) para determinar o IC50 e o erro padrão.

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Resultados

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Rendimento de polissacarídeos brutos
Os polissacarídeos foram extraídos através do HWE. O refluxo em banho-maria é mostrado na Figura Suplementar 1. A concentração da solução de extracto de polissacáridos é ilustrada na figura suplementar 2. O efeito de estratificação da centrifugação após a desproteinação é apresentado na Figura Suplementar 3. Os cinco lotes de H. rhamnoides subsp. sinensis apresentam rendimentos de polissacarídeos ...

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Discussão

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O espinheiro-mar é um medicamento tradicional tibetano. Os polissacarídeos são componentes importantes do espinheiro-mar. Muitos estudos têm sido realizados sobre a determinação do conteúdo de polissacarídeos e atividade antioxidante21. No entanto, poucos compararam os teores de polissacarídeos e as atividades antioxidantes de diferentes espécies de Hippophae , como as espécies medicinais H. rhamnoides subsp. sinensis e H. gyantsensi...

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Divulgações

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Os autores não têm conflitos de interesse a divulgar.

Agradecimentos

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Este trabalho foi apoiado financeiramente pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (nº 82374145), Fundação de Ciências Naturais da Província de Sichuan (nº 2025ZNSFSC0608) e Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (nº U23A20520)

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Balança analítica (com precisão de 0,0001 g)Sartorius Scientific Instruments (Beijing) Co., Ltd.BSA224S-CW
Balança analítica (com precisão de 0,00001 g)Sartorius Scientific Instruments (Beijing) Co., Ltd.CPA225D
Centrífuga de bancada de baixa velocidadeShanghai Zigui Instrument Co., Ltd.TD4K-Z
DPPHShanghai Yuanye Bio-Technology Co., Ltd.CAS 1898-66-4
EtanolChengdu Kelong Chemical Products Co., Ltd.CAS 64-17-5
Tubo EPHunan BKMAK Holding Co., Ltd.BS-20-M2 mL
LiofilizadorCorporação LabconcoLABCONCO
Glicose anidraChengdu Kelong Chemical Products Co., Ltd.CAS 50-99-7Padrão de referência
GraphPad  Prim 9.5.0 GraphPad SoftwareN/ADetermine o valor IC50 e o valor P.
Forno de secagem de circulação de ar quenteShanghai Yiheng Technology Instrument Co., Ltd.NB-DGG-9070A
Ácido L-ascórbicoBeijing Labgic Technology Co., Ltd.CAS 50-81-7Medicamento de controle positivo
Leitor de microplacasShanghai Shanpu Biotechnology Co., Ltd.Leia Max 1500
Placa de 96 poçosBeijing Labgic Technology Co., Ltd.11512
OriginPro 2025Laboratório de OrigemN/ACriar um gráfico de linhas de taxa de liberação
PONTAS DE PIPETABeijing Labgic Technology Co., Ltd.BS-200-T200 μ L
PONTAS DE PIPETABeijing Labgic Technology Co., Ltd.T-1000-B1000 μ L
FenolChengdu Kelong Chemical Products Co., Ltd.CAS 108-95-2
Evaporador rotativo  BUCHI Equipamentos de Laboratório Trading (Xangai) Ltd.Buchi R-100
Tipo padrão sistema do reagente puro da águaQingdao Flom Technology Co., Ltd.FBZ2001-up-p
Banho-maria com display digital termostáticoGuan'an Instrumentos Científicos (Zhejiang) Co., Ltd.WB100-6F
Espectrofotômetro UV-VisívelXangai Mapada Instruments Co., Ltd. V-1100D
Limpador ultrassônicoFornecedor verificado - Sheng Zheng ChaoJie Industrial Co., Ltd.CJ-060SDLimpador ultrassônico 360 W 50 Hz

Referências

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