全 文 ：药现代化的方向之一。真空冷冻干燥作为一种新兴
的技术手段，在中药的研究和开发上必然有着广阔
而美好的前景。
参 考 文 献
［1］沈晓帆，王旗，杨秀伟，等 . 七叶皂苷肾细胞毒性及抗氧
化剂的拮抗作用［J］．中国药理学与毒理学杂志，2008，
22(5):375-381.
［2］胡霞敏，曾繁典 . β-七叶皂苷钠在脑缺血再灌注大鼠体
内药代动力学的研究［J］． 中国临床药理学与治疗学，
2005，10(7):828-831.
［3］国家药典委员会 . 中华人民共和国药典［S］．一部 . 北
京:中国医药科技出版社，2010:附录 52.
［4］王冰，朱薇婕，郑竺晶，等 . 丹参水溶性有效部位冻干工
艺优化［J］．中成药，2009，31(5):782-783.
［5］姚静，张自强 . 药物冻干制剂技术的设计及应用［M］．
北京:中国医药科技出版社，2007.
收稿日期:2013-10-31
基金项目:2013 年内蒙古自然科学基金面上项目(2013MS1208)
作者简介:解红霞(1975-)，女，博士，副教授，主要从事新药研发及临床合理用药;Tel:0471-6636650，E-mail:xiehongxia2004@ sohu. com。
* 通讯作者:李骁，Tel:0471-6653152，E-mail:lx-leexiao@ 163. com。
响应面法优化芹叶铁线莲总皂苷超声提取工艺
解红霞1，赵 科2，张 娜2，李 骁2*
(1. 内蒙古医科大学附属医院药剂部，内蒙古 呼和浩特 010050;2. 内蒙古医科大学药学院，内蒙古 呼和
浩特 010110)
摘要 目的:采用响应面法优化芹叶铁线莲中总皂苷的超声提取工艺。方法:选用乙醇为提取溶剂，以乙醇浓
度、料液比、提取时间为自变量，总皂苷得率为响应值，采用响应面法优化芹叶铁线莲总皂苷的提取工艺参数。结
果:最优提取工艺条件为:乙醇浓度 80%，提取时间 60 min，液料比 0. 02 g /mL，此条件下芹叶铁线莲总皂苷得率为
8. 368 mg /g，接近模型预测值 8. 597 mg /g。二项式拟合复相关系数 Ｒ2 = 0. 9925。结论:应用响应面法优选的芹叶
铁线莲总皂苷提取工艺稳定、合理、可行。
关键词 芹叶铁线莲;总皂苷;超声提取;响应面法
中图分类号:Ｒ284. 1 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2014)07-1269-03
DOI:10. 13863 / j. issn1001-4454. 2014. 07. 041
芹叶铁线莲 Clematis aethusifolia Turcz. 为毛茛
科铁线莲属植物。其味辛、微甘，具有破痞、调温、燥
“希日乌素”、祛腐、消肿、止泻、排脓等功效，是蒙医
常用破痞去滞药。临床上主治寒痞、积食、“希日乌
素”症、疮疡、水肿、寒泻、肠痈等疾病〔1〕。芹叶铁线
莲主要活性成分为皂苷类化合物，现代药理学研究
证明，铁线莲属植物皂苷类成分具有抗肿瘤、抗炎镇
痛等〔2-5〕药理作用。本实验选取乙醇浓度、提取时
间、料液比三个因素，以总皂苷得率为响应值，采用
响应面法对芹叶铁线莲总皂苷提取工艺进行优化。
现将结果报道如下。
1 仪器与材料
1. 1 仪器 AL204 型电子天平(梅特勒-托利多仪
器有限公司);KQ-250DA 型超声清洗器(昆山市超
声仪器有限公司);ＲV10 型旋转蒸发仪(广州仪科
实验室技术有限公司);HH-S4 型恒温水浴锅(北京
科伟永兴仪器有限公司);TU-1901 型紫外可见分光
光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。
1. 2 材料 试验用芹叶铁线莲药材于 2012 年 8 月
采自呼和浩特市小井沟，经笔者李骁副教授鉴定为
毛茛科铁线莲属芹叶铁线莲 Clematis aethusifolia
Turcz. 的干燥全草;凭证标本保存于内蒙古医科大
学药用植物教研室。齐墩果酸对照品(批号:
20120228，供含量测定用，上海源叶生物科技有限公
司);香草醛、冰醋酸、高氯酸、无水乙醇、正丁醇、乙
醚均为分析纯。
2 方法
2. 1 总皂苷测定方法的建立
2. 1. 1 对照品溶液的制备:精密称取齐墩果酸对
照品 1. 16 mg，以甲醇定容于 10 mL 量瓶中，摇匀，
即得浓度为 0. 116 mg /mL的齐墩果酸对照品溶液。
2. 1. 2 供试品溶液的制备:称取干燥芹叶铁线莲
药材粉末(过 50 目筛)0. 5 g，按照试验设计因素及
水平下超声提取(250 W，40 kHz)，提取液过滤，滤
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液减压浓缩后加水 10 mL溶解，以乙醚萃取 2 次，每
次 20 mL，合并乙醚层并用 10 mL 水洗涤，弃去醚
层，将两次所得水层合并，用水饱和正丁醇萃取 3
次，每次 20 mL，合并萃取液并用 20 mL正丁醇饱和
水洗涤，将正丁醇层浓缩旋干后以甲醇定容至 10
mL。
2. 1. 3 测定方法:精密吸取适量样品溶液或齐墩
果酸对照品溶液置于具塞试管中，挥干溶剂，加入
0. 2 mL新配置的 5%香草醛-冰醋酸溶液和 0. 8 mL
的高氯酸溶液，摇匀，于 70 ℃恒温水浴 15 min，流水
冷却至室温，加入乙酸乙酯至 5 mL刻度，摇匀，在一
定波长下测定吸光度。
2. 1. 4 测定波长的选择:吸取适量齐墩果酸对照
品溶液，置于具塞试管中，按“2. 1. 3”项下方法以空
白试剂为参比于 450 ～ 650 nm 之间扫描，扫描结果
显示最大吸收波长为 560 nm，故选择 560 nm 作为
测定波长。
2. 1. 5 线性关系考察:分别精密吸取上述齐墩果
酸对照品溶液 0. 1、0. 2、0. 4、0. 6、0. 8、1. 0 mL 置于
具塞试管中，按“2. 1. 3”项下方法，于 560 nm 处测
定其吸光度。以吸光度值为纵坐标，加样量为横坐
标绘制标准曲线，得回归方程:Y = 0. 0077X －
0. 0602，r = 0. 9993。结果表明齐墩果酸加样量在
11. 6 ～ 116 μg范围内与吸光度值线性关系良好。
2. 2 试验设计 根据前期试验及参考相关文献，
选取影响芹叶铁线莲总皂苷得率的 3 个主要影响因
素:乙醇浓度、提取时间、料液比，采用中心组合试验
Box-Behnken设计方案进行试验。因素及水平编码
见表 1。
表 1 实验设计因素与水平
因素
水平
－ 1 0 1
A乙醇浓度 /%
B提取时间 /min
C料液比 /(g /mL)
50
20
0. 02
70
40
0. 06
90
60
0. 10
3 结果与分析
3. 1 响应面法工艺优化试验结果 以乙醇浓度、
料液比、提取时间为自变量，总皂苷得率为响应值进
行试验，试验设计及结果见表 2。
3. 2 模型建立及显著性分析 采用 Design-Expert
8. 0 软件对各因素进行拟合，得编码回归方程:Y =
6. 96 + 1. 08A + 0. 21B － 0. 44C + 0. 25AB － 0. 038AC
－ 0. 40BC － 1. 19A2 + 0. 25B2 － 0. 069C2，相关系数
Ｒ2 = 0. 9925，模型拟合程度良好，可用该模型对未知
条件下总皂苷得率进行预测。由表 3 可知，整体模
表 2 实验设计及结果
实验号
乙醇浓度
/%
提取时间
/min
料液比
/(g /mL)
总皂苷得率
/(mg /g)
1 0 － 1 － 1 7. 010
2 1 － 1 0 6. 608
3 0 1 － 1 8. 236
4 1 0 － 1 7. 249
5 － 1 1 0 4. 924
6 － 1 0 1 4. 236
7 － 1 0 － 1 4. 967
8 0 1 1 6. 469
9 0 0 0 7. 145
10 0 0 0 6. 798
11 0 0 0 7. 110
12 0 － 1 1 6. 850
13 － 1 － 1 0 4. 997
14 1 0 1 6. 365
15 0 0 0 6. 764
16 0 0 0 6. 997
17 1 1 0 7. 552
型达极显著水平(P ＜ 0. 001)，失拟项不显著(P =
0. 9092)，表明模型选择合适。一次项乙醇浓度
(A)、液料比(C)极显著，超声时间(B)达显著水平。
交互项除 AC(乙醇浓度和料液比因素的交互作用)
无显著影响外，其余均达显著水平。二次项 C2 不显
著，A2 极显著，B2 达显著水平。由 F 值大小可以判
断，在所选实验范围内，3 个因素的总皂苷得率影响
排序为 A(乙醇浓度)＞ C(料液比)＞ B(提取时
间)。
3. 3 各因素间的交互影响 根据拟合模型绘制芹
叶铁线莲总皂苷的响应面，可以直观的看出响应面
的最高点即参数范围内的极值及因素间的相互作用
对响应值的影响，以此确定最佳工艺参数范围。De-
sign-Expert 8. 0 软件处理后三维响应面图，见图 1。
3. 4 芹叶铁线莲总皂苷提取工艺 软件预测最佳
提取参数条件为:乙醇浓度为 81. 54%，提取时间为
60 min，料液比为 0. 02 g /mL。考虑到实际操作的可
行性，将铁线莲总皂苷提取工艺修正为:乙醇浓度为
80%，提取时间为 60 min，料液比为 0. 02 g /mL，并
验证响应曲面法软件预测结果可靠性。验证结果显
示总皂苷平均得率为 8. 368 mg /g(n = 3)，与预测值
8. 597 mg /g基本吻合。
4 讨论
目前国内药用植物皂苷提取工艺优化的相关报
道多采用正交设计法或均匀设计法，两种方法都采
用线性模型，具有试验次数少、简单方便等优点，但
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表 3 方差分析结果
方差来源 SS df MS F值 P值 显著性
模型 18. 37 9 2. 04 103. 01 ＜ 0. 0001 ＊＊＊
A 9. 35 1 9. 35 472. 14 ＜ 0. 0001 ＊＊＊
B 0. 37 1 0. 37 18. 58 0. 0035 ＊＊
C 1. 57 1 1. 57 79. 17 ＜ 0. 0001 ＊＊＊
AB 0. 26 1 0. 26 13. 05 0. 0086 ＊＊
AC 0. 0058 1 0. 0058 0. 30 0. 6036
BC 0. 65 1 0. 64 32. 59 0. 0007 ＊＊＊
A2 5. 96 1 5. 96 300. 88 ＜ 0. 0001 ＊＊＊
B2 0. 26 1 0. 26 12. 99 0. 0087 ＊＊
C2 0. 020 1 0. 020 1. 01 0. 3494
残差 0. 14 7 0. 020
失拟项 0. 016 3 0. 0053 0. 17 0. 9092
纯误差 0. 12 4 0. 031
总误差 18. 50 16
注:＊＊P ＜ 0. 01，显著性差异;＊＊＊P ＜ 0. 001，极显著性差异
图 1 各因素两两交互作用对芹菜铁线莲总皂苷提取影响的响应面图
都未能给出直观的图形，难以直观判别优化区域，建
立的数学模型精度不够高，预测性较差。响应面法
优化工艺具有信息量大、直观，数据处理能力较高且
可以反应各因素之间的交互作用等优点。故本实验
利用响应面法建立了芹叶铁线莲提取率与乙醇体
积、超声时间、液料比之间关系的二次多项回归模
型，模型拟合程度较高。
铁线莲属植物主要成分为皂苷、黄酮、花色苷、
木脂素、香豆素、生物碱等。皂苷类化学成分是药用
植物中的一大类活性成分，也是铁线莲属植物中主
要分离得到的有效成分。故本实验选择以总皂苷为
评价指标。
根据课题组前期实验及参考相关文献，本实验
最终以乙醇超声作为提取方法。超声提取具有操作
简单，提取效率较高的优势，且超声提取方法为纯物
理方法，在提取过程中能避免中药有效成分在提取
过程中被破坏。在测定总皂苷含量的实验过程中发
现，各平行组间数据不易平行，重现性较差，原因可
能为操作步骤较多，引起误差因素较多的缘故。
参 考 文 献
［1］朱亚民 . 内蒙古植物药志［M］．第 1 卷 . 呼和浩特:内
蒙古人民出版社，2000:389-393.
［2］赵英，余春粉，张桂英，等 . 威灵仙总皂苷抗肿瘤作用及
其对癌细胞增殖周期的影响［J］．时珍国医国药，2010，
21(8):1908-1909.
［3］卢莉娜，赵伟赛，李丹，等 . 湖州铁线莲乙醇提取物体外
抗 K562 与 MGC-803 活性研究［J］．浙江中医药大学学
报，2012，36(7):845-848.
［4］杨林，林鹏，钱娇玲，等 . 棉团铁线莲镇痛抗炎有效部位
研究［J］．中医药学报，2013，41(3):23-27.
［5］杨晓军，高芬，涂院海，等 . 黄花铁线莲乙酸乙酯组分的
抗炎作用研究［J］． 安徽农业科学，2012，40(29):
14231，14262.
·1721·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 37 卷第 7 期 2014 年 7 月