全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 12 期 2016 年 6 月

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基于信息熵理论的哮喘方水提取工艺优选研究
李 淼 1, 2, 3, 4，王星星 2, 3, 4，康小东 2, 3, 4，王仁杰 2, 3, 4，孙永城 2, 3, 4，王振中 2, 3, 4，晁恩祥 5，萧 伟 1, 2, 3, 4*
1. 南京中医药大学，江苏 南京 210000
2. 江苏康缘药业股份有限公司，江苏 连云港 222001
3. 中药制药过程新技术国家重点实验室，江苏 连云港 222001
4. 中药提取精制新技术重点研究室，江苏 连云港 222001
5. 北京中日友好医院，北京 100029
摘 要：目的 应用信息熵理论优选哮喘方中防风、紫苏叶、辛夷、苦杏仁、炙麻黄 5 味药材的提取工艺。方法 以升麻素
苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷的提取率及浸膏得率为评价指标，采用信息熵赋权法确定各指标的权重系数，实现对
正交试验提取工艺参数的优选。结果 最佳提取工艺为 10 倍量水提取 3 次，每次 1.5 h。结论 优化后的提取工艺稳定可行，
可为该处方的进一步开发提供数据支持。
关键词：信息熵；哮喘方；防风；紫苏叶；辛夷；苦杏仁；炙麻黄；升麻素苷；5-O-甲基维斯阿米醇苷；苦杏仁苷
中图分类号：R284.2 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2016)12 - 2113 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.12.016
Optimization of extraction technology for Xiaochuan Decoction based on
information entropy theory
LI Miao1, 2, 3, 4, WANG Xing-xing2, 3, 4, KANG Xiao-dong2, 3, 4, WANG Ren-jie2, 3, 4, SUN Yong-cheng2, 3, 4,
WANG Zhen-zhong2, 3, 4, CHAO En-xiang5, XIAO Wei1, 2, 3, 4
1. Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210000, China
2. Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd., Lianyungang 222001, China
3. State Key Laboratory of New-tech for Chinese Medicine Pharmaceutical Process, Lianyungang 222001, China
4. The Key Laboratory for the New Technique Research of TCM Extraction and Purification Lianyungang 222001, China
5. Department of Respiratory Medicine, China-Japan Friendship Hospital, Beijing 100029, China
Abstract: Objective To optimize the extraction technology of Saposhnikoviae Radix, Perillae Folium, Magnoliae Flos, Armeniacae
Amarum Semen, and honey-fried Ephedrae Herba in Xiaochuan Decoction by information entropy theory. Methods With the
contents of prem-O-glucosylcimifugin, 4′-O-beta-glucopyranosyl-5-O-methylvisamminol, amygdalin, and the yield of extract as
comprehensive evaluation indexes in order to optimize the extraction process parameters of orthogonal test, the weight coefficient of
each index was determined by the information entropy weight method. Results Optimum extraction technology was as follows:
reflux extraction for 3 times with 10 fold water, for 1.5 h each time. Conclusion The optimized method is stable and reliable, and can
provide the reference for further development and utilization of the formula.
Key words: information entropy; Xiaochuan Decoction; Saposhnikoviae Radix; Perillae Folium; Magnoliae Flos; Armeniacae
Amarum Semen; honey-fried Ephedrae Herba; prem-O-glucosylcimifugin; 4′-O-beta-glucopyranosyl-5-O-methylvisamminol;
amygdalin

哮喘方为国医大师晁恩祥教授临床经验方，处
方由防风、紫苏叶、苦杏仁等药味组成。该方能疏
风缓急利窍、肃肺平喘，主要针对哮喘之“风邪伤
肺，肃降失常，气道挛急”之突发或反复发作者。

收稿日期：2016-01-04
基金项目：国家重大新药创制——治疗支气管哮喘急性发作期（热哮）经典名方定喘汤的研究（2015ZX09101043-003）
作者简介：李 淼，主要从事中药新药及中药制药新技术研究。E-mail: limiao4569092@126.com
*通信作者 萧 伟，博士，研究员级高级工程师，主要从事中药制剂和创新中药的研究与开发。E-mail: kanionlunwen@163.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 12期 2016年 6月

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该方从 2个方面针对过敏性哮喘的治疗，一是以疏
风宣降肺气为主，即从舒缓气道方面改善气道挛急，
对气道高反应以舒缓作用；二是通窍降气平喘，针
对鼻塞、气急、喘促，改善肺之肃降功能。方中以
防风、紫苏叶为君药，其意在于疏风，防风中的升
麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷则有一定的解热、
镇痛、抗炎、抗过敏作用[1-2]；方中苦杏仁为臣药可
以宣肃肺之气、润肺下气，针对哮喘憋气喘急而用，
其中的苦杏仁苷则具有免疫抑制、免疫调节、抗炎
等方面的药理作用[3]。
为了优化该方的水提取工艺，提高临床疗效，
本实验以哮喘方中升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇
苷、苦杏仁苷 3个指标性成分以及固含物的提取率
作为综合评价指标，采用正交试验设计法及信息熵
理论[4-6]分析法全面优化哮喘方水提取工艺，筛选该
方的最佳提取工艺参数，为该方的中试放大及产业
化生产提供数据支持。
1 仪器与材料
UltiMate3000高效液相色谱仪，美国戴安公司，
包括二元泵，自动进样器，RS Variable Wavelength
检测器；Satorius BP 211D 电子分析天平，德国
Sartorius公司，0.01 mg；美国纯净水发生器。
对照品升麻素苷（批号 111522-201310，供定
量测定用，质量分数以 95.0%计）、5-O-甲基维斯阿
米醇苷（批号 111523-201208，供定量测定用，质
量分数以 96.4%计）、苦杏仁苷（批号 110820-
201305，供定量测定用，质量分数以 85.8%计）均
购于中国食品药品检定研究院；甲醇为色谱纯，上
海星可生化有限公司；水为超纯水。
药材饮片均由连云港康济大药房有限公司吴舟
执业药师鉴定，防风（批号 Y141001，产地：河北）
为伞形科植物防风 Saposhnikovia divaricata (Turcz.)
Schischk. 的干燥根；紫苏叶（批号 Y140812，产地：
江苏）为唇形科植物紫苏 Perilla frutescens (L.) Britt.
的干燥叶或带嫩枝；辛夷（批号 Y141030，产地：
河南）为木兰科植物望春花Magnolia biondii Pamp.
的干燥花蕾；苦杏仁（批号 Y141020，产地：河北）
为杏 Prunus armeniaca L. 的干燥成熟种子；炙麻黄
（批号 Y141023，产地：内蒙古）为麻黄科植物草麻
黄 Ephedra sinica Stapf的干燥草质茎蜜炙而得。
2 方法与结果
2.1 提取方法
取紫苏叶、辛夷，加入 8倍量水提取挥发油，
收集挥发油备用。药渣与防风、炙麻黄、苦杏仁（沸
水投料）合并水提取。检测提取液中升麻素苷、5-O-
甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷的量，并计算提取率。
2.2 升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷
定量测定方法的建立
2.2.1 色谱条件[7-9] 色谱柱 Phenomenex Luna 5u
C18(2)，规格为 250 mm×4.6 mm，5 μm；流动相为
甲醇-水，梯度洗脱：0～10 min，10%～30%甲醇；
10～30 min，30%～80%甲醇；体积流量 1.0 mL/min；
进样量 10 μL；柱温 30 ℃；检测波长：254 nm测
定升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷，210 nm测定
苦杏仁苷。
2.2.2 混合对照品溶液制备 分别精密称取升麻素
苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷对照品 6.80、
8.79、15.60 mg，置于 20 mL量瓶中，用甲醇溶解
并稀释至刻度，摇匀，制成质量浓度分别为 340.00、
439.50、780.00 μg/mL的混合对照品溶液。
2.2.3 供试品溶液制备 按照各实验参数设计对药
材进行提取。取提取液，0.22 μm微孔滤膜（水膜）
滤过，取续滤液作为供试品溶液。
2.2.4 系统适应性试验 取混合对照品溶液、供试
品溶液进样分析，结果见图 1。升麻素苷、5-O-甲







图 1 210 nm (A) 和 254 nm (B) 波长下混合对照品 (I) 和
供试品溶液 (II) 的 HPLC谱图
Fig. 1 HPLC of mixed reference substances (I) and sample
(II) solutions at 210 nm (A) and 254 nm (B)
苦杏仁苷
升麻素苷
5-O-甲基维
斯阿米醇苷
I-A
苦杏仁苷
升麻素苷
5-O-甲基维
斯阿米醇苷
0 5 10 15 20 25 30
t/min
II-A
I-B
II-B
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基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷与其相邻色谱峰的分离
度均大于 1.5，拖尾因子在 0.95～1.05，理论塔板数
以各色谱峰计均在 10 000以上。
2.2.5 线性关系考察 精密量取混合对照品溶液
0.1、0.2、0.4、1.0、2.0、4.0、10.0 mL，分别置 10
mL 量瓶中，加 50%甲醇定容至刻度，摇匀，分别
按照“2.2.1”项下色谱条件依次进样，记录色谱峰
面积。以峰面积为纵坐标（Y），对照品质量浓度为
横坐标（X），绘制标准曲线。回归方程和线性范围
分别为升麻素苷 Y＝13.555 X－1.789，r＝0.999 9，
0.034～3.400 μg；5-O-甲基维斯阿米醇苷 Y＝14.286
X＋4.355 8，r＝0.999 9，0.044～4.395 μg；苦杏仁苷
Y＝14.32 X－4.775 4，r＝0.999 9，0.078～7.800 μg。
2.2.6 精密度试验 精密吸取混合对照品溶液，分
别在“2.2.1”项色谱条件下重复进样 6次，进样体
积为 10 μL，以对照品峰面积进行计算，升麻素苷、
5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷峰面积的 RSD分
别为 0.17%、0.21%、0.15%，表明仪器精密度良好。
2.2.7 稳定性试验 取同一供试品溶液，分别于制
备后 0、2、4、6、8、12、24 h注入液相色谱仪，
记录各成分峰面积。结果升麻素苷、5-O-甲基维斯
阿米醇苷、苦杏仁苷峰面积的 RSD 分别为 1.2%、
1.4%、1.3%，表明供试品溶液在 24 h内稳定。
2.2.8 重复性试验 取待测提取液，照“2.2.3”项
下方法制备 6份供试品溶液，进行样品分析，计算
升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷平均
质量分数分别为 0.049、0.058、0.266 mg/g，RSD
分别为 0.81%、0.73%、0.95%。
2.2.9 加样回收率试验 取已测定的待测溶液 6
份，分别精密加入升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇
苷、苦杏仁苷的混合对照品溶液适量，照“2.2.3”
项下方法制备供试品溶液，进样测定，其平均回收
率分别为 98.31%、98.26%、98.55%，RSD 分别为
0.76%、0.91%、1.24%。试验结果表明，本方法具
有良好的回收率。
2.3 浸膏得率测定
精密量取供试品 V1（mL），置于已恒定质量的
蒸发皿（M1）中，在水浴锅上蒸至近干，转移至烘
箱内，105 ℃干燥至恒定质量，取出，置干燥器中
冷却至室温，迅速精密称定质量（M2），计算固含
物提取率。
浸膏得率＝(M2－M1)V2/mV1
m为供试品中生药总质量，V2为供试品的总体积
2.4 哮喘方提取工艺单因素试验研究
2.4.1 直接提取与浸泡提取考察 取紫苏叶 70 g、
辛夷 56 g，平行 2份，分别加入 8倍量水提取挥发
油，药渣与防风 70 g、炙麻黄 42 g、苦杏仁 56 g水
提取 2次，每次 1.5 h，其中 1份加水后直接提取，
另 1份浸泡 2 h（由于苦杏仁的特殊性，均水沸后投
料）。取提取液采用“2.2.3”项方法制备供试品溶液
进样检测，比较直接提取与药材浸泡后提取的效果，
结果升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷
各成分的提取率无显著性差异，浸泡后浸膏得率较
直接提取高出 4.8%。哮喘方水提取过程药材可以直
接提取。
2.4.2 提取加水量初步考察 取紫苏叶 70 g、辛夷
56 g，平行 4份，分别加入 8倍量水提取挥发油，
药渣与防风 70 g、炙麻黄 42 g、加水量依次为 8、
10、12、14倍，待水沸后加入苦杏仁 56 g，提取 2
次，每次 1.5 h。测定提取液中升麻素苷、5-O-甲基
维斯阿米醇苷、苦杏仁苷的量，随着加水倍量的增
加，各成分的提取率稍有升高的趋势，但在加水量
12倍以后几乎无变化，浸膏得率变化不大。故确定
正交试验加水量为 8、10、12倍。
2.4.3 提取时间初步考察 取紫苏叶 70 g、辛夷 56
g，平行 6份，分别加入 8倍量水提取挥发油，药渣
与防风 70 g、炙麻黄 42 g，加入 10倍量水，待水沸
后加入苦杏仁 56 g。提取时间依次为 0.5、1.0、1.5、
2.0、2.5、3.0 h，提取 2次。测定提取液中升麻素苷、
5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷的量。随着提取
时间的延长，升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷提
取率在 0.5～2.0 h呈上升趋势，2.0～3.0 h呈下降趋
势；苦杏仁苷提取率在 0.5～2.5 h呈上升趋势，2.5～
3.0 h呈下降趋势。浸膏得率则在 2.0 h后不再升高。
故确定正交试验提取时间为 0.5、1.5、2.5 h。
2.5 基于信息熵理论的哮喘方水提取工艺评价
2.5.1 哮喘方水提取工艺正交试验 在查阅相关文
献[10-14]并结合单因素试验的基础上，选取加水量
（A）、提取时间（B）、提取次数（C）为考察因素，
因素水平见表 1。称取紫苏叶 70 g、辛夷 56 g，平
行 9份，分别置 5 000 mL圆底烧瓶中，加入 8倍量
水提取挥发油，药渣分别与防风 70 g、炙麻黄 42 g，
加水，待水沸后加入苦杏仁 56 g。以升麻苷、5-O-
甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷的提取率（提取率即
转移率，提取率＝提取液中该成分的量/药材中该成
分的总量）以及固含物得率，采用熵权法对以上指
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标进行权重系数分配，计算综合评价指标，按照
L9(34) 进行提取。试验结果见表 1。
2.5.2 哮喘方水提取工艺研究数据处理 根据文献
给出的步骤[4-6]，建立原始评价指标矩阵（X）如下。
计算各项指标的信息熵（Hi），得到评价指标的 Hi。
X＝








91.2235.1631.2445.1746.2551.2059.2427.2237.13
52.4516.4869.5380.4573.7463.7836.6845.6774.44
15.7606.6653.8330.7557.9714.9898.9536.9427.54
78.9624.5995.9661.6084.9805.8513.9953.9788.47
计算 Pij，将原始矩阵转换为“概率”矩阵（P）。
P＝








4122.03087.08129.02093.00136.06109.03131.00119.04071.0
4086.04091.09101.09086.08141.02149.07129.00128.09084.0
7102.01089.07112.06101.06131.04132.05129.03127.02073.0
4130.08079.07130.07081.02133.06114.06133.04131.05064.0
　
Hi＝[0.986 4 0.992 4 0.989 1 0.991 3]。
计算第 i项指标的系数（Wi）。
Wi＝[0.333 7 0.186 5 0.267 1 0.212 7]
对于 1个 m行 n列的概率矩阵，综合评价指标
Mm＝P1m×W1＋P2m×W2＋P3m×W3＋…Pnm×Wn。
即升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦杏仁苷的
提取率及浸膏得率各指标的权重系数依次为0.333 7、
0.186 5、0.267 1、0.212 7。
将概率矩阵的数据进行加权处理，得到综合评
价指标（M），再进行方差分析，确定最优实验方案。
正交试验结果见表 1，方差分析结果见表 2。
在所选因素水平范围内，按照熵权法对试验结

表 1 L9(34) 正交试验表及结果
Table 1 Design and results of L9(34) orthogonal test
试验号 A/倍 B/h C/次 D (误差)
提取率/%
浸膏得率/% M
升麻素苷 5-O-甲基维斯阿米醇苷 苦杏仁苷
1 8 (1) 0.5 (1) 1 (1) (1) 47.88 54.27 44.74 13.37 0.073 05
2 8 (1) 1.5 (2) 2 (2) (2) 97.53 94.36 67.45 22.27 0.127 08
3 8 (1) 2.5 (3) 3 (3) (3) 99.13 95.98 68.36 24.59 0.131 30
4 10 (2) 0.5 (1) 2 (2) (3) 85.05 98.14 78.63 20.51 0.126 08
5 10 (2) 1.5 (2) 3 (3) (1) 98.84 97.57 74.73 25.46 0.135 79
6 10 (2) 2.5 (3) 1 (1) (2) 60.61 75.30 45.80 17.45 0.089 23
7 12 (3) 0.5 (1) 3 (3) (2) 96.95 83.53 53.69 24.31 0.119 44
8 12 (3) 1.5 (2) 1 (1) (3) 59.24 66.06 48.16 16.35 0.086 24
9 12 (3) 2.5 (3) 2 (2) (1) 96.78 76.15 45.52 22.91 0.111 78
K1 0.331 43 0.318 57 0.248 52 0.320 62
K2 0.351 10 0.349 11 0.364 94 0.335 75
K3 0.317 46 0.332 31 0.386 53 0.343 62
R 0.033 64 0.030 54 0.138 01 0.023 00

表 2 方差分析
Table 2 Analysis of variance
方差来源 离差平方和 自由度 F值 显著性
A 1.904×10−4 2 2.090
B 1.560×10−4 2 1.712
C 3.674×10−3 2 40.332 P＜0.05
D (误差) 9.110×10−5 2
F0.05(2, 2) = 19.00 F0.01(2, 2) = 99.00
果进行评价，影响该方水提取工艺的因素大小依次
为 C＞A＞B，即提取次数＞加水量＞提取时间，提
取次数为提取过程中的显著影响因素（P＜0.05）；
由方差分析结果可知，因素 A、B 对实验结果没有
显著性影响。因此选择 A2B2C3为最佳提取条件，即
加入 10倍量水，提取 3次，每次 1.5 h。
2.5.3 工艺验证试验 根据正交试验结果优选的工
艺条件进行 3批验证试验，各指标成分的提取率及
综合评分结果见表 3，以最佳工艺参数进行提取，
哮喘方水提液中各主要成分的提取率均较高，正交
表 3 验证试验结果
Table 3 Test of verification
试验号
提取率/%
浸膏得
率/%
M
升麻素苷
5-O-甲基维
斯阿米醇苷
苦杏仁苷
1 98.95 97.86 74.89 22.56 0.132 70
2 99.16 98.02 74.84 22.04 0.132 22
3 98.87 97.92 77.99 22.53 0.134 21
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试验得出的结论与实际提取结果相符且较稳定，说
明该提取工艺稳定可行。
3 讨论
本研究选取哮喘方中药味防风、苦杏仁中的已
知有效成分升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、苦
杏仁苷的提取率以及水提物浸膏得率作为评价指
标，用于优先工艺参数，可较全面地评价所选工艺
参数的优劣。
在正交试验前，首先进行单因素考察，对哮喘
方水提取工艺的因素与水平进行了初步筛选。首先
考察了药材浸泡一定时间与直接提取之间的差别，
结果仅浸膏得率有变化，所选取成分的提取率无明
显变化。故在正交试验中药材不经浸泡直接提取。
提取时间选取 0.5～3.0 h的 6个时间点，由单因素
数据来看，提取时间对各成分的提取率有影响，为
了看出提取时间对实验结果影响的程度，故在正交
试验中将提取时间的跨度变大。加水倍量对各成分
的提取率影响较小，这与正交试验得出的结果一致。
在正交试验数据处理过程中利用信息熵理论进
行客观赋权，权重系数完全来自与对实验数据的分
析，清晰地反映了指标成分在不同提取条件下变化
的客观规律[6]，同时也避免了各指标数据间的相互
影响，也在一定程度上减少了主观因素对实验结果
的干扰，提升了本实验研究的科学性与严谨性。本
实验所优选的工艺，经过验证稳定可行，为该方的
进一步开发提供了数据支持。
参考文献
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