中药新制剂的正交实验设计

1、参考文献参考文献中药新制剂的开发与应用中药新制剂的开发与应用第二版第二版主编主编 谢秀琼谢秀琼 主审主审 张世臣张世臣人民卫生出版社人民卫生出版社第第112-140112-140页页19941994年年6 6月第一版月第一版 20002000年年9 9月第二版月第二版中药新制剂的开发与应用中药新制剂的开发与应用第一章、中药新制剂研究开发的依据第一章、中药新制剂研究开发的依据第二章、立题与设计第二章、立题与设计第三章、中药新制剂工艺研究第三章、中药新制剂工艺研究 第一节、概述第一节、概述 第二节第二节 处方筛选处方筛选 第三节第三节 剂型筛选剂型筛选 第四节第四节 工艺路线选择工艺路线选择 第五

2、节第五节 工艺条件筛选工艺条件筛选 第五节第五节 工艺条件筛选工艺条件筛选 一、研究的原则一、研究的原则 二、药材净选与炮制二、药材净选与炮制 三、工艺条件筛选三、工艺条件筛选 （一）原料处理工艺条件筛选（一）原料处理工艺条件筛选 1.1.粉碎粉碎 2.2.提取提取 水或稀醇水或稀醇 水提或（和）醇沉水提或（和）醇沉 （3 3）提取工艺条件筛选）提取工艺条件筛选 1）筛选因素的水平）筛选因素的水平 水平数水平数 水平的确定水平的确定 起点加水量、乙醇浓度起点加水量、乙醇浓度 2）筛选因素）筛选因素 蒸馏提蒸馏提“油油” 加水量加水量(10,12,14,24) 浸泡时间浸泡时间(4,8,12,2

3、4) 蒸馏时间蒸馏时间(1-10小时小时) 渗漉渗漉 溶媒浓度，用量，渗漉速度溶媒浓度，用量，渗漉速度 3）筛选方法）筛选方法3）筛选方法）筛选方法 全面试验全面试验(单因素筛选单因素筛选) 固定煎煮时间，次数、操作方法，考虑加水量固定煎煮时间，次数、操作方法，考虑加水量对提取效果的影响对提取效果的影响(收膏率，指标成分的含量，收膏率，指标成分的含量，大类成分含量大类成分含量)试验号试验号 加水量加水量 20倍倍 15倍倍 10倍倍 7倍倍123 全面试验，试验次数全面试验，试验次数N=r*km，m为因素个为因素个数数，数数，K为水平数，为水平数，r表示重复次数，若为表示重复次数，若为3因素因

4、素5水平，则实验次数至少为水平，则实验次数至少为53=125，将，将会消耗大量人财物，但是设计全面、数据会消耗大量人财物，但是设计全面、数据可靠，结果可比性强。可靠，结果可比性强。 注意：注意： a a、此法只适用于单因素实验、此法只适用于单因素实验 b b、仅当因素水平数比较少，才采用此法、仅当因素水平数比较少，才采用此法 正交实验法正交实验法 a明确试验目的，选定试验指标。明确试验目的，选定试验指标。 b挑选因素和水平。凭借专业知识和经验，挑选因素和水平。凭借专业知识和经验，选择对指标有一定影响的因素和各因素比选择对指标有一定影响的因素和各因素比较合适的水平。较合适的水平。 c选择正交表，

5、作表头设计。选择正交表，作表头设计。 选表：根据水平数选择正交表，并使选表：根据水平数选择正交表，并使其列数略多于因素个数。其列数略多于因素个数。 表头设计：对选好的正交表作表头设表头设计：对选好的正交表作表头设计。若无交互作用，可随意安排各个因素计。若无交互作用，可随意安排各个因素在表头的各列上，下面的数字就是该列因在表头的各列上，下面的数字就是该列因素所对应的试验水平。若有交互作用，必素所对应的试验水平。若有交互作用，必须把因素安排在适当的列，并借助正交表须把因素安排在适当的列，并借助正交表所配的两列间交互作用表，确定因素的交所配的两列间交互作用表，确定因素的交互作用列。互作用列。 例例1

6、 3因素因素3水平，安排正交试验，用水平，安排正交试验，用4因素因素3水平水平9次试验的正交表次试验的正交表L9(34)。 L9(34) 因素水平表因素水平表水平水平 因素因素加水量加水量 提取时间提取时间 提取次数提取次数 A（倍）（倍） B（小时）（小时） C（次）（次） 123 20 0.5 1 15 1 2 10 1.5 3试验试验号号ABC空白列空白列 评价指标评价指标1234111112122231333421235223162312731328321393321水水平平 因素因素粉碎度粉碎度 酸碱度酸碱度 溶媒量溶媒量 提取温度提取温度 提取时间提取时间 次数次数 A B C D

7、 E F 123原药原药 5 15 80 1 1 饮片饮片 7 12 90 1.5 2粗颗粒粗颗粒 9 9 100 2 3L18(37)因素水平表因素水平表试验试验列号列号ABCDEF空空评价指标评价指标111111112122222231333333421122335222331162331122731213238323213193313212101133221111211332121322113132123132142231213152312321163132312173213123183321231使用正交实验筛选工艺条件注意：使用正交实验筛选工艺条件注意： a. 所选因素必须具有可比性

8、：必须遵循所选因素必须具有可比性：必须遵循“整齐可比整齐可比”，设计正交实验所选因素应，设计正交实验所选因素应该处于同一操作步骤之中。不可囊括全部该处于同一操作步骤之中。不可囊括全部过程。过程。水平水平 因素因素加水量加水量 煎煮时间煎煮时间 煎煮次数煎煮次数 醇沉浓度醇沉浓度 A(倍倍) B(小时小时) C(次次) D(%) 123 12 2 3 80 10 1.5 2 70 8 1 1 60试问下面的表头合适吗？试问下面的表头合适吗？水平水平 因素因素药液相对密度药液相对密度 乙醇浓度乙醇浓度 pH值值 空白空白 A B(%) C D1231.10-1.15 75 71.16-1.20 6

9、5 61.21-1.25 55 5b. 分析结果分析结果 正交实验有两个目的：正交实验有两个目的： 一是明确各因素影响程度的大小，可利用一是明确各因素影响程度的大小，可利用极差比较或方差分析得来；极差比较或方差分析得来； 二是优选各因素的最佳水平二是优选各因素的最佳水平, 可以由各因素可以由各因素每个水平的综合或平均值比较得来。每个水平的综合或平均值比较得来。例例2 某方药用乙醇回流提取，拟用正交实验某方药用乙醇回流提取，拟用正交实验筛选最佳工艺条件，评价指标为君药黄连中筛选最佳工艺条件，评价指标为君药黄连中盐酸小檗碱含量，具体实验与结果如下：盐酸小檗碱含量，具体实验与结果如下：水平水平 因素

10、因素乙醇浓度乙醇浓度 乙醇用量乙醇用量 回流时间回流时间 空白列空白列 A(%) B(倍倍) C D123 60 8 1 70 10 1.5 80 12 2表头设计表头设计 A B C D评价指标评价指标列号列号 1 2 34方案方案小檗碱（小檗碱（%） 1 2试试 3验验 4号号 5 6 7 8 91111A1B1C1D117.761222A1B2C2D219.141333A1B3C3D319.012123A2B1C2D323.322231A2B2C3D123.152311A2B3C1D122.503132A3B1C3D224.183213A3B2C1D326.213321A3B3C2D12

11、9.22j55.9165.2666.4770.13j68.9768.5071.6865.82j79.6170.7366.3468.54j平均平均18.6421.7522.1623.38j平均平均22.9922.8323.8921.89j 平均平均26.5423.5822.1122.85RJ 极差极差7.91.831.781.44SSJ93.945.046.193.17表头设计表头设计 A B C D列号列号 1 2 34j55.9165.2666.4770.13j68.9768.5071.6865.82j79.6170.7366.3468.54j平均平均18.6421.7522.1623.38

12、j平均平均22.9922.8323.8921.89j 平均平均26.5423.5822.1122.85RJ 极差极差7.91.831.781.44SSJ93.945.046.193.17结果：结果：ABC , A3B3C2c.验证：解决重现性和可行性问题，即同一方案重复三次，观察是否与原来的实验结果相一致。水平水平 因素因素 A B C 盐酸小檗碱盐酸小檗碱 (%),mg/g 123 80% 12 1.5 28.76 80% 12 1.5 30.59 80% 12 1.5 30.92结论：该工艺稳定可行。结论：该工艺稳定可行。若要调整方案，例如若要调整方案，例如A3B3C2与与A3B2C2比较比较方案方案 因素因素 A B C 盐酸小檗