响应面分析法优化复方益母草口服液提取工艺研究

响应面分析法优化复方益母草口服液提取工艺研究

河北省唐山市妇幼保健院曹冬梅张伟杜国辉姜海英谢巍(唐山 063000)

提要目的：优化复方益母草口服液提取工艺。方法：通过响应面分析法考察溶剂用量、提取次数和提取时间对盐酸水苏碱的含量和浸膏得率的影响。结果：溶剂用量、提取时间、提取次数3个因素对综合评分指标具有显著性影响，结合单因素实验结果和生产实际，复方益母草口服液最佳提取工艺为加水倍数9倍，提取时间100 min，提取次数3 次。 结论：通过响应面分析建立的模型能很好地预测复方益母草口服液的提取效果，且建立的工艺稳定可行，可为复方益母草口服液工艺改进提供参考。

关键词复方益母草口服液；益母草；鸡血藤；响应面分析法；优化；提取工艺；综合评分法

中图分类号：R284.2

文献标识码：码：A

文章编号：号：1007-5615(2015)03-0044-04

复方益母草口服液为我院自制制剂，由益母草和鸡血藤两味中药组成，具有清热凉血，活血调经的功效，主治热结血瘀所致的月经过多，产后子宫出血，子宫复原不全，临床使用十余年疗效好且无明显不良反应。传统一直依据经验采取煎煮法提取，为确定复方益母草口服液的最佳提取工艺，本实验采用响应面分析法[1-3]进行系统性研究。

1试药与仪器

岛津2501型紫外分光光度计，BP-211D型分析天平；益母草(批号：15012404)、鸡血藤(批号：14111501)药材饮片购自石家庄市柏林药材加工厂，药材质量符合《中国药典》2010版一部要求；盐酸水苏碱对照品(批号：110712-201209)由中国药品生物制品检定所提供；硫氰酸铬铵由国药集团化学试剂有限公司提供；提取用水为饮用水，其它试剂均为分析纯。

2方法与结果

2.1盐酸水苏碱的测定

2.1.1测定方法：按照河北省医疗机构制剂质量标准JZBZ20090976-2012，采用紫外分光光度法测定盐酸水苏碱的含量，分别测定对照品、供试品和空白试剂溶液在520 nm处吸光度(0.1 mol/L盐酸溶液为空白对照)，计算时用空白试剂的吸光度减去对照品或供试品溶液的吸光度。

2.1.2溶液的制备

2.1.2.1样品提取液的制备：按处方比例(益母草︰鸡血藤=2︰1)分别称取益母草50 g，鸡血藤25 g，按实验设计的溶剂用量、提取次数和提取时间进行提取，过滤后浓缩至100 mL，备用。

2.1.2.2供试品溶液制备：精密量2.1.2.1项下样品溶液10 mL，以0.1 mol/L盐酸溶液稀释至25 mL，摇匀，滤过，精密量取续滤液10 mL，加活性炭0.5 g，置沸水浴中加热0.5 min，滤液精密加入新制的2%硫氰酸铬铵溶液3 mL，用0.1 mol/L盐酸溶液稀释至25 mL，摇匀；冰水浴1 h，滤过取续滤液测定吸光度。

2.1.2.3空白试剂溶液制备：精密量取0.1 mol/L盐酸溶液20 mL，精密加入新制的2%硫氰酸铬铵溶液3 mL，用0.1 mol/L盐酸溶液稀释至25 mL，摇匀；冰水浴1 h，滤过取续滤液测定吸光度。

2.1.2.4对照品溶液制备：精密称取盐酸水苏碱对照品(使用前105℃干燥至恒重)25 mg，置25 mL量瓶中，加0.1 mol/L盐酸溶液使溶解并稀释至刻度，摇匀，即得对照品储备溶液(每1 mL含盐酸水苏碱1 mg)。精密量取上述对照品储备溶液2.0、4.0、6.0、8.0 mL，以0.1 mol/L盐酸溶液稀释至25 mL，摇匀，滤过，精密量取续滤液10 mL，加活性炭0.5 g，置沸水浴中加热0.5 min，滤液精密加入新制的2%硫氰酸铬铵溶液3 mL，用0.1 mol/L盐酸溶液稀释至25 mL，摇匀；冰水浴1 h，滤过取续滤液测定吸光度。

2.1.3标准曲线绘制以吸光度的差值(△A，空白试剂的吸光度分别减去对照品的吸光度)为纵坐标、盐酸水苏碱浓度为横坐标，绘制标准曲线，得到盐酸水苏碱的含量回归方程为：Y1=6.3705×△A+0.154

2.2提取液浸膏得率的测定[2]精密量取2.1.2.1项下样品溶液20 mL，置蒸发皿中水浴蒸干，105℃干燥至恒重，计算，即得。

2.3综合评分方法[4-5]综合考虑盐酸水苏碱的质量浓度 ( Y1︰mg /mL) 与浸膏得率 ( Y2︰g /mL)，上述两项分别乘以不同权重系数0.7和0.3再相加即为综合得分(Y =0.7Y1+0.3Y2)作为提取率的考察指标。

2.4提取工艺单因素试验

2.4.1溶剂用量:设定每次提取时间为60 min，提取次数为3次，改变加水量为药材质量的6倍、8倍、10倍、12倍，按供试品溶液的制备方法，制备供试品溶液，考察溶剂用量对提取综合得分的影响，综合评分结果分别为 0.697、0.860、0.867、0.883，结果显示加水量对综合评分影响不大，但由于益母草和鸡血藤属草质药材，吸水量大，6倍水不足以使药材充分浸泡，故选择加水量为药材质量的8倍。

2.4.2提取次数：设定加水量为药材质量的8倍，提取时间60 min，改变提取次数为 1、2、3、4、5 次，按供试品溶液的制备方法，制备供试品溶液，考察提取次数对提取综合得分的影响，综合评分结果分别为 0.373、0.537、0.825、0.865、0.869。表明随着提取次数的增加综合评分称上升趋势，但提取3次以上时，综合得分提高很少，因此提取次数定为3次。

2.4.3提取时间：设定加水量为药材质量的 8 倍，提取次数为3次，改变提取时间为 30、60、90、120、180 min，按供试品溶液的制备方法，制备供试品溶液，考察提取时间对提取综合得分的影响，综合评分结果分别为 0.395、0.853、1.035、1.044、1.026，结果提取时间为 90 min 基本提取完全， 90 min 之后综合得分随着时间的加长增高不明显，提取180 min时甚至有略微下降。因此确定提取时间为90 min。

2.5提取工艺优化试验

2.5.1响应面试验及响应值结果：在单因素试验结果的基础上，确定响应面分析法试验设计的因素为溶剂用量(A)、提取次数(B)、提取时间(C)，因素水平单位因素实验中选取的最优取值点及其上下区域各1个点，见表1。根据Box-Behnken的中心组合实验设计原理，以综合得分为考察指标，采用Design-Expert8.0统计软件设计三因素三水平17个试验点的响应面分析，设计方案及综合得分的响应值见表2。

表1 复方益母草口服液提取工艺响应面分析因素水平

编码水平溶剂用量(A)提取次数(B)提取时间(C)-16260083901104120

表2复方益母草口服液提取工艺试验设计及响应值

编号ABCY163600.7002631200.849364900.919483901.0355102900.814683901.03871031201.035883901.037962900.7021084600.88411841201.0471283901.0371382600.54014104901.0371583901.03716821200.91617103600.867

2.5.2模型拟合及预测：通过Design-Expert 8.0软件对响应值与各因素编码值进行回归拟合，得到回归方程如下: Y =-3.256+0.333×A+0.823×B+0.028×C+7.500×10-4AB+7.917×10-5×A×C- 1.775×10-3×B×C-0.0191×A2-0.092 ×B2-1.085×10-4×C2。模型方差分析结果见表3，见回归模型极其显著(<0.000 1)，另外在置信区间95%时，因变量和全体自变量之间的线性关系显著 ( R = 0. 978)，说明建立的模型有意义；失拟项较小，说明模型拟合度良好，可以用方程计算数据对实验结果进行分析和预测；模型的确定系数R2Adj为0.949，说明响应值的变化有94.9%来源于所选自变量，即溶剂用量、提取次数和提取时间，模型方程各自变量方差分析表明，对提取响应值影响最大的是方程一次项 A(溶剂用量) 、B(提取次数)和C(提取时间)，其中B和C影响最大，方程二次项A2、B2、C2对提取响应值也具有显著性影响，但与一次项比较稍差，而交互项AB、AC对提取响应值的影响不明显，印证了复方益母草口服液工艺优化模型中各因素并不是简单的线性关系。

2.5.3响应曲面分析与优化：根据回归方程可绘制三维空间响应曲面图，因其只能同时反应2个自变量及其交互作用对综合得分的影响，[6]需固定溶剂用量、提取次数和提取时间其中1个因素。详见图1~图3。

表3　复方益母草口服液提取工艺回归模型与方差分析

图1　提取次数和溶剂用量对综合评分的影响

图2　提取时间和溶剂用量对综合评分的影响

图3 提取时间和提取次数对综合评分的影响

由响应曲面图可知，随着提取次数的增加，综合评分值也随之增加，但当提取次数增大到一定程度后，综合评分值有下降的趋势；随着提取时间的增加，综合评分值也随之增加，但是当提取时间增加到一定比例后综合评分不再增加反而下降；溶剂用量对综合评分值影响趋势较上述两者不明显，这点由响应曲面的陡峭程度也明显可见，这与方差分析结果一致。

利用Design-Expert 8. 0统计软件求解回归方程得到，以综合评分为指标，复方益母草口服液的最佳提取工艺：溶剂用量为8.99倍水，提取次数3.501次，提取时间103.2 min，此时复方益母草口服液提取响应值最高为1.106。考虑到生产简便易行和资源节约的原则，确定最佳提取工艺为加水倍数9倍，提取次数3次，提取时间100 min。

2.5.4 验证试验：按照筛选的优化提取工艺制备样品溶液3批，以盐酸水苏碱含量和浸膏得率计算综合得分，复方益母草口服液提取响应值为1.097(RSD=0.38%)，与理论预测值接近，该工艺稳定、提取率理想。

3讨论

优化提取工艺的方法很多，常用的有单因素实验、正交设计实验、均匀设计实验、析因设计实验等，而响应面分析法通过连续的实验方法，建立实证模型，其得到的回归方程精度高，并不是一种点对点单一的优化方法，能够将优化过程延伸到面的程度，呈现立体效果，具有突出的优越性，越来越广泛的应用于化学、医药、食品的多个领域。[7-8]

复方益母草口服液是由两

本实验通过单因素与响应面结合的方法进行实验，简单易行，预测性良好，确定了最佳提取工艺，为工艺改进提供理论基础。

参考文献

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(2015-07-23收稿)