正交试验在中药制剂研究中应用

正交试验在中药制剂研究中应用郭澄 张纯 林厚文 邵元福提要 综述正交试验在中药制剂的提取工艺、成型工艺及制剂质量等研究中的应用进展，并就存在的问题进行评述。正交试验设计(Orthogonal experimental design)是一种利用正交表安排多因素多水平试验，并用统计分析考察结果，得出最佳条件的科学方法。正交设计以其“均匀分散、整齐可比、计算简便”的突出优点而应用于中药制剂的提取工艺、成型工艺及制剂质量等研究中。现将近年来在这方面的研究进展作一综述，并就存在的问题进行评述。1 正交试验应用概况1.1 中药提取工艺：程艳阳等以苦杏仁有效成分苦杏仁甙的含量为指标，采用正交试验法考察溶媒浓度、药材处理方法、溶媒量、提取时间、提取次数等因素对苦杏仁甙提取效果的影响。结果表明：苦杏仁制成霜，95%乙醇提取 2 次，1 h/次，6 倍量乙醇为最佳工艺 1 。陶巧凤运用正交试验 L9(34)对水煎提取白芍中芍药甙的工艺进行优选，结果表明最佳提取条件为加 12 倍量的水煎煮 3 次，1 h/次 2 。柴向华等以东海域鲨鱼加工后的废骨为原料，运用本试验确定了提取鲨鱼软骨酸性粘多糖(SCAMP)的适宜条件为，6%的碱浓度，碱液与原料比为：61，酶用量为 1%，水解时间为 10 h，其得率最高 3 。姜平川等用本法对枫叶中鞣质的提取工艺进行优选，结果表明最佳工艺为 10 倍量 30%乙醇回流提取 30 min4 。陈洁辉等探讨以水作溶剂对车前子进行提取的条件。通过本试验研究车前子的水提取最佳条件：提取时间 30 min，加水比 101，提取温度 100 5 。景舒等采用本试验优选瞿麦的提取工艺条件，优选出的瞿麦提取工艺条件为，70%乙醇回流提取 2 次，第 1 次 16 倍量，2.5 h；第 2 次 12 倍量，2.0 h6 。袁珂等研究冷浸提取冬凌草的最佳提取条件，采用本试验以溶剂用量、提取时间和提取次数 3 个因素，每个因素选取 3 个水平进行实验，最佳工艺为用 10 倍量 95%乙醇提取 2 次，6 d/次 7 。白玉霞 8 等采用本法优选了文冠木总黄酮提取工艺：加药材 4 倍量的 45%乙醇，浸泡 12 h，回流提取 3 次，2 h 次，其得率可达94.53%8 。许保和用本法对青木香油提取工艺条件进行考察，结果表明：用水蒸汽蒸馏法提取挥发油时用粗粉、润 2 h，蒸 9 h 条件下得油率最高 9 。龚涛等根据黄连中主要有效成分生物碱易溶于热水的性质，采用正交设计筛选出黄连水提取的最佳工艺条件，并分别以回流提取、连续回流提取方式，比较水和 50%乙醇作溶剂的提取效果，结果显示二者基本相同。表明黄连水提取是完全可行的 10 。郭澄等用本试验对菟丝子中总黄酮的提取工艺进行了探讨，确定的最佳提取条件为用 8 倍量 95%乙醇回流提取 6 h11 。张纯等用本试验对牡丹皮中丹皮酚的提取工艺进行研究，考察了加水量、氯化钠用量和温浸时间 3 种因素对其提取率的影响，选定最佳提取工艺为，加 15 倍量水，加 5%量的氯化钠，温浸 2 h，用水蒸汽蒸馏，收集 9 倍量蒸馏液，冷藏过夜，滤得结晶物 12 。郭澄等选用本试验考察了各因素对大黄醇回流所得提取物中总蒽醌含量的影响。结果表明，回流时间对总蒽醌含量有极显著影响，乙醇浓度也有显著影响，提取工艺以 95%乙醇 6 倍用量，回流提取 2次，1 h/次为最佳 13 。近年来在复方制剂的提取工艺研究中也开始使用正交试验法考察。郭澄等采用多指标正交试验法，以丹参酮 A、原儿茶醛、总蒽醌的含量为指标(打分)，优选出丹参活血降脂胶囊提取工艺的最佳条件为，用 4 倍药材量的 80%乙醇回流提取 2 次，3 h/次 14 。杜守颖等采用 L9(34)正交设计，以何首乌中 2，3，5，4，-四羟基二苯乙烯-2-O-D-葡萄糖苷含量为指标，优化健脑益智颗粒剂的提取工艺为药料粉碎成黄豆粒大，75%乙醇回流 2 次，第 1 次 10 倍量回流 2 h，第 2 次 8 倍量回流 1 h。挥发油以 7 倍量水提取 12 h 为宜 15 。吴洪元等采用本试验，对黄连解毒汤的水提工艺进行研究，认为采用黄连、黄柏共煎及黄芩、栀子共煎的分煎法较好，并得出共煎的最佳条件为加水量 20 倍，煎煮次数3 次，煎煮时间 90 min；黄芩、栀子共煎的最佳条件为加水量 20 倍，煎数 3 次，煎煮时间150 min16 。陈象清等采用 L9(34)正交表进行肠必清制剂提取工艺的研究，考察了提取时间、溶剂、溶剂量及 pH 等 4 个因素对总番泻甙含量和干粉得率的影响，优选出最佳提取工艺为提取时间 15 min；溶剂量为 10 倍，8 倍；提取溶剂为 50%乙醇；溶剂 pH 为(4.00.2)。考察提取液浓缩后总番泻苷的损失率，结果优选出浓缩温度为 5060，浓缩密度为 1.02。考察干粉总番泻苷损失率及含水量，优选出浓缩液喷雾速度为 3 0003 500 ml/h，干燥进风温度为 150170，出风温度为 100105 17 。1.2 中药制剂处方和工艺：贺小荣用本试验考察了罗汉果止咳冲剂制粒时的白糖粉投料量、用水量、乙醇用量以及混合时间等对合格颗粒的收率影响。结果表明，白糖粉投料量 170 kg，总用水量 6 000 ml，乙醇用量为 800 ml，混合时间为 8 min18 。程立方等用 -环糊精对小儿止咳冲剂中薄荷、陈皮、枳壳挥发油包结，用正交试验法探索包结物的最佳工艺条件为挥发油与 -环糊精的比例为 1 ml5 g，搅拌速度为 100 r/min，包结时间 4 h，温度为30，此工艺可有效地保存挥发油有效成分 19 。用 SIVmac-CEM174 细胞系统筛选出中药，按照中医的辨证论治，将 6 味有抑制剂作用的中药组成“中药 2 号”复方，在体外对 SIVmac 和 HIV 有抑制作用，正交 t 值法 L12(211)药味组合分析实验证明，其中有 3 味为君药，极性提取法证明有效成分为水溶性部分 20 。张典瑞等对四种茶剂挥发油用本试验探讨其 -环糊精包合条件，结果以 -CD 与挥发油 4 0.75，45，2 h 最佳 21 。吴启端等结合降糖中药的药理作用，对消渴宁片进行适当的加减，通过正交试验研究最佳处方：黄芪 40杞子 20熟地 20麦冬 15知母 15石膏 30淮山药 20萸肉 20桃仁 15大黄 822 。李玉川等采用本试验对温胆汤颗粒剂离心包衣造粒所需的物料条件进行了优化使用 55%乙醇，母核单料用量 15 kg，干粉粒径 210 m，母核粒径范围 2701 060 m，筛选后合格品平均收率为 86.78%，最高达 90.2%23 。胡世莲采用 L9(34)正交试验法，研究了 -环糊精包合青皮、木香混合挥发油的工艺。优选出包合工艺为 -环糊精挥发油为61，包合温度为 55，包合时间为 3 h24 。唐启令等用正交设计法(7 因素) 研究艾莪棱红注射液最佳生产工艺为，加生药 10 倍量 pH 7 的水提取 4 次，30 min/次，浓缩至11，加乙醇达 60%，调 pH 5，静置 48 h，滤过，回收乙醇，浓缩至 12，加乙醇达 70%，调 pH 5，放置 48 h，滤过，回收乙醇，加注射用水至 11，110灭菌 30 min，放置，滤过，加 0.25%活性炭，煮沸 15 min，滤过，分装 25 。张纯等采用本试验研究丹皮酚-环糊精包合物的制备工艺。结果表明，包封液的乙醇浓度对丹皮酚包封率的影响最为明显，其最佳工艺条件为：1 份丹皮酚，8 份 -环糊精，用 24 份 40%乙醇溶液作包封液，超声处理 40 min26 。1.3 中药炮制：闫静等采用本试验探讨磁石炮制条件，结论为 660煅烧 20 min，醋淬 1次为最佳炮制条件 27 。赵玉英用本试验分析了蒙药炮制对黑冰片中微量铁和锌含量的影响，炮制的温度和粒度是影响铁和锌含量的主要因素，将原料粉碎成 60 目，在封闭和500条件下烘制 2 h，则黑冰片中铁和锌的含量最高 28 。胡昌江等选择 4 因素，采用L9(34)正交表，以综合评分的办法对半夏的工艺改革进行研究，确定的工艺为温度 50，浸泡时间 48 h，加水量 4 倍，压力为 1.610 E5Pa29 。王萍等用本法确定磁石最佳煅制工艺为煅制温度 700，时间 1 h，醋浓度为 10%30 。丁安伟等用本试验优选大蓟炭的最佳炮制工艺为 220炒 10 min，该炮制品的多种常量及微量元素含量明显升高 31 。黄敏用本法探讨煅淬禹余粮炮制工艺，合理的工艺条件为药材直径为 1.7 cm，煅至红透，用 30%的醋淬 32 。1.4 分析方法学考察：孙佩霞等通过正交设计选择最佳比色条件，建立了比色法测定淫羊藿胶囊中总黄酮含量的方法，样品经 70%乙醇超声萃取后，平均回收率 97.4%33 。大黄中的结合蒽醌需水解成苷元再测定，经正交试验法优选，不同酸的水解效果差异很大，混合酸(冰醋酸-25% 盐酸 102)明显优于盐酸和硫酸( P 0.05) 34 。2 正交试验法使用中需要注意的问题2.1 存在的主要问题：简单的水煎工艺，实际上加水量已有一定规律，再用正交试验来考察用水量似无必要。有些研究在水平选择上不妥，间距设得太近或太远，导致影响不大或实验结果不够合理和精确。评分方法也时有不妥之处，特别是对不同指标的打分方法及加权处理出现偏差，优选所得的方法明显不能算最佳，或不符合实际生产的需要。有些研究在指标的选择上不合理，如意在改善制剂澄明度，但指标不用澄明度而用沉淀量，所得实验结论很有可能出现错误。正交试验适用的范围也应引起重视，本方法具有容易掌握的优点，但考察的水平数不宜过多，否则实验次数将急剧增加，因此适合于希望很快划定考察范围或用于粗略评价时使用。另外许多文献优选出的最佳方法，其真实性值得怀疑，应通过重复或放大实验来证实。2.2 计算机辅助实验设计和数据分析：陈和利设计正交试验资料方差分析简便计算法 35 。崔岱远等针对最常用的 L9(34)正交表，设计了程序，具有速度快，精确度高的特点，并可得到因素-结果趋势图。但总体上讲目前非常缺乏计算机辅助的设计和数据分析程序，应大力加强这方面的研究与应用。2.3 多指标综合评分：正交试验中选择多个指标能进行比较全面地考察，保障实验结论的可靠性，在这方面我们也进行了一定的探索 14 。但各指标的权重如何尚需根据大量实验工作的积累才能得到合理地确定。参考文献：1程艳阳，苏碧茹，黄小虹.正交试验法优选苦杏仁有效成分的提取工艺J.中药材，1999，22(2)932陶巧凤.白芍中芍药甙提取工艺的优选J.中药材，1999，22(2)943柴向华，佘纲哲，吴克刚，等.鲨鱼软骨多糖的提取工艺研究J.中国生化药物杂志，1999，20(1)384姜平川，陈英.枫叶提取鞣质工艺的正交试验优选J.华西药学杂志，1999，14(1)405陈洁辉，刘奋强，林绍光，等.车前子水提取条件的探讨及冲剂的制备J.中草药，1999，30(1)166景舒，温爱平，马志平，等.用正交试验法优选瞿麦提取工艺J.内蒙古中医药，1998，15(5)147袁珂，胡润淮，翟剑波.正交试验法优选冬凌草的提取工艺J.中国现代应用药学，1998，15(5)148白玉霞，巴根那，伊拉图.正交设计研究文冠木总黄酮提取工艺J.中成药，1998，20(9)19许保和.正交设计法研究青木香油的提取工艺J.苏州医学院学报，1998，18(8)81010龚涛，孙冰，欧阳雪梅，等.黄连提取工艺的研究J.中草药，1998，29(7)44611郭澄，张纯，郑越，等.正交试验法优选菟丝子总黄酮提取工艺J.时珍国医国药，1999，10(3)18712张纯，高杰，林厚文，等.正交设计法探讨牡丹皮中丹皮酚的提取工艺J.中成药，1996，18(5)513郭澄，张澄.正交设计法优选大黄醇提取工艺J.药学实践杂志，1996，14(1)3114郭澄，霍炎，张纯，等.正交试验法优选活血降脂胶囊提取工艺J.中药材，1999，22(7)36315杜守颖，吴清，王和东.健脑益智颗粒剂的提取工艺研究J.中国实验方剂学杂志，1999，5(1)416吴洪元，姜晓群，陈贤琼.黄连解毒胶囊提取工艺研究J.中成药，1998，20(11)117陈象清，田 莉，陈礼明，等.肠必清制剂提取及喷雾干燥工艺J.中国药房，1998，9(6)24818贺小荣.用正交法探讨罗汉果止咳冲剂制粒工艺J.时珍国医国药，1999，10(1)3419程立方，崔秀君，徐炳英.-环糊精包结小儿止咳冲剂中挥发油的实验研究J.中国中药杂志，1998，23(1)67620张永容，何伏秋，苏诚练，等.抗艾滋病药物“中药 2 号”复方的初步研究J.医学研究通讯，1998，27(11)3721张典瑞，张旺，孙秀梅.四种茶剂挥发油 -环糊精包合物的实验研究J.中成药，1998，20(11)322吴启端，熊曼琪，方永奇.消渴宁片处方研究的正交试验J.中成药，1998，20(10)223刘向前，喻长远.利用单因素和正交试验法筛选出新药偏瘫灵颗粒 剂赋形剂各类和最佳用量J.中草药，1998，29(8