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        星點設(shè)計-效應(yīng)面法優(yōu)化香附揮發(fā)油的β-環(huán)糊精包合物制備工藝

        2013-11-14 08:18:46楊松濤蘇丹宋永貴遼寧省撫順市藥品檢驗所撫順113006江西中醫(yī)學(xué)院南昌330006中藥固體制劑制造技術(shù)國家工程研究中心南昌330006
        江西中醫(yī)藥 2013年3期
        關(guān)鍵詞:星點面法香附

        ★ 楊松濤 蘇丹 宋永貴** (1.遼寧省撫順市藥品檢驗所 撫順113006;2.江西中醫(yī)學(xué)院 南昌330006;3.中藥固體制劑制造技術(shù)國家工程研究中心 南昌330006)

        香附為莎草科植物莎草Cyperus rotundus L.的干燥根莖,具有疏肝解郁、理氣寬中、調(diào)經(jīng)止痛的功效,臨床常用于肝郁氣滯、胸脅脹痛、疝氣疼痛、乳房脹痛、脾胃氣滯、月經(jīng)不調(diào)、經(jīng)閉痛經(jīng)[1]。香附中所含揮發(fā)油具有抗腫瘤、降血壓、雌激素樣以及抗炎作用[2-5]。但揮發(fā)油成分容易損失,且氣味不良,不易貯存,水溶性差,直接使用生物利用度低,此外,香附揮發(fā)油具有一定的刺激性和辛辣感,直接服用不易接受。目前主要采用環(huán)糊精對香附揮發(fā)油進行包合,然后制成相應(yīng)的制劑。本研究采用操作簡單,試驗次數(shù)少,精度高,預(yù)測性好星點設(shè)計法[6,7](central composite design,CCD)設(shè)計實驗,其結(jié)果采用集數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)方法于一體的效應(yīng)面法(response surface methodology,RSM)進行優(yōu)化,得到香附揮發(fā)油-β-環(huán)糊精包合物制備工藝。

        1 儀器與試藥

        揮發(fā)油測定儀(上海玻璃儀器廠);SHZ-DIII型循環(huán)水式真空泵(浙江黃巖求精真空泵廠);85-1型恒溫磁力攪拌器(江蘇金壇市國旺實驗儀器廠);BT125D電子分析天平(賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司);香附揮發(fā)油(自制);β-環(huán)糊精(沈陽試劑三廠,純度>98%,批號:20060125);水、乙醇等其余試劑均為分析純。

        2 方法與結(jié)果

        2.1 試驗方法和結(jié)果 選取包合時間、β-環(huán)糊精∶揮發(fā)油(m/v)以及包合溫度這3個對包合工藝影響較大的因素,根據(jù)預(yù)實驗單因素法考察結(jié)果及在最高和最低水平制備揮發(fā)油β-CD包合物的可行性,將上述3種因素的水平設(shè)置為:β-環(huán)糊精∶揮發(fā)油(m/v)為2-10,包合溫度為30℃ -555℃,包合時間為1-4小時。分別用X1、X2、X3來表示包合時間、β-環(huán)糊精∶揮發(fā)油(m/v)以及包合溫度,并以1.682,1、0、-1 和 -1.682 分別代表變量的水平,按方程Xi=(Xi-X0)/ΔX對自變量進行編碼,其中,Xi為變量的編碼值,Xi為變量的真實值,X0為實驗中心點變量的真實值,ΔX為變量的變化步長,進行三因素五水平的試驗設(shè)計(見表1)。

        表1 試驗因素水平編碼表

        按表1試驗因素水平安排試驗,對香附揮發(fā)油進行飽和水溶液包合,以揮發(fā)油包合率為指標(biāo)。結(jié)果如表2所示。

        表2 Central Composite Design試驗結(jié)果

        2.2 響應(yīng)面法分析方案與結(jié)果 采用Design Expert 7.0軟件對表2實驗數(shù)據(jù)進行多元回歸擬合,經(jīng)過運算后分別得到揮發(fā)油包結(jié)率(%)對包合時間(Xl)、揮發(fā)油∶β-環(huán)糊精(X2)和 包合溫度(X3)的模型,其擬合二次多項回歸模擬方程為:

        Y=9.79+7.11X1- 2.13X2+3.54X3+0.14X1X2+0.95X1X3- 0.35X2X3- 10.71X1X1- 0.98X2X2-0.1X3X3(R2=0.7217)。擬合方程的相關(guān)系數(shù)說明設(shè)計模型擬合程度良好,可以用此模型對香附揮發(fā)油的β-環(huán)糊精包合制備工藝進行分析和預(yù)測。分析上述回歸模型的方差,結(jié)果見表3。

        表3 回歸模型方差分析

        從表3中可以看出,模型中一次項Xl,X2,X3不顯著;X1X2交互項顯著;二次項X1^2極顯著,X2^2,X3^2不顯著。說明揮發(fā)油包合模型中各因素對包合率(%)的影響不是簡單的線性關(guān)系。

        2.3 包合工藝的效應(yīng)面法優(yōu)選 采用Design Expert 7.0實驗設(shè)計軟件繪制指標(biāo)與自變量的三維曲面圖(圖1),得到最優(yōu)包合工藝條件:β-CD:揮發(fā)油(w/v)為6,包合溫度為42.5℃,包合時間為2.5小時。

        圖1 揮發(fā)油∶β-CD、包合時間以及包合溫度交互作用對揮發(fā)油包結(jié)率的影響

        3 討論

        (1)星點設(shè)計(central composite design,CCD)法在試驗設(shè)計上,較正交設(shè)計和均勻設(shè)計多采用的線性數(shù)學(xué)模型,精度不如星點設(shè)計,預(yù)測性較差。星點設(shè)計方法簡便,且在模型建立上采用非線性數(shù)學(xué)模型擬合,復(fù)合相關(guān)系數(shù)較高,預(yù)測值更接近真實值。

        (2)應(yīng)用響應(yīng)面法得到最佳的包合工藝為:β-CD:揮發(fā)油(w/v)為6,包合溫度為42.5℃,包合時間為2.5小時。按上述最佳工藝,進行3次重復(fù)試驗,測得揮發(fā)油包結(jié)率與預(yù)測值基本相同。說明用星點設(shè)計-效應(yīng)面法進行的工藝優(yōu)選方法簡便,擬合結(jié)果合理、可靠。

        [1]國家藥典委員會編·中華人民共和國藥典[S].第1部北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2010:241.

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        [3]溫東婷,張蕊,陳世忠.香附化學(xué)成分的分離及對未孕大鼠離體子宮肌收縮的影響[J].北京大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版),2003,35(1):110-111.

        [4]解宇環(huán),沈映君,紀(jì)廣亮,等.香附、藿香揮發(fā)油抗炎、鎮(zhèn)痛、解熱作用的實驗研究[J].四川生理科學(xué)雜志,2005,27(3):731.

        [5]劉國卿,王秋娟,謝卓丘.香附揮發(fā)油藥理研究[J].中國藥科大學(xué)學(xué)報,1989,20(1):48 -50.

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