Box-Behnken設計-效應面法優選中藥赭石提取工藝

石典花, 張 軍, 孫立立

（山東省中醫藥研究院, 山東 濟南 250014）

Box-Behnken設計-效應面法優選中藥赭石提取工藝

石典花, 張 軍, 孫立立*

（山東省中醫藥研究院, 山東 濟南 250014）

目的 優選中藥赭石最佳提取工藝。 方法 以水煎出物和有效元素 Fe的提取率為指標， 采用 Box-Behnken 設計-效應面法對赭石顆粒的提取工藝進行優選。 結果 優選的最佳提取工藝為取 20 ～24 目赭石顆粒， 加入 10 倍量的水，提取 3 次， 每次 1.5 h。 結論 粒度對赭石提取具有極顯著性影響， 建議赭石以 20 ～24 目入藥。

赭石;Box-Behnken 設計-效應面法; 水煎出物; 鐵

赭石為氧化物類礦物藥剛玉族赤鐵礦，主含三氧化二鐵 （Fe2O3）， 味苦， 性寒， 歸肝、 心、 肺、 胃經。 具有平肝潛陽，重鎮降逆，涼血止血之功效。用于眩暈耳鳴，嘔吐， 噫氣， 呃逆， 喘息， 吐血， 衄血， 崩漏下血［1］。 主產于山西， 河北， 廣東等地［2］。 赭石首載于 《 神農本草經》，列為 下 品［3］。 經 對 歷 代 本 草［4-15］、 歷 版 中 國 藥 典［1，16-22］、各地炮制規 范［2，23-30］的查閱 發 現， 赭石炮制 方 法 的記載歸納為以下二種:①研碎或研，水飛;②煅紅醋淬。歷版《中國藥典》 對赭石炮制方法的記載歸納為以下二種: ①凈制即除去雜質，砸碎;②醋煅即取凈赭石，砸成碎塊，照煅淬法煅至紅透， 醋淬， 碾成粗粉。 每 100 kg赭石， 用醋 30 kg。 目前臨床用赭石飲片主要為生品和醋煅品， 赭石凈制可使藥材粉碎，易于有效成分的煎出。通過采集各地藥材市場及濟南地區各大藥店赭石生品飲片發現，目前市場上流通的赭石生品顆粒大小不一，有的呈塊狀，有的呈粉末狀，有的則塊狀粉末均有，粒度不同其煎出物量及其所含成分的量亦有所不同，進而影響臨床療效。為考察不同粒度對煎出成分的影響程度，保證其最大程度煎出和穩定地發揮臨床療效，本研究將赭石分別制備成不同粒度的顆粒， 采用 Box-Behnken 設計-效應面法對不同粒度赭石顆粒進行提取工藝優選，為赭石顆粒的臨床合理應用提供數據參考。

1 儀器與試藥

1.1 儀器 IRISadvantage電感耦合等離子體發射光譜儀（美國熱電公司）， 瑞士 METTLER XS205 DU10-5電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）， KDM型六孔可調溫電加熱套 （菏澤鄄城華魯電熱儀器有限公司）。

1.2 試藥 鹽酸， 硫酸， 磷酸， 氟化鉀， 氯化亞錫， 鎢酸鈉，三氯化鈦，重鉻酸鉀，二苯胺磺酸鈉等均為分析純。

赭石:購自浙江中醫藥大學飲片廠，產地為山東，經山東省中醫藥研究院中藥資源研究室林慧彬研究員鑒定為氧化物類礦物藥剛玉族赤鐵礦， 批號為 110117， 含鐵量為53.28%， 符合 《中國藥典》 規定。

赭石顆粒:將赭石藥材粉碎，分別過樣品篩，制成12 ～16 目， 16 ～20 目， 20 ～24 目的顆粒。

2 Box-Behnken設計-效應面法優選赭石最佳提取工藝

2.1 Box-Behnken 設計-效應面法實驗設計 赭石傳統用藥方式為湯劑，根據傳統煎藥習慣，確定了影響赭石提取工藝的因素為赭石粒度，加水倍數，提取時間和提取次數。每個因素設立三個水平，以水煎出物和赭石中主要有效成分鐵的含有量為評價指標，采用加權法進行評分，利用Box-Behnken 設計法優選赭石顆粒最佳提取工藝。

2.2 Box-Behnken 設計-效應面法因素水平 根據傳統煎藥習慣，確定了影響赭石顆粒水煎出成分的因素和水平，見表1。

表1 因素水平

2.3 試驗方法與結 果 取赭石顆 粒 29 份， 每 份 10 g， 分別置于 250 mL圓底燒瓶 中， 按 Box-Behnken 設 計 表 安 排 的29種提取工藝， 分別取不同粒度的赭石顆粒， 加入相應量的水， 按表 2給定的條件， 分別進行提取。 照 《中國藥典》 2010 年版一部附錄 X A項下水溶性浸出物測定法項下熱浸法測定水煎出物的量，采用電感耦合等離子體發射光譜儀 （山東省分析測試中心） 測定水煎液中 Fe的量， 測定結果見表2。

表 2 Box-Behnken設計-效應面法設計表及實驗結果

綜合評分:傳統水煎出物質量和有效元素的量有著同等重要的意義， 因此兩者的加權系數分別為 0.5， 綜合評分以下公式計算:

綜合評分 =水煎出物得分 ×0.5+Fe量得分 ×0.5

其中水煎出物得分 =水煎出物量 ×100/水煎出物量最高值;Fe量得分 =Fe量 ×100/Fe量最高值

2.4 結果分析 采用 Design-Expert 8.05 軟件對表 2 結果進行二次回歸效應面回歸分析，建立多元二次效應面回歸模型， 得擬合方程為 Y=-95.366 67+0.604 17 ×A+ 15.721 67 ×B+42.063 33 ×C+20.568 33 ×D+0.056 250 × A×B+0.895 00 ×A×C+0.771 25 ×A×D+0.337 50 ×B× C+0.471 25 ×B×D-2.290 00 ×C×D-0.041 510 ×A2-0.856 67 ×B2-17.841 67 ×C2-5.845 42 ×D2， 其中， Y為效應值， 即赭石顆粒水煎出物和 Fe元素量的綜合評分，A、 B、 C、 D四個為自變量， 即粒度， 加水倍數， 提取時間和提取次數。 各因素方差分析見表3。

表3 方差分析

由表 3 可知， 模型的 F=52.05， P＜0.000 1， 表明實驗所采用的二次模型具有極顯著的影響，在統計學上是有意義的。 失擬項 P值為 0.603 2 ＞0.05， 對模型是有利的，無明顯失擬因素存在，因此該模型的建立是可取的，可用回歸方程代替試驗真實點對實驗結果進行分析。

A、 B、 C、 D、 AD、 B2、 C2、 D2均小于 0.05， 說明這幾項對綜合評分均有顯著性影響; 其中 A、 C、 D、 B2、 C2、D2具有極顯著性影響， 剩余項的 P值均大于 0.05， 對綜合評分沒有顯著影響。

采用響應面設計預測綜合評分的范圍為 86.626 7 ～95.118 3， 此時粒度范圍為 17.42 ～19.99 目， 加水倍數的范圍為 8.47 ～12 倍， 提取時間范圍為 1.07 ～1.5 h， 提取次數范圍為 2.38 ～3 次。 考慮到實際情況， 將赭石顆粒的最佳提取工藝定為: 取凈赭石顆粒 20 ～24 目， 加入 10 倍量水， 提取 3 次， 每次 1.5 h。

2.5 驗證試驗 取 20 ～24 目赭石顆粒 3 份， 每份 20 g，按照確定的最佳提取工藝進行提取， 并進行水煎出物和Fe的量， 測得結果見表 4。 結果與預測值96.98 基本一致， 說明該提取工藝穩定，可行。

表4 驗證試驗結果

3 小結與討論

采用 Box-Behnken 設計-效應面法對赭石顆粒的提取工藝進行了優選，優選得到的最佳提取工藝為:取凈赭石顆粒 20 ～24 目， 加入 10 倍量的水， 提取 3 次， 每次 1.5 h，該研究結果與傳統赭石等礦物藥需要先煎的習慣基本一致。

研究結果表明，赭石粒度、加水倍數、提取時間、提取次數對赭石顆粒提取均具有顯著性影響，其中粒度大小對赭石有效成分的煎出具有極顯著性影響，而且粒度越細水煎出物的量及有效元素 Fe量的越多， 因此理論上應以細于24目赭石顆粒入藥， 為此采用上述確定的最佳提取工藝對細于 24 目的赭石顆粒及粉末進行提取， 即加入 10 倍量的水， 提取 3 次， 每次 1.5 h， 對其水煎出物量和有效元素含的量進行測定， 結果水煎出物的量為 2.782 mg/g， 有效元素 Fe的量為 19.021 μg/g， 所測結果與 20 ～24 目赭石顆粒的水煎出物和含 Fe量無顯著性差異， 另外細于 24 目赭石顆粒在煎煮過程中細粉易透過無紡布，使得煎出液中殘渣較多，患者難以服用。因此建議臨床使用赭石飲片以20 ～24 目顆粒入藥， 并采用無紡布封塑包裝成數包顆粒，以便于煎煮，保證臨床療效的穩定性。

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R284.2

:B

1001-1528（2014）12-2639-03

10.3969/j.issn.1001-1528.2014.12.047

2013-08-13

國家中醫藥行業專項 “中藥飲片調劑規范化研究” （201007011）; 國家中醫藥管理局全國名老中醫藥專家傳承工作室建設項目 （2010）; 山東省科技發展計劃項目 （2011-170）

石典花 （1987—）， 女， 碩士， 助理研究員， 主要從事中藥炮制研究。 Tel: （0531） 82949829

*通信作者: 孫立立， 研究員， 主要從事中藥炮制研究。 Tel: （0531） 82949829