Box-Behnken效應面法優選暈癱通腦片提取工藝△

李躍輝，王銀，袁清照，張水寒

(湖南省中醫藥研究院，湖南 長沙 410006)

·中藥工業·

Box-Behnken效應面法優選暈癱通腦片提取工藝△

李躍輝，王銀，袁清照，張水寒*

(湖南省中醫藥研究院，湖南 長沙 410006)

目的：優選暈癱通腦片的提取工藝。方法：以葛根素提取量和浸膏得率的綜合評分為評價指標，在單因素試驗基礎上，通過Box-Behnken效應面法考察浸泡時間、加水量、提取時間對提取工藝的影響。結果：優選得到暈癱通腦片的最佳提取工藝為加水8.6倍量，浸泡63.8 min后提取128.4 min，提取兩次。結論：通過Box-Behnken效應面法及總評“歸一值”(OD)為評價系統優選的提取工藝穩定、簡便易行、預測性好，可為暈癱通腦片的工藝研究提供參考。

暈癱通腦片；Box-Behnken效應面法；總評“歸一值”；葛根素；浸膏得率

暈癱通腦片是由三七、丹參、葛根、天麻、地龍等7味中藥組成的臨床經驗方，具有活血化瘀，疏通腦脈，平肝熄風的功能。臨床用于瘀阻腦絡兼肝風內動證，癥見偏癱、麻木、頭暈、頭痛、舌質紫暗、脈細弦、腦動脈硬化、中風先兆、腦缺血、腦血栓等。原方以湯劑入藥，存在服用量大、易霉變、攜帶儲存不便等缺點[1]，現擬將三七、丹參、全蝎超微粉碎成細粉，與葛根等余下4味藥的水提干膏粉混合后制成片劑。本課題采用Box-Behnken效應面法對暈癱通腦片的提取工藝進行優選，以期達到最優化，并為探討該法應用于優化中藥水提取工藝的可行性提供參考。

1 儀器與試藥

島津LC-20AT高效液相色譜儀(SPD-20A檢測器、LC-20A泵、LC-20B泵)；依利特色譜柱(Hypersil BPS C18，250 mm×4.6 mm，5 μm)；DK-98-Ⅱ電熱恒溫水浴鍋(天津市泰斯特儀器有限公司)；T-214電子分析天平(北京賽多利斯儀器有限公司)。

葛根、天麻等4味藥材均購于湖南省松齡堂中藥飲片有限公司，經湖南省中醫藥研究院中藥研究所鑒定室鑒定，均符合《中華人民共和國藥典》2010版一部各藥材項下相關規定；甲醇(一級色譜純，Honeywell Burdick & Jackson)；水為重蒸餾水；葛根素對照品(中國食品藥品檢定研究院，批號：110752-201313)；其他試劑均為分析純。

2 方法及結果

2.1 浸膏得率的測定

按處方比例稱取葛根、天麻等4味藥材共45 g，按表1方法分別操作，濾過，合并濾液，減壓濃縮至一定體積。精密量取濃縮液適量，置已干燥至恒重的蒸發皿中蒸干，于105 ℃干燥3 h，置干燥器中冷卻30 min，迅速精密稱重，計算浸膏得率[2]。

2.2 葛根素的含量測定

2.2.1 色譜條件 填充劑為十八烷基硅烷鍵合硅膠；流動相為甲醇-水(25∶75)；進樣量為10 μL；流速為1 mL·min-1；檢測波長為250 nm。理論板數按葛根素峰計算應不低于4000[3-4]。

2.2.2 對照品溶液的配制 取葛根素對照品適量，精密稱定，加30%乙醇制成濃度為 80 μg·mL-1的溶液，作為對照品溶液。

2.2.3 供試品溶液的制備 精密量取2.1項下的濃縮液適量，蒸干，精密加入30%乙醇50 mL，稱定重量。加熱回流30 min，放冷，再稱定重量，用30%乙醇補足減失的重量，搖勻，濾過，取續濾液即得。

2.2.4 陰性樣品溶液 按處方比例稱取除葛根以外的其余各3味藥材適量，加一定量水煎煮一定時間，濾過，合并濾液，減壓濃縮至一定體積，按2.2.3項下方法制備陰性樣品溶液。

2.2.5 測定法 分別精密吸取對照品溶液、供試品溶液和陰性樣品溶液各10 μL，注入液相色譜儀，按照2.2.1項下色譜條件測定，結果陰性樣品無干擾。見圖1。

注：A.葛根素對照品；B.暈癱通腦片樣品；C.陰性樣品。圖1 暈癱通腦片提取液HPLC圖

2.2.6 標準曲線的繪制 精密吸取對照品溶液2.5、5、10、15、20 μL，按2.2.1項下色譜條件測定，以進樣量為橫坐標，峰面積積分值為縱坐標，得回歸方程：Y=3 203 659.413 1X-4 189.725 6(r=0.999 9)，線性范圍為0.16～1.28 μg。

2.2.7 精密度試驗 精密吸取對照品溶液10 μL，按2.2.1項下色譜條件重復進樣6次，結果葛根素峰面積的RSD為0.41%，表明儀器精密度良好。

2.3 單因素試驗考察

以葛根素提取量為評價指標，按以下各項方法提取得濃縮液，按2.2.3項下方法制備供試品溶液，按2.2.1項下色譜條件測定。

2.3.1 提取時間 固定加水量為8倍，提取1次，結果提取時間分別為1、1.5、2、2.5、3 h時，葛根素提取量分別為98.68、136.56、158.24、155.71、154.68 mg，表明在1～2 h內隨提取時間的增加，葛根素的提取量增加，說明葛根素需要一定時間才能提取完全；2 h后隨提取時間的增加，葛根素含量開始減少，可能是葛根素的化學不穩定性所致。

2.3.2 加水量 固定提取1次，提取時間為2 h，結果加水量分別為6、7、8、9、10倍時，葛根素提取量分別為118.62、135.61、158.94、160.10、159.89 mg。表明當加水量為6～8倍時，葛根素含量不斷增加，之后增加加水量葛根素含量增加不明顯。

2.3.3 浸泡時間 固定加水量為8倍，提取1次，提取時間為2 h，結果浸泡時間分別為30、60、90、120 min時，葛根素提取量分別為126.83、157.89、158.95、158.99 mg。表明浸泡30～60 min時，葛根素提取量不斷增加；浸泡90～120 min，葛根素提取量增加不明顯。

2.3.4 提取次數 固定加水量為8倍，提取時間2 h，結果提取數為1、2、3次時，葛根素提取量分別為157.94、228.56、242.66 mg，說明提取2次已基本提取完全。

2.4 Box-Behnken效應面法優選

2.4.1 設計方案與試驗結果 由于提取次數為非連續變量，回歸處理較困難，故采用軟件Design-Expert 8.0.5中的Box-Behnken試驗設計原理[5-6]，結合單因素考察試驗結果，固定提取次數為2次，選取提取時間、加水量和浸泡時間3個因素為考察因素，分別以X1、X2、X3表示，每個自變量的低、中、高水平分別以-1、0、1進行編碼，以葛根素提取量和干膏率的總評“歸一值”(overall desirability，OD)為評價指標，根據Hassan法對各個指標進行均一化處理[7]。計算公式為di=(Yi-Ymin)/(Ymax-Ymin)，式中Yi為實測值，Ymin和Ymax是指每一指標在不同次試驗中測得的最小值和最大值，OD=(d1×d2…×dk)1/k，k為指標數。方案及試驗結果見表1。

表1 Box-Behnken試驗設計結果

2.4.2 模型建立及顯著性檢驗 用ANOVA分析效應面的回歸參數，見表2。由表2可知，提取時間一次項、提取時間二次項、加水量一次項、加水量二次項、浸泡時間一次項、浸泡時間二次項均達到極顯著水平(P<0.01)。利用Design-Expert 8.0.5軟件對表1數據進行多元回歸擬合，得到OD值對提取時間(A)、加水量(B)和浸泡時間(C)的二次多項回歸模型：OD=0.93+0.27A+0.056B+0.049C-0.033AB-0.024AC-0.006 35BC-0.45A2-0.082B2-0.16C2，相關系數r=0.986 5。整體模型達到極顯著水平(P<0.01)，表明該二次方程模型比較顯著。該方程對試驗擬合較好，可以對不同條件下的OD值進行預測。

表2 回歸方程方差分析

2.4.3 提取工藝的響應面分析與優化 采用Design-Expert 8.0.5軟件，根據回歸方程分析結果作出相應的等高線圖和曲面圖，見圖2～4。圖2顯示在加水量為8倍的條件下，浸泡時間與提取時間對OD值的影響，OD值隨著提取時間和浸泡時間的增加均呈二次關系。當提取時間在120 min左右、浸泡時間在60 min左右時，OD值達到最大值；圖3顯示在浸泡時間為60 min的條件下，提取時間與加水量對OD值的影響，OD值隨著提取時間和加水量的增加均呈二次關系。當提取時間在120 min左右、加水量在8倍左右時，OD值達到最大值；圖4顯示在提取時間為120 min的條件下，加水量和浸泡時間對OD值的影響，OD值隨著加水量和浸泡時間的增加均呈二次關系，當浸泡時間在60 min左右、加水量在8倍左右時，OD值達到最大值。

2.4.4 暈癱通腦片水提工藝參數 結合二次回歸模型及響應面法的數學分析結果，確定暈癱通腦片的最佳水提工藝參數：提取時間為128.4 min，加水量為8.6倍，浸泡時間為63.8 min，在此條件下理論OD值為0.975 7。

圖2 提取時間和浸泡時間對OD值影響的等高線和響應面圖(左等高線，右響應面)

圖3 提取時間和加水量對OD值影響的等高線和響應面圖(左等高線，右響應面)

圖4 加水量和浸泡時間對OD值影響的等高線和響應面圖(左等高線，右響應面)

2.5 驗證試驗

取處方量藥材，平行3份，按確定的最佳水提工藝進行提取，并進行浸膏得率和葛根素提取量的測定，結果見表3。測定的OD值與理論OD值相近，RSD為0.37%，表明該水提工藝穩定可行，且重現良好。

表3 驗證試驗結果

3 討論

3.1 試驗考察指標的選擇

葛根素是從葛根中提取得到的一種異黃酮類化合物，能擴張腦血管，有效改善微循環，清除自由基，具有輕度降壓作用[8]。亦有研究表明，葛根素具有保護和改善高血壓、冠心病等患者的腦血管張力及彈性等方面的作用，具體表現為局部微血管血流及運動的幅度有增加趨勢[9]，故可將葛根素作為本復方的指標參數之一。

3.2 優選工藝方法的選擇

Box-Behnken設計是一種可以評價指標和因素間的非線性關系的試驗設計方法，與中心復合設計相比，其可不必連續進行多次試驗，且在因素數相同的情況下，試驗組合數少，因而更經濟[10]。本文采用3因素5水平的Box-Behnken試驗設計表安排暈癱通腦片提取工藝試驗，以葛根素提取量和干膏率的總評“歸一值”為評價指標，用效應面法進行最佳提取工藝條件的篩選，優選出的最佳提取工藝：提取時間為128.4 min，加水量為8.6倍，浸泡時間為63.8 min。經驗證試驗表明，所建立的模型具有很好的預測性，所選的工藝條件穩定且重現性良好。

[1] 李躍輝，凌艷君，朱沛，等.正交試驗優選鼻敏寧顆粒提取工藝[J].中國醫藥導報，2014，11(2)：114-116.

[2] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典：一部[S].北京：中國醫藥科技出版社，2010.

[3] 羅唬捷，雷曉林，陳祥吉.葛根口服液的工藝研究及葛根素的測定[J].安徽醫藥，2008，12 (10)：902-904.

[4] 裴明日，王苗苗，姜麗.高效液相色譜法測定紅寶散中葛根素含量[J].中國藥業，2014，23(10)：41-42.

[5] 曾銳，任桂友，王爽，等.Box-Behnken設計及正交設計優選復方龍砂顆粒提取土藝[J].中成藥，2014，36(5)：1091.

[6] 葉陳麗，賀帥，康迎波，等.Box-Behnken效應面法優化金翹熱毒清復方中綠原酸和連翹酯苷A的提取工藝[J].中國藥學雜志，2014，49(7)：543.

[7] 劉懷偉，鄒俊波，張廷模，等.Box-Behnken設計優化石解清咽含片提取工藝[J].中國實驗方劑學雜志，2014，20(21)：14-17.

[8] 鄒清波.葛根素對心血管系統的藥用價值[J].中國現代藥物應用，2010，4(12)：124-125.

[9] 戴琳，余興華.葛根素的藥理作用及臨床應用新進展[J].海峽藥學，2006，16 (6)：8.

[10] 胡道德，顧磊，姚慧娟，等.中藥提取及優化的研究進展[J].醫藥導報，2009，28(1)：80-83.

Optimization of Extraction Technology of Yuntan Tongnao Tablets by Box-Behnken Design-response Surface Methodology

LI Yuehui，WANG Yin，YUAN Qingzhao，ZHANG Shuihan*

(HunanTCMAcademy，Changsha，Hunan410006，China)

Objective：To optimize extraction process of Yuntan Tongnao tablets by Box-Behnken design-response surface methodology.Methods：On the basis of single factor tests，Box-Behnken experimental design was employed to investigate effects of the extraction time，water amount and the soaking time on puerarin and yield of the extract.Results：The optimized processing parameters were as follows：soaking time 63.8 minutes，8.6 times volume of water，extract time 128.4minutes，twice extraction.Conclusion：The optimized extraction process is proved to be stable，simple，good predictability by Box-Behnken design-response surface methodology and overall desirability，it provides a basis for technology research of Yuntan Tongnao tablets.

Yuntan Tongnao slices；Box-Behnken design-response surface methodology；overall desirability；puerarin；yield of extract

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.9.017

2015-01-04)

湖南省中醫藥科研計劃項目(2010053)

*

張水寒，研究員，研究方向：中藥制劑；Tel：(0731)88881651，E-mail：zhangshuihan0220@126.com