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星点设计-响应曲面法优选归芪扶正颗粒最佳成型工艺研究

2023-10-07胡月月聂继红薛兆坤

中国民族民间医药 2023年16期
关键词:星点神曲浸膏

胡月月 聂继红 薛兆坤 刘 艺*

1.乌鲁木齐市中医医院药学部,新疆 乌鲁木齐 830000;2.新疆医科大学附属中医医院药学部,新疆 乌鲁木齐 830000

“归芪扶正方”源于新疆医科大学附属中医医院的临床应用的经验方,主要用于提高机体免疫力。该方由太子参、黄芪、麦冬、炒六神曲等十五味药组成,具有益气养阴、补肺益肾的功效,用于气阴两虚、肺肾不足所致的低热、五心烦热、夜间潮热,盗汗,自汗,乏力气短,干咳少痰,获得性免疫缺陷综合征见上述证候者。本方中太子参具有心肌保护、免疫调节等药理作用[1],黄芪具有保肝、利尿、降脂、降糖等药理作用[2],麦冬具有抗氧化、抗衰老等药理作用[3],归芪扶正颗粒是在中医理论指导下使用的临床经验方,原方为汤剂,其服用体积大、易发霉、携带不便,因颗粒无需煎煮、服用及携带方便、可保持原剂型的特点和处方要求,故将剂型改为颗粒剂。本实验在辅料类型和乙醇浓度考察的基础上,以甘露醇用量、乙醇浓度为影响因素,以成型率、休止角及吸湿率的综合评分为评价指标,采用星点设计-响应曲面法优选归芪扶正颗粒的最佳成型工艺,并对颗粒的包装湿度进行考察,为后期的相关研究打下基础[4]。

1 仪器与材料

1.1 仪器 AL204万分之一电子天平(梅特勒-托利多仪器有限公司);DHG-9245A电热恒温鼓风干燥箱(上海齐欣科学仪器有限公司);干燥器,恒重称量瓶。

1.2 材料 归芪扶正浸膏(由新疆医科大学附属中医医院提供);神曲粉(批号:20180111,湖北孟氏中药饮片有限公司);乳糖(批号:20170906,西安天茂化工有限公司);微晶纤维素(批号:20180302,天津市祥瑞鑫化工科技有限公司);甘露醇(批号:20180913,上海源叶生物科技有限公司);淀粉(批号:20180713,天津化学试剂有限公司);蔗糖(批号:20170525,天津市津东天正精细化学试剂厂);糊精(批号:20180120,国药集团化学试剂有限公司);氯化钠(批号:20180503,广州友联化学试剂厂);氯化钾(批号:20170822,广州市结盈化工科技有限公司);氯化镁(批号:20171109,天津市鼎盛鑫化工有限公司);硝酸钾(批号:20170104,广州市锦源化学有限公司);碳酸钾(批号:20180315,天津渤化化学试剂有限公司);溴化钠(批号:20171023,天津化学试剂有限公司);醋酸钾(批号:20180509,西安天茂化工有限公司)均为分析纯;水为蒸馏水。

2 方法与结果

炒六神曲为归芪扶正方中佐药,其所含酵母菌等有益菌有一定的粘合性,适宜充当辅料,故将其粉碎作为部分辅料。中药颗粒成型工艺优选时需综合考虑颗粒的成型性、流动性以及稳定性等相关因素。在本实验中选择颗粒的成型率、吸湿率、休止角为指标进行全面评价(权重系数分别为0.5、0.3、0.2),综合评分满分为100分,优选颗粒成型的合适辅料与配比。通过分析实验数据确定适宜的乙醇用量,获得最佳颗粒成型工艺。

2.1 样品的制备 按处方比例取药材适量,以前期考察的最佳工艺制备样品,浓缩干燥成干浸膏,粉碎后与炒六神曲一起过4号筛,等比例逐级递增混匀,备用。

2.2 辅料类型筛选 制备颗粒剂的常用辅料为甘露醇、乳糖、微晶纤维素、淀粉、蔗糖、糊精,本实验结合相关需求进行选用。取前期制备好的样品,浓缩得干浸膏,备用。按照表1加入相应的辅料混合,过筛,制粒,烘干,整粒,即得。按干浸膏∶辅料∶炒六神曲=6∶2∶1的比例,分别称取干浸膏与不同辅料进行混合,混合均匀后,制粒,并记录相应的软材性状、过筛情况、颗粒性状以及成型率,实验设计与实验结果见表2,3,结果表明,以干浸膏/甘露醇/炒六神曲(6∶2∶1)比例时软材效果最好。

表1 辅料配比表

表2 辅料考察相关结果表

表3 辅料考察成型率实验结果表

2.3 乙醇浓度单因素考察 取前期制备好的样品,浓缩得干浸膏,备用。按干浸膏∶甘露醇∶炒六神曲=6∶2∶1的比例混合,分别加不同浓度的乙醇进行混合,混合均匀后,制粒,并计算颗粒的成型率、休止角和吸湿率,计算综合评分优选最佳的乙醇浓度,实验设计与实验结果见表4,结果表明,以85%乙醇为粘合剂制备的颗粒效果最好。

表4 乙醇浓度单因素考察实验结果表

2.4 星点设计-响应曲面法优选最佳成型工艺

2.4.1 因素水平的确定 根据辅料类型和乙醇浓度的考察结果,确定以甘露醇用量、乙醇浓度为影响因素,以成型率、吸湿率、休止角为考察指标[5],进行2因素5水平星点设计,依然设定综合评分满分为100分。各因素水平见表5,实验结果见表6。

表5 因素水平表

表6 星点设计及结果表

2.4.2 成型率的测定 按《中国药典》2020年版(四部),照“粒度和粒度分布测定法”进行测定[6],计算成型率。

2.4.3 吸湿率的测定 精密量取合格颗粒适量,置于恒定湿度(RH)为75%(25 ℃)的干燥器中定时称重,计算吸湿率[7]。

吸湿率(%)=(吸湿后颗粒的质量-吸湿前颗粒的质量)/吸湿前颗粒的质量×100%。

2.4.4 休止角的测定 上下串联3个漏斗,将颗粒从最上端倒入,直到所产生的颗粒堆顶部与下端的漏斗口接触为止,按公式tanα=H/R 计算出休止角。式中:H为颗粒高度 (cm),R为颗粒底部半径(cm)[8]。

2.4.5 数据处理 通过响应曲面软件进行拟合,并以拟合优度(R2)及置信度(P)当做评判标准。得回归方程:Y=91.98+0.35A+0.43B+0.025AB-0.65A2-0.53B2,从表4的方差分析表可以看出A、B、A2、B2具有显著性影响,影响程度为A>B>B2>A2;失拟项为0.8931>0.05,表明失拟不显著;相关系数R2为0.8697,表明该模型拟合较好,试验误差小,可用该模型对不同条件下的试验结果进行测定。根据相关实验结果,绘制三维曲面图。如图1所示和见表7。

图1 乙醇浓度-辅料比例等高线图(左)和效应面图(右)

表7 数值分析结果表

2.4.6 读图与取值 由软件分析所得最佳工艺条件,辅料理论最佳比例23.84%,理论最佳乙醇浓度87.06%,结合效应面图和等高线图 (图1),并考虑实际情况,确定最佳成型工艺为辅料比例为24%,乙醇浓度为87%。

2.4.7 验证试验 按处方比例取当相应的药材,并按照最佳提取工艺提取制备相应干浸膏,按照最佳成型工艺制作颗粒,平行做3份。经测算得综合评分分别为93.5、91.9、92.8(RSD为0.86%)。结果表明其预测值与实际值是基本一致的,实验表明方程可预测试验结果,该工艺重复性好,稳定可靠。

2.5 临界相对湿度的测定 为了保证颗粒能够在适宜的湿度下包装,需要测定其临界相对湿度。按照表7配制出不同盐的过饱和溶液,精密称定颗粒数份,每个实验平行三份样品,分别置于相应干燥器中,放置48 h,形成相应的湿度环境,将颗粒放入相应干燥器中,每个器皿中放置7 d后,精密称定,计算吸湿率,测定临界相对湿度(CRH)[9],实验安排与结果见表8和图2。由图2看出,本颗粒在包装时,环境湿度应控制在65%以下。

图2 临界相对湿度图

表8 相关溶液在25 ℃时的相对湿度

3 讨论

处方中炒六神曲所含酵母菌等有益菌有一定的粘合性,适宜充当辅料,故将其粉碎作为部分辅料,可以减少厂家生产成本,还可以充分提高组方中药的利用率。

临界相对湿度是衡量中药固体制剂吸潮难易程度的一个重要指标。采用不同盐的过饱和溶液可形成不同的湿度环境,在临界相对湿度的测定时,可在这些不同湿度环境下测定颗粒的吸湿率,并以吸湿率-相对湿度绘制临界相对湿度曲线明确其临界相对湿度,可保证颗粒能够在适宜的湿度下进行包装。经过“2.5 临界相对湿度的测定”明确了制备好的归芪扶正颗粒在进行包装时,环境湿度应控制在65%以下,确保不影响其整个生产流程。

根据前期研究结果分析得出用吸水率、成型率、休止角为指标用综合评分得出用,再用星点设计-响应曲面法优选最合适添加的乙醇浓度、甘露醇使用量及干浸膏、辅料和炒六神曲的最优比例,采取响应曲面中心设计是因为其连续的序列、完整的设计、阶段的优选、精准的结果。

本实验通过辅料类型筛选确定了辅料的种类,并结合星点设计-响应曲面法优化归芪扶正颗粒的成型工艺,确定了辅料用量和乙醇浓度,并明确其包装湿度范围。通过验证试验可知,星点设计-响应曲面法优选得到的归芪扶正颗粒成型工艺稳定可行,制备的颗粒具有成型率高、流动性好、抗吸湿性强的特征,为该制剂之后的大生产提供参考。

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