正交试验在中药制剂研究中应用

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。
关键词　正交试验；　中药制剂；　应用
中图分类号：R283　　文献标识码：B　　文章编号：1008-0805(2000)04-0360-03
　　正交试验设计(Orthogonal experimental design)是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：6∶1，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 min［4］。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10∶1，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 h［6］。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 h［11］。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ⅡA、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-β-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 min［16］。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(4.0±0.2)。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50～60℃，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3 000～3 500 ml/h，干燥进风温度为150～170℃，出风温度为100～105℃［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 min［18］。程立方等用β-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β-环糊精的比例为1 ml∶5 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-CEM×174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 β-环糊精包合条件，结果以β-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8［22］。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 μm，母核粒径范围270～1 060　μm，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β-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β-环糊精∶挥发油为6∶1，包合温度为55℃，包合时间为3 h［24］。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1∶1，加乙醇达60%，调 pH 5，静置48 h，滤过，回收乙醇，浓缩至1∶2，加乙醇达70%，调 pH 5，放置48 h，滤过，回收乙醇，加注射用水至1∶1，110℃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-β-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β-环糊精，用24份40%乙醇溶液作包封液，超声处理40 min［26］。
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1.6×10 E5Pa［29］。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10∶2)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。