Box－Behnken效應面法優化玄參的提取工藝

孫莉君馬 婧楊 靜胡海濤王 越

1.大慶市人民醫院，黑龍江 大慶 163316；2.大慶市食品藥品檢測中心，黑龍江 大慶 163316

Box－Behnken效應面法優化玄參的提取工藝

孫莉君1馬 婧1楊 靜1胡海濤2王 越1

1.大慶市人民醫院，黑龍江 大慶 163316；2.大慶市食品藥品檢測中心，黑龍江 大慶 163316

目的：應用Box－Behnken效應面法優化玄參的提取工藝。方法：以乙醇體積分數、溶媒比、提取時間為自變量，以總評“歸一值”（包括安格洛苷C、哈巴苷、哈巴俄苷的含量及浸膏率）作為因變量，對自變量的各個水平采用二項式擬合，用Box－Behnken效應面法對提取工藝進行優化。結果：玄參的最優提取工藝為：提取時間75min，溶媒比為8倍，82%的乙醇，提取2次。二項式擬合復相關系數高（r＝0.9777），回歸模型的預測值與測定值的偏差率為－2.51%。結論：Box－Behnken效應面法優選的玄參提取工藝，合理可行，操作簡便。

玄參；提取工藝；Box－Behnken效應面法

玄參（Radix Scrophulariae）為玄參科（Scrophulariaceae）玄參屬植物玄參（Scrophularia ningpoensis Hemsl.）的干燥根［1］。玄參味甘、苦、咸，性微寒，具有清熱涼血，瀉火解毒，滋陰的功效。臨床主要用于溫邪入營，內陷心包，溫毒發斑，熱病傷陰、舌絳煩渴等癥。現代研究發現，玄參根中含生物堿、糖類、氨基酸、甾醇、脂肪酸等成分［2］，具有保肝［3］、降血壓、保護心臟［4］、抗菌［5］、降血糖［6］等多種藥理活性。為了合理利用玄參的藥用資源，實驗以玄參中主要藥效成分安格洛苷C、哈巴苷、哈巴俄苷的含量及浸膏率為考察指標，應用Box－Behnken響應面法對玄參進行工藝優化，旨在為玄參的合理應用與開發提供實驗依據。

1 儀器與材料

1.1 儀器 LC－20AT型高效液相色譜儀（N2000雙通道色譜工作站，日本島津）；METTLER ME104電子分析天平（上海梅特勒－托利多儀器有限公司）；101A－3B型電熱恒溫鼓風干燥箱（武漢亞華電爐有限公司）、PL－S30型超聲波清洗器 （東莞康士潔超聲波科技有限公司）。

1.2 材料 玄參藥材購自黑龍江省藥材公司，經大慶食品藥品檢驗中心鑒定為玄參科植物玄參（Scrophularia ningpoensis Hemsl.）的干燥根。哈巴俄苷對照品（批號：111730－201205，中國食品藥品檢定研究院）；安格洛苷C對照品（批號：061209）、哈巴苷對照品（批號：090320）均購自上海尚誼化工科技有限公司。乙腈為色譜 （天津恒興化學試劑制造有限公司），水為娃哈哈純凈水，其余試劑均為分析純。

2 方法與結果

2.1 安格洛苷C、哈巴苷、哈巴俄苷含量的測定

2.1.1 色譜條件 色譜柱：Phenomenex luna（250mm× 4.6mm，5.0μm）；流動相：乙腈（A）－水（B）梯度洗脫（0～5min，A：5%→30%；5～7min，A：30%→50%；7～ 20min，A：50%→60%；20～25min，A相60%→75%）；檢測波長：哈巴俄苷、安格洛苷C為280nm，哈巴苷為210nm；流速：1.0ml／min；進樣量：10μl，柱溫：35℃。

2.1.2 混合對照品溶液的制備 精密稱取安格洛苷C、哈巴苷、哈巴俄苷對照品適量，置于5ml量瓶，用甲醇溶解后稀釋到刻度，搖勻，即制成安格洛苷C 0.62mg／ml，哈巴苷0.46mg／m l，哈巴俄苷0.58mg／ml的混合對照品溶液。

2.1.3 供試品溶液的制備 精密稱取玄參5g，置于250ml圓底燒瓶，加適量乙醇，回流法提取適當時間，過濾，殘渣同法提取，合并濾液后減壓濃縮，甲醇溶解并定容至20m l，搖勻，過微孔濾膜，即得。

2.1.4 線性關系考察 精密吸取“2.1.2”項下的混合對照品溶液0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 ml置10ml量瓶，甲醇定容，搖勻。取10μl按“2.1.1”色譜條件測定。以峰面積為縱坐標，質量濃度為橫坐標，制作標準曲線，得回歸方程如下：哈巴苷Y＝95384X＋226941（r＝0.9997），在0.023～0.46mg范圍內線性關系良好；安格洛苷C Y＝592655X－43685（r＝0.9998），在0.031～0.62mg范圍內線性關系良好；哈巴俄苷Y＝536974X＋201232（r＝0.9993），在0.029～0.58mg范圍內線性關系良好。

2.1.5 精密度試驗 取“2.1.2”項下混合對照品溶液10μl，重復進樣6次，按上述色譜條件測定，結果哈巴俄苷、哈巴苷、安格洛苷C峰面積的RSD值分別為1.3%、0.98%、1.25%，表明該儀器精密度良好。

2.1.6 穩定性試驗 精密吸取同一供試品溶液，分別于0、3、6、12、24h進樣測定，結果哈巴苷、哈巴俄苷、安格洛苷C峰面積的RSD分別為1.26%、1.05%、0.91%，說明該樣品在24 h內穩定。

2.1.7 重復性試驗 稱取同一樣品，平行制備得到供試溶液6份，按上述色譜條件測定，結果哈巴苷、哈巴俄苷、安格洛苷C含量平均值（n＝6）分別為2.62%、0.285%、0.183%，RSD分別為0.99%、1.2%、1.4%，表明該方法具有良好重復性。

2.1.8 加樣回收率試驗 分別精密稱取9份已知哈巴苷、哈巴俄苷、安格洛苷C含量的玄參藥材粗粉各5g。分別準確加入哈巴苷、哈巴俄苷、安格洛苷C對照品溶液適量，制備低、中、高三個質量濃度樣品，按上述 “2.1.3”項下制備供試品溶液，按“2.1.1”色譜條件測定。哈巴苷、哈巴俄苷、安格洛苷C平均回收率分別為98.27%（RSD為1.3%）、101.5%（RSD為1.7%）、100.8%（RSD為1.6%）。說明該方法回收率良好。

2.2 玄參提取工藝的優選

2.2.1 試驗設計 在單因素實驗基礎上選取乙醇體積分數、溶媒比、提取時間和提取次數為考察因素。由于提取次數屬于非連續變量，難以回歸分析，結合實際應用及文獻［7－9］，將提取次數定為2次。每個自變量的低、中、高水平分別以－1，0，1進行編碼，因素水平見表1。以玄參中主要有效成分哈巴苷、哈巴俄苷、安格洛苷C的含量及浸膏得率為評價指標，試驗安排及結果見表2。采用 “歸一化法”［10］和Hassan方法［11］對各指標進行數學轉換，計算公式如式①：

di＝（Yi-Y min）／（Y max-Y min） ①總評“歸一值”（overall desirability，OD），計算公式如式OD＝（d1×d2……dn）1／n ②

表1 Box－Behnken因素設計水平

表2 Box－Behnken試驗設計及結果

2.2.2 模型和方差分析 使用Design－Expert 7.0軟件進行二項式擬合，模型如下：

Y＝0.55＋1.25×10－3X1＋0.14X2－0.15X3＋0.045X1X2－0.099X1X3＋0.035X2X3－0.086X12－0.087X22－0.16X32（r＝0.9777）

由表3可知，提取時間和溶媒比對結果的影響非常顯著，X32的偏回歸系數非常顯著，X12和X22的偏回歸系數顯著。模型擬合檢驗結果非常顯著能夠說明該方程較為符合實際情況。回歸方程失擬檢驗不顯著，說明模型誤差較小，模型可用。

表3 回歸方程的方差分析

2.2.3 工藝條件優化與預測 根據二次多項式模型，作響應曲面圖，根據所擬合的響應曲面形狀，乙醇體積分數、提取時間、溶媒比對玄參中各主要成分含量及浸膏得率的影響，響應面圖見圖1～3。根據已建的模型，得最佳條件

圖1 提取時間，體積分數及其相互作用對結果影響的響應面

圖3 溶媒比，提取時間及其相互作用對結果影響的響應面

2.2.4 驗證試驗 按照以上得到的最佳工藝條件進行驗證試驗（n＝3），結果得到安格洛苷C含量為0.236%（RSD為2.36%）；哈巴苷含量為3.136%（RSD為1.96%）；哈巴俄苷含量為0.362%（RSD為1.82%）；浸膏得率為22.18%（RSD為1.69%）；總評歸一值為0.622，最大預測值為0.638，偏差率為－2.51%，說明本模型可靠，具有較好的預測性。

3 討論

目前，中藥及復方的提取工藝多采用正交設計和均勻設計，但二者的實驗次數偏少，存在精度低的缺點［12］。響應面法因模型擬合度高，實驗結果準確，在中藥及復方的提取工藝中越來越受到關注。實驗采用Box－Behnken效應為提取時間74.66min，溶媒比7.86倍，體積分數為82.11%。考慮實際生產情況及操作的可行性，將各因素條件進行微調，最終確定玄參最佳提取工藝為溶媒比8倍，乙醇體積分數82%，提取2次，每次75min。面法對玄參的提取工藝進行了優化，得到的結果準確，模型預測性良好，為玄參的工業化提取提供了實驗依據，同時也為起臨床的合理應用奠定了基礎。

圖2 溶媒比，體積分數及其相互作用對結果影響的響應面

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Optim ization of Extraction Technology for Radix Scrophulariae by Box－Behnken Response Surface M ethodology

SUN Lijun1MA Jingi1YANG Jing1HU Haitao2WANG Yue1
1.Daqing People's ital Heilongjiang Daqing 163316 China；2.Daqing Municipal Food and Drug Inspection Center Heilongjiang Daqing 163316 China

Objective：To optimize extraction technology of Radix Scrophulariae by Box－Behnken design.M ethods：To take the extraction time，solvent ratio and the ethanol concentration as independent variables，and take overall desirability as dependent variable（including the content of angorosideC，harpagide，harpagoside and extract yield），binomial formula was used to fit each level of independent variables，optimizing extraction process by Box－Behnken design and prediction was carried out through comparing observed and forecasted results.Results：Optimal extraction technology as follows：extracted 2 times for 75 minutes each time with 8 times amount of 82%ethanol.Regression coefficient of binomial fitting complexmode1 was as high as 0.9777.Bias between observed and predicted valueswas－2.51%.Conclusion：Optimal extraction process of Radix Scrophulariae was stable and reasonable.

Radix Scrophulariae；extraction proces；Box－Behnken response surfacemethod

R284.2

A

1007－8517（2015）20－0011－03

2015.07.17）