均勻試驗(yàn)法優(yōu)選頓咳顆粒噴霧干燥工藝*

王重陽

(河南中醫(yī)學(xué)院第三附屬醫(yī)院，河南 鄭州 450008)

·藥學(xué)研究·

均勻試驗(yàn)法優(yōu)選頓咳顆粒噴霧干燥工藝*

王重陽

(河南中醫(yī)學(xué)院第三附屬醫(yī)院，河南 鄭州 450008)

目的：通過均勻設(shè)計(jì)，優(yōu)選最佳噴霧干燥工藝參數(shù)。方法：以得粉率為指標(biāo)，以進(jìn)風(fēng)溫度、進(jìn)液溫度、泵速為影響因素，選用均勻設(shè)計(jì)和單因素方法進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果：最優(yōu)干燥工藝為進(jìn)風(fēng)溫度160 ℃,進(jìn)液溫度90 ℃,泵速為15%。結(jié)論：與進(jìn)風(fēng)溫度相比，進(jìn)液溫度、泵速對(duì)得粉率影響較明顯，且二者具有一定的交互作用。

均勻設(shè)計(jì)；得粉率；噴霧干燥；制劑工藝

頓咳顆粒為河南中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院院內(nèi)制劑，由百部(炙)、白前、紫菀、車前子、白及、前胡、款冬花7味藥材組成。因?yàn)榻M方藥材中富含黏液質(zhì)、鞣質(zhì)、多糖等成分，所以該制劑的提取物在噴霧干燥過程中粘壁現(xiàn)象嚴(yán)重，需要加入大量輔料進(jìn)行改善。本研究在不增加輔料比例的情況下，根據(jù)設(shè)備參數(shù)設(shè)置，以進(jìn)風(fēng)溫度、進(jìn)液溫度、泵速為研究對(duì)象，采用均勻設(shè)計(jì)來優(yōu)選最佳噴霧干燥設(shè)備參數(shù)，進(jìn)行防粘壁關(guān)鍵技術(shù)研究，以提高生產(chǎn)工藝的技術(shù)含量，同時(shí)為其他易產(chǎn)生粘壁現(xiàn)象的制劑的工藝改進(jìn)提供依據(jù)。

1 藥品與儀器

頓咳顆粒濃縮液，醫(yī)院自制，相對(duì)密度為1.10。BSA224S-CW型電子天平，德國Sartorius公司產(chǎn)品；GZX-9070MBE型數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱，上海博迅技術(shù)公司產(chǎn)品；RE-5220型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠產(chǎn)品；NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，天津大學(xué)精密儀器廠產(chǎn)品；HK250型臺(tái)式超聲波清洗器，上?？茖?dǎo)超聲儀器有限公司產(chǎn)品；AM-5250B型磁力攪拌器，天津奧特塞恩斯儀器有限公司產(chǎn)品；B-290型噴霧干燥器，瑞士BUCHI公司產(chǎn)品。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 藥液含固量的測(cè)定

精密吸取一定體積的濃縮液，置已恒重的蒸發(fā)皿中，水浴蒸干后置105 ℃干燥至恒重，稱定質(zhì)量，計(jì)算藥液的含固量。

其中M為帶藥蒸發(fā)皿的質(zhì)量，m為蒸發(fā)皿的質(zhì)量，V為藥液的體積。

2.2 得粉率的計(jì)算方法

依照試驗(yàn)設(shè)計(jì)，取一定體積的濃縮液進(jìn)行噴霧干燥，收集所得粉體，測(cè)定得粉率，并觀察不同供試液的粘壁情況。

其中M為所得粉體質(zhì)量，C為藥液含固量，V為供試液體積。

2.3 均勻設(shè)計(jì)

考察進(jìn)風(fēng)溫度、進(jìn)液溫度、泵速3個(gè)因素。為增加數(shù)據(jù)的可靠性，每因素選擇6個(gè)水平。選擇均勻設(shè)計(jì)表U6(63)，均勻設(shè)計(jì)偏差為D=0.265 6<0.3，以A代表進(jìn)風(fēng)溫度、B代表進(jìn)液溫度、C代表泵速，每個(gè)因素設(shè)定6個(gè)水平，進(jìn)風(fēng)溫度130～170 ℃，進(jìn)液溫度20～100 ℃，泵速10%～33%，見表1。以得粉率為指標(biāo)，根據(jù)3因素6水平均勻設(shè)計(jì)表U6(63)安排實(shí)驗(yàn)。見表1、表2。

表1 因素水平表

表2 均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)表U6(63)

2.4 得粉率的測(cè)定

依照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，取配制好的供試品進(jìn)行噴霧干燥，收集所得粉體，測(cè)定得粉率，并觀察不同參數(shù)條件下的粘壁情況。

3 結(jié) 果

3.1 頓咳顆粒均勻試驗(yàn)結(jié)果與模擬圖形

見表3和圖1。

表3 頓咳顆粒均勻試驗(yàn)結(jié)果

圖1 頓咳顆粒均勻試驗(yàn)數(shù)據(jù)模擬圖

回歸方程：Y=96.571+0.065X2-0.880X3+0.003X2X3(R2=0.999 9,P<0.05，其中X2為進(jìn)液溫度,X3為泵速)。方程表明：因素A對(duì)得粉率無影響，因素B和C對(duì)得粉率有影響。由方程知系數(shù)知：因素C的影響大于因素B，且二者具有一定的交互作用。經(jīng)Excel對(duì)方程進(jìn)行規(guī)劃求解得，X2=90，X3=15，即當(dāng)進(jìn)液溫度為90℃,泵速為15%時(shí)，方程求得最優(yōu)解。由圖知，越靠近C端得粉率越高。

3.2 頓咳顆粒試驗(yàn)數(shù)據(jù)直方分析圖

見圖2。圖中坐標(biāo)軸1和坐標(biāo)軸2相比，減小泵速可提高得粉率；坐標(biāo)1與坐標(biāo)3處的設(shè)備參數(shù)相比，進(jìn)風(fēng)溫度和泵速相對(duì)接近，但進(jìn)液溫度不同，導(dǎo)致得粉率變化；坐標(biāo)3與坐標(biāo)4處可知，進(jìn)液溫度提高，泵速下降，能提高得粉率，坐標(biāo)5與坐標(biāo)6類似于坐標(biāo)1與坐標(biāo)2的變化。

圖2 頓咳顆粒試驗(yàn)數(shù)據(jù)直方分析圖

3.3 進(jìn)風(fēng)溫度的篩選

為篩選合適的進(jìn)風(fēng)溫度，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果擬定4個(gè)水平，按照3.1項(xiàng)下的工藝條件進(jìn)行篩選：進(jìn)液溫度90 ℃,泵速為15%，每組試驗(yàn)3次取平均值。結(jié)果見表4。

表4 進(jìn)風(fēng)溫度單因素試驗(yàn)結(jié)果

數(shù)據(jù)表明，得粉率隨進(jìn)風(fēng)溫度的提高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。溫度從160℃ 升至165℃ 時(shí)，得粉率上升不明顯。方差分析中，P<0.05，說明進(jìn)風(fēng)溫度具有顯著性。本著節(jié)約能源的原則，選擇160 ℃為最佳參數(shù)。

3.4 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

為考察上述優(yōu)選工藝的穩(wěn)定性，進(jìn)行3倍放大試驗(yàn)，按照所篩選的工藝條件進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)風(fēng)溫度160 ℃，進(jìn)液溫度90 ℃,泵速為15%。結(jié)果見表5。

表5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

4 討 論

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，隨著參數(shù)的改變，得粉率呈現(xiàn)出一定起伏的曲面，表明設(shè)備參數(shù)的調(diào)整對(duì)得粉率有一定的影響。3個(gè)設(shè)備參數(shù)中泵速、進(jìn)液溫度對(duì)得粉率影響較大。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化的結(jié)果表明：升高進(jìn)液溫度、降低泵速，有利于得粉率的提高。對(duì)于含有黏液質(zhì)的提取物，在干燥時(shí)表面易失水結(jié)膜，造成內(nèi)部水分不易揮發(fā)而粘壁，進(jìn)液溫度的提高，能使供試品的初始熱能量增大，促進(jìn)水分揮發(fā)，從而提高了得粉率。相比之下，若為含多糖類提取物，進(jìn)風(fēng)溫度的選擇最為重要：進(jìn)風(fēng)溫度偏低會(huì)致干燥不充分；過高則導(dǎo)致軟化粘壁，甚至焦糊。本研究僅從設(shè)備層面進(jìn)行分析，未考慮藥品輔料對(duì)得粉率的影響，此有待日后進(jìn)一步深入研究。

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(編輯 陶 珠)

1001-6910(2015)11-0071-03

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B

10.3969/j.issn.1001-6910.2015.11.34

河南省教育廳基礎(chǔ)與前沿項(xiàng)目(2011A360006)

2015-04-10；

2015-09-09