滇桂艾納香配方顆粒噴霧干燥工藝的優(yōu)化

謝譚芳， 何結(jié)思， 程 哲， 王志萍， 朱小勇

(廣西中醫(yī)藥大學(xué)，廣西高校中藥制劑共性技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)代中藥制劑工程技術(shù)研究中心，廣西 南寧 530022)

2016年2月，國務(wù)院印發(fā)了《中醫(yī)藥發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃綱要2016-2030年》，明確將中藥配方顆粒納入國家中醫(yī)藥發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，行業(yè)開發(fā)趨勢已逐漸明朗[1]。中藥配方顆粒是中藥飲片傳統(tǒng)與現(xiàn)代科技的結(jié)合，也是在中藥飲片基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，它不僅保留了中藥飲片的藥性功效，還具有劑量準(zhǔn)確、使用貯存方便、衛(wèi)生潔凈等特點(diǎn)[2]。滇桂艾納香是廣西民間常用壯藥之一，為了充分發(fā)揮該藥材活血止血的功效，前期將其開發(fā)成配方顆粒，不僅可保持中藥飲片藥效，而且使用方便程度得到了很大的改善。

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，常采用冷凍干燥、減壓干燥工藝，但兩者干燥時間長，生產(chǎn)效率低[3]。噴霧干燥法相較于一般的常壓、減壓干燥，其效率更高，有效成分破壞率更低，所得粉體均一，溶化性好，具有良好的發(fā)展應(yīng)用前景[4-5]。星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法是一種條件尋優(yōu)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，可將復(fù)雜的未知函數(shù)關(guān)系在小區(qū)域內(nèi)用簡單的模型來擬合，它計(jì)算簡便，具有可連續(xù)對試驗(yàn)各水平進(jìn)行分析的優(yōu)勢[6]。因此，本實(shí)驗(yàn)采用AHP-CRITIC法結(jié)合星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)化滇桂艾納香配方顆粒噴霧干燥工藝，以期為該制劑后續(xù)開發(fā)提供依據(jù)。

1 材料

1.1 試劑與藥物 原兒茶酸對照品(批號110808-201205，純度99.9%)購自中國食品藥品檢定研究院。滇桂艾納香(產(chǎn)地廣西百色)購自當(dāng)?shù)厮幉幕?，?jīng)廣西中醫(yī)藥大學(xué)中藥鑒定教研室田慧教授鑒定為菊科植物假東風(fēng)草Blumeariparia(Bl.)DC.的干燥全草。乙腈為色譜純，購自賽默飛世爾科技(中國)有限公司；乙醇為分析純，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；水為超純水。

1.2 儀器 UPC-11-10T型超純水器；SQP YJ-04型電子天平[賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司]；KQ3200B超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；LC-20A型島津高效液相色譜儀(日本島津公司)；DGG-9426A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海市齊欣科學(xué)儀器有限公司)；Mobile Minor試驗(yàn)型噴霧干燥器(丹麥GEA Niro公司)；Fresco 17型冷凍高速離心機(jī)[賽默飛世爾科技(中國)有限公司]；MA150C-000230V1快速水分測定儀(德國賽多利斯公司)。

2 方法與結(jié)果

2.1 提取液制備 取藥材適量，加入20倍量水提取2次，每次30 min，300目濾布過濾，合并濾液，濃縮至所需相對密度，即得。

2.2 噴霧干燥粉末得率測定 先測定固含量，方法為取不同相對密度水提液各約2.0 g，平行3份，置于鹵素快速水分測定儀中加熱至105 ℃，保溫使水分蒸發(fā)，當(dāng)質(zhì)量不再變化的時間大于30 s時停止加熱，讀取最終質(zhì)量，公式為固含量=(干燥后剩余質(zhì)量/樣品質(zhì)量)×100%。再測定噴霧干燥粉末得率，公式為粉末得率=[收集瓶內(nèi)粉末質(zhì)量/(固含量×藥液體積)]×100%[7]。

2.3 含水量測定 參照2020年版《中國藥典》四部通則0832水分測定法中的烘干法，取噴霧干燥粉末約2 g，精密稱定，平鋪于干燥至恒重的扁形量瓶中，厚度不超過5 mm，精密稱定質(zhì)量，開啟瓶蓋，在105 ℃下干燥5 h，將瓶蓋蓋好，轉(zhuǎn)移至干燥器中，放冷30 min，精密稱定質(zhì)量，在上述溫度下干燥1 h，放冷，精密稱定質(zhì)量，重復(fù)上述操作至連續(xù)2次測定結(jié)果的差異不超過5 mg，根據(jù)減失的質(zhì)量來計(jì)算含水量。

2.4 原兒茶酸含量測定

2.4.1 色譜條件 ZORBAX SB-C18色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；流動相乙腈-1%冰醋酸(5∶95)；體積流量1.0 mL/min；柱溫30 ℃；檢測波長257 nm；進(jìn)樣量10 μL。

2.4.2 對照品溶液制備 精密稱取原兒茶酸對照品適量，甲醇溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得(質(zhì)量濃度為0.586 0 mg/mL)。

2.4.3 供試品溶液制備 取噴霧干燥粉末約2 g，精密稱定，置于具塞錐形瓶中，精密加入甲醇50 mL，稱定質(zhì)量，超聲(功率150 W、頻率40 kHz)處理40 min，放冷，甲醇補(bǔ)足減失的質(zhì)量，搖勻，濾過，取續(xù)濾液，即得。

2.4.4 線性關(guān)系考察 精密量取適量“2.4.2”項(xiàng)下對照品溶液，甲醇稀釋至4.036、8.072、16.144、32.280、64.575 μg/mL，分別精密吸取10 μL，在“2.4.1”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測定，以對照品質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X)，峰面積為縱坐標(biāo)(Y)進(jìn)行回歸，得方程為Y=40 790X-26 156(r=0.999 9)，在4.036～64.575 μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

2.4.5 精密度試驗(yàn) 精密吸取同一份對照品溶液10 μL，在“2.4.1”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測定6次，測得原兒茶酸峰面積RSD為0.36%，表明儀器精密度良好。

2.4.6 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取同一份供試品溶液，于0、2、4、6、8、12 h在“2.4.1”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測定，測得原兒茶酸峰面積RSD為1.01%，表明溶液在12 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.4.7 重復(fù)性試驗(yàn) 取噴霧干燥粉末6份，按“2.4.3”項(xiàng)下方法制備供試品溶液，分別精密吸取10 μL，在“2.4.1”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測定，測得原兒茶酸含量RSD為1.85%，表明該方法重復(fù)性良好。

2.4.8 加樣回收率試驗(yàn) 取各成分含量已知的噴霧干燥粉末6份，每份約1 g，精密稱定，加入適量對照品，按“2.4.3”項(xiàng)下方法制備供試品溶液，在“2.4.1”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測定，計(jì)算回收率。結(jié)果，原兒茶酸平均加樣回收率為95.93%，RSD為1.45%。

2.4.9 專屬性試驗(yàn) 吸取對照品、供試品溶液和甲醇適量，在“2.4.1”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣測定，結(jié)果見圖1。由此可知，甲醇不干擾原兒茶酸測定，分離度大于1.5，表明該方法專屬性良好。

1. 原兒茶酸圖1 原兒茶酸HPLC色譜圖

2.5 單因素試驗(yàn)

2.5.1 提取液相對密度 控制進(jìn)風(fēng)溫度為170 ℃，泵轉(zhuǎn)速為10 r/min，選擇提取液相對密度1.0、1.02、1.05、1.07、1.10(25 ℃)，測得原兒茶酸含量分別為0.458 8、0.457 9、0.503 3、0.462 5、0.460 8 mg/g，噴霧干燥粉末得率分別為96.52%、82.50%、71.03%、74.12%、54.03%，含水量分別為8.99%、6.96%、6.78%、6.33%、4.05%。

2.5.2 進(jìn)風(fēng)溫度 控制提取液相對密度為1.05，泵轉(zhuǎn)速為10 r/min，選擇進(jìn)風(fēng)溫度160、165、170、175、180 ℃，測得原兒茶酸含量分別為0.490 0、0.483 2、0.489 7、0.496 6、0.487 1 mg/g，噴霧干燥粉末得率分別為70.51%、70.00%、72.87%、76.48%、85.23%，含水量分別為5.80%、5.50%、5.60%、5.00%、6.80%。

2.5.3 進(jìn)樣速度 控制進(jìn)風(fēng)溫度為175 ℃，提取液相對密度為1.05，選擇進(jìn)樣速度10、11、12、13、14 r/min，測得原兒茶酸含量分別為0.422 5、0.410 1、0.409 5、0.433 6、0.440 4 mg/g，噴霧干燥粉末得率分別為73.52%、77.16%、84.03%、85.31%、87.16%，含水量分別為5.10%、5.80%、5.46%、5.06%、5.31%。

2.6 AHP-CRITIC權(quán)重法結(jié)合星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法

2.6.1 AHP法 參考文獻(xiàn)[8]報道，優(yōu)先順序?yàn)樵瓋翰杷岷?噴霧干燥粉末得率>含水量，依次構(gòu)建判斷矩陣，進(jìn)行兩兩比較，結(jié)果見表1。

表1 評價指標(biāo)兩兩比較的判斷矩陣

表2 標(biāo)準(zhǔn)化處理結(jié)果

表3 CRITIC相關(guān)系數(shù)測定結(jié)果

2.6.3 AHP-CRITIC法 將AHP、CRITIC法所得權(quán)重系數(shù)進(jìn)行綜合權(quán)重計(jì)算，公式為W復(fù)合ij=WAHPijWCRITICij/∑WAHPijWCRITICij，得原兒茶酸含量、噴霧干燥粉末得率、含水量權(quán)重系數(shù)分別為0.698 6、0.178 1、0.123 4。

2.6.4 3種權(quán)重方法比較 分別對AHP、CRITIC、AHP-CRITIC法所得數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評分，計(jì)算總評“歸一值”(OD值)，結(jié)果見表4，再采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)AHP、CRITIC法所得OD值之間的相關(guān)系數(shù)為0.67，AHP、AHP-CRITIC法為0.994，CRITIC、AHP-CRITIC法為0.68，兩兩比較均有顯著差異(P<0.05)，表明3種權(quán)重方法一致性良好。同時，采用SPSS 26.0軟件分析權(quán)重系數(shù)，發(fā)現(xiàn)AHP、CRITIC所得權(quán)重系數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)為-0.33，不具有顯著性(P>0.05)。最終，本實(shí)驗(yàn)采用AHP-CRITIC法對原兒茶酸含量、噴霧干燥粉末得率、含水量進(jìn)行綜合評分，計(jì)算OD值，公式為OD值=原兒茶酸含量實(shí)測值/最大值×0.698 6×100+噴霧干燥粉末得率實(shí)測值/最大值×0.178 1×100+最小值/含水量實(shí)測值×0.123 4×100。

表4 3種權(quán)重方法所得OD值測定結(jié)果

2.6.5 星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法 在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以提取液相對密度(A)、進(jìn)風(fēng)溫度(B)、進(jìn)樣速度(C)為影響因素，原兒茶酸含量、噴霧干燥粉末得率、含水量的OD值為評價指標(biāo)，采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)化噴霧干燥工藝，因素水平見表5，結(jié)果見表6，方差分析見表7。

表5 因素水平

表6 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

表7 方差分析

對表6數(shù)據(jù)進(jìn)行二項(xiàng)式擬合，得方程為Y=85.93-0.39A-2.14B-1.04C+0.90AB+0.64AC+2.61BC-0.82A2+0.85B2+0.093C2(r=0.842 9)。由表7可知，因素B、BC有顯著影響(P<0.05)，響應(yīng)面分析見圖2。最終確定，最優(yōu)噴霧干燥工藝為提取液相對密度1.00(25 ℃)，進(jìn)風(fēng)溫度160 ℃，進(jìn)樣速度10 r/min，OD值為94.60。

圖2 各因素響應(yīng)面圖

2.7 驗(yàn)證試驗(yàn) 取提取液適量，按“2.6.5”項(xiàng)下優(yōu)化工藝進(jìn)行3批驗(yàn)證試驗(yàn)，測得原兒茶酸含量分別為0.445 5、0.436 1、0.465 2 mg/g，噴霧干燥粉末得率分別為84.78%、83.40%、83.14%，含水量分別為5.20%、5.20%、4.40%，平均OD值為95.58，RSD為3.88%，與預(yù)測值94.60接近(偏差率[12]為-1.04%)，表明該方法預(yù)測性理想，工藝重復(fù)性良好。

3 討論與結(jié)論

AHP法介于主觀與客觀之間，是通過數(shù)理運(yùn)算將人們主觀上對各項(xiàng)指標(biāo)的重視程度與各項(xiàng)指標(biāo)間的相互聯(lián)系轉(zhuǎn)變?yōu)榭闪炕臋?quán)重系數(shù)，使綜合評價變得科學(xué)合理[13]；CRITIC法屬于客觀權(quán)重系數(shù)法，在計(jì)算過程中是將各指標(biāo)根據(jù)相對應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而轉(zhuǎn)變成可量化的權(quán)重系數(shù)，避免了主觀性，但未體現(xiàn)出優(yōu)先順序；AHP-CRITIC法結(jié)合了上述2種賦權(quán)法的優(yōu)點(diǎn)，既注重主觀，又不失客觀，比單一賦權(quán)法更能區(qū)分樣本數(shù)據(jù)，所體現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息也更全面，可保證數(shù)據(jù)點(diǎn)均勻分散，結(jié)果穩(wěn)定可靠、全面合理、符合實(shí)際[14-16]。本實(shí)驗(yàn)采用AHP-CRITIC法確定原兒茶酸含量、噴霧干燥粉末得率、含水量的權(quán)重系數(shù)，再通過星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)化滇桂艾納香配方顆粒噴霧干燥工藝，該方法穩(wěn)定可靠，可為后續(xù)該制劑的制備及工業(yè)化大生產(chǎn)提供基礎(chǔ)。