Box-Behnken Design响应面法结合遗传算法和直接搜索算法优化丹栀逍遥散的提取工艺Δ
丹皮,1材料,1仪器,2试剂,3药材,2方法与结果,1栀子苷,芍药苷,丹皮酚的含量测定,2单因素试验,3BBD响应面法优化提取工艺,4遗传算法求解最优提取工艺条件
苏本正,江波,崔宁,于宗渊(山东省中医药研究院,济南 250014)
逍遥散出自《太平惠民和剂局方》,由白芍、当归、茯苓、白术、柴胡、薄荷、炙甘草等多味药材组合而成。明代薛己在此基础上加入牡丹皮和栀子,制成加味逍遥散,又名丹栀逍遥散,具有养血健脾、疏肝清热之功效,是调和肝脾的代表方剂[1]。
有研究表明,白芍中的芍药苷对模型大鼠脑缺血后的血脑屏障具有保护作用[2],对肿瘤细胞的生长有一定抑制作用[3],对肝脏具有保护作用[4];牡丹皮中的丹皮酚具有抗肿瘤[5]、抗神经系统氧化应激损伤[6]、抗动脉粥样硬化[7]和改善血液循环[8]等作用;栀子中的栀子苷具有保肝利胆[9]、改善脑缺血[10]、调节血糖[11]和镇痛抗炎[12]等作用。由此可见,栀子苷、芍药苷和丹皮酚这3个成分与丹栀逍遥散养血健脾、疏肝清热的攻效相呼应,均为该方重要的活性成分。此外有研究表明,该方中栀子苷、芍药苷和丹皮酚含量均较高[13]。因此,本试验选择栀子苷、芍药苷和丹皮酚为指标成分。
响应面法可通过建立连续变量曲面模型,对影响生物过程的因子及其交互作用进行评价,最终确定各因素的最优水平取值[14]。近年来,响应面法逐渐被用于中药提取条件的优化中。美国MathWorks公司发布的MATLAB遗传算法与直接搜索工具箱(GADS)是一系列函数的集合,可让用户在响应面法结果的基础上同时使用遗传算法[15-16]和直接搜索算法[17]来求解各种优化问题。
本试验以乙醇体积分数、提取时间和液料比为考察因素,以丹栀逍遥散中栀子苷、芍药苷和丹皮酚3个指标成分的综合评分为评价指标,先采用Box-Behnken Design(BBD)响应面法进行试验设计,建立数学模型并获得目标函数后,再结合遗传算法和直接搜索算法求解各因素的最优范围与最优取值,为该方的提取工艺优化提供参考。
1 材料
1.1 仪器
2695型高效液相色谱仪,包括2996二极管阵列检测器、Empower色谱工作站等(美国Waters公司);TDL40B型低速离心机(上海安亭科学仪器厂);BP211D型电子分析天平[赛多利斯科学仪器(北京)有限公司];FW-80型高速万能粉碎机(北京市永光明医疗仪器有限公司);KDM型控温电热套(山东鄄城华鲁电热仪器有限公司);SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)。
1.2 试剂
1.3 药材
柴胡(批号:161201)、当归(批号:160501)、白芍(批号:160601)、白术(批号:160401)、茯苓(批号:161001)、炙甘草(批号:160601)、牡丹皮(批号:160801)、栀子(批号:160701)和薄荷(批号:160901)药材均购自山东百味堂中药饮片有限公司 ......
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