Critical process parameter identification of manufacturing processes of Astragali Radix extract with a weighted determination coefficient method

Objective: Critical process parameters (CPPs) identification is an important step of the implementation of quality by design (QbD) concept. There are many CPP identification methods, such as risk analysis method, sensitivity analysis method, multiple linear regression method, standard partial regression coefficient (SPRC) method, and so on. The SPRC method can consider multiple process critical quality attributes (CQAs) simultaneously, but the determination of CPP number is subjective. Therefore, new CPP identification method is still required. Methods: The manufacturing process of Astragali Radix extract, which contained water reflux extraction, concentration, and ethanol precipitation, was used as an example. First, the multiple process CQAs were determined to be the yield of pigment, dry matter, sugars, and active ingredients. Second, the potential CPPs were determined by a knowledge organization method. Plackett-Burman designed experiments were then performed. A weighted determination coefficient () method was presented to identify CPPs. In this method, the importance of different CQAs was considered. Process parameters were removed one-by-one according to their importance index. The decrease in was used to characterize the importance of the removed parameter. If the decrease of was less than a preset threshold, the removed parameter was not a CPP. Results: During the manufacturing process of Astragali Radix extract, the potential CPPs determined by the knowledge organization method were water consumption, reflux extraction time, extraction frequency, ethanol content, ethanol consumption, and concentration endpoint. Reflux extraction time, the first ethanol consumption, the second ethanol consumption, and the second ethanol precipitation refrigeration temperature were found to be CPPs using the weighted determination coefficient method with the threshold of 10%. Conclusion: Using the weighted determination coefficient method, CPPs can be determined with all the CQAs considered based on their importance. The determination of CPP number is more objective compared with the SPRC method.     

乙醇回流提取黄芪总黄酮最佳温度考察

目的:筛选黄芪总黄酮的最佳回流提取温度。方法:以芦丁的收率为指标,采用平行试验法对黄芪总黄酮提取温度进行优选。结果:乙醇回流提取黄芪总黄酮的最佳温度为80℃。结论:该提取温度符合大生产的要求,可为黄芪总黄酮的提取工艺研究提供科学依据。     

不同提取方法对黄芪总皂苷含量的影响

目的：优选黄芪总皂苷的提取方法。方法：采用平行试验法,以黄芪甲苷为指标,测定用HPLC-ELSD法测试乙醇回流法和水提醇沉法提取的总皂苷中黄芪甲苷的含量。结果：乙醇回流法比水提醇沉法提取的总皂苷中黄芪甲苷含量高出约40%。结论：乙醇回流法较水提醇沉法提取率高,是黄芪总皂苷的最佳提取工艺。     

超高压提取黄芪甲苷工艺研究

 目的研究超高压提取黄芪药材中皂苷类成分的最佳工艺。方法以黄芪甲苷含量为指标,蒸发光散射检测器(ELSD)进行高效液相色谱检测,正交设计法对提取压力(100,300,500MPa),溶剂中乙醇浓度(50%,70%,90%),溶剂与原料比(10:1,15:1,20:1)以及提取时间(1,3,5min)等影响因素进行考察,确定最优提取条件,并同热回流提取作比较。结果超高压提取黄芪皂苷类成分的最佳工艺为:压力300MPa,溶剂乙醇体积分数70%,溶剂原料比20:1(mL·g^-1),提取时间5min。超高压提取的效率优于热回流提取。结论同热回流方法比较,超高压提取黄芪中皂苷类成分,具有效率高、时间短和能耗低等优点。     

质量源于设计:基于知识组织的中药生产潜在关键工艺参数的辨识

目的:在"质量源于设计"(quality by design,Qb D)理念的指导下,将知识组织方法应用于中药生产潜在关键工艺参数辨识。方法:以丹参乙醇提取工艺相关文献为研究对象,运用秩和比法,通过知识抽取、知识重组和结果分析实现知识组织对丹参醇提潜在关键工艺参数的辨识。结果:运用知识组织方法和秩和比法成功辨识出丹参醇提工艺关键工艺参数的影响程度,其中乙醇体积分数和乙醇用量的影响最为重要,秩和比分别为0.319 3和0.252 1;其次为提取次数、提取时间和提取温度,秩和比分别为0.180 7,0.205 9,0.067 23。结论:Qb D理念指导下的知识组织方法可以有效辨识中药生产过程中潜在关键工艺参数,为中药生产过程的质量控制提供指导。     

基于质量源于设计理念优化参蒲盆炎颗粒喷雾干燥工艺

目的基于"质量源于设计"(quality by design,Qb D)理念,采用设计空间法优化参蒲盆炎颗粒喷雾干燥工艺。方法首先将集粉率、水分含量及芍药苷、绿原酸、虎杖苷、丹酚酸B含量6个指标作为关键质量属性(critical quality attribute,CQA),采用Plackett-Burman(P-B)设计实验,通过加权标准偏回归系数筛选出进风温度、进样速率、药液密度为3个关键工艺参数(critical process parameter,CPP);再采用Box-Behnken设计实验,通过逐步回归法建立CQA和CPP间的数学模型。结果方差分析显示模型P值均小于0.05,失拟值均大于0.05,可以较好地描述CQA和CPP之间的关系。最后通过MonteCarlo仿真法计算获得基于概率的设计空间并验证。结论在工艺参数设计空间内操作能够保证参蒲盆炎颗粒喷雾干燥工艺品质稳定,有助于提高批次间质量均一性,为产业化提供数据支撑。     

设计空间法优化党参一次醇沉工艺

采用设计空间法优化党参一次醇沉工艺参数操作范围以提升工艺稳健性。首先选取总黄酮保留率、总固体去除率和色素去除率为关键工艺评价指标,然后采用Plackett-Burman设计发现关键工艺参数为浓缩液含固量、乙醇和浓缩液质量比(醇料比)以及乙醇浓度,再采用Box-Behnken设计建立关键工艺参数和关键工艺评价指标间的数学模型,最后通过Monte Carlo法计算获得基于概率的设计空间并验证。验证结果表明,在工艺参数设计空间内操作能够保证党参一次醇沉工艺品质稳定。根据计算结果,党参一次醇沉工艺的推荐操作空间为浓缩液含固量45.0%~48.0%,醇料比2.48~2.80 g·g^-1,乙醇浓度92.0%~92.7%。     

基于QbD理念的丹参醇提工艺设计空间的建立与验证

目的：建立并验证丹参醇提工艺的设计空间。方法：以隐丹参酮、丹参酮IIA提取率为关键质量属性（CQA）,以乙醇浓度、乙醇倍量、煎煮时间为关键工艺参数（CPP）,采用中心点复合设计安排实验,基于二次多项式回归模型开发丹参醇提工艺设计空间。结果：方差分析结果显示模型的P值均小于0．05,且失拟值均大于0．1,表明该模型可以较好的描述CQA和CPP之间的关系,设计空间以Overlay plot展示,在加入95％置信区间后,可缩小设计空间范围并提高其可靠性。结论：基于质量源于设计（QbD）理念建立丹参醇提工艺设计空间可以提高工艺过程的稳健性和灵活性。     

黄芪药材、饮片中黄芪甲苷含量测定方法的改进

目的：建立操作简便、重现性好的黄芪药材、饮片中黄芪甲苷的提取及含量测定方法。方法：比较4种不同的提取方法,用HPLC-ELSD法测定黄芪甲苷含量,色谱柱为Capcell PAK C18（4.6mm×250mm,5μm）;流动相为乙腈-水（32：68）。结果：简化的提取方法,黄芪甲苷的进样量在0.53～12.72μg范围内线性关系良好（r=0.9994）,平均回收率为98.91%,RSD=2.10%。结论：改进方法样品提取简单、方便、准确、重现性好,可作为黄芪药材、饮片中黄芪甲苷含量测定方法。     

黄芪提取过程总皂苷质量浓度的在线监测

目的 利用近红外光谱分析技术对黄芪提取过程进行在线监测,实时反映药效成分的溶出信息.方法 利用远程光纤流通池在线采集黄芪提取过程中提取液的近红外光谱,同时采集提取液样品,利用HPLC-MS方法测得提取液中黄芪皂苷Ⅱ、异黄芪皂苷Ⅱ、黄芪皂苷Ⅰ和黄芪甲苷4种成分的质量浓度作为对照值,利用偏最小二乘法建立4种成分及黄芪总皂苷的定量分析模型,将所建的黄芪总皂苷定量分析模型用于黄芪提取过程的在线分析,实时反映提取液中黄芪总皂苷的质量浓度信息.结果 黄芪提取液中4种皂苷的近红外定量分析模型相关系数分别达到0.9876、0.9640、0.8571、0.9816,黄芪总皂苷定量分析模型的相关系数为0.9932,校正均方差(RMSEC)为5.94,内部交叉验证的相关系数为0.9766,交叉验证均方差(RMSECV)为11.1.将黄芪总皂苷定量分析模型用于3个批次提取过程的在线监测,能够及时准确地反映提取液中黄芪总皂苷的质量浓度信息.结论 利用本实验所建立的方法,可以实现以黄芪总皂苷为检测指标,对黄芪提取过程的在线监测,为黄芪提取过程的终点判断和工艺优化提供参考.     

复合酶法提取远志总皂苷的工艺研究

目的：研究酶法结合传统回流法提取远志总皂苷工艺条件。方法：利用可见分光光度法测定远志总皂苷含量；考察植物复合酶的酶解时间、酶解温度对传统提取工艺的强化效果；通过显微结构图和红外光谱图说明了复合酶法强化传统提取法的作用方式及提取物的结构。结果：酶用量为0．4％时，适宜酶解温度为55％，最优酶解时间为0．5h。结论：复合酶法结合传统回流提取后，可提高远志总皂苷提取率、缩短提取时间、减少乙醇使用量，对于远志流浸膏的高效提取具有一定指导意义。     

不同产地黄芪根、茎、叶中4种异黄酮类成分的比较及其聚类分析

目的比较不同产地黄芪根、茎、叶中4种异黄酮的含量并对其进行聚类分析,为该药材资源的综合开发利用提供科学依据。方法采用高效液相色谱法建立黄芪中4种异黄酮的含量测定方法并对不同产地黄芪根、茎、叶中异黄酮类成分进行含量测定;通过IBM SPSS 19.0和R语言Pheatmap包对不同产地黄芪进行聚类分析。结果不同产地黄芪根、茎、叶中4种异黄酮含量差异较大;基于SPSS和R语言的聚类分析均支持20批次不同产地样品被分为2类,其中甘肃和陕西样品聚为一类,山西、黑龙江和内蒙古黄芪聚为另一类。结论所建立黄芪4种异黄酮成分含量测定及聚类分析方法可为黄芪药材的真伪鉴别和质量评价提供依据,也可为黄芪各个部位的综合利用提供一定的参考。     

正交实验法优选白芍中芍药苷的醇提工艺

目的建立白芍中芍药苷的最佳醇提工艺。方法以芍药苷为考察指标,用高效液相色谱法进行含量测定,并用正交试验法优化提取条件。结果用80%乙醇回流提取芍药苷两次,第1次用8倍量乙醇,第2次用6倍量乙醇,1 h/次。结论乙醇浓度和提取时间对白芍中芍药苷的提取率有较大影响。     

黄芪和白术提取物对IEC-6细胞迁移的影响

目的 筛选益气健脾中药黄芪和白术促进小肠上皮细胞(IEC-6)迁移的有效提取部位.方法 以系统溶剂分离法从黄芪、白术药材分别得到糖复合物、正丁醇萃取物、醇沉上清液以及大孔树脂吸附后70%乙醇洗脱部位作受试药.IEC-6细胞接种于6孔板并培养24 h,划痕法造细胞迁移模型,划痕后加入各受试药,24 h后观察细胞迁移情况;并进一步观察具有促进细胞迁移的有效部位对二氟甲基鸟氨酸(DFMO)所致细胞迁移抑制的影响.结果 50 mg·L-1的黄芪糖复合物或白术糖复合物能促进细胞迁移(P＜0.01);黄芪、白术的正丁醇萃取物、醇沉上清液、大孔树脂吸附后醇洗脱部位对细胞迁移均无明显影响;2.5 mmol·L-1的DFMO能抑制细胞迁移(P＜0.01),加入DFMO同时加入100 mg·L-1黄芪糖复合物或200 mg·L-1白术糖复合物能使细胞迁移恢复至接近正常水平.结论 黄芪糖复合物和白术糖复合物能促进IEC-6细胞迁移,还能使DFMO所致的细胞迁移抑制恢复至接近正常水平.     

白芍中芍药苷的提取方法研究

目的：建立中药白芍中芍药苷的提取方法。方法：以芍药苷为指标，用高效液相色谱法进行分析测定，系统考察不同溶剂、不同提取方式对芍药苷提取率的影响，并用正交试验法进一步优选提取条件。结果：用7倍量80％乙醇回流提取2次(每次2h)的提取方法可以获得较高的芍药苷提取率。结论：溶剂种类和提取方式对白芍中芍药苷的提取效率有较大影响。     

微波水提黄芪皂苷的工艺研究

目的优选以水为溶剂微波提取黄芪皂苷的工艺。方法以水为溶剂,采用正交设计法,考察药材粒径、微波功率、提取时间对提取工艺的影响,优选黄芪皂苷提取工艺,并与传统乙醇加热回流提取作比较。结果药材粒径和微波功率对黄芪皂苷提取率有高度显著影响(P<0.01),提取时间对提取率影响显著(0.05相似文献   

基于危害及可操作性分析的设计空间法优化红参醇提工艺

基于质量源于设计理念,采用危害及可操作性分析法与设计空间法对红参醇提工艺进行优化。首先采用危害及可操作性分析法结合实际生产对醇提工艺进行风险评估,确定乙醇浓度、醇料比和提取时间为关键工艺参数,然后采用Box-Behnken设计法建立关键工艺参数和工艺评价指标间的数学模型,在此基础上计算设计空间,最终选取的操作空间为:醇浓度90.3%~90.7%,醇料比2.5~3.1 mL·g~(-1),每次提取时间124~130 min。结果表明,该研究方法能降低红参醇提工艺各参数的风险水平,为提高工艺控制水平提供了新思路。     

星点设计-效应面法优选远志的提取工艺

目的:星点设计-效应面法优选远志的提取工艺。方法:以乙醇浓度,回流时间和溶剂(倍)量为自变量,远志皂苷元提取率为因变量对自变量各水平进行多元线性回归和二项式拟合,用效应面法选择较佳工艺条件,并进行预测分析。结果:确定最优提取工艺为乙醇浓度60%,提取时间2.5 h,溶媒用量10倍,提取2次,提取率预测值与理论值偏差为-5.93%,二项式拟合复相关系r=0.979 0。结论:星点设计-效应面法优选远志的提取工艺,方法简便,预测性良好。     

黄芪提取物对结肠腺癌Caco-2细胞葡萄糖吸收的影响

目的:探讨黄芪提取物对Caco-2细胞葡萄糖吸收的影响,并探讨其作用机制。方法:采用系统溶剂法提取黄芪各部位,以Caco-2细胞为研究对象,设立空白组和黄芪各提取部位组(乙醇、石油醚、乙酸乙酯、正丁醇4个部位组)。以荧光标记2-脱氧葡萄糖(2-NBDG)做为光学探针检测黄芪各提取部位对Caco-2细胞葡萄糖吸收能力的影响。筛选出黄芪中促进Caco-2细胞葡萄糖吸收的药效部位后,对这一药效部位有效作用浓度进行考察。采用蛋白免疫印迹法(Western blot)法测定Caco-2细胞钠依赖葡萄糖转运蛋白(SGLT1)和2型葡萄糖转运蛋白(GLUT2)蛋白表达。结果:黄芪正丁醇提取部位可以促进Caco-2细胞葡萄糖的吸收,与空白组比较,黄芪正丁醇提取部位100,150 mg·L-1组Caco-2细胞葡萄糖含量升高(P0.05,P0.01);且黄芪正丁醇部位可以上调Caco-2细胞GLUT2和SGLT1蛋白的表达(P0.05,P0.01)。结论:黄芪正丁醇萃取部位可以促进Caco-2细胞葡萄糖的吸收,这一作用机制可能与SGLT1和GLUT2蛋白的调节有关。     

小儿和胃利脾颗粒质量标准研究

目的 建立小儿和胃利脾颗粒(鸡内金,山药,三七,黄芪等)质量标准.方法 采用薄层色谱法对小儿和胃利脾颗粒中三七、黄芪进行定性鉴别;采用高效液相色谱法测定小儿和胃利脾颗粒中三七皂苷R1、人参皂苷Rb1、人参皂苷Rg1、黄芪甲苷,色谱柱为C18柱,乙腈-水为流动相,检测器分别为紫外检测器、蒸发光散射检测器.结果 薄层色谱鉴别方法专属性强,斑点清晰,且阴性无干扰;三七皂苷R1、人参皂苷Rb1、人参皂苷Rg1、黄芪甲苷线性范围分别为0.42～4.20μg,r=0.999 7;0.76～7.60μg,r=0.999 8;0.70～7.ooμg,r=0.999 7及1.52～7.60μg,r=0.999 9.结论 本质量标准方法结果准确、重复性好,可有效控制该制剂的质量.