張東閣 王鳳霞 楊宇杰 王春民 陳寶鑫 吳鑫宇

中圖分類號(hào) R944.2;R284.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1001-0408（2021）14-1734-07

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2021.14.12

摘 要 目的： 優(yōu)化感冒清熱顆粒揮發(fā)油包合工藝。方法：以“質(zhì)量源于設(shè)計(jì)”理念為指導(dǎo)，以揮發(fā)油包合率、包合物收得率為關(guān)鍵質(zhì)量屬性，兩者加權(quán)后的綜合評(píng)分為響應(yīng)值，包合溫度、包合時(shí)間、β-環(huán)糊精（β-CD）與揮發(fā)油比例為關(guān)鍵工藝參數(shù)，采用Box-Burman響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)建立關(guān)鍵工藝參數(shù)與關(guān)鍵質(zhì)量屬性的設(shè)計(jì)空間，通過(guò)95%置信區(qū)間優(yōu)化設(shè)計(jì)空間并進(jìn)行驗(yàn)證;同時(shí)初步考察了包合物的穩(wěn)定性。結(jié)果：所得最優(yōu)設(shè)計(jì)空間即最優(yōu)工藝參數(shù)范圍為包合溫度35～40 ℃，包合時(shí)間1.8～2.0 h，β-CD與揮發(fā)油比例 9.5 ∶ 1～10 ∶ 1（g/mL）。3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，揮發(fā)油包合率均大于62%，包合物收得率均大于75%，綜合得分均大于80分。初步穩(wěn)定性結(jié)果顯示，揮發(fā)油包合率、包合物收得率以及綜合評(píng)分均未發(fā)生明顯變化，7 d之內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)差異均在5%以內(nèi)。結(jié)論：所得最優(yōu)包合工藝可行，所得包合物穩(wěn)定性良好。

關(guān)鍵詞 質(zhì)量源于設(shè)計(jì)理念;感冒清熱顆粒;揮發(fā)油;包合工藝;Box-Burman響應(yīng)曲面法;設(shè)計(jì)空間;穩(wěn)定性

Optimization of Inclusion Technology of Volatile Oil from Ganmao Qingre Granules

ZHANG Dongge1，2，WANG Fengxia2，YANG Yujie1，WANG Chunmin2，CHEN Baoxin2，WU Xinyu2（1. Institute of TCM， Chengde Medical College， Hebei Chengde 067000， China; 2. Hebei Technology Innovation Center of TCM New Excipient Engineering， Jingfukang Pharmaceutical Group Co.， Ltd.， Hebei Chengde 067000， China）

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To optimize the inclusion technology of volatile oil from Ganmao qingre granules. METHODS： Guided by the concept of “quality by design”， taking volatile oil inclusion rate and inclusion complex yield as key quality attribute， comprehensive score of above two indexes after weighting as response value， inclusion temperature， inclusion time， the ratio of β-CD to volatile oil as key technology parameters， Box-Burman response surface design was adopted to establish the design space of key technology parameters and key quality attributes. The design space was optimized and verified by 95% confidence interval. The stability of inclusion complex was investigated preliminarily. RESULTS： The optimal design space， i. e. the optimal technology parameters rang， included inclusion temperature 35-40 ℃， inclusion time 1.8-2.0 h， the ratio of β-CD to volatile oil 9.5 ∶ 1- 10 ∶ 1 （g/mL）. The results of 3 validation tests showed that the volatile oil inclusion rates were all over 62%， the yields of inclusion complex were all over 75%， and the comprehensive scores were all over 80 point. The results of preliminary stability showed that the inclusion rate of volatile oil， the yield of inclusion complex and the comprehensive score did not change significantly. The difference in evaluation indicators within 7 days was within 5%. CONCLUSIONS： The optimized inclusion technology is feasible， and the obtained inclusion complex is stable.

KEYWORDS? ?Quality by design; Ganmao qingre granules; Volatile oil; Inclusion technology; Box-Burman response surface methodology; Design space; Stability

感冒清熱顆粒是國(guó)家基本藥物，具有疏風(fēng)散寒、解表清熱之功效[1-2]。該藥由荊芥穗、薄荷、防風(fēng)、柴胡、紫蘇葉、葛根、苦杏仁、桔梗、白芷、苦地丁、蘆根等11味藥材組成，主治風(fēng)寒感冒、頭痛發(fā)熱、咳嗽咽干等癥[3]。感冒清熱顆粒的化學(xué)成分復(fù)雜且種類較多，主要包括揮發(fā)油、苷元及水溶性成分[4]。其中，揮發(fā)油成分來(lái)源于荊芥穗、薄荷、紫蘇葉等3味藥材，相關(guān)研究結(jié)果表明，揮發(fā)油是感冒清熱顆粒的主要藥效部位，如荊芥穗揮發(fā)油可抑制或直接殺滅病毒，薄荷揮發(fā)油具有抗炎、鎮(zhèn)痛、解熱等藥理活性，紫蘇葉揮發(fā)油具有抑菌、提高免疫力等作用[5-8]。然而，在感冒清熱顆粒的制粒過(guò)程中，揮發(fā)油是直接噴灑在其顆粒表面上的，這勢(shì)必導(dǎo)致在制劑制備或貯運(yùn)過(guò)程中揮發(fā)油散失，從而使全方藥效降低[2]。有研究認(rèn)為，β-環(huán)糊精（β-CD）包合揮發(fā)油可使后者與外界隔離，提高揮發(fā)油的穩(wěn)定性，從而增強(qiáng)藥效[9]，為此本研究以β-CD為包合材料對(duì)感冒清熱顆粒揮發(fā)油進(jìn)行包合。

為得到均一、穩(wěn)定的產(chǎn)品，提高工藝水平是優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品研發(fā)的重要方法之一[10]。2001年，質(zhì)量源于設(shè)計(jì)（quality by design，QbD）理念被美國(guó)FDA引入制藥行業(yè)。QbD是一種系統(tǒng)的研發(fā)方法，以預(yù)先設(shè)定目標(biāo)為起始，基于可靠的科學(xué)與質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管理措施，強(qiáng)化對(duì)產(chǎn)品和生產(chǎn)過(guò)程的理解以及對(duì)工藝的控制[11-12]。Box-Burman響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)能夠評(píng)估各影響因素在整個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)對(duì)指標(biāo)的效應(yīng)，從而彌補(bǔ)以往通過(guò)正交設(shè)計(jì)無(wú)法評(píng)估在所選水平之外的參數(shù)對(duì)指標(biāo)的影響這一缺陷[10]?；诖?，本研究基于QbD理念，通過(guò)分析包合過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)因素，篩選關(guān)鍵工藝參數(shù)，并根據(jù)包合工藝特點(diǎn)確定關(guān)鍵質(zhì)量屬性，建立包合工藝設(shè)計(jì)空間;同時(shí)，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)[13-15]，采用Box-Burman響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)優(yōu)化感冒清熱顆粒揮發(fā)油包合工藝，建立包合工藝設(shè)計(jì)空間并對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，旨在為優(yōu)化感冒清熱顆粒生產(chǎn)工藝并穩(wěn)定其療效提供參考。

1 材料

1.1 主要儀器

本研究所用主要儀器有OA2000型數(shù)顯定時(shí)攪拌儀（上海歐河機(jī)械設(shè)備有限公司）、DZKW-C型水浴鍋（北京中興偉業(yè)有限公司）、ZDHW型調(diào)溫電熱套（北京中興偉業(yè)有限公司）、SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司）、KQ-700DE型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司，功率700 W）、Labonce- 430CSD型藥品穩(wěn)定性試驗(yàn)箱（北京蘭貝石恒溫技術(shù)有限公司）、202-3-B8型電熱恒溫干燥箱（上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司）等。

1.2 主要藥品與試劑

荊芥穗藥材（批號(hào)20200316）、薄荷藥材（批號(hào)20200122）均購(gòu)自安徽國(guó)奧中藥飲片公司，紫蘇葉藥材（批號(hào)20200419）購(gòu)自河北安國(guó)荷花池藥材有限公司;上述藥材由頸復(fù)康藥業(yè)集團(tuán)有限公司王春民主任中藥師鑒定，分別為唇形科植物荊芥Schizonepeta tenusfolia Briq.的干燥花穗、唇形科植物薄荷Mentha haplocalyx Briq.的干燥地上部分、唇形科植物紫蘇Perilla frutescens（L.）Britt.的干燥葉;β-CD（批號(hào)200106）購(gòu)自曲阜市天利藥用輔料有限公司;無(wú)水乙醇（分析純）購(gòu)自天津歐博凱化工有限公司;水為純化水。

2 方法與結(jié)果

2.1 揮發(fā)油的提取

按10倍處方量分別稱取荊芥穗藥材1 600 g、薄荷藥材480 g、紫蘇葉藥材480 g，采用水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油[3]。結(jié)果，得揮發(fā)油質(zhì)量為27.14 g，體積29.50 mL，得油率（按質(zhì)量計(jì)）為1.06%。

2.2 揮發(fā)油密度的測(cè)定

精密吸取“2.1”項(xiàng)下?lián)]發(fā)油2 mL，置于已稱定質(zhì)量的量瓶中，稱定兩者總質(zhì)量，計(jì)算揮發(fā)油密度：揮發(fā)油密度=（揮發(fā)油與量瓶總質(zhì)重-量瓶質(zhì)量）/2。實(shí)驗(yàn)重復(fù)5次。結(jié)果，揮發(fā)油的平均密度為0.929 8 g/mL，RSD為0.50%（n=4）。

2.3 揮發(fā)油空白回收率的測(cè)定

精密吸取“2.1”項(xiàng)下?lián)]發(fā)油0.50、1.00、1.50 mL，分別置于500 mL燒瓶中，加水300 mL，加入適量玻璃珠，連接揮發(fā)油提取器，用調(diào)溫電熱套緩緩加熱至沸[16]，提取3 h后靜置30 min，計(jì)算揮發(fā)油空白回收率：揮發(fā)油空白回收率=揮發(fā)油回收量/揮發(fā)油加入量×100%。結(jié)果，平均空白回收率為96.00%，表明揮發(fā)油體積對(duì)回收率無(wú)影響，詳見(jiàn)表1。

2.4 β-CD對(duì)揮發(fā)油空白回收率的影響

精密吸取“2.1”項(xiàng)下?lián)]發(fā)油1.00 mL，共4份，分別置于500 mL燒瓶中，加水300 mL，其中兩份加入β-CD 10.00 g，剩余兩份不加β-CD ，其余按“2.3”項(xiàng)下 “加入適量玻璃珠……提取3 h后靜置30 min”操作，并同法計(jì)算揮發(fā)油空白回收率。結(jié)果，平均空白回收率為96.00%，表明β-CD的加入對(duì)揮發(fā)油空白回收率無(wú)影響，詳見(jiàn)表2。

2.5 不同包合方法對(duì)揮發(fā)油包合率的影響

揮發(fā)油包合方法主要有研磨法、超聲法、飽和水溶液法[17-18]。本研究以揮發(fā)油包合率為指標(biāo)，評(píng)價(jià)不同包合方法對(duì)揮發(fā)油包合效果的影響。揮發(fā)油包合率=（包合物提取的揮發(fā)油體積×包合物總質(zhì)量）/（空白回收率×揮發(fā)油加入總體積×包合物取樣量）×100%[19-20]。

2.5.1 研磨法 取β-CD約10 g，精密稱定，共4份，加水100 mL，用調(diào)溫電熱套加熱攪拌使溶解，待溫度降至25 ℃時(shí)，將其置于研缽中，用注射器緩慢加入揮發(fā)油無(wú)水乙醇溶液（取揮發(fā)油1 mL，加入無(wú)水乙醇1 mL，混合，即得，下同）2 mL，研磨2 h，得包合溶液，于4 ℃冷藏24 h，放至室溫，抽濾，殘?jiān)脽o(wú)水乙醇洗滌3次，每次15 mL，將沉淀物置于40 ℃電熱恒溫干燥箱中干燥4 h，即得包合物（稱定并記錄其總質(zhì)量）。取上述包合物5.0 g，精密稱定，置于500 mL燒瓶中，按“2.3”項(xiàng)下 “加入適量玻璃珠……提取3 h后靜置30 min”操作，并按前述方法計(jì)算揮發(fā)油包合率，結(jié)果見(jiàn)表3。

2.5.2 超聲法 取β-CD約10 g，精密稱定，共4份，加水100 mL，用調(diào)溫電熱套加熱攪拌使溶解，待溫度降至40 ℃時(shí)，置于超聲儀中，用注射器緩慢加入揮發(fā)油無(wú)水乙醇溶液2 mL，設(shè)置包合溫度40 ℃、頻率40 kHz、包合時(shí)間2 h，即得包合溶液，再按“2.5.1”項(xiàng)下“于4 ℃冷藏24 h……提取3 h后靜置30 min”操作，并按前述方法計(jì)算揮發(fā)油包合率，結(jié)果見(jiàn)表3。

2.5.3 飽和水溶液法 取β-CD約10 g，精密稱定，共4份，加水100 mL，用調(diào)溫電熱套加熱攪拌使溶解，待溫度降至40 ℃時(shí)，置于40 ℃恒溫水浴鍋中，連接數(shù)顯定時(shí)攪拌儀，用注射器緩慢加入揮發(fā)油無(wú)水乙醇溶液2 mL，設(shè)置包合溫度40 ℃、轉(zhuǎn)速200 r/min、包合時(shí)間2 h，即得包合溶液，再按“2.5.1”項(xiàng)下“于4 ℃冷藏24 h……提取3 h后靜置30 min”操作，并按前述方法計(jì)算揮發(fā)油包合率，結(jié)果見(jiàn)表3。

2.5.4 包合方法的確定 因飽和水溶液法的包合率最高，且RSD小于2%（n=4），故采用飽和水溶液法進(jìn)行包合。

2.6 關(guān)鍵工藝參數(shù)的辨識(shí)

2.6.1 魚(yú)骨圖的繪制 采用魚(yú)骨圖辨識(shí)感冒清熱顆粒揮發(fā)油飽和水溶液法包合工藝的潛在工藝參數(shù)（pCPPs）[21]。結(jié)果，人員、環(huán)境、包合物底物、設(shè)備、工藝因素均為pCPPs，詳見(jiàn)圖1。

2.6.2 單因素考察 根據(jù)前期生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)魚(yú)骨圖中pCPPs賦予分值。揮發(fā)油包合率為主要的關(guān)鍵質(zhì)量屬性，包合率越高，表明包合效果越好，故將揮發(fā)油包合率權(quán)重系數(shù)定為0.7;在揮發(fā)油加入量固定的情況下，包合物收得率越高，亦表明包合效果越好，故將包合物收得率作為次要關(guān)鍵質(zhì)量屬性，將其權(quán)重系數(shù)定為0.3[2，22]。相關(guān)公式包括：包合物收得率（%）=包合物總質(zhì)量/（β-CD加入量+揮發(fā)油密度×揮發(fā)油加入體積）×100%;綜合評(píng)分=（揮發(fā)油包合率/最大包合率）×0.7×100+（包合物收得率/最大收得率）×0.3×100[22-23]。綜合評(píng)分越高，表示包合效果越好[23-25]。

（1）包合時(shí)間：取β-CD約10 g，精密稱定，共5份，加水100 mL，按“2.5.3”項(xiàng)下“用調(diào)溫電熱套加熱攪拌使溶解……提取3 h后靜置30 min”操作，考察不同包合時(shí)間（0.5、1、2、3、4 h）對(duì)包合效果的影響。結(jié)果，當(dāng)包合時(shí)間為0.5～2 h時(shí)，揮發(fā)油包合率、包合物收得率、綜合評(píng)分均呈上升趨勢(shì);包合時(shí)間為2～4 h時(shí)，上述參數(shù)均達(dá)到穩(wěn)定，故選擇包合時(shí)間0.5～2 h，詳見(jiàn)表4。

（2）包合溫度：取β-CD約10 g，精密稱定，共5份，加水100 mL，按“2.5.3”項(xiàng)下“用調(diào)溫電熱套加熱攪拌使溶解……提取3 h后靜置30 min”操作，考察不同包合溫度（20、30、40、50、60 ℃）對(duì)包合效果的影響。結(jié)果，隨著包合溫度的升高，揮發(fā)油包合率、綜合評(píng)分均呈先升高后降低趨勢(shì)，包合物收得率呈持續(xù)升高的趨勢(shì);當(dāng)包后溫度為30 ℃時(shí)，包合效果最好，故選擇包合溫度為30～60 ℃，詳見(jiàn)表5。

（3）包合轉(zhuǎn)速：取β-CD約10 g，精密稱定，共4份，加水100 mL，按“2.5.3”項(xiàng)下“用調(diào)溫電熱套加熱攪拌使溶解……提取3 h后靜置30 min（設(shè)置包合溫度30 ℃）”，考察不同包合轉(zhuǎn)速（200、300、400、500 r/min）對(duì)包合效果的影響。結(jié)果，不同轉(zhuǎn)速對(duì)揮發(fā)油包合效果無(wú)顯著影響，表明轉(zhuǎn)速可能不是揮發(fā)油包合工藝的主要影響因素，故從實(shí)際出發(fā)，選擇包合轉(zhuǎn)速為200 r/min，詳見(jiàn)表6。

（4）β-CD與揮發(fā)油比例 取β-CD 6、8、10、12、14 g，加水100 mL，按“2.5.3”項(xiàng)下“用調(diào)溫電熱套加熱攪拌使溶解……提取3 h后靜置30 min（設(shè)置包合溫度30 ℃）”，考察不同β-CD與揮發(fā)油比例（6 ∶ 1、8 ∶ 1、10 ∶ 1、12 ∶ 1、14 ∶ 1，g/mL）對(duì)包合效果的影響。結(jié)果，隨著β-CD與揮發(fā)油比例的增加，揮發(fā)油包合率、綜合評(píng)分呈先升高后降低趨勢(shì)，包合物收得率呈總體升高趨勢(shì);當(dāng)β-CD與揮發(fā)油比例為10 ∶ 1時(shí)，揮發(fā)油包合效果最好，故選擇β-CD與揮發(fā)油比例為6 ∶ 1～10 ∶ 1，詳見(jiàn)表7。

2.6.3 工藝參數(shù)的篩選 在上述各單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用效應(yīng)分析（FMEA）法對(duì)揮發(fā)油包合工藝有影響的工藝參數(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，采用失效模式及效應(yīng)分析對(duì)魚(yú)骨圖中的pCPPs進(jìn)行評(píng)估并計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)（RPN）：RPN=S×O×D。式中，S表示嚴(yán)重度，指失效事件發(fā)生的影響程度;O表示事件發(fā)生故障概率，指失效事件發(fā)生的可能性;D表示失效事件被監(jiān)測(cè)的能力[26-27];RPN>10，被定義為高風(fēng)險(xiǎn)[27]。結(jié)果，轉(zhuǎn)速、β-CD與揮發(fā)油比例、包合時(shí)間、包合溫度的RPN分別為8、16、12、12，其中β-CD與揮發(fā)油比例、包合時(shí)間、包合溫度的RPN均大于10，為高風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)（表8）。同時(shí)，結(jié)合單因素考察結(jié)果，本研究最終選擇包合時(shí)間、包合溫度、β-CD與揮發(fā)油比例進(jìn)行Box-Burman響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)。

2.7 Box-Burman響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)優(yōu)化包合工藝

基于QbD理念，通過(guò)分析包合過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)因素，篩選關(guān)鍵工藝參數(shù)，并根據(jù)包合工藝特點(diǎn)確定關(guān)鍵質(zhì)量屬性;同時(shí)，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)[13-15]，采用Box-Burman響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)優(yōu)化感冒清熱顆粒揮發(fā)油包合工藝，建立包合工藝設(shè)計(jì)空間。

2.7.1 Box-Burman設(shè)計(jì) 以包合溫度（A）、β-CD與揮發(fā)油比例（B）、包合時(shí)間（C）為因素，綜合得分（Y）為響應(yīng)值，采用Design-Expert 8.0軟件進(jìn)行3因素3水平設(shè)計(jì)。感冒清熱顆粒揮發(fā)油包合工藝的因素與水平見(jiàn)表9，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案與結(jié)果見(jiàn)表10。

2.7.2 模型擬合與方差分析 采用Design-Expert 8.0軟件建立回歸方程，并采用逐步回歸法消除各因素相互交互的影響。結(jié)果，得二次多元方程為Y=9.47+2.873A-0.318B-5.138C-0.309AC+3.197BC-0.034A 2，對(duì)其進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表11。由表11可見(jiàn)，該模型顯著性檢驗(yàn)的P值小于0.000 1，失擬誤差項(xiàng)的P值為0.212 3（>0.05），表示失擬誤差不顯著，回歸方程在整個(gè)回歸區(qū)域內(nèi)擬合情況良好，即模型可接受;此外，該模型的校正系數(shù)（R 2）為91.68%，修正相關(guān)系數(shù)（Radj2）為89.90%，提示模型的數(shù)學(xué)擬合程度較高，可以用該結(jié)果來(lái)評(píng)價(jià)響應(yīng)值與因素之間的相關(guān)性。因素A、因素B的P值小于0.001，同時(shí)因素A 2、因素C的P值小于0.01，表明包合溫度、β-CD與揮發(fā)油比例以及包合時(shí)間對(duì)揮發(fā)油包合的效果均顯著;因素AC的P值大于0.05，表明包合溫度與包合時(shí)間的交互作用對(duì)包合效果影響較小;因素BC的P值小于0.05，表明β-CD與揮發(fā)油比例、包合時(shí)間對(duì)包合效果有一定的交互影響。

2.7.3 響應(yīng)曲面分析 采用Design-Expert 8.0軟件繪制三維響應(yīng)面圖，結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)，包合溫度、β-CD與揮發(fā)油比例以及包合時(shí)間兩兩交互對(duì)應(yīng)的曲面較陡，表明三者對(duì)感冒清熱顆粒揮發(fā)油包合效果的影響顯著：隨著包合溫度增高，包合效果越好，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定溫度后再增加溫度，包合效果較差;隨著β-CD與揮發(fā)油比例增加，揮發(fā)油包合效果逐漸變好至最優(yōu);隨著包合時(shí)間增加，包合效果越好至最優(yōu)[圖A中固定β-CD與揮發(fā)油比例為8 ∶ 1（g/mL），圖B中固定包合溫度為45 ℃，圖C中固定時(shí)間為1.25 h]。

2.7.4 設(shè)計(jì)空間的優(yōu)化 在設(shè)定的參數(shù)范圍內(nèi)，尋找響應(yīng)值>80分的因素構(gòu)成設(shè)計(jì)空間，然而由于模型的預(yù)測(cè)性與真實(shí)值存在誤差，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)空間的邊界具有一定風(fēng)險(xiǎn)性[28-29]。因此為減小誤差，本研究采用Design- Expert 8.0軟件，在確定設(shè)計(jì)空間內(nèi)加入95%置信區(qū)間進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3A可見(jiàn)，該設(shè)計(jì)空間為包合溫度30～48 ℃，β-CD與揮發(fā)油比例9 ∶ 1～10 ∶ 1（g/mL），包合時(shí)間1.5～2 h，其邊界具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，邊界參數(shù)下的響應(yīng)值可能不能滿足響應(yīng)值要求（>80分）[10，30]。由圖3B可知，經(jīng)加入95%置信區(qū)間優(yōu)化后的設(shè)計(jì)空間（即亮黃色部分）具有不規(guī)則性，為實(shí)際方便操作，在設(shè)計(jì)空間內(nèi)勾畫(huà)出矩形以方便操作，最終得到操作空間為包合溫度35～40 ℃，包合時(shí)間1.8～2 h，β-CD與揮發(fā)油比例9.5 ∶ 1～10 ∶ 1（g/mL），此操作空間內(nèi)全部實(shí)驗(yàn)點(diǎn)均符合響應(yīng)值>80分的要求[10，30]。

2.7.5 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 在“2.7.4”項(xiàng)下最終得到的操作空間內(nèi)任意選取3個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，按“2.5.3”項(xiàng)下飽和水溶液法制備感冒清熱顆粒揮發(fā)油包合物，每個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)平行操作3次，取平均值。結(jié)果，揮發(fā)油包合率均大于62%，包合物收得率均大于75%，綜合得分均大于80分，提示所得操作空間即為最優(yōu)工藝參數(shù)范圍，詳見(jiàn)表12。

2.8 包合物的初步穩(wěn)定性考察

在上述最優(yōu)工藝參數(shù)范圍內(nèi)任意選取2個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，分別按“2.5.3” 項(xiàng)下飽和水溶液法制備感冒清熱顆粒揮發(fā)油包合物，共5份，置于廣口瓶中，放入溫度60 ℃、濕度75%的穩(wěn)定性試驗(yàn)箱中，分別于第0、1、3、5、7 天取上述包合物5.0 g，精密稱定，置于500 mL燒瓶中，按“2.3”項(xiàng)下 “加入適量玻璃珠……提取3 h后靜置30 min”操作，并按前述方法計(jì)算揮發(fā)油包合率、包合物收得率以及綜合評(píng)分。結(jié)果，第0～7天，各樣品的揮發(fā)油包合率、包合物收得率以及綜合評(píng)分均無(wú)明顯變化，7 d之內(nèi)上述各項(xiàng)指標(biāo)差異均在5%以內(nèi)，表明在此工藝條件下，所得感冒清熱顆粒揮發(fā)油包合物的初步穩(wěn)定性良好，詳見(jiàn)表13。

3 討論

隨著管理學(xué)科的發(fā)展，藥品質(zhì)量管理理念不斷變化、提升，經(jīng)歷了從質(zhì)量源于檢驗(yàn)（QbT）至質(zhì)量源于生產(chǎn)過(guò)程（QbP）再到QbD的階段[31]。關(guān)鍵質(zhì)量屬性的確認(rèn)是保證產(chǎn)品質(zhì)量均一、穩(wěn)定的基本條件[10]。目前，我國(guó)中成藥生產(chǎn)過(guò)程中工藝參數(shù)的控制不盡合理，如關(guān)鍵工藝參數(shù)的波動(dòng)對(duì)關(guān)鍵質(zhì)量屬性的影響，以及關(guān)鍵工藝參數(shù)可接受波動(dòng)范圍的確認(rèn)。針對(duì)這一問(wèn)題，學(xué)者提出了設(shè)計(jì)空間，并證明其可用于確定目標(biāo)產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵工藝參數(shù)多維度的組合和交互作用的范圍[32]。在設(shè)計(jì)空間內(nèi)，認(rèn)為關(guān)鍵工藝參數(shù)的變化并不顯著影響產(chǎn)品的關(guān)鍵質(zhì)量屬性，在生產(chǎn)監(jiān)管上可不視為工藝變更。因此，本研究基于感冒清熱顆粒揮發(fā)油關(guān)鍵質(zhì)量屬性開(kāi)展關(guān)鍵工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)空間研究具有重要的科學(xué)意義，對(duì)中藥生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制具有實(shí)用價(jià)值。

單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，包合轉(zhuǎn)速對(duì)感冒清熱顆粒揮發(fā)油包合工藝無(wú)明顯影響;隨著包合溫度升高，揮發(fā)油包合率、綜合評(píng)分呈先升高后降低趨勢(shì)，其原因可能為揮發(fā)油具有易揮發(fā)、不穩(wěn)定等理化性質(zhì)，當(dāng)溫度較高時(shí)，揮發(fā)油在未完全被包合進(jìn)β-CD前會(huì)有部分揮發(fā)[32]。雖然20 ℃與30 ℃的包合效果接近，但由于20 ℃常溫狀態(tài)較難控制，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能到達(dá)，故選擇包合溫度為30～60 ℃。隨著β-CD與揮發(fā)油比例增加，揮發(fā)油包合率呈先升高后降低趨勢(shì)，當(dāng)β-CD與揮發(fā)油比例為10 ∶ 1（g/mL）時(shí)，揮發(fā)油包合率及綜合評(píng)分最高，雖然包合物收得率不是最高，但與最高值相差不大，同時(shí)考慮到揮發(fā)油包合率的權(quán)重系數(shù)為0.7，大于包合物收得率的權(quán)重系數(shù)0.3，故選擇β-CD與揮發(fā)油比例為6 ∶ 1～10 ∶ 1（g/mL）。隨著包合時(shí)間的增加，揮發(fā)油包合率、包合物收得率、綜合評(píng)分逐漸增加，當(dāng)?shù)竭_(dá)2 h時(shí)不再增加，故選擇包合時(shí)間為0.5～2 h。

本研究采用Box-Burman響應(yīng)曲面法對(duì)感冒清熱顆粒揮發(fā)油包合工藝進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果顯示，包合溫度、β-CD與揮發(fā)油比例、包合時(shí)間等3個(gè)因素的獨(dú)立效應(yīng)對(duì)綜合評(píng)分影響顯著;方差分析結(jié)果顯示，包合時(shí)間、β-CD與揮發(fā)油比例對(duì)綜合評(píng)分具有交互影響。在參考相關(guān)文獻(xiàn)[10，24]的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)將目標(biāo)范圍設(shè)置為響應(yīng)值>80分，建立設(shè)計(jì)空間并在此基礎(chǔ)上加入95%置信區(qū)間進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)工藝參數(shù)范圍為包合溫度35～40 ℃，β-CD與揮發(fā)油比例9.5 ∶ 1～10 ∶ 1（g/mL），包合時(shí)間1.8～2 h。經(jīng)3次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所得揮發(fā)油包合率均大于62%，包合物收得率均大于75%，綜合得分均大于80分，表明所得工藝可行。

初步穩(wěn)定性結(jié)果顯示，第0～7天，各樣品的包合物收得率、揮發(fā)油包合率及綜合評(píng)分均無(wú)明顯變化，7 d之內(nèi)上述各項(xiàng)指標(biāo)差異均在5%以內(nèi)，表明所得揮發(fā)油包合物的穩(wěn)定性良好。但由于時(shí)間限制，故未能進(jìn)行加速及長(zhǎng)期穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，有待后續(xù)完善。

綜上所述，所得最優(yōu)包合工藝可行，所得包合物穩(wěn)定性良好。

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（收稿日期：2021-02-03 修回日期：2021-05-28）

（編輯：陳 宏）