正交试验在医药科研中的应用屠鹏飞（北京大学中医药现代研究中心）一、正交试验法的作用从上述8种试验结果来看，第2号工艺.ppt

正交试验在医药科研中的应用 屠鹏飞 北京大学中医药现代研究中心 　　一、正交试验法的作用　　 如果采用正交试验法，可归纳成表2的试验方案： ①影响收率的关键是硫酸浓度，即硫酸一定要采用27％，磺化温度如果采用50℃，则时间要采用2小时；磺化温度如果采用70℃，时间要采用1小时，不然收率就低。搅拌与否，对收率没有显著的影响。 ②最优化工艺不是2号，而是4号和6号。经进一步计算，4号和6号比2号平均收率高出4.73％。 从上述实例可以看出，采用正交法，既省力，又可得出科学、可信度高的结果。 二、正交试验法的基本特点 用正交法来安排试验，在于安排试验的这种正交表具备均衡分散，整齐可比特性。 (一)试验均衡分散 １、因子与水平　　完成一项研究，或一个产品的条件叫因子(因素)。例如煮大米饭，是米、水、火三个条件参与完成的，那么米、水、火就是煮饭的三个因子(因素)。　　水平是指因子(因素)所处的不同状态，即试验点。例如煮饭是早米好吃，还是用晚米好吃，早米、晚米就是不同的水平，同理每公斤米加1公斤还是加1.25公斤水好，火是大火好还是文火好，都是不同的水平。 如果要做煮饭试验，用正交试验法将因子和水平列成表3。 ２、正交表　　正交表是指正交试验法中安排试验，分析试验的一种得力工具，每张正交表，都有自己的名字，并反映出表的具体内容。以L4(23)为例： ３、均衡分散：一个整体的全面试验中，用正交表挑出来的这部分试验分布均匀，代表性强，所以只要通过这部分试验，就能反映全部试验情况。 (二)数据计算简单 K：表示各因子的相同水平所对应的试验值之和。 R：表示极差。 从上述试验结果可以得出下列二点结论： ①比较R值大小，可以看出某因子在这些试验中起主要作用或起次要作用。 ②比较K值大小，可以知道该因子不同水平对试验影响的程度。 μ优 (A1B1C2)=(A1+B1+C2)/2-2 =(156+162+164) /2-76×2=89 三、正交表的应用程序 (一)单一水平正交表应用1、二水平正交表的应用例：板蓝根注射液除杂质方法试验 板蓝根水煎液，用乙醇沉降，冷藏，调pH等方法去除杂质，其注射液常发生澄明度或含量不合格。用石硫醇法处理，虽然解决了澄明度问题，但含量仍不能稳定。为了摸清影响含量和澄明度的原因，将上述两种方法组成下表试验方案。 2、三水平正交表的应用例、复方延胡索制剂乙醇渗漉条件的考察处方：当归、延胡索、赤芍、丹皮、栀子等12味药组成。 ①影响乙素提取率的主要因素是醇浓度和收集渗漉液量②浸泡时间24小时与48小时没有明显区别③渗漉速度对含量影响很小优化工艺：A3B2C3D3 3、四水平正交表应用例、甘草酸提取方法实验  结果分析：根据表12的R和K所示，列3、列4、列5是误差估计列，因为其R均小，用其Re=(R3+R4+R5)×1/3=4.17来衡量RA和RB，而RA、RB均超过Re的2倍以上，故可知因子A、B均是主要因子。取其好水平，其最优提取方法是：A4B4或A4B2。而最差提取方法是A2B1或A1B1。以试验对照，均与试验实际吻合。故结论为： (1)从甘草中提取甘草酸，用蒸馏水、0.5%氨水比用10％乙醇、0.25％氯仿水能明显提供收率。 (2)从甘草中提取甘草酸，其溶剂用量以600ml比300、250、200ml能明显提高收率。 (二)有交互作用的试验安排 “ 世界上的一切事物都是互相联系、互相制约的”。 我们所做试验的因子间关系也是如此。如某因子不论在其它因子的什么水平情况下，其试验值不是水平1比水平2好，就是水平2比水平1好。用正交表安排，其R值（或F值）较小者，称为该因子不与其它因子发生明显的交互作用。 反之，某一因子水平好坏是依赖于其它因子水平而定，用正交表安排，其R值（或F值）一定较大者，这种情况表明这两个因子间存在有明显的交互作用。在医药科研和病例分析中，常常会遇到这样类似的情况。 当某一药物反应温度为50℃时，反应时间用2小时，会比用1小时明显提高收率。倘若反应温度改成70℃时，而反应时间还是2小时，那么其收率就会比用1小时明显的降低。但在加催化剂用量上，无论是反应温度50℃还是70℃，或是反应时间2小时，还是1小时，催化剂用量20％的收率都明显高于用10％的。 因此，可以说“ 反应温度与反应时间存在交互作用，而反应温度与催化剂用量和反应时间与催化剂用量之间则不存在交互作用”。用正交表安排，前者的R（或F）值一定会比后两者大。 1、如何应用正交表来考察因子间是否存在着交互作用 （1)定名 A与B的交互作用表示为：A×B A与C的交互作用表示为：A×C B与C的交互作用表示为：B×C这三种交互作用如果都安排在正交表上考察，照上述说法，RA×B一定大于RB×