全 文 ：［收稿日期］ 20111103(004)
［通讯作者］ * 赵明琴，硕士研究生，从事中药生产新技术和新
剂 型 的 研 究， Tel: 15198277016， E-mail:
kunming0871zmq@ 126. com
星点设计-效应面法优化地锦草总黄酮结肠定位片处方
赵明琴 * ，尹蓉莉，白兰，李东芬，吕懿平，李杰
(成都中医药大学，成都 611137)
［摘要］ 目的:应用星点设计-效应面法优化地锦草总黄酮结肠定位片的处方。方法:以果胶、L-HPC 用量及包衣增重为
考察因素，以 2，6，9 h 地锦草总黄酮中有效成分槲皮素的累积释放度为评价指标，采用 Design-expert 软件对试验数据进行多
元线性模型和二次多项式模型拟合，得出最佳数学模型，绘制效应图和等高线图，通过重叠等高线图得到最优处方并进行验
证。结果:二次多项式模型相关系数优于多元线性模型，为最终拟合模型;最佳处方的各时间点累计释放度的实际值和预测
值接近，相对偏差绝对值 ＜ 5%。结论:通过星点设计-效应面法建立的模型预测性良好，可用于对地锦草总黄酮结肠定位片处
方的优化。
［关键词］ 地锦草总黄酮;结肠定位片;星点设计-效应面法;重叠等高线;高效液相色谱法
［中图分类号］ R283. 6 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1005-9903(2012)08-0042-04
Optimization of Prescription for Colon-targeted Tablets with
Total Flavonoids from Euphorbia humifusa (EFCTT)by
Central Composite Design-response Surface Method
ZHAO Ming-qin* ，YIN Rong-li，BAI Lan，LI Dong-fen，LV Yi-ping，LI Jie
(Chengdu University of Traditional Chinese Medicine，Chengdu 611137，China)
［Abstract］ Objective:To optimize formulations of total flavonoids from Euphorbia humifusa (EFCTT)by
central composite design-response surface method. Method:With the amount of lactose and L-HPC， coating
weight gain as factors，with cumulative release at 2，6，9 h of quercetin from total flavonoids as index，Design-
Expert software was used to fit multivariate linear models and quadratic multinomial models for experimental data，
and obtained optimum mathematical model， drew effect diagram and contour maps， optimum prescription was
obtained by overlapping contour maps and verified. Result:The correlation coefficient of quadratic multinomial
models was better than multivariate linear models，and it was the final fitting model;Cumulative release in four
time point of optimum prescription was close between observed value and predicted value with relative deviation was
less than 5% . Conclusion:Model established by central composite design-response surface method had good
predictive，it could be used to optimize prescription of EFCTT.
［Key words］ total flavonoids from Euphorbia humifusa;colon-targeted tablets;central composite design-
response surface methodology;overlapping contour;HPLC
地锦草为大戟科植物地锦或斑地锦的干燥全
草，有效成分为鞣质类和黄酮类化合物。药理研究
证实，槲皮素、山柰素等黄酮类化合物用于溃疡性结
肠炎(UC) ，作用强于黄连素及某些抗菌素，且无毒
副作用［1-2］，将其制备成结肠定位片可以直接将药
物送到病变部位，提高局部药物浓度，增加疗效，减
小药物剂量［3］。目前治疗溃疡性结肠炎的中西成
药已经不少，但存在药物病位定位性差、药用量大、
生物利用度低等缺点。结合中药的实际情况，利用
西药现有的制剂设计原理，将地锦草制成 pH 控制
和酶解控制的双向控制结肠定位片，保证良好的定
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第 18 卷第 8 期
2012 年 4 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol． 18，No． 8
Apr．，2012
DOI:10.13422/j.cnki.syfjx.2012.08.011
位释药效果;运用骨架控释技术避免结肠靶向制剂
存在的排片或突释问题，为中药有效组分结肠给药
系统的研究提供一定的参考依据。
星点设计(CCD) ，是一种多因素多水平优化设
计，可用三维效应面进行数据处理及非线性方程拟
合，模拟方程可较好地预测结果［4-6］。本实验通过
在最佳处方范围内的 3 个处方评价指标的实际值和
预测值的相对偏差的绝对值较小，说明试验得到的
拟合方程可较好地预测各因素与评价指标的关系。
1 材料
槲皮素对照品(北京药检所，批号 850902) ，地
锦草总黄酮提取物(总黄酮≥60%，槲皮素≥40%，
西安天园生物制剂厂，批号 20110226) ，Eudragit
S100(德国罗姆公司) ，乙基纤维素(国家集团化学
试剂有限公司) ，乳糖、硬脂酸镁、低取代羟丙基纤
维素、95%乙醇(成都市科龙化工试剂厂) ，果胶(浙
江衢州果胶有限公司) ，邻苯二甲酸二乙酯(DEP，
上海化学试剂公司)。1200 series 高效液相色谱仪
(美国 Agilent) ，Diamonsil C18色谱柱(4. 6 mm × 250
mm，5 μm) ，TDP-I 型单冲压片机 (上海中药机械
厂) ，BY-300A 型小型包衣机(上海黄海药检仪器
厂) ，UV-1100 型紫外分光光度计(上海天美科学仪
器有限公司) ，ZRS-8G 型智能溶试验仪(天津天大
天发科技有限公司) ，BP211D-型电子分析天平(德
国 Sartorius)。
2 方法与结果
2. 1 地锦草总黄酮结肠定位片的制备 将地锦草
总黄酮与多糖材料(果胶)、崩解剂(低取代羟丙基
纤维素)及占主药 50%的乳糖等分别过 80 目筛，按
等量递增法混合均匀，70%乙醇制软材，过 18 目筛
制粒，40 ℃烘箱中干燥 2 h，18 目筛整粒，加 0. 8%
硬脂酸镁混匀压片，每片 0. 35 g(每片含主药量≥
166 mg) ，即得片芯。
取肠溶衣 S100 与成膜剂(6 ∶ 4) ，将其分散于适
量 95%乙醇中，使包衣液质量浓度 5%，加入固含物
15%的增塑 DEP，超声条件下至完全溶解。将片芯
放入包衣锅内，喷雾速度保持在 4. 5 mL·min － 1，包
衣温度 40 ℃，包衣锅转速为 28 r·min － 1，至包衣膜
增重达到要求即可。
2. 2 释放度测定方法 取本品，每个溶出杯各放入
1 片，按照《中国药典》2010 年版二部附录 XC 释放
度测定法第二法:桨法，以 0. 1 mol·L － 1 HCl 900 mL
为释放介质，温度(37 ± 0. 5)℃，转速 120 r·min － 1，
经 2 h 后取溶液 10 mL，按《中国药典》方法水解，即
得胃液溶出样品。将其转浸入 pH 6. 8 磷酸盐缓冲
液 900 mL 释放介质中，转速不变，继续依法操作，经
4 h，取溶液水解后用 0. 45 μm 滤膜过滤，取续滤液，
即得小肠液溶出样品。将其转浸入 pH 7. 4 磷酸盐
缓冲液 900 mL 释放介质中，转速不变，继续依法操
作，在 1，2 h 时分别取溶液 10 mL，并即时在溶出杯
中补充 pH 7. 4 磷酸盐缓冲液 10 mL，所取溶液水解
后 0. 45 μm 滤膜过滤，取续滤液，即得结肠液溶出
样品。取胃液、小肠液、结肠液溶出样品，按照《中
国药典》方法，采用高效液相法，以槲皮素含量为指
标，考察包衣片的体外释放度。
2. 3 星点试验设计 单因素试验表明果胶用量
(占主药百分比，其中主药 1)、低取代羟丙基纤维素
用量(占主药百分比)、包衣增重率等是影响地锦草
总黄酮结肠定位片释放的主要因素。因此选择果胶
用量(X1) ，崩解剂用量(X2) ，包衣增重率(X3)为考
察因素，以地锦草总黄酮结肠定位片在 2，6，9 h 的
累积释放度 Y2，Y6，Y9 为评价指标，作 3 因素 5 水平
的星点设计。在预试验基础上设定 X1 30% ～ 45%;
X2 20% ～ 40%;X3 2% ～ 6%。因素水平和代码以及
试验安排见表 1，2。
表 1 地锦草总黄酮结肠定位片
处方优选星点设计因素水平及代码
水平代码 X1 X2 X3
－ α 30 20 2
－ 1 33. 04 24. 05 2. 8
0 37. 5 30 4
+ 1 41. 95 35. 95 5. 2
+ α 45 40 6
2. 4 模型拟合 用 Design-expert 7. 1. 6 统计软件，
以各时间点累积释放度为评价指标分别对各考察因
素进行多元线性回归和二项式方程拟合。
多元线性回归方程:
Y2 = － 20. 433 + 0. 068 87X1 + 0. 105X2 － 1. 398X3(R
2 =
0. 625 8) ;Y6 = － 115. 283 + 3. 894 X1 + 0. 652X2 -7. 494X3
(R2 = 0. 621 2) ;Y9 = － 97. 470 + 5. 125 X1 + 0. 972 X2 －
12. 863X3(R
2 = 0. 766 9) ;
二项式拟合方程:
Y2 = 112. 230 － 7. 117X1 + 0. 769X2 － 0. 760X3 －
0. 015X1X2 － 0. 075X1X3 － 0. 128X2X3 + 0. 114X
2
1 + 0. 006 9
X22 + 0. 751X
2
3(R
2 = 0. 967 0) ;
Y6 = 843. 256 － 42. 014X1 － 1. 141X2 － 50. 832X3 －
0. 072X1X2 + 0. 432X1X3 － 0. 447X2X3 + 0. 618 X
2
1 + 0. 105
X22 + 5. 070X
2
3(R
2 = 0. 954 1) ;
·34·
赵明琴，等:星点设计-效应面法优化地锦草总黄酮结肠定位片处方
Y9 = － 554. 740 + 24. 026X1 + 9. 540X2 － 20. 012X3 －
0. 117X1X2 + 2. 080X1X3 － 0. 606X2X3 － 0. 316X
2
1 － 0. 029X
2
2 －
6. 583X23(R
2 = 0. 970 7)。
表 2 地锦草总黄酮结肠定位片处方优选星点设计试验安排 %
No. X1 X2 X3 Y2 Y6 Y9
1 37. 5 30. 0 6 0. 249 2. 238 25. 08
2 37. 5 30 2 5. 463 39. 68 88. 964
3 30 30 4 0. 768 8. 926 31. 506
4 37. 5 40 4 0. 813 16. 766 90. 21
5 33. 04 24. 05 2. 81 0. 258 8. 52 49. 221
6 41. 96 24. 05 2. 81 8. 464 52. 088 90. 983
7 33. 04 35. 95 5. 19 0. 258 1. 572 19. 506
8 37. 5 20 4 0. 265 5. 527 70. 65
9 37. 5 30 4 0. 297 7. 702 75. 986
10 37. 5 30 4 0. 21 1. 476 84. 072
11 41. 96 24. 05 5. 19 5. 232 40. 98 88. 004
12 41. 96 35. 95 2. 81 10. 612 55. 78 96. 632
13 41. 96 35. 95 5. 19 5. 287 46. 67 92. 966
14 37. 5 30 4 0. 289 10. 654 86. 453
15 45 30 4 11. 764 61. 941 99. 636
16 33. 04 35. 95 2. 81 5. 538 34. 5 83. 732
17 37. 5 30 4 0. 289 4. 654 85. 432
18 33. 04 24. 05 5. 19 0. 15 2. 915 18. 576
19 37. 5 30 4 0. 301 2. 231 84. 453
20 37. 5 30 4 1. 617 1. 653 86. 432
从以上拟合方程的相关系数可知，多元线性回
归方程的相关系数明显低于二项式拟合方程的相关
系数，因此选择二项式模型为最佳拟合模型。
2. 5 效应面优化和预测 三维效应图只能表达 2
个因素和指标的函数关系，综合考虑，固定崩解剂
X2 为 30%，将其代入上述拟合较优的二项式方程，
采用 Design-expert 7. 1. 6 软件绘制 X1，X3 对各指标
的三维效应图和二维等高线图。见图 1 ～ 3。
由图 1 ～ 3 可看出三维效应图均为曲面，说明果
胶用量(X1)和增重(X3)和各时间点的累积释放度
存在非线性关系。图 1，2 表明随着果胶用量的增
大，Y2 和 Y6 逐渐增大;随着增重的增大，Y2 和 Y6 逐
渐减小;图 3 说明随果胶用量的增大，Y9 先增加后
逐渐减小;随着增重的减小，Y9 逐渐增大。综上所
述，说明 X1 和 X3 对不同时间的药物释放的影响
不同。
根据结肠定位片释药的特性，设地锦草总黄酮
结肠定位片各时间点累积释放度的区域，Y2 ＜
图 1 Y2 的三维效应
图 2 Y6 的三维效应
图 3 Y9 的三维效应
0. 3%;Y6 ＜ 5%;Y981% ～ 99%。然后按此要求重叠
各指标的二维等高线图，得到能同时满足以上条件
的最佳区域。重叠等高线见图 4，图中重叠的黄色
区域即为处方的最佳区域。
2. 6 优化处方的验证 在上述最佳区域内任选 3
个点作为验证处方进行压片、包衣和释放度测定。
验证处方评价指标实际值和预测值见表 3，可知评
价指标的实际值和预测值相对偏差绝对值均 ＜ 5%，
说明实验所得拟合方程可以很好的预测各因素和评
价指标之间的关系。释放曲线见图 5。
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第 18 卷第 8 期
2012 年 4 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol． 18，No． 8
Apr．，2012
图 4 地锦草总黄酮结肠定位片处方优化的重叠等高线
表 3 优化处方评价指标的预测值和实测值 %
处方 评价指标 预测值 实际值 相对偏差
1 Y2 0. 214 0. 281 － 0. 067
Y6 3. 081 3. 679 － 0. 598
Y9 81. 725 81. 374 0. 351
2 Y2 0. 301 0. 273 0. 028
Y6 3. 575 3. 414 0. 161
Y9 82. 489 82. 283 0. 206
3 Y2 0. 324 0. 304 0. 02
Y6 3. 592 3. 623 － 0. 031
Y9 84. 469 84. 765 － 0. 296
图 5 地锦草总黄酮结肠定位片验证处方的释药曲线
3 讨论
为得到较好的优化结果，在进行响应面优化法
之前，应保证设计的实验点应包括最佳条件，所以本
文首先采用单因素考察筛选出该结肠定位片的最佳
材料多糖为果胶，最佳崩解剂为低取代羟丙基纤维
素，以及影响药物的释放主要因素及其水平范围，以
保证得到较佳的优化结果。
地锦草总黄酮结肠定位片为双重控制型。第
一，片芯外通过 pH 敏感材料包衣，增加一定质量后
控制药物顺利到达结肠后释放，包衣增重太小无法
顺利释药，太多而延迟药物的释放，根据试验结果，
最佳包衣增重为 4% 左右;第二，运用骨架控释技
术，以果胶为骨架既可避免结肠靶向制剂存在的排
片或突释问题，当药物到达结肠时，可通过特异性结
肠酶的降解而释药，确保定位准确。随着果胶的增
加，药物的累积释放量先增加然后降低，因为果胶具
有一定的吸水性和凝胶化，随着果胶的增加，吸水性
增大而胀破药片，但凝胶化也随之增加而阻碍的药
物释放，故本文控制果胶的用量在 36% ～ 38%能满
足释药要求。
本文的工艺处方筛选采用消化道模拟液的体外
释放试验，筛选出最佳的处方后再进行加酶模拟的
体外释放试验和大鼠消化道内容物模拟的释放试
验，确保较好模拟出药物的体外释药规律。
星点设计和效应面优化法是近几年来研究人员
常用的实验设计和优化法，使用方便，优选条件预测
性好［7-8］，且可用于非线性模型的设计。因此本文
采用星点设计效应面法优化地锦草总黄酮结肠定位
片处方，所得处方符合要求，说明本方法可行。
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［责任编辑 仝燕］
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赵明琴，等:星点设计-效应面法优化地锦草总黄酮结肠定位片处方