全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 10 期 2016 年 5 月

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主成分分析结合均匀设计法用于优选桂芍巴布贴制备工艺的研究
王璐璐 1, 3，刘炳周 2，王 满 1, 3，戴运好 1，朱亚楠 1，鞠建明 1*，章细霞 1*
1. 江苏省中医药研究院，江苏 南京 210028
2. 山东省寿光市人民医院药剂科，山东 寿光 262700
3. 安徽中医药大学，安徽 合肥 230031
摘 要：目的 运用主成分分析建立一种中药多指标的综合评价方法，并将其应用于桂芍巴布贴制备工艺的优选研究。方法
以巴布剂的外观性状、初黏力、持黏力、剥离强度为指标，应用主成分分析求得总因子得分（F），以 F 为综合指标，采用
均匀设计法对聚丙烯酸钠 NP-700、甘羟铝、甘油等的用量进行优化，确定最佳处方比例。结果 桂芍巴布贴的最佳处方为
NP-700-PVP K-30-甘羟铝-EDTA-2Na-酒石酸-甘油-浸膏（8∶1∶0.25∶0.07∶0.15∶25∶20），酒石酸、PVP K-30、NP-700、
甘羟铝、甘油、EDTA-2Na 是最主要的影响因素。结论 优选的桂芍巴布贴易涂布、膏体均匀、黏性较好，可为桂芍巴布贴
的新剂型开发提供基础；同时主成分分析法为中药多指标评价研究提供借鉴。
关键词：主成分分析；均匀设计；桂芍巴布贴；制备工艺；综合评价；均匀设计法
中图分类号：R283.6 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2016)10 - 1682 - 08
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.10.010
Optimization of preparation process of Gui-Shao Cataplasm based on principal
component analysis combined with uniform design
WANG Lu-lu1, 3, LIU Bing-zhou2, WANG Man1, 3, DAI Yun-hao1, ZHU Ya-nan1, JU Jian-ming1, ZHANG
Xi-xia1
1. Jiangsu Province Academy of Traditional Chinese Medicine, Nanjing 210028, China
2. Pharmaceutical Preparation Section of Shouguang People’s Hospital, Shandong Province, Shouguang 262700, China
3. Anhui University of Chinese Medicine, Hefei 230031, China
Abstract: Objective To establish a comprehensive evaluation method based on principal component analysis (PCA) for the study of
multiple indexes of Chinese medicine and to choose the best preparation technology of Gui-Shao Cataplasm with this method.
Methods The appearance description, initial bonding strength, endurance bonding strength, and peel strength were taken as indexes,
the total factor scores were calculated using PCA and were employed to evaluate the quality of Gui-Shao Cataplasm, the uniform design
test was used to optimize the amounts of sodium polyacrylate NP-700, aluminium glycinate, glycerin, etc. for Gui-Shao Cataplasm.
Results The optimal ratio of the prescription was as following: sodium polyacrylate NP-700-PVP K-30-aluminium glycinate-EDTA-
2Na-tartaric acid-glycerin-extract (8∶1∶0.25∶0.07∶0.15∶25∶20). The foremost factors were tartaric acid, PVP K-30, sodium
polyacrylate NP-700, aluminium glycinate, glycerin, and EDTA-2Na. Conclusion The optimal prescription has easy ductility,
uniform paste, and moderate adhesion, and it could provide the foundation for the development of new prescription of Gui-Shao
Cataplasm; The PCA could be a reference for the Chinese medicine research of multiple indexes.
Key words: principal component analysis; uniform design; Gui-Shao Cataplasm; preparation technology; comprehensive evaluation;
uniform design


收稿日期：2016-01-21
基金项目：江苏省中医药局科技项目（LZ13079）
作者简介：王璐璐（1991—），女，在读硕士，研究方向为中药新剂型、新工艺研究。Tel: 18351894612 E-mail: 498651928@qq.com
*通信作者 鞠建明（1975—），男，博士，研究员，硕士生导师，研究方向为中药新剂型、新工艺及中药质量控制。
Tel: (025)85639640 E-mail: jjm405@sina.com
章细霞（1979—），女，学士，研究方向为中医理论及技术在临床中的应用。
Tel: (025)56232072 E-mail: 543013698@qq.com
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桂芍巴布贴处方由白芍、肉桂、细辛、干姜等
8 味中药组成，具有养血柔肝、温中散寒之功效，
主治心腹冷痛、虚寒吐泻，是临床治疗肠易激综合
征有效的经验方。临床的传统用法是将该处方药材
混合，粉碎成细粉，加醋适量调成稠膏状，制成敷
脐膏作为医院消化科中医特色疗法应用于临床。传
统用法存在黏着力差、药粉易散落、易污染衣物等
缺点，临床上使用不便。巴布剂为透皮给药制剂，
属于缓控释制剂，具有载药量较大、无刺激性和致
敏性、给药剂量可控、使用方便、可反复粘贴、透
气性好等优点[1-2]。因此，本课题组拟将原方研制成
巴布剂。
巴布剂的评价指标较多，在以往中药及复方的
巴布剂成型工艺研究中，往往局限于以外观指标与
黏力指标的加权综合评分为考察指标，由于权重系
数的不确定性，该法具有一定的局限性。主成分分
析（PCA）法常被应用于综合评价，是综合评价的
主要手段之一[3-4]，其利用降维思想，通过研究指标
体系的内在结构关系，在不损失或尽量少损失原有
指标信息的情况下把多指标转化成少数几个互相独
立而且包含原有指标大部分信息（70%～85%）的
综合指标[5]，该方法可避免在综合评价时主观加权
的弊端。目前，基于 PCA 法的综合评价在药学领域
的应用并不多[6]，本实验在自制桂芍方浸膏的基础
上，运用均匀设计法和 PCA 法对桂芍巴布贴处方进
行优化，该法为进一步开发成桂芍巴布贴新药提供
了实验依据，同时 PCA 法为中药多指标评价研究提
供了可借鉴的思路。
1 仪器与材料
AT201 型 1/10 万电子天平，瑞士梅特勒公司；
Waters 高效液相色谱仪，Alliance 2695 四元泵及自
动进样系统，2996 二极管阵列检测器，Empower
色谱工作站；Milli-Q 型纯水器，美国 Millipore 公
司；BUCHI-200 旋转蒸发仪，瑞士步琪有限公司；
KQ-250E 型超声波清洗器，昆山超声仪器有限公
司；初黏力测试仪，济南兰光机电技术发展中心；
持黏力测试仪、剥离强度测试仪、涂布器，自制；
YB-P6 智能透皮试验仪，天津市鑫洲科技有限公司。
药材肉桂（樟科植物肉桂 Cinnamomum cassia
Presl 的干燥树皮，批号 20120802）、白芍（毛莨科
植物芍药 Paeonia lactiflora Pall. 的干燥根，批号
131202）、细辛［马兜铃科植物北细辛 Asarum
heterotropoides Fr. Schmidt var. mandshuricum
(Maxim.) Kitag. 的 干 燥 根 和 根 茎 ， 批 号
1307246577］、白芷［伞形科植物白芷 Angelica
dahurica (Fisch. ex Hoffm.) Benth. et Hook. f 的干燥
根，批号 1401080050］、干姜（姜科植物姜 Zingiber
officinale Rose. 的干燥根茎，批号 131228）、木香
（菊科植物木香 Aucklandia lappa Decne. 的干燥根，
批号 20140101）、乳香（橄榄科植物乳香树 Boswellia
carterii Birdw. 树皮渗出的树脂，批号 130204）、冰
片（龙脑香科植物龙脑香 Dryobalanops aromatic
Gaertn. f. 树脂加工品，批号 243020442）均购自江
苏省中西医结合医院中药房，由江苏省中医药研究
院钱士辉研究员鉴定为正品。
聚丙烯酸钠（NP-700）购自昭和电工株式会社；
甘羟铝购自上海森磊化工有限公司；聚乙烯吡咯烷
酮 K-30（PVP K-30）、酒石酸购自国药集团化学试
剂有限公司；EDTA-2Na 购自宜兴市第二化学试剂
厂；甘油购自南京化学试剂有限公司；山梨酸钾购
自中国惠兴生化试剂有限公司。芍药苷对照品，批
号 110736-201337，质量分数≥98%，中国食品药品
检定研究院；乙腈为色谱纯；水为超纯水；其余试
剂均为分析纯。
雄性 ICR 小鼠，体质量（20±2）g，江苏省中
西医结合医院实验动物中心提供，动物使用许可证
号 SCXK（苏）2014-0001。普通大耳白家兔 8 只，
体质量（2.0±0.2）kg，雌雄各半，江苏省中西医结
合医院实验动物中心提供，动物使用许可证号
SCXK（苏）20140017。
2 方法与结果
2.1 中药提取物的制备
按处方比例称取各味药材（即肉桂 50 g、白芍
150 g、细辛 50 g、白芷 100 g、干姜 50 g、木香 60 g、
乳香 100 g、冰片 30 g），加 10 倍量水提取 2 次，每
次 1.5 h[7]，合并提取液，减压浓缩至相对密度为 1.20
（70 ℃）的稠膏，经 HPLC 测定其中芍药苷的量不
低于 0.36%，备用。
2.2 巴布剂的质量评价方法
2.2.1 考察指标 考察巴布剂的外观指标（包括固
化时间、基质的均匀性、基质表面光泽、基质延展
性、气泡情况、膜残留性、皮肤追随性、反复揭贴
性 8 项）、初黏力、持黏力、剥离强度，计算各指标
的得分，采用 PCA 法对这 11 种指标的得分进行综
合，以计算出的总因子得分为综合指标。
（1）外观指标[8-10]：①固化时间：涂布完成后，
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2 d 内可以揭膜为满分 10 分。②基质的均匀性：固
化完成后，基质细腻、均一，无颗粒状物、细小白
斑为满分 10 分。③基质表面光泽：反复揭开防黏层，
表面光滑，无残留及凹洞为满分 10 分。④基质延展
性：基质极易搅拌，均匀不断条，极易涂布为满分
10 分。⑤气泡情况：固化完成后，基质无气泡为满
分 10 分。⑥膜残留性：取巴布剂 3 片，揭去防黏层
后，另取 7 cm×5 cm 防黏层，精密称定质量（m1）
后，用 500 g 金属筒压 20 min 后，揭开，取下，精
密称定质量（m2），计算膜前后质量差异，即为膜
残留性，以残留率表示，残留率＝(m2－m1)/m1。指
定测得的最小值为满分 10 分，其余得分与之相比较
（最小值/测得值×10），即得膜残留性得分。⑦皮肤
追随性：将巴布剂贴于受试者（10 名健康青年，男
女各半）手腕部，用力下甩 10 次不脱落者为满分
10 分。⑧反复揭贴性：不停地贴上、揭下 10 次，
10 次均无残留为满分 10 分。
（2）初黏力指标[11]：参照《中国药典》2015 年
版四部贴膏剂黏附力测定法第一法，采用斜坡滚球
法测定。取巴布剂，除去防黏层，置于长 30 cm，
与水平面成 30°的斜面滚球装置中央，中间留出 5
cm 膏面，将不锈钢球从光滑斜面上滚下，钢球经过
放有巴布剂膏体黏着面，记录可以黏住的小钢球的
质量。初黏力越大，可以黏住的小钢球的质量越大，
反之则越小。实验中以测得的最大值为 10 分，其余
得分与之相比较（测得值/最大值×10），即得初黏
力得分。
（3）持黏力指标[9]：将巴布剂裁剪成 7 cm×5 cm
的块状，其中下端 1 cm×5 cm 处作为自由端，用于
悬挂重物，上端 6 cm×5 cm 为实验区域。取下巴布
剂防黏层将膏体黏贴在不锈钢板上，用 500 g 的金
属筒在供试品上来回滚压 10 次，将实验板竖直放
置，放置 20 min 后，用轻质小夹子连接 200 g 砝码，
测定巴布剂基质脱落所需时间。以最大值为 10 分，
其余的与之相比（测得值/最大值×10）计算得分。
（4）剥离强度指标[9]：将巴布剂剪成 7 cm×5 cm
块状，上端 1 cm×5 cm 处悬挂 20 g 砝码作为自由
端，试验区域为 6 cm×5 cm，揭去防黏层，膏体覆
盖于不锈钢板上，用 500 g 的金属筒在供试品上来
回滚压 10 次，将实验板竖直放置 20 min，用轻质
小夹子连接 20 g 砝码，测定巴布剂基质脱落所需时
间。以最小值为 10 分，其余的与之相比（最小值/
测得值×10）计算得分。
平行制备 3 份样品，分别评价，求平均值。
2.2.2 评分标准 （1）固化时间（2.5～10 分）：第
1、2 天可以揭膜 10 分；第 3、4 天可以揭膜 7.5 分；
第 5、6 天可以揭膜 5 分；大于 6 d 仍未固化完全，
不可揭膜 2.5 分。（2）均匀性（0～10 分）：基质细
腻、均一，无颗粒状物、细小白斑 10 分；基质细腻、
均一，有少量颗粒状物、细小白斑 7.5 分；基质有
大量颗粒状物和细小白斑 5 分；基质中有块状物及
白斑 2.5 分；基质中出现大块状物 0 分。（3）表面
光泽（0～10 分）：反复揭开防黏层，表面光滑，无
残留及凹洞 10 分；反复揭开防黏层，表面光滑，无
残留，有细小凹洞 7.5 分；反复揭开防黏层，有较
大、较多残留，凹洞 5 分；反复揭开防黏层，残留
多，出现大量凹洞 2.5 分；揭开防黏层基质表面不
可恢复平整、光滑 0 分。（4）延展性（0～10 分）：
基质极易搅拌，均匀不断条，极易涂布 10 分；基质
易搅拌、涂布 7.5 分；基质搅拌、涂布稍困难 5 分；
基质搅拌非常困难、可涂布 2.5 分；基质搅拌非常
困难、不能涂布 0 分。（5）气泡情况（0～10 分）：
固化完成后，基质无气泡 10 分；基质所含气泡面积
占总面积 1/5 以内 8 分；基质所含气泡面积占总面
积 1/5～2/5 6 分；基质所含气泡面积占总面积 2/5～
3/5 4 分；基质所含气泡面积占总面积 3/5～4/5 2 分；
基质所含气泡面积占总面积 4/5 以上者 0 分。（6）
膜残留性（0～10 分）：指定测得的最小值为满分 10
分，其余得分与之相比较（最小值/测得值×10），
即得膜残留性得分。（7）皮肤追随性（0～10 分）：
用力下甩 10 次不脱落者 10 分；第 10 次脱落者 9
分；第 9 次脱落者 8 分；第 8 次脱落者 7 分；第 7
次脱落者 6 分；第 6 次脱落者 5 分；第 5 次脱落者
4 分；第 4 次脱落者 3 分；第 3 次脱落者 2 分；第 2
次脱落者 1 分；第 1 次脱落者 0 分。（8）反复揭贴
性（0～10 分）：10 次均无残留 10 分；第 10 次有残
留 9 分；第 9 次有残留 8 分；第 8 次有残留 7 分；
第 7 次有残留 6 分；第 6 次有残留 5 分；第 5 次有
残留 4 分；第 4 次有残留 3 分；第 3 次有残留 2 分；
第 2 次有残留 1 分；第 1 次有残留 0 分。（9）初黏
力（0～10 分）：试验中以测得的最大值为满分 10
分，其余得分与之相比较（测得值/最大值×10），
即得初黏力得分。（10）持黏力（0～10 分）：介于 0～
6 min 脱落者 0 分；介于 6～12 min 脱落者 1 分；介
于 12～18 min 脱落者 2 分；介于 18～24 min 脱落
者 3 分；介于 24～30 min 脱落者 4 分；介于 30～
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36 min 脱落者 5 分；介于 36～42 min 脱落者 6 分；
介于 42～48 min 脱落者 7 分；介于 48～54 min 脱
落者 8 分；介于 54～60 min 脱落者 9 分；大于 60 min
脱落者 10 分。（11）剥离强度（0～10 分）：介于 0～
20 s 脱落者 10 分；介于 20～40 s 脱落者 8 分；介
于 40～60 s 脱落者 6 分；介于 1～15 min 脱落者 4
分；介于 15～30 min 脱落者 2 分；大于 30 min 脱
落者 0 分。
2.3 巴布剂制备工艺
通过预试验及查阅文献报道[8,12]，确定巴布剂
制备工艺：依次取处方量的 NP-700、EDTA-2Na、
甘羟铝，分散于处方量的甘油中作为 A 相；另取适
量纯化水，依次加入山梨酸钾、PVP K-30 和酒石酸，
充分溶解后加入一定量的中药浸膏作为 B 相；将 B
相少量多次加入 A 相中搅拌均匀，快速涂布于无纺
布上，室温放置干燥成型，即得。
2.3.1 处方量的初步确定 采用单因素试验，固定
其他因素的用量不变，改变其中一种因素的用量，
按上述方法制备桂芍巴布贴，以综合感官评分为指
标，确定巴布剂各组成的大致用量，以便在优化设
计中选取合适的取值范围进行实验。根据单因素试
验，初步确定各因素的用量为 NP-700 6 g、PVP K-30
2 g、甘羟铝 0.2 g、EDTA-2Na 0.07 g、酒石酸 0.25 g、
甘油 30 g、浸膏 15 g。
2.3.2 均匀设计法优化桂芍巴布贴处方 参考文献
及预试验的结果[13]，拟选取 NP-700（X1）、PVP K-30
（X2）、甘羟铝（X3）、EDTA-2Na（X4）、酒石酸（X5）、
甘油（X6）、浸膏（X7）用量作为考察因素制备巴布
剂，考察巴布剂的外观指标、初黏力、持黏力、剥
离强度，计算各指标的得分，公式见“2.3.3（1）”，
采用 PCA 法对这 11 种指标的得分进行综合评价，
以计算出的总因子得分（F）为综合指标，对桂芍
巴布贴的处方进行优选。选用 7 因素 4 水平，进行
24 次试验，采用 U24*(249) 均匀设计表，对桂芍巴
布贴的处方进行优化，优选最佳处方，试验设计及
结果见表 1。

表 1 均匀设计试验方案及结果
Table 1 Design and results of uniform design test
试验号 X1/g X2/g X3/g X4/g X5/g X6/g X7/g F
1 5 (1) 1.0 (3) 0.15 (7) 0.07 (9) 0.20 (11) 25 (12) 20 (19) 9.028 37
2 5 (2) 1.0 (6) 0.20 (14) 0.09 (18) 0.30 (22) 35 (24) 15 (13) 7.737 66
3 5 (3) 1.5 (9) 0.25 (21) 0.05 (2) 0.20 (8) 25 (11) 10 (7) 9.879 17
4 5 (4) 1.5 (12) 0.10 (3) 0.07 (11) 0.30 (19) 35 (23) 5 (1) 4.831 78
5 5 (5) 2.0 (15) 0.15 (10) 0.11 (20) 0.15 (5) 25 (10) 20 (20) 7.292 33
6 5 (6) 2.0 (18) 0.20 (17) 0.05 (4) 0.25 (16) 35 (22) 15 (14) 2.179 48
7 6 (7) 2.5 (21) 0.25 (24) 0.09 (13) 0.15 (2) 25 (9) 10 (8) 9.623 02
8 6 (8) 2.5 (24) 0.10 (6) 0.11 (22) 0.25 (13) 35 (21) 5 (2) −0.513 64
9 6 (9) 1.0 (2) 0.20 (13) 0.05 (6) 0.30 (24) 25 (8) 20 (21) 7.948 45
10 6 (10) 1.0 (5) 0.25 (20) 0.09 (15) 0.20 (10) 35 (20) 15 (15) 6.366 79
11 6 (11) 1.5 (8) 0.10 (2) 0.11 (24) 0.30 (21) 25 (7) 10 (9) 4.326 49
12 6 (12) 1.5 (11) 0.15 (9) 0.07 (8) 0.20 (7) 35 (19) 5 (3) 6.027 52
13 7 (13) 2.0 (14) 0.20 (16) 0.09 (17) 0.25 (18) 20 (6) 20 (22) 6.130 58
14 7 (14) 2.0 (17) 0.25 (23) 0.05 (1) 0.15 (4) 30 (18) 15 (16) 10.335 70
15 7 (15) 2.5 (20) 0.10 (5) 0.07 (10) 0.25 (15) 20 (5) 10 (10) 6.065 30
16 7 (16) 2.5 (23) 0.15 (12) 0.11 (19) 0.15 (1) 30 (17) 5 (4) 7.515 51
17 7 (17) 1.0 (1) 0.25 (19) 0.05 (3) 0.25 (13) 20 (4) 20 (23) 7.288 98
18 7 (18) 1.0 (4) 0.10 (1) 0.07 (12) 0.30 (23) 30 (16) 15 (17) 7.513 21
19 8 (19) 1.5 (7) 0.15 (8) 0.11 (21) 0.20 (9) 20 (3) 10 (11) 7.975 33
20 8 (20) 1.5 (10) 0.20 (15) 0.05 (5) 0.30 (20) 30 (15) 5 (5) 8.186 51
21 8 (21) 2.0 (13) 0.25 (22) 0.09 (14) 0.15 (6) 20 (2) 20 (24) 9.694 94
22 8 (22) 2.0 (16) 0.10 (4) 0.11 (23) 0.25 (17) 30 (14) 15 (18) 3.628 54
23 8 (23) 2.5 (19) 0.15 (11) 0.07 (7) 0.15 (3) 20 (1) 10 (12) 9.492 50
24 8 (24) 2.5 (22) 0.20 (18) 0.09 (16) 0.25 (14) 30 (13) 5 (6) 9.541 33
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2.3.3 实验结果与数据处理
（1）PCA：1）主成分提取及其贡献率的计算：
将均匀设计的结果输入 SPSS 17.0 软件，进行 PCA，
总方差的解释见表 2，主成分系数矩阵见表 3。软件
默认特征值大于 1 的成分作为主成分，由表 2 知，
前 3 个成分的初始特征值均大于 1，即 4.541、2.027、
1.259，但前 3 个成分对总方差的累计贡献率只有
71.152%，偏小，若提取前 5 个成分，累计贡献率
可达到 86.061%，可以保留原始变量的大部分信息，
因此选取前 5 个成分作为分析所用的主成分。2）F
的计算[15]：以主成分因子得分与其方差贡献率乘积
之和相加，可以得出各试验组的 F[15]，其是构建综

表 2 解释的总方差
Table 2 Total variance explained of extracted components
主成分
初始特征值
合计 方差/% 累计贡献率/%
F1 4.541 41.279 41.279
F2 2.027 18.431 59.710
F3 1.259 11.442 71.152
F4 0.978 8.889 80.041
F5 0.662 6.020 86.061
F6 0.586 5.332 91.393
F7 0.336 3.053 94.446
F8 0.265 2.414 96.860
F9 0.183 1.662 98.521
F10 0.123 1.118 99.640
F11 0.040 0.360 100.000

表 3 成分矩阵
Table 3 Component matrix
指标
主成分
F1 F2 F3 F4 F5
固化时间得分（Z1） 0.743 0.199 −0.156 0.141 0.432
膜残留性得分（Z2） 0.733 −0.077 0.442 0.165 −0.094
皮肤追随性得分（Z3） −0.562 0.165 0.466 0.268 0.404
反复黏贴性得分（Z4） 0.663 −0.115 0.506 0.376 −0.205
初黏力得分（Z5） −0.901 −0.102 −0.018 0.144 0.071
持黏力得分（Z6） −0.504 0.003 −0.268 0.752 −0.281
剥离强度得分（Z7） 0.839 0.110 0.030 −0.155 −0.267
均匀性得分（Z8） −0.340 0.817 0.300 −0.087 −0.103
表面光泽得分（Z9） 0.803 0.230 −0.141 0.278 0.285
气泡情况得分（Z10） 0.333 0.608 −0.584 0.134 −0.081
延展性得分（Z11） −0.236 0.910 0.202 −0.068 −0.086
合评价函数的常用方法。F 计算公式为 F＝F1×
0.412 8＋F2×0.184 3＋F3×0.114 2＋F4×0.088 9＋
F5×0.060 2。
其中主成分的表达式可以由表 3 中的成分矩阵
推出，将表 3 中系数分别除以相应的主成分的特征
值的平方根即可得到主成分的系数[5]。前 5 个主成
分的表达式分别为 F1＝0.349 Z1＋0.344 Z2－0.264
Z3＋0.311 Z4－0.423 Z5－0.237 Z6＋0.394 Z7－0.160
Z8＋0.377 Z9＋0.156 Z10－0.111 Z11；F2＝0.140 Z1－
0.054 Z2＋0.116 Z3－0.081 Z4－0.072 Z5＋0.002 Z6＋
0.077 Z7＋0.574 Z8＋0.162 Z9＋0.427 Z10＋0.910 Z11；
F3＝－0.139 Z1＋0.394 Z2＋0.415 Z3＋0.451 Z4－
0.016 Z5－0.239 Z6＋0.027 Z7＋0.267 Z8－0.126 Z9－
0.520 Z10＋0.180 Z11；F4＝0.143 Z1＋0.167 Z2＋0.271
Z3＋0.380 Z4＋0.146 Z5＋0.760 Z6－0.157 Z7－0.088
Z8＋0.281 Z9＋0.135 Z10－0.069 Z11；F5＝0.531 Z1－
0.115 Z2＋0.496 Z3－0.252 Z4＋0.087 Z5－0.345 Z6－
0.328 Z7－0.127 Z8＋0.350 Z9－0.100 Z10－0.156
Z11。按照以上公式计算均匀设计试验各组的 F，F
值的结果见表 1。
（2）对成型工艺影响的多元回归分析：1）多元
回归模型的建立：为揭示多个因素对指标的内在关
系，利用 SPSS 17.0 统计软件对均匀设计试验结果
进行逐步回归分析，建立回归模型，所建模型评价
见表 4。从概率值 P＜0.001 可知，拟合的回归方程
具有统计学意义。

表 4 模型回归方差分析
Table 4 Variance analysis of model regression
因素 平方和 自由度 均方差 F 值 显著性
回归 142.521 8 17.815 14.676 0.000 2
残差 18.209 15 1.214
总共 160.729 23

2）回归模型的分析及成型工艺的优选[16]：各
变量对回归模型的贡献及意义见表 5。由表 5 中数
据，可得到回归方程为 Y＝−26.312＋2.129 X1X3－
8.852 X2X5－0.04 X62－0.81 X3X7＋1.9 X6－2 328.982
X42＋359.225 X4＋0.495 X3X6。以 F 为评价指标时，
回归方程将各自变量均选入，说明 X1、X2、X3、X4、
X5、X6、X7（即 NP-700、PVP K-30、甘羟铝、EDTA-
2Na、酒石酸、甘油、浸膏）均是桂芍巴布贴成型
工艺的影响因素。由方程可知，各因素间存在一定
的交互作用，其中 EDTA-2Na、甘油、PVP K-30 与
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表 5 各变量的统计检验
Table 5 Statistical test of each variable
模型
未标准化的系数 标准化
系数
t 检验 P 值
回归系数 标准误差
常数项 −26.312 9.938 −2.648 0.018
X1X3 2.129 1.123 0.343 1.896 0.077
X2X5 −8.852 2.238 −0.429 −3.955 0.001
X62 −0.040 0.010 −4.712 −3.966 0.001
X3X7 −0.810 0.271 −0.439 −2.992 0.009
X6 1.900 0.567 4.104 3.348 0.004
X42 −2 328.982 602.024 −3.240 −3.869 0.002
X4 359.225 96.867 3.104 3.708 0.002
X3X6 0.495 0.342 0.332 1.447 0.168

酒石酸、甘羟铝与浸膏 NP-700 的交互项的回归系
数较大，对模型的贡献最大，即相对于其他变量，
这几个因素对桂芍巴布贴成型工艺的影响最大。
根据回归方程，在计算机上进行优化处理，用
Excel 2003 进行规划求解，求出最优组合，得到 F
值最高标准时各个因素的取值：X1＝8，X2＝1，
X3＝0.25，X4＝0.07，X5＝0.15，X6＝25，X7＝5。为
使巴布剂的载药量符合要求，在保证巴布剂能够成
型的条件下，浸膏量应尽可能大。在单因素试验中，
分别考察了加入 5%、10%、15%、20%、25%、30%、
35%的浸膏对成型的影响，发现当浸膏的加入量超
过 20%，巴布剂难以成型，因此确定浸膏的加入量
为 20%。
从巴布剂外观考虑，膏体与皮肤应有较好的相
容性，使其贴于皮肤上较为舒适，同时还应满足具
有适宜的初黏力、持黏力、较好的皮肤追随性，以
及不易残留等多项条件，单一指标不足以全面反映
巴布剂质量的好坏，因此综合考虑以上因素，以 F
为指标，结合实验结果与实际情况，最终确定桂芍
巴布贴的最佳处方配比为 NP-700-PVP K-30-甘羟
铝-EDTA-2Na-酒石酸-甘油-浸膏（8∶1∶0.25∶
0.07∶0.15∶25∶20）。
2.4 验证试验
按均匀设计试验优化出的结果，选取最佳处方：
NP-700 8 g、PVP K-30 1 g、甘羟铝 0.25 g、EDTA-
2Na 0.07 g、酒石酸 0.15 g、甘油 25 g、浸膏 20 g，
按照“2.3”项下制备方法制备 3 批桂芍巴布贴样
品。分别进行外观评分和黏力（初黏力、持黏力、
剥离强度）评分，按照“2.3.3”项下进行 PCA，综
合各个指标求算得平均 F 值为 9.703 46，RSD 为
0.1%。结果表明 3 份平行试验平行性较好，F 值接
近均匀设计试验中的最优值，说明优选出的工艺稳
定可行。
2.5 分析方法的建立
2.5.1 色谱条件 色谱柱 Alltima C18（250 mm×4.6
mm，5 μm）；流动相为乙腈-水（14∶86），体积流
量 1 mL/min；进样量 20 μL；检测波长 230 nm；柱
温 35 ℃。在此条件下，芍药苷与其他成分色谱峰
均能得到很好的分离，峰形良好。
2.5.2 线性关系考察 精密称取芍药苷对照品一定
量，用甲醇溶解，制成芍药苷质量浓度为 103.3
μg/mL 的对照品储备液，精密量取适量分别配成系
列对照品溶液，各进样 20 μL，按上述色谱条件测
定峰面积。以峰面积积分值（Y）对芍药苷质量浓
度（X）进行线性回归，得芍药苷的回归方程为 Y＝
1.38×106 X＋2 480，r＝0.999 5，在 0.225～3.600
μg/mL 呈良好的线性关系。
2.6 体外透皮吸收试验[9,17]
2.6.1 离体皮肤的制备 取健康雄性 ICR 小鼠（20±
2）g，颈部脱臼处死后，仔细剔除腹部皮肤上的毛
后，剥离腹部皮肤，小心剔除皮下脂肪和粘连物后
用生理盐水冲洗干净，检查皮肤的完整性，置于密
封袋中，−20 ℃冰箱中冷冻保存，于 1 周内使用。
2.6.2 体外透皮试验 采用 Franz 扩散装置，取解
冻的小鼠皮肤，将其平整地固定在供给池和接收池
之间，角质层面向供给池，真皮层面向接收池，两
池有效面积 2.009 6 cm2，接收池容积约 17 mL。将
桂芍巴布贴贴于鼠皮上，生理盐水作为接收液，排
出接收池内气泡，水浴温度（37.0±0.5）℃，搅拌
子转速 300 r/min。启动磁力搅拌器并计时，分别于
1、2、4、6、8、10、12、24 h 取样 0.3 mL，同时
补以同体积的空白接收液。将取得的样品用 0.45 μm
微孔滤膜滤过，取滤液用 HPLC 法测定芍药苷的质
量浓度，并计算累积透过量（Q，μg/cm2），以 Q-t
作图，结果见图 1，将 Q 对 t 回归，得指标成分芍
药苷的渗透曲线方程 Q＝0.171 t＋0.604，r＝0.999，
从拟合的直线斜率得出桂芍巴布贴中指标成分芍药
苷的体外透皮速率（J）为 0.171 μg/(cm2·h)。
2.7 皮肤刺激性实验[18-19]
取家兔 8 只，实验采用同体左右侧自身对比，
分完整皮肤组及破损皮肤组，每组 4 只，雌雄各半。
于给药前 24 h，采用剪、剃及脱毛剂硫化钠将其背
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图 1 桂芍巴布贴中芍药苷的体外透皮渗透曲线 (n = 3)
Fig. 1 In vitro transdermal permeation curves of
paeoniflorin in Gui-Shao Cataplasm (n = 3)

部脊柱 2 侧去毛，去毛面积约为体表面积的 10%，
取皮肤无破损无充血的动物作完整皮肤实验；其他
动物，局部皮肤用#400 砂纸摩擦，以渗血为度，左
右两侧皮肤的破损程度应基本一致，用作破损皮肤
实验。左侧去毛区分别给以桂芍巴布贴，右侧脱毛
区分别给空白基质巴布剂作为对照，并用无菌纱布
及无刺激性胶布加以固定。每只家兔单笼饲养。
给药 24 h 后，用温水洗去残留的药物，去除药
物后 1、24、48、72 h 肉眼观察并记录涂抹部位有
无红斑和水肿等情况，按下列标准进行评分。红斑
情况：无红斑 0 分；轻度红斑，勉强可见 1 分；中
度红斑，明显可见 2 分；重度红斑 3 分；紫红色红
斑并有焦痂形成 4 分。水肿情况：无水肿 0 分；轻
度水肿，勉强可见 1 分；中度水肿，明显可见（边缘
高出周围皮肤）2 分；重度水肿，皮肤隆起 1 mm，
轮廓清楚 3 分；严重水肿，皮肤隆起 1 mm 以上并范
围扩大或有水泡或破溃 4 分。计算各组动物反应平
均分值：反应平均分值＝(红斑形成总分＋水肿形成
总分)/动物数。
去除药物后 1、24、48、72 h，家兔完整皮肤及
破损皮肤的用药部位均未见红斑和水肿现象，桂芍
巴布贴与空白基质巴布剂组比较无差别，其刺激评
分均为 0 分，表明优选出的桂芍巴布贴对皮肤基本
无刺激性反应。
3 讨论
均匀设计法是一种多因素与多水平的试验设计
方法，由于影响巴布剂成型的因素较多，若要全面
考察各因素，一般的设计方法如正交设计、星点设
计等进行的实验次数较多、较复杂[8-9,12,17,20]，采用
均匀设计法，其可大大减少实验次数[21-22]，可以通
过回归模型预测优化条件和结果，其具有方便、适
用、预测性好的特点，在成型工艺优化中具有较好
的应用。主成分分析法可避免在综合评价时主观加
权的弊端，均匀设计法与主成分分析法的结合使得
该实验与评价体系更简便、全面、综合。
采用逐步回归法可以剔除对结果影响弱的变
量，筛选出对结果影响强的变量，从而可以对影响
因素进行精选。通过逐步回归模型的建立，优选出
了桂芍巴布贴的最佳处方配比为 NP-700-PVP
K-30-甘羟铝-EDTA-2Na-酒石酸-甘油-浸膏（8∶1∶
0.25∶0.07∶0.15∶25∶20）。回归模型除了可以优
选出最佳处方，还能揭示各因素对指标的内在关系，
能估计出因素的主效应和交互效应等。从逐步回归
模型可以看出，桂芍巴布贴成型工艺最主要的影响
因素是酒石酸、PVP K-30、NP-700、甘羟铝、甘油、
浸膏，EDTA-2Na 对成型工艺的影响不明显，各因
素间存在着一定的交互作用。
NP-700 与甘羟铝存在交互作用，这与交联巴布
剂形成的原理相符合。NP-700 是构成桂芍巴布贴亲
水性凝胶骨架的基本物质，其形成原理是甘羟铝提
供的 Al3+与 NP-700 中的羧基交联产生凝胶，形成
交联基质。随着聚丙烯酸钠的用量增大，巴布剂黏
性和外观性能渐好，但用量过多，膏体会交联过度，
黏性会显著降低甚至没有黏性；若用量不足，则内
聚力不够，易导致揭贴后有残留[17]。甘羟铝用量过
少，基质交联不完全，膏体内聚力差；用量过多，
基质交联过度，膏面黏性降低甚至没有黏性。在该
成型工艺研究中，除了骨架材料外，为保证巴布剂
具有较好的黏性，另加入了 PVP K-30 作为增黏剂。
实验中发现，其用量越大，黏性越大，但是如果用
量偏大，亦会导致揭贴后有残留，因此需选择合适
的用量。酒石酸质量分数越低，交联速度越慢，则
膏体成型越慢；但质量分数过高，则膏体在短时间
内就会交联变稠从而不易于涂布，因此要选择适宜
的酒石酸的用量。交联剂一加入立即发生反应，使
体系黏度增加，当黏度过大时，膏体流动性变差，
导致涂布厚度不均匀，甚至无法涂布[23]。因此，该
实验同时选用了 EDTA-2Na 作为螯合剂与酒石酸共
同调节交联速率。浸膏的加入量可能对巴布剂基质
的成型与稳定产生一定的影响，加药量过大，会有
少量的药液渗出膜面，影响巴布剂的成型。本实验
为保证巴布剂的药效，同时在保证巴布剂能够成型
的条件下，最大可能地取浸膏量为 20%。
中药及复方的巴布剂成型工艺的研究思路，大
多是先制备空白基质，再在其基础上考察空白基质
与药物的配比，但空白基质和含药基质的性能会有
0 4 8 12 16 20 24
t/h
Q
/(μ
g∙
cm
−2
)
6
5
4
3
2
1
0
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很大的差别[21]，中药的加入易对巴布剂的成型造成
影响，因此常常导致空白基质基本成型后，含药巴
布剂的制备仍需调整，这给巴布剂的成型工艺研究
增添了麻烦[24]。本实验将中药浸膏与巴布剂其他辅
料一同作为均匀设计实验的考察因素，得出的最优
结果即为含药巴布剂的最优结果，省去了以往研究
中在加药后对基质的调整这一步骤，同时也可以考
察药物与各影响因素间的交互作用，该研究更为简
便、科学、合理。
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