全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 11 期 2011 年 11 月 ·2165·
·中药现代化论坛·
面向中药复杂体系的吸入给药复合粒子优化设计原理与方法
郭立玮，付廷明，李玲娟
南京中医药大学 中药复方分离工程重点实验室，江苏 南京 210029
摘 要：鉴于中医药复杂巨系统求解过程在数学上的不可描述性，借鉴国内外先进的计算机化学与粉体材料科学理念与方法，
以由水溶性和脂溶性两类物质组成的复方丹参制剂处方为模型药物，采集有效部位物料体系的物理化学特征参数（有关化学
成分的熵、焓、表面能、电性等）、相关复合工艺特征参数（操作温度、搅拌速度、包覆时间等）及目的产物复合粒子性能
特征参数（微结构参数与生物药剂学性能）等数据，建立中药复合粒子设计与制备工艺小型数据库，应用中药学、计算机化
学、物理化学等跨学科交叉研究“中药粒子复合技术”的规律，探索中药复合粒子制备工艺微/纳米尺度有序组合机制，尝
试以现代物理化学手段调控中药多元组分微结构及性能。为中药复方体系实现“表征参数检测—工艺过程参数筛选—目的产
物性能优化”提供一种全新的研究模式。
关键词：中药复杂体系；吸入给药；复合粒子；材料学；计算机化学
中图分类号：R283.3 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2011)11 - 2165 - 08
Optimal design principle and method of inhaled composite particles for complex
system of Chinese materia medica
GUO Li-wei, FU Ting-ming, LI Ling-juan
Key Laboratory of Isolation Engineering for Compound Chinese Materia Medica, Nanjing University of Chinese Medicine,
Nanjing 210029, China
Abstract: Seeing that the complex giant system solving process of traditional Chinese medicine in mathematics is not descriptive and
drawing on the advanced concepts of modern computer chemistry and materials science, Compound Danshen prescription consisting of
both water-and fat-soluble substances was selected as a drug model to collect the physicochemical characteristic parameters of the
effective part of material system (the chemical composition of the entropy, enthalpy, surface energy, and electricity, etc.), complex
process-related characteristic parameters (operating temperature, stirring speed, and coating time, etc.), compound performance
characteristic parameters of the product particle (micro-structural parameters and properties of biological agents), and other data, so as
to establish a small database for the design and preparation of composite particles technology, study the regularity of “Chinese particle
composite technology” by cross applying the knowledge of Chinese materia medica (CMM), computer chemistry, physicochemistry,
explore the micro/nano-scale orderly combination mechanisms of CMM composite particles, try to control the microstructure and
properties of multiple components by using modern physicochemical means, and provide a new research model for the achievement of
“characterization parameter detection-process parameters screening-target product optimization” in CMM compounds research.
Key words: complex system of Chinese materia medica; inhalation; composite particles; materials science; computer chemistry

药效物质的整体性与多元性是中药复方的本质
特征，也是中医药防病治病的核心价值所在。随着
缓控释、靶向等现代剂型越来越多地在中药领域的
推广，如何从整体角度对中药复方制剂工艺设计与
制备过程进行精密调控，以确保各种药效物质完整、
准确进入体内相关部位以充分发挥作用，已成为中
药剂型发展面临的新问题[1]。本文以新型吸入给药
剂型——中药干粉吸入剂为例，探讨采用现代材料

收稿日期：2011-06-28
基金项目：国家自然科学基金资助项目（30973950）；教育部博士点科研基金资助项目（20060315007）；江苏省教育厅自然科学基金资助项目
（05KJD360155）
作者简介：郭立玮 Tel: (025)86798066 E-mail: guoliwei815@yahoo.com.cn
网络出版时间：2011-10-26 网络出版地址：http://www.cnkinet/kcms/detail/12.1108.R.20111026.1520.001.html
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科学、粉体工程学与计算机化学手段开展中药复合
粒子优化设计的原理与方法，以解决药物体系中水
溶性与脂溶性两类成分在吸入过程因停留在呼吸道
不同位置而造成“相分离”的技术瓶颈，为采用多
学科理论与技术拓展基于整体观的中药药剂学研究
思路与方法提供借鉴。
1 吸入给药与中药干粉吸入剂的技术瓶颈
吸入给药系统系指通过特定的装置将药物以雾
状形式传输至呼吸道和/或肺部以发挥局部或全身
作用的制剂[2]，一般分为气雾剂、喷雾剂和粉雾剂。
与普通口服制剂相比，吸入制剂的药物可直接到达
吸收或作用部位，可避免肝脏首关效应、减少用药
剂量；而与注射制剂相比，可提高患者依从性，同
时减轻或避免部分药物不良反应，是极具前景的药
物研发领域。
中药吸入给药历史悠久，由此传承而来的现代
中药吸入制剂，如复方丹参气雾剂、双黄连气雾剂
等多能达到“速效、定位”的目的，分别对心绞痛、
呼吸道感染等疾病作用显著。尤其后者，其生物药
剂学指标 tmax、Cmax、AUC 等都与双黄连注射剂接
近或一致，在临床可以取代双黄连注射剂[3]。鉴于
目前诸多中药注射剂在安全性、稳定性等方面存在
的问题，吸入制剂如能替代相应的注射剂，意义重
大。但由于中药气雾剂本身的不足，如需吸入的液
体量大、单次吸药的时间长、随身携带不便、抛射
剂有刺激性，以及氟利昂类抛射剂对环境有影响等
原因，进一步发展存在困难，因此急切盼望新剂型
的出现。
干粉吸入剂（又称粉雾剂）为新型吸入给药剂
型之一。该剂型是将微粉化的药物装入特定容器内，
使用时凭患者吸气气流将药物以粉状物形式吸入呼
吸道和肺部，发挥局部和全身作用的一种剂型[2]。
我国干粉吸入剂起步较晚，但发展迅速，如蛋白质
多肽类药物干粉吸入剂的研究[4]、治疗哮喘药物的
干粉吸入剂研究[5]、喘平粉雾剂[6]、三七总皂苷脂
质体肺部给药研究[7]等，均已取得一定成果。
但中药干粉吸入剂的研究却遇到瓶颈问题。与
上述由单体成分组成的干粉吸入剂不同，中药复方
药效物质具多元性与整体性，主要由水溶性与脂溶
性两类成分组成。因肺部给药途径的解剖学结构特
点[8]，这两类成分在吸入过程可停留在呼吸道不同
的位置，造成“相分离”现象，主要是水溶性成分
不能同步到达肺泡，即实现药物多组分的同步吸入，
是目前中药复方干粉吸入剂迫切需要解决的共性关
键问题。基于现代材料科学与粉体工程学的复合粒
子技术为解决这一难题提供了有力的手段。与其他
如包衣等解决相分离的手段相比较，本文所提出的
复合粒子技术的优势在于无需添加其他辅料，而是
充分利用中药体系中各组分物理化学性质不同的特
点，通过有序组装各种成分，达到特定的目的。
2 复合粒子及其研究概况
2.1 复合粒子的基本特征及其医药用途
所谓复合粒子[8]是指两种或两种以上的成分经
表面包覆或复合处理后形成的微米/纳米粒子，粒径
一般小于 10 μm。复合粒子内的多种成分不是简单
的无序混合，而是根据具体的应用目的，对多种成
分进行的有序结合。复合粒子可分为核壳式（包覆
式）和均一式（混合式），由于包覆式复合技术不但
可以制备多功能复合粒子，而且还可用于改变粒子
的表面性质，所以包覆式粒子在复合粒子研究领域
中占有重要地位。
包覆式复合粒子由中心粒子（母粒）和包覆层
组成，按包覆层的形态不同可分为层包覆和粒子包
覆，粒子包覆又可分为沉积型和嵌入型两种，见图 1。

图 1 包覆式复合粒子形态
Fig. 1 Morphology of coating type composite particles
复合粒子的制备方法有机械法、异相凝聚法、
微乳液法、沉积法，还有相转移法、离子束法等较
新型的方法[9]。但无论何种方法，其本质均为界面
行为，因而待复合材料（以下简称为物料）的热力
学、动力学与电化学等物理化学性质，尤其是表面
能与结合能等参数特征成为影响复合过程与复合效
果的主要因素。
鉴于复合粒子具有单种物质粒子所不具有的特
异光电、化学、力学等性质，已引起科学界广泛的
兴趣[10-11]。国外已出现纳米复合粒子用于肺部给药
的报道[12-13]。但中药复合粒子及其在干粉吸入剂领
域的应用研究，还鲜见报道。本文所指的复合粒子
系指不使用其他载体辅料，主要依靠中药组分的材
料学性能（如表面结合能、荷电性等）使两种或两
种以上的中药组分结合为微米/纳米级粒子，除了可
层包覆型 粒子包覆沉积型 粒子包覆嵌入型
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用于吸入制剂外，还可以根据临床治疗需要，设计
为可在人体其他特定部位（如消化道不同部位）吸
收的制剂。
2.2 国内外有关复合粒子设计、制备研究概况
事实上，自古以来复合粒子技术就已被应用到
中医药体系，如传统的包朱砂衣（传统水飞法制备
的朱砂衣料已达到微米/纳米的粒径范围）、雄黄衣、
百草霜衣及分层泛丸等手段都是复合粒子技术的早
期应用，说明复合粒子技术在中医药领域具有广泛
的基础与适应性；同时也提示由于该技术的主要特
点是利用某些药效物质作为表面修饰剂或载体，与
中医药的“药辅合一”思想不谋而合，因而其应用
条件与范围没有特别的限制。
目前国内外有关复合粒子设计与制备研究的基
本策略：在掌握物料体系物理化学特征的基础上，
研究、寻找不同物料粒子复合过程所需要的能量
（熵、焓）等热力学影响因素，通过模拟实验，采用
多学科高技术手段深入开展分子机制水平的研究，
建立数学模型。再有的放矢选择相宜物理或者化学
手段加以干预，通过改变待复合物料体系之间的界
面作用机制，实现有效控制工艺过程与目的产物性
能。Alonso 等提出的包覆式复合粒子母粒与子粒的
大小及配比模拟估算设计方法；建立母粒与子粒之
间的作用能物理模型，计算粒子间存在的库仑力和
范德华力，进而推导出结合能的复合粒子设计方法；
通过获取母粒和子粒的物理特性参数，计算复合粒
子比率、包覆效率、包覆比率，以调节、确认包覆
操作时间等[14]。对于复相非均质材料，则需在研究
相分布的基础上建立（寻找）微结构和物性的关联。
而对“无规则”结构，则应借助“分形几何学”寻
找其“自相似性”（可能是统计性质的，而不是严格
的），从而建立表征“多元聚集体”物质结构的有效
方法[15]。
3 中药复合粒子工艺设计的难点与新的出路
3.1 中药物料复杂体系难以建立工艺过程模型
当前引进上述复合粒子制备领域国内外通用的
思路与方法，开展中药粒子复合工艺优化研究是当
务之急。问题在于，以上述方法研究化学组成单一
而明确的复合粒子形成机制及其优化工艺是有效
的，但中药研究所面临的是一个复杂巨系统。如星
粟草 Glinus lotoides L. 不同浓度乙醇提取物（主要
含皂苷成分）分别用真空干燥和冷冻干燥，所得浸
膏粉的粉体学参数如粉体形态、大小、吸水性、吸
附等温线、密度、流动性、压缩性均有较大差异；
Shamblin 等用差示热分析（DSA）、拉曼光谱研究
蔗糖、海藻糖等天然产物的混合过程，发现各成分
之间存在氢键结合，混合过程为吸热过程；向大雄
等[16]则认为中药浸膏作为“多成分混相体系”，呈
现出与单一成分不同的新物理化学性质，最明显的
特点是成分分子相互抑制结晶形成，易形成亚稳态，
其吸潮、粘连、表面能、表面电荷等特性比普通粉
体更明显，从而对后续的成型工艺和制剂的稳定性
有极大的影响；对于以“有效部位”形式出现的中
药提取物，刘璐[17]指出，在某一有效部位及有效部
位群中包含了多种理化性质极相近的不同物质，并
还有指标成分以外的物质，应从宏观到微观，从模
糊到量化，研究它们对成型过程的影响。
因而，对于以有效部位为代表的中药提取物此
类存在大量非线性、高噪音、多因子数据的复杂物
料体系而言，由于各种影响因素和物料体系的多样
性，其工艺加工过程难以找到（或不存在）线性通
用模型。那么，如何去表征复合粒子形成过程并从
中寻找工艺优化规律及影响目的产物吸收性能的主
要因素，显然必须引进非线性复杂适应系统科学原
理及研究思路，而由此需解决的共性问题就是如何
建立可与信息科学和前沿数理科学接轨的中药微/
纳米尺度体系微观形态与微系统性能的表征技术体
系：（1）中药提取物体系的物理化学性质有何基本
特征；（2）上述物理化学特征是如何影响粒子复合
过程；（3）如何针对前两个问题探索中药粒子微/
纳米尺度复合机制，寻找并构筑科学、有效、简便
的中药粒子复合工艺技术。
3.2 计算机化学对中药物料复杂体系的适应性
近年来，本课题组对上述（1）、（2）项问题开
展了部分研究：对丹参酮、人参皂苷等多种中药“有
效部位”物料体系的理化性质进行了检测，采用计
算机化学方法计算了其中部分中药成分的若干热力
学参数，发现具有不同热力学参数的成分在喷雾干
燥、溶剂沉积等复合过程中有着不同的表现。值得
关注的是，仅由丹参酮、人参皂苷两种中药有效部
位组成的实验体系在若干浓度下，即表现出不同成
分的配比及其物理化学特征与微颗粒复合过程之间
存在复杂关系，那么在更多因素参与的实际环境下，
如何描述与表达“物料体系化学组成及其物理化学
特征”与“粒子复合过程”及“目的产物复合粒子
性能”之间的关系值得探讨，可见其中蕴藏非常丰
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富的生物医学信息。从而，证明将“计算机化学”
引入中药微粉研究领域的重要性与迫切性。
计算机化学又称为计算化学，是一个涉及多种
学科的边缘学科。其研究内容包括量子结构计算、
物理化学参数计算、化学过程模拟和化工过程计算、
数据挖掘、计算机辅助分子设计、化学领域的人工
智能方法等。其中“数据挖掘”是按照既定的业务
目标，对大量数据进行探索，揭示隐藏其中的规律
性并进一步将之模型化的先进方法。而从大量数据
中提取出可信的、新颖的、有效的，并能被人理解
的模式的高级处理过程被称为“知识发现”
（knowledge discovery in database，KDD）[18]。计算
机化学是连接化学、化工与数学、统计学、计算机
科学、物理学、药物学、材料科学等学科高度交叉、
相互渗透的新的学科，是现代先进实用技术的基础。
计算机化学的问世，有力地促进了科学研究方法和
工业生产方式不断革新，成为现代科技创新的重要
手段[19-20]。
计算机化学应用于中药制剂学的研究方兴未
艾，浙江大学程翼宇教授及其科研团队先后建立了
丹参提取过程终点快速判断方法[21]、近红外光谱在
线判断滴丸料液混合终点[22]、中药组效关系辨识方
法学与计算理论[23]、基于神经网络的中药组效关系
建模方法等[24]，在该领域开展了一系列卓有成效的
工作。贺福元研究团队[25-27]所开展的中药成分溶度
参数的理论与实验研究，则在分子水平提出了中药
提取物体系的能量计算方法。溶度参数能定量反映
多成分分子在不同化学环境的内聚能，为表征化合
物分子结构特性的基本数据之一，可用来判断一个
化合物在另一个化合物（溶剂）中的溶解和分散能
力，对于现代给药系统处方与工艺设计具有重要指
导意义。
近年来，本课题组在开展“无机陶瓷膜精制中
药的机制研究”、“中药复方药效物质组合筛选”等
研究中，针对中药体系“药效物质组成的多元性及
物料体系的多样性”的特点，提出了“面向中药复
杂体系的研究思路与方法”，并初步建立起计算机化
学在中药药剂学领域应用的基本模式：（1）一定样
本量中药体系的选择；（2）与中药制剂学或生物药
剂学相关的技术参数表征体系的建立；（3）数据库
设计与构建；（4）多种数据挖掘算法的筛选与相互
印证；（5）知识发现——潜在规律的发现与验证。
事实证明，这种研究方法可迅速、有效锁定复杂环
境中影响工艺过程的主要因素，使研究工作取得突
破性进展[28-29]。
数据库的构建是将非线性复杂科学、信息科学
和前沿的数理科学与中医药学交叉、渗透、融合的
必需途径之一。自 20 世纪 90 年代以来，在梁逸曾[30]、
周家驹[31]、乔延江等[32]提议下，中医药领域的各种
专用数据库，如中药数据库、中药药理及毒理数据
库、中药临床效果数据库、国外重要植物药数据库
等相继建立。中药复合粒子设计与制备工艺专用数
据库的建立是本项目的重要任务之一。然而，更重
要的是进行数据库中“知识发现”研究，并从所建
数据库中“挖掘”隐含的规律用于开辟中医药的新
领域。
原有的计算机化学方法，包括统计多元分析、
主成分分析（PCA）、偏最小二乘（PLS）等，已在
复杂数据处理过程中发挥了重要作用。近年来，建
立在统计学基础上的支持向量机（support vector
machine，SVM）[33-34] 方法相继应用于药物定性或
定量构效关系、分析化学的多变量校正[35]、材料设
计[36]等领域。在将该方法用于中药分离过程优化的
研究中，通过调节 SVM 模型所选用的核函数及其
参数以控制“过拟合”或“欠拟合”现象，可一定
程度地解决复杂数据“建模结果好”而“预报结果
不好”的问题，因而 SVM 有望成为中药复杂体系
数据挖掘和知识发现的计算机化学新方法[37]。
4 面向中药物料复杂体系工艺设计的新思维
中国科学院院士冯瑞和师昌绪教授等在其主编
的《材料科学导论》的论述中指出[38]：“有序与无序
这两个基本概念贯穿在物质结构的各个类型和层次
之间中”，而“能与熵的角逐是‘有序-无序’转变的
物理根源”。厦门大学固体表面物理化学国家重点实
验室的田昭武等[39]则在“微米尺度固液体系的物理
化学和创新契机”一文中指出：“由于微系统中各类
基本单元的尺度在微/纳米级，其表面积与体积的值
远大于常规系统，表（界）面的微观性质上升是影
响微系统性能的关键因素之一”。
4.1 面向中药物料复杂体系制剂工艺设计的科学
假说
根据材料设计与微尺度结构科学的上述基本原
理及相关“材料学”、“计算机化学”与“物理化学”
等多科学的有关论述，在大量文献研究及有关前期
工作的基础上，本文提出以下科学假说。
（1）用作母粒和包覆材料的中药提取物（包括
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有效部位组合，下同）本质上是一种多组分化学物
质体系，其宏观性质可用各种物理化学表征参数描
述。而这类参数，既来源于体系中各种物质的化学
组成，又是其中各种物质分子热力学、动力学与电
化学性质的综合反馈，当然也必定与该体系的材料
学性能密切相关。
根据材料学与粉体工程学的科学原理，物质体
系的表面能、溶度参数、荷电性等物理化学参数可
能对粒子成型与复合工艺过程产生影响。这些参数
有些可由仪器直接测定，另一些则可通过理论计算
获得，它们共同构成了可科学地表征中药提取物对
粒子复合过程产生影响的性质的集合。考虑到实际
可行性，从中选取若干参数作为研究对象。
（2）中药提取物体系的主要化学组成（可标记
为 Xi 集数据）、物理化学参数（可标记为 Yi 集数据）、
粒子成型与复合过程参数（可标记为 Zi 集数据）、
复合粒子的微结构与表面性能（可标记为 Vi 集数
据）及其生物药剂学特征值（可标记为 Wi 集数据）
等最重要的几个数据集之间存在大量非线性、高噪
声、多因子的复杂关系，以至被视为“黑匣”，难于
精确定量与建模。但借助人工智能和数据挖掘技术，
在经验规律基础上进行归纳并结合第一性原理的演
绎，可利用实际中药应用过程所存在的“放大效应”
而获得半经验的近似解。这种方法用于研究中药粒
子复合过程中的微观变化规律，虽有一定局限性，
但作为一种解决复杂体系微粉工程化问题的手段，
则表现出较大的灵活性和实用性。
（3）体系的性能取决于其组成。因处方与提取
工艺不同，各中药提取物体系中具有不同的化学组
成（构成有效部位主体的各种指标性成分，淀粉、
蛋白质等高分子成分，其他类中药化学成分等，各
占有不同的比例），也具有不同的材料学性能。而借
助现代材料设计的先进理念与方法，可以“量体裁
衣”，通过母粒和包覆材料的配方设计与复合工艺关
键参数的优化，有序控制复合粒子微系统形态与性
能，以实现复合粒子安全、有效的目标。
4.2 面向中药物料多元复杂体系的复合粒子工艺
设计原理
鉴于中医药所面临的研究对象为复杂巨系统，
而复杂巨系统求解过程在数学上的不可描述性，即
无法用一个独立的数学模型进行求解或评价，需要
多种方法的综合运用才能达到相应的目的[40]，根据
上述科学假说，提出以下面向中药物料多元复杂体
系的复合粒子工艺设计原理：借鉴计算机化学与粉
体材料科学理念与方法，以由水溶性与脂溶性两类
物质组成的复方丹参制剂处方（有效部位组合）为
模型药物，采集有效部位物料体系的物理化学特征
参数（有关化学成分的熵、焓、表面能、电性等）、
相关复合过程工艺特征参数（操作温度、搅拌速度、
包覆时间等）及目的产物复合粒子性能特征参数（微
结构参数与生物药剂学性能）等数据，建立中药复
合粒子设计与制备工艺小型数据库，应用中药学、
计算机化学、物理化学等跨学科交叉研究中药粒子
复合技术的规律，探索中药复合粒子制备工艺微/
纳米尺度有序组合机制，深化对中药体系微观世界
的认知，尝试以现代物理化学手段调控中药多元组
分微结构及性能。为对中药复方体系实现“表征参
数检测—工艺过程参数筛选—目的产物性能优化”
提供一种全新的研究模式。
4.3 面向中药物料多元复杂体系的复合粒子工艺
设计原理的特色与创新
（1）耦合中药学与材料学的基本理论与方法，
创新性提出主要依靠中药组分的材料学性能（如表
面结合能、荷电性等），使两种或两种以上的中药组
分结合为具有某种独特性能的微米/纳米级颗粒。
（2）针对中药多元组分复合粒子制备过程的复
杂性与不确定性，系统、广泛获取材料结构不同层
次的多元信息，引进计算机化学手段寻找核心工艺
因素，为探索中药药剂学未知世界开辟新的道路。
（3）基于中药复方组分多元化的特点，利用某些
药效物质作为表面修饰剂或载体，为解决新型给药系
统普遍存在的药物与辅料相容性问题提供新思路。
（4）将现代材料设计（materials by design）概
念引入中药剂型设计与制剂工艺研究领域，通过探
索建立“微结构”与其功能的关系，为中药复合粒
子及类似给药系统设计提供新视野。
5 研究方法实例
采用中药制剂学、物理化学、计算机化学等多学
科交叉研究的方法。模型药物拟选择复方丹参制剂处
方，以水溶性组分三七皂苷等为母粒，脂溶性组分丹
参酮为包覆材料，采用工艺过程比较容易观察、控制
的溶剂沉积法与喷雾干燥法，制备包覆式复合粒子。
5.1 待复合物料（母粒、包覆材料）的化学组成与
物理化学性质的检测
系统研究待复合物料（母粒与包覆层）体系的
化学组成与物理化学性质。包括主要化学组成，有
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关化学成分的熵、焓等热力学参数，母粒表面能、
母粒电性、母粒粒径及其分布，包覆溶液 pH 值、
包覆溶液黏度等。
5.2 采用溶剂沉积法、喷雾干燥法制备复合粒子
设计正交试验考察复合过程工艺参数，如包
覆物料浓度、操作温度、搅拌速度、包覆时间等。
5.3 母粒及复合粒子的微结构、表面性能与生物药
剂学特征及安全性研究
（1）开展母粒及复合粒子的表面性能研究，
确定母粒及复合粒子所存在的相、每相的量和性
质特征。
（2）确定各相的结构形貌特征，如尺寸、形状、
晶粒取向和分布等。
（3）复合粒子的生物药剂学特征，主要考察不
同工艺条件样品的 tmax、Cmax 等参数。
（4）中药复方经复合粒子优化设计后，其理化
性质、生物性质等发生了改变，是否会引起安全性
问题及如何评价是主要的研究内容。采用分子生物
学等多种现代科技手段，开展急性毒性试验与长期
毒性试验，从整体、器官、细胞及分子水平对中药
复合粒子的安全性进行系统、深入的研究。
5.4 中药复合粒子设计与制备工艺小型数据库的
建立
设计“中药复合粒子设计与制备工艺”复杂系
统表征技术参数体系：（1）中药复合粒子物料（母
粒与包覆层）体系的主要化学组成以 Xi 集数据表
述；（2）中药复合粒子物料（母粒与包覆层）体系
物理化学特征以 Yi 集数据表述；（3）粒子复合过
程工艺参数特征量等检测数据以 Zi 集数据表述；
（4）目的产物复合粒子的表面性质特征量以 Vi 集
数据表述；（5）目的产物复合粒子的主要生物药剂
学参数达峰时间、达峰浓度、血药浓度曲线下面积
等特征量以下标为指标成分代码的生物药剂学参
数 Wi-tmax、Wi-Cmax、Wi-AUC（i＝a，b，c……）
等表示。如复合粒子中丹参酮 IIA 组分生物药剂学
特征可表述为 tmax-丹参酮 IIA 组分：Watmax；Cmax-
丹参酮 IIA 组分：WaCmax；AUC-丹参酮 IIA 组分：
WaAUC。
各数据集的具体参数及其含义见表 1，其中 i＝
1、2、3……。根据相关计算及测试方法，针对不同
复合工艺过程，分别采集各样品组的 Xi、Yi、Zi、
Vi、Wi 集数据，建立中药复合粒子设计与制备工艺
小型数据库。数据内容包括上述实验体系的各种描
述性知识、标准化测试的 Xi、Yi、Zi、Vi、Wi 集等
数据，及有关文献或专著中已有的相关标准数据及
拟建立的技术规范。
表 1 中药复合粒子设计与制备工艺复杂系统表征技术参数体系
Table 1 Characterization technique parameters of design and preparation process system of composite particles for CMM
数据集 含义 数据集 含义 数据集 含义 数据集 含义
Xi（物料体系化学组成） Ya1 丹参酮 IIA熵值 Zi（粒子成型与复合工艺过程） V5 荷电性
Xa 丹参酮 IIA Ya2 丹参酮 IIA焓值 Z1 包覆物料浓度 V6 临界相对湿度
Xb 人参皂苷 Rg1 Yb1 人参皂苷 Rg1 熵值 Z2 操作温度 Wi（复合粒子生物药剂学特征值）
Xc 人参皂苷 Rb1 Yb2 人参皂苷 Rg1 焓值 Z3 搅拌速度 Wi-tmax 达峰时间
Xd 三七皂苷 R1 Y1 母粒表面能 Z4 包覆时间
Vi（复合粒子的微结构与表面性能）
Wi-Cmax
Wi-AUC
达峰浓度
血药浓度曲线下面积Xs 物料中的高分子组
分 Xsi
Y2
Y3
母粒电性
母粒粒径及其分布 V1 粒径及其分布 Watmax tmax（丹参酮 IIA组分）
V2 比表面积 Xo 物料中其他大类化
学组分 Xoi
Y4
Y5
包覆溶液 pH
包覆溶液黏度 V3 表面能
WaCmax
WaAUC
Cmax（丹参酮 IIA组分）
AUC（丹参酮IIA组分）
Yi（物料体系物理化学性质） Y6 包覆材料溶度参数 V4 流动性

5.5 数据挖掘及知识发现
从所建数据库中提取有关数据集合，综合运用
统计分析、样本和变量筛选、模式识别、人工智能、
机器学习等方法，开展母粒、包覆材料的主要化学
组成（Xi 集）、物料体系物理化学性质特征参数（Yi
集）、复合过程工艺参数（Zi 集）、复合粒子表面性
能（Vi 集）、复合粒子生物药剂学特征（Wi 集）相
关性等数据挖掘、建立数学模型，实施知识发现研
究，阐述吸入给药中药复合粒子制备工艺微/纳米尺
度有序组合机制。
5.6 实际体系的验证与修正
选 1～2 种类似复方物料体系论证、测试和评价
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 42 卷 第 11 期 2011 年 11 月 ·2171·
表征参数检测—工艺过程参数筛选—目标产物性能
优化设计方案的新颖性、有效性。根据反馈信息对
技术方案进行调整、完善。
6 结语与展望
近年来，在国家自然科学基金、教育部及江苏省
有关科学基金资助下，本课题组先后开展了“中药干
粉吸入剂的药学基础研究”、“面向干粉吸入剂的中药
复合粒子研究”、“面向中药复杂体系的吸入给药复合
粒子优化设计原理与方法”等研究工作。经过多年的
努力，已在中药复合粒子研制方面初步取得了一些成
果：（1）以喷雾干燥、冷冻干燥、溶剂沉积 3 种方法
成功制备“三七皂苷-丹参酮”复合粒子，并初步进行
了生物利用度研究；（2）采用 X 射线衍射（XRD）、
电镜扫描（SEM）、差热分析（DTA）、粒径分析、高
效液相色谱（HPLC）等手段初步建立中药复合粒子
多种表征技术参数测定方法。
可以预见，由上述课题及其后续研究成果所创
建与确立的“面向中药物料复杂体系制剂工艺设计
原理与方法”技术体系，必将拓展可体现中药整体
观的现代制剂研究领域，为中药制剂学与现代材料
科学接轨提供新的技术平台，并进一步深化材料学
与计算机技术在中药领域的应用，从而有力推进中
药现代化的进程。
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《中草药》杂志荣获第二届中国出版政府奖
2011年 3月 18日，“书香中国”第二届中国出版政府奖颁奖典礼在北京隆重举行。《中草药》杂志荣获第二
届中国出版政府奖期刊奖，天津中草药杂志社总经理、《中草药》执行主编陈常青研究员代表《中草药》杂志
参加了颁奖典礼。
中国出版政府奖是国家设立的新闻出版行业的最高奖，2007 年首次开奖，每 3 年评选 1 次。第二届中国
出版政府奖首次设立期刊奖。经期刊奖评委会办公室精心组织，认真评选，从全国 1 万多种期刊中评选出 59
种获奖期刊，其中期刊奖 20种（科技类和社科类期刊各 10种），提名奖 39种（科技类期刊 19种，社科类期
刊 20种）。
本届期刊奖评委会评委共 40 位，主要由期刊出版界专家、研究院所和高等院校各学科领域的著名专家学
者及有关部门长期从事期刊管理的领导组成。本次评选组织工作充分体现了公平、公正、公开原则，获奖期刊
代表了我国期刊业的最高水平，集中体现了我国期刊业近年来改革发展的突出成就，也体现出了党和政府对出
版行业改革发展的高度重视和大力支持，体现了鼓励原创，激励创新，推动期刊实现跨越式发展的政策导向，
必将激励更多的出版单位、出版人肩负责任，坚守阵地，与时俱进，勇于创新，多出精品力作。
《中草药》杂志于 1970年创刊，40余年来，几代编辑工作者一直坚持“质量第一”，坚持普及与提高相结合
的办刊方针。杂志以“新”——选题新、发表成果创新性强，“快”——编辑出版速度快，“高”——刊文学术水平
和编辑质量高为办刊特色，载文覆盖面广、信息量大、学术水平高。严格遵守国家标准和国际规范，在此次评
选中以优质的编校质量，广泛的品牌影响力获得了评委的一致好评，最终脱颖而出。这是《中草药》杂志继获
得第二届国家期刊奖、第三届国家期刊奖提名奖、新中国 60 年有影响力的期刊、中国精品科技期刊、百种中
国杰出学术期刊等奖项后取得的又一巨大荣誉！
衷心感谢广大读者、作者、编委和协作办刊单位长期以来对《中草药》杂志的关心和支持! 让我们携起手
来，与时俱进，开拓创新，继续攀登，把中草药杂志社办成“汇集知识的渊薮、传播真理的阵地、探索奥秘的
殿堂”，为中药现代化、国际化做出更大贡献！

天津中草药杂志社