G1-熵权法多指标优化麻芍平肝颗粒提取工艺

吴铮婷，李洁环，李智勇，张建军，陈雪婷，徐文杰，冯健英

［1.广州中医药大学第五临床医学院，广东 广州 510095；2.广东省第二中医院（广东省中医药工程技术研究院），广东 广州 510095；3.广东省中医药研究开发重点实验室，广东 广州 510095］

麻芍平肝方是广东省第二中医院的临床经验用方，主要由天麻、钩藤、白芍、川牛膝、桑寄生、杜仲、茯苓等7 味中药组成，具有平肝柔肝、补肾安神等功效，用于肝阳上亢所致眩晕、高血压，疗效显著。目前临床以汤剂内服为主。随着现代人体质的变化及生活节奏的加快，汤剂难以适应现代人的快捷发展及要求；且由于患者自煎中药存在认知差异，煎煮过程中火候、特殊煎煮方法等操作差别，导致汤剂煎煮效果不一，进而影响临床药效[1]。因此，本研究拟将其制成颗粒剂，与汤剂相比，既可保持汤剂原有特色及饮片的整体功效，还具有干净卫生、计量准确、免煎易服等优点，大大提高患者用药依从性，同时有益于我国传统中药的弘扬与传承。基于汤剂是中药颗粒剂的前身，提取工艺是制剂过程中的关键环节，对颗粒剂的质量产生直接的影响，因此研究麻芍平肝颗粒的提取工艺具有重要意义。

权重赋予是多指标综合评分科学合理的直接体现。本研究以天麻素、芍药苷质量分数和干膏得率为评价指标，采用G1-熵权法对各指标进行权重系数分配，将主观与客观赋权相结合，多指标综合评价考察麻芍平肝方的提取工艺，使优化的参数更合理科学，为其后期研究及生产应用提供实验依据。

1 仪器与材料

1.1 仪器

Agilent 1200（美国安捷伦公司）；HDM-2000B数显控温电热套（上海比朗仪器有限公司）；DCNSG-30 多功能提取浓缩机组（上海达程实验设备有限公司）；DZF-6050真空干燥箱（上海一恒科技有限公司）；TC-30K 电子天平（常熟市双杰测试仪器厂）；DHG-9070A 电热恒温鼓风干燥箱(上海精密实验设备有限公司)。

1.2 材料

天麻等饮片均购自广州市岭南中药饮片有限公司佛山分公司，经广东省中医药工程技术研究院王洛临主任中药师鉴定，均符合《中国药典》2020 年版一部各饮片项下要求；天麻素对照品（批号110807-201306）、芍药苷对照品（批号110736-201337）均购自中国食品药品检定研究院；乙腈为色谱纯（美国Merck 公司）；液相用水为屈臣氏蒸馏水。

2 方法与结果

2.1 色谱条件[2-3]

色谱柱：Agilent Eclipse XDB-C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流动相：乙腈（A）-0.1%磷酸溶液（B）梯度洗脱（0～12 min，2%A；12～15 min，2%→7%A；15～33 min，7%→30%A；33～40 min，30%→2%A）；柱温：25 ℃；流速：1 mL/min；检测波长：223 nm；进样量：10 μL。

2.2 对照品溶液的制备

分别精密称取天麻素对照品、芍药苷对照品适量，分别加甲醇制成每1 mL 含天麻素500 μg、芍药苷104.4 μg 的对照品储备液，备用。分别精密量取天麻素对照品储备液0.1 mL、芍药苷对照品储备溶液0.6 mL，置于2 mL 量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀，制成每1 mL 含天麻素25.0 μg、芍药苷31.3 μg 的混合对照品溶液。

2.3 供试品溶液的制备

按处方比例，称取饮片210 g，提取3 次，每次加10 倍量水，每次提取1 h，滤过，合并滤液，浓缩并定容至500 mL。精密量取浓缩液1 mL，置25 mL量瓶中，加甲醇适量超声处理30 min（220 W，50 Hz），放至室温，加甲醇至刻度，摇匀，滤过，即得供试品溶液。

2.4 阴性对照溶液的制备

分别称取除天麻、白芍外的饮片，照“2.3”项下方法制备阴性对照溶液，备用。

2.5 方法学考察

2.5.1 专属性试验 取上述对照品、供试品及阴性对照溶液，按“2.1”项下色谱条件进样分析，结果见图1。结果表明：阴性对照溶液色谱中，在与天麻素、芍药苷相应位置无吸收峰，说明方法专属性良好。

图1 麻芍平肝颗粒高效液相色谱图Figure 1 HPLC chromatograms of Mashao Pinggan granules

2.5.2 线性关系考察 分别精密量取天麻素对照品储备液0.03、0.05、0.1、0.2、0.25、0.3 mL，芍药苷对照品储备液0.2、0.4、0.6、1、1.4、1.7 mL，置于2 mL量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀，制成每1 mL含天麻素7.5、12.5、25.0、50.0、62.5、75.0 μg，芍药苷10.44、20.88、31.32、52.20、73.08、88.74、104.4 μg 的混合对照品溶液。照“2.1”项下色谱条件精密吸取10 μL注入高效液相色谱仪测定，以对照品溶液质量浓度（μg/mL）为横坐标（X）、峰面积为纵坐标（Y）作图，得天麻素回归方程为Y=10.0586X-15.9306，r=0.9999；芍药苷回归方程为Y=9.9466X+6.2372，r=0.9999，表明天麻素质量浓度在7.5～75 μg/mL、芍药苷在10.44～104.4 μg/mL范围内与峰面积线性关系良好。

2.5.3 重复性试验 称取处方量饮片6 份，按“2.3”项下方法制备供试品溶液，按“2.1”项下色谱条件测定峰面积并计算RSD值，结果测得天麻素、芍药苷的RSD值分别为1.82%、1.53%，表明方法重复性良好。

2.5.4 稳定性试验 称取处方量饮片6 份，按“2.3”项下方法制备供试品溶液，按照“2.1”项下色谱条件分别在0、2、4、6、8、10、12 h 进样分析，并计算峰面积的RSD 值，结果测得天麻素、芍药苷的RSD 值分别为1.95%、1.87%，表明供试品溶液在12 h 内具有良好稳定性。

2.5.5 精密度试验 取“2.2”项下对照品溶液，按照“2.1”项下色谱条件重复进样6 次，测定峰面积并计算RSD 值，结果测得天麻素、芍药苷的RSD 值分别为1.13%、1.28%，表明仪器精密度良好。

2.5.6 加样回收率试验 精密量取已知含量的同一供试品溶液9 份，每份0.5 mL，分为低、中、高浓度3组，每组3份。按0.8:1、1:1、1:1.2比例分别加入一定量的对照品，混匀，按“2.1”项下色谱条件进样分析，检测天麻素、芍药苷的质量分数，并计算加样回收率。结果显示，天麻素、芍药苷的平均加样回收率分别为100.19%、101.03%（n=9），RSD 值分别为1.07%、1.55%，表明方法符合要求。

2.6 正交试验设计与结果

采用正交试验法，以天麻素质量分数、芍药苷质量分数和干膏得率为评价指标，对影响水提取效果的提取次数（因素A）、加水倍数（因素B）、误差（因素C）和提取时间（因素D）3个因素进行考察，以确定最优提取工艺条件。正交试验设计表见表1。

2.6.1 样品的制备 按处方比例，称取饮片共9 份，每份210 g，按表1 正交试验安排进行提取，滤过，合并滤液，并定容至500 mL，备用。

2.6.2 指标成分的测定

2.6.2.1 天麻素、芍药苷质量分数测定 按“2.3”项下方法制备供试品溶液，分别取供试品溶液，按“2.1”项下色谱条件，进样10 μL测定，分别计算天麻素和芍药苷的质量分数，结果见表1。

2.6.2.2 干膏得率的测定 精密量取各正交试验样品溶液50 mL 置已干燥至恒重的蒸发皿中，水浴蒸至近干，于105 ℃干燥至恒重，取出至干燥器，放至室温，精密称重，计算干膏得率，公式如下：

式中：W为50 mL 浓缩液中干浸膏质量；V为定容体积；Wt为饮片质量。结果见表1。

表1 正交试验设计表及结果Table 1 Orthogonal test design table and results

2.7 G1-熵权法组合赋权

2.7.1 G1 法赋权 G1 赋权法是在层次分析法（AHP）基础上改进的一种主观赋权法，其中心思想是对各层指标的重要程度进行对比，避免层次分析法因指标过多而造成工作量大且难以通过一致性检验的弊端。通过G1 法反映各指标的重要程度，指标越重要，权重系数越大。确定权重时，首先对评估指标的重要性程度作出判断，给出指标yk重要性排序[4]；再根据相对重要程度不同对相邻指标重要性程度的比值（rk）给予恰当的赋值[5]；最后依据相关公式计算各指标的权重。rk赋值见表2，主观权重系数Wk计算公式如下：

表2 rk赋值参考表Table 2 rk assignment reference table

式中：k=m,m-1,…,3,2。

综合考虑麻芍平肝方中君臣佐使、配伍、各成分药理作用强弱及颗粒剂成型需要，将3 个评价指标关系设定为：干膏得率（y1）>天麻素质量分数（y2）>芍药苷质量分数（y3）。并对相邻2 个指标的重要性之比进行赋值，依次为：r2=1.4，r3=1.2，计算得出干膏得率、天麻素质量分数、芍药苷质量分数的主观权重系数分别为0.4330、0.3093、0.2577。

2.7.2 熵权法赋权 熵是系统不确定性和无序程度的度量，可用于确定多指标评价系统中各个指标的权重，将每个评价指标作为1个随机变量，计算该指标的熵权系数，其值变化程度越大，表示越无序且能提供的信息量越大，该指标也就越重要。对于某评价指标，若综合评分越大，表示该指标处于无序状态，在评价中所起的作用越大；反之，则在综合评价中不起作用[6]。

熵权法可对实际发生的数据进行整理、计算和分析，得出客观权重系数，精度较高，客观性强，能够很好地解释所得结果。通过熵权法确定各个指标权重，可使提取工艺优选的结果更为合理、可靠、全面。其分析步骤[7-9]如下：①结合信息熵原理进行指标矩阵构建，假设在一个评价体系中，有m个评价对象和n种评价指标，则指标的原始数据（干膏得率，天麻素、芍药苷质量分数）构成n×m阶矩阵，为原始矩阵（X）＝(Xij)n×m；②将原始矩阵转换为“概率”矩阵（Pi）；③计算各项指标的信息熵（Hi）；④计算第i项指标的权重系数（Wi）；⑤将概率矩阵的数据进行加权处理，得到综合评价指标（M），Pi、Hi、Wi计算公式如下[10]，结果见表1。

2.7.3 确定组合权重 采用乘法合成归一化法求解综合权重，公式如下：

式中：Wj为第j个指标的综合权重；W1j为第j个指标的主观权重；W2j为第j个指标的客观权重；m为评价指标的个数，计算得干膏得率、天麻素质量分数、芍药苷质量分数组合权重值分别为0.4749、0.1061、0.4190。

2.7.4 计算综合评分 综合评分的计算公式如下：

结果见表1，方差分析见表3。

表3 方差分析结果Table 3 Results of variance analysis

方差分析结果表明，影响该方水提取工艺的因素主次依次为A>B>D，即提取次数>加水倍量>提取时间，因素A 对试验结果有显著影响，因素B 和D无显著影响。因此确定提取工艺条件为A3B1D1，即提取3次，每次加10倍量的水，提取1 h。

2.8 验证试验

按处方比例称取饮片3 份，每份210 g，按优选的最佳工艺条件提取，并按上述方法测定天麻素质量分数、芍药苷质量分数及干膏得率，计算综合评分值，结果见表4。

表4 最佳提取工艺验证结果Table 4 Verification results of optimal extraction process

结果表明，3 次验证试验的综合评分平均值为99.93，与正交试验综合评分最大值差异不大，表明优选的提取工艺条件稳定可行。

3 讨论

麻芍平肝颗粒主要用于肝阳上亢伴随头痛、失眠、高血压等，其临床使用效果得到广泛认可。文献研究结果显示，本处方中与功能主治及现代药理作用相关的有效成分主要有苷类化合物、黄酮类化合物、环烯醚萜等多种活性成分[11-15]，如天麻素、芍药苷等。此类活性成分主要存在于水提取液中，结合生产可行性和生产设备条件，确定采用水作为提取溶剂，符合临床用药习惯，同时可保持临床应用中相同的物质基础。

中药多指标优化更能全面、有效、准确地反映提取物质量信息，同时也符合中药多成分、多靶点的特点。本研究根据君臣佐使、颗粒成型及成分溶出等因素，选取君药天麻中的天麻素、臣药白芍中的芍药苷以及干膏得率为评价指标，对多指标进行权重系数的分配，从而优化麻芍平肝方的提取工艺参数。

权重分配包括主观赋权、客观赋权和组合赋权3 类方法[16-18]。单用主观赋权易对评价结果产生人为的主观选择、偏好等影响，从而造成决策失误；另外，单用客观赋权亦可能出现主要药效成分权重低于次要药效成分权重的现象，导致最终药理效应与临床适应证不符的结果。

G1-熵权法为组合赋权法，对G1 法主观赋权和熵权法客观赋权采取加权组合，并对组合系数进行优化，可减少主、客观赋权的不确定性，使主观信息和客观信息都能在指标权重中充分体现，具有兼顾专家主观经验和数据客观特性的优势。

综上所述，本文采用G1-熵权法结合正交设计进行多指标优化麻芍平肝颗粒的提取工艺参数，既可避免主观权重的随意性，并且还能兼顾决策人的主观判断和待评价对象各指标的内在联系，提高了工艺参数的合理性及科学性，能够有效提供中药及其制剂提取工艺确证的依据。