星点设计-响应面优化法优化五黄液中冰片的溶解工艺

目的:优化五黄液中冰片的最佳溶解工艺。方法:采用GC法,以萘为内标,冰片含量为评价指标,采用-响应面优化法(Central Composite Design-Response Surface Method CCD-RSM)优化五黄液中冰片最佳溶解工艺参数。结果:最佳溶解工艺参数为乙醇∶吐温∶冰片=9∶3∶1,冰片的平均含量为68.2%。结论:CCD-RSM设计科学、预测性好,所得的冰片溶解工艺简便稳定,合理可行。

星点设计-效应面法优化白及多糖pH-离子敏感原位凝胶的处方

目的优化白及多糖pH-离子敏感原位凝胶的处方。方法以去乙酰结冷胶用量、海藻酸钠用量、氯化钙用量、枸橼酸钠与氯化钙的质量比为考察变量,采用单因素实验初步确定各变量的范围。以25℃凝胶前体溶液黏度和37℃胶凝黏度为考察指标,采用星点设计-效应面法优选白及多糖pH-离子敏感原位凝胶的处方工艺,并进行预测分析。结果白及多糖pH敏感原位凝胶的最优处方为:去乙酰结冷胶用量为0.50%,海藻酸钠用量为1.10%,氯化钙用量为0.07%,枸橼酸钠与氯化钙的质量比为4∶1。该处方条件下,25℃前体溶液黏度为(704.00±3.00)mPa·s,37℃胶凝黏度为(12544.70±47.33)mPa·s。结论白及多糖pH-离子敏感原位凝胶稳定性好,前体溶液在25℃流动性良好,凝胶强度良好,可为基于白及多糖原位凝胶的后续研究提供实验基础。

层次分析-熵权法联合星点设计-响应面法优选胆汁制陈皮炮制工艺及饮片色度与成分相关性分析

目的研究胆汁制陈皮炮制的最佳工艺参数,明确饮片色度与主要成分之间的关系。方法采用星点设计-响应面法,以辅料用量、蒸制时间、干燥时间、干燥温度为考察因素,以橙皮苷、川陈皮素、橘皮素、牛磺胆酸钠含量及外观性状、醇浸出物含量为评价指标,采用层次分析-熵权法对各评价指标赋予相应权重,计算总评归一值,优选最佳炮制工艺;采用相关性分析和回归分析研究饮片色度与主要有效成分含量的相关性,构建色度-成分的回归方程。结果胆汁制陈皮最佳炮制工艺为每100g陈皮用20g蛇胆汁浸渍完全后,蒸制15min,45℃干燥162min。饮片色度值L^(*)、b^(*)值与橙皮苷、川陈皮素、橘皮素、牛磺胆酸钠4种成分含量均具有显著相关性,a^(*)值仅与牛磺胆酸钠含量具有相关性;构建了L^(*)、b^(*)值与4种成分含量及a^(*)值与牛磺胆酸钠含量的线性回归方程。结论采用星点设计-响应面法优化的胆汁制陈皮炮制工艺具有合理性、可行性,饮片色度与成分含量具有显著相关性。

基于星点设计和响应面法的支架焊合件成形工艺优化

通过对焊合件的材料、结构及工艺进行分析,确定关键影响工序。对原冲压工艺方案进行多工序仿真模拟,并分析仿真结果,找寻产生开裂缺陷的原因。通过增加焊合件预成形设计和改变坯料的形状来改善工序间的载荷传递,建立以焊合件的最大减薄率和最大回弹量为优化目标,以冲压速度、摩擦因数、压边力和模具间隙为设计变量的响应面模型,结合二阶响应面法与DesignExpert,采用星点设计试验方法对支架焊合件的工艺参数进行优化,确定最佳参数组合为:冲压速度1263mm·s^(-1)、摩擦因数0.15、压边力598k N、模具间隙4.55mm。试产结果表明:通过预成形方案与优化工艺参数可以解决支架焊合件开裂及回弹问题。

星点设计-效应面法优化超声提取桂籽中三萜化合物的工艺研究

目的本研究以桂籽为原材料,采用星点设计(CCD)-效应面法(RSM)等多种方法优化桂籽总三萜(OFSTT)的提取工艺及其含量测定研究。方法采用单因素、Plackett-Burman(PB)、最陡爬坡和CCD-RSM实验,建立各因素与响应值之间的数学模型,确定OFSTT的最佳超声提取工艺。结果通过单因素试验,得到了关于桂籽总三萜含量变化的趋势线,进一步利用PB实验筛选出对OFSTT产生显著影响的因素(提取功率、液料比及提取次数),通过最陡爬坡实验设计出极值点,以此作为效应面设计的中心点,采用星点设计-效应面法优化了OFSTT提取工艺的最佳提取工艺条件:乙醇溶剂分数60%,液料比25∶1(mL/g),提取温度65℃,提取功率325W,提取时间30min,提取3次;该条件下OFSTT的提取率为7.251%,实际值与预测值的偏差为2.05%。结论本研究采用CCD-RSM实验优化了OFSTT的提取工艺,该工艺稳定,提取率较高,实际值与预测值吻合度高,为后续桂籽三萜类物质进一步结构鉴定及生物活性作用研究提供参考价值。

星点设计-效应面法优化阳离子纳米乳递送系统的处方工艺研究

目的采用单因素试验和星点设计-效应面法优化阳离子纳米乳(CNE)的处方工艺,并对其药剂学性能进行评价。方法以平均粒径(D_(50))、粒径范围、离心稳定性常数(Ke)和电位为评价指标,单因素试验筛选CNE的油相种类、乳化剂种类及用量、甘油及十八胺用量、剪切时间,高压均质压力及时间,星点设计效应面法考察均质压力和时间对CNE的影响,用二项式及多元线性回归模型拟合建立指标与因素之间的关系,效应面法获取最佳处方。结果CNE最佳处方组成为中链脂肪酸甘油三酯(MCT)0.5 g,大豆卵磷脂1 g,十八胺53.90 mg,甘油0.8 g,其余为水相;最佳处方所得CNE外观基本圆整,澄清透明,D_(50)为(135.08±5.69)nm,Zeta电位为(43.57±2.51)mV,离心、稀释、时间稳定性均良好。结论优化得到的CNE为淡蓝色均一乳状液、稳定性良好粒径合适,可为核酸药物递送系统的开发提供参考。

基于星点设计-效应面法联用正交设计优选抗骨质疏松颗粒的制剂工艺

目的用星点设计-效应面法(CCD-RSM)联用正交实验设计优选抗骨质疏松颗粒的制剂工艺。方法以溶媒用量、煎煮时间为考察因素,以有效成分补骨脂素、异补骨脂素总量和干膏收率的总评“归一值”(optical density,OD)为评价指标,用CCDRSM确定最佳提取工艺;以颗粒溶化性、吸湿率、水分、成型率、休止角为评价指标,用正交实验优选最佳成型工艺。结果最佳提取工艺为加水量12倍,提取2次,每次130 min;成型工艺为浸膏与辅料的比例为1∶2,可溶性淀粉与糊精的比例为1∶3,用体积分数为90%的乙醇制粒,75℃干燥,过16目筛整粒,即得。结论优选的制剂工艺条件稳定、可行,可为抗骨质疏松颗粒的实际生产提供依据。

中心组合设计-响应面法优选当归-川芎饮片苯酞、酚酸类成分提取工艺

目的优选当归-川芎饮片苯酞、酚酸类成分最佳提取工艺。方法在单因素试验基础上,采用中心组合设计-响应面法,以提取时间、乙醇浓度、乙醇用量为影响因素,洋川芎内酯I、洋川芎内酯A、藁本内酯含量及浸膏得率的总评归一值为评价指标,优选当归-川芎饮片苯酞类成分提取工艺;以绿原酸、咖啡酸、阿魏酸含量及浸膏得率的总评归一值为评价指标,优选当归-川芎饮片酚酸类成分提取工艺。结果苯酞类成分最佳提取工艺:加7倍量90%乙醇,每次提取130 min,提取2次;酚酸类成分最佳提取工艺:加7.5倍量65%乙醇,每次提取120 min,提取2次。结论优选的当归-川芎饮片苯酞、酚酸类成分提取工艺稳定、可行,可为后续研究提供依据。

PB试验结合BBD响应面法优化纳豆γ-聚谷氨酸发酵条件

为探究发酵纳豆γ-聚谷氨酸(poly-γ-glutamic acid,γ-PGA)产量和感官品质的最佳发酵条件,本实验以纳豆发酵后的γ-PGA产量和感官评价的综合评分为指标,利用单因素实验、Plackett-Burman试验设计、最陡爬坡试验和Box-Behnken响应面法优化纳豆发酵工艺。确定纳豆的最佳发酵条件为:大豆浸泡pH7.2,发酵温度37.10℃,发酵时间24.20 h,接种量4.00%,装瓶量19.90%,在此优化条件下,γ-PGA产量达3.65 mg/g,感官评分为31.67,综合评分为10.04,实验结果与模型预测值无显著性差异,稳定可靠。

基于响应面法的绞磨机辅助拉尾绳装置优化设计

针对绞磨机辅助拉尾绳装置的轻量化问题,结合装置的刚度和强度要求,提出了一种基于响应面法的优化设计方法。通过对绞磨机辅助拉尾绳装置进行参数化建模和静力学分析,将辅助拉尾绳装置的关键结构尺寸作为设计参数,以整体质量最小为目标函数、最大等效应力和最大变形量为约束条件,采用中心复合设计法建立响应面模型,并对响应面的拟合程度和设计参数的灵敏度进行分析。基于响应面模型迭代寻求最优解集,以获得辅助拉尾绳装置的最优设计参数。经优化设计后,辅助拉尾绳装置的质量减小了29%,且工程验证表明,辅助拉尾绳装置整体轻便高效且工作可靠,达到了预期的应用效果,由此验证了所提出的优化设计方法的可行性和有效性。研究结果可为同类型工程装备的结构优化设计与实际应用提供理论支撑和技术指导。

层次分析-熵权法结合星点设计-响应面法优选艾纳香配方颗粒成型工艺

目的优选艾纳香配方颗粒的成型工艺。方法以湿法制粒法制备艾纳香配方颗粒,在单因素试验基础上结合星点设计-响应面法,以清膏与稀释剂糊精配比、矫味剂甜菊素用量为考察因素,以成型率、休止角、吸湿率为评价指标,采用层次分析(AHP)-熵权法对评价指标赋予权重系数后进行综合评分。结果AHP-熵权法赋予成型率、休止角、吸湿率的权重系数分别为0.6420,0.3445,0.01345。优选的成型工艺为艾纳香配方颗粒清膏-糊精(1∶1.65,m/m),矫味剂甜菊素0.55%。验证试验结果显示,按优化工艺制备3批样品的综合评分的平均值为75.03。结论该成型工艺合理、可行,可为艾纳香配方颗粒的开发及应用提供实验依据。

基于响应面法的螺栓拉伸器缸体优化设计

螺栓拉伸器是大尺寸螺栓预紧常用的工具,其失效往往发生在缸体应力集中处。为保证其具有一定的强度,在理论设计中将其尺寸设计裕量增大来保证其安全性。这样会导致体积增大,需要对缸体进行优化设计,但使用传统方式设计费时费力。针对这个问题构建缸体三维模型并进行静力学有限元分析,再使用Solidworks和Ansys联合仿真将缸体的尺寸参数化,利用参数敏感性筛选出影响优化目标的关键参数,将其作为输入参数进行试验设计,通过最佳空间填充设计选择样本点后,使用克里格法拟合响应面,最后应用多目标优化算法求出最优解。优化结果表明,优化后的结构满足强度要求、疲劳设计要求,质量降低10.7%,还找出缸体响应面优化的最优试验方法,对螺栓拉伸器缸体轻量化设计提供一定的参考价值。

星点设计-效应面法优化锦鸡儿中总黄酮的提取工艺研究

目的:通过采用星点设计-效应面曲线法对锦鸡儿中总黄酮类化合物的提取工艺进行优化。方法:以提取时间、乙醇浓度、料液比为单因素实验,选择出每一个因素的最优的提取条件,在此基础上采用星点设计-效应面(CCD-RSM)法,通过紫外-可见分光光度计对提取物中芦丁的含量进行测定,以芦丁为参照计算总黄酮的含量百分比,选取最优的提取工艺。结果:根据实验条件选择最佳提取工艺为:70%的乙醇溶液,液料比为8∶1,超声时间为40min。结论:星点设计-效应面法优化的锦鸡儿总黄酮类成分最佳提取工艺简单可靠,方便易行,此结果为进一步研究锦鸡儿根中黄酮的有效成分含量以及进一步的药理研究奠定基础。

AHP-熵权法结合Box-Behnken设计-响应面法优选党参精准煮散工艺

目的优选党参煮散的最佳粒度及煎煮工艺。方法以加水量、浸泡时间及煎煮时间为考察因素,以总黄酮、总多糖、干膏率为考察指标,运用AHP-熵权法结合Box-Behnken设计-响应面法确定党参煮散饮片的最佳粒度及煎煮工艺参数。结果党参煮散饮片的最佳粒度为4.00~4.75 mm(4~5目),最优煎煮工艺为加水量13倍,浸泡时间15 min,煎煮时间10 min。结论本研究优选出的党参煮散粒度科学合理,切合实际生产;确定的煎煮工艺方便快捷,合理可行,可为煮散的工业化生产提供依据。

基于响应面法的螺栓预紧力压电振动传感器结构多目标优化设计

为优化用于螺栓预紧力监测的压电式振动传感器结构参数,增大输出响应并优化其动态性能,提出以压电片最大等效应变、10 Hz传感器固有频率和传感器最小质量为优化目标,将响应面法(response surface methodology,RSM)与多目标遗传算法(multi-objective genetic algorithm,MOGA)相结合的设计方法。选取质量块厚度、悬臂梁和压电片的长度、宽度和厚度作为设计要素,采用最佳空间填充设计实验方案,构建标准响应面模型,并基于MOGA得到传感器的最佳结构参数组合,最后根据优化结果进行数值模拟验证。结果表明:优化后的悬臂梁和压电片结构尺寸分别为100.0 mm×45.0 mm×0.7 mm、45.0 mm×18.0 mm×0.7 mm,质量块厚度为15.0 mm,传感器结构谐振频率减小为9.49 Hz,输出响应增大了6.39%。该优化设计可用于螺栓预紧力的监测。

基于响应面法的单元发动机喷注器优化设计

针对某新研单元发动机喷注器热阻优化的问题,采用仿真计算分析研究支架结构参数对支架热阻与结构强度的影响,并基于响应面法(RSM)对喷注器支架进行结构优化设计。计算结果表明:在计算范围内,对支架隔热性能影响最大的是支架高度,其次是支架厚度,最后是支架孔直径。随着支架高度的增加,支架热阻逐渐增大,而支架热阻则随着支架厚度与孔直径的增加而降低。对支架结构等效应力影响最大的是支架孔直径,其次是支架高度,最后是支架厚度,并且随着支架孔直径的增加,支架结构等效应力逐渐增大,而支架最大等效应力随着支架高度和厚度的增加而减小。通过采用响应面法改进后的支架在结构强度满足发动机力学环境的条件下,喷注器热阻得到明显提高。

响应面法优化屎肠球菌T2-2产γ-氨基丁酸的发酵条件

从传统腌制芥菜中筛选获得高产γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)的屎肠球菌T2-2为研究对象,通过单因素实验和响应面法优化菌株发酵条件,提高GABA产量。结果表明:屎肠球菌T2-2产GABA最佳发酵条件为:温度30℃,屎肠球菌T2-2添加量7.50%,L-谷氨酸钠添加量18.93 g/L,pH 6.0,时间1 d,此时菌体生长量为0.338,酶活为3.177μg/mL,GABA产量为1.190 mg/mL,较优化前提高63.01%。本研究为提高乳酸菌产GABA含量提供一定的理论依据。

基于AHP-CRITIC混合加权法和星点设计-效应面法的荆防活血乳膏处方优化研究

目的研究并优选荆防活血乳膏剂的制备工艺。方法以荆防活血乳膏剂的离心稳定性、耐热稳定性、涂抹分散性为考察指标,采用层次分析法(AHP)、基于指标相关性的权重确定方法(CRITIC)、AHPCRITIC混合加权法确定各评价指标的权重系数,并结合星点设计(central composite design,CCD)-效应面优化法筛选荆防活血乳膏处方中出对基质质量影响较大的3个因素硬脂酸、甘油、混合乳化剂(平平加、三乙醇胺)的用量,验证优化后的最佳处方。结果按AHP-CRITIC混合加权法得到离心稳定性、耐热稳定性、涂抹分散性的权重系数分别为0.5216,0.3372,0.1412,最佳处方比例为:硬脂酸4.4 g,甘油14.3 g,混合乳化剂4.2 g,单硬脂酸甘油酯2 g,凡士林8.5 g,二甲基硅油10 g,纯化水20 g,冰片1.5 g(2%),苯甲酸钠0.1%,荆防活血方组方药物提取干膏用量7.5 g(每100 g乳膏中含主药量约10 g)。结论优选出的荆防活血乳膏剂制备工艺经验证简单、合理,所得制剂具有良好的外观性状、涂抹分散性和稳定性。

基于响应面法的一体式过辊结构优化设计

为满足涂布机一体式过辊的使用要求,针对过辊结构的设计参数与整体性能,基于响应面法与DOE实验设计方法,建立了一体式过辊结构优化设计参数化仿真模型。重点探索了极片包角对辊面挠度的影响规律,得到了两者的关系曲线,确定了在极片张力为400 N时一体式过辊的最佳极片包角为62°。基于响应面法的参数化结构优化设计方法简化了一体式过辊结构设计选型与校核过程,为类似结构件设计与工程应用提供了参考依据。

Plackett-Burman联用星点设计-效应面法优化龙胆苦苷脂质体制备工艺的研究

目的优选出龙胆苦苷脂质体的最佳原料处方与制备条件。方法采用Plackett-Burman(PBD)联用星点设计-效应面法(CCD-RSM)设计龙胆苦苷脂质体优化实验,紫外分光光度计与粒径仪测定包封率与粒径,确定制备龙胆苦苷脂质体的最优制备条件,根据拟合结果施行工艺验证。结果得到最优制备方案为载药温度34℃、药物与磷脂比例0.05、胆固醇与磷脂投料比0.52,此条件下所得龙胆苦苷脂质体粒径为(92.44±1.80)nm、包封率为(87.70±2.60)%。结论PBD与CCD-RSM联用实验设计策略优选出的龙胆苦苷脂质体粒径较小、包封率高,制备方案可靠,能达到满意的效果。