เชิงนามธรรม
วัตถุประสงค์:
เพื่อปรับสภาวะในการสกัดเควอซิทรินและฟลาโวนอยด์ทั้งหมด (TF) จาก Herba Polygoni Capitati (Touhualiao ในภาษาจีน) ให้เหมาะสม โดยใช้วิธีพื้นผิวตอบสนอง (RSM)
วัสดุและวิธีการ:
การออกแบบคอมโพสิตส่วนกลาง (CCD) ถูกนำมาใช้เพื่อตรวจสอบผลกระทบของตัวแปรอิสระสามตัว รวมถึงองค์ประกอบของตัวทำละลาย (%) อัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ (มล./กรัม) และเวลาการสกัด (นาที) ต่อการตอบสนอง อัตราผลตอบแทนเควอซิทริน และ TF
ผลลัพธ์:
สภาวะที่เหมาะสมที่สุดของการสกัดมีดังนี้: ความเข้มข้นของเอทานอล 65.63%; อัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ 10.55:1 (มล./กรัม); เวลาสกัด 54.33 นาที แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่สร้างขึ้นอธิบายปัจจัยของพารามิเตอร์การทดลองได้ดี และให้การคาดการณ์ที่แม่นยำทางสถิติของอัตราผลตอบแทนที่เหมาะสมของเควอซิทรินและ TF
บทสรุป:
ค่าการทดลองสอดคล้องกับค่าที่ทำนายไว้โดยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่กำหนดไว้ ซึ่งบ่งชี้ถึงความเหมาะสมของแบบจำลองที่ใช้และความสำเร็จของ RSM ในการปรับเงื่อนไขการสกัดให้เหมาะสม
การแนะนำ
Herba Polygoni Capitati ส่วนทางอากาศหรือทั้งต้นของ รูปหลายเหลี่ยม capitatum บุช.-แฮม. เช่น D. Don ถูกนำมาใช้เป็นหนึ่งในยาแผนจีน (TCMs) มาเป็นเวลานานในประเทศจีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบางภูมิภาคของชนกลุ่มน้อย องค์ประกอบทางเคมีที่ออกฤทธิ์ของ Herba Polygoni Capitati ถูกระบุว่าเป็นฟลาโวนอยด์ กรดฟีนอลิก และแทนนิน1,2,3] ซึ่งฟลาโวนอยด์ถือเป็นสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่สำคัญ การศึกษาทางเภสัชวิทยาและทางคลินิกระบุว่าเควอซิทินและกลูโคไซด์ของเควอซิทินเป็นสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีฤทธิ์ต้านการก่อมะเร็ง4,5] สารต่อต้านอนุมูลอิสระ[6,7] และกิจกรรมการปรับเอนไซม์8,9,10] การศึกษาทางระบาดวิทยายังแสดงให้เห็นความสัมพันธ์แบบผกผันระหว่างการบริโภคฟลาโวนอยด์ในปริมาณมาก (ส่วนใหญ่เป็นเควอซิทิน) และโรคหลอดเลือดหัวใจ11]
สารสกัดจาก TCM ถูกนำมาใช้ในการรักษาแบบดั้งเดิมและการเยียวยาสมุนไพรมานานหลายศตวรรษทั่วโลก12,13] และประสบการณ์อันทรงคุณค่ามากมายได้ถูกสะสมในระบบการรักษานี้ อีเฟดรีน ซึ่งเป็นสารกระตุ้นคล้ายแอมเฟตามีนที่ใช้เป็นยาลดอาการคัดจมูกสำหรับยารักษาโรคหอบหืด ถูกสกัดและแยกออกจากสมุนไพรจีน เอเฟเดรเฮอร์บา.[14] สารสกัดจาก แปะก๊วย bilobaโดยเฉพาะอย่างยิ่ง EGb 761 ที่ได้มาตรฐานเป็นหนึ่งในวิธีการรักษาด้วยสมุนไพรที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับภาวะสมองเสื่อมและความบกพร่องทางสติปัญญา15] เนื่องจากปัจจัยหลายประการ เช่น องค์ประกอบของตัวทำละลาย เวลาในการสกัด อุณหภูมิในการสกัด อัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ อาจมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพในการสกัด พารามิเตอร์การสกัดจึงจำเป็นต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อให้ได้ส่วนผสมที่มีคุณค่าทางการป้องกันหรือการรักษาในมนุษย์มากขึ้น[16]
ในบรรดาสารประกอบทั้งหมดที่นำเสนอใน Herba Polygoni Capitati กรดฟีนอลิกและส่วนประกอบฟลาโวนอยด์ได้รับความสนใจมากที่สุดและถือว่ามีความสำคัญต่อผลทางเภสัชวิทยาของพวกมัน17] การสกัดกรด Gallic (GA) หรือ TF จาก Herba Polygoni Capitati ด้วยวิธีการแบบปัจจัยเดียวในแต่ละครั้งเพียงอย่างเดียว[18] หรือเกี่ยวข้องกับการออกแบบมุมฉาก[19] ได้รับการรายงานก่อนหน้านี้ แนวทางแบบปัจจัยเดียวในแต่ละครั้ง ซึ่งมีเพียงปัจจัยเดียวเท่านั้นที่แปรผันได้ในแต่ละครั้ง โดยที่ยังคงรักษาปัจจัยอื่นๆ ทั้งหมดให้คงที่20] ใช้เวลานานและอาจทำให้เกิดข้อสรุปที่ทำให้เข้าใจผิด เนื่องจากไม่รวมถึงผลกระทบเชิงโต้ตอบระหว่างปัจจัยต่างๆ การออกแบบมุมฉากมีประโยชน์ในการออกแบบการทดสอบ21] แต่ไม่ได้เสนอการทำนายจากสมการแบบจำลอง วิธีการพื้นผิวการตอบสนอง (RSM) ซึ่งเป็นชุดของเทคนิคทางสถิติและคณิตศาสตร์ สามารถเอาชนะข้อบกพร่องเหล่านี้ได้ เนื่องจากจะพิจารณาผลกระทบที่เป็นไปได้ระหว่างตัวแปรต่างๆ22,23] กราฟพื้นผิวการตอบสนองและกราฟโครงร่างของการตอบสนองที่เป็นฟังก์ชันของพารามิเตอร์อิสระสามารถรับได้จาก RSM24] ในการศึกษาปัจจุบัน มีการใช้แนวทาง RSM เพื่อปรับปรุงสภาวะการสกัด (สัดส่วนตัวทำละลาย อัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ เวลาในการสกัด ฯลฯ) จาก Herba Polygoni Capitati เพื่อเพิ่มผลผลิตของเควอซิทรินและ TF พร้อมกัน
วัสดุและวิธีการ
วัสดุและเคมีภัณฑ์
Herba Polygoni Capitati ซึ่งระบุทางพฤกษศาสตร์โดยศาสตราจารย์ Deyuan Chen ได้มาจาก Guizhou Warmen Pharmaceutical Corporation เมืองกุ้ยโจว ประเทศจีน พืชทั้งหมดของ Herba Polygoni Capitati ถูกทำให้แห้งในเตาอบอเนกประสงค์โดยบังคับการพาความร้อน (101-2AB ไทจิน ประเทศจีน) ที่อุณหภูมิ 50°C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง ตัวอย่างที่แห้งถูกบดในโรงสีแบบหมุน (DFY-200 Wenling ประเทศจีน) และร่อนผง รวบรวมอนุภาคที่มีขนาดระหว่าง 10 ถึง 40 เมช (0.3~2 มม., id) เพื่อการศึกษา สารประกอบอ้างอิงเควอซิทริน (111538-200403) และรูติน (080-9303) ถูกซื้อจากสถาบันแห่งชาติเพื่อการควบคุมผลิตภัณฑ์ชีวภาพและเภสัชกรรมของจีน (ปักกิ่ง จีน) Acetonitrile และเมทานอลเป็นเกรด HPLC (Tedia, USA) น้ำเป็นน้ำดื่มบริสุทธิ์ที่ทนทาน (Le Bai Shi Food and Beverage Ltd., Guangdong) กรดฟอร์มิกเป็นเกรด MS (Roe Scientific Inc, USA) สารเคมีและตัวทำละลายอื่นๆ ทั้งหมดเป็นเกรดวิเคราะห์และมีจำหน่ายในท้องตลาด
การจัดเตรียมตัวอย่าง
ผง Herba Polygoni Capitati ปริมาณ 2 กรัม ได้รับการชั่งน้ำหนักและสกัดอย่างแม่นยำภายใต้เงื่อนไขบางประการ จากนั้นจึงปั่นแยกสารสกัดที่ 3500 รอบต่อนาที เป็นเวลา 10 นาที ส่วนลอยเหนือตะกอนถูกรวบรวมและกรองผ่านกระดาษกรองเพื่อการวิเคราะห์ในภายหลัง
อุปกรณ์
ระบบการวิเคราะห์ที่ใช้ในการศึกษานี้มีดังต่อไปนี้: สเปกตรัม UV-Vis ถูกบันทึกบนเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์แบบลำแสงคู่ (Cary 100-Varian) โดยมีเซลล์ที่มีความยาวเส้นทาง 1 ซม. ระบบ UHPLC-DAD ซีรีส์ DIONEX/UltiMate 3000 ประกอบด้วยเครื่องไล่ก๊าซสุญญากาศ ปั๊มควอเทอร์นารี เครื่องเก็บตัวอย่างอัตโนมัติ ช่องคอลัมน์ที่ระบุอุณหภูมิ และเครื่องตรวจจับ DAD (DIONEX, ThermoFisher, Sunnyvale, USA) ถูกนำมาใช้ในการหาโครมาโตกราฟี
การกำหนดปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมด
ปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมด (TFC) ถูกกำหนดตามวิธีวัดสีอะลูมิเนียมที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้25,26,27,28] พร้อมการแก้ไข โดยสรุป สารสกัดพืชแต่ละส่วนส่วนลงตัว (0.5 มล.) ผสมกับตัวทำละลายที่เกี่ยวข้อง 4.3 มล. ตามด้วยการเติมอะลูมิเนียมคลอไรด์ 10% 0.1 มล. (AlCl3) และ 0.1 มิลลิลิตรของ 1 โมลาร์ โซเดียม อะซิเตต (CH3 คูนา) ใช้รูตินเป็นมาตรฐานอ้างอิง หลังจากการบ่มที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 30 นาที ของผสมปฏิกิริยาถูกวัดที่ 405 นาโนเมตรเทียบกับค่าว่าง ค่า TFC ของแต่ละตัวอย่างได้รับการคำนวณและแสดงเป็นมิลลิกรัมของรูตินเทียบเท่าต่อกรัมของวัสดุแห้ง (DM)
การแยกโครมาโตกราฟี
การวิเคราะห์ HPLC ของสารสกัดดำเนินการโดยใช้ซีรีส์ DIONEX/UltiMate 3000 การแยกถูกดำเนินการบน ZORBAX SB-C18 คอลัมน์ (150 มม. × 4.6 มม., 5 ไมโครเมตร; Agilent, CA, USA) ด้วยอัตราการไหล 1.0 มล./นาที เฟสเคลื่อนที่ประกอบด้วยการรวมกันของ A (อะซีโตไนไตรล์) และ B (กรดฟอร์มิก 0.2% ในน้ำ) เกรเดียนต์เชิงเส้นคือตั้งแต่ 5% ถึง 15% A (วี/วี) ที่ 5 นาที, ไปที่ 16% A ที่ 10 นาที, ถึง 20% A ที่ 20 นาที และต่อจากนั้นถูกคงไว้ที่ 20% A ถึง 22 นาที การรันแต่ละครั้งถูกตามด้วยเวลาการปรับสมดุล 5 นาที ความยาวคลื่นของเครื่องตรวจจับ UV ตั้งค่าไว้ที่ 260 นาโนเมตร และอุณหภูมิของเตาอบแบบคอลัมน์คงที่อยู่ที่ 30°C ตัวอย่างถูกกรองก่อนการฉีด (ตัวกรองเข็มฉีดยา PTFE; 0.45 μm; Hanbon Ltd, จีน; 013045) ข้อมูลถูกรวบรวมและวิเคราะห์ด้วยซอฟต์แวร์ Chromeleon 7.1
การเตรียมสารละลายมาตรฐาน
สารละลายสต๊อกมาตรฐานของรูตินและเควอซิทรินถูกเตรียมในเมทานอลที่ความเข้มข้น 190.8 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร และ 106.0 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร ตามลำดับ เส้นโค้งมาตรฐานของเควอซิทรินและ TF ได้รับการปรับเทียบโดยใช้สมการถดถอยกำลังสองน้อยที่สุดเชิงเส้นที่ได้มาจากพื้นที่พีคและการดูดกลืนแสง ตามลำดับ ความเข้มข้นของเควอซิทรินและ TF ในตัวอย่างได้รับการคำนวณตามเส้นโค้งมาตรฐาน
การเลือกสภาวะการสกัดที่เหมาะสม
ก่อนการพัฒนาการศึกษาโดยใช้ RSM ได้มีการดำเนินการชุดการทดสอบเบื้องต้นเพื่อเลือกตัวแปรอิสระที่เกี่ยวข้องและกำหนดช่วงการทดลอง ขั้นตอนแรกของการทดลองเบื้องต้นคือการเลือกวิธีการสกัดที่เหมาะสมสำหรับ Herba Polygoni Capitati มีการทดสอบวิธีการที่แตกต่างกันสามวิธี ได้แก่ การหมัก กรดไหลย้อน และการแยกคลื่นเสียง ขั้นตอนที่สองของการทดลองเบื้องต้นคือการเลือกตัวทำละลายสำหรับการสกัดที่เหมาะสมสำหรับ Herba Polygoni Capitati การใช้ตัวทำละลายในการสกัดหลายชุดซึ่งมีช่วง 0-100% (เอทานอลหรือเมทานอลในน้ำ) เป็นตัวกำหนดตัวทำละลายที่ดีที่สุด ประการที่สาม ปัจจัยของอัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ (6:1, 8:1, 10:1, 12:1, 14:1; โวลต์/เมตร) ตรวจสอบการสกัดโดยใช้เอทานอล: น้ำ (70:30, วี/วี) เป็นตัวทำละลายในสภาวะการสกัดด้วยคลื่นโซนิกเป็นเวลา 30 นาทีที่อุณหภูมิห้อง ประการที่สี่ เลือกขนาดอนุภาคที่เหมาะสมเพื่อการตรวจสอบต่อไป สุดท้าย ระยะเวลาของการสกัด (10 นาที 20 นาที 30 นาที 40 นาที 50 นาที 60 นาที) ก็ได้รับการทดสอบเช่นกัน
จากผลลัพธ์เหล่านี้ มีการเลือกสามระดับ (ล่าง กลาง บน) ของตัวแปรที่เกี่ยวข้องแต่ละตัวสำหรับการออกแบบคอมโพสิตส่วนกลาง (CCD) เพื่อวิเคราะห์รูปแบบการตอบสนองและสร้างแบบจำลอง
การวิเคราะห์ทางสถิติ
ข้อมูลการทดลองที่ได้รับจากขั้นตอน CCD ได้รับการวิเคราะห์โดยใช้ RSM เพื่อให้เหมาะสมกับแบบจำลองพหุนามลำดับที่สอง (สมการ (1) และค่าสัมประสิทธิ์การถดถอยที่ได้รับ
ที่ไหน X1, เอ็กซ์2,…,เอ็กซ์เค เป็นตัวแปรอิสระที่เข้ารหัสซึ่งส่งผลต่อการตอบสนอง Y เบต้า0, เบต้าฉัน (i = 1, 2,…, k), βครั้งที่สอง (i = 1, 2,…, k) และ βฉัน (i = 1, 2,…, k) คือสัมประสิทธิ์การถดถอยสำหรับเงื่อนไขการสกัดกั้น เชิงเส้น กำลังสอง และปฏิสัมพันธ์ ตามลำดับ k คือจำนวนตัวแปร
ซอฟต์แวร์ Design Expert เวอร์ชัน 8.0.5b (STAT-EASE Inc.) ใช้สำหรับการวิเคราะห์การถดถอยและกราฟิกของข้อมูลการทดลอง ประเมินคุณภาพของความเหมาะสมของแบบจำลองโดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์การกำหนด (ร2) และการวิเคราะห์ความแปรปรวน (ANOVA) พื้นผิวตอบสนองและแปลงรูปร่างได้รับการพัฒนาโดยใช้สมการพหุนามกำลังสองพอดี
ผลลัพธ์และการอภิปราย
ความแม่นยำของระบบ ความเป็นเชิงเส้นของ HPLC หรือ UV-Vis
Quercitrin และ TF ถูกกำหนดให้เป็นเครื่องหมายสำหรับการประเมินประสิทธิภาพการสกัด โปรไฟล์ HPLC ของมาตรฐานอ้างอิงและสารสกัด Herba Polygoni Capitati ถูกแสดงไว้ใน รูปที่ 1. เส้นโค้งการสอบเทียบของพื้นที่พีคเทียบกับระดับเควอซิทรินคือ ย = 47.622 x − 0.2231 โดยมีช่วงเชิงเส้นตั้งแต่ 0.033-1.06 ไมโครกรัม (ร2 = 1.0000, ย = พื้นที่จุดสูงสุดและ x = ปริมาณเคอร์ซิทริน) เส้นโค้งการสอบเทียบของการดูดกลืนแสงเทียบกับปริมาณของ TF คือ ย = 0.0029 x – 0.0088 โดยมีช่วงเชิงเส้นตั้งแต่ 74.32-267.12 ไมโครกรัม (ร2 = 0.9996, ย = การดูดกลืนแสง และ x = จำนวน TF)
โครมาโตกราฟี HPLC ของสารประกอบอ้างอิงที่ผ่านการรับรองความถูกต้องของเควอซิทริน (a) และสารสกัดจาก Herba Polygoni Capitati (b) ที่ 260 นาโนเมตร
การกำหนดพารามิเตอร์และการเลือกระดับ
ผลของวิธีการสกัด
วิธีการสกัดที่แตกต่างกันสามวิธี รวมถึงการหมัก การสกัดด้วยกรดไหลย้อน และการแยกด้วยคลื่นเสียง ได้รับการทดสอบด้วยค่าพารามิเตอร์ต่อไปนี้: ขนาดอนุภาค 10 เมช; อัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ 10:1 (มล./กรัม); ระยะเวลาในการสกัด 30 นาทีสำหรับการสกัดแบบไหลย้อนและการสกัดด้วยคลื่นเสียงโซนิก 12 ชั่วโมงสำหรับการสกัดแบบ maceration องค์ประกอบของตัวทำละลาย เอทานอลน้ำ 70% อุณหภูมิอุณหภูมิห้อง ปริมาณของเคอร์ซิทรินและ TF ที่สกัดได้ต่อกรัมของ DM ถูกนำเสนอใน รูปที่ 2. การวิเคราะห์ความแปรปรวนสำหรับผลการทดลองแสดงให้เห็นความแตกต่างที่มีนัยสำคัญระหว่างวิธีการสกัดทั้งสามวิธีนี้ (ป < 0.01) ในขณะเดียวกัน วิธีการสกัดด้วยคลื่นโซนิกให้ผลผลิตเควอซิทรินและ TF สูงสุด ดังนั้นจึงได้รับเลือกให้เป็นวิธีการสกัดของเรา
ผลของการสกัดเควอซิทรินด้วยวิธีต่างๆ (ซ้าย) และ TF (ขวา) จาก Herba Polygoni Capitati
ผลของตัวทำละลายในการสกัด
ตัวทำละลายเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการนำสารวิเคราะห์กลับคืนมา ในการศึกษานี้ ได้ทำการทดสอบน้ำ ความเข้มข้นต่างๆ ของเมทานอล และความเข้มข้นต่างๆ ของเอธานอล ดังแสดงใน รูปที่ 3ประสิทธิภาพการสกัดของเอทานอลน้ำ 60% สูงที่สุด ดังนั้น จึงเลือกเอธานอล 50%, 60% และ 70% เป็นองค์ประกอบตัวทำละลายในระดับล่าง กลาง และบนสำหรับการตรวจสอบ RSM ต่อไป
อิทธิพลขององค์ประกอบของตัวทำละลายต่อการสกัดเควอซิทรินและ TF จาก Herba Polygoni Capitati โดยใช้อัลตราซาวนด์
อัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ
ทดสอบผลกระทบของอัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุต่อการสกัดด้วยค่า 5 ค่า (6:1, 8:1, 10:1, 12:1, 14:1; โวลต์/เมตร). ค่าอัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุที่เหมาะสมจะถูกเลือกตามกฎ[29] ว่าค่าไม่ควรน้อยเกินไป (ไม่สามารถสกัดสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพได้หมด) หรือสูงเกินไป (ต้นทุนการประมวลผลจะทนไม่ไหว) ตามที่ได้นำเสนอไว้ใน รูปที่ 4พบว่ามีแนวโน้มเพิ่มขึ้นของผลตอบแทนของเควอซิทรินและ TF โดยถึงค่าสูงสุดเมื่ออัตราส่วนอยู่ที่ประมาณ 10:1 คำอธิบายที่เป็นไปได้คือการเพิ่มขึ้นของอัตราส่วนตัวทำละลายต่อวัสดุอาจเพิ่มการแพร่กระจายของตัวทำละลายเข้าไปในเซลล์ และเพิ่มการดูดซึมของสารประกอบฟีนอลิกออกจากเซลล์30] ในการศึกษานี้ อัตราผลตอบแทนของเควอซิทรินและ TF ลดลงเล็กน้อยเมื่อค่าอัตราส่วนสูงกว่า 10:1 ซึ่งอาจเกิดจากการสูญเสียที่มากขึ้นในการรวบรวมผลิตภัณฑ์หรือการดำเนินการตามกระบวนการ ดังนั้น อัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุจึงถูกกำหนดไว้ที่ 10:1 ซึ่งเป็นระดับกลางสำหรับ RSM ในการศึกษาครั้งต่อไป
ผลของอัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุต่อผลผลิตของเควอซิทรินและ TF
ผลกระทบของขนาดอนุภาค
ขนาดอนุภาคเป็นอีกตัวแปรสำคัญที่ต้องพิจารณา โดยทั่วไป ประสิทธิภาพการสกัดจะเพิ่มขึ้นตามขนาดอนุภาคที่ลดลง [รูปที่ 5] ในการศึกษาครั้งนี้ กำหนดขนาดอนุภาคไว้ที่เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.45-0.9 มม.
ผลของขนาดอนุภาคต่อผลผลิตของเควอซิทรินและ TF
ผลของเวลาในการสกัด
การเลือกเวลาสกัดที่เหมาะสมเป็นขั้นตอนสุดท้ายในการศึกษาเบื้องต้นของเรา ทดสอบความยาวการสกัดที่แตกต่างกันที่ 10, 20, 30, 40, 50 และ 60 นาที เพื่อตรวจสอบค่าที่เหมาะสมที่สุด ผลการทดลองพบว่าผลผลิตของเควอซิทรินและ TF เพิ่มขึ้นเมื่อยืดเวลาการสกัดจาก 10 เป็น 50 นาที [รูปที่ 6] ที่ระดับ 50 นาที ผลลัพธ์ของเควอซิทรินและ TF ไปถึงปริมาณสูงสุด ดังนั้นจึงเลือก 40, 50 และ 60 นาทีเป็นเวลาการสกัดระดับล่าง กลาง และบน
ผลของเวลาในการสกัดต่อผลผลิตของเควอซิทรินและ TF
การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การแยกด้วย RSM
ผลลัพธ์การถดถอยเชิงเส้นพหุคูณและการวิเคราะห์ความเพียงพอของแบบจำลองที่ติดตั้ง
CCD แบบหมุนได้สามปัจจัยและสามระดับซึ่งประกอบด้วยการทดลอง 20 ครั้งถูกใช้โดยมีการจำลอง 6 ครั้งที่จุดศูนย์กลาง ผลกระทบของความแปรปรวนที่ไม่สามารถอธิบายได้ลดลงโดยการสุ่มลำดับการทดลอง ตัวแปรอิสระคือองค์ประกอบของตัวทำละลาย (X1, %, วี/วี, เอทานอล/น้ำ) อัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ (X2, มล./กรัม) และเวลาในการสกัด (X3, นาที) โดยมีอัตราผลตอบแทนเควอซิทรินและ TF เป็นตัวบ่งชี้ เลือกขนาดอนุภาคคงที่ (0.45-0.9 มม.) อัตราผลตอบแทนของเควอซิทรินและ TF ของการรันทั้งหมดแสดงอยู่ใน ตารางที่ 1. การถดถอยเชิงเส้นพหุคูณโดยใช้แบบจำลองพหุนามอันดับสอง (Eq. (1)) ดำเนินการตามผลลัพธ์เหล่านี้
ตารางที่ 1
การตั้งค่าการออกแบบคอมโพสิตส่วนกลางที่หมุนได้ในรูปแบบดั้งเดิมและโค้ดของตัวแปรอิสระ (X1, เอ็กซ์2, เอ็กซ์3) และผลการทดลองสำหรับตัวแปรตอบสนอง เควอซิทริน และ TF
ANOVA ของตัวแปรอิสระที่แสดงใน ตารางที่ 2 บ่งชี้ว่าตัวแปรอิสระทั้งสามนี้ส่งผลต่อประสิทธิภาพการสกัดอย่างมีนัยสำคัญ (ป < 0.05) พารามิเตอร์การถดถอยของแบบจำลองกำลังสองที่ติดตั้งพร้อมค่าสัมประสิทธิ์ที่สอดคล้องกันของการพิจารณาหลายรายการ (ร2) ถูกแสดงไว้ใน ตารางที่ 3. ได้มีการติดตั้งอุปกรณ์ที่ดีและแบบจำลองได้อธิบายความแปรปรวนของการตอบสนองแล้ว สูง ร2 ค่า 0.94 และ 0.96 สำหรับ quercitrin และ TF ตามลำดับ บ่งบอกถึงข้อมูลการทดลองยืนยันความเข้ากันได้กับข้อมูลที่ทำนายโดยแบบจำลอง ค่าต่ำของสัมประสิทธิ์การแปรผัน (1.92% สำหรับเควอซิทริน, 3.28% สำหรับ TF) บ่งชี้ว่าผลลัพธ์ที่ได้รับจากแบบจำลองที่ติดตั้งไว้มีความน่าเชื่อถือ ค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจที่ปรับแล้ว (ร2 ค่า Adj.) จะสร้างนิพจน์ขึ้นใหม่โดยมี *เงื่อนไขที่สำคัญรวมอยู่ด้วยและค่าสูงของ the ร2 ปรับ (ร2 ปรับ เท่ากับ 87%, 92% ตามลำดับ) รองรับความสำคัญของโมเดล
ตารางที่ 2
การวิเคราะห์ความแปรปรวนสำหรับแบบจำลองกำลังสองของพื้นผิวการตอบสนอง
ตารางที่ 3
ค่าสัมประสิทธิ์การถดถอยของแบบจำลองอันดับสองที่คาดการณ์ไว้สำหรับตัวแปรตอบสนอง เควอซิทริน และ TF
การทดสอบการขาดความฟิตถูกนำมาใช้เพื่อตรวจสอบความเพียงพอของสมรรถภาพของแบบจำลอง ANOVA สำหรับการทดสอบการขาดความพอดีไม่มีนัยสำคัญเกี่ยวกับผลผลิตของเควอซิทรินและ TF (ป > 0.05) ซึ่งบ่งชี้ว่าแบบจำลองสามารถรองรับข้อมูลการทดลองได้อย่างเพียงพอ [ตารางที่ 4].
ตารางที่ 4
การวิเคราะห์ความแปรปรวนสำหรับการขาดการทดสอบความพอดีสำหรับเควอซิทรินและ TF
การวิเคราะห์พื้นผิวการตอบสนอง
เนื่องจาก; แบบจำลองแสดงความเหมาะสมที่ดี ค่าตอบสนองได้รับการอธิบายอย่างเพียงพอด้วยสมการถดถอย เส้นโค้งพื้นผิวการตอบสนองถูกพล็อตเพื่อแสดงปฏิสัมพันธ์ของตัวแปรอิสระ และเพื่อกำหนดค่าที่เหมาะสมที่สุดของตัวแปรอิสระแต่ละตัวเพื่อการตอบสนองสูงสุด ความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรอิสระและตัวแปรตามแสดงไว้ในแผนพื้นผิวการตอบสนองสามมิติ (3D) และแผนโครงร่างสองมิติ (2D) พื้นผิวการตอบสนอง 3 มิติและแผนโครงร่าง 2 มิติถูกจัดเตรียมไว้เพื่อแสดงเป็นกราฟิกของสมการการถดถอย [ตัวเลข [รูปที่ 77 และ และ8]8] เส้นโค้งรูปร่างแต่ละเส้นแสดงถึงจำนวนอนันต์ของการรวมกันของตัวแปรอิสระสองตัว ขณะเดียวกันก็รักษาตัวแปรอิสระอีกตัวหนึ่งไว้ที่จุดที่อยู่นิ่ง ด้วยวิธีนี้ พื้นผิวการตอบสนองแบบ 3 มิติจึงสามารถมองเห็นได้ทันที รูปที่ 7ก แสดงฟังก์ชันพื้นผิวตอบสนอง 3 มิติที่พัฒนาโดยแบบจำลองสำหรับองค์ประกอบของตัวทำละลายและอัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ องค์ประกอบของตัวทำละลายแสดงให้เห็นผลกำลังสองต่อการตอบสนอง เนื้อหาของเควอซิทรินจะถึงค่าสูงสุดเมื่อใช้เอธานอล 65% ในทำนองเดียวกัน อัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุแสดงให้เห็นผลกำลังสองต่อเคอร์ซิทรินในเวลาเดียวกัน ผลลัพธ์ของผลกระทบขององค์ประกอบของตัวทำละลายและอัตราส่วนวัสดุตัวทำละลายต่อ TF แสดงไว้ใน รูปที่ 8ก. องค์ประกอบของตัวทำละลายแสดงผลกำลังสองต่อการตอบสนองซึ่งให้ผลสูงสุดระหว่างเอทานอล 60% และ 70% ในทำนองเดียวกัน เมื่อองค์ประกอบของตัวทำละลายได้รับการแก้ไขด้วยการเพิ่มอัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ TF จะเพิ่มขึ้นทีละน้อยและไปถึงค่าสูงสุดเมื่ออัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุอยู่ที่ประมาณ 10:1
แผนภาพพื้นผิวการตอบสนอง (a, c และ e) และแผนภาพโครงร่าง (b, d และ f) แสดงผลขององค์ประกอบของตัวทำละลาย (X1) อัตราส่วนวัสดุตัวทำละลาย (X2) และเวลาการสกัด (X3) ต่อผลผลิตของเควอซิทริน
แผนภาพพื้นผิวการตอบสนอง (a, c และ e) และแผนภาพโครงร่าง (b, d และ f) แสดงผลขององค์ประกอบของตัวทำละลาย (X1) อัตราส่วนวัสดุตัวทำละลาย (X2) และเวลาการสกัด (X3) ต่อผลผลิตของ TF
ผลกระทบขององค์ประกอบของตัวทำละลายและเวลาในการสกัดแบบแปรผันอิสระต่อค่าการตอบสนองของเควอซิทรินและผลผลิต TF แสดงไว้ในรูปภาพ ฟิกเกอร์7c,7c, ,7วัน,7วัน, ,8c,8c, ,8วัน,8วันตามลำดับ ความสัมพันธ์เชิงโต้ตอบระหว่างตัวแปรอิสระทั้งสองสามารถเข้าใจได้ง่ายโดยการตรวจสอบแผนผังโครงร่างที่สร้างขึ้นโดยการรักษาตัวแปรอิสระอื่นๆ อัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ ให้คงที่ที่จุดที่นิ่ง [ตัวเลข [รูปที่7d7วัน และ และ8d]8วัน] ผลผลิตของเควอซิทรินและ TF เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเพิ่มองค์ประกอบของตัวทำละลายและเวลาในการสกัด อย่างไรก็ตาม อัตราผลตอบแทนของเควอซิทรินและ TF จะไม่เพิ่มขึ้นอีกต่อไปเมื่อตัวแปรอิสระเกินค่าที่กำหนด ปฏิกิริยาระหว่างองค์ประกอบของตัวทำละลายและเวลาในการสกัดไม่มีนัยสำคัญทางสถิติในการส่งผลต่อผลผลิตเควอซิทริน แต่มีนัยสำคัญ (ป <0.01) ผลต่อการสกัด TF
ตัวเลข รูปที่7e7จ และ และ8e8จ แสดงให้เห็นถึงผลของอัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุและเวลาในการสกัดต่อผลผลิตของเควอซิทรินและ TF การเพิ่มขึ้นของผลผลิตเควอซิทรินและ TF ถูกสังเกตด้วยการเพิ่มขึ้นของเวลาในการสกัดและอัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าผลผลิตในการสกัดของเควอซิทรินและ TF เป็นสัดส่วนกับเวลาในการสกัดและอัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ ปฏิสัมพันธ์ของตัวแปรอิสระทั้งสองในการสกัดเควอซิทรินและ TF จาก Herba Polygoni Capitati ไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ
การทดลองยืนยัน
เพื่อตรวจสอบความสามารถในการคาดการณ์ของแบบจำลอง ตัวแปรการตอบสนองที่เหมาะสมที่สุดได้รับการทดสอบภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดที่ได้มาจากการวิเคราะห์สันของ RSM ด้วยเหตุนี้ ค่าที่สังเกตได้จึงสามารถบรรลุผลได้อย่างน่าพอใจภายในช่วงความเชื่อมั่น 95% ของค่าที่ทำนายจากแบบจำลอง [ตารางที่ 5].
ตารางที่ 5
การเปรียบเทียบระหว่างค่าที่ทำนายกับค่าที่สังเกตได้สำหรับตัวแปรตอบสนอง เควอซิทริน และ TF
ข้อสรุป
ด้วยการใช้วิธีการแบบทีละปัจจัยควบคู่กับ CCD พารามิเตอร์การสกัดที่ใช้อัลตราซาวนด์ช่วย รวมถึงองค์ประกอบของตัวทำละลาย อัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ และเวลาในการสกัดจึงได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการสกัดเควอซิทรินและ TF จาก Herba Polygoni Capitati ผลการวิจัยพบว่าแบบจำลองพหุนามอันดับสองให้คำอธิบายที่น่าพอใจของข้อมูลการสกัด เงื่อนไขที่ปรับให้เหมาะสมมีดังนี้: วิธีการสกัด, การสกัดด้วยคลื่นเสียง; ตัวทำละลาย อาจเหมาะสมที่จะปัดเศษที่เอทานอลน้ำ 65% ขนาดอนุภาค 0.45-0.9 มม. อัตราส่วนตัวทำละลาย-วัสดุ ปัดเศษเป็น 10:1; เวลาสกัด รอบที่ 54 นาที การศึกษานี้สามารถให้ข้อมูลพื้นฐานและข้อมูลเชิงลึกที่มีคุณค่าเกี่ยวกับกระบวนการสกัดทางอุตสาหกรรมของ Herba Polygoni Capitati
กิตติกรรมประกาศ
ผู้เขียนขอขอบคุณ Guizhou Warmen Pharmaceutical Corporation สำหรับการจัดหาวัตถุดิบและการสนับสนุนทางการเงินจากโครงการพิเศษด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของมณฑลกุ้ยโจว (หมายเลข 2011 6019-02) ทีมผู้มีความสามารถพิเศษด้านนวัตกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีประจำจังหวัดกุ้ยโจวด้านการวิเคราะห์เภสัชกรรม (หมายเลข . 2554 4008), โครงการพิเศษประจำจังหวัดกุ้ยโจวด้านการวิจัยและพัฒนาอุตสาหกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเกี่ยวกับการปรับปรุง TCM ให้ทันสมัย (หมายเลข ZY 2011 3013), ห้องปฏิบัติการหลักเฉพาะด้านการกำหนดมาตรฐานยาแผนจีนและยาแห่งชาติ และห้องปฏิบัติการหลักเฉพาะของกุ้ยโจว กรมสามัญศึกษาจังหวัด. (เลขที่KY 2012 005)
เชิงอรรถ
แหล่งที่มาของการสนับสนุน: ไม่มี
ขัดผลประโยชน์: ไม่มีการประกาศ.
Thai 
English 
Chinese 
Spanish 
Korean 
Japanese 
Vietnamese 
French