质量源于设计(Quality by design, QbD)是一种始于预先定义的目标,采用科学和风险管理的方法来增加对产品和过程的理解并用于过程质量控制的系统方法。QbD主要用于制药工艺开发过程,但其核心思想与分析方法开发过程具有相通之处,因而分析方法质量源于设计(Analytical quality by design, AQbD)应运而生。应用AQbD时,需首先定义分析方法目标(Analytical target profile, ATP),并根据目标对关键方法属性(Critical method attributes, CMAs)和关键方法参数(Critical method parameters, CMPs)进行全面评估,结合实验设计和统计分析建立分析方法设计空间(Design space, DS),并基于设计空间制定方法控制策略(Control strategy),通过系统化、结构化、层层递进的方式建立分析方法,以提高分析结果的准确性和可靠性。国际上对QbD在分析方法开发中的应用也日趋成熟,但将理念用于中药色谱方法开发中的报道较少。本论文将QbD理念融入中药分析方法设计空间的建立及其可靠性评价,以三七总皂苷和黄连HPLC分析为例,介绍QbD用于中药HPLC分析方法设计空间建立及可靠性研究的全过程。主要研究内容如下：(1)以三七总皂苷的HPLC分析方法开发为例,结合实验设计和设计空间优化三七总皂苷HPLC分析过程。以三个常见的色谱条件即温度、初始乙腈浓度和梯度变化速率作为关键方法参数进行Box-Behnken实验设计,一共进行17次实验。以关键分离度和分析时间为关键方法属性,实验结果显示,二次多项式模型为最佳模型,模型决定系数分别为0.9988和0.9989,基于该模型建立设计空间,并选择置信区间估计法对设计空间的可靠性进行研究,将置信度设置为95%时,设计空间边界处有5%的可能性会出现色谱方法不满足分析目标的情况,因而在进行色谱分离时尽量不选择位于边界的色谱方法。同时,在设计空间内也可选择最佳色谱分离方法,即20℃的柱温,0.55%·min-1的梯度变化速率和15%的初始乙腈浓度进行准确性轮廓(Accuracy Profile, AP)方法验证,结果表明方法的准确性、中间精密度、重复性、真实性都在可接受的范围内,同时在一定的样品浓度范围内,线性良好,表明优化后的方法可以用于三七总皂苷HPLC常规分析,因而QbD理念可以用于开发并优化三七总皂苷的HPLC分析方法。(2)以黄连生物碱类成分的HPLC分析方法开发为例,首先采用Plackett-Burman实验设计,从5个影响黄连色谱分离的因素中筛选关键方法参数,以关键分离度、分析时间和峰宽为关键方法属性建立多元线性回归模型。结果显示乙腈浓度、十二烷基磺酸钠浓度和磷酸二氢钾浓度均有显著影响,并作为关键方法参数进行后续实验设计。然后,选择Box-Behnken设计进行17次实验,建立全二项式模型,基于模型开发分析设计空间,并且结合贝叶斯后验预测概率对设计空间的可靠性进行评价。从设计空间中优选出最佳色谱分离条件,即40%乙腈、1.7 g·mL-1十二烷基磺酸钠和0.03 mol·mL-1磷酸二氢钾。最后,采用Accuracy Profile对建立的色谱方法进行验证,结果表明,QbD理念可用以指导并建立稳健的黄连生物碱成分色谱分析方法。其次,在进行方法验证以后,对最佳分离条件进行色谱条件扰动的研究,对其中的5个变化因素采取3×3×3×3×3的全析因设计,从中选择7个实验点进行考察。从结果可以看出,两个分析目标即关键分离度和分析时间都符合目标要求,即关键分离度大于1.5,分析时间小于60 min,结果表明,优化后的方法具有一定的抵抗外界干扰的能力。(3)以三七总皂苷的HPLC分析方法开发为例,方法开发分为两个阶段：筛选实验阶段和优化实验阶段。筛选实验阶段,确定最佳静态流动相、柱温和流速,其他影响因素如梯度变化速率、初始乙腈浓度和等度时间则在优化实验阶段进行更为精细的考察。在优化实验阶段,通过中心点复合实验设计17次实验,考察三个色谱参数与三个响应即关键分离度、分析时间和峰对称性之间的关系。引入过程性能指数Cp到蒙特-卡罗仿真方法中考察设计空间的可靠性,并且与通过区间估计法和贝叶斯概率法考察的设计空间可靠性进行比较。三种方法分别从不同的角度评价设计空间的可靠性,三种方法对边界不确定性的理解本质是一致的,但是表示的方法不一样,概率法是将设计空间的可靠性以概率来表现,并没有明确区分设计空间及其周围的风险区的位置,而区间估计法和抽样法则是将设计空间和风险区分别以一个区域的形式表示,但是通过这三种方法建立的设计空间优化得到最好的色谱方法都是一致的。结果表明,最后优化得到的分析方法的预测结果都是20 min的等度时间,1.6%·min-1的梯度变化速率和20%的初始乙腈浓度。最后,采用Accuracy Profile对建立的色谱方法进行验证,结果表明,QbD理念可用以指导并建立稳健的三七总皂苷色谱分析方法。