甘草自古以来是我国大宗药材,在各领域被广泛使用,其原药材和提取物长期处于供不应求的情况。目前市场上常用甘草饮片产地为内蒙、甘肃和新疆。甘肃是文献记载的甘草道地产区之一[1],有多个甘草种植基地,其中瓜州县近年来成为国内最大的人工甘草种植基地。提取是中药生产中的重要环节,目前制药行业的提取工艺优化仍采取逐级放大的方式,且缺乏有效的过程监控手段,导致提取效率低下和资源浪费。针对以上问题,本文选择瓜州县种植的乌拉尔甘草为研究对象,建立了多指标成分含量测定方法,在此基础上,对其提取工艺进行优化和放大,并开展了近红外在线定量方法和动力学方程的研究,以期为工艺的优化和放大提供方法和理论基础,实现资源的最大化利用。本文主要研究内容和结果如下:1指标性成分含量测定方法的建立:采用高效液相色谱法建立了同时测定甘草中甘草苷、异甘草苷、甘草素和甘草酸4个成分的分析方法,采用紫外-可见分光光度法建立了甘草总黄酮的分析方法。方法学考察结果显示,标准曲线的相关系数均大于0.999,精密度、重现性、稳定性、加样回收率分别小于3%,符合含量测定要求,可作为甘草中5种指标性成分的含量测定方法。采用上述方法测定了来自瓜州共计8个批次的甘草饮片和甘草头样品中5种指标性成分的含量,各批次饮片中甘草苷、异甘草苷、甘草素、甘草酸、总黄酮的含量平均值分别为 0.513%、0.0729%、0.0484%、1.945%、2.19%,甘草头中平均值为 0.456%、0.0636%、0.036%、1.630%、2.578%。含量测定结果显示,甘草头中甘草苷、异甘草苷、甘草素、甘草酸含量略小于甘草饮片中的含量,总黄酮含量略大于甘草饮片中的含量。2甘草提取工艺的优化:采用加热回流提取法,以上述5种指标性成分的转移率和出膏率为评价指标,对甘草的提取工艺进行了小试研究。采用单因素试验及正交试验方法,考察了提取溶剂、料液比、提取时间、提取次数等因素对提取结果的影响,确定甘草提取工艺的最佳方案为加水量8倍,煎煮3次,每次1.5小时,验证试验表明5种成分转移率均达70%以上。在此基础上,开展中试放大实验,对小试研究结果进行验证,结果显示5种有效成分的转移率和出膏率基本稳定,证明工艺条件可用于中试生产。3甘草近红外在线检测方法的建立:基于甘草的中试提取,采用在线近红外光谱仪采集不同批次提取过程的动态光谱数据,通过比较模型的预测残差平方和(PRESS值),确定最佳建模光谱数据为原始光谱,用SiPLS法筛选了最佳建模波段,采用PLS法建立了甘草中试提取过程中甘草苷、异甘草苷、甘草酸、总黄酮4种成分的定量校正模型,并用验证集样品进行外部验证。结果表明,模型的预测值和实测值具有良好的相关性,近红外模型可靠,适用于甘草提取过程中有效成分变化情况的在线检测,为甘草提取过程的在线质量控制奠定基础。4甘草提取动力学的初步研究:在最佳提取工艺下对甘草进行小试和中试提取,动态收集样品,使用经验建模的方法对甘草苷、异甘草苷、甘草酸、总黄酮4种指标性成分的含量和提取时间分别进行动力学方程的拟合,确定其分段提取动力学方程。结果表明,甘草中4种指标性成分的分段提取过程均符合Higuchi动力学方程,方程的拟合度良好,简单阐述了甘草的提取过程与不溶性骨架片释药过程相似,为使用更多参数对提取过程进行深入探索,并最终指导提取工艺的放大改进提供了理论依据。