数学模型用于中药提取的研究进展

数学模型用于中药提取的研究进展

孙毅韩春超（通讯作者）

孙毅韩春超（通讯作者）

（山东中医药大学药学院250355）

【摘要】综述了近年来数学模型在中药提取中的研究进展，这里面包括单味中药的提取，复方中药成分的提取。

【关键词】中药提取数学模型研究进展

【中图分类号】R284.2【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2014）07-0036-02

中药有效成分的提取是现如今中药制剂行业的一大难点：没有一种有效而简单地技术把复杂的中药成分分离提纯，更没有一种简单地方法去界定中药提取方法的好坏。在这种大环境下，数学模型这个直接客观而又理性的方法逐渐被越来越多的人运用到中药提取中来。

数学模型对于社会企业的工程和商业运作过程中出现的资源优化使用安排、销售策略、定价机制、市场分类、数据分析与挖掘、交通运输、物流管理等方面早已产生深远影响。它给我们的社会生活带来更多的便利，为我们的经济提供更大的利润，使我们的资源重新整合以得到合理应用。把数学模型的建立应用于中药有效成分的提取分离过程是一项由来已久而又前景无限的任务。最新进展可由以下的几个方面看出：1.数学模型对于单味中药提取的研究进展

1.1丹参的提取

“丹参为双子叶植物鼠尾草科丹参的干燥根及根茎。”“具有活血调经，祛瘀止痛，凉血消痈，清心除烦，养血安神的功效[1]。”丹参的有效成分为含结晶性菲醌类化合物。现在虽然已经有了一套完善的鉴别其化学成分的机制，但是对于其有效成分的分离和提取一直没有一套详细的阐明，直到“贲永光等人通过Origin软件进行的数学模拟建立,他得出拟合图形与实验值相对照比较吻合。说明了双频复合超声条件下的丹参中药材提取过程是符合普通的提取动力学的。”[2]他们的研究成果使得丹参有效成分的准确提取成为了可量可化的过程。

1.2山楂叶的提取

山楂为蔷薇科植物山里红或者山楂的干燥果实，具有消食健胃，行气散瘀的作用[3]，其主要活性成分为有机酸。钟汉左分析了药用植物有效成分的溶出阻力，并得到了高压提取的动力学模型[4]，探索新的方式来确定一个合理的过程，这使得萃取药用植物有效成分不加热，在常温条件下提取成为可能。

2.数学模型用于复方中药成分的提取

2.1愈痫灵颗粒的研究

李万忠[5]等通过对愈痫灵颗粒进行水提取，得到运动粘度的影响大于喷雾干燥效果的相对密度的影响,从而对中药提取液浓缩与喷雾干燥有了一定的理论基础。

2.2四物汤中某些有效成分的提取

贺福元[6]等人采用星点设计-效应面法能进一步提高优化预测的准确性,星点设计-效应面法可为中药方剂的提取工艺研究提供一条新的途径。

3.其它提取的研究新动态

3.1特征识别

于冬梅的《两相流电容层析成像系统数学模型建立及特征提取》[7]证明了主成分分析和支持向量机[8]相互结合是一种很好的进行特征识别的方法

3.2处理细胞

杨解的《真空微波预处理辅助浸提植物有效成分的研究》[9]证明了真空微波预处理方法能够快速破坏植物细胞壁,他是使后续提取时间大大缩短，提高产量，增强提取的理想方法。焦士龙[10]通过《微波提取中药有效成分实验研究》有针对性的对药材颗粒内部及外部的传热传质过程建立了微波提取数学模型。

3.3中药的吸湿

由于中药的吸湿作用使得中药提取面临着一定的困难，熊耀坤[11]等从热力学和动力学角度分析中药吸湿机制，以水分问题为理论推导的数学模型来探讨传统中药提取物的量化吸湿过程，对于引导生产和贮存过程的中药的水分问题具有深远的意义。

3.4其它

采用Gauss-Newton-NLSOL和多项式加速算法相结合的方式应用于中药提取[12]，并与线性反投影算法和传统的多项式加速图像重建算法进行比较。实验结果说明了这种方法具有成像精度高、误差小等优点,具有良好的稳定性和收敛性，可以较好地解决残量问题,适用于中药的提取过程。

总结

现代技术手段的运用，加以古老理论如菲克理论[13]，支持向量机，星点设计等传统数学模型在中药提取中的运用，让我们的中药走向世界成为可能。为了我们更好，更方便的运用中药，我们只有多手段结合，才能把社会属性大于科学属性的中药更加的科学化，精确化，量化，简化，纯化。被全世界认可，造福全人类。

参考文献

[1]石俊英《丹参》[J]《中药鉴定学》172.

[2]贲永光;丘泰球;李康;《双频复合超声提取中药有效成分的动力学数学模型研究》[J]《中国中药杂志》2010年第2期154-157.

[3]石俊英《山楂》[J]《中药鉴定学》308.

[4]钟汉左《高压均质技术提取山楂叶总黄酮的工艺及机理研究》[D]华南师范大学20070501.

[5]李万忠;唐金宝;何群《愈痫灵颗粒水提浓缩液中相对密度与运动黏度的研究》[J]《中国中药杂志》2007年04期309-312.

[6]伍勇；贺福元；曹燕《星点设计-效应面法优化四物汤提取工艺》[J]《中国药房>2009年36期2830?—2832.

[7]于冬梅《两相流电容层析成像系统数学模型建立及特征提取》[D]哈尔滨理工大学2011301.

[8]BaserBaguioI,VapidV.Atrainingalgorithmforoptimalmarginclassifiers.FifthAnnualWorkshoponComputationalLearningTheory.1992.

[9]杨解《真空微波预处理辅助浸提植物有效成分的研究》[D]硕士江南大学20090701.

[10]焦士龙《微波提取中药有效成分实验研究》[D]博士天津大学20060501.

[11]熊耀坤;冯怡;肖飞艳;《从热力学和动力学角度探讨中药吸湿机制》[J]《中华中医药杂志》2011年05期1189-1193.

[12]王桂权《基于ECT技术的中药提取过程成像研究》[D]哈尔滨理工大学20110301.

[13]C.-F.Wippermann；R.G.Hutch；F.X.Schmidt《ContinuousmeasurementofcardiacoutputbytheFlickprincipleininfantsandchildren:Comparisonwiththethermodilutionmethod》[J]《IntensiveCareMedicine》1994年第5期467～471.