药品生产技术《工艺条件优化的试验设计方法——均匀设计法》
均匀设计法的基本原理和应用范围
农业试验设计
总结词
在农业研究中，均匀设计法可用于优化种植密度、施肥量等农业措施，提高作物产量和 品质。
详细描述
在农业试验中，需要研究多种因素对作物生长的影响，如种植密度、施肥量、灌溉方式 等。通过均匀设计法，可以有效地安排试验条件，以最少的试验次数获得最佳的试验效
果。
产品制造工艺优化
总结词
在产品制造过程中，均匀设计法可用于优化工艺参数，提高产品质量和生产效率。
均匀设计法的基本原理和应用范围
目录
• 均匀设计法的基本概念 • 均匀设计法的基本原理 • 均匀设计法的应用范围 • 均匀设计法的优势与局限性 • 均匀设计法的实际应用案例
01 均匀设计法的基本概念
定义与特点
定义
均匀设计法是一种实验设计方法，旨在通 过合理地选择实验点和实验次数，最大限 度地获取所需的信息，并减少实验误差。
确定试验点数量
根据试验因素和水平，确定试 验点数量，以确保试验结果的 准确性和可靠性。
进行试验
按照生成的试验点进行试验， 收集数据。
确定试验因素和水平
根据研究目的和问题，确定试 验因素和水平，为后续的试验 设计提供基础。
生成试验点
根据均匀性准则和试验点分布 方法，生成试验点，确保每个 试验点具有代表性。
有限制条件
在满足一定限制条件下选择实验点。
均匀分散
在实验范围内，实验点均匀分散，避免集 中在某些区域。
高效性
通过合理设计，用较少的实验次数获取更 多信息。
与其他设计方法的比较
与正交设计法比较
均匀设计法的实验点分布更均匀，适 用于探索性实验和多因素多水平实验 。
与拉丁方设计法比较
拉丁方设计法适用于两因素实验，而 均匀设计法可应用于多因素实验。
均匀设计
以及总数为５
的一个水平 为4、两个水
平为3和两个
水平为2的定 性因素的设计。
25
我们选均匀设计表 2.1.1安排此试验
表2.1.1
U12(12×6×4×3 )
1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 3 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 4 2 3 2 3 1 3 1 3 1 2 1 2
(1.1.4)
t x 2 5.64,
2 ˆ y 0.06232 0.25x3 0.06x3 0.0235 1x3 x
中的三项，在 5%的水平下都是显著的。
图1.1.1:
ˆ 残差与y的示意图
yy ˆ
状态是正常的，所以模型 (1.1.4)是可接受的。
yபைடு நூலகம்ˆ
图 1.1.2a 匹配图
首先，考虑线性回归模型:
y 0 1x1 2 x2 3 x3
(1.1.1)
使用回归分析中变量筛选的方法，比如‘向后法’，得到 推荐的模型为：
ˆ y 0.2142 0.0792x3
这个结果与人们的经验不符。
(1.1.2)
10
然后，我们尝试用二次回归模型来匹配这些数据：
x1的试验上限。
在x1 = 3.4和 x3 = 2.7575的邻域,追加一些试验是必要的。
在第５步，一些优化算法是很有用的。 16
17
混合型水平的均匀设计
试验中各因素若有不同水平数，比如，其 水平数分别为q1，…，qk。
这时应使用相应的均匀设计表。见
“方开泰,均匀设计与均匀设计表,科学出版 (1994).”
均匀设计法改良双歧杆菌大豆酸奶发酵工艺
ｔｅｍｏ ｈｌ ＝ ：） ．３％ ， ｉｄ ｂ ｃｅｉ ．５％ ， ． ｈｏ ｔｅｆ ｓ ｓａｅｆｒ ｅ ｔｔ ｎｐｏ ｅｓｉ ２ｑ ａ ｄ３ｈ ｈ ｒ ｐ ｉ １１ ００ ｓ ｕ ｂｆ ｏ ａ ｔｒ ０ １ ｉ ａ ２５ ｆｈ ｒｔ ｔｇ ｍ ｎａｉ ｒｃ ｓ ４ Ｃ， ｎ ｉ ｅ ｏ ｎ
ｉ ｖ ｓｉ ａｅｔ ｍｏ ｎ ｆ ｈ ｏ ｂ ａ ｏ ｅ ｎ ｉ ｈｆｕ ｔ ｓ ｙ ｐ Ｔｈ ｎ，ｃ ｍｐ ｔｒｗａ ｍｐｏ ｅ ｏｓｍ ｕａｅ ｎ ｅ ｔ ｔ ａ ｕ ｔ ｅｓ ｙ ｅ ｎ ｐ ｗｄ ｒ ｄｈ ｇ ｒ ｃｏ ｅｓ ｒ ． ｅ ｇ ｈｅ ｏｔ ａ ｕ ｏ ｕ ｅ ｓｅ ｌｙ ｄｔ ｉ ｌ ｔ ｔ ｅｒ ｌｔ ｎ ｈｐ ｂ ｔ ｅ ｈ ｉｂｅ ｃ ｕ ｔ ｎｄｆｒ ｅ ｔ ｔ ｎ ｃ ｎ ｉｉｎ ｓ ｃ ｓｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｕ ａｉｎ Ｆｉａ ｌ ｈ ｅ ａｉ ｓ ｉ ｅｗｅ ｎ ｔ ｅｖａ ｌ ｏ ｎｓａ ｅ ｏ ｍ ｎ ａｉ ｏ ｄ ｔ ｕ ｈ ａ ｅ ｅ ａｕ ｅａ ｄ ｄ ｒ ｔｏ ． ｎ ｌ ｏ ｏ ｙ ｔ ｅ ｏ ｔ ｍ ｅ ｅ ｔ ｔ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓｗａ ｂ ａｎ ｄ ｂ ｎ ￣ｒ ｅ ｉｎ ｈ ｐｉ ｍｕ ｆｒ ｎａｉ ｒ ｃ ｓ ｓｏ ｔｉ ｅ ｙ ｕ ｉ ｍ ｄ ｓｇ ．Ｔｈ ｐ ｉ ｚ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓ ｃ ｎ ｉｉｎ ｎ ｌｄ ｍ ｏ ｅ ｏ ｔｍｉｅ ｒ ｃ ｓ ｏ ｄ ｔ ｓ ｉｃｕ ｅ ｏ
均匀设计试验
均匀设计试验一、简介均匀设计是基于试验点在整个试验范围内均匀散布的，从均匀性角度出发提出的一种试验设计方法。
它是数论方法中的“伪蒙特卡罗方法”的一个应用。
所有的试验设计方法本质上都是在试验的范围内给出挑选代表性点的方法，均匀设计也是如此。
它能从全面试验点中挑选出部分代表性的试验点，这些试验点在试验范围内充分均衡分散，但仍能反映体系的主要特征。
例如，正交设计是根据正交性来挑选代表点，它在挑选代表点时有两个特点：均匀分散、整齐可比。
“均匀分散”使试验点均衡地布在试验范围内，让每个试验点有充分的代表性，因此，即使在正交表中各列都排满的情况下，也能得到满意的结果；“整齐可比”性使试验结果的分析十分方便，易于估计各因素的主效应和部分交互效应，从而可分析各因素对指标影响的大小及指标的变化规律。
但是，为了照顾“整齐可比”，正交设计的试验点并没有能做到充分“均匀分散”，而为了达到“整齐可比”，也使得其试验布点的数目比较多。
它必须至少要做次试验（为因素的水平数）。
而对于均匀设计，尤其在条件范围变化大而需要进行多水平试验的情况下，均匀设计可极大地降低试验的次数，它只需要与因素水平数相等次数的次试验即可达到正交设计的至少做次试验所能达到的试验效果。
均匀设计只考虑试验点在试验范围内充分“均匀散布”而不考虑“整齐可比”，因此试验的结果没有正交试验结果的整齐可比性，其试验结果的处理多采用回归分析方法。
二、原理均匀设计的数学原理是数论中的一致分布理论，此方法借鉴了“近似分析中的数论方法”这一领域的研究成果，将数论和多元统计相结合，是属于伪蒙特卡罗方法的范畴。
均匀设计只考虑试验点在试验范围内均匀散布，挑选试验代表点的出发点是“均匀分散”，而不考虑“整齐可比”，它可保证试验点具有均匀分布的统计特性，可使每个因素的每个水平做一次且仅做一次试验，任两个因素的试验点点在平面的格子点上，每行每列有且仅有一个试验点。
它着重在试验范围内考虑试验点均匀散布以求通过最少的试验来获得最多的信息，因而其试验次数比正交设计明显的减少，使均匀设计特别适合于多因素多水平的试验和系统模型完全未知的情况。
均匀设计方法简介
均匀设计方法简介在工农业生产和科学研究中，常须做试验，以获得予期目的：改进生产工艺，提高产品收率或质量，合成出某化合物等等。
怎样做试验，是大有学问的。
本世纪30年代，费歇（R.A.Fisher）在试验设计和统计分析方面做了一系列先驱工作，使试验设计成为统计科学的一个分支。
今天，试验设计理论更完善，试验设计应用更广泛。
本节着重介绍均匀设计方法。
一、试验设计对于一项试验，例如用微波加热法通过离子交换制备Cu13X分子筛。
我们可以13X分子筛、CuCl2为原料来制备，为寻找最佳条件，应如何设计这个试验呢？若我们已确定了微波加热功率（A）、交换时间（B）、交换液摩尔浓度（C）为三个影响因素，每个因素取五个不同值（即水平：A1，…，A5，B1，…，B5，C1，…，C5）。
有两种方法最易想到：1．全面试验：将每个因素的不同水平组合做同样数目的试验。
对上述示例，不计重复试验，共需做5×5×5=125次试验。
2．多次单因素试验：依次考查各因素（考查某因素时，其它因素固定）取最佳值。
容易知道，对上示例（不计重复试验）共需做3×5=15次试验。
该法在工程和科学试验中常被人们采用，可当考查的因素间有交互作用时，该法所得结论一般不真。
3．正交设计法：利用正交表来安排试验。
本世纪60年代，日本统计学家田口玄一将试验设计中应用最广的正交设计表格化，使正交试验设计得到更广泛的使用。
70年代以来，我国许多统计学家深入工厂、科研单位，与广大工程技术人员、工人一起，广泛开展正交设计的研究、应用，取得了大批成果。
该法是目前最流行，效果相当好的方法。
正交表记为：L n(q m)，这里“L”表示正交表，“n”表总共要做的试验次数，“q”表每个因素都有q个水平，“m”表该表有4列，最多可安排m个因素。
常用的二水平正交表为L4(23)，L8(27)，L16(215)，L32(231)；三水平正交表有L9(34)，L27(313)；四水平正交表L16(45)及五水平正交表L25(56)等。
均匀设计法PPT课件
b x 数 的绝对值不能直接进行比较，必须将各回归系数标准化，按式（8-15）求出标准回
归系数 ，然后才能通过比i较
i
xi
y
y
b'i b'的绝对值来判断各因子影响的大小。
i
26
第26页/共44页
标准回归系数
bi' bi Lij / Lyy
（8―15)
标准回系数 与因子 所' 用单位无关，其绝对值越大，表示该因子对 值的影响越大。
j 1
。f u m
Qe QT U
第24页/共44页
(8―11)
(8－12) (8－13)
24
自由度
f e 从而n统计量m 1
给定显著性水平F，从附表２查U出
/
m
检验临界值
Qe /(n m 1)
F ( fu , fe )
，若 （8－14）
F
F F ( fu , f e )
我们可以在显著性水平下 ，认为所建立的回归方程是有显著意义的。反之，则
用的条件下，只需选用实验次数等于因子数的均匀设计表来安排实验就可以的。而 当要考虑因子高次项与因子之间的交互作用时，需用多项式回归来描述指标函数。 若研究的因子数因子数为 ，在回归方程中，一次项与二次项各
m
13
第13页/共44页
14
m 2m C C 有 项,交互效应项有 项，共有( )项2，因此至少要选用有( )次2实验的均匀设
U 5 (54 ) U 5 (54 ) 则U正表5好(的5每4第列)1安列排和一第个2列因；子若。有又3如个前因面子提，到则的将因子表安，排如在果第只1,安2,排4列2因；子若，有则4个可因由子，
的使用表查得应将这2个因子分别
均匀设计法名词解释
均匀设计法名词解释
均匀设计法是一种试验设计方法，它的设计点在试验范围内均匀散布。
该方法由方开泰教授和数学家王元在1978年共同提出，是数论方法中的“伪蒙特卡罗方法”的一个应用。
在科学研究和技术开发中，常常需要进行试验设计来探究不同因素对试验结果的影响。
试验设计的目的在于最小化试验次数和最大化试验信息的收集。
均匀设计法是一种有效的试验设计方法，它可以在试验点均匀散布的条件下，最小化试验次数，同时收集到足够的试验信息。
均匀设计法的优点在于它可以减少试验次数，提高试验效率，同时还可以均匀散布试验点，使试验结果更具代表性。
此外，均匀设计法还可以筛选关键因素，帮助研究人员更好地理解试验结果。
在均匀设计法中，每个因素的水平都被均匀地分配到试验中的各个点。
这使得每个试验点的数据都能够提供关于该因素的信息，从而使得在较少的试验次数下获得足够的信息成为可能。
总的来说，均匀设计法是一种有效的试验设计方法，可以帮助研究人员在较少的试验次数下收集到足够的试验信息，同时还可以提高试验效率并筛选关键因素。
均匀设计法在中药研究中应用广泛
均匀设计法在中药研究中应用广泛20世纪70年代，我国数学家方开泰和王元将数论方法用于多因素、多水平试验的设计，创造出一种新的试验设计方法--均匀设计法。
近年来，均匀设计法在中药制剂的提取工艺、成型工艺等方面的应用迅速增加，并开始运用于方剂、药物配伍的研究。
专家指出，均匀设计法对经方进行研究，有助于深入认识“方证”，进一步加深对中医理、法、方、药的理解。
均匀设计法将试验有关因素的各水平数均匀分散在实验范围内，使每一个试验点都有更好的代表性，减少了实验次数，且实验结果可用计算机处理，在寻找最佳实验条件、最佳配比等方面是选择优化条件的有力工具，因而大量运用于中药制剂的提取工艺、成型工艺的研究中。
近年来科研人员又将其引入方剂和药物配伍研究。
研究显示，对一些传统方剂的配伍分析结果与均匀设计的分析结果一致。
均匀设计法可作为一种筛选研究手段，用于中药的现代化研究；运用均匀设计法对经方进行研究，把其所对应的“证”作为考察指标，有助于深入认识“方证”的科学内涵。
单味中药提取工艺研究中--日渐深入均匀设计法在单味中药的提取工艺研究中应用最为广泛。
卫生部中日友好医院采用均匀设计安排实验，以三七总皂苷的含量作为考察指标，考察了提取时间、提取次数、乙醇浓度、乙醇用量、三七粒度等5个因素对三七总皂苷提取率的影响，优选出合理提取工艺。
他们还在优选大黄蒽醌类成分的提取工艺研究中，以具有泻热通便、促进肠蠕动作用的大黄结合蒽醌类成分含量为指标，考察提取时间、提取次数、乙醇浓度、乙醇用量、大黄粒度5个因素，得出了最佳提取条件。
第二军医大学附属长海医院和中国药科大学的科研人员在研制大黄清胃冲剂时，为达到提高活性成分浸出，降低致泻成分含量的目的，以大黄游离蒽醌为指标，选取浸渍溶剂、浸渍时间、回流溶剂及回流时间进行考察，结果最佳工艺条件为70%乙醇浸渍14小时，回流提取80分钟。
此外，优选侧柏叶中槲皮苷的提取纯化工艺的研究、优化黄柏提取工艺的研究、优化鱼腥草口服液制备工艺的研究、优化怀菊花总黄酮提取工艺的研究中，均应用了此方法。
均匀设计法优化罗非鱼肉富肽酶解液制备工艺
２１ 酶 的筛选 ． 酶的筛 选 ， 见表 １ 。
表 １ 蛋 白酶的酶解条件
Ｔａ ｅ １ Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ａ ｏ ｉｉ ｎ ｆｐｒ ｔ ａ ｅ ｂｌ ｐ ｒｍ ｎｔ ｌｃ ｎｄ ｔｏ ｓ ｏ ｏ ｅ ｓ ｓ
由图２ 可知 ， 水解度 随加酶量 的增加 而增加 。 当加 酶量 由０ ． ４％升 到Ｏ８％时 ， ． 肽含量逐渐增 加 ， 加酶 量在
均匀设计法优化丹参酮ⅡA的超临界二氧化碳萃取工艺
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｔｃ ｎｑ ｅｆｒｔｅｅ ｔ ｃｉｎ ｏ ｔｎ ⅡＡｂ ｕ ｅｃｉ ｃ ２ｗ ｓｏ ｔ ｚｄ ｕ ｉｇｕ ｉ ｒ ｄ — ｓｒ ｃ ： ｈ ｅ ｈ ｉｕ ｘｒ ｔ ｆＫｅｏ ｅ ｏ ｈ ａ ｏ ｙｓ ｐ ｒｒ ｉａ ＣＯ ａ ｐｉ ｅ ｓｎ ｎｆ ｍ ｅ ｔｌ ｍｉ ｏ ｓｇ ．Ｔ ｅｅ ｅ ｔ ｏ ｘｒ ｃｉｎ ｔｍｐ ｒｔｒ ，ｐｅ ｓｒ ｎ ｉ ｎ Ｋｅｏ ｅ ⅡＡｙｅｄ ｗ ｒ ｉｃ ｓｅ ｉｎ ｈ ｆ ｃｓ ｆｅ ｔ ｔ ｅ ｅａｕ ｅ ｒｓｕ ｅａ ｄｔ ｆ ａ ｏ ｍｅｏ ｔｎ ｉｌ ｅｅｄｓｕ ｓ ｄ，ａ ｄ Ｋｅｏ ｅⅡＡ ｎ ｔｎ
Ｂ ｎｅ 的干燥根 及 根茎 ， ｕｇ） 具有 安 神止 痛 、 血化 瘀 等 活 功效 …． 现代化学研究 证 明其 主要化学成分 分脂溶 性
超 临 界 流 体 萃 取 （ ｕｅｃｉｃｌ ｕｄｅｔ ｃｏ ， Ｓｐｒｒｉ ｉ ｘｒ ｔｎ ｔａ ｆ ｌ ａｉ
Ｓ Ｅ） 近年来 发展 起来 的一项 新 型 分 离技 术 ， 用 Ｆ 是 利 在 临界 点 附近体 系 温度和 压力 的微 小变 化可 导致 溶 解 度发 生几 个数 量 级 突 变 的特 性 实现 物 质 的 分离 ．
统溶 剂提 取 法相 比 ， 临界二 氧化碳 萃取 法 不仅 萃取 收率 高， 选择 性好 、 超 且 无环 境 污染 ， 具有 较优 越
的 实际应 用价值 ．
关 键词 ： 丹参 酮 Ⅱ ；均 匀设 计 ； 临界 二氧 化碳 萃取 ；高效 液相 色谱 超
中图分类号 ：Ｑ ５ ． ；Ｑ ２ ４ ２ 文献标识码 ： 文章编 号 ：１０ — ６ ３ ２ｏ ）２ Ｏｏ 一 ３ ６４ ２ Ｔ ０ ８ ．３ Ａ ０７ ２ ８ （ｏ ８ ０ ～ ｌ ０
《均匀试验设计法》课件
实例三：软件开发测试
总结词
全面测试、发现潜在问题、提高软件质量
详细描述
在软件开发测试中，均匀试验设计法可以用于全面测试软件的功能和性能，发现潜在的问题和缺陷。 通过合理地设计测试用例，可以覆盖各种可能的输入和边界条件，提高软件的质量和稳定性。
04
均匀试验设计法的优缺点
优点
高效性
均匀试验设计法能够有效地减 少试验次数，缩短试验周期，
提高试验效率。
均衡性
该方法能够保证试验条件和试 验因素在各个水平之间分布均 衡，避免了某些极端条件下的 试验误差。
适用性强
均匀试验设计法适用于因子水 平数量较多、因子间交互作用 较强的情况，具有较好的通用 性。
易于实现
该方法操作简单，易于实现， 不需要复杂的数学工具和编程
技能。
缺点
对数据要求高
对因子水平要求高
均匀试验设计法需要大量的数据支持，对 于数据量较小的情况可能不太适用。
该方法要求因子水平数量较多，对于因子 水平数量较少的情况可能不太适用。
对因子间交互作用要求高
对试验条件要求高
均匀试验设计法适用于因子间交互作用较 强的情况，对于因子间交互作用较小或无 交互作用的情况可能不太适用。
该方法要求试验条件保持稳定，对于试验 条件不稳定或变化较大的情况可能不太适 用。
进行试验
按照确定的试验点和次数进行 试验。
确定试验范围
首先需要确定试验的范围，即 试验的自变量取值范围。
均匀分布试验点
在试验范围内均匀分布试验点 ，确保每个点都有相同的概率 被选中。
分析结果
对试验结果进行分析，评估均 匀试验设计法的效果和可靠性 。
03
均匀试验设计法的应用实例
均匀设计法优化格列本脲片的处方工艺
均匀设计法优化格列本脲片的处方工艺摘要】目的：制备格列本脲片，筛选出最佳处方工艺。
方法：采用均匀设计法，以硬度，溶出度为指标，优化处方。
结果：格列本脲片优化处方为微晶纤维素65mg，甘露醇12mg，低取代羟丙纤维素4mg，硬脂酸镁0.3mg，硬度约4Kgf，溶出度95%以上。
结论：该处方合理，工艺简单，质量稳定。
【关键词】格列本脲片均匀设计处方工艺【中图分类号】R94 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2013）09-0009-02格列本脲（Glibenclamide）作为第二代磺酰脲类口服降糖药的第一个代表药物，1969年在欧洲首次上市[1]。
格列本脲片主要适用于单用饮食控制疗效不满意的轻、中度Ⅱ型糖尿病，病人胰岛β细胞有一定的分泌胰岛素功能，并且无严重的并发症。
格列本脲不溶于水，在正常条件下贮存比较稳定，但对湿热较为敏感，容易发生降解。
因此，在处方设计和工艺制备过程中，应充分考虑溶出度及制剂的降解问题。
现报道如下：1 仪器与试剂1.1主要仪器与设备CH 10槽型混合机、ZWP-21旋转式压片机（中外合资上海天祥.健台制药机械有限公司）；CT-C热风循环烘箱（重庆大渝机电开发公司）；78X-2型片剂四用测定仪（上海黄海药检仪器厂）；ZRS-8G 智能溶出试验仪（天津大学无线电厂）；Agilent 1200型高效液相色谱仪（安捷伦公司）；HP8453紫外分光光度计（惠普公司）。
1.2试药格列本脲原料（天津津康药业有限公司，含量99.4%，批号100201），格列本脲对照品（纯度：100%，批号100135-200404）；4-[2-（5-氯-2-甲氧基-苯甲酰氨）-乙基]-苯磺酰胺（杂质I）对照品（纯度：100%，批号100149-200102）；4-[2-（5-氯-2-甲氧基-苯甲酰氨）-乙基]-苯磺酰胺基-甲酸乙酯（杂质II）对照品（纯度：100%，批号100150-200603）；微晶纤维素（湖州展望药业有限公司）；甘露醇（山东天力药业有限公司）；低取代羟丙纤维素（湖州展望药业有限公司）；硬脂酸镁（曲阜市药用辅料有限公司）；甲醇（国药集团化学试剂有限公司）为色谱纯；其余试剂为分析纯，水为蒸馏水。
均匀试验设计的方法与应用
2 试验结果的比较
正交设计可以计算出因素的主效应，有时也 能估算出它们的交互效应，但都只停留在事先设 计好的水平数中。而均匀设计不仅可以计算出回 归模型中因素的主效应和交互效应，还可预测试 验最佳效果时的各因素水平数值，并比事先设计 好的水平数值更加细化。
由于均匀设计表列间的相关性，用表最多只能安排 个因素。
均匀设计
因素的最大数
Un
试验次数
s (q )
水平数
其中‘偏差’为均匀性的度量值，数值小的设计表示 均匀性好。例如 U7 (74)的使用表为,
偏差 因素数 列号 2 1, 3 0.2398 3 1, 2, 3 0.3721 4 1, 2, 3, 4 0.4760 表1.1.2: U7 (74) 表 1.1.4: No. 1 2 3 4 No. 1 2 1 1 2 3 6 1 1 2 2 2 4 6 5 2 2 4 3 3 6 2 4 3 3 6 4 4 1 5 3 4 4 1 5 5 3 1 2 5 5 3 6 6 5 4 1 6 6 5 7 7 7 7 7 7 7 7
刚才讲到 比不上 ，如果让试验次 数适当增加，使 相应的偏差与 的偏差 相接近，例如 的偏差为0.1445，比 的 偏差略好，但试验次数可省36/8=4.5倍。 综合上述三种角度的比较，如果用偏差作为 均匀性的度量，均匀设计明显地优于正交设计， 并可节省四至十几倍的试验。
均匀设计法在药物制剂研究中应注意的几个问题
10(1)
1.0(2)
均匀设计方法
均匀设计方法1均匀设计的特点化学化工实验多为多因素多水平的实验，对此，以往的设计方法通常有全面实验法和正交实验法。
全面实验法是让每个因素的每个水平都有配合的机会，并且配合的次数一样多。
一般地全面实验的次数至少是各因素水平数的乘积。
该法的优点是可以分析出事物变化的内在规律，结论较精确，但由于试验次数较多，在多因素多水平的情况下常常是不可想象的。
如5因素4水平的试验次数为45=1024次，而6因素5水平的试验次数为56=15625次，这在实际中很难做到。
正交实验法是在试验中使用一套规格化的正交表，排出最有代表性的试验，比较合理地节省试验次数，并能从仅做的少数试验中充分得到所需信息。
该法的优点是从方案设计到结果分析都完全表格化，试验具有均匀分散、整齐可比性，是安排多因素试验的有效方法，因此被广泛应用。
但是有些试验，由于影响因素很多，每个因素变化范围大，水平也多，即使采用正交设计法，试验次数仍嫌太多。
对于要求时间紧和昂贵的科学试验，亦不允许安排太多的试验。
对于这种情况，继60年代华罗庚教授倡导、普及的优选法和我国数理统计学者在国内普及推广的正交法之后，于70年代末应航天部第三研究院飞航导弹火控系统建立数学模型、并研究其诸多影响因素的需要，由中国科学院应用数学所方开泰教授和王元教授提出了一种试验设计方法——均匀设计。
均匀设计是统计试验设计的方法之一，它与其它的许多试验设计方法，如正交设计、最优设计、旋转设计、稳健设计等相辅相成。
均匀设计是通过一套精心设计的表来进行试验设计的，对于每一个均匀设计表都有一个使用表，可指导如何从均匀设计表中选用适当的列来安排试验。
每个表有一个代号U n（q s）或U*n（q s），其中U代表均匀设计；n表示试验次数；q 表示水平数；s表示该表最多可安排的因素数。
U的右上角加“*”和不加“*”代表两种不同类型的均匀设计表。
通常加“*”的均匀设计表有更好的均匀性，应优先应用。
例如U6*（64）表示要做6次试验，每个因素有6个水平，该表有4列，见表2-6。
均匀设计法优化超声波提取蜂胶精油工艺条件的研究
２１ 蜂胶精 油 的制备 ．
基 金项 目 ：浙 江 省供 销 社 科 学研 究 项 目 （９Ｓ ５ ；浙 江 省 自然 科 学 基 金 （３ ９ ３ ２ ：大 学 生创 新 项 目 （０９ １０ ） ０Ｓ０） Ｒ ００３） ２０ ０ ０ ３ 。
作者简 介：李雅晶 （９ ０ ） １８ 一 ，女 ，浙江人，讲师 ，博士研究生 ，研究方 向：天然产物有效成分。Ｅ ｍ ｉ ｊｙｙ ６ ． ｍ。 － ａｌ ｃｌ ：ｊ ＠１３ｃ ｏ
收稿 日期 ：２ １ — １ １ ００ １ — ８
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鉴于超声萃取技术在挥发油提取中具有短时、高 效等优 势 ，因此 ，本 文利 用超声 提取技 术对蜂胶 精 油 蜂 胶是 蜜蜂 ｐｓｍ ｌ ｅａ ｉ ｅ ｉ ｒ）采 集植 物 树脂 ，并 成分进 行 了提 取 ，优 化 了超 声提取 制备蜂 胶精 油 的工 ｌ ｆ 混入其 唾液腺分 泌物及 蜂蜡 、花粉等 ，经 咀嚼加工 而 艺参数 ，对蜂 胶精油 的进一 步开发 提供参 考 。 成 的一种黏稠 物质 ，有令人 愉悦 的芳 香味 。蜂胶 的化 １ 试 验 材 料 学成分 复杂 ，生物活性 广泛 ，具有护 肝 、抗 肿瘤 、抑 菌 、抗 炎 、抗 氧化等 多种药理 学活性 ，在 民间医药 中 １１ 材料 ． 蜂胶 ，取 自山东省。将蜂胶在 一８℃冷冻数 日， ｌ 被广 泛 使 用 ，因 而 有 “ 色 黄 金 ” 之称 『］ 目前 ， 紫 ｌ。 ＿ ５
均匀设计法优化黔产铁皮石斛多糖热水浸提工艺
均匀设计法优化黔产铁皮石斛多糖热水浸提工艺单冰冰;陈宽;李婷;张建永;黄厚今【摘要】目的采用均匀设计法优化黔产铁皮石斛多糖热水浸提工艺参数,为其多糖资源开发利用提供参考.方法首先在建立多糖含量测定方法并进行验证的基础上,以黔产铁皮石斛多糖提取率为评价指标,以提取时间和提取温度和水料比为因素,按照均匀设计优化提取工艺.结果建立黔产铁皮石斛多糖的含量测定方法,同时优化的铁皮石斛热水浸提最佳条件:提取时间78.5 min,提取温度90℃,水料比为70∶1 (mL/g),提取2次.样品多糖提取率实测平均值41.31％与预测值42.32％相差较小,重复性好.结论本研究优化的提取工艺,稳定可行,可用于黔产铁皮石斛多糖的热水浸提.【期刊名称】《遵义医学院学报》【年(卷),期】2017(040)005【总页数】4页(P560-563)【关键词】铁皮石斛;多糖;提取工艺优化;均匀设计【作者】单冰冰;陈宽;李婷;张建永;黄厚今【作者单位】遵义医学院药学院药物分析教研室,贵州遵义563099;遵义医学院药学院药物分析教研室,贵州遵义563099;遵义医学院药学院药物分析教研室,贵州遵义563099;遵义医学院药学院药物分析教研室,贵州遵义563099;遵义医学院公共卫生学院毒理学教研室,贵州遵义563099【正文语种】中文【中图分类】R917铁皮石斛为兰科植物铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)的干燥茎[1]，具有益胃生津、滋阴清热等功效，现代研究发现其具有免疫力调节、抗肿瘤、抗氧化、降血脂、促消化等药理作用[2 ]，众多文献报道其主要有效成分为多糖[3]，因此多糖的提取是充分利用铁皮石斛的重要环节之一[4]。
目前铁皮石斛多糖的提取工艺主要有热水浸提法、加热回流法、超声提取法、微波提取法、酶提法[5]等，各个方法的提取率相差较大且结论不一，原因可能是不同地区的铁皮石斛多糖成分不同，多糖中的单糖比例存在差异，推测与其种质遗传差异相关[6-7]。
工艺优化方法
三、重结晶溶剂的选择
选择重结晶溶剂时的注意事项： 选择重结晶溶剂时的注意事项： （1）溶剂必须是惰性的 （2）溶剂的沸点不能高于被重结晶物质的熔点。 溶剂的沸点不能高于被重结晶物质的熔点。 （3）被重结晶物质在该溶剂中的溶解度，在室温 被重结晶物质在该溶剂中的溶解度， 时仅微溶，而在该溶剂的沸点时却相当易溶， 时仅微溶，而在该溶剂的沸点时却相当易溶，其 溶解度曲线相当陡，如图3 4A线所示 线所示。 溶解度曲线相当陡，如图3-4A线所示。 （4）杂质的溶解度或是很大或是很小 （5）溶剂的挥发性。容易和重结晶物质分离。 溶剂的挥发性。容易和重结晶物质分离。 （6）能给出较好的结晶。 能给出较好的结合物的分离提纯
NH2 + H+ NH3+
R
R
OH
O+ H+
R
R
COOH
COO+ H+
R
R
酸碱性分子化合物与其相应的离子的物性差异 物化性质 水溶性 在非极性有机溶 剂中的溶解度 挥发性 活性炭吸附能力 分子化合物 难溶 溶解 挥发 可吸附 离子 溶解 不溶 不挥发 不吸附
（2）中和萃取法
——利用酸（ ——利用酸（碱）性有机化合物生成离子 利用酸 时溶于水而分子状态溶于有机溶剂的特点， 时溶于水而分子状态溶于有机溶剂的特点， 通过加入碱（酸）使酸（碱）性产物生成 通过加入碱（ 使酸（ 离子溶于水实现相转移而使非酸（ 离子溶于水实现相转移而使非酸（碱）性 杂质溶于有机溶剂的方法。 杂质溶于有机溶剂的方法。
中和吸附法和中和萃取法的比较
项 目 中和萃取法 中和吸附法 适用范围 适用于酸（碱）性 适用于从酸（碱）性 适用于酸（ 适用于从酸（ 物质与非酸（ 物质中除去非酸（ 物质与非酸（碱） 物质中除去非酸（碱） 性物质， 性物质的分离 性物质，使之提纯 操作过程 增加了蒸馏过程， 增加了蒸馏过程， 减少了过滤过程 增加了过滤过程 ，减少了蒸馏过程
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?原料药合成过程控制技术?单元教材
——工艺条件优化的试验设计方法——均匀设计法
1均匀设计法的应用范围及特点
在实际工作中，当遇到因素数和水平数较多，尤其是水平数大于5的试验时，正交设计法已不适用，而宜采用均匀设计法。
均匀设计法是指单纯从均匀性出发的试验设计方法，即不考虑“整齐可比〞性，而让试验点在试验范围内充分地“均匀分散〞，这样可以大大地减少试验点的数量。
在因素数和水平数相同的情况下，均匀设计法的试验次数等于水平数，较正交试验设计法大大地减少了。
利用电子计算机处理试验数据，方便、准确、快速地求得定量的回归方程式，便于分析各因素对试验结果的影响；定量地预报优化条件及优化结果的区间估计。
2均匀表
均匀设计需要利用现成的均匀表，均匀设计表用U n〔t q〕表示，以U5〔54〕为例，见表1为均匀表，见表2为与之配套的使用表。
表1 U5〔54〕表
表2 U5〔54〕的使用表
表1U5〔54〕所示的均匀表由五行四列组成，是一个四因素五水平的均匀表。
其中U表示均匀表，下标的5表示试验次数即行数，括号内的5表示因素的水平数；指数“4〞代表因素数，也表示最多可供选择的列数。
配套的使用表见表2的含义是：如果一个试验按U5〔54〕表安排试验，考察2因素时，选取1，2列安排试验；考察3因素时，选取1，2，4列安排试验；考察4因素时，选取1，2，3，4列安排试验。
最多也只能考察4个因素。
3均匀试验设计的步骤
均匀试验设计的步骤与正交设计类似，一般包括：
①找出制表因子，确定水平数；②选取适宜的均匀表；③制定试验方案；④进行试验并记录结果；⑤试验结果分析。
下面举例说明均匀试验设计的应用。
实例用均匀设计法进行阿魏酸合成条件考察
研究人员对常用中药川芎中的一种有效成分阿魏酸的合成工艺条件进行考察。
根据文献调研及初步预试验结果，确定考察的因素及其范围如下：
A：香兰醛与丙二酸mol比~
B：吡啶量10～28 ml
C：反响时间～h
具体试验设计方法如下：
第一步：找出制表因子，确定水平数
本例中，影响因素A、B、C在本例中，故不需再找。
将A，B，C三因素的考察范围平均分成7个水平，列于表3内。
表3 因素水平表
第二步：选取适宜的均匀表
均匀表的选用应根据水平数选，如5水平，选用U5〔54〕表；7水平，选用U7〔76〕表等。
附表中均为试验次数〔即水平数〕为奇数的均匀设计表，当水平数为偶数时，选用比水平数大1的奇数表划去最后一行即得。
如6水平，选用U7〔76〕表划去最后一行得U6〔66〕表。
本例是三因素、七水平试验，可选择U7〔76〕表和与之配套的使用表，分别见表4和表5。
表4 U7〔76〕表
表5 U7〔76〕的使用表
第三步：制定试验方案
根据U7〔76〕使用表的规定，选取其中的1，2，3列，组成U7〔73〕表
把A、B、C三因素分别放在U7〔73〕表的3列上，将对应的各因素的各水平填入表内，试验方案就安排好了，如表6所示。
第四步：进行试验并记录结果
按照表6中安排的条件进行试验，每个试验号重复三次，偏差小于3%，取平均值作为结果数据，分别列入表6后面的收率栏目内。
表6 U7〔73〕均匀设计试验方案
第五步：试验结果分析
将表6中各因素的水平对收率进行多元回归分析，得到回归系数如下：
b0= b1=
b2=×10-3b3=
b2数值很小，提示吡啶的量影响不大，剔除因素B，再次归回，得回归方程如下：
y= 式1
R= F= S= N=7
查F检验临界值表得：
F0.12.4= F> F0.12.4
F检验通过〔α=〕。
分析上述回归方程式1，可以看出，A, C项前的系数均为正值，假设要收率y值最大，A, C在考察范围内应取最大值。
故优化条件为：A=，C=，B=10〔因其在考察范围内的变化对收率影响甚小，可忽略不计，所以可任取一水平为优化条件，为节约及环保计取其最小值〕。
代入式1，得y=。
按照优化条件进行试验，优化号的实际收率为，即%，与预测很相近，较前7个号都好。
从表6可以直观地看出，欲取得最大收率可选用试验号7的条件为优化条件；
假设同时考虑本钱、生产效率时，可选试验号4的条件为优化条件。
可见，应用均匀设计考察工艺条件时，假设无电子计算机，也可以从均匀设计表中直观地选取适宜的反响条件作为优化条件。