中药溶液糖析出建模与参数优化方法研究

发布时间：2020-06-26 04:23

【摘要】：中药注射剂是中药现代化的成果,是保障人民健康的重要手段。而中药注射剂在生产过程中,为保证稳定的产品质量,存在大量的问题有待解决,其中极具挑战性的问题是中药溶液中多种物质的联合析出控制。中药溶液是一种十分复杂的混合溶液,溶液里成分含量众多,为保证中药注射剂的疗效,中药溶液中各种有效成分应保持在规定的含量。本文与天津市天士力药厂合作,以中药麦冬溶液作为研究对象,以去除药液中多余的糖分为目标,主要对药液中多糖的析出过程进行了基于支持向量机的建模研究。主要研究内容和成果概括如下:通过单因素实验、正交实验和响应曲面实验研究了影响麦冬药液多糖析出的因素,通过正交和响应面对比分析,获取了麦冬药液中多糖水提醇沉过程的最佳工艺条件。在最佳工艺条件附近,通过离线数据测量的方法测得影响多糖析出效果的输入(乙醇量、NaOH量和麦冬药液量)输出(pH值)数据,共125组。通过支持向量回归机(SVR)方法建立了麦冬多糖醇沉析出过程中pH值的回归预测模型。针对模型的过拟合问题,使用改进的网格搜索法对所建模型的参数进行寻优。网格优化后的模型提高了模型的预测精度和泛化能力,大多数训练集预测相对误差绝对值在0.3%以内,而在测试集中有5个测试样本相对误差绝对值稍大于0.5%,其余都在0.5%以内。但网格法不适用于模型参数较多或范围较大的情况。通过多种群粒子群(MPSO)算法对SVR模型参数进行寻优。MPSO-SVR模型的预测精度符合相对误差绝对值约0.5%的要求,在测试集中只有2个测试样本相对误差绝对值稍大于0.5%,有3个测试样本相对误差绝对值在0.3%～0.5%之间,其余的都在0.3%以内。为了进一步验证MPSO-SVR所建模型的可行性,将其与BP神经网络模型进行了对比。结果表明,MPSO-SVR模型在训练集和测试集上的预测都较稳定,其预测精度也符合要求,说明MPSO-SVR所建模型对解决中药溶液多糖析出过程pH值测量问题切实可行。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R283.6;TP18
【图文】：

麦冬,中药

处于初步研究阶段。本文以中药麦冬溶液作为研究对象，以去除药液中多余的糖分逡逑为目标，主要对药液中含量较多的多糖的析出过程进行建模研宄，进而探索出中药逡逑溶液中各种主要成分对药效的影响。麦冬为百合科植物麦冬的千燥块根，如图１．１逡逑所示，它具有养阴生津、润肺清心的功效，用于肺燥干咳、虚痨咳嗽、津伤口渴、逡逑心烦失眠、内热消渴、肠燥便秘、咽白喉［２］。逡逑＇邋；＇邋４逡逑图１．１中药麦冬逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｃｈｉｎｅｓｅ邋ｍｅｄｉｃｉｎｅ邋Ｏｐｈｉｏｐｏｇｏｎｊａｐｏｎｉｃｕｓ逡逑本文研究的内容是从复杂混合溶液的生产过程中提炼出来的基础问题，从新逡逑的角度、基于新的条件和新的应用来研究这些基础问题，具有极其重要而深远的理逡逑论意义和广泛的应用价值。目前，工业中去除中药药液中多余糖分的方法通常是用逡逑沉淀法来析出，本文主要针对中药药液中的多糖析出过程进行建模研宄，弄清楚各逡逑因素对糖析出的影响，为实现糖析出的自动控制打下基础。通过对中药药液中多糖逡逑析出过程的建模研宄，我们可以为中药药液中其他成分的分离、提纯过程的建模研逡逑究起到参考作用

响应曲面,交互作用,多糖,响应面分析

东北大学硕士学位论文逦第２章中药溶液多糖析出实验ex据采集逡逑由回归模型的方差分析结果可知，方程一次项Ｂ、Ｃ、Ｄ和二次项Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２对麦逡逑冬多糖质量的影响均达极显著水平，Ａ、Ａ２不显著；交互项ＡＢ、ＡＣ、ＡＤ、ＣＤ不逡逑显著，ＢＣ、ＣＤ极显著。逡逑２．５．３响应面分析逡逑各因素间交互作用的响应曲面图见图２．１３。逡逑

【参考文献】