响应面法(RSM)是一种综合试验设计和数学建模的优化方法,可有效减少试验次数,并且可以考察影响因素之间的交互作用。下面结合实例进行阐述。
案例来源:李琪, 张慧, 安超,等. 响应面法优化苦瓜甙的提取工艺及其HPLC测定. 安徽农业大学学报
一:单因素实验确定A、B、C对苦瓜甙质量的影响。
1.提取温度对苦瓜甙质量的影响,分析后选择50、60、70℃进行优化实验。
2.乙醇浓度对苦瓜甙质量的影响,综合考虑,选择 60%、70%和 80%进行优化试验。
3.提取时间对苦瓜甙质量的影响,综合考虑,选择 3、4 和 5h 进行优化试验。
二:Box-behnken 中心组合试验,获得的试验表见表。
以苦瓜甙质量为指标,利用 Design-Expert 软件对表中的试验结果进行分析,得到苦瓜甙质量回归方程为:
W = 0.74+0.032 A﹣0.025 B﹣0.048 C + 0.014 AB﹣2.300E﹣003 AC + 0.081 BC - 0.043 A2﹣0.080 B2﹣0.064 C2
对回归方程进行方差分析,结果见下表。
三:Box-Behnken 响应面分析交互作用
Box-Behnken 响应面分析交互作用 在回归模型方差分析结果的基础上,采用 Design-Expert依据回归方程式,在回归模型方差分析结果的基础上绘制响应面图及等高线图,分析温度、乙醇浓度和提取时间对苦瓜甙质量的影响。当固定提取温度、乙醇浓度和提取时间 3 个因素中的其中一个因素时,其他两个因素间的交互作用对响应值的影响可用等高线图和响应面图表示。
四:工艺优化
采用 Design expert软件求解方程,得到理想的提取条件为提取温度63.06 ℃,乙醇浓度 65.34%,提取时间 3.33 h,此时得到的苦瓜甙质量为 0.766 7 g。#响应面分析#