无空列正交试验的设计及SPSS软件的数据处理

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HAO

数理医药学杂志2006年第19卷第l期

中图分类号:,JP311.s4

文献标识码:A

-微机应用

文章编号:1{)04—4337(z006)01

009l—02

无空列正交试验的设计及SPSS软件的数据处理

夏传涛

袁秉祥

西安710061)

(西安交通大学医学院药理系

摘要:韧步介绍r无搴列正寞试验的设计原理.井利用sPss软件进行方差分析,使正交试验能更广泛地运用于药学、药理学试验j殳计.提高试验的科学性。

关键词

正交试验;sPSS软件;数据处理

正交试验在医药学研究中的运用相当广泛,如药物的拆方、药品制备工艺条件的优化筛选等。它对于多因素、多水平的试验具有设计简便、节省试验单元而统计效率高等特点。所谓无空列正交设计,是指在各种正交{殳计表上占满所有列,郎试验因索与此正变衷所能安排的最多因素数量相等。

sPSS(Stansncal

packageforS0clal

sclence)是国际上最

流行并具有权威性的统计分析软件之一,与其它国际权威软件相比,sPss最显著的特点是菜单和对话框操作方式,绝大多数操作过程仅靠点击鼠标即可完成。因此使用起来极为方便。本研究所使用的是sI’ssll.5版本。

关于一般正交试验设计方面的探讨甚多,在数据处理上充分利用sPss统计软件并不多见.如韩永龙等oo已作过一些介绍。但是无空列正交试验设计及利用SPSS软件进行数据处理未见报道。笔者根据自己的体会,对此方面作一补充。

无空列正交设||的优势在于在正交表上尽可能安排最多的因素.此种情况必须是在了解各因素问无交互作用或忽视其交互作用的前提下。它可以选用较小的正交表,从而达到碱少试验次数的目的。正交设计方差分析的误差来源有两种:一是正交表中的空列,二是重复试验o]。既然我们采用无空列正交设计,那么就得重复试验。根据试验类型,重复次数不等,但最低不得少于三次。存数据处理上,不能取重复试验结果的平均数作为反应变量,而应该以原始数据作为反应变量。下面以常用的三水平四因素正交设计L。(34)为例,对其作具体分析。其余情况可照此推导。

赵杰…在当归补血汤研究了黄芪的提取工艺,实验

考察了药材粒度、加水量、煎煮时间及煎煮次数对黄芪多糖提取的影响。

(D考察因素及水平见表l。

表1

黄芪的正交试验因素水平表

收稿日期:2005一06一01

万 

方数据②选用正交表b(31)进行表头设计和安排试验,试验方式及结果见表2。

表z黄芪正交试验结果表

@利用sPss软件进行数据处理。进入sPss程序.建立数据集,数据格式:5列36行。1个反应变量“x”.4个分组变量

“a”“b”“c~d”。过程m:

Analvze

General【1near

Model

Unlvar】ate…

卜DependentVarlable:x-.FixedFactor(s):a/b/c/dModel…0CustomModel:a/b/c/d

Sumofsquares:TypeⅢ

团lnclude㈨mept

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卜DIsplayMeansfor:a/b/c/d

囹c。mPafe

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ConfldenceLntervaladiustment:LSD(none)

91

HAO

JournalofMathmalica}MedⅢ11e

V01.19N().1

2006

①输出结果及分析。输出结果较多,从中进行了节选并做了翻译。

表3方差分析表

结合单因素统计量表中的均数估计和配对比较表可以甚现,C。均数最大(o.626),同与c1有显著差异(P<0.05) 与c

无显著差异旧>0.05)。

表8单因素统计量表

从方差分析表可看出,药材的粒度对黄芪多糖的提取有较大的影响(P—o.001),其次是提取时间(r一0.017),最后是提取次数(尸一0.06),而加水量对结果影响不大(尸=

(,)D1.00

{?nD

2.003.00

均数差(卜一,,)

标准误

01027

0.07S

0100

584)。

2.00

0.0361(*)

O.01027

000

002

1.00

3.00

019001027O102701027

0.075

表4单因素统计量表

00

一0.017l

().1080.0020.108

1.∞

2.00

036l(*)0.0171

0.01027

结合单幽素统计量表中的均数估计和配对比较表町以嚣现,仇均数最大(O.627).且与D。有显著差异(P<O.05),与D无显著差异(P>(】05)

⑤结论:由以上正交试验结果结合实际情况,故町知黄亩

(,)A

(,,)A均数差(,一,,)标准误

的最佳提取T艺为A,B.c:D:,即粉碎精度为20目,加水量,

10倍,煎煮时间为1,5h,提取次数为3次。

本研究只列举了一个典型例子.其它情形基本类似,关锤在于重复试验,以及在建立数据集时根据重复次数确定数箍集的行数.另外,在上述过程尚可采取另一种步骤(此前步驺

相同):

ODtLoIl…

结台单冈素统计量表中的均数估计和配对比较表可以发现,A。均数最大(o631).且与A-、A:有显著差异(P<().05)。

表6单因素统计量表

'.DlsplayMeansfor:a/h/c州

P()st

H()c…

卜PosLHocTestsfor:a/b/c,d

E叭lalVarlancesAssumed

√T,Sn

读者可自行验证。

参考文献

l韩永此,工浩,付桂丽sPss软件片j于药学研究中的正堂设计数#

(,)(11.00

(,,)(、均数差(,一.,)

00

标准误

0.0l027O.010270.010270.010270.Oj0270.01027

P0.005O.297

f).(J()5

处理药学进展,2∞2-26(3):l79~182

2金丕焕巨用统计方法学上海:上海医科大学出版社 l鲫5,893赵杰.当归补血汤中黄芪提取T艺研究.中同实验方剂学杂志

2004,10(5):17

0.03l2(*)

O.0109

3.OO

2,00

00

03l2(*)0.02030.01090.0203

3.(¨)

00

0.050

4孙振球医学统计学.北京:人民卫生出版社.2002,4

42

1.002.00

0207

0.059

92

万方数据 

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无空列正交试验的设计及SPSS软件的数据处理

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:

夏传涛, 袁秉祥

西安交通大学医学院药理系,西安,710061数理医药学杂志

JOURNAL OF MATHEMATICAL MEDICINE2006,19(1)9次

参考文献(4条)

1.韩永龙.王浩.付桂丽 SPSS软件用于药学研究中的正交设计数据处理[期刊论文]-药学进展 2002(03)2.金丕焕 医用统计方法学 1995

3.赵杰 当归补血汤中黄芪提取工艺研究[期刊论文]-中国实验方剂学杂志 2004(05)4.孙振球 医学统计学 2002

相似文献(10条)

1.学位论文 范会兰 抗犊牛腹泻益生菌株的筛选及其产芽孢和产抗菌蛋白条件优化 2009

从健康牛的粪便中筛选出对大肠杆菌(Escherichia coli)有较强抑制作用的芽孢杆菌,并对其进行鉴定。以大肠杆菌为指示菌进行初筛和复筛,采用SPSS软件对复筛结果进行显著性分析,以选择抑制大肠杆菌活性较强的菌株,经过形态观察、生理生化试验和16S rDNA全序列分析鉴定其种属;采用稀释活菌计数法测绘这些菌株的生长曲线,利用SPSS软件结合修正的Gompertz方程和Logistic方程对生长曲线进行拟合,以获得这些菌株的生长动力学参数。经过鉴定,筛选得到的对大肠杆菌有较强抑制作用的4株牛源芽孢杆菌均属于解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);采用SPSS软件拟合得到的生长曲线的相关系数(R)在0.985以上。筛选并鉴定了4株牛源肠道益生菌;采用SPSS软件可以较准确地预测这些菌株的生长动力学参数。

研究E.coli拮抗菌株Bacillus amyloliquefaciens BN-10菌株的最佳产芽孢条件,以提高其芽孢生成率。采用单因素试验方法,选择益生菌BN-10菌株的适宜碳源、氮源、无机盐;采用正交试验方法,结合SPSS软件进行极差分析和一般线性模型分析,确定BN-10菌株的最适宜发酵培养基组成和最适宜发酵产芽孢条件。BN-10菌株产芽孢的最适宜培养基组成及发酵条件为:蔗糖1.5%,蛋白胨1.0%,MnSO40.05%,CaCl20.01%;培养基初始pH6.0,种龄12 h,接种量10%,装瓶量30mL/250mL,摇床转速200r·min-1,37℃发酵培养72 h。通过研究,获得了BN-10菌株产芽孢的最佳培养基组成和发酵条件,优化后BN-10菌株的芽孢生成率提高到98.70%,细菌数达到2.25×108cfu/mL。

对强烈抑制E.coli的牛源肠道益生菌Bacillus amyloliquefaciens BN-10菌株产抗菌蛋白的发酵条件进行优化。利用单因素分析法,分别考察碳源、氮源和无机盐对BN-10菌株发酵产抗菌蛋白的影响;结合培养基组成正交试验和发酵条件正交试验,利用SPSS软件进行极差分析和一般线性模型分析,考察培养基组成对发酵产抗菌蛋白的影响,确定适宜的发酵产蛋白条件。BN-10菌株产抗菌蛋白的最佳培养基和发酵条件为:培养基组成为蔗糖含量2%,黄豆粕粉5%,ZnSO4含量0.01%,KCl含量0.02%;初始pH6.0,种子液按2%接种量接种至装瓶量为30mL/250mL的三角瓶中,200 r·min-1,37℃培养24 h。优化后,表征抗菌蛋白产量的抑菌圈面积增大了65.20%。通过发酵条件的优化,获得了BN-10菌株产抗菌蛋白的最佳培养基和发酵条件,抗菌蛋白的产量得到了明显提高。

2.学位论文 王雪 尾叶香茶菜萜类成分的研究 2007

本文以开发利用天然药物的新资源,探明尾叶香茶菜[Isodon excisa(Maxin.)Hara]的主要成分——二萜类物质及进行含量测定为主要目的。在前人的基础上利用高效液相色谱法对两种二萜类化合物 kamebakaurin、kamebanin进行含量测定,并且比较了不同采收期的此两种化合物的含量,确定了尾叶香茶菜的最佳采收期,为开发利用尾叶香茶菜这一药用植物资源及开发新药提供科学依据。采用正交试验对尾叶香茶菜中二萜类化合物超声提取工艺进行了研究,为初步分离及工业化生产提供相应的工艺参数。对尾叶香茶菜中的二萜类成分 kamebakaurin、kamebanin进行提取分离,采用新的提取分离方法初步优化了他们的提取分离工艺,得到了高纯度的单体化合物。同时,还对尾叶香茶菜的醇提水溶物的体外抑菌作用作了初步的研究。另外,本研究采用比色法对尾叶香茶菜不同部位、不同采收期的总黄酮和多糖的含量进行测定和比较,为将来进一步对其进行成分研究提供了可参考性的数据。 一、应用RP-HPLC法对不同采收期尾叶香茶菜中 kamebakaurin、kamebanin进行了定量分析,结果表明:

1、以乙腈-水(30:70)为流动相,流速为每分钟1.0mL、柱温为25℃时,为洗脱条件进行含量研究,方法准确稳定,重现性好。

2、七月下旬尾叶香茶菜中 kamebakaurin的含量最高,可达0.5246%,kamebanin成分以8月中上旬含量最高,可达到0.1349%。其前期为该植物的二萜类物质含量的积累期。两者的总含量以7月下旬最高为0.6651%,之后尾叶香茶菜进入花、果期,其二萜类物质的含量开始下降,所以7月下旬即开花前枝叶繁盛期为尾叶香茶菜的最佳采收期。

二、尾叶香茶菜二萜类物质的超声提取工艺的研究:利用超声提取法,以kamebakaurin、kamebanin总二萜含量为指标,通过正交试验,对乙醇浓度、提取次数、提取时间进行考察,最终确定了以70%的乙醇提取3次,每次30分钟为最佳超声提取工艺。同时将SPSS软件应用于该正交试验的分析中,其分析结果与手工计算结果相近,但计算速度简便、快捷。

三、尾叶香茶菜中二萜类成分单体化合物的分离鉴定:尾叶香茶菜地上部分经粉碎,应用70%的乙醇做为提取溶媒。原料浸泡一夜后,用超声波提取器于50℃、100Hz条件下提取3次,每次30min,提取液合并。合并过的提取液经过减压,回收溶剂后,成为棕黄色粘稠的水溶液,用石油醚脱脂后,加2倍量的水稀释使之成为真溶液。置于冰箱内再静置一周,这时在容器的底部会有少量的泥状物质析出,抽滤、离心,之后的溶液上D101大孔吸附树脂,然后依次用浓度为10%、40%、60%、80%、90%的乙醇溶液洗脱,分部收集。该40%、60%部分减压回收溶剂后,其余收集部分留作备用。60%洗脱部分挥干有机溶剂,获得土黄色粉末4g,备用。40%洗脱液减压回收有机溶剂,静置,上清液用乙酸乙酯萃取,取上层,挥干溶液,得黄白色粉末10g,上JTY-1反相树脂柱。在15%-35%乙醇范围内,每隔5个梯度洗脱一次,20%洗脱液静置后,析出结晶,反复重结晶后,得化合物1。25%和30%薄层板行为相同合并,合并后的溶液再进行硅胶柱层析,用溶剂系统氯仿:丙酮:乙酸乙酯=3:1:1,使用部分收集器,每5mL为一组分,此时在第8-9及12-16流份中有结晶物质析出。单独分离结晶状物质,反复再进行硅胶柱层析,并结合反复的重结晶操作,得到纯度较高的化合物1和化合物2。采用理化分析、薄层鉴定、质谱、核磁共振等现代波谱手段,鉴定出此化合物1为kamebakaurin,化合物2为kamebanin。

四、尾叶香茶菜醇提水溶物的体外抑菌研究:用试管对倍稀释法观察尾叶香茶菜醇提水溶物对大肠杆菌、绿脓杆菌、福氏痢疾杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄杆菌的体外抑菌作用。实验表明,尾叶香茶菜的醇提水溶物有较好的体外抑菌作用,尤其是对金黄色葡萄球菌的抑菌作用要较相同浓度的黄连素强。

五、尾叶香茶菜中黄酮、多糖含量的定量研究:利用比色法对不同采收期的尾叶香茶菜的不同部位的黄酮、多糖含量进行测定。实验表明,尾叶香茶菜不同部位的总黄酮和多糖含量差异较大,该植物的黄酮类化合物主要存在于叶中,茎和根中含量甚微,七月下旬该植物的黄酮含量最高。多糖前期主要存在于根部,到8月份时多糖多集中在茎、叶中以供营养生长。

3.期刊论文 王忠良.吴学栋.WANG Zhong-liang.WU Xue-dong 计算机辅助尾叶桉一级深度脱木素蒸煮正交试验方差

HAO

分析 -黑龙江造纸2005,33(3)

以所得纸浆的卡伯值为单变量,分别以用碱量、硫化度、助剂用量和保温时间为因素,采用SPPSS11.0版软件,对尾叶桉一级深度脱木素蒸煮正交试验数据源进行多因素方差分析,该方法具有准确、快速、实用的特点.

4.期刊论文 吕瑞彬 L-半胱氨酸盐酸盐合成工艺的优化 -化工时刊2010,24(2)

建立了邻二氮菲-Fe3+法测定L-半胱氨酸盐酸盐含量的计算模型,吸光度与含量间的关系为y10 842.1x,方差R0.999 0;通过正交试验优化了L-半胱氨酸盐酸盐的合成工艺条件,经SPSS软件统计分析结果表明,L-半胱氨酸盐酸盐合成的优化条件为:反应时间4 h、HCl浓度4 mol/L、反应温度80 ℃,产品收率高达99.51%,比文献收率提高了9.5%.

5.期刊论文 赵丽娜.张晋博.宗宝.孙卫东 季铵型阳离子蔗渣纤维素对甘蔗清汁的澄清研究 -离子交换与吸附2009,25(1)

利用新型的季铵型阳离子蔗渣纤维素作为澄清剂,对甘蔗清汁进行吸附脱色研究.本实验在单因素试验结果的基础上,分别选取纯度提高率和色值降低率作为考查指标,利用SPSS软件进行正交试验的设计和数据分析.通过最佳工艺参数的优化试验,得出如下结论:反应温度为80℃、蔗汁中阳离子蔗渣纤维素复合物的加入量为0.4g/100mL甘蔗清汁、接触时间为40min、pH值8.

6.会议论文 张新庄.高新.邓宁 SPSS软件在食品工艺研究中的应用 2008

SPSS for windows是功能强大的统计分析软件,它能对工艺研究中的正交试验设计进行全面、准确的统计分析,帮助试验得出最佳优化条件。本文通过SPSS软件针对有关食品工艺研究文献中的正交试验数据进行全面的统计分析,得到与文献中几乎完全一致的最佳工艺条件。

7.期刊论文 陈旭.丁燕静.雍克岚.CHEN Xu.DING Yan-jing.YONG Ke-lan 功能型蜂胶凝胶糖的研制 -食品研究与开发2009,30(4)

以精制蜂胶、凝胶剂、糖醇类甜味荆等为主要原料,制备功能型蜂胶凝胶糖.通过研究精制蜂胶、凝胶剂、甜味剂等用量对蜂胶凝胶糖加工工艺的影响,采用正交试验,结合SPSS软件统计分析,获得最佳制备工艺与配方.在此条件下制得的蜂胶凝胶糖是属于低能量、无糖的功能食品,其感官质量好,并保持了蜂胶天然的芳香味,蜂胶中的有效成分也易于人体吸收和利用.

8.学位论文 李科 一株丝状真菌对半纤维素利用的初步研究 2009

摘要本文筛选出一株能利用木糖产乙醇的丝状真菌Z7,对其利用木糖和半纤维素水解产物产乙醇的发酵条件进行了研究,并对Z7利用玉米芯产木聚糖酶的条件进行了优化。全文分为三部分:

第一部分:目标微生物筛选、纯化及系统发育分析。以木糖为唯一碳源,采用梯度稀释和平板化线法从高温、中温酒曲中分离到16株能利用木糖良好生长的丝状真菌;通过发酵试验复筛,获得一株能产乙醇的丝状真菌Z7;综合形态学和ITS序列分析,初步鉴定为Aspergillus flavus。

第二部分:Z7的乙醇发酵条件研究。以木糖为碳源,通过单因素试验确定最佳氮源和发酵温度;通过正交试验及SPSS软件分析得到了不同N、P、K成分对乙醇、残糖和菌体干重的影响。获得最佳的发酵条件为:(g/L)木糖50,尿素1,NH4NO3 1,K2HPO4 2,KCl 0.5,MgSO4.7H2O 0.5,NaNO3 1,pH自然,培养温度33℃。以玉米芯半纤维素稀酸水解液为底物进行乙醇发酵,根据稀酸水解的单糖释放量和乙醇产量,确定115℃,1h为最佳玉米芯预处理条件;结合最佳发酵条件,添加1 g/L的吐温20能获得最大的乙醇浓度8.31 g/L。因此,Aspergillus flavus Z7能利用半纤维素水解产物产乙醇,其中木糖的利用率80%以上。

第三部分:Z7利用玉米芯产木聚糖酶条件优化。Aspergillus.flavus Z7在具有产乙醇能力的同时还具有产木聚糖酶的能力。本文通过单因素和正交试验得到最佳产酶培养基组分为:(g/L)玉米芯20,尿素2,酵母膏2.5,K2HPO4 5,NaNO31,MgSO4.7H2O 1。单因素试验表明,用纱布代替塑料布密封摇瓶封口能显著提

高产酶量;Z7在碱性条件下具有更强的产酶性能。在最优条件下发酵,能产生最大木聚糖酶活122.23IU/mL。通过薄层分析,验证了Z7产生的木聚糖酶具有水解木聚糖生成木糖及木寡糖的能力。关键词:丝状真菌;半纤维素;乙醇;稀酸水解;木聚糖

9.学位论文 夏然强 离子迁移谱仪优化的正交试验设计研究 2008

离子迁移谱技术(Ion Mobility spectrometry,IMS)是一门新兴的化学分析技术,是20世纪60年代首次提出的一种痕量探测技术,国外20世纪80年代将IMS技术应用于现场分析检测。它主要通过气态离子的迁移率来表征各种不同的化学物质,以达到对各种物质进行分析的目的。和早己发展起来的化学分析技术如质谱分析技术(MS)和气相色谱技术(GC)相比,IMS技术在原理上和它们都有相似之处,但是它更有其自己的独特优点。离子迁移谱仪能在大气压和室温条件下工作,分析时间快,除此之外,IMS还有诸如灵敏度高,仪器简单,应用范围广,体积小,重量轻,功耗低等许多优点。

本论文主要介绍了我们实验室自行设计制作的采用KrF准分子激光器作为电离源的离子迁移谱仪系统,首先介绍了离子迁移谱仪工作的基本原理,描述了仪器的基本结构,然后描述了对其进行初步优化和正交试验优化的结果。 论文的主要内容和研究成果如下:

1.通过对室内污染气体二甲苯的检测,对离子迁移谱仪系统进行了初步的优化设计,总结了电场强度、迁移管长度、进样流量、迁移气体流量、温度对信号强度的影响,并且得出了它们的实验操作范围。只要选择合适的电压、温度、迁移管长度、进样流量就可以得到较好的信号和很高的探测灵敏度。

2.利用正交试验设计方法,对离子迁移谱仪的优化过程进行正交设计,并且按照设计的试验方法进行试验,利用SPSS软件设计并分析了对离子迁移谱仪进行正交设计试验的方法,根据影响信号强度的主要因素,并通过对试验数据的分析,得到了离子迁移谱仪优化的最佳设计。 通过对仪器的优化,得到了一些重要的结论,对以后实验的进行有重要的指导意义。

10.期刊论文 刘常康.周德俭.Liu Changkang.Zhou Dejian PBGA焊点热疲劳寿命的正交试验及回归分析 -电子工艺技术1999,20(3)

通过对PBGA焊点形态参数与焊点热疲劳寿命的正交试验,利用大型统计分析(SPSS)软件进行多元线性回归分析,建立起PBGA焊点高度固定、芯片在上焊点高度不固定及芯片在下焊点高度不固定三种不同工作条件下形态参数与热疲劳寿命之间的回归多项表达式,即PBGA焊点形态参数与热疲劳寿命的关系表达式.从而可以对PBGA焊点形态的热可靠性进行分析评价.

引证文献(7条)

1.于玮玮.阎国荣.冯涛 运用正交设计优化沙枣花粉离体萌发条件[期刊论文]-中国园艺文摘 2010(5)2.王松.孙铁珩.孙丽娜.刘家女 硝基苯微生物降解的优化条件研究[期刊论文]-安全与环境学报 2008(6)

3.李志庭.张世奇.靠绍强.秦江雷.高俊刚 乙酰淀粉/PBS/PVA共混体系流变性能及力学性能研究[期刊论文]-塑料科技 2008(10)

4.李志庭.ZHANG Shi-qi 乙酰淀粉/PVA共混体系转矩流变试验研究[期刊论文]-塑料 2008(4)

HAO

5.陈今朝.方平.戴玄.冉景盛 不同培养基对姬菇P12菌丝体生长的影响[期刊论文]-安徽农业科学 2008(17)6.俞欣.梅凯 影响CASS工艺除磷效果的运行参数研究[期刊论文]-给水排水 2007(z1)7.李志庭.张世奇.高俊刚 乙酰淀粉转矩流变性试验研究[期刊论文]-塑料工业 2007(10)

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下载时间:2010年11月21日

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/1f71.html

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