1、在藥學(xué)研究領(lǐng)域存在很多的藥物處方優(yōu)化的問題。例如將藥物的有效成分、輔料、填充劑等成分按照一定的比例混合在一定條件下而制成?；炝显囼?yàn)，就是通過實(shí)物試驗(yàn)或非實(shí)物試驗(yàn)，考察混料的某種特性或綜合性能與各種混料分成之間的關(guān)系。每個(gè)混料成分的含量都必須表示成混料的百分比，且總和必須是1.在各組分構(gòu)成比總和為1或100％的約束條件下，如何進(jìn)行混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)，如何構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，如何確定最優(yōu)配方、配比條件，以達(dá)到降低成本、提高效益的目的是混料試驗(yàn)優(yōu)化研究的

2、一個(gè)重要問題。
　　 傳統(tǒng)的配方、配比優(yōu)化方法經(jīng)常用到直接法、等高線圖法、爬山法、投影追蹤法等，但是傳統(tǒng)方法存在極大的主觀性或者局部最優(yōu)的問題。并不能完全解決實(shí)際工作中遇到的問題，限制了在醫(yī)藥學(xué)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用。近年來新發(fā)展的遺傳算法(genetic algorithm，GA)是一種基于Darwin的進(jìn)化論和Mendel的遺傳學(xué)說的全新隨機(jī)搜索與優(yōu)化算法，模擬生物進(jìn)化過程中適者生存規(guī)則，可有效地避免局部?jī)?yōu)化。在對(duì)有約束條件的混料

3、設(shè)計(jì)尋優(yōu)方法中，遺傳算法表現(xiàn)出比傳統(tǒng)方法更大的優(yōu)勢(shì)。
　　 本課題在介紹了單形格子、單形重心混料設(shè)計(jì)和遺傳算法的基礎(chǔ)上，把這兩種方法結(jié)合起來，為藥學(xué)研究中混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)單目標(biāo)優(yōu)化問題提供了可行的方案。
　　 第一部分混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)的概述。介紹了混料設(shè)計(jì)的概念、模型建立以及混料區(qū)域的幾何解釋；介紹了單形格子、單形重心混料設(shè)計(jì)的概念、試驗(yàn)原理。單形格子將試驗(yàn)點(diǎn)取在相應(yīng)階數(shù)的正單形格子點(diǎn)上，由于{p，d}階單形格子的試驗(yàn)點(diǎn)正好與所

4、采用的d階完全多項(xiàng)式回歸模型中待估計(jì)參數(shù)的個(gè)數(shù)相等，所以是飽和設(shè)計(jì)，是在“試驗(yàn)次數(shù)最少”意義下的最優(yōu)設(shè)計(jì)；單形重心設(shè)計(jì)僅取j頂點(diǎn)重心(j=1,2，…，p)作為試驗(yàn)點(diǎn)，單形重心設(shè)計(jì)也是飽和設(shè)計(jì)，且單形重心試驗(yàn)點(diǎn)的非零坐標(biāo)均相等，這就消除了由于非零坐標(biāo)不相等對(duì)回歸系數(shù)估計(jì)值的影響。
　　 第二部分單目標(biāo)優(yōu)化的遺傳算法。介紹了遺傳算法的原理、基本步驟，突出遺傳算法優(yōu)化混料設(shè)計(jì)藥物處方配比的優(yōu)勢(shì)。
　　 第三部分遺傳算法優(yōu)化混料

5、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的效果評(píng)價(jià)。通過標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試函數(shù)對(duì)遺傳算法進(jìn)行測(cè)試，并與傳統(tǒng)的求二階偏導(dǎo)法、等高線法作比較。二階偏導(dǎo)法所求的影響因素x1超出測(cè)試函數(shù)的約束范圍，極大值不在約束范圍內(nèi)，因此，求導(dǎo)法不能解決約束條件下的混料問題；等高線法具有主觀性和局部最優(yōu)性，不能給出精確的最優(yōu)解；而遺傳算法可給出精確的可供選擇的相應(yīng)自變量組合，搜索結(jié)果較穩(wěn)定。
　　 第四部分基于遺傳算法的混料設(shè)計(jì)最佳工藝比例優(yōu)化的實(shí)例研究。羅格列奈（諾和龍）處方優(yōu)化制備工藝的

6、研究，采用(3，2)單形格子混料設(shè)計(jì)安排試驗(yàn)，運(yùn)用遺傳算法進(jìn)行探索性分析，大約在30代以后，搜索結(jié)果穩(wěn)定，三種賦形劑的最佳比例：即聚氧化乙烯(PEO303)、微晶纖維素(MCCPH101)、乳糖(Lactose)分別是13.6％、14.5％、71.4％時(shí)，評(píng)價(jià)指標(biāo)粘膜粘附力y達(dá)到最優(yōu)值0.2610N，同時(shí)使得藥物在2小時(shí)、8小時(shí)的釋放率分別達(dá)到最優(yōu)為25.73％、88.45％。均優(yōu)于等高線法得到的最優(yōu)解。
　　 硝基咪康唑口腔粘

7、附片療效最佳工藝比例的優(yōu)化研究，采用(3,3)單形重心混料設(shè)計(jì)安排試驗(yàn)，運(yùn)用遺傳算法進(jìn)行探索性分析，大約在進(jìn)化15代以后，搜索結(jié)果穩(wěn)定，得到三種粘附劑羥乙烯聚合物(carbopol)、羥丙基甲基纖維素(HPMC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的最優(yōu)比例為0.36、0.29、0.35時(shí)，藥物釋放率的平均水平為93.37，最高水平為93.520。
　　 通過遺傳算法對(duì)實(shí)例應(yīng)用的探索性研究，說明該方法可以用于帶有約束條件的藥物混料配方配比