主成分分析法用于射干藥材評(píng)價(jià)研究

張曉瑞 ，張婧涵，李國(guó)信，尤獻(xiàn)民

（1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)，遼寧 沈陽(yáng) 110847； 2.遼寧省中醫(yī)藥研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110034）

射干為鳶尾科植物射干的干燥根莖，為中國(guó)藥典收載品種，臨床主要用于治療上呼吸道感染、急慢性咽炎、扁桃體炎、慢性鼻竇炎、支氣管炎、哮喘等[1]，是常用中藥材。其主要成分為異黃酮類，有研究顯示，射干提取物在體內(nèi)、體外對(duì)受試菌株均有抑菌作用[2]，并有抗炎、止咳等功效[3]。主成分分析法已被廣泛用于中藥材的評(píng)價(jià)研究中，但如何選擇合適的指標(biāo)成分一直是有爭(zhēng)議的問(wèn)題[4]。實(shí)驗(yàn)室前期進(jìn)行了射干藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究，得到了11個(gè)止咳、抑菌及抗炎的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)成分，包括鳶尾黃素、野鳶尾黃素及白射干素等已知成分。本研究中以所得到的11個(gè)藥效物質(zhì)基礎(chǔ)成分為指標(biāo)，對(duì)采集到的9個(gè)射干藥材進(jìn)行主成分分析，以期對(duì)射干藥材有一個(gè)較客觀全面的綜合評(píng)價(jià)，為今后射干藥材的規(guī)范化種植、原產(chǎn)地保護(hù)等提供理論依據(jù)。

1 儀器與試藥

Aglient1100型高效液相色譜儀（美國(guó) Aglient科技公司）；色譜工作站（Agilent Chemstation工作站）；TG-328A型光電分析天平（上海天平儀器廠）；Agilent8453型紫外分光光度計(jì)（日本島津）。乙腈（色譜純），甲醇（分析純），均為美國(guó)天地有限公司產(chǎn)品；磷酸（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司）；水（娃哈哈純凈水，杭州娃哈哈飲料有限公司）。射干藥材為 Belamcanda chinensis（L.）DC.的干燥根莖，分別采自千山、湖北、安國(guó)、川江、臺(tái)北、臺(tái)中及桃園地區(qū)，均經(jīng)遼寧中醫(yī)藥大學(xué)李峰教授鑒定，見(jiàn)表1。

2 方法與結(jié)果

2.1 主成分分析原理

主成分分析是將高維空間的問(wèn)題轉(zhuǎn)化到低維空間去處理，排除眾多化學(xué)信息共存、相互重疊的信息，將多個(gè)原變量轉(zhuǎn)換為少數(shù)幾個(gè)綜合新變量，使少數(shù)幾個(gè)新變量成為原變量的線性組合的多元統(tǒng)計(jì)分析方法。這些較少的新的綜合指標(biāo)之間互不相關(guān)，又能提供原有指標(biāo)的絕大部分信息。而且，伴隨主成分分析的過(guò)程，將會(huì)自動(dòng)生成各主成分的權(quán)重，這就在很大程度上抵制了人為因素在評(píng)價(jià)過(guò)程中的干擾，因此以主成分為基礎(chǔ)的綜合評(píng)價(jià)理論能較好地保證評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性，如實(shí)反映實(shí)際問(wèn)題[5]。

表1 射干藥材來(lái)源

2.2 原始數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

本研究的原始數(shù)據(jù)為采用高效液相色譜（HPLC）法得到的各藥材藥效物質(zhì)基礎(chǔ)成分的峰面積，在進(jìn)行分析之前對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以消除原始數(shù)據(jù)由于量綱不同對(duì)分析結(jié)果造成的影響。結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 射干藥效物質(zhì)基礎(chǔ)成分原始數(shù)據(jù)（峰面積）

2.3 數(shù)據(jù)處理與分析

主成分分析的目的之一是，用盡可能少的成分來(lái)解釋觀測(cè)到的變量，主成分的特征根及貢獻(xiàn)率是選擇主成分的依據(jù)。表3描述了主成分分析初始解對(duì)原有變量總體描述情況?？梢?jiàn)，總方差84.36%的貢獻(xiàn)來(lái)自前3個(gè)因子。以計(jì)算所得第 1，2，3個(gè)主成分得分值及根據(jù)特征值的貢獻(xiàn)率大小為分配系數(shù)，計(jì)算綜合得分并排序，結(jié)果見(jiàn)表4。從主成分分析結(jié)果中的綜合得分可以看出，臺(tái)灣桃園射干的品質(zhì)最好，其他地區(qū)依次為本溪關(guān)門山、湖北團(tuán)風(fēng)、臺(tái)北、河北安國(guó)、臺(tái)中、遼寧千山、川江及四川產(chǎn)射干。

表3 藥效物質(zhì)基礎(chǔ)成分的特征值和貢獻(xiàn)率

表4 藥效物質(zhì)基礎(chǔ)主成分得分矩陣

3 討論

主成分分析法已被大量應(yīng)用中藥研究中[6-11]，逐漸成了獨(dú)具特色的多指標(biāo)評(píng)價(jià)技術(shù)。但在實(shí)際應(yīng)用中也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，如指標(biāo)成分篩選問(wèn)題。指標(biāo)體系是多指標(biāo)評(píng)價(jià)活動(dòng)開(kāi)展的前提，指標(biāo)體系設(shè)計(jì)的好壞對(duì)任何多指標(biāo)評(píng)價(jià)方法都至關(guān)重要。一個(gè)指標(biāo)體系應(yīng)具有代表性、獨(dú)立性和全面性，本研究中沒(méi)有選擇射干藥材中已知成分的含量作為指標(biāo)因素，而選擇前期研究的11個(gè)藥效物質(zhì)基礎(chǔ)成分為指標(biāo)因素對(duì)射干藥材進(jìn)行主成分分析，從而對(duì)不同來(lái)源的射干藥材進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，使得評(píng)價(jià)方法更具客觀性與合理性，也為主成分分析在中藥材應(yīng)用中指標(biāo)成分的選擇上提供了一種思路。

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