红外光谱结合多元统计方法的不同产地红根草红外指纹图谱比较研究

红根草为唇形科鼠尾带根全草植物,是著名的广西道地药材和常用中药,对白血病细胞有很强的抑制作用,同时具有较强的抗菌活性和抗癌作用,主治菌莉、腹泻、肠炎、肺炎、急性咽喉炎、扁桃体炎、感冒等症。为快速鉴别和评价不同产地中药红根草主要化学成分的差异,该研究利用红外光谱对不同产地红根草进行检测,并结合主成分分析和聚类分析及载荷因子等方法对不同产地样本进行鉴别。结果表明：(1)在1800~600 cm-1范围内,不同产地红根草根系在1727、1635、1551、1513、1442、1373、1255、1154、1036、795、776、690 cm-1等处均有较强的振动吸收,表明不同产地红根草主要化学组分构成比较相似。(2)红外指纹图谱结合主成分和聚类分析结果表明,不同产地红根草化学成分的差异与地理位置有明显对应性,产地相近的地区红根草化学成分的较似,产地较远的区域红根草化学成分差异较大,但两种方法检测结果均有自己的特征。(3)通过PCA载荷因子分析,可以得出比原始图谱更多的化学成分信息,对主成分聚类贡献较大的吸收峰主要表现在1670、1630、1616、1579、1473、1411、1159、1129、1082、1042、1000、972、946、913、891、806 cm-1附近,进一步揭示出不同产地红根草化学成分差异主要是红根草内酯和甾醇类成分,以及主要有效成分红根草邻醌和丹参酮类成分的差异。该研究结果为红根草的引种栽培及良种选育研究提供了参考。     

不同产地肉桂质量及炮制过程成分变化研究

建立了肉桂指纹图谱和5种有效成分的含量测定方法,对不同产地28批肉桂药材差异及炮制前后的成分变化进行了研究。采用超高效液相色谱法建立了肉桂指纹图谱并对共有峰进行了指认,采用OriginPro 2023软件对28批样品指纹图谱进行了聚类分析和主成分分析,聚类分析的样本和共有峰分类情况与主成分分析情况相近,其中阳春市、肇庆市高要区、防城港市和贵港市样本分类较为集中,采用SIMCA14.1软件进行了正交偏最小二乘判别分析,可实现对广东、广西两省/自治区肉桂的有效区分。通过香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、2-甲氧基桂皮醛及挥发油的含量测定对炮制前后的肉桂样本进行对比分析,结果表明,药材与饮片5个成分和挥发油含量均值较为相近,肉桂炮制过程的成分差异较小;且各批次间桂皮醛、肉桂酸和肉桂醇的整体变化趋势相近,2-甲氧基桂皮醛和香豆素的变化趋势相近,与化学计量学分析结果一致。本研究可为肉桂产地选择、质量研究提供参考。     

ICP-MS法测定广西金樱根及炮制品中22种金属元素

为建立广西金樱根药材中22种金属元素的电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析方法,该文对不同产地药材及其炮制品中金属元素含量进行比较分析,评价其药材的质量和优选适当的炮制方法。同时,采用 ICP-MS 法测定22种金属元素含量,绘制其特征金属元素柱状图谱,并采用系统聚类分析和主成分分析对金樱根药材不同产地、不同炮制品的45个样品进行判别研究。结果表明:广西金樱根不同产地药材及其炮制品的45个样品中金属元素含量存在一定差异,其中Al元素含量偏高,经聚类分析和主成分分析将产地分为三类,主成分分析特征元素为Al、Pb、Ba、Zn、As、Sr。该研究通过金属元素在不同产地金樱根及炮制品中的变化规律,发现金樱根醋炙的炮制方法最优,为金樱根的临床安全应用及质量控制提供了理论依据和方法学参考。     

不同产地丁香挥发性成分分析

采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对产自国内外4个地区的丁香(Eugenia caryophyllata Thunb.)挥发性成分进行了检测,并以峰面积归一化法计算了各组分的相对含量。结果显示,从4个产地13批次丁香中共鉴定出挥发性成分72种(匹配度均高于75),其中,主要成分含量排名前两位的均为丁香酚、(-)-α-芹子烯,排名第三位的挥发性成分分别为:顺式-α-没药烯(马达加斯加塔马塔夫,平均为3.75%)、罗勒烯(中国广东,平均为4.21%)、亚麻三烯(中国广西,平均为3.74%)、丁香烯(印度尼西亚爪哇岛,平均为3.60%)。表明同一产地的丁香挥发性成分具有一定的相似性,不同产地丁香挥发性成分也有一定的差异,这对丁香产地的鉴别具有重要意义。主成分分析和聚类分析的结果既可以将4个产地的丁香很好地区分开来,又能反映出它们之间的亲缘关系。本研究采用HS-SPME-GC-MS方法检测不同产地丁香挥发性成分并结合主成分分析(PCA)及聚类分析法,能有效区分4个产地的丁香,该方法可作为丁香产地的鉴别方法,也为进一步比较不同产地丁香挥发性成分的差异及质量控制提供了新思路。     

不同化学型樟树的RAPD分析

用RAPD标记技术分析了30个不同化学型樟树〔Cinnamomum camphora(L.)Presl〕样本的遗传关系。14个引物共扩增出170个位点,其中多态位点161个,多态性位点百分率达94.71%,特异位点有15个。聚类结果显示,当λ=13时,30个樟树样本被分为4类,即芳樟型(主成分为芳樟醇)、脑樟型(主成分为樟脑)、桉樟型(主成分为1,8-桉叶油素)和黄樟型(主成分为黄樟醇),表明不同化学型樟树样本间的遗传关系与其叶精油的主成分有一定的相关性。     

不同产地桔梗HPLC指纹图谱及化学模式识别研究

为建立桔梗HPLC指纹图谱并对其质量控制方法进行探讨。研究采用YMC Hydrosphere C_(18)分析色谱柱(250×4.6 mm,5μm),以水和乙腈为流动相进行梯度洗脱,检测波长210 nm。建立不同产地15批桔梗药材HPLC指纹图谱。采用相似度评价、聚类分析、主成分分析和正交偏最小二乘判别分析等化学模式识别方法对不同产地桔梗质量及其控制方法进行分析和评价。建立的桔梗HPLC指纹图谱共标定21个共有峰,并通过对照品指认其中7个成分;不同产地桔梗相似度在0.927～0.991之间;聚类分析和主成分分析结果都将15批桔梗分为3类,利用正交偏最小二乘判别分析筛选出造成桔梗差异的13个色谱峰。本研究建立的HPLC指纹图谱结合化学模式识别的方法简便准确,能够为桔梗的质量控制和品质评价提供依据。     

不同产地女贞子化学质量特征分析

通过分析不同产地女贞子化学质量特征,为女贞子质量控制标准的完善提供依据。本实验采用高效液相色谱法(HPLC)分析了不同产地女贞子药材中女贞苷、特女贞苷和红景天苷的含量,建立了可以表征女贞子整体化学质量特征的HPLC指纹图谱,并利用相似度、主成分及聚类分析三种方法对指纹图谱特征进行分析。结果表明,不同产地女贞子中三种成分含量变化规律有差异。指纹图谱结果显示,虽然不同产地女贞子的化学成分种类一致,但整体质量特征具有一定差异,其中女贞苷、红景天苷及其他未知成分均作为主要因子参与了这种差异的表达。各产地女贞子的质量特征相互交叉,无明显区域性。因此,不同产地女贞子化学质量特征存在差异,现行的评价指标并不能真实反映其差异,其质量控制标准有待进一步完善。     

茶叶中生物碱及多酚类化合物高效液相色谱-主成分聚类分析

色谱分析,以结果中该9种组分的相对含量关系为指标建立样本矩阵。应用主成分分析法进行聚类分析。结果很好的反映了不同品种和产地的茶叶的品质差异。     

不同产地川乌炮制前后差异性成分研究北大核心CSCD

为建立川乌及制川乌的高效液相色谱(HPLC)指纹图谱,并结合化学计量学方法和主成分含量测定和比较3个不同产地川乌炮制前后的差异成分。该文采用HPLC法,利用中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2012版)计算相似度,并结合聚类分析(HCA)、主成分分析(PCA)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)及主成分含量测定结果进行综合分析。结果表明:(1)建立了3个产地15批川乌炮制前后的HPLC指纹图谱,分别标定了25个和14个共有峰,并通过对照品指认出6个共有峰,分别为苯甲酰新乌头原碱(峰16)、苯甲酰乌头原碱(峰17)、苯甲酰次乌头原碱(峰18)、新乌头碱(峰21)、次乌头碱(峰22)、乌头碱(峰23)。(2)化学计量学方法分析显示,川乌炮制前后的30批样品被明显分为2类,15批川乌被分为3类,15批制川乌被分为3类,新乌头碱、次乌头碱等6个成分可能是不同产地川乌炮制前后的潜在差异成分。(3)炮制前后主成分含量测定结果均有不同程度的变化,四川江油所产川乌炮制前后部分成分含量明显高于另外两个产地所产川乌。该研究建立的指纹图谱精密度、重复性、稳定性均较好,结合化学计量学分析方法和主成分含量测定分析,可为不同产地川乌炮制前后质量控制提供参考。     

米槁根际土壤真菌多样性及其与果实药用活性成分含量的相关性分析

为了解不同产地米槁Cinnamomum migao根际土壤真菌多样性及其差异,探讨米槁活性成分、土壤理化因子与其土壤真菌群落的联系。本文采用高通量测序技术对云南、贵州及广西的9个产点米槁根际土壤真菌群落组成和结构进行分析,测定不同产地米槁的主要活性成分及土壤理化因子,同时对米槁活性成分及其与土壤理化因子和根际土壤真菌种群多样性进行相关性分析。结果表明,米槁根际土壤真菌物种可归入8门、30纲、89目、200科、440属,优势类群为一未能分类的属,相对丰度为18.76%,其次为被孢霉属Mortierella（16.37%）等;不同产地米槁根际土壤真菌群落组成存在差异,最高多样性指数出现在贵州罗甸,随后依次为贵州望谟、广西乐业、广西天峨、贵州册亨、贵州荔波、云南富宁、云南那坡、贵州贞丰;总体而言,广西乐业、贵州望谟和广西天峨3地米槁果实样本活性成分1,8-桉叶素（1,8-cineole）、香桧烯（sabinene）、柠檬烯（limonene）和α-松油醇（α-terpineo）的含量均高于其他样本;冗余分析（redundancy analysis,RDA）结果表明,部分真菌类群与米槁药用活性成分呈正相关。     

Independent component analysis of Raman spectra: Application on paraffin-embedded skin biopsies

Raman spectra provide wealthy but complex information about the chemical constituents of biological samples. Digital processing techniques are usually needed to extract the spectra of chemical constituents and their associated concentration profiles. However, spectral signatures may admit transformations from those recorded on pure constituents and these techniques require a priori knowledge of spectra to be estimated. We propose in this study to analyse paraffin-embedded skin biopsies of malignant and benign tumors dedicated to oncology researches by Raman spectroscopy and advanced signal processing methods. We show that the commonly used principal component analysis (PCA) does not give physically interpretable estimators of spectra and associated concentration profiles. Based on a linear model and taking into account the statistical properties of spectra, independent component analysis (ICA) is used to better estimate the spectra of chemical constituents. The estimators of associated concentration profiles are no longer orthogonal and have only positive values, contrary to PCA. ICA allows to model the paraffin by three Raman spectra and provides good estimators of underlying spectra of the human skin, which is of great interest in oncology since the retrieval of spectral features of different types of skin tumors is sufficient for their discrimination.     

Determination of compound aminopyrine phenacetin tablets by using artificial neural networks combined with principal components analysis

A method for simultaneous, nondestructive analysis of aminopyrine and phenacetin in compound aminopyrine phenacetin tablets with different concentrations has been developed by principal component artificial neural networks (PC-ANNs) on near-infrared (NIR) spectroscopy. In PC-ANN models, the spectral data were initially analyzed by principal component analysis. Then the scores of the principal components were chosen as input nodes for the input layer instead of the spectral data. The artificial neural network models using the spectral data as input nodes were also established and compared with the PC-ANN models. Four different preprocessing methods (first-derivative, second-derivative, standard normal variate (SNV), and multiplicative scatter correction) were applied to three sets of NIR spectra of compound aminopyrine phenacetin tablets. The PC-ANNs approach with SNV preprocessing spectra was found to provide the best results. The degree of approximation was performed as the selective criterion of the optimum network parameters.     

Harmonic and anharmonic aspects in the dynamics of BPTI: a normal mode analysis and principal component analysis.

A comparison is made between a 200-ps molecular dynamics simulation in vacuum and a normal mode analysis on the protein bovine pancreatic trypsin inhibitor (BPTI) in order to elucidate the dual aspects of harmonicity and anharmonicity in the dynamics of proteins. The molecular dynamics trajectory is analyzed using principal component analysis, an effective harmonic analysis suited for comparison with the results from the normal mode analysis. The results suggest that the first principal component shows qualitatively different behavior from higher principal components and is associated with apparent barrier crossing events on an anharmonic conformational energy surface. The higher principal components appear to have probability distributions that are well approximated by Gaussians, indicating harmonicity. Eliminating the contribution from the first principal component reveals a great deal of correspondence between the 2 methods. This correspondence, however, involves a factor of 2, as the variances of the distribution of the higher principal components are, on average, roughly twice those found from the normal mode analysis. A model is proposed to reconcile these results with those from previous analyses.     

多元统计分析方法在万寿菊品种抗旱性评价中的应用

利用主成分分析法、隶属函数法和聚类分析法,对9个万寿菊品种16个生理指标的抗旱性进行综合评价.结果表明： 不同品种万寿菊的16个生理指标变化程度不同,其中脯氨酸(Pro)、H₂O₂和抗坏血酸过氧化物酶(APX)对干旱胁迫的敏感性最大,而且部分抗旱系数之间显著相关;4个主因子代表16个生理指标抗旱性88.6%的数据信息,‘珍妮’和‘金门’、‘鸿运’、‘珍妮’、‘拳王’分别在4个主因子上的抗旱性最强;9个品种的抗旱性综合评价值大小为：‘珍妮’>‘金门’>‘鸿运’>‘拳王’>‘巨人’>‘大英雄’>‘小英雄’>‘迪阿哥’>‘发现’;聚类分析将9个品种分为3类,其中‘金门’、‘珍妮’、‘鸿运’和‘拳王’属于抗旱品种.     

食用牛肝菌不同部位紫外指纹图谱鉴别分析

采用紫外光谱技术结合主成分分析法,建立快速鉴别牛肝菌的不同部位及不同种类、产地的方法。通过单因素实验确定提取牛肝菌特征成分的最佳条件,制备测试液并进行紫外光谱测定。结果表明,牛肝菌样品的重现性、精密度和10h内稳定性的RSD（%）分别在0.09–1.81、0.11–1.92、0.06–2.33之间;牛肝菌不同部位紫外指纹图谱具有明显的指纹特性;主成分分析（PCA）表明菌盖和菌柄前3个主成分累积贡献率分别为94.797%和92.961%,能够反映样品的主要信息;SIMCA软件分析显示牛肝菌菌盖和菌柄化学成分积累不同。根据牛肝菌不同部位紫外光谱信息和主成分分析能区分同一牛肝菌的不同部位,鉴别不同种类、不同产地的食用牛肝菌。     

An approach to incorporate linkage disequilibrium structure into genomic association analysis

In this study, we propose to use the principal component analysis (PCA) and regression model to incorporate linkage disequilibrium (LD) in genomic association data analysis. To accommodate LD in genomic data and reduce multiple testing, we suggest performing PCA and extracting the PCA score to capture the variation of genomic data, after which regression analysis is used to assess the association of the disease with the principal component score. An empirical analysis result shows that both genotype-basod correlation matrix and haplotype-based LD matrix can produce similar results for PCA. Principal component score seems to be more powerful in detecting genetic association because the principal component score is quantitatively measured and may be able to capture the effect of multiple loci.     

Metabolomic analysis of methyl jasmonate treated Brassica rapa leaves by 2-dimensional NMR spectroscopy

The metabolomic analysis of Brassica rapa leaves treated with methyl jasmonate was performed using 2-dimensional J-resolved NMR spectroscopy combined with multivariate data analysis. The principal component analysis of the J-resolved NMR spectra showed discrimination between control and methyl jasmonate treated plants by principal components 1 and 2. While the level of glucose, sucrose and amino acids showed a decrease after methyl jasmonate treatment, hydroxycinnamates and glucosinolate were highly increased. Methyl jasmonate treatment resulted in a long-term accumulation of indole glucosinolate and indole-3-acetic acid, lasting up to 14 days after treatment. Malate conjugated hydroxycinnamates also exhibited an increase until 14 days after methyl jasmonate treatment, these compounds might play an important role in plant defence responses mediated by methyl jasmonate.     

Multivariate analysis of climatic patterns of the Meditrranean basin

Climatic data from 444 weather-recording stations in the Mediterranean basin are examined by cluster analysis and principal component analysis. The application of numerical clustering distinguished several groups of climatic stations clearly interpretable in geographic and climatic terms. The hierarchical structure of the dendrograms could be used to identify at different scales uniform climatic regions. The complementary application of principal component analysis produced an ordination of climatic types, which clearly showed the main trends of variation in the precipitation and temperature patterns.     

不同品种淫羊藿黄酮类有效成分的主成分分析及对肾阳虚大鼠保护作用的研究

采用HPLC测定不同品种淫羊藿黄酮类即淫羊藿苷、朝藿定A、朝藿定B、朝藿定C 4种有效成分含量,结合主成分分析对不同品种淫羊藿进行质量分析与评价,并考察淫羊藿对大鼠肾阳虚保护作用。将实验动物随机分为阳虚模型对照组(模型组)、金匮肾气丸干预组(阳性组)、淫羊藿低(125 mg/kg)、中(250 mg/kg)、高(500 mg/kg)剂量组。四周后测定肾阳虚大鼠血清中尿酸(UA)、肌酐(CRE)和尿素氮(BUN)。主成分分析结果显示,主成分1淫羊藿苷、朝藿定C和主成分2朝藿定B是影响样品质量评价的主要因子。12批淫羊藿药材整体质量较好。药理学结果显示,与空白组相比,大鼠血清中UA、CRE和BUN含量显著降低。上述结果表明:本方法同时测定淫羊藿黄酮类4种有效成分,为建立淫羊藿质量评价提供参考;淫羊藿对氢化可的松诱导的肾阳虚具有明显的保护作用,具有量效关系。     

主成分分析法在中药鉴别中的应用

本文以植物药百合、动物药海马、中成药二妙丸为研究对象．取百合的23个样品,海马的20个样品,二妙丸与加味药的17个样品进行紫外色谱或光谱分析,对所得的数量化指标矩阵进行主成分分析,压缩出两个用以区分样品间异同的综合性指标──二元主成分,在二元主成分平面图上实现了对动植物药、中成药的鉴别与分类．