摘 要：用紅外指紋圖譜和主成分分析法，對(duì)來(lái)自8省的74個(gè)山藥樣本的道地與非道地性進(jìn)行了聚類分析，以主成分2和3作二維線性投影圖，均具有較好的聚類和鑒別作用。利用已建模型預(yù)測(cè)了l1個(gè)樣本的道地性，正確率達(dá)90.9％。結(jié)果表明：所建模型合理，具有明顯的分類和鑒別作用，具有一定的可行性和可靠性，為山藥道地性鑒別提供了一種新的方法。
關(guān)鍵詞：紅外光譜，山藥，道地藥材，主成分分析
1 引 言
山藥為薯蕷科植物薯蕷（dioscorea opposita thunb）的干燥根莖。具有補(bǔ)脾養(yǎng)胃、生津益肺、補(bǔ)腎澀精的功能，主治脾虛食少、久瀉不止、肺虛喘咳、腎虛遺精、帶下 尿頻、虛熱消渴等癥 。主產(chǎn)于河南，在山西、河北、山東和云南等省也有栽培山藥，而河南武陟、博愛、沁陽(yáng)、溫縣等地（古懷慶所屬）的山藥質(zhì)量*，習(xí)稱“懷山藥”，為道地藥材 。
道地藥材的鑒別是關(guān)系到藥材市場(chǎng)的質(zhì)量控制以及提高藥材的質(zhì)量，迅速進(jìn)入國(guó)廝：市場(chǎng)的先決條件。目前關(guān)于山藥的鑒別研究多側(cè)重于真?zhèn)舞b別，對(duì)其道地與非道地的研究甚少，其原因是難以區(qū)分。
本研究借助于山藥紅外光譜的指紋性口 ，用主成分分析法對(duì)來(lái)自8省的74個(gè)山藥樣本進(jìn)行了聚類分
析．結(jié)果令人滿意。
2 實(shí)驗(yàn)方法
2．1 儀器設(shè)備和參數(shù)設(shè)置
Spectrum GX傅里葉變換紅外光譜儀（Perkin-Elmer公司），中紅外DTGS檢測(cè)器，測(cè)定范圍4000～400/cm， 掃描次數(shù)l6次，分辨率4/cm。
2．2 樣品來(lái)源及制備
山藥樣品由河南中醫(yī)學(xué)院白雁教授提供并作生藥學(xué)鑒定。將樣品在60℃下干燥至恒重，粉碎，過(guò)孔徑0.154mm，取3mg過(guò)篩后的樣品粉末與200mg溴化鉀混合研磨均勻，壓片測(cè)定。
3 特征吸光譜帶的提取
不同產(chǎn)地毛山藥典型的紅外光譜如圖1所示。從圖中可看出，不同產(chǎn)地山藥的譜圖較為相似，利用這一性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)山藥與其他藥材的鑒別 ；以道地產(chǎn)區(qū)河南山藥的紅外譜作為參考譜，用紅外光譜比對(duì)軟件與其它產(chǎn)地山藥的紅外譜比對(duì)發(fā)現(xiàn)在1590～1390/cm范圍內(nèi)，不同產(chǎn)地山藥的譜圖有較明顯的差異，并具有一定的特征性和指紋性，這一差異為道地“懷山藥”的識(shí)別奠定了一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，因此特在1590～1390/cm間，每隔4個(gè)波數(shù)，選取一個(gè)吸光度值作為吸光度矩陣，用主成分分析法對(duì)其聚類。
4 結(jié)果及討論
4．1 已知樣本的聚類結(jié)果
對(duì)來(lái)自8省的74個(gè)已知產(chǎn)地的山藥樣本進(jìn)行了主成分分析。前4個(gè)主成分的特征值及累計(jì)可信度，由于前3個(gè)主成分的可信度已達(dá)89.8％，故僅用前3個(gè)主成分就可表示原紅外光譜的主要信息。
因此，本研究特基于主成分2和3的二維投影圖，對(duì)74個(gè)山藥樣本進(jìn)行了聚類分析。在虛線以下的的樣本基本上為道地藥材，即河南的“懷山藥”；在虛線以上的為非道地藥材，即非河南山藥；但在虛線以下有2個(gè)山西的樣本發(fā)生了錯(cuò)誤的分類，這可能與該兩樣品的產(chǎn)地離河南較近或種源相同等因素造成的與“懷山藥”的相似性和不可區(qū)分性，同時(shí)，這一結(jié)論也說(shuō)明在進(jìn)行藥材相似性分類時(shí)，若不按行政區(qū)劃來(lái)劃分，而按產(chǎn)地區(qū)域來(lái)劃分可能會(huì)更加合理一些。
4．2 對(duì)PC2、PC3有較好聚類作用的解釋
4．3 未知樣預(yù)測(cè)結(jié)果
建立在74個(gè)已知樣本分類模型的基礎(chǔ)上，對(duì)11個(gè)未知樣進(jìn)行了預(yù)測(cè)，除9號(hào)樣未落入應(yīng)歸屬的區(qū)域外，其余樣本識(shí)別正確，識(shí)別率達(dá)90.9％。未知樣預(yù)測(cè)結(jié)果二維投影圖如圖5所示。預(yù)測(cè)結(jié)果表明，該法對(duì)山藥道地性的聚類和鑒別均具有一定的可行性和可靠性。
References
1王寶華，江佩芬，杜海燕，周心茹．北京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，1995，18（1）：67—68