全 文 ：• 1615 •中华中医药杂志(原中国医药学报)2011年7月第26 卷第7期 CJTCMP , July 2011, Vol . 26, No. 7
小鱼仙草微量元素含量的主成分和聚类分析
王薇，余陈欢，吴巧凤
（浙江中医药大学，杭州 310053）
摘要：目的：研究不同产地小鱼仙草微量元素的含量及分布特征。方法：采用ICP-OES法测定不同产地小鱼
仙草中各微量元素的含量，并采用主成分分析法和聚类分析法对测定结果进行特征分析。结果：经主成分分析得
4个主因子，其累计方差贡献率达95.03%。第一主因子的方差贡献率为41.19%，故确定其所对应的Mn、Cu、Zn和
Tl是小鱼仙草所含的特征元素。聚类分析将6个样品，基本按地域性聚为2组。结论：不同产地小鱼仙草的微量元
素呈明显的选择性累积和地域特征。
关键词：小鱼仙草；微量元素；聚类分析；主成分分析
基金资助：浙江省自然科学基金项目（No.Y2080313）
Analysis of trace elements in Mosla dianthera Maxim. based on principal component and
cluster analysis
WANG Wei, YU Chen-huan, WU Qiao-feng
( Zhejiang Chinese Medical University, Hangzhou 310053, China )
Abstract: Objective: To study the contents and distribution of trace elements in Mosla dianthera Maxim. gathered from
six habitats in Zhejiang. Methods: The trace elements of samples were determined by ICP-OES. The principal components analysis
and cluster analysis using SPSS 13.0 software were applied to evaluate characteristic elements. Results: The results showed that
Mn, Cu, Zn, and Tl were the characteristic elements in Mosla dianthera Maxim.. It also showed that the samples could be clustered
reasonably into two groups and the elemental distribution characteristics were related to the habitats of Mosla dianthera Maxim..
Conclusion: Trace elements in Mosla dianthera Maxim. were related to its cumulation and habitats.
Key words: Mosla dianthera Maxim.; Trace element; Cluster analysis; Principal component analysis
Fund assistance: Natural Science Foundation of Zhejiang Province (No.Y2080313)
通讯作者：吴巧凤，杭州市滨文路548号浙江中医药大学药学院食品与工程教研室，邮编：310053，电话：0571-86613605
E-mail：wqfyjm@sina.com
小鱼仙草（Mosla dianthera Maxim.）为唇形科石荠苧属1年
生草本植物，别名土荆芥、疏花荠苧、野香薷等。民间用全草入
药，其性温，味辛、苦，具有发汗解表、利湿化痰的功效，主治感
冒发热、扁桃体炎、中暑头痛、肾炎水肿和肺积水等症[1]。主要
分布于长江以南等省区，在江浙地区分布广泛，资源丰富。现代
研究表明，小鱼仙草全草含有挥发油和黄酮等成分[2]，其挥发油
主要含有百里香酚、β-丁香烯和芳樟醇等成分[3]；全草总黄酮
含量高达4.15%，具有较好的抗菌、抗炎和抗氧化活性[4]；其水
提液还具有抗细胞介导变态反应[5]等作用。但有关小鱼仙草微
量元素的研究国内外鲜有报道。
现代研究表明，微量元素是中药归经和药性物质基础的重
要组成部分，对中药的药理活性往往起着关键作用[6]，其含量
及分布特征不仅与种属分类、遗传特性等有关，还与环境、产
地有关。因此，鉴于同种药材含有相同的遗传特性，其从土壤中
吸取并积累在药材内的微量元素在种类及含量上具有一定的
规律，可以此作为药材鉴别的依据。本实验采用ICP-OES法测
定了不同产地小鱼仙草中微量元素的含量，并采用主成分分析
法和聚类分析法对测定结果进行特征分析，为小鱼仙草药材的
质量评价和临床应用提供依据。
材料
1. 药材 小鱼仙草分别采集于杭州植物园、龙坞、临安、富
阳、浦江和永康，经浙江中医药大学俞冰副教授鉴定为小鱼仙
草Mosla dianthera Maxim.的全草。
2. 仪器与试剂 IRIS/AP型电感耦合等离子体原子发射光
谱仪（美国Thermo Jarrell Ash公司）；BS110S电子分析天平（北
京赛多利斯天平有限公司）；Milli-Q超纯水系统（Millipore，
Bedford MA）。标准单元素溶液浓度均为100μg/mL，购于Merck，
批号：HC825498。所用试剂均为优级纯，实验用水为超纯水。
方法与结果
1. 供试品溶液的制备 小鱼仙草药材用自来水冲洗干
·研究报告·
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试剂的空白值，计算样品中各元素的含量。结果见表3。
5. 小鱼仙草微量元素的主成分分析及聚类分析 从表3测
定结果可知，不同产地的小鱼仙草中各微量元素的数据繁杂、
离散，需利用化学计量学中的主成分分析和模糊聚类方法进
行统计分析，因此，采用SPSS 13.0软件对原始数据进行标准
化处理后进行主成分分析，结果见表4－表5。表4反映了主成分
分析初始解对原有变量总体描述情况，如表4结果所示，总方差
的95％的贡献来自前4个主成分，即该4因子所建立的数学模型可
用于阐明整个实验95%的数据。将表4结果采用成分负荷矩阵和
方差极大法，对成分负荷矩阵旋转后，得主成分向量，即表5所
示结果。由表5结果可知，总方差接近41%的贡献来自第1主成分，
而第1主成分中Mn、Cu、Zn和Tl的载荷系数大于0.85，对第1主成
分贡献较大。因此，Mn、Cu、Zn和Tl是小鱼仙草中微量元素的特
征元素。
表1 小鱼仙草微量元素的回归方程及线性范围
元素
Co
Cr
Cu
Fe
Mn
Ni
Pb
Sr
Tl
Zn
检测波长（nm）
228.6
283.5
324.7
259.9
257.6
221.6
220.3
407.7
190.8
213.8
回归方程
Y=22563X+2.7790
Y=20187X+83.738
Y=17762X+401.11
Y=14821X+91.171
Y=131263X+117.41
Y=10729X+24.626
Y=3448.8X-48.676
Y=61060X+353.33
Y=1808.1X-14.926
Y=34096X+311.64
线性范围（μg/mL）
0－10
0－10
0－10
0－10
0－10
0－10
0－10
0－10
0－10
0－10
相关系数
0.9998
0.9999
0.9999
0.9999
0.9998
0.9998
0.9998
0.9992
0.9997
0.9996
表3 不同产地小鱼仙草中各微量元素的含量测定结果（n=3）
编号
1
2
3
4
5
6
产地
临安
富阳
永康
浦江
杭州
龙坞
Co
2.78
0.04
0.18
0.04
0.06
0.18
Cr
0.32
0.037
0.15
0.54
1.32
0.98
Tl
0.34
0.32
0.76
0.36
0.02
0.51
Sr
39.64
17.83
62.87
89.03
26.75
35.50
含量（μg/g）
Cu
18.71
18.17
28.64
35.96
11.01
20.44
Fe
162.6
167.39
161.59
257.19
178.49
323.79
Mn
168.98
68.30
423.48
158.34
17.98
212.14
Ni
4.65
4.46
2.16
11.73
1.63
4.85
Pb
-
0.38
2.49
-
2.23
3.28
Zn
31.51
29.23
77.50
37.76
18.64
56.98
表4 小鱼仙草微量元素的主成分分析特征值和方差贡献率
主成分数
1
2
3
4
5
特征根
4.119
2.527
2.093
0.764
0.497
贡献率(%)
41.192
25.272
20.932
7.639
4.965
累计贡献率(%)
41.192
66.464
87.396
95.035
100.000
净，双蒸水反复冲洗3次，晾干，置50℃烘箱中干燥24h，粉碎
过40目筛，继续干燥至恒重，置干燥器中备用。分别称取经
前处理后的不同产地小鱼仙草药材粉末，每个样品平行称取
3份，每份0.5000g，置50mL凯氏烧瓶中，加入8.0mL消化液
[V（HNO3）:V(HCLO4) =4:1]，静置过夜，加热回流消化至无
色透明，冷却，置50mL容量瓶中，加超纯水稀释至刻度[7]，摇
匀，作为供试品溶液，备用。取相同体积的消化液，同法消化，
制备空白溶液。
2 . 标准曲线的建立 仪器工作参数：检测器CID的低
波段（＜265nm）积分时间：15s；高波段（＞265nm）积分时
间：5s；进样蠕动泵转速：100r/min；进样雾化器氩气压力：
28psi；辅助气流量：1.0L/min；高频发生器功率：1 500W；样
品冲洗时间：5s；测定波长范围：193.7-407.7nm。依次将仪
器的进样管插入各个浓度的混合标准品溶液中进行测定，以
每一浓度测得的3次读数的平均值为纵坐标，相应元素标准
溶液浓度为横坐标，作标准曲线，确定其相关系数及线性范
围，结果见表1。
3. 回收率实验 为了验证该方法的准确度和可靠性，对小
鱼仙草微量元素测定样品进行加标回收实验，平均加标5份，结
果见表2。
4. 样品中微量元素的测定 依次将仪器的进样管插入样品
溶液中，平行测定。从标准曲线上计算得相应的浓度，扣除相应
表2 小鱼仙草微量元素的回收率实验结果（n=5）
元素
Co
Cr
Cu
Fe
Mn
Ni
Pb
Sr
Tl
Zn
加标值（μg/mL）
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00
测定平均值（μg/mL）
10.89
9.52
10.34
9.78
9.57
9.75
9.16
10.62
10.23
9.89
回收率（%）
108.90
95.20
103.40
95.62
95.71
97.50
91.61
106.20
102.30
98.90
RSD（%）
1.7
0.4
1.8
2.3
0.5
0.8
2.1
3.3
3.1
1.5
• 1617 •中华中医药杂志(原中国医药学报)2011年7月第26 卷第7期 CJTCMP , July 2011, Vol . 26, No. 7
6. 聚类分析 将特征元素的标准化处理结果以平方欧氏
距离为度量准则，以类平均为组群合并准则，采用SPSS 13.0
软件对表2结果进行系统聚类分析。结果见图1。由图1可知，6
个小鱼仙草样品被聚为2组。第1组为临安产（1）、富阳产（2）
和杭州产（5）的小鱼仙草样品，均来源于杭州及其周边地区；
第2组为永康产（3）、龙坞产（6）和浦江产（4）的小鱼仙草样
品，除（4）外，（3）和（6）在地域性上也较为接近，总合格率为
83.3％。提示小鱼仙草中微量元素分布呈一定的地域性。
的可观测指标去刻画每一个个体。聚类分析是采用谱系聚类方
法，将一批物体或变量按照它们在性质上亲疏远近的程度进行
分类，体现数据内在的规律性。
通过对不同产地小鱼仙草中各微量元素含量结果的统计
分析，结果，经主成分分析表明Mn、Cu、Zn和Tl是小鱼仙草中
的特征元素。以微量元素含量为指标，采用聚类分析对其进行
分类，可将小鱼仙草按地域区分，总符合率达83.3%，可为小鱼
仙草的资源开发和质量控制研究提供依据。
2. 土壤-植物系统是土壤圈和生物圈的基本结构单元。不
同的植物对土壤中不同的金属元素具有特定的选择性吸收规
律。Peng等[9]研究发现，小鱼仙草同属植物石香薷对Cu、Zn等
重金属具有较强的耐性，对土壤中的这些金属元素有特定的累
积吸附能力。本实验采用ICP-OES法对不同产地小鱼仙草中各
微量元素含量进行测定，并对测定结果进行主成分分析，结果
发现，Cu、Zn是小鱼仙草的特征元素之一。证明小鱼仙草可能
对Cu、Zn金属元素亦具有特定的累积吸附特征，其具体的富集
机制尚有待进一步研究。
参 考 文 献
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[2] 林文群,曾碧榕,陈忠.小鱼仙草化学成分及资源开发利用研
究.广西植物,24(1):55-60
LIN Wen-qun,ZENG Bi-rong,CHEN Zhong.Chemical constituents
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成分及抑菌作用的研究.福建师范大学学报(自然科学
版),2006,22(1):101-106
WU Cui-ping,LIN Qing-qiang,CHEN Mi-yu,et al.Studies on the
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Study on Eight Trace Elements in Twelve Flower Medicines.
表5 小鱼仙草微量元素的主成分向量
元素
Co
Cr
Cu
Fe
Mn
Ni
Pb
Sr
Tl
Zn
Z1
-0.1485
-0.4664
0.8677
0.2587
0.8844
0.3544
0.1173
0.7474
0.9062
0.8708
Z2
0.2719
-0.3229
0.4442
-0.0731
-0.3412
0.8032
-0.9306
0.4478
-0.2928
-0.4821
Z3
-0.5865
0.7101
0.1812
0.8299
-0.2664
0.4521
0.3370
0.2645
-0.2404
-0.0823
Z4
0.7475
0.2563
-0.1005
0.3228
0.1204
0.0603
0.0478
0.0360
0.0462
0.0367
主成分
公因子方差
0.9986
0.8918
0.9932
0.8652
0.9841
0.9788
0.9957
0.8304
0.9668
0.9989
讨论
1. 微量元素是中药药效物质基础之一，对中药的质量控制
和中药药理药效研究起着至关重要的作用。但由于药物中各微
量元素的含量数据庞杂、离散，因此要对不同或同种中药的相
似性进行统计比较，从含量数据上很难说明问题，而单纯以某
一元素的含量与功能作用作为评价指标亦不能体现中医用药的
整体规律。
化学计量学则在处理来自光谱、质谱等分析方法所获得的
庞大数据中具有显著的优势，其中主成分和聚类分析更是数据
处理的强有力的工具，已成功应用于化学、环境、药物与临床医
学等领域[8]。主成分分析是一种将多个变量化为少数几个综合
新变量的多元统计分析方法，通过将数据降维，以排除众多化
学信息共存中相互重叠的信息，从中提取出一些潜在的综合性
指标（即主成分），用这不多的几项综合性指标替代原来较多
注：1.临安，2.富阳，3.永康，4.浦江，5.杭州，6.龙坞。
图1 小鱼仙草中微量元素的聚类分析谱系图
0 5 10 15 20 25
标距
1
2
5
3
6
4
• 1618 • 中华中医药杂志(原中国医药学报)2011年7月第26卷第7期 CJTCMP , July 2011, Vol . 26, No. 7
Spectroscopy and Spectral Analysis,2009,29(7):74-76
[7] 王筱寅,罗江燕,张蓓,等.4种含重金属矿物中成药中酸可
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WANG Xiao-yin,LUO Jiang-yan,ZHANG Bei,et al.Determination
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of EDTA addition.Journal of Zhejiang University Science,2005,6(6):
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（收稿日期：2010年6月23日）
针刺对多发梗塞性痴呆大鼠海马NF-κB和IκB
表达的影响
刘存志1，石广霞1，管莉萍2，李祖光3，杨肖敏2
（1首都医科大学附属北京中医医院，北京 100010；2天津中医药大学，天津 300193；3天津中医药大学
附属南开中医院，天津 300102）
摘要：目的：观察针刺对多发梗塞性痴呆大鼠海马NF-κB和IκB蛋白表达的影响，探讨针刺治疗多发梗塞性
痴呆的作用机制。方法：通过栓子注入法制作多发梗塞性痴呆模型，造模成功大鼠随机分为模型组、针刺组和
非穴组，并设正常组和假手术组。针刺处理3周后，运用免疫组化方法分析海马NF-κB和IκB的蛋白表达水平。结
果：与正常组相比，模型组海马NF-κB及IκB蛋白表达显著升高。同时，针刺组大鼠海马NF-κB、IκB蛋白表达水
平明显高于模型组。结论：针刺能够增强多发梗塞性痴呆大鼠海马NF-κB、IκB的蛋白表达水平，发挥神经保护作
用，改善痴呆动物的学习记忆能力。
关键词：针刺；多发梗塞性痴呆；大鼠；核转录因子-κB；抑制核转录因子κB
基金资助：教育部新世纪优秀人才支持计划（No.NCET-09-0007），北京市科技新星计划（No.2009B46）
Effect of acupuncture on expression of NF-κB and IκB in cerebral multi-infarction rats
LIU Cun-zhi1, SHI Guang-xia1, GUAN Li-ping2, LI Zu-guang3, YANG Xiao-min2
（1Beijing Hospital of Traditional Chinese Medicine Affi liated to Capital Medical University, Beijing 100010, China;
2Tianjin College of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193, China; 3Tianjin Nankai Hospital of
Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300102, China）
Abstract: Objective: To observe the infl uence of acupuncture on the protein expression of nuclear factor-κB (NF-κB)
and inhibitor nuclear factor-kappa B (IκB) in hippocampus of multi-infarct dementia (MID) rats and explore the mechanism of
acupuncture on MID. Method: The model of MID in rats was made by injecting homogeneous emboli into the internal carotid
artery. The MID rats were randomly divided into model, acupuncture and sham-acupuncture groups. Meanwhile, normal and
sham-operated rats were used as control. The protein expression levels of NF-κB and IκB in hippocampus of all rats were
evaluated by immunohistochemistry method following a three-week period of acupunctural treatment. Result: A significant
increase in the protein expression of NF-κB was observed in hippocampus of rats in model group when compared with normal rats.
Meanwhile, signifi cant increases in the protein expression of NF-κB and IκB were found in hippocampus of rats in the acupuncture
通讯作者：刘存志，北京市东城区美术馆后街23号首都医科大学附属北京中医医院针灸中心，邮编：100010，电话：010-52176905
E-mail：lcz623780@126.com
·研究报告·