全 文 ：收稿日期:2006-11-23
作者简介:巨占云(1980-),女 ,青海民族学院化学系 2005 级物
理化学硕士研究生。
青海野生椭圆叶花锚微量元素分析
巨占云 ,吴启勋
(青海民族学院化学系 ,西宁　810007)
摘要:通过主成分分析算法 ,对青海不同地区野生椭圆叶花锚必需微量元素 ,如铜 、锌 、铁 、钴 、锰 、镍等含量进
行主成分分析和综合评价。获得 3 个主成分及相应的主成分方程 。仅从微量元素作用机理看 ,平安峡群的野
生椭圆叶花锚中微量元素含量最佳 , 为优质首选药材 ,进一步说明了微量元素是决定中药功效的主要因素之
一。揭示了微量元素含量和中药功效之间存在的相关性 。
关键词:主成分分析;微量元素;野生椭圆叶花锚
中图分类号:O6-051　文献标识码:A　文章编号:1005-5320(2007)04-0024-02
The Analysis of Trace Elemental in Wild Halenia ell ipitica D.Don in Qjinghai Provice
JUZhan-yun , WUQi-xun
(Dept.of Chemistry , Institute for QingHai Nationality , Xining 810007 ,China)
Abstract:By using principal components analysis algorithm , the study on the values of essential six trace elements as copper , zinc , iron ,
manganese , cobalt and nickel , in WildHalenia ellipitica from several different regions in QingHai.Four principal components and their e-
quations are obtained.It was cer tified that the amount of trace elements is one of the main factors determining the efficiency in Chinese
medicinal herbs for treating ex terior syndromes.There is a significant correlation between the efficiency and the amount of the trace ele-
ments in Chinese medicinal herbs.
Key Words:principal component analysis;trace element;wild Halenia ellipitica D.Don
1　引　言
主成分分析是一种多元统计方法 ,在以微量元
素为变量的植物样本中 ,可以使用主成分分析法对
变量进行压缩 ,用少量几个主成分代替原变量 ,计算
出主成分值并绘制主成分图 ,据此对植物按微量元
素含量特点进行分类 ,从而从大量庞杂无序的原始
测量数据中揭示出植物间微量元素含量带本质性的
规律和内在联系 。
龙胆科植物椭圆叶花锚 ,分布于青藏高原 ,是一
种常用藏药 ,又称“藏茵陈” 。民间全草用药 ,甘苦 、
寒 、清热解毒 ,凉血止血 ,治肝炎 ,脉管炎 ,外伤出血 。
对慢性胆囊炎和急性黄疸型肝炎有明显的疗效[ 1] 。
微量元素是沟通动物和植物信息的桥梁 ,是决定中
药四性的主要因素之一[ 2] ,故研究中药中的微量元
素是揭开中药药性机理途径之一。本文通过主成分
分析法 ,对青海不同地区花果期野生椭圆叶花锚全
植株中铜 、锌 、铁 、钴 、锰 、镍等微量元素含量进行分
析和综合评价 ,得出野生椭圆叶花锚在不同地区微
量元素含量有很大差异 ,对于选取优质药材具有指
导意义 。综合评价进一步说明了微量元素是决定中
药功效的主要因素之一 。揭示了微量元素含量和中
药功效之间存在的相关性。
2　主成分算法步骤及计算结果
青海省不同地区花果期野生椭圆叶花锚全植株
中 ,铜 、锌 、铁 、钴 、锰 、镍等微量元素含量见表 1[ 3] 。
应用 MATLAB 语言编制程序进行主成分分析计
算 。
表 1　青海省野生椭圆叶花锚全植株微量元素含量(占干重μg/g)
地区 Cu Zn Fe M n Co Ni
大通黑泉 17.76 86.45 426.5 51.89 2.927 5.604
湟源大黑沟 23.52 116.8 345.2 34.3 0.957 4.96
平安峡群 23.7 92.61 375.2 67.88 1.396 6.648
湟中群加 16.56 43.86 269.9 28.92 5.356 3.763
黄南同仁 16.45 59.01 281.2 27.51 1.435 3.674
2.1　数据预处理
对原始数据进行标准化处理 。即对同一变量减
去其均值 ,再除以标准差 ,以消除原始数据之间的量
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纲影响 ,使标准化后的数据具备可比性 ,并遵从正态
分布规律 N (0 ,1)。
2.2　特征值 、方差贡献率及主成分方程
特征值 、方差贡献率运算结果见表 2 。根据主
成分分析原理知 ,主成分个数应取 3(方差贡献率为
94.6569%大于 85%), 即 3 个主成分代 表了
94.6569%的信息。则主成分载荷系数数据见表 3 ,
主成分方程为:
f1=0.4157x1 +0.4287x2 +0.4034x3 +0.4067x4 -
0.3186x5+0.4628x 6
f2=-0.3127x1 -0.3514x2 +0.3572x 3+0.4599x4
+0.5921x5+0.2983x6
f3=0.5991x1 -0.2342x2 -0.6413x3 +0.2630x4 +
0.2644x5+0.1895x 6
表 2　特征值 、方差贡献率及累计贡献率
特征值 百分率(%) 累计贡献率(%)
4.1081 68.4681 68.4681
1.1527 19.2112 87.6793
0.4187 6.9776 94.6569
0.3206 5.3431 100
0 0 100
0 0 100
表 3　主成分载荷系数
微量元素 主成分载荷系数主成分 1 主成分 2 主成分 3
Cu 0.4152 -0.3127 0.5991
Zn 0.4287 -0.3514 -0.2342
Fe 0.4034 0.3572 -0.6413
Mn 0.4067 0.4599 0.2630
Co -0.3186 0.5921 0.2644
Ni 0.4628 0.2983 0.1895
表 4　主成分得分及排名
地区 主成分得分
F1 F2 F3
主成分
总得分 排名
大通黑泉 0.8159 1.1348 -0.8795 -5.3598 5
湟源大黑沟 1.1134 -1.4316 -0.0487 0.1473 3
平安峡群 2.2863 0.4454 0.7101 6.6055 1
湟中群加 -2.5627 0.6551 0.5397 2.1366 2
黄南同仁 -1.6529 -0.8037 -0.3215 -3.5296 4
2.3　主成分得分及排名
按主成分方程计算不同地区野生椭圆叶花锚的
主成分得分 ,计算结果见表 4。
主成分总得分=΢第 i个主成分得分×第 i个
主成分贡献率 ,计算结果列于表 4中 ,并排名。
3　主成分解析
主成分分析的中心目的是将数据降维 ,以排除
众多化学信息共存中相互重叠的信息 。
3.1　主成分意义
根据表 3知 ,第一主成分在各元素上的载荷系
数相差不大 ,其中 Co 为负相关 ,其他均为正相关。
说明该主成分为微量元素总含量主因子。第二主成
分在 Co 元素上有较大的载荷系数 ,且为正相关 ,可
视为 Co 含量主因子 。第三个主成分在 Cu 、Fe上有
较大载荷 ,Cu 为正相关而 Fe 为负相关。说明这两
种元素之间具有拮抗性相互作用 ,可称为微量相关
主因子 。
3.2　主成分综合评价
由主成分得分和排名可知 ,在青海五个地区中 ,
平安峡群的野生椭圆叶花锚微量元素含量最佳 ,其
次为湟中群加 ,微量元素含量最差的为大通黑泉的
野生椭圆叶花锚。
必需微量元素是人体代谢和健康生存不可缺少
的 。Mn 、Fe与刺激红细胞生成素和促进造血功能
有关 ,Cu 参与超氧化物歧化酶的形成对机体有解毒
作用 ,Zn是参与免疫功能的重要元素 ,对免疫功能
具有营养和调节作用 ,还可以参与防衰老抗癌肿 ,被
誉为“生命的火花”[ 5] 。而椭圆叶花锚主要的药效
功能为提高机体免疫力 ,清热解毒 ,进一步说明了微
量元素是决定中药功效的主要因素之一。
参考文献:
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[3] 李天才.青海野生椭圆叶花锚中微量元素特征[ J] .现代
中药研究与实践 , 2006 ,20(3):50-51.
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