全 文 ：主成分分析法用于甘肃黄芩水煎液的研究
迟 栋
（南阳医学高等专科学院，河南 南阳４７３０００）
摘 要：目的：采用主成分分析法与指纹图谱技术结合对甘肃黄芩水煎液进行综合评价。方法：采用
ＨＰＬＣ指纹图谱技术提取甘肃黄芩水煎液的共有模式，选取共有峰，并以此为变量因子进行主成分分
析，达到降维的综合分析目的。结果：主成分分析法对甘肃黄芩水煎液的总体评价客观合理。结论：主
成分分析技术应用于甘肃黄芩水煎液的质量控制，方便，快捷，也可作为其质量控制手段。
关键词：甘肃黄芩；主成分分析法；质量控制
中图分类号：Ｒ２８４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３－２１９７（２０１２）０３－００４８－０３
收稿日期：２０１２－０１－１４
作者简介：迟栋（１９８４－），硕士，南阳医学高等专科学院讲师，研究方向为中药有效成分质量标准。
Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｓ．Ｒｅｈｄｅｒｉａｎａ Ｄｉｅｌｓ Ｄｅｃｏｃｔｉｏｎ
Ｃｈｉ Ｄｏｎｇ
（ＮａｎｙａｎｇＭｅｄｉｃａｌ Ｃｏｌｅｇｅ，Ｈｅｎａｎ ４７３０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：Ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓ．ｒｅｈｄｅｒｉ－
ａｎａ Ｄｉｅｌｓ ｄｅｃｏｃｔｉｏｎ ｔｏ ｍａｋｅ ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ．Ｍｅｔｈｏｄｓ：Ｔｈｅ ＨＰＬＣ ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｓｌｉｃｅｓ ｔｏｔａｌ ｍｏｄｅ，ｓｅ－
ｌｅｃｔ ｔｈｅ ｐｅａｋｓ，ａｎｄ ｕｓｅ ｉｔ ａｓ ｔｈｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｒｅ－
ｄｕｃｔｉｏｎ ｐｕｒｐｏｓｅｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ：Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｋｕｌｃａｐ ｏｆ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．
Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｓ．ｒｅｈｄｅｒｉａｎａ Ｄｉｅｌｓ ｄｅｃｏｃｔｉｏｎ，ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ，ｆａｓｔ，ａｎｄ ａｌｓｏ
ａｓ ａ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｌｉｃｅｓ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｓ．ｒｅｈｄｅｒｉａｎａ Ｄｉｅｌｓ；Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ；Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ
甘肃黄芩［１］为唇形科植物黄芩Ｓ．ｒｅｈｄｅｒｉａｎａ Ｄｉｅｌｓ的
干燥根，其味苦，性寒，归肺、胆、肝、胃、大肠、小肠经，有清
热凉血、燥湿解毒、止血安胎等功效，主治温热病、上呼吸道
感染、肺热咳嗽、湿热黄胆、肺炎、痢疾、咳血、目赤、胎动不
安、高血压、痈肿疖疮等症。本实验采用主成分法对甘肃黄
芩进行分析，通过建立不同产地甘肃黄芩的指纹图谱，并找
出各图谱之间的数据联系，从而准确的得到其信息。
１ 甘肃黄芩水煎液指纹图谱的建立［２］
１．１ 仪器、试剂和药品
美国 Ｗａｔｅｒｓ６００型高效液相色谱仪；Ｗａｔｅｒｓ２４８７型紫
外－可见分先检测器；Ｅｍｐｏｗｅｒ色谱工作站。黄芩苷对照
品（中国药品生物制品定所，批号：１１０７１５－２００５１４）；黄芩
素（中国药品生物制品定所，批号：１１１５９５－２００４０２）；甲醇
为色谱醇，超纯水，其余试剂均为分析纯。
甘肃黄芩采自甘
器抑制肝癌ＳＭＭＣ－７７２１细胞生长，促进其凋亡的作用。其
机制可能为中药当归和红芪对于肝癌细胞接受辐射具有一
定的增强作用；同时可以激活ｃａｓｐａｓｅ－３的活性，进一步促
进细胞凋亡，从而达到杀灭肿瘤细胞的作用。
参考文献：
［１］ 范颖，陈信义．当归补血汤的实验研究进展［Ｊ］．中医药学刊，
２００６，２４（９）：１６４３－１６４６．
［２］ ＨＵＳＳＡＩＮ ＲＦ，ＮＯＵＲＩ ＡＭＥ，ＯＬＩＶＥＲ ＲＴＤ．Ａ ｎｅｗ ａｐ－
ｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｃｙｔｏｔｏｘｉｃｉｔｙ ｕｓｉｎｇ ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃ ａｓ－
ｓａｙ［Ｊ］．Ｊ Ｉｍｍｕｎｏｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ，１９９３，１（６）：８９－９６．
［３］ ＳｈｉＹ．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｃａｓｐａｓｅ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ
ａｐ－ｏｐｔｏｓｉｓ［Ｊ］．ＭｏｌＣｅｌ，２００２，９（３）：４５９－４７０．
［４］ 牛艳，张羽飞．黄芪总苷对人肺癌Ａ５４９细胞增殖及凋亡的影
响［Ｊ］．牡丹江医学院学报，２００８，３（２９）：１６－１８．
［５］ 来茂德．医学分子生物学［Ｍ］．北京：人民卫生出版社，１９９９：
４０－８２．
［６］ ＢＬＡＧＯＳＫＬＯＮＮＹ ＭＶ．Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｔｏ ｅｎｆｏｒｃｅ
ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃｅｌ ｄｅａｔｈ ｉｎ ｃａｎｃｅｒ ｃｅｌｓ［Ｊ］．Ｏｎｃｏｇｅｎｅ，２００４，２３９
（１６）：２９６７－２９７５．
（责任编辑：姜付平）
—８４—
肃省华亭县等１０个地区，药材样品由南阳医学高等专科学
校吴立明教授鉴定为Ｓ．ｒｅｈｄｅｒｉａｎａ Ｄｉｅｌｓ的干燥根。取甘
肃黄芩１０批，具体如表１。
表１ 甘肃黄芩来源
甘肃黄芩 产地 甘肃黄芩 产地
Ｓ１ 甘肃和政县 Ｓ６ 甘肃华亭县
Ｓ２ 甘肃和政县 Ｓ７ 甘肃陇西县
Ｓ３ 甘肃和政县 Ｓ８ 甘肃陇西县
Ｓ４ 甘肃华亭县 Ｓ９ 宁夏固原县
Ｓ５ 甘肃华亭县 Ｓ１０ 宁夏固原县
１．２ 方法与结果
１．２．１ 色谱条件
色谱柱为Ｓｕｎｆｉｒｅ Ｃ１８（１５０ｍｍ×４．６ｍｍ，５μｍ）；流动
相为甲醇－０．８５％磷酸水溶液（４０∶６０）；柱温：４０℃；流速：
１．０ｍＬ／ｍｉｎ；进样量：２０μＬ；检测波长：２８０ｎｍ；检测时间：
８０ｍｉｎ。
１．２．２ 供试品的制备
取样品１００ｇ，在８０℃的环境下干燥至恒重，粉碎过筛
（６０目）。加水，煎煮２次，先加入１０倍量的水，煎煮２ｈ，再
加入８倍量的水煎煮２ｈ。水浴蒸干（９６℃），得到样品干膏。
取０．１ｇ干膏粉，加入１０ｍＬ甲醇，离心（３ ０００ｒ／ｍｉｎ）１０ｍｉｎ，
取上清液至２０ｍＬ容量瓶中，超声处理１０ｍｉｎ，用甲醇定容
至刻度，摇匀，过０．４５μｍ微孔滤膜，备用。
１．２．３ 对照品的制备
分别精密称取黄芩苷和黄芩素各０．１ｍｇ，置１０ｍＬ容量
瓶中，用甲醇定容，摇匀，备用。
在此色谱条件下，甘肃黄芩的所有组分在８０ｍｉｎ内被
检测出来，且各组分能较好地分离开来。
１．３ 方法学考察
１．３．２ 精密度试验
按样品制备方法制备供试品溶液，连续进样５次，测定
各共有峰峰面积的积分值，ＲＳＤ均小于３％，其说明精密度
良好。
１．３．２ 稳定性试验
按样品制备方法制备供试品溶液，在０、６、１２、１８、２４ｈ
进样分析，测定各共有峰的峰面积，ＲＳＤ均小于３％，表明样
品在２４ｈ内稳定。
１．３．３ 重现性试验
取同一批甘肃黄芩水煎液，按样品制备方法制备供试
品溶液５份，测定 ＨＰＬＣ色谱图，结果各共有峰相对峰面积
的ＲＳＤ小于３％，表明方法重现性良好。
１．４ 样品测定
按“１．２．２”中的样品制备方法制备供试品１０批，建立
甘肃黄芩水煎液的指纹图谱 （见图１）。确立了９个共有峰，
且各共有峰的相对峰面积的ＲＳＤ匀小于３％。
２ 甘肃黄芩水煎液质量的综合评价
采用指纹图谱软件（２００４药典版），提取到共９个共有
峰（如图１），其共有峰的相对保留时间 ＲＳＤ％值均小于
３．０％。选取甘肃黄芩共有模式中９个共有峰的峰面积作
为变量，进行综合分析，其分析适用性结果见表２。
图１ 甘肃黄芩水煎液指纹图谱
表２ ＫＭＯ及球形对称检验
项目 数值
ＫＭＯ检验样品容量值 ０．７８２
Ｂａｒｔｌｅｔｔ球形对称检验 ２０８．３０３
因子分析是指研究从变量群中提取共性因子的统计技
术。ＫＭＯ（Ｋａｉｓｅｒ－Ｍｅｙｅｒ－Ｏｌｋｉｎ）检验统计量是用于比较变
量间简单相关系数和偏相关系数的指标。Ｂａｒｔｌｅｔｔ球形检
验是用于检验数据的分布，以及各个变量间的独立情况。
由表２检验结果可以看出：ＫＭＯ检验统计量为０．７８２＞
０．７，说明各变量间信息的重叠程度较高，可以做因子分析；
Ｂａｒｔｌｅｔｔ球形对称检验拒绝各变量间独立的假设，即变量间
具有较强的相关性，适合做因子分析。
变量共同度反映了所用公共因子对该原变量的方差的
解释程度。采用主成分分析法计算因子载荷矩阵，由表３所
示的变量共同度可知：９个变量的因子提取程度都在０．７以
上，说明因子分析效果较好，反映了原形７０％以上的信息。
表３ 变量共同度信息
初始值 因子抽取程度
Ｘ１ １．０００ ０．８０９
Ｘ２ １．０００ ０．８３５
Ｘ３ １．０００ ０．７２５
Ｘ４ １．０００ ０．７６０
Ｘ５ １．０００ ０．８３９
Ｘ６ １．０００ ０．８６４
Ｘ７ １．０００ ０．７５５
Ｘ８ １．０００ ０．８１７
Ｘ９ １．０００ ０．７９１
结合方差累计贡献率综合表（表４），用ＳＰＳＳ软件提取
了四个主成分。且该主成分的抽取因子符合程度的累计值
达到８８．８８９％，与碎石图（见图２）分析结果相符，因此这四
个主成分就可以代表饮片整体的质量水平。
图２ 碎石结果
—９４—
表４ 方差累计贡献率综合
组分
初始特征值
合计 差异率（％） 积累值（％）
抽取因子负荷程度
合计 差异率（％） 积累值（％）
１ ２．９７８ ３３．０８７ ３３．０８７ ２．９７８ ３３．０８７ ３３．０８７
２ ２．２３８ ２４．８７２ ５７．９５９ ２．２３８ ２４．８７２ ５７．９５９
３ １．６８１ １８．６７７ ７６．６３６ １．６８１ １８．６７７ ７６．６３６
４ １．１０３ １２．２５３ ８８．８８９ １．１０３ １２．２５３ ８８．８８９
５ ０．４４９ ４．９８４ ９３．８７３
６ ０．３６７ ４．０７６ ９７．９４９
７ ０．１５６ １．７３５ ９９．６８４
８ ０．０２８ ０．３０９ ９９．９９３
９ ０．００１ ０．００７ １００．０００
由系数矩阵（表５）可以将提取的４个公因子（Ｆ１，Ｆ２，
Ｆ３，Ｆ４）表示为９个因子的线性方程形式，方程表达式如下：
Ｆ１＝０．１５８Ｘ１＋０．１１４Ｘ２－０．２４０Ｘ３－０．１１７Ｘ４＋０．２５５
Ｘ５＋０．０３３Ｘ６＋０．２５９Ｘ７＋０．２９７Ｘ８－０．０７３Ｘ９
Ｆ２＝０．０９２Ｘ１＋０．２０９Ｘ２＋０．２８２Ｘ３＋０．３３２Ｘ４＋０．２６２
Ｘ５－０．００９Ｘ６＋０．１４４Ｘ７－０．０３８Ｘ８＋０．３３７Ｘ９
Ｆ３＝－０．１６９Ｘ１＋０．４３４Ｘ２－０．１０３Ｘ３－０．０４７Ｘ４＋
０．０３１Ｘ５＋０．５５８Ｘ６－０．１１０Ｘ７－０．１８９Ｘ８－０．０７３Ｘ９
Ｆ４＝０．６６６Ｘ１＋０．０８４Ｘ２－０．１０４Ｘ３＋０．４１５Ｘ４－０．０４１
Ｘ５＋０．０１３Ｘ６－０．３４１Ｘ７－０．０６９Ｘ８－０．３８７Ｘ９
４个公因子分别从不同方面反映了甘肃黄芩质量的总
体水平，但单独使用某一因子不能很好地用于甘肃黄芩的
评价，因此，按各个因子对应的方差贡献率为权数计算综合
统计量。
Ｆ＝λ１／（λ１＋λ２＋λ３＋λ４）Ｆ１＋λ２／（λ１＋λ２＋λ３＋λ４）
Ｆ２＋λ３／（λ１＋λ２＋λ３＋λ４）＋λ４／（λ１＋λ２＋λ３＋λ４）
本例中λ１＝２．９７８，λ２＝２．２３８，λ３＝１．６８１，λ４＝１．１０３，
代入方程得：
Ｆ＝０．３７２Ｆ１＋０．２８０Ｆ２＋０．２１０Ｆ３＋０．１３８Ｆ４
表５ 因子共同度及公因子得分系数矩阵
组分
因子矩阵
１ ２ ３ ４
因子得分系数矩阵
１ ２ ３ ４
Ｘ１ ０．４７０ ０．２０７ －０．２８４ ０．７３４ ０．１５８ ０．０９２ －０．１６９ ０．６６６
Ｘ２ ０．３３９ ０．４６７ ０．７２９ ０．０９３ ０．１１４ ０．２０９ ０．４３４ ０．０８４
Ｘ３ －０．７１３ ０．６３１ －０．１７４ －０．１１５ －０．２４０ ０．２８２ －０．１０３ －０．１０４
Ｘ４ －０．３４９ ０．７４３ －０．０７９ ０．４５８ －０．１１７ ０．３３２ －０．０４７ ０．４１５
Ｘ５ ０．７５９ ０．５８８ ０．０５２ －０．０４５ ０．２５５ ０．２６２ ０．０３１ －０．０４１
Ｘ６ ０．１００ －０．０２０ ０．９３８ ０．０１４ ０．０３３ －０．００９ ０．５５８ ０．０１３
Ｘ７ ０．７７３ ０．３２３ －０．１８５ －０．３７６ ０．２５９ ０．１４４ －０．１１０ －０．３４１
Ｘ８ ０．８８４ －０．０８５ －０．３１８ －０．０７６ ０．２９７ －０．０３８ －０．１８９ －０．０６９
Ｘ９ －０．２１６ ０．７５４ －０．１２２ －０．４２７ －０．０７３ ０．３３７ －０．０７３ －０．３８７
对Ｆ值进行排序，其结果也是对甘肃黄芩质量综合评
价的结果，见表６。由表６可见综合主成分Ｆ得分越高，样
品质量越好，可见８号样品的质量最优。
表６ 综合主成分评价结果
样品编号 Ｆ值 优劣排序
Ｓ１ ０．９６０４ ５
Ｓ２ ０．７１６９ ７
Ｓ３ ０．８４１１ ６
Ｓ４ ０．３１９８ １０
Ｓ５ ０．５６２０ ８
Ｓ６ ０．４９５７ ９
Ｓ７ １．３４８ ２
Ｓ８ １．６０４ １
Ｓ９ １．１１９ ３
Ｓ１０ ０．９１３ ４
４ 讨论
利用中药色谱指纹图谱相似度评价系统软件（２００４药
典版），对所得的甘肃黄芩水煎液指纹图谱全谱进行相似度
计算（中位数法），结果见表７。从结果可以看出，以对照药
材为标准，８号、７号样品的相似度与对照药材最相似，这个
与我们使用的主成分分析法评价的结果是一致的。由此可
见，综合主成分评价方法可以用于中药质量的评价。
表７ 共有峰相对保留时间相似度分析
Ｓ０ Ｓ１ Ｓ２ Ｓ３ Ｓ４ Ｓ５ Ｓ６ Ｓ７ Ｓ８ Ｓ９ Ｓ１０
Ｓ０ １ ０．９８１ ０．９７０ ０．９７７ ０．９２８ ０．９６２ ０．９３４ ０．９９５ ０．９９７ ０．９９１ ０．９８６
参考文献：
［１］ 国家药典委员会．中华人民共和国药典［Ｍ］．北京：化学工业
出版社，２００５：２１１－２１２．
［２］ 迟栋，彭晓霞，陈辉，等．ＨＰＬＣ研究甘肃黄芩水煎液指纹图
谱［Ｊ］．甘肃中医学院学报，２００９，２６（３）：３９－４２．
（责任编辑：姜付平）
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