全 文 ：百蕊草矿质元素含量测定和主成分分析
罗夫来! 郭巧生!
南京农业大学 中药材研究所! 江苏 南京 +$$*#
摘要#!目的$测定百蕊草矿质元素含量$分析百蕊草特征元素及评价药材质量) 方法$运用 :质元素含量$用主成分分析法对百蕊草特征元素和药材质量进行分析和评价) 结果$百蕊草含有 % 种以上矿质元素) 其中铁
!QM$锌!]2$铜!!c$钠!;B$镁!9D等 种为人体必需宏量元素) R$9D$92$]2$92和]2均在 $$

D*D
f左右$9D高达 (*(d$$$ g) )%d%+

D*D
f
) 对人体有益元素QM也较高! m$$

D*D
f
) 主
成分分析发现$选择 & 个因子!D

$D
+
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)
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&
即可对百蕊草药材进行综合评价) 其综合评价函数为 Dj$d&&& %%D

k
$d+)% %D
+
k$d#% +(D
)
k$d$ +&D
&
) 不同居群百蕊草药材的综合评价得分在 $d(* g$d#+%$ ]2$F$c$4S$QM$关键词#!百蕊草+矿质元素+主成分分析
稿件编号#!+$$*$+*$$#
基金项目#!国家科技基础条件平台项目!+$$Xc4+$$$
通 信 作 者 # !! 郭 巧 生$ PMS# ! $+ (&)*#*$ I50BNS# DbU3
21BLdMJLd.2
!!百蕊草来源于檀香科植物百蕊草 =>9?-*+
A>-)9)?9PLC.Yd的干燥全草.5+/ $为民间常用中草药$
具有清热解毒$补肾涩精之功效) 多用于治疗急性
乳腺炎$上呼吸道感染$肺炎$淋巴结结核等疾
病.)/ ) 现代科学研究已经证明特定状态的矿质元
素是维持健康和防病治病的必要条件之一) 中医药
是世界上最早发现矿质元素与疾病的关系$并使用
含有矿质元素的药物对疾病进行治疗的医药体
系.&/ ) 中药是一个包括有机成分%矿质元素成分及
其配合物成分的复杂体系./ $矿质元素是中药归经
和药性物质基础的重要组成部分$其特点是数量小$
功能作用大$研究发现$中药中的矿质元素经常是有
机成分的中心原子$对中药的药效和结构分析具有
重要作用.#/ $且对许多生物分子的活性往往起着关
键调控作用) 矿质元素是影响百蕊草生长发育%产
量和质量的重要因素$目前对于百蕊草的研究尚不
够深入$主要集中在生物学和化学成分等方面.%/ $
特别是关于百蕊草成分研究都是侧重于有机成分$
关于百蕊草矿质元素含量研究未见报导)
为了进一步研究百蕊草的药用价值$本文用
:并用主成分分析法分析了百蕊草特征元素和药材质
量$为进一步开发利用百蕊草资源提供科学依据)
!材料
_!百蕊草!百蕊草全草经南京农业大学郭巧生
教授鉴定$采自安徽江苏等地)
_(!仪器与试剂!分析天平!Q4$&$上海精科天
平$9NSMU@/2MI@?/UP微波消解系统!9NSMU@/2M公
司$HA@N0B+$$X[型电感藕合等离子发射光谱仪
!FMCKN2 IS0MC公司+各种矿质元素对照品为国标
O8R$&5%##5+$$&$共测定镁 !9D$ 铁 !QM$ 锌
!]2$铝!4S$钴!镍!;N$!RB$锶!8C$硼!R$钙!!c$钠!;B$铅!F\等 % 种矿质元素) 其余试剂
均为国产分析纯)
(!方法
(_!样品溶液的制备
参考付志红等方法.(5*/ $有改动) 百蕊草干燥全
草$粉碎过 &$ 目筛$精密称取样品粉末 $d$$ $ D$
放入硝化内罐$加浓硝酸 %d$ 0G$过氧化氢!E
+
H
+

d$ 0G$放入微波消解炉$$ 0N2 升至 +$$ h$+$$
h保持 $ 0N2$微波功率 $$$ Z$转移$用去离子
水定容至 $ 0G备用) ) 次重复)
(_(!标准溶液的制备
分别用各种矿质元素对照品配制成相应浓度的
*#++*
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+$$ 年 月
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9B6$ +$$
混合标准溶液)
(_&!矿质元素含量测定
电感偶合等离子体功率 d$ KZ$辅助气流量
$d G*0N2
f
$积分时间 *$ U)
(_Q!数据处理
采用 8F88 %d$ 统计软件对试验数据计算处理
及相关分析)
&!结果
&_!百蕊草矿质元素含量
不同居群百蕊草均含有 % 种以上矿质元素)
特别是c$丰富$其中m$ $$$

D*D
f的有 c$$ $$$

D*D
f的有 F$9D$4S+在 $$ g $$$

D*
D
f的有QM$;B$8C$92$]2+在 $ g$$

D*D
f的有
RB$R$;N$
D*D
f的有群百蕊草的co中的含量因产地不同存在一定差异$如 R$七里居群为最高$滁州花山和来安长山居群百蕊草
中则以QM$92$表 !不同居群百蕊草矿质元素含量

D*D
f
居群 ]2 F QM 句容茅山 (d$ pd#) + )+d+% p(d%+ *%+d&* p+d( $d*( p$d+ &d%% p$d)( *(d+* p+d)
句容茅西 %d(# p#d*% & )(d$( p)d%& %*d# pd%* $d)% pd)( d%+ p$d)+ *#d&& p*d*&
句容天王 %$d## pd) + )$$d$$ p+*d$ %$d&* p%d( f +d&& p$d)& &&d%& p&d
滁州花山 $d&$ p%d& (&d%* p+&d&) (#d+ p+d%) $d+ p$d$ &d p)d* $*d) pd(
来安长山 %#d%& pd) %&d+ p+$d( %(*d($ pd#( $d+ p$d$ )d+) p$d)& &$d$ pd$&
来安施官 $)d%* pd( ) *)%d) p(d#& &d% p#&d$& d*( pd( )%d+) p)d#+ %d## p*d)#
来安七里 +*d(& pd# + %$d(# p+&d%& ($d*$ p(d*# d#( pd( )#d) p)d&& %$d%# p%d)%
居群 F\ R 92 句容茅山 )%d) p$d# )(d(( p#d*& *#d*& p&d&% +d#* p$d+% $d$$ p)(d) & &)*d*( p$&d)$
句容茅西 )&d#& pd** +d%& p$d( #(d($ p%d$+ d&% p$d+) ) +*&d%+ p+(d% + (+%d(* p)d$%
句容天王 &d)+ p#d( +d#% p%d$ $d+# p&d%# +d% p$d+& + ##(d( p+(d( ( %*+d$ pd$
滁州花山 )*d&( p%d+ )&d*$ p%d+# )$d)% p&d+ +d&( p$d+ & *$d(+ p)*)d&) # (()d& p&d
来安长山 )%d&& pd+ ++d)* p#d)( )*d( p+d)$ &d$ p$d+& + *$d#% p(d*( + %&d$ p)+d)$
来安施官 d%* p$d #%d$% p#d&$ $)d#* p+d)* +&d) p+d)% ) )%d%+ p)#d)# + &d% p*%d*
来安七里 &d* p$d& #d% p#d#% )d&) p#d* +)d% p+d& ) #*d## p)(d#% + +*d& pd%
居群 句容茅山 +d(( p)d$) %+*d() p(d$& &(d$* p)d&) +(d$ p&d%* +( )&(d& p)#d(+ d*# p$d)
句容茅西 (d p+d& #+d() pd*+ &+*d&( pd(# ++d$* p&d#$ )$ +*)d# p)*d*# +d)# p$d+(
句容天王 #d#) p+d( *#+d*# p$d+$ %(d# p$d*$ #+d% pd(& ) )#d#% p&*d)+ d(* p$d))
滁州花山 +d) p)d$ *d( p%d+( &)%d$$ p)d*( )#d% p&(d# &+ #*#d%( p&&d($ +d) p$d)#
来安长山 *d%% p+d+ + #&+d& p%#d(% %+d%# p$d+& )$#d&% p&#d(+ )# %&$d$ p&$(d*$ d&& p$d)
来安施官 +*d+& p+d(% )#d+% p+d+% )d%) p)d+( &&)d# p&*d** &# (+#d) p&*+d) )d%% p$d
来安七里 #+d)( p)d$% *((d+ pd)$ ))d#) p&d&$ +d%# p&d& $ +*d%& p&%)d &d$( p$d&
&_(!百蕊草矿质元素含量间相关性
百蕊草各种矿质元素含量之间存在一定相关性$
有的达到显著或极显著水平$见表 +) ;N$R$均与著或极显著正相关+]2$著或极显著负相关) F与除 c$9D外的所有元素呈
负相关$其中与QM$92$4S呈显著负相关+]2与F\呈
显著负相关$与呈极显著正相关+c与 8C$;B呈显著负相关$与 ]2$
与F\呈显著负相关$与 ]2$著正相关+9D与RB$8C呈显著正相关+;N与F\ 呈显
著负相关$与]2$&_(!百蕊草矿质元素主成分分析
&_(_!数据标准化!用 9B7N0L0法将所测得的矿
质元素含量原始数据进行标准化处理$见表 ))
&_(_(!主成分分析!对标准化后的百蕊草矿质元
素含量值进行主成分分析$见表 &)
*%++*
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表 +!百蕊草矿质元素间相关性
项目 ]2 F F\ ]2 d$$$
F f$d#( d$$$
Ff$d+

f$d($ d$$$
$d#+#

f$d+$(
f$d(%
+
d$$$
;N
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+
$d*%
+
d$$$
RB $d)++ f$d+%# f$d$)( $d$#) $d&)+ d$$$
QM $d$(%
f$d%(

$d#* $d% $d$&( f$d$% d$$$
R $d&%) f$d$(
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+
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+
$d# $d$+# d$$$
92
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f$d%#

$d* $d $d&* $d&# $d$+ $d( d$$$
$d*%

f$d+#(
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+
$d**)
+
$d((+
+
$d$( $d))&
$d())
+
$d$*# d$$$
9D $d)% $d$&% $d++ f$d+ f$d$#$
$d&**

$d$*% f$d$+( $d+) f$d++ d$$$
$d(
+
f$d++( f$d$#$ f$d$&& $d$+) d$$$
$d%$+
+
f$d+*
f$d#*
+
$d%*$
+
$d%()
+
$d# f$d+)
$d%%
+
$d+)#
$d%$
+
f$d$ f$d)%* d$$$
4S $d$%(
f$d&

$d%$ $d$)& $d$+$ f$d$*#
$d*%+
+
f$d$&+ $d)$ $d+*$ f$d$&
$d()+
+
f$d)+ d$$$
8C f$d+$% f$d+* $d&() f$d#+& f$d)% $d)&) $d&+ f$d+%+ $d$%+ f$d+))
$d%

$d+

f$d&)+ $d)+ d$$$
;Bf$d$&* f$d$+# $d$+ f$d( f$d(* f$d%*
$d#++

f$d$+% f$d))( $d+% $d+)
$d%$&
+
f$d+&
$d()

$d*(

d$$$
c
$d+%

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$d##

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$d+)$ f$d)+&
$d*+

$d&)( $d)*+ f$d$&% f$d&&
$d#&+
+
f$d+%
f$d#++

f$d%

d$$$
!!注#$n$d$$+$n$d$)
表 )!百蕊草矿质元素含量在不同居群的标准化值
元素 来安长山 滁州花山 句容茅山 句容天王 句容茅西 来安施官 来安七里
]2 $d#+& + $d&& # $d&& + $d* $ $d($ + $d%** & d$$$ $
F $d)$% $d$+ # $d+%* ) $d++ $ $d++& + $d&%( $d)+ +
F\ $d*$( ) $d()( & d$$$ $ $d*$# $ $d* $d&$ $d
;N $d+( $d$&# + $d$# % $d$(# * $d)%* $ d$$$ $ $d*%$
RB $d%% + $d%&) $ $d)&& % $d)$( # $d(&) * $d+ $d&
QM $d)# + $d++ ) $d+%& * $d# # $d+** $ $d&* # $d+*) %
R $d%* % $d)+& + $d)(+ ( $d))) ( $d+$ & d$$$ $ $d*%% %
92 $d+%# % $d*# & $d)$$ & $d)*% + d$$$ $ $d+*# $ $d)(#
9D d$$$ $ $d*) # $d&($ ( $d&## ( $d(() * $d# & $d%
4S $d+&+ % $d+% $d)+$ ) $d(%( ( $d)%+ + $d&& $d)+( #
8C $d#* $d#&( & $d+#* # $d+#$ ( $d#* % $d+$& * $d+$ %
;B $d$ * $d$** $d$#& + $d+$ * $d+ $ $d% $d+$ *
c $d# $d#$& ) $d%$( * $d%)+ * $d( % $d*)& d$$$ $
!!由表 & 可知$前 & 个因子的累计方差贡献率为
$$e$所以选取前 & 个主成分进行评价$它们代表
了百蕊草矿质元素含量的 $$d$$$e信息量)
第 主成分的特征根为 (d$$#$累计贡献率为
&&d&%%e$]2$高载荷$说明第 主成分主要反映了 ]2$c等矿质元素指标的信息+同理$第 + 主成分特征根
为 &d+%*$累计贡献率为 #(d+&(e$主要反映了 4S$
QM$根为 )d$$累计贡献率为 (&d*%#e$主要反映了
;B$成分特征根为 +d%$& 累计贡献率为 $$d$$$e) 主
要反映了R$个主成分已包含了 % 种矿质元素的全部信息)
根据各元素在不同因子上的载荷$可确定 ]2$
种元素为百蕊草药材特征元素)
&_(_&!不同居群百蕊草药材综合评价!用 & 个主
成分对百蕊草药材进行综合评价) 其综合评价函数
为 Dj$d&&& %%D

k$d+)% %D
+
k$d#% +(D
)
k
$d$ +&D
&
$按综合评价函数计算出的不同居群百
蕊草药材的综合得分!D及得分排名如下#来安七
*(++*
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!!
表 &!旋转后的矿质元素主成分提取结果
项目
主成分
+ ) &
]2 $d*$& f$d)& $d+$ f$d&+
9D $d(($ f$d&# $d$$ $d$*)
F $d%** f$d)% $d+# $d$&(
c $d%+& f$d+( $d)&$ $d+(
4S f$d+( $d*% f$d$+( $d$&)
QM f$d+(( $d*% $d$)& f$d$$*
;N f$d& $d(+* $d$ $d$&)
;B $d$$ $d$*$ f$d* f$d+*%
F\ $d$( $d$#% $d*&% f$d)$&
92 f$d& f$d&+ $d($ f$d#
8C f$d#% $d$)& f$d%$ $d+$
R $d)$# f$d$% $d$#) $d*$
RB f$d$(# f$d(+ f$d) $d($
特征根
%
(d$$# &d+%* )d$ +d%$&
贡献率=e &&d&%% +)d%% #d%+( d$+&
!累计贡
献率=e
&&d&%% #(d+&( (&d*%# $$d$$$
里 ! $d#+% m来安施官 ! $d## m句容天王
!$d)& m来 安 长 山 ! $d+#% m句 容 茅 西
!$d+#& m句容茅山!$d+* m滁州花山!$d(*)
来安七里和来安施官 + 个居群得分最高分列第 $+
位$说明这 + 个居群百蕊草药材质量较好) 这 + 个
居群百蕊草药材的 较高$而滁州花山居群量较低) 说明这些元素与百蕊草药材质量有一定的
相关性)
Q!讨论
不同居群百蕊草均含有 % 种以上矿质元素)
其中 * 种为人体必需的微量元素 QM$]2$元素显抗癌活性的元素 R$9D$92$]2$和]2均在 $$

D*D
f左右$这 + 种元素在抗癌%保
护心血管%防衰老方面均有较好作用) 而 9D高达
(*(d$$$ g) )%d%+

D*D
f
)对人体有益的元素
QM含量也较高! m$$

D*D
f
)
百蕊草矿质元素的特点为
&
高c低;B$百蕊草
c和;B分别是 )( #)d$*$)+#d)&

D*D
f
$co;B
是 (d&&+

高 %d

D*D
f
$F为 + %+&d+&

D*D
f
$d*&+
(
QM和]2含量高$百蕊草QM是 *%*d&#

D*
D
f
$]2是 *$d$

D*D
f
+
)
9D$丰富$百蕊草含9D) ##d%&

D*D
f
$
D
*D
f
$92 &+d(

D*D
f
)
从测定结果来看$不同居群百蕊草中各种元素
的含量数据离散$本研究通过把离散的数据标准化
处理$进一步利用主成分分析方法进行分析$将 %
种矿质元素指标简化为 & 个主成分$使各主成分结
构层次趋于简便和直观.$/ ) 主成分分析确定的 &
特征元素 ]2$92$R$深入研究和开发百蕊草资源提供了重要依据) 通过
主成分分析$对不同居群百蕊草药材的 % 种矿质元
素信息$用 & 个主成分即可全面进行综合评价) 其
中$各主成分的贡献率!综合评价函数中的权重是
通过分析原始数据计算得到的$克服了其他综合评
价方法中人为确定各指标权重的问题$因而结果客
观公正) 百蕊草矿质元素的结合形态和开发利用有
待进一步研究)
参考文献#
. /!宋立人$洪恂$丁绪亮$等d现代中药大辞典.9/d北京#人民
卫生出版社$+$$#()d
. + /!中国科学院中国植物志编辑委员会d中国植物志d第 +& 卷
.9/d北京#科学出版社$*((#($d
. ) /!吴征镒d新华本草纲要d第 册.9/d上海#上海科学技术
出版社$*(($##)%d
. & /!曹治权d微量元素与中医药.9/d北京#中国中医药出版社$
**)#(d
. /!赵兵$徐海清$段丽颖 d国内黄酮金属配合物的研究进展
.W/-化学试剂$ +$$#$ +(!)#&d
. # /!高锦红$李吉峰$东梅d抗缺氧类药物中微量元素因子分析
.W/d微量元素与健康研究$+$$%$+&!#d
. % /!罗夫来$郭巧生d百蕊草种子内源抑制物质的初步研究.W/d
中国中药杂志$+$$%$)+!%#%)%d
. ( /!付志红$谢明勇$章志明$等d:元素.W/d光谱学与光谱分析$+$$&$+&!##%)%d
. * /!汪禄祥$黎其万$严红梅$等d云南雪莲果矿质元素的 :4I8测定和氨基酸含量测定.W/d现代科学仪器$+$$($)#$d
.$/!徐敏$万德光d川黄柏中微量元素的主成分分析和聚类分析
.W/d时珍国医国药$ +$$($*!#d
**++*
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责任编辑!吕冬梅#
欢迎订购%当代药用植物典&丛书
当代药用植物典(由香港浸会大学中医药学院赵中振教授及中国工程院肖培根院士主编) 全书分为 )篇共 &册$分别为东
方篇!第一及第二册%西方篇!第三册与岭南篇!第四册$涵盖 ($$ 多种国际上常用药用植物$系统地收载了植物基原主要成
分及其化学结构%药理%毒理%原植物及药材图片和临床资料) 收集的资料信息量极大$不仅仅涉及到了生长于中国的草本植物$
同时也涉及到许多生长在日本%韩国乃至欧美国家的草本植物$堪称国际天然药用草本植物之大成$融汇中西$与时俱进)
全书图文并茂$深入浅出$内容独到) 书中药用草本植物的照片!实物照片质量优良$不少是深入其原产地拍摄获得$十
分珍贵$便于与药用草本植物实物进行鉴别比较) 特别附有的中国%日本%韩国药典中的同名异物情况中英文对照表对在国
际上规范药用草本植物名称及功用说明更是具有开创性的意义) 书中药用植物名采用中英文对照的形式$加上药用草本植
物的化学结构分析$用国际化的语言阐述草本植物的各个特性$可谓中西合璧$便于草本植物和中医药精神的进一步国际化)
全书版式简洁$分类清楚$除为从事教育%医药%科研等方面的人士提供最新的参考资料外$亦可培养民众对中医药的兴趣及
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