全 文 ：明目地黄丸知柏地黄丸无水乙醇提取物指纹图谱
双指标等级序列模式识别
邹华彬１，张新玲１，翟 红２，杜爱琴１
（１．山东大学 化学与化工学院，山东 济南 ２５０１００；
２．山东省立医院，山东 济南 ２５００２１）
［摘要］ 目的：建立一种新的模式识别方法：双指标等级序列模式识别法，该法兼有无监督聚类的客观性及有
监督学习的明确分类特点。方法：根据正态分布，该法数学定义了一种质量等级标准，可在不同质量等级标准下进
行模式识别，实现质量定量评价分级。根据优良等级相似样品序列，无须学习标准样品就可以同时对样品无监督
聚类及分类，其中的相似样品自身作为分类标志，该法有效消除模式识别中的冗余信息，可以对一类中的样品进行
更加精细的亚类模式识别能力。结果：对２７种明目地黄丸及知柏地黄丸等浓缩丸样品无水乙醇提取物的红外指
纹图谱进行了分析，明目地黄丸样品及知柏地黄丸样品分别形成各自的精细亚类，得到合理的模式识别结果。结
论：双指标等级序列模式识别法具有准确质量定量评价分级能力。
［关键词］ 指纹图谱；序列；模式识别；聚类分析；明目地黄丸；知柏地黄丸；质量分级
［中图分类号］Ｒ２８４．１ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００１５３０２（２００８）１３１５４３０７
［收稿日期］ ２００７１１０８
［通讯作者］ 邹华彬，Ｅｍａｉｌ：ｈｕａｂｉｎｚｏｕ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
多种数学方法［１］，如聚类分析［２］、主成分分析［３］、
相似性分析［４］、神经网络［５］及其他模式识别方法［６］
等等，有效应用于药材鉴别及质量控制研究。但利用
指纹图谱对由多种药材提取物组成的中成药的鉴别
及质量控制理论研究工作报道较少。中药材的模式
识别研究一般通过药材的感官指标及产地、品种确立
标准样品组，提取特征信息建立聚类分类标准。中成
药是更加复杂的生物体系，没有明显的外观指标，无
法直观确定其内在的品质差异，并准确建立标准样
品。目前的模式识别方法无法有效应用于有多种药
材组成的中成药鉴别及质量控制。模式识别分析主
要有２种形式，其一是无监督模式，该类方法不依赖
于经验知识，分析结果客观准确，但如何唯一确定类
的个数是一个十分困难的问题［７］。其二是有监督法
或学习法，根据样品的先验知识将样品明确分类。有
监督法根据感官客观信息选择标准样品，无法克服学
习样本内在品质的不确定性或变化性，有可能将本质
差异较大的样品选为标准样品，所得模式识别参数或
参量不准确，导致分类结果不准确。因此，建立兼有
无监督聚类的客观性及有监督学习的明确分类功能
及可对同类样品进行定量质量评价的模式识别方法
具有极其重要的理论意义及应用价值。
作者在已有研究工作的基础上［８１０］，将对称性
及非对称性的概念引入到复杂体系的分析中，结合
正态分布，给出了生物样品质量等级的数学定义，及
有效信息及冗余信息的确定方法，将分类标志同时
引入到模式识别的分析过程，提出了双指标等级序
列模式识别分析法，建立了严谨的无监督自表征分
类模式识别方法，同时具有确定类样品定量质量等
级的分类模式，适用于中药复方产品的质量控制。
明目地黄丸由１２种药材组成，知柏地黄丸及麦
味地黄丸由８种药材组成，其中它们含有６种共同的
药材：熟地黄，山茱萸，牡丹皮，山药，茯苓，泽泻。它
们的组成及成分种类非常近似，这使其鉴别及质量控
制十分困难。明目地黄丸、知柏地黄丸及麦味地黄丸
浓缩丸样品的模式识别研究未见报道．傅立叶变换
红外光谱（ＦＴＩＲ）作为一种强有力的光谱分析手段，
可以灵敏反映中成药的成分种类及含量信息，近红外
光谱指纹图谱峰数与同样品的液相色谱峰数一般皆
在１０～３０，具有相同的信息量，被广泛应用于中药材
模式识别研究［１，６，８１２］。作者对２７种中成药明目地黄
丸、知柏地黄丸及麦味地黄丸浓缩丸样品的无水乙醇
提取物的红外指纹图谱进行了双指标等级序列聚类
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分析，给出了精细的质量等级模式识别结果。
１ 双指标等级序列二次聚类模式识别分析法
由下述４种分析步骤构成：①根据双指标序列
分析法［８１０］构造每个样品的双指标序列。②定义相
似等级序列，确定每个样品双指标序列中的优良等
级序列。③根据优良等级序列进行二次聚类分析。
④确定优化规则，对分类结果进行优化。
１．１ 共有峰率和变异峰率双指标序列分析 根据文
献［８１０］，红外（ＩＲ）指纹图谱共有峰率和变异峰率计
算公式如下，共有峰率Ｐ∶２个比较的ＩＲ指纹图谱中
的共有峰数与该２个ＩＲ图的独立峰数的比值。
独立峰是红外指纹图谱中不同的吸收峰。
Ｐ＝（Ｎｇ／Ｎｄ）×１００％ （１）
Ｐ：共有峰率。Ｎｇ：共有峰数，在比较的２个 ＩＲ
指纹图谱中都出现的吸收峰个数。Ｎｄ：独立峰数，
指相互比较的２个ＩＲ指纹图谱中的独立峰总数。
Ｎｄ＝Ｎｇ＋ｎａ＋ｎｂ （２）
ｎａ为指纹图谱ａ中相对与其共有峰的非共有峰
数，称为ａ的变异峰数。ｎｂ为指纹图谱 ｂ中相对与
其共有峰的非共有峰数，称为ｂ的变异峰数。
变异峰率ＰＶ：１个指纹图谱的变异峰率ＰＶ是该ＩＲ
图中相对于共有峰的变异峰数与其共有峰数的比值。
Ｐｖａ＝（ｎａ／Ｎｇ）×１００％ （３）
Ｐｖｂ＝（ｎｂ／Ｎｇ）×１００％
Ｐｖａ：指纹图谱 ａ的变异峰率。Ｐｖｂ：指纹图谱 ｂ
的变异峰率。
Ｎａ＝Ｎｇ＋ｎａ （４）
Ｎｂ＝Ｎｇ＋ｎｂ
Ｎａ为指纹图谱ａ的总峰数。Ｎｂ为纹图谱ｂ的总
峰数。
由于生物演化路径的开放性、多样性导致生物
关系的非对称性，因此仅仅采用标准样品来刻画多
个样品之间的关系，不能得到正确的结论。以任一
样品为参考，分别计算与其他样品红外指纹图谱的
共有峰率和变异峰率，并且根据共有峰率的大小排
成一个序列（包含共有峰率和变异峰率值），该序列
称为共有峰率和变异峰率双指标序列，每个样品可
构成一个序列空间。在不同的序列空间中，样品的
关系往往不同，一个样品与其他样品之间的最直接
关系应该用该样品为参考点进行描述，可以充分刻
画样品之间对称性和非对称性信息。
１．２ 质量等级序列的定义 一批样品具有好的质
量，必要求它们之间具有高相似性。因此，可以通过
样品的相似性来定义样品的质量。生物样品的性质
一般遵从正态分布，相似性高与相似性低的样品都
较少，处于中间相似性者较多。因此可以根据正态
分布图对他们的区域进行划分，确定样品的相似性
等级，用它们来表征质量等级。
质量等级序列的定义：根据双指标序列分析法，
对每个样品序列中的共有峰率进行数理统计分析，
采用正态分布法，计算该序列的平均共有峰率及共
有峰率的标准偏差。确定不同质量等级的共有峰率
范围，将该序列中的样品确定为优、良、中、合格、不
合格５种序列及等级部分，其定义如下。
优序列：占该序列中样品总数的１０％。Ｐ≥珔Ｐ＋１３
Ｓ，即共有峰率Ｐ≥珔Ｐ＋１３Ｓ的样品构成优级序列。
优等级：共有峰率 Ｐ≥珔Ｐ＋１３Ｓ的样品构成优
等级。
良序列：占该序列中样品总数的２０％。珔Ｐ＋０５
Ｓ≤Ｐ＜珔Ｐ＋１３Ｓ，即共有峰率在 珔Ｐ＋０５Ｓ≤Ｐ＜珔Ｐ＋
１３Ｓ范围的样品构成良级序列。
优良等级：Ｐ≥珔Ｐ＋０５Ｓ的序列中的样品构成
优良等级。
中序列：占该序列中样品总数的 ３０％。珔Ｐ－
０３Ｓ≤Ｐ＜珔Ｐ＋０５Ｓ，即共有峰率在 珔Ｐ－０３Ｓ≤Ｐ＜
珔Ｐ＋０５Ｓ范围的样品构成中级序列。
中等级：Ｐ≥珔Ｐ－０３Ｓ的序列中的样品构成中
等级。
合格序列：占该序列中样品总数的 ３０％。
珔Ｐ－１４Ｓ≤Ｐ＜珔Ｐ－０３Ｓ，即共有峰率在 珔Ｐ－１４
Ｓ≤Ｐ＜珔Ｐ－０３Ｓ范围的样品构成合格级序列。
合格等级：即共有峰率在 Ｐ≥珔Ｐ－１４Ｓ范围的
样品构成合格等级。
不合格序列：占该序列中样品总数的 １０％。
Ｐ＜珔Ｐ－１４Ｓ，即共有峰率在 Ｐ＜珔Ｐ－１４Ｓ范围的
样品构成不合格级序列。
不合格等级：即所有样品构成不合格等级。
Ｐ：在一个双指标序列中某样品相对于该序列参
考样品的共有峰率。
珔Ｐ：以任一样品为参考的双指标序列中所有其他
样品相对于该序列参考样品的共有峰率的平均值。
Ｓ：以任一样品为参考的双指标序列中所有其他
样品相对于该序列参考样品的共有峰率的标准偏差。
上述等级序列从优序列至不合格序列，序列中的
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样品与该序列的参考样品之间的相似程度逐渐降低，
质量差异增大。优良等级序列中的样品与参考样品
具有最大的信息相似性，最能代表参考样品的品质，
可以最大程度地消除冗余信息。中级序列中的样品
与参考样品所含的信息有明显的差异，合格与不合格
等级序列中的样品与参考样品有显著的差异。
在每个样品的双指标序列中，符合优良等级的
样品，具有与该参考样品较高的相似性，确定为该参
考样品的优良等级的最相似样品组。
１．３ 优良等级序列二次聚类 确定中成药红外指
纹图谱第１次双指标序列分析中的优良等级序列，
构成每个样品的有效分类信息，消除与参考样品差
异较大的冗余分类信息。将该序列中的样品作为新
的指纹图谱峰进行第２次双指标序列分析，并确定
每个样品双指标序列中的优良等级序列，根据不同
样品的第２次优良等级的相似程度对各样品进行模
式识别。相似样品最多的优良等级序列（或相似样
品组）构成一类及亚类。
１．４ 结果的优化检验 同一类样品中优良等级相
似样品序列中相同样品最多，不同样品最少。将不
同类中的样品相互交换，将使相同样品减少，不同样
品增加。对每一个样品进行检验，可以得到优化的
模式识别结果。
对２７种地黄丸无水乙醇提取物进行了模式识
别分析，得到了与实际符合的良好结果。
２ 实验部分
２．１ 仪器 美国ＮＩＣＯＬＥＴ－５７００－ＦＴ－ＩＲ傅立叶
变换红外光谱仪，光谱范围４０００～４００ｃｍ－１，分辨
率４ｃｍ－１。高速粉碎机，紫外分光光度计（ＵＶ－
２４０，日本岛津），分析天平（精确度００１ｇ）。
２．２ 中药样品及试剂 无水乙醇（ＡＲ）、三氯甲烷
（ＡＲ）、ＫＢｒ（ＡＲ，天津科密欧化学试剂有限公司）；
二次蒸馏水。不同生产厂家及不同批次的明目地黄
丸，知柏地黄丸及麦味地黄丸浓缩丸样品，见表１。
表１ ２７种明目地黄丸、知柏地黄丸样品
样品 名称 公司 批号 生产日期
Ｓ１ 明目地黄丸 黄山市天目药业有限公司 ０６０５２６ ２００６０５２６
Ｓ２ 明目地黄丸 黄山市天目药业有限公司 ０６０５２６ ２００６０５２６
Ｓ３ 明目地黄丸 黄山市天目药业有限公司 ０６０５２６ ２００６０５２６
Ｓ４ 明目地黄丸 黄山市天目药业有限公司 ０６１１２７ ２００６１１２７
Ｓ５ 明目地黄丸 黄山市天目药业有限公司 ０６１１２７ ２００６１１２７
Ｓ６ 明目地黄丸 河南宛西制药股份有限公司 ０５０５０７ ２００５０５２９
Ｓ７ 明目地黄丸 河南宛西制药股份有限公司 ０５０５０７ ２００５０５２９
Ｓ８ 明目地黄丸 河南宛西制药股份有限公司 ０５１００２ ２００５０５１４
Ｓ９ 明目地黄丸 河南宛西制药股份有限公司 ０５１００２ ２００５０５１４
Ｓ１０ 明目地黄丸 河南宛西制药股份有限公司 ０５１００２ ２００５０５１４
Ｓ１１ 明目地黄丸 河南宛西制药股份有限公司 ０６０４０３ ２００６０４１５
Ｓ１２ 明目地黄丸 河南宛西制药股份有限公司 ０６０４０３ ２００６０４１５
Ｓ１３ 明目地黄丸 河南宛西制药股份有限公司 ０６１００５ ２００６１０２７
Ｓ１４ 明目地黄丸 河南宛西制药股份有限公司 ０６１００５ ２００６１０２７
Ｓ１５ 明目地黄丸 河南宛西制药股份有限公司 ０６１００５ ２００６１０２７
Ｓ１６ 麦味地黄丸 河南宛西制药股份有限公司 ０６０１０３ ２００６０１１８
Ｓ１７ 麦味地黄丸 河南宛西制药股份有限公司 ０６０１０３ ２００６０１１８
Ｓ１８ 知柏地黄丸 湖北端药药业有限公司 ０５０８０１ ２００５０８１１
Ｓ１９ 知柏地黄丸 湖北端药药业有限公司 ０５１１０１ ２００５１１０９
Ｓ２０ 知柏地黄丸 湖北端药药业有限公司 ０５１１０１ ２００５１１０９
Ｓ２１ 知柏地黄丸 安徽华佗国药厂 ２００６０１０１ ２００６０１１７
Ｓ２２ 知柏地黄丸 北京同仁堂科技有限公司 ６０３０４２６ ２００６０１０４
Ｓ２３ 知柏地黄丸 北京同仁堂科技有限公司 ６０３０４２６ ２００６０１０４
Ｓ２４ 知柏地黄丸 河南宛西制药有限公司 ０６０３０４ ２００６０３０９
Ｓ２５ 知柏地黄丸 湖北清大药业 ０５１００２ ２００５１０２０
Ｓ２６ 知柏地黄丸 湖北清大药业 ０６０５０１ ２００６０５０９
Ｓ２７ 知柏地黄丸 湖北清大药业 ０６０５０１ ２００６０５０９
３ 最佳提取条件
将中成药样品用高速粉碎机粉碎成粉末，在６０
℃烘干２ｈ。从其中任选一种样品，称取０５０ｇ样
品（平行３份）置于索氏提取器中，用６０ｍＬ氯仿为
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提取剂加热回流，每隔半小时取出１ｍＬ回流液稀释
一定倍数，用紫外分光光度计扫描１次，直至吸光度
基本恒定，样品依次再用６０ｍＬ无水乙醇为提取剂，
操作同上。
３次操作表明依次用氯仿、无水乙醇为提取剂
时，提取时间皆为１５ｈ，吸光度达到最大且保持不
变。所以最佳提取时间皆是１５ｈ。
４ 测试样品制备及测试条件
准确称取２００ｇ明目地黄丸、知柏地黄丸和麦
味地黄丸样品粉末（每个样品平行３份），置于索氏
提取器中，依次用６０ｍＬ氯仿、乙醇各提取１５ｈ，
将提取液倒入蒸发皿，水浴蒸发浓缩，氯仿提取液在
４０℃浓缩至干、乙醇提取液在８０℃浓缩至干，然后
用经过干燥的无水乙醇溶解成１ｍＬ浓缩液，装入样
品管冷藏保存。采用液膜法测试无水乙醇提取物的
红外指纹图谱，仪器灵敏度为８０％。
５ 重复性及稳定性试验
以Ｓ１０为对象，平行称取３份样品，得３份无水
乙醇提取物，每份提取物平行测量３次，构成组合指
纹图谱，３份提取物组合指纹图谱的共有峰率大于
７８９５％，具有良好的重复性。采用Ｓ１０的３份平行
提取物为对象，每周测定１次，连续测定３周，采用
每周３份平行提取物的组合指纹图谱进行分析，最
低共有峰率为７５８６％，具有良好的稳定性。
６ 无水乙醇提取物红外指纹图谱及双指标优良等
级序列二次聚类分析
２７种样品中１０种明目地黄丸、知柏地黄丸及
麦味地黄丸无水乙醇提取物红外指纹图谱见图１。
图１ １０种地黄丸无水乙醇提取物红外指纹图谱叠加图
在２９００ｃｍ－１左右，由下到上依次是
Ｓ２１，Ｓ１９，Ｓ１６，Ｓ５，Ｓ２６，Ｓ１２，Ｓ１５，Ｓ２，Ｓ９，Ｓ２２
从图１可见，明目、知柏及麦味地黄丸无水乙醇
提取物红外指纹图谱具有高度的相似性，不易区分。
根据共有峰及变异峰的理论判别法———Ｗ检
验判别法［１３］及文献［１４］中的方法，确定不同样品
红外指纹图谱中的共有峰及变异峰。采用共有峰率
和变异峰率计算公式［８１０］及质量等级公式，对样品
的无水乙醇提取物红外指纹图谱峰进行优良等级序
列二次聚类分析，并进行结果检验构成最佳分类，结
果见表２，图２。
第１次优良等级序列结果分析：在第１次优良
等级序列模式识别分析中，全部１０个含有多个样品
的批次中，有７个批次中的多数样品之间具有优良
等级的相似性，有些样品之间有显著差异，只有 Ｓ１１
Ｓ１２；Ｓ１３Ｓ１４Ｓ１５这２个批次内的样品分别具有优
良等级的相似性。由于同批次的产品应具有较高的
相似性，结果说明第１次优良等级序列模式识别分
析结果不理想。
第２次优良等级序列结果分析：由双指标优良
等级序列二次聚类模式识别分析结果（表２）可知，
在上述２７种样品中，同一批次的明目地黄丸 Ｓ１Ｓ２
Ｓ３；Ｓ４Ｓ５；Ｓ６Ｓ７；Ｓ８Ｓ９Ｓ１０；Ｓ１１Ｓ１２；Ｓ１３Ｓ１４Ｓ１５、
同一批次的麦味地黄丸 Ｓ１６Ｓ１７、知柏地黄丸 Ｓ１９
Ｓ２０；Ｓ２２Ｓ２３，共９个批次样品，每个批次的样品之
间在双指标优良等级序列分析结果中具有相同的质
量等级，说明二次优良等级序列分析方法具有合理
性、可靠性。
２７种样品的无水乙醇提取物可以分为３大类。
第１类由 Ａ，Ｂ２个样品组构成，它们的核心表征序
列由该类样品Ｓ１～Ｓ５，Ｓ２２～Ｓ２６组成。根据整体表
征序列，又可以将该组样品细分为 ２个亚类。Ａ：
Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ２２～Ｓ２４；Ｂ：Ｓ２，Ｓ５，Ｓ２５，Ｓ２６。其中 Ａ中
关联表征序列中的样品 Ｓ６，Ｓ７，Ｓ１３，Ｓ１５与 Ｂ中的
关联表征序列有明显的差异。第２类样品由 Ｓ６～
Ｓ１５组成。第３类样品由Ｓ１６～Ｓ２１，Ｓ２７组成。
第１类样品中有黄山市天目药业有限公司生产
的明目地黄丸Ｓ１～Ｓ５及北京同仁堂科技有限公司
生产的知柏地黄丸 Ｓ２２，Ｓ２３，河南宛西制药股份有
限公司生产的知柏地黄丸 Ｓ２４、湖北清大药业生产
的知柏地黄丸 Ｓ２５，Ｓ２６，它们的无水乙醇提取物具
有高度的相似性，它们的组成十分近似是主要原因。
第２类样品全由河南宛西制药股份有限公司生
产的明目地黄丸组成，说明该公司生产的明目地黄
丸产品的无水乙醇提取物在优良等级下具有高度的
相似性，具有优良等级的品质，其中 Ｓ６，Ｓ７；Ｓ８，Ｓ９，
Ｓ１０；Ｓ１１，Ｓ１２；Ｓ１３～１５为２００５年５月至２００６年１０
月生产的４个批次的样品，具有在优良等级的品质，
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表２ ２７种样品无水乙醇提取物分类结果
分组 样品 各样品优良等级表征序列
Ａ Ｓ１ （Ｓ１）１）Ｓ３Ｓ５Ｓ２２２） Ｓ６Ｓ７Ｓ１３Ｓ１５３）
Ｓ３ Ｓ１Ｓ２（Ｓ３）Ｓ５Ｓ２２Ｓ２３ Ｓ６Ｓ７Ｓ１３Ｓ１５
Ｓ４ Ｓ３（Ｓ４）Ｓ５Ｓ２４Ｓ２５Ｓ２６ Ｓ６Ｓ８Ｓ１３Ｓ１５
Ｓ２２ Ｓ１Ｓ３Ｓ５（Ｓ２２） Ｓ６Ｓ７Ｓ１３Ｓ１５
Ｓ２３ Ｓ１Ｓ２Ｓ３Ｓ２２（Ｓ２３） Ｓ６Ｓ８Ｓ１３Ｓ１５
Ｓ２４ Ｓ１Ｓ４Ｓ５Ｓ２３（Ｓ２４）Ｓ２５Ｓ２６ Ｓ８Ｓ１３Ｓ１５Ｓ１９
Ｂ Ｓ５ Ｓ１Ｓ３Ｓ４（Ｓ５）Ｓ２２ Ｓ７
Ｓ２ Ｓ１（Ｓ２）Ｓ３Ｓ４Ｓ５Ｓ２４Ｓ２５Ｓ２６ Ｓ１８Ｓ２２Ｓ２３
Ｓ２５ Ｓ２Ｓ３Ｓ４Ｓ５Ｓ２４（Ｓ２５）Ｓ２６ Ｓ１８Ｓ８
Ｓ２６ Ｓ１Ｓ２Ｓ３Ｓ４Ｓ５Ｓ２４Ｓ２５（Ｓ２６） Ｓ１８
Ｃ Ｓ６ （Ｓ６）Ｓ７Ｓ１１Ｓ１２Ｓ１３Ｓ１４Ｓ１５ Ｓ１Ｓ２２
Ｓ７ Ｓ６（Ｓ７）Ｓ１２Ｓ１３Ｓ１４Ｓ１５ Ｓ１Ｓ２２Ｓ３
Ｓ８ Ｓ６（Ｓ８）Ｓ９Ｓ１０Ｓ１２Ｓ１３Ｓ１５ Ｓ４Ｓ２４
Ｓ９ Ｓ６Ｓ８（Ｓ９）Ｓ１０Ｓ１１Ｓ１２Ｓ１３Ｓ１４Ｓ１５
Ｓ１０ Ｓ６Ｓ８Ｓ９（Ｓ１０）Ｓ１１Ｓ１２Ｓ１３Ｓ１４Ｓ１５
Ｓ１１ Ｓ６Ｓ９（Ｓ１１）Ｓ１２Ｓ１３Ｓ１４Ｓ１５ Ｓ２２
Ｓ１２ Ｓ６Ｓ７Ｓ９Ｓ１０Ｓ１１（Ｓ１２）Ｓ１３Ｓ１４Ｓ１５
Ｓ１３ Ｓ６Ｓ７Ｓ８Ｓ１１Ｓ１２（Ｓ１３）Ｓ１５ Ｓ１Ｓ２２
Ｓ１４ Ｓ６Ｓ７Ｓ９Ｓ１０Ｓ１１Ｓ１２Ｓ１３（Ｓ１４）Ｓ１５
Ｓ１５ Ｓ６Ｓ７Ｓ８Ｓ１１Ｓ１２Ｓ１３（Ｓ１５） Ｓ１Ｓ２２
Ｄ Ｓ１６ （Ｓ１６）Ｓ１７Ｓ１９Ｓ２０Ｓ２１Ｓ２７
Ｓ１７ Ｓ１６（Ｓ１７）Ｓ１８Ｓ１９Ｓ２０Ｓ２１Ｓ２７ Ｓ２４Ｓ２６
Ｓ１８ Ｓ１６Ｓ１７（Ｓ１８）Ｓ１９Ｓ２０Ｓ２１Ｓ２７ Ｓ２Ｓ２５Ｓ２６
Ｓ１９ Ｓ１６Ｓ１７Ｓ１８（Ｓ１９）Ｓ２０Ｓ２１Ｓ２７ Ｓ２４
Ｓ２０ Ｓ１６Ｓ１７Ｓ１９（Ｓ２０）Ｓ２１Ｓ２７
Ｓ２１ Ｓ１６Ｓ１９Ｓ２０（Ｓ２１）Ｓ２７
Ｓ２７ Ｓ１６Ｓ１７Ｓ１８Ｓ１９Ｓ２０Ｓ２１（Ｓ２７）
注：１）每个样品自身属于其相似样品，２）核心表征序列，３）非核心表征序列部分，与核心表征序列共同构成表征序列，该部分具有亚类鉴别
作用
图２ ２７种明目、知柏、麦味地黄丸
无水乙醇提取物优良等级二次聚类结果
说明产品质量具有较高的稳定性。
第３类样品由河南宛西制药股份有限公司生产
的麦味地黄丸 Ｓ１６，Ｓ１７、湖北端药药业有限公司生
产的知柏地黄丸Ｓ１８～Ｓ２０、安徽华佗国药厂生产的
知柏地黄丸 Ｓ２１，湖北清大药业生产的知柏地黄丸
Ｓ２７。在该组样品中Ｓ１６，Ｓ１７是麦味地黄丸，其他样
品是知柏地黄丸，它们的无水乙醇提取物具有高度
的相似性。
在上述３类样品中，有些明目地黄丸、知柏地黄
丸及麦味地黄丸的无水乙醇提取物具有高度的相似
性，根本原因是它们的组成十分近似。不同公司所
用同种药材来源不同，同厂家同批次的产品之间的
相似性一般大于不同厂家的同种产品，同品种的样
品体现出明显差异。对于中药复方，特别是组成很
近似的复方中成药，对其进行鉴别及质量评价，不能
只依赖于单一溶剂提取物，应该对不同极性提取物
进行全面分析，才能得到可靠的结论。
上述结果表明，双指标等级序列模式识别分析，
不仅可以对组成十分近似且极其复杂的生物复杂体
系进行正确的分类，同时可以通过其表征序列中的关
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联表征序列差异，对每类中的样品进行深层次的精细
分析，如，对于第１类样品，Ａ组样品的关联表征序列
Ｓ６，Ｓ７，Ｓ１３，Ｓ１５与 Ｂ组样品的关联表征序列有明显
的差异，又可以将该组样品细分为２个亚类。
双指标等级序列模式识别分析法对２７种生物
复杂样品进行分析，得出与实际一致的合理结果，说
明该法是一种新的良好的模式识别方法。
作者建立的方法具有准确精细的模式识别能
力。克服了传统模式识别方法一般采用将不同厂家
产品分别作为各自的标准样品，完全将同一厂家产
品或同类样品识别为一类的缺点。事实上，同厂家
的样品既可具有优良等级的品质，也可以有明显差
异，不同厂家同类样品之间也可以由优良等级的相
似品质。作者建立的双指标等级序列模式识别分析
法可以对他们进行客观的模式识别。
７ 结论
作者建立的双指标等级序列模式识别法，兼有
无监督聚类的客观性及有监督学习的明确分类特
点。根据优良等级相似样品序列，可以自主分类。
特别是该法可以对同类中的样品进行更加精细的亚
类模式识别能力，较目前的方法有较大的发展。分
类结果本身具有质量等级的判别能力，克服了以往
模式识别方法只能分类，无法描述同类样品之间差
异，无法明确它们质量等级的不足。特别是通过数
理统计方法引入具有普适性质的质量等级的定义，
克服根据主观经验确定样品等级的随意性，为实现
中药及生物样品质量评价的非经验化、科学化、统一
性提出了新方法。
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Ｄｕａｌｉｎｄｅｘｇｒａｄｅｓｅｑｕｅｎｃｅｐａｔｅｒｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｏｆｅｘｔｒａｃｔｓｗｉｔｈｅｔｈａｎｏｌｏｆ
ＭｉｎｇｍｕＤｉｈｕａｎｇｐｉｌｓａｎｄＺｈｉｂａｉＤｉｈｕａｎｇｐｉｌｓ
ＺＯＵＨｕａｂｉｎ１，ＺＨＡＮＧＸｉｎｌｉｎｇ１，ＺＨＡＩＨｏｎｇ２，ＤＵＡｉｑｉｎ１
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５０１００，Ｃｈｉｎａ；
２．ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅＨｏｓｐｉｔａｌ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２５００２１，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：ＡｎｅｗｐａｔｅｒｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣｈｉｎｅｓｅｐａｔｅｎｔｍｅｄｉｃｉｎｅｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎ
ｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｈｉｃｈｉｓｎａｍｅｄａｓｔｈｅＤｕａｌｉｎｄｅｘｇｒａｄｅｓｅｑｕｅｎｃｅｐａｔｅｒｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．Ｍｅｔｈｏｄ：Ｉｎｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｇｒａｄａｔｉｏｎｗａｓ
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第３３卷第１３期
２００８年７月
中 国 中 药 杂 志
ＣｈｉｎａＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭａｔｅｒｉａＭｅｄｉｃａ
Ｖｏｌ．３３，Ｉｓｓｕｅ １３
Ｊｕｌｙ，２００８
ｄｅｆｉｎｅｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｙｒｅｌｙｉｎｇｏｎｎｏｒｍａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｂｙｔｈｉｓｗａｙｓａｍｐｌｅｓｃａｎｂｅｃｌｕｓｔｅｒｅｄａｎｄｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｄｅｐｅｎｄｉｎｇｏｎｗｈｉｃｈｑｕａｌｉｔｙ
ｇｒａｄａｔｉｏｎｉｓｗａｎｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｇｒａｄｉｎｇｓａｍｐｌｅｓｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙｒｅｌａｔｉｖｅｔｏｑｕａｌｉｔｙｃａｎｂｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｙ，ｔｈｅｒｅｄｕｎ
ｄａｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｗｉｔｈｒｅｓｐｅｃｔｔｏｐａｔｅｒｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｈｉｄｉｎｇｉｎｄｕａｌｉｎｄｅｘｓｅｑｕｅｎｃｅｓｏｆｓａｍｐｌｅｓｃａｎｂｅｒｅｍｏｖｅｄｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙｂｙａｐｐｌｙｉｎｇ
ｔｈｅｇｏｏｄｇｒａｄｅｓｅｑｕｅｎｃｅｓ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｔｈｅｐａｔｅｒｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｃｃｕｒａｔｅｅｘｃｅｌｅｎｔｌｙ．Ｔｈｉｓａｐｐｒｏａｃｈｐｏｓｓｅｓｓｅｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆ
ｂｏｔｈｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｕｎｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄｃｌｕｓｔｅｒｍｅｔｈｏｄｓ．Ｓａｍｐｌｅｓｃａｎｂｅｃｌｕｓｔｅｒｅｄａｎｄｃｌａｓｓｉｆｉｅｄａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｗｉｔｈｏｕｔａｎｙ
ｓｔａｎｄａｒｄｓａｍｐｌｅｓ，ａｎｄｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｓａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｇｏｏｄｇｒａｄｅｓｉｍｉｌａｒｓｅｑｕｅｎｃｅｓｔｈｅｍｓｅｌｖｅｓｂｅｉｎｇａｓｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｙｉｎｇ
ｍａｒｋｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｓｕｂｃｌａｓｓｅｓｉｎｅａｃｈｃｌａｓｓｃａｎｂｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｍｏｒｅｓｕｂｔｌｙ．Ｒｅｓｕｌｔ：Ｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｓｐｅｃｔｒａｏｆｅｘｔｒａｃｔｓｏｆ２７
ｋｉｎｄｓｏｆＭｉｎｇｍｕＤｉｈｕａｎｇｗａｎｐｉｌｓａｎｄＺｈｉｂｏＤｉｈｕａｎｇｗａｎｐｉｌｓｓａｍｐｌｅｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｗｉｔｈｅｔｈａｎｏｌｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｗｉｔｈｔｈｅｍｅｔｈｏｄｐｒｏｐｏｓｅｄ
ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｅｐｉｌｓｃａｎｂｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｉｎｔｈｅｉｒｓｕｂｃｌａｓｓｅｓｃｌｅａｒｌｙ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：ＴｈｅＤｕａｌｉｎ
ｄｅｘｇｒａｄｅｓｅｑｕｅｎｃｅｐａｔｅｒｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｉｓａｎｅｗａｎｄｅｆｅｃｔｉｖｅｏｎｅｆｏｒｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｃｏｍｐｌｅｘｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｄｕｃｔｓｍａｄｅｆｒｏｍｃｏｍｐｌｅｘｈｅｒｂａｌ
ｍｅｄｉｃｉｎｅｓ．
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｓｐｅｃｔｒａ；ｓｅｑｕｅｎｃｅ；ｐａｔｅｒｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；ｃｌｕｓｔｅｒａｎａｌｙｓｉｓ；ＭｉｎｇｍｕＤｉｈｕａｎｇｗａｎｐｉｌｓ；ＺｈｉｂｏＤｉｈｕａｎｇ
ｗａｎｐｉｌｓ；ｑｕａｌｉｔｙｇｒａｄａｔｉｏｎ
［责任编辑 鲍 雷］
酶法提取竹节参中多糖成分的工艺研究
许 彬，陈 平，陈 新
（武汉工业学院 生物与制药工程系，湖北 武汉 ４３００２３）
［摘要］目的：研究酶法提取竹节参中多糖成分的工艺。方法：以多糖得率为考察指标，采用正交试验法对竹节
参中多糖成分酶法的提取工艺进行优选。结果：优化后的提取工艺为ｐＨ５０，５０℃，料液比为１∶５０，纤维素酶的质
量分数１２％，果胶酶的质量分数１０％，酶解时间２ｈ，９０℃灭酶和浸提２ｈ，多糖得率为１４３％。结论：酶法能有
效提高竹节参多糖成分的得率。
［关键词］ 竹节参多糖；酶法；提取工艺
［中图分类号］Ｒ２８３ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００１５３０２（２００８）１３１５４９０３
［收稿日期］ ２００８０１２０
［基金项目］ 国家“十五”科技攻关项目（０２Ｃ２６２１４２００６９５）
［通讯作者］ 陈平，Ｔｅｌ：（０２７）８３９４３８４２，Ｅｍａｉｌ：ｃｈｅｎｐｉｎｇｖｉｐ２４＠
１６３．ｃｏｍ
竹节参 Ｐａｎａｘｊａｐｏｎｉｃｕｓ．Ｃ．Ａ．Ｍｅｙ为五加科
人参属的植物，是湖北省特色药用植物资源之一，主
要分布于鄂西地区。目前，已有文献报道竹节参中
的粗多糖成分具有抗疲劳作用和提高机体免疫能
力［１］，但对竹节参粗多糖成分的提取工艺研究尚未
见报道。有资料表明［２］：相比于酸、碱浸提法及热
水浸提法，采用复合酶系提取植物多糖类物质，具有
条件温和、杂质易除和提高得率等优点。本研究选
用纤维素酶和果胶酶组成复合酶提取竹节参多糖成
分，以多糖得率的为考察指标，通过正交试验优选出
最佳提取工艺，为竹节参药材的进一步研究开发奠
定工作基础。
１ 材料
ＵＶ－２４０ＩＰＣ紫外分光光度计（上海光谱仪器
有限公司）；高速万能粉碎机 ＦＷ１００型（天津市泰
斯特仪器有限公司）；高速离心机 ＬＧ１０－２４Ａ（北
京瑞邦兴业科技有限公司）；赛多利斯酸度计 ＰＢ－
１０（北京赛多利斯仪器系统有限公司）。
苯酚（天津试剂六厂）；硫酸（开封东大化工有
限公司试剂厂）；无水乙醇（沈阳试剂二厂）；盐酸
（开封东大化工有限公司试剂厂）；氢氧化钠（天津
市科密欧化学试剂开发中心）；果胶酶（北京双旋微
生物培养基制品厂）；纤维素素酶（和氏璧生物科技
有限公司）；葡萄糖（天津市广成化学试剂有限公
司）；水为超纯水（自制）。所用试剂均为分析纯。
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第３３卷第１３期
２００８年７月
中 国 中 药 杂 志
ＣｈｉｎａＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭａｔｅｒｉａＭｅｄｉｃａ
Ｖｏｌ．３３，Ｉｓｓｕｅ １３
Ｊｕｌｙ，２００８