全 文 ：收稿日期:2005-12-20作者简介:汪　红(1975-), 女 ,安徽歙县人 ,讲师 ,生药学
博士 , 从事中药的生药学研究。 E -mail:
wanghongxj@yahoo.com
非线性映射法用于鼠尾草属植物的分析鉴定
汪　红1 ,王　强2
(1 浙江中医学院药学系 , 浙江　杭州 310053;2中国药科大学中药分析教研室 , 江苏　南京 210038)
摘　要　运用梯度洗脱测定鼠尾草鼠植物中 9 个主要成分含量的实验数据 , 对鼠尾草属 13 个种 26 个样本进行非
线性映射分析鉴定。结合 BASICA语言程序 , 采用主成分分析法给出二维平面上的初始坐标 , 并运用逐点迭代循环
至误差函数 E最小 , 得到各样本的最终坐标 ,映射到二维空间 ,进行直观分析。能够直观地将弧隔鼠尾草亚属与荔
枝草亚属的样本分离开来 ,具有一定合理性与实用性。
关键词　非线性映射法;鼠尾草属;主成分分析
中图分类号:R282.7　　　文献标识码:A　　　文章编号:1006-9690(2006)04-0051-04
The Application of Nonlinear Mapping in the Identification of Salvia Plants
Wang Hong1 ,Wang Qiang2
(1.Department of Pharmacy ,Zhenjiang College of TCM , Hangzhou 310053 ,China;2.Department of Chinese
Materia Medica Analysis ,China Pharmaceutical University , Nanjing 210038 ,China)
Abstract　Content data of 9major compounds obtained by the gradient-elution HPLC were used in the iden-
tification of 26 Salvia plants by nonlinear mapping method.With the help of BASIC program , initial coordi-
nate were obtained by principal component analysis and iterate one by one until E minimus.The final coordi-
nate of all samples mapped on the two dimensional interspaces that can easily distinguish samples of Subg.
Salvia from those of Subg.Sclarea (Moench)Benth.
Key words　nonlinear mapping method;Salvia;principal component analysis
　　非线性映射就是将高维空间点集映射到低维空
间中 ,而且在映射后仍然近似地保持着数据的固有
结构 ,即高维空间中数据向量子集合之间的几何关
系 ,低维空间中样品点间距离与高维空间中相应的
点间距离相近似 。因为人们很容易对二维或三维的
映射结果做出直观的评价 ,有助于识别空间数据点
的构形 ,同时还能根据数据点的不连贯性自然的进
行分类 ,因此主要应用到映射到二维的方法。
在非线性映射方法中 ,最终的结果往往与迭代
初始点的选择有关 ,因此实际上常常是通过主成分
分析法选择 d 个主因子的得分作为初始点的坐
标[ 1-3] 。
本文运用梯度洗脱测定鼠尾草鼠植物中 9个主
要成分含量的实验数据 ,对鼠尾草属 13 个种 26个
样本进行非线性映射分析鉴定。结合 BASICA语言
程序 ,采用主成分分析法给出二维平面上的初始坐
标 ,并运用逐点迭代循环至误差函数 E 最小 ,得到
各样本的最终坐标 ,映射到二维空间 , 进行直观分
析 。
1　实验材料与方法
1.1　仪器和试药
仪器:日本岛津 LC-10AD高效液相色谱仪;日
本岛津 SPT-10A检测器;杭州英谱HS4.0+色谱工
作站。
生药样品采自云南 、安徽 、江西 、浙江 、四川和山
东 ,学名经作者及专家鉴定 。对照品丹参素 、原儿茶
酸 、原儿茶醛 、丹酚酸 B 、丹酚酸甲酯 、二氢丹参酮 、
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第 25 卷第 4期
2006 年 8月 　　　　　　　　　　　　　中 国 野 生 植 物 资 源Chinese Wild Plant Resources　　　　　　　　　　 　Vol.25 No.4Aug.2006
隐丹参酮 、丹参酮 I、丹参酮 IIA 由中药分析教研室
提供 。乙腈为色谱纯 ,水为纯净水 ,其余试剂均为分
析纯 。
1.2　色谱条件
色谱柱为日本岛津 Shim -pack CLC-ODS 柱
(150 mm ×4.6 mm , 5μm);梯度洗脱流动相(A)
0.5%甲酸水溶液 、(B)乙腈 , 洗脱程序如下:0 ～
15 min ,0%B-40%B;15 ～ 40 min ,40%B ～ 65%B;40
～ 55 min , 65%B;55 min , STOP。检测波长:0 ～
25 min为281 nm ,25 ～ 55 min为254 nm;柱温:室温;流
速:0.8 mL/min。
1.3　方法
精密称定0.5 g药材粉末(60 ℃烘过夜),加入
10 mL甲醇回流提取提取1 h ,放置至室温 ,补足所失
溶剂 ,取上清液过微孔滤膜 ,即得供试品溶液 ,吸取
20μL注入高效液相色谱仪。以标准曲线法求得各
成分含量(见表 1)。
表 1　鼠尾草属植物中 9 种主要成分的含量
样品 代码 拉丁名 来源
含量/μg·g-1
丹参
素
原儿
茶酸
原儿
茶醛 丹酚酸 B
丹酚酸
甲酯
二氢丹
参酮
隐丹
参酮
丹参
酮Ⅰ
丹参
酮ⅡA
1 SD Salvia digitaloides 云南丽江 1 734 96 56 995 tr＊ 20 21 40 nd＊
2 SCA Salviacas tanea 云南维西 2 830 81 41 1 004 997 117 2 640 1 305 4 668
3 SME S.meiliensis 安徽霍山 1 064 53 88 8 487 29 78 110 631 479
4 SPZ S.przewalskii 云南丽江 690 40 31 668 151 66 453 1 478 4 372
5 SPZM
S.przewalskii var.mandar-
morum
云南大理 186 39 19 208 18 12 50 41 236
6 SPZM
S.przewalskii var.mandar-
morum
云南昭通 1290 45 45 2 798 617 nd 1 249.38 678 2 078
7 SB S.bowleyana 江西高安 2 031 55 90 35 110 154 615 1 286 2 166 3 038
8 SB S.bowleyana 江西高安 1 036 23 13 9 667 20 15 24 292 124
9 SB S.bowleyana 江西高安 393 1 2 31 013 97 3051 381 511
10 SB S.bowleyana 浙江开化 3 935 9 17 21 950 114 261 400 1 956 2 170
11 SB S.bowleyana 浙江嵊州 271 nd tr 26 045 59 59 30 488 903
12 SBU S.bulleyana 云南大理 545 58 34 4 417 nd 87 11 144 120
13 SSI S.sinica 安徽黄山 1575 55 71 31 147 nd 65 nd 147 17
14 SSIP S.sinica f.purpurea 安徽青阳 2 227 10 29 25 446 nd 6 nd 71 nd
15 SM S.miltiorrihiza 四川中江 21 947 tr 59 27 352 27 94 245 867 1 272
16 SM S.miltiorrihiza 浙江嵊州 491 2 5 41 999 119 248 1 325 836 3 050
17 SM S.miltiorrihiza 安徽琅琊山 1 971 31 43 36 761 757 28 1 119 1 551 2 568
18 SM
S.miltiorrihiza var.mil-
tiorrihiza
山东章丘 2 508 40 27 23 030 51 920 4 615 2 702 5 075
19 SF S.flava 云南丽江 2 126 69 37 4 318 100 nd nd 77 77
20 ST S.trijuga 云南丽江 2 645 67 35 12 758 249 288 755 2 002 3 398
21 SY S.yunnanensis 云南大理 159 57 181 26 106 nd 3 nd nd nd
22 SP S.prionitis 江西高安 921 8 5 1 300 nd nd nd nd nd
23 SPA S.paramiltiorrhiza 安徽舒城 2 985 18 71 36 094 48 57 35 369 471
24 SPA S.paramiltiorrhiza 安徽舒城 1 220 8 26 24 257 46 38 29 423 517
25 SPAP
S.paramiltiorrhiza f.pur-
pureo-rubra 安徽芜湖 2 284 43 58 18 763 5 63 87 377 437
26 SPAP
S.paramiltiorrhiza f.pur-
pureo-rubra 安徽铜陵 2 069 14 40 34 450 80 123 283 908 1 360
注:nd:未检测到;tr:含量超出线性范围
—52—
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中 国 野 生 植 物 资 源　　　　　　　　　　　　　　　　第 25 卷
1.4　结果
选取迭代精度为 0.001 ,运行 BASICA 程序 ,结
果如表 2。
表 2　各样本在二位空间的初始坐标与各样本在二维空间的最终坐标
1 -1.46097 2.1948 1 -2.50162 2.27057
2 3.24277 2.95043 2 3.43218 3.46179
3 -0.88439 1.0414 3 -1.02631 1.52078
4 1.0986 0.91318 4 1.25397 1.23519
5 -1.51958 0.82426 5 -2.63128 0.31586
6 0.63296 1.71207 6 0.65165 2.13312
7 2.82752 -0.39323 7 3.60701 0.0213
8 -1.38017 -0.07476 8 -2.16509 -0.42622
9 -1.02351 -1.39069 9 -1.20789 -1.98034
10 1.13922 -1.31131 10 1.14302 -1.39798
11 -0.85388 -1.2803 11 -1.44778 -1.81567
12 -1.30738 1.05301 12 -2.15401 0.86167
13 -1.28727 0.04864 13 -0.62235 0.67798
14 -1.56995 -1.00721 14 -1.72876 -1.1228
15 -0.19303 -2.65741 15 -0.62053 -5.35202
16 1.1762 -1.85397 16 0.81732 -2.64752
17 1.63245 -0.01657 17 2.50492 -1.09326
18 5.84151 -0.8331 18 6.30135 -1.64752
19 -1.39554 1.42035 19 -2.163 1.37075
20 2.00047 0.81747 20 2.06447 0.73926
21 -1.69432 1.06766 21 -1.29027 3.99938
22 -1.74855 -0.10553 22 -2.96476 -0.72593
23 -1.02592 -1.06286 23 -0.34567 -0.54066
24 -1.07796 -0.9368 24 -1.23952 -1.12229
25 -1.05003 0.14144 25 -1.17194 0.305
26 -0.11924 -1.26097 26 -0.1473 -1.30194
E0=0.116 620 9 最终误差函数:E=3.3 849×10-2
本实验迭代次数超过了 150次 ,程序自动转出 ,输出
最后二维平面映射坐标。结果见图 1。
图 1　样本在两个主因子空间的图形分布
2　讨　论
1本实验所选取的 26个样本分别隶属于鼠尾
草属的两个亚属[ 4] :
弧隔鼠尾草亚属:SD 、SPZ 、SBU 、SCA 、SF ,即样本
1 ,2 ,4 ,5 ,6 ,12 ,19
荔枝草亚属:ST 、SY 、SM 、SMA 、SB 、SSI、SPA 、SP
由图显示 ,弧隔鼠尾草亚属的 7个样本都分布
在圈内 ,其余样本分布在圈外;SPA的 4个样本 23 ,
24 ,25 ,26聚在一起;云南所产样本都处于 X 轴的上
方 ,其余产地的多处于 X 轴的下方 ,有位于 X 轴上
方的都在Y 轴左侧。
SM 、SB亲缘关系较近 , 性状相近 ,仅花萼钟形
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第 4 期　　　　　　　　　　　 　汪　红 , 等:非线性映射法用于鼠尾草属植物的分析鉴定　　　　　　　　　　　　
(筒形),花冠筒常外伸或向上弯曲(内藏或微伸出花
萼)不同 ,它们的分布与种的相关性不明显 ,其化学
成分的差异与产地有较大关系 ,江浙产地的聚为一
处 ,而山东 、四川的样本分别处于右方与下方 。
由此可见 ,NLM 法可以对两个亚属的样本进行
区分。荔枝草亚属的样本的化学成分与产地具相
关性 。
(2)由于非线性映射的复杂性 ,非线性映射技术
尚未到十分成熟的阶段 ,它可以对多元数据进行快
速有效和客观的分类 ,尤其是映射得到的二维散布
图具有肉眼识别的直观性 ,很适合用于目视方法进
行聚类分析 ,但它的变换没有函数表达式 ,缺乏物理
意义 ,对中药材的鉴定还需结合其他方法进行。
参考文献
[ 1] 　张　亮 ,张正行 ,盛龙生 ,等.气相色谱-质谱法和模式识别技
术用于雷公藤和昆明山海棠的分类识别[ J] .中国药科大学学
报 , 1993 ,24(2):82-85.
[ 2] 　张　亮, 马国祥 , 张正行 , 等.中药石斛质量的化学模式识别
[ J] .药学学报 , 1994, 29(4):290-295.
[ 3] 　张　亮 ,马仁玲 ,徐　娟 ,等.运用人工神经网络和非线性映射
技术评价中药复方制剂戊己丸的质量[ J] .中国药科大学学报 ,
1996 ,27(2):91-94.
[ 4] 　徐任生.丹参-生物学及其应用[M] .北京:科学出版社 , 1990.
(上接第 40页)
[ 7] 　陈　明.抗癌菌类药常用种类及近代研究进展[ J] .食用菌 ,
1994(2):40-41.
[ 8] 　陈国良 ,严惠芳 ,李惠华 ,等.猴头菌药效学研究[ J] .食用菌学
报 , 1996, 3(4):45-51.
[ 9] 　周慧平 ,刘温理 ,陈钱华 ,等.猴头菌多糖的抗衰老作用[ J] .中
国药科大学学报 ,1991 , 22(2):86-88.
[ 10] 　陈国良.药用真菌防治老年痴呆症前景[ J] .食用菌 , 1994(3):
36-37.
[ 11] 　卢耀环,辛长砾 ,周于奋 ,等.猴头菇对小鼠抗疲劳作用的实验
研究[ J] .生理学报 ,1996 , 48(1):98-101.
[ 12] 　薛惟建 ,杨　文 ,陈琼华.昆虫和猴头菌多糖对四氧嘧啶诱发
糖尿病的小鼠的预防和治疗[ J] .中国药科大学学报 , 1989, 20
(6):378-380.
[ 13] 　钱伏刚 , 杜上鉴 ,徐光漪等.猴头菌培养物化学成分的研究
(1)—齐墩果酸皂苷的分离与鉴定[ J] .中草药 , 1988 , 19(7):
290.
[ 14] 　Usui T., Yoshio l., K atsuyuki H., et al.Antitumor activity of water
solutbleβ-D-Glucane laboratedby Ganoderma applanatum[ J] .Agir
Biol Chem ,1981 , 45(1):323-332.
[ 15] 　Chang R.Functional properties of edible mushrooms[ J] .Nutr Rev.,
1996 , 54 , 91-93.
[ 16] 　王双喜 ,石杨令 ,田润亮 ,等 ,发酵猴头菌饮料生产线的研究
[ J] .食品工业科技 , 1995(5):37-40.
[ 17] 　潘继红 ,孟凡会.食药用菌制作酸乳深层发酵培养基比较[ J] .
中国野生植物资源 , 2005 ,24(6):51-54.
[ 18] 　雷敬敷.食用菌深层培养的检测方法[ J] .食用菌 , 1996(6):40
-42.
[ 19] 　北京大学生物系生物化学教研室.生物化学实验指导[ M] .北
京:高等教育出版社 , 1982.
[ 20] 　潘继红 ,侯纯旺 ,王道林.食药用菌保健品的开发及营养成分
测定[ J] .食用菌学报 , 2004, 11(4):18-23.
[ 21] 　金世林.乳与乳制品生产[M] .北京:轻工业出版社 , 1985:44-
45.
(上接第 43页)
花饮料的一个亮点功能 ,实验采用超滤工艺进行澄
清和除菌后 ,不经热灭菌 ,能够保留较多的天然茶多
酚 ,制备的茶树鲜花饮料香气清爽 ,回味悠长 。此
外 ,茶树鲜花中咖啡碱极低 ,作为饮料来开发 ,其适
应的人群更广。
茶树花是茶园生产中的副产品 ,其鲜花资源量
是其他任何品种的鲜花所不能比拟的 ,是目前可以
进行大规模开发的鲜花资源之一 。鲜花的直接加
工 ,可以避免鲜花干制过程中生物活性物质和香气
物质的耗损 ,同时避免干燥过程的能耗 。但由于茶
多酚是十分容易氧化的物质 ,因此 ,茶树鲜花饮料需
要采取冷链贮运。
参考文献:
[ 1] 　罗之生.采叶摘除花蕾的经济效益试验[ J] .茶叶 , 1990 , 16(3):
16-17.
[ 2] 　田国政, 王东辉 , 周光来 , 等.茶树花营养成分的分析与评价
[ J] .湖北民族学院学报:自然科学版 ,2004 , 22(2):26-28.
[ 3] 　王晓婧 ,翁　蔚 ,杨子银 , 等.茶花研究利用现状及展望[ J] .中
国茶业 , 2004(4):8-10.
[ 4] 　叶乃兴 ,杨江帆 ,邬龄盛 ,等.茶树花主要形态性状和生化成分
的多样性分析[ J] .亚热带农业研究 ,2005(4):30-33.
—54—
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中 国 野 生 植 物 资 源　　　　　　　　　　　　　　　　第 25 卷