專利名稱：一種利用特征圖譜對藥材進(jìn)行鑒別的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用圖譜對藥材進(jìn)行鑒別的方法，特別涉及一種基于特征圖譜的中藥材鑒別方法。
背景技術(shù)：
在中藥鑒定學(xué)領(lǐng)域中，中藥的品種鑒定一直是研究的主要內(nèi)容。傳統(tǒng)的性狀鑒別、組織顯微鑒別和理化鑒別對于中藥材的鑒別發(fā)揮了巨大的作用。然而隨著時(shí)代的發(fā)展，中藥的入藥形式和給藥形式也不斷發(fā)生變化，對現(xiàn)代方法生產(chǎn)的中成藥的鑒別，傳統(tǒng)鑒別方式的應(yīng)用受到了限制。人們逐漸借助于現(xiàn)代化的儀器設(shè)備和分析手段用于中藥材的鑒定?；诜肿由飳W(xué)技術(shù)的分子遺傳標(biāo)記鑒別在生藥鑒定方面具有靈敏度高、專屬性強(qiáng)和受樣品采集的影響因素較小等特點(diǎn)，但對經(jīng)過提取精制的中成藥如中藥注射劑不能起到鑒定作用。建立在表征中藥材所含化學(xué)成分的中藥指紋圖譜技術(shù)為中藥材的品種鑒定提供了一種新的方法模式，具有整體、宏觀和模糊分析等特點(diǎn)(參見“現(xiàn)代世界科學(xué)技術(shù)/中藥現(xiàn)代化，2002，4(4)5”)。其研究方法較多，色譜學(xué)方法是主流方法，其中又以高效液相色譜法(HPLC)較為常用，在中藥指紋圖譜的研究中占有重要地位。中藥指紋圖譜用于中藥材鑒別往往采用整張指紋圖譜進(jìn)行(參見“藥學(xué)學(xué)報(bào)，2002，37(9)713”)。然而整張指紋圖譜所含的色譜峰對藥材鑒別的貢獻(xiàn)是不同的。有些色譜峰對藥材鑒別可能會產(chǎn)生干擾作用。文獻(xiàn)通過LC/MS方法建立了中藥三七及其在復(fù)方丹參中的特征圖譜(參見“藥學(xué)學(xué)報(bào)，2004，39(2)127”)，可用于鑒定復(fù)方丹參中三七的特征，也可用于鑒別三七及其同屬其他藥材的特征。然而目前特征圖譜中選取的特征色譜峰的相對含量仍然較低，對其進(jìn)行檢測時(shí)，系統(tǒng)的要求較高，在色譜常規(guī)檢測中不一定能夠被檢測和穩(wěn)定的重現(xiàn)。對于特征峰的選取只是通過觀察憑借經(jīng)驗(yàn)確定，帶有一定的主觀性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用特征圖譜對藥材進(jìn)行鑒別的方法，該方法選取其穩(wěn)定性、特異性和客觀性均較好的特征色譜峰對藥材提取物進(jìn)行鑒別，其數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)要求低，藥材鑒別結(jié)果準(zhǔn)確、有效、可靠。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種利用特征圖譜對藥材進(jìn)行鑒別的方法，其特征在于該方法按如下步驟進(jìn)行1)數(shù)據(jù)獲取通過液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析，分別獲得各分析樣本的質(zhì)譜數(shù)據(jù)的總離子流色譜圖；2)色譜峰匹配在獲取藥材的總離子流色譜圖后，根據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)和相應(yīng)的色譜峰保留時(shí)間數(shù)據(jù)，對各樣本的提取離子流色譜圖進(jìn)行色譜峰對應(yīng)；對應(yīng)規(guī)則如下；先選擇某一分析樣本的色譜圖作為參考色譜圖，然后以該參考色譜圖作為模板，將其它分析樣本中與參考色譜圖中保留時(shí)間相近的色譜峰歸為一組，歸為一組的色譜峰的保留時(shí)間相應(yīng)在1分鐘的閾值范圍內(nèi)；在歸為一組的色譜峰中，尋找各分析樣本中質(zhì)譜數(shù)據(jù)相同的色譜峰進(jìn)行一一對齊，如果某一分析樣本該保留時(shí)間下沒有色譜峰，對齊時(shí)以零填充，以保證匹配數(shù)據(jù)的長度一致；3)數(shù)據(jù)正規(guī)化處理在分析樣本的色譜圖中選擇一個(gè)穩(wěn)定存在于諸分析樣本的色譜峰作為基準(zhǔn)峰，其余色譜峰的峰面積或峰強(qiáng)度與基準(zhǔn)峰的峰面積或峰強(qiáng)度進(jìn)行比值計(jì)算，所得結(jié)果即為正規(guī)化處理結(jié)果；4)特征選取在步驟3)數(shù)據(jù)正規(guī)化處理的基礎(chǔ)上，采用逐步判別分析方法，選擇分析樣本中在同一類別內(nèi)強(qiáng)度變化小，不同類別間強(qiáng)度變化大的色譜峰作為特征圖譜的候選色譜峰；5)特征圖譜建立根據(jù)步驟4)選取的候選色譜峰建立特征圖譜，通過特征圖譜的相似度評價(jià)結(jié)果和系統(tǒng)聚類分析結(jié)果進(jìn)行藥材鑒別。
上述技術(shù)方案中所述的質(zhì)譜數(shù)據(jù)的總離子流色譜圖的采集通過全掃描的形式獲得或通過選擇掃描的形式獲得。
采用特征圖譜較原始指紋圖譜鑒別中藥材的主要優(yōu)點(diǎn)在于①數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)要求低，特征圖譜的穩(wěn)定性、特異性和客觀性均較好；②特征圖譜使得分析樣本的相同類別內(nèi)和不同類別間的差別加大，具有較好的類別特征性，鑒別能力優(yōu)于原始指紋圖譜；③藥材鑒別結(jié)果準(zhǔn)確、有效、可靠。


圖1為采用選擇性掃描方法獲取的為人參液相色譜-質(zhì)譜分析總離子流色譜圖譜。
圖2為采用選擇性掃描方法獲取的西洋參的液相色譜-質(zhì)譜分析總離子流色譜圖譜。
圖3a原始指紋圖譜的聚類分析結(jié)果(夾角余弦法)。
圖3b特征圖譜的聚類分析結(jié)果(夾角余弦法)。
圖4為采用全掃描方法獲取的人參液相色譜-質(zhì)譜分析總離子流色譜圖譜(其中1，2，3，4和5表示人參特征圖譜)。
圖5為采用全掃描方法獲取的西洋參液相色譜-質(zhì)譜分析總離子流色譜圖譜(其中1，2，3，4和5表示西洋參特征圖譜)。
圖6a原始指紋圖譜的聚類分析結(jié)果(夾角余弦法)圖6b特征圖譜的聚類分析結(jié)果(夾角余弦法)圖7為采用全掃描方法在不同色譜條件下獲取的為人參液相色譜-質(zhì)譜分析總離子流色譜圖譜(其中1，2，3，4和5表示人參特征圖譜)。
圖8為采用全掃描方法在不同色譜條件下獲取的西洋參液相色譜-質(zhì)譜分析總離子流色譜圖譜(其中1，2，3，4和5表示西洋參特征圖譜)。
圖9a原始指紋圖譜的聚類分析結(jié)果(夾角余弦法)。
圖9b特征圖譜的聚類分析結(jié)果(夾角余弦法)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1液相色譜-質(zhì)譜方法鑒別西洋參和人參主要儀器液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀Agilent，1100 Series LC/MSD Trap；ESI源。色譜柱PhenomenexProdigy C18柱，4.6mm×250mm，粒徑5μm。
材料與試劑人參(Panax.ginseng)，分別采自吉林省左家，吉林省撫松，紅參購自吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)參茸市場；西洋參(P.quinquefolius)，分別采自北京懷柔，吉林省左家，北美西洋參由威斯康星(音)公司提供。上述藥材均經(jīng)過肖盛元博士鑒定。
甲醇，乙腈為色譜純，購自Fisher公司；氨水，冰醋酸為分析純，購自北京化工廠。
色譜條件進(jìn)樣量20μl；流動相A相0.1mM的醋酸銨水溶液加氨水調(diào)節(jié)pH值至8.0，B相乙腈。梯度條件0～15min，B相線性梯度上升到40％，15～60min B相為40％。
質(zhì)譜條件調(diào)諧霧化氣30psi，干燥氣8L·min-1，干燥氣溫度350℃；目標(biāo)質(zhì)量900，化合物穩(wěn)定性50％，離子阱驅(qū)動水平100％。
Icc目標(biāo)30000，最大累積時(shí)間50us，掃描范圍700～1250。檢測質(zhì)荷比800；946；956；1078；1108；1120；1150，分離寬度4.0amu。EIC分離寬度1.0amu。
樣品處理分別取上述藥材，40℃烘干，粉碎，過100目篩，備用；分別稱取人參、西洋參藥材粉末0.4g，于5mL容量瓶中，加甲醇3.5mL，超聲振蕩5min后過夜，再用超聲波處理兩次，每次10min，中間間隔1h，定容，放置1h后，取上清液，4000r·min-1離心，再取上清液備用。上述溶液過0.45μm微孔濾膜，濾液備用。
數(shù)據(jù)獲取通過選擇掃描的形式獲得人參和西洋參的液相色譜-質(zhì)譜分析代表性的總離子流色譜圖譜，分別見附圖1、2。
色譜峰匹配在獲取藥材的總離子流色譜圖后，以分析樣本1作為參考色譜圖，根據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)和相應(yīng)的色譜峰保留時(shí)間數(shù)據(jù)，對其他分析樣本的總離子流色譜圖進(jìn)行色譜峰對應(yīng)。
數(shù)據(jù)正規(guī)化處理
考慮色譜峰的穩(wěn)定性和儀器的噪聲水平，選取峰面積百分比大于5％的色譜峰。然后，以某一穩(wěn)定存在的色譜峰作為基準(zhǔn)峰，其他色譜峰相對于其進(jìn)行峰面積比值計(jì)算即為數(shù)據(jù)正規(guī)化處理，結(jié)果見附表1。
表1 數(shù)據(jù)正規(guī)化處理001_q 002_q003_9 004_q 005_q 006_q 007_q 001_gin 002_gin 003_gin1 1.1255 1. 1320 1.2693 1.0301 1.0770 0.7662 0.7572 1.0010 0.8080 0.91962 0.5112 0.5034 0.1829 0.4840 0.4108 0.2729 0.2525 1.2225 0.9413 1.10483 0.7172 0.6840 0.3230 0.8403 0.6814 0.2440 0.2335 0.5222 0.2160 0.49744 0.0136 0.0115 0.0071 0.0202 0.0661 0.0142 0.0150 0.5044 0.2032 0.44885 0.2273 0.2188 0.7394 0.1808 0.3135 0.2078 0.1993 0.5859 0.3971 0.53896 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.00007 0.1507 0.1448 0.1926 0.2041 0.3163 0.2237 0.2037 0.8168 0.8131 0.75548 0.0166 0.0140 0.0223 0.0255 0.0721 0.0497 0.0489 0.7801 0.8463 0.75889 0.1688 0.1527 0.3677 0.2092 0.5380 0.0081 0.4038 0.7748 0.8933 0.779710 0.3149 0.3064 0.5536 0.5543 0.1419 0.2064 0.2021 0.0098 0.0098 0.0001注6號峰為基準(zhǔn)峰。
特征選取采用多元統(tǒng)計(jì)中的逐步判別分析方法進(jìn)行特征圖譜候選色譜峰的選取(考慮了選取峰之間的相互作用)，結(jié)果如表2表2特征選取結(jié)果平均保留時(shí)間步驟色譜峰質(zhì)量數(shù)Wilks’統(tǒng)計(jì)量F檢驗(yàn) 概率(min)1 8 48.04 1078 0.0061389.1390.0002 4 34.8 1120 0.0031145.6980.0003 7 45.6 1078 0.0013359.3310.0004 10 58.14 946 0.0007431.6640.000注1.在每一步中，選取的峰使得全局Wilks統(tǒng)計(jì)量的值達(dá)到最小。
2.選取峰的最小偏F值為3.84.
3.刪除峰的最大的偏F值為2.71.
特征圖譜建立根據(jù)選取的色譜峰1、2、3、4、5建立特征圖譜(見圖1、2)。
原始指紋圖譜和特征圖譜的比較1.相似度比較
我們比較了原始指紋圖譜和特征圖譜的相似度評價(jià)結(jié)果(相似度評價(jià)方法為夾角余弦法)，見表3。
表3相似度平均結(jié)果的比較原始指紋圖譜 特征圖譜夾角余弦(平均值) 夾角余弦(平均值)西洋參 人參西洋參 人參西洋參0.9492 0.7745 0.9169 0.4527人參 0.7745 0.9898 0.4527 0.9872由表3結(jié)果可見，類內(nèi)樣本(即西洋參與西洋參之間或人參與人參之間)的相似度變化不大，略有降低，而類問樣本的相似度(西洋參與人參之間)明顯降低，類內(nèi)與類間的相似度的差別增大。這表明特征圖譜較原始指紋圖譜具有較好的類別特征性，使得分析樣本的相同類別內(nèi)和不同類別間的差別加大，可用于區(qū)分和鑒別人參和西洋參。
2.聚類分析結(jié)果我們對比了原始指紋圖譜和特征圖譜的聚類分析結(jié)果，見圖3。
由圖3可見，特征圖譜較原始指紋圖譜的聚類結(jié)果類別邊界更加清晰，結(jié)構(gòu)更加明確，與樣本實(shí)際類別一致(1～7號樣本為西洋參，8～10號樣本為人參)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例2液相色譜-質(zhì)譜方法鑒別西洋參和人參主要儀器液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀Agilent，1100 Series LC/MSD Trap；ESI源。色譜柱PhenomenexProdigy C18柱，4.6mm×250mm，粒徑5μm。
材料與試劑人參(Panax.ginseng)，分別采自吉林省左家，吉林省撫松，紅參購自吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)參茸市場；西洋參(P.quinquefolius)，分別采自北京懷柔，吉林省左家，北美西洋參由威斯康星(音)公司提供。
甲醇，乙腈為色譜純，購自Fisher公司；氨水，冰醋酸為分析純，購自北京化工廠。
色譜條件進(jìn)樣量20μl；流動相A相0.1mM的醋酸銨水溶液加氨水調(diào)節(jié)pH值至8.0，B相乙腈。梯度條件0～15min，B相線性梯度上升到40％，15～60min B相為40％。
質(zhì)譜條件調(diào)諧霧化氣30psi，干燥氣8L·min-1，干燥氣溫度350℃；目標(biāo)質(zhì)量900，化合物穩(wěn)定性50％，離子阱驅(qū)動水平100％。
Icc目標(biāo)30000，最大累積時(shí)間50us，掃描范圍全掃描，700～1250。
樣品處理分別取上述藥材，40℃烘干，粉碎，過100目篩，備用；分別稱取人參、西洋參藥材粉末0.4g，于5mL容量瓶中，加甲醇3.5mL，超聲振蕩5min后過夜，再用超聲波處理兩次，每次10min，中間間隔1h，定容，放置1h后，取上清液，4000r·min-1離心，再取上清液備用。上述溶液過0.45μm微孔濾膜，濾液備用。
數(shù)據(jù)獲取通過全掃描的形式獲得人參和西洋參的液相色譜-質(zhì)譜分析代表性的總離子流色譜圖譜，分別見附圖4、5。
色譜峰匹配在獲取藥材的總離子流色譜圖后，以分析樣本1作為參考色譜圖，根據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)和相應(yīng)的色譜峰保留時(shí)間數(shù)據(jù)，對其他分析樣本的總離子流色譜圖進(jìn)行色譜峰對應(yīng)。
數(shù)據(jù)正規(guī)化處理考慮色譜峰的穩(wěn)定性和儀器的噪聲水平，選取峰面積百分比大于5％的色譜峰。然后以某一穩(wěn)定存在的色譜峰作為基準(zhǔn)峰，其他色譜峰相對于其進(jìn)行峰面積比值計(jì)算即為數(shù)據(jù)正規(guī)化處理，結(jié)果見附表4。
表4數(shù)據(jù)正規(guī)化處理結(jié)果00 1_q 002_q 003_q 004_q 005_q 006_q 007_q 001_gin 002_gin 003_gin1 1.1179 1.1215 1.2692 1.0400 1.1009 0.7566 0.7402 1.0087 0.7997 0.92562 0.5103 0.4951 0.1829 0.4829 0.4149 0.2735 0.2507 1.2302 0.9409 1.11323 0.7155 0.6783 0.3210 0.8416 0.6867 0.2434 0.2332 0.5406 0.2190 0.48104 0.0132 0.0116 0.0073 0.0000 0.0678 0.0146 0.0134 0.5019 0.2054 0.45015 0.2277 0.2181 0.7370 0.1811 0.3167 0.2092 0.1988 0.5882 0.3953 0.53986 0.0802 0.0726 0.0695 0.1441 0.3336 0.1001 0.0990 0.3644 0.1117 0.34267 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.00008 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1.0027 0.0000 0.0000 0.00009 0.1500 0.1445 0.1929 0.2046 0.3190 0.2226 0.2083 0.8170 0.8133 0.759110 0.0159 0.0147 0.0225 0.0253 0.0677 0.0494 0.0391 0.7882 0.8434 0.762511 0.1677 0.1635 0.3752 0.2142 0.5432 0.0000 0.3814 0.7806 0.8758 0.759812 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.4112 0.0000 0.0000 0.0000 0.000013 0.3145 0.3043 0.5571 0.5519 0.1440 0.0022 0.2003 0.0000 0.0000 0.0000注7號色譜峰為基準(zhǔn)峰。
特征選取采用多元統(tǒng)計(jì)中的逐步判別分析方法進(jìn)行特征圖譜候選色譜峰的選取(考慮了選取峰之間的相互作用)，結(jié)果如表5表5特征選取結(jié)果平均保留時(shí)間步驟 色譜峰 質(zhì)量數(shù)Wilks’統(tǒng)計(jì)量F檢驗(yàn) 概率(min)1 10 48.00 1078 0.0051718.4560.0002 434.80 1120 0.0031280.8340.0003 945.60 1078 0.0013832.5750.0004 13 58.10 946 0.0006920.5270.000注1在每一步中，選取的色譜峰使得全局Wilks統(tǒng)計(jì)量的值達(dá)到最小。
2選取色譜峰的最小偏F值為3.84.
3刪除色譜峰的最大的偏F值為2.71.
特征圖譜建立根據(jù)選取的候選色譜峰建立特征圖譜，見附圖4和5。
原始指紋圖譜和特征圖譜的比較1.相似度比較我們比較了原始指紋圖譜和特征圖譜的相似度評價(jià)結(jié)果(相似度評價(jià)方法為夾角余弦和相關(guān)系數(shù))，見表6。
表6相似度平均結(jié)果的比較原始指紋圖譜 特征圖譜夾角余弦(平均) 夾角余弦(平均)西洋參 人參西洋參人參西洋參 0.8906 0.7475 0.82170.4737人參0.7475 0.9882 0.47370.9878由表6的結(jié)果可見，類內(nèi)樣本(即西洋參與西洋參之間或人參與人參之間)的相似度變化不大，略有降低，而類間樣本的相似度(西洋參與人參之間)明顯降低，類內(nèi)與類間的相似度的差別增大。這表明特征圖譜較原始指紋圖譜具有較好的類別特征性，使得分析樣本的相同類別內(nèi)和不同類別間的差別加大，可用于區(qū)分和鑒別人參和西洋參。
2.聚類分析結(jié)果的比較我們對比了原始指紋圖譜和特征圖譜的聚類分析結(jié)果，見圖6。
由圖6可見，在原始指紋圖譜的聚類結(jié)果中，7號樣本出現(xiàn)了歸類錯(cuò)誤(1～7號樣本為西洋參，8～10號樣本為人參)。而特征圖譜的聚類結(jié)果類別邊界清晰，結(jié)構(gòu)明確，與樣本實(shí)際類別一致，表明采用特征圖譜對藥材的鑒別能力優(yōu)于原始指紋圖譜。
實(shí)施例3特征圖譜用于西洋參和人參與野山參(人參與野山參看作一類)的類別歸屬。
主要儀器液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀Agilent，1100Series LC/MSD Trap；ESI源。色譜柱YMC-Packph柱，2.0mm×250mm，粒徑5μm。
材料與試劑人參(Panax.ginseng)，分別采自吉林省左家，吉林省撫松，紅參購自吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)參茸市場；西洋參(P.quinquefolius)，分別采自北京懷柔，吉林省左家，北美西洋參由威斯康星(音)公司提供。上述藥材均經(jīng)過肖盛元博士鑒定。
甲醇，乙腈為色譜純，購自Fisher公司；氨水，冰醋酸為分析純，購自北京化工廠。
色譜條件進(jìn)樣量10μl；流動相A相10mmol·l-1的醋酸銨水溶液，B相6.4mmol·l-1醋酸銨加80％的乙腈水溶液。色譜柱溫30℃。梯度條件如表7表7梯度條件時(shí)間(min)0 1018203540456065B％ 2025253540406570100質(zhì)譜條件調(diào)諧霧化氣30psi，干燥氣8L·min-1，干燥氣溫度350℃；目標(biāo)質(zhì)量900，化合物穩(wěn)定性50％，離子阱驅(qū)動水平100％。
Icc目標(biāo)30000，最大累積時(shí)間50us，掃描范圍700～1250。檢測質(zhì)荷比800；946；956；1078；1108；1120；1150，分離寬度4.0amu。EIC分離寬度1.0amu。
樣品處理分別取上述藥材，40℃烘干，粉碎，過100目篩，備用；分別稱取人參、西洋參藥材粉末0.4g，于5mL容量瓶中，加甲醇3.5mL，超聲振蕩5min后過夜，再用超聲波處理兩次，每次10min，中間間隔1h，定容，放置1h后，取上清液，4000r·min-1離心，再取上清液備用。上述溶液過0.45μm微孔濾膜，濾液備用。
數(shù)據(jù)獲取通過全掃描的形式獲得人參和西洋參的液相色譜-質(zhì)譜分析代表性的總離子流色譜圖譜，分別見附圖7、8。
色譜峰匹配在獲取藥材的總離子流色譜圖后，以分析樣本1作為參考色譜圖，根據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)和相應(yīng)的色譜峰保留時(shí)間數(shù)據(jù)，對其他分析樣本的總離子流色譜圖進(jìn)行色譜峰對應(yīng)。
數(shù)據(jù)正規(guī)化處理考慮色譜峰的穩(wěn)定性和儀器的噪聲水平，選取峰面積百分比大于5％的色譜峰。然后，以某一穩(wěn)定存在的色譜峰作為基準(zhǔn)峰，其他色譜峰相對于其進(jìn)行峰面積比值計(jì)算即為數(shù)據(jù)正規(guī)化處理，結(jié)果見附表8。
表8數(shù)據(jù)正規(guī)化處理American American Ginseng Ginseng GinsengGinsengWild WildGinsengGinseng(002) (003) (004) (005) GinsengGinseng(001) (006)(110) (112)1 0.0032 0.0065 3.45180.16500.0658 0.0590 0.2985 0.09262 0.0688 0.1651 5.46895.15181.9487 1.4713 1.0119 0.26533 1.0715 2.5354 2.85726.95385.3395 6.2167 2.0221 0.79944 0.2706 0.2077 10.3890 15.8230 17.42205.0242 1.2892 0.18045 0.3705 0.2973 1.74892.35901.7946 1.1687 0.8167 0.32626 0.0787 0.3726 0.00000.00000.0000 0.0000 0.0000 0.00007 0.0142 0.0254 0.30620.61820.5934 0.8776 0.4344 0.27848 0.0000 0.0000 2.18322.99631.2831 1.2033 0.5028 0.20389 1.0000 1.0000 1.00001.00001.0000 1.0000 1.0000 1.000010 0.1035 0.3636 0.21820.38270.3324 0.4516 0.5390 0.594611 0.0073 0.0322 0.18440.25970.2580 0.2844 0.3788 0.532412 0.0769 0.7849 0.12790.35900.2523 0.5804 0.1277 0.187913 0.0335 0.3270 0.00000.00000.0000 0.0000 0.0000 0.00009號峰作為基準(zhǔn)峰特征圖譜在新體系中的應(yīng)用為了驗(yàn)證特征圖譜(由實(shí)施例1和2選取的色譜峰建立的特征圖譜)在新體系中的有效性，即是否仍具有類別特征性，我們將特征圖譜應(yīng)用于西洋參和人參與野山參(人參和野山參可作為一類)的鑒別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明特征圖譜在新的體系中較原始指紋圖譜具有較好的類別特征性，鑒別能力優(yōu)于原始指紋圖譜，可用于藥材的品種鑒別。
1.相似度比較我們比較了原始指紋圖譜和特征圖譜的相似度評價(jià)結(jié)果(相似度評價(jià)方法為夾角余弦和相關(guān)系數(shù))，見表9。
表9相似度平均結(jié)果的比較原始指紋圖譜 特征圖譜夾角余弦(平均)夾角余弦(平均)西洋參 人參 西洋參 人參西洋參 0.9452 0.59730.9557 0.5518人參 0.5973 0.78210.5518 0.9414
由表9結(jié)果可見，類內(nèi)樣本(即西洋參與西洋參之間或人參與野山參和人參與野山參之間)的相似度略顯增加，而類間樣本的相似度(西洋參和人參與野山參之間)明顯降低，類內(nèi)與類間的相似度的差別增大。這表明特征圖譜在新的體系中較原始指紋圖譜具有較好的類別特征性，使得分析樣本的相同類別內(nèi)和不同類別間的差別加大，可用于藥材的品種鑒別。
2.聚類分析結(jié)果的比較我們對比了原始指紋圖譜和特征圖譜的聚類分析結(jié)果，見圖9?？梢姡谠贾讣y圖譜的聚類結(jié)果中，8號樣本出現(xiàn)了歸類錯(cuò)誤(1號和2號樣本為西洋參，3～6號樣本為人參，7～8號為野山參)，即原始指紋圖譜不能有效地區(qū)分野山參和西洋參。而采用特征圖譜后，類別邊界清晰，結(jié)構(gòu)明確，能夠有效地區(qū)分野山參和西洋參，聚類結(jié)果與樣本實(shí)際類別一致，表明采用特征圖譜對藥材的鑒別能力優(yōu)于原始指紋圖譜。
權(quán)利要求
1.一種利用特征圖譜對藥材進(jìn)行鑒別的方法，其特征在于該方法按如下步驟進(jìn)行1)數(shù)據(jù)獲取通過液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析，分別獲得各分析樣本的質(zhì)譜數(shù)據(jù)的總離子流色譜圖；2)色譜峰匹配在獲取藥材的總離子流色譜圖后，根據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)和相應(yīng)的色譜峰保留時(shí)間數(shù)據(jù)，對各樣本的提取離子流色譜圖進(jìn)行色譜峰對應(yīng)；對應(yīng)規(guī)則如下先選擇某一分析樣本的色譜圖作為參考色譜圖，然后以該參考色譜圖作為模板，將其它分析樣本中與參考色譜圖中保留時(shí)間相近的色譜峰歸為一組，歸為一組的色譜峰的保留時(shí)間相應(yīng)在1分鐘的閾值范圍內(nèi)； 在歸為一組的色譜峰中，尋找各分析樣本中質(zhì)譜數(shù)據(jù)相同的色譜峰進(jìn)行一一對齊，如果某一分析樣本該保留時(shí)間下沒有色譜峰，對齊時(shí)以零填充，以保證匹配數(shù)據(jù)的長度一致；3)數(shù)據(jù)正規(guī)化處理在分析樣本的色譜圖中選擇一個(gè)穩(wěn)定存在于諸分析樣本的色譜峰作為基準(zhǔn)峰，其余色譜峰的峰面積或峰強(qiáng)度與基準(zhǔn)峰的峰面積或峰強(qiáng)度進(jìn)行比值計(jì)算，所得結(jié)果即為正規(guī)化處理結(jié)果；4)特征選取在步驟3)數(shù)據(jù)正規(guī)化處理的基礎(chǔ)上，采用逐步判別分析方法，選擇分析樣本中在同一類別內(nèi)強(qiáng)度變化小，不同類別間強(qiáng)度變化大的色譜峰作為特征圖譜的候選色譜峰；5)特征圖譜建立根據(jù)步驟4)選取的候選色譜峰建立特征圖譜，通過特征圖譜的相似度評價(jià)結(jié)果和系統(tǒng)聚類分析結(jié)果進(jìn)行藥材鑒別。
2.按照權(quán)利要求1所述的利用特征圖譜對藥材進(jìn)行鑒別的方法，其特征在于所述的質(zhì)譜數(shù)據(jù)的總離子流色譜圖的采集通過全掃描的形式獲得。
3.按照權(quán)利要求1所述的利用特征圖譜對藥材進(jìn)行鑒別的方法，其特征在于所述的質(zhì)譜數(shù)據(jù)的總離子流色譜圖的采集通過選擇掃描的形式獲得。
全文摘要
一種利用特征圖譜對藥材進(jìn)行鑒別的方法，該方法通過液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)獲得不同類別藥材的特征圖譜，并利用特征圖譜對藥材進(jìn)行鑒別。本發(fā)明提供的鑒別方法基于特征圖譜，其實(shí)施步驟包括數(shù)據(jù)獲取、色譜峰匹配、數(shù)據(jù)正規(guī)化處理、特征選取和特征圖譜的建立。本發(fā)明與現(xiàn)有的原始指紋圖譜鑒別中藥材方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果1)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)要求低，特征圖譜的穩(wěn)定性、特異性和客觀性均較好；2)特征圖譜使得分析樣本的相同類別內(nèi)和不同類別間的差別加大，具有較好的類別特征性，其鑒別能力優(yōu)于原始指紋圖譜；3)藥材鑒別結(jié)果準(zhǔn)確、有效、可靠。
文檔編號G01N30/86GK1588050SQ20041006884
公開日2005年3月2日 申請日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
發(fā)明者羅國安, 聶磊, 王義明 申請人:清華大學(xué)