基于近红外漫反射光谱和PCA-SVM算法快速鉴别炉甘石

目的:利用主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)算法,建立炉甘石生品、伪品及炮制品的近红外漫反射光谱(NIRS)鉴别模型。方法:采集炉甘石生品、伪品及炮制品的NIRS,选取特征谱段,优选光谱预处理方法及最佳主成分数,建立PCA-SVM鉴别模型。结果:在7 500～4 000 cm-1谱段,以一阶导数法(FD)为最佳光谱预处理方法,PCA提取的光谱前5个主成分为最佳主成分,并经网格搜索算法确定惩罚因子c=0. 25,核函数参数g=8为最佳SVM内部参数,建立炉甘石PCA-SVM鉴别模型。该模型五折交叉验证准确率100%,且模型对训练集和测试集样品预测正确率亦均达100%。结论:基于PCASVM算法所建立的炉甘石NIRS鉴别模型预测准确率高,结合固体粉末漫反射技术无损、快速的优点,该模型可用于炉甘石生品、伪品及炮制品的无损、快速鉴别。     

近红外光谱技术鉴别虎掌南星与天南星

目的 研究建立鉴别虎掌南星与天南星药材的方法.方法 应用近红外光谱(NIRS)技术结合模式识别法分析药材,在12 500～3 600 cm-1范围内采集光谱.以21点平滑后一阶导数经矢量归一化的方法预处理光谱,采用OPUS/IN-DENT定性分析软件的沃德法(Ward'sAlgorithm)进行聚类分析,MATLAB7.8软件进行主成分分析.结果 在6 445.2～6098.1 cm-1和4 601.5～4 246.7 cm-1区域.基于聚类分析和主成分分析的模式识别法均可以鉴别虎掌南星和天南星药材.结论 近红外光谱技术结合聚类分析和主成分分析的模式识别法可用于鉴别虎掌南星和天南星药材,方法简单、快速、具有可操作性.     

不同产地锁阳近红外光谱鉴别分析

目的研究5个省份锁阳的近红外漫反射光谱(NIRDRS)指纹图谱,为不同产地锁阳的鉴别提供依据。方法采用NIRDRS指纹图谱技术,测定甘肃、新疆、宁夏、内蒙古、青海产锁阳干燥恒重粉末的全成分NIRDRS指纹图谱,结合二阶导数光谱、化学计量学技术,快速鉴别锁阳产地,探究不同产地锁阳的成分。结果在近红外吸收范围内,不同产地锁阳在8408、7327、6846、6360、6013、5785、5189、4698、4386、4317cm-1处均有较强的振动吸收,表明不同产地锁阳主要化学组分构成相似。二阶导数红外光谱结合相似度分析和主成分分析结果表明,不同产地锁阳成分的差异与地理位置有明显对应性。通过主成分分析可以得出比原始图谱更多的成分信息,在4150、4260、4340、4660、4940、5330、5680、5880、5980、6110、6470、7190、8320cm-1处的吸收峰对区分5个产地锁阳贡献较大。结论NIRDRS指纹图谱结合化学模式识别能有效鉴别不同产地锁阳,并为锁阳的质量评价提供依据。     

炉甘石炮制前后成分分析及热稳定性

目的:对炉甘石炮制前后的主要物相、化学成分、热稳定性进行研究。方法:通过X射线衍射(XRD)对炉甘石的物相进行分析,运用红外分光光度法(IR)和滴定法对炉甘石的化学成分进行分析,运用差热分析对炉甘石的热稳定性进行研究。结果:炉甘石经炮制后主要物相从单斜晶系的Zn5(CO3)2(OH)6转化成六方晶系的ZnO;碳酸根的伸缩振动及弯曲振动明显减弱;氧化锌的质量分数从63.36%增高到82.95%;样品升温至约250℃时放热,当接近315℃左右时热量不再变化。结论:炉甘石的炮制不仅使化学成分发生变化,而且物相也发生变化,差热分析可以规范炉甘石的明煅温度。     

基于指标成分与近红外光谱对宁夏野生和栽培甘草的比较鉴别研究

比较宁夏乌拉尔甘草(以下均简称甘草)中基于指标成分含量的色谱鉴别和基于近红外光谱的光谱鉴别差异,建立快速有效鉴别宁夏野生和栽培甘草的方法。采用HPLC和紫外光谱法测定9批野生甘草和14批栽培甘草中甘草苷、甘草酸和总黄酮的含量并采集其近红外光谱信息。结果显示,基于指标成分定量的色谱鉴别无法有效鉴别宁夏野生和栽培甘草,近红外光谱结合聚类分析和主成分分析能够直观、快速、有效鉴别宁夏野生和栽培甘草样品,为甘草生长方式的鉴别及应用研究提供有效方法。同时,为甘草的品种、产地及规格等方面的鉴别提供了研究思路。     

近红外光谱技术快速鉴别重楼及其混伪品

目的 建立重楼及其混伪品的近红外光谱（near-infrared spectroscopy,NIRS）快速鉴别方法。方法 采用NIRS仪获取样品光谱数据,结合主成分分析（principal component analysis,PCA）、正交偏最小二乘判别分析（orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA）、线性判别分析（linear discriminant analysis,LDA）、人工神经网络机器学习算法（artificial neural network,ANN）和二维红外光谱（2D-IR）,探讨NIRS技术在重楼及其混伪品快速鉴别的可行性。结果 重楼及其混伪品的NIRS光谱吸收峰的峰形整体相似,但在峰数和峰强方面均存在一定差异。PCA和OPLS-DA判别模型可将重楼及其混伪品区分,但模型预测能力差（Q²＜0.5）;LDA模型可将滇重楼与其他物种进行区分,但无法区分七叶一枝花的部分样本;ANN模型识别准确率达100.0%,不同物种的2D-IR图谱在5 897～5 600 cm⁻¹和4 497～4 200 cm⁻¹差异显著。结论 重楼及其混伪品的化学信息差异明显,不可混用。NIRS结合ANN模型或2D-IR方法可用于重楼及其混伪品的快速鉴别。     

基于近红外光谱主成分分析-马氏距离法的发汗与未发汗续断的快速鉴别

为了快速准确的鉴别续断发汗与否, 以续断发汗和未发汗样品为实验材料, 采用近红外光谱法结合主成分分析-马氏距离判别分析方法建立了定性鉴别模型。选取了129个未发汗样品和86个发汗样品的近红外光谱图,应用主成分分析-马氏距离法进行判别分析,选择谱段为9 881.46~4 119.20 cm^-1,采用 "标准正则变换 +原始光谱+ 二阶求导" 组合对原始光谱进行预处理,主成分数为14,建立定性鉴别模型;并经预测集验证,鉴别准确率达到100%。说明近红外光谱结合模式识别方法进行续断"发汗"与否定性鉴别在技术上是可行的,可以作为续断产地加工"发汗"定性鉴别的一种辅助手段。     

中药黄芩中微量元素的主成分分析和聚类分析

目的:研究不同产地黄芩中微量元素的含量及分布特征。方法:以微量元素含量为指标,用SPSS软件用主成分分析法和聚类分析法对黄芩中的特征元素进行分析。结果:筛选出特征值累计贡献率91.785%的3个主成分;对选出的品种中主成分进行系统聚类分析,在离差平方和的水平上将其划分为3大类群。结论:分析结果为黄芩药材道地性研究及鉴定提供了科学依据。     

基于FTIR的红花主成分聚类分析

目的建立红花药材的化学模式识别方法。方法采用傅里叶红外光谱法,对5种不同产地红花样品的红外谱图,以900～1 550 cm?1内的吸收峰为指标,应用主成分和聚类方法进行数据分析。结果红花样品可分为4个产区,同一产区内红花的化学组分相似,可做为红花药材质量评价的依据。结论基于FTIR谱的主成分和聚类分析能够在一定程度表征出红花在不同地理位置和气候条件的多样性分化,能对红花的合理利用提供依据。     

小鱼仙草微量元素含量的主成分和聚类分析

目的:研究不同产地小鱼仙草微量元素的含量及分布特征。方法:采用ICP-OES法测定不同产地小鱼仙草中各微量元素的含量,并采用主成分分析法和聚类分析法对测定结果进行特征分析。结果:经主成分分析得4个主因子,其累计方差贡献率达95.03%。第一主因子的方差贡献率为41.19%,故确定其所对应的Mn、Cu、Zn和Tl是小鱼仙草所含的特征元素。聚类分析将6个样品,基本按地域性聚为2组。结论:不同产地小鱼仙草的微量元素呈明显的选择性累积和地域特征。     

桔梗种质资源农艺性状的主成分及聚类分析

目的探讨桔梗种质的遗传差异性，为桔梗品种选育和引种栽培提供依据。方法采用主成分分析和聚类分析方法，分析了来自10个省份的17份种质的开花日期、株高、主茎叶片数、最大叶长、最大叶宽、分支数、花冠直径、结实果率、果长、果宽、千粒重、每果粒数等12个农艺性状。结果筛选出特征根累计贡献率86．32％的5个主成分；对选出的品种中主成分进行系统聚类分析，在离差平方和的水平上将其划分为5大类群。结论桔梗种质的分布呈现出一定的地域相似性。     

基于近红外光谱技术的黄柏药材定量分析

目的:建立一种能够同时快速测定黄柏药材中小檗碱和黄柏碱含量的方法。方法:以HPLC所测样品中小檗碱和黄柏碱的含量为参考值,利用近红外光谱分析技术,将参考值与样品的近红外光谱进行关联,采用偏最小二乘法(PLS)建立黄柏中小檗碱和黄柏碱的定量分析模型。结果:所建立的小檗碱和黄柏碱的定量分析模型的内部交叉验证决定系数(R2)分别为0.997 13,0.989 23,校正均方差(RMSEC)分别为0.082 3,0.021 5,验证均方差(RMSEP)分别为0.071 7,0.016 6,性能指数PI分别为95.6,93.5。结论:利用近红外光谱技术建立的定量分析模型,能够对黄柏药材中小檗碱和黄柏碱的含量进行无损快速测定。     

山茱萸炮制前后红外光谱研究

目的：建立山茱萸炮制前后的红外光谱鉴别方法,为对其科学评价与品质鉴定提供新技术。方法：采用红外光谱图结合二阶导数红外光谱图法分析比较炮制前后差异。结果：山茱萸炮制前后红外光谱图及其二阶导数红外光谱图整体相似,特征区上存在差异。结论：山茱萸生品、酒制品可用红外图谱及其二阶导数红外光谱图直观分析进行鉴定,为山茱萸生品、酒制品鉴别提供了新的方法。     

基于近红外光谱技术评价不同等级渣驯的质量

目的:采用近红外光谱技术(NIRS)结合统计学手段,探讨渣驯与其代用品的快速鉴别方法以及渣驯质量的评价方法。方法:参考传统外观质量分级将渣驯药材及其代用品分为4个等级,测定不同等级渣驯及代用品中黄腐酸的含量,分析其与渣驯质量分级的相关性;采集近红外光谱,结合主成分分析,探讨质量等级与近红外光谱的定性关系。采用偏最小二乘法(PLS)建立近红外定量分析模型,考察渣驯及其代用品质量快速评价的可行性。结果:黄腐酸含量与渣驯外观质量分级无明确相关性;Ⅳ级(代用品)近红外光谱与其他等级渣驯能显著分开,而Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ等级渣驯的近红外光谱辨析度不高,但具有一定的变化规律;所建立的渣驯中黄腐酸的近红外定量分析模型的决定系数(R2)=80.13%,交互验证误差均方根(RMSECV)=0.047,表明该模型预测效果较好;验证集R2=11.91%,预测误差均方根(RMSEP)=0.12,相对分析误差(RPD)=1.12,说明模型稳健性与分辨力不理想。结论:近红外光谱结合主成分分析能够为渣驯与其代用品的快速鉴别提供参考;黄腐酸不能作为渣驯质量优劣的评价指标,有必要进一步探索渣驯质量标志物,用以评价该药材的质量。     

款冬花不同炮制品的HPLC指纹图谱比较

目的:采用HPLC指纹图谱技术,综合运用相似度评价、聚类分析(CA)及主成分分析(PCA)对款冬花炮制前后化学成分变化进行研究。方法:采用HPLC-DAD建立10个产地款冬花不同炮制品的指纹图谱,流动相乙腈-0.03%三氟乙酸水溶液梯度洗脱,检测波长240 nm;运用"中药色谱指纹图谱相似度评价系统"(2004A版)软件,CA及PCA综合探索款冬花不同炮制品的质量及成分变化规律。结果:建立了不同炮制品的HPLC共有模式,款冬花生品、蜜炙品、甘草炙品指纹图谱的相似度分别为0.867~0.991,0.785~0.979,0.785~0.980。CA将不同炮制品均分为4类,与相似度评价结果基本一致,表明不同产地间款冬花炮制品具有一定的相似性和稳定性。PCA筛选出方差累计值达74.230%的2个主成分,并得到与之相关的成分群,不同产地炮制品的综合得分情况表明该成分群在生品、蜜炙品及甘草炙品中稳定存在。结论:指纹图谱技术结合相似度评价,CA,PCA能对款冬花炮制品的质量进行系统评价,可为其他中药炮制品的评价提供参考。     

聚类分析和主成分分析在糖尿病胃轻瘫中医证型研究中的应用

目的:应用聚类分析和主成分分析对糖尿病胃轻瘫中医证型分布进行探索。方法:对200例糖尿病胃轻瘫患者进行问卷式调查,建立糖尿病胃轻瘫患者一般情况和症状数据库,运用聚类分析、主成分分析对糖尿病胃轻瘫中医证候进行研究,归纳总结中医证型。结果:经统计分析将本研究调查的200例糖尿病胃轻瘫患者分为4种证型,包括:以脾虚湿热为主要表现者73人,占36.5%;以胃阴亏虚为主要表现者33人,占16.5%;以脾虚气滞为主要表现者52人,占26%;以肝胃不和为主要表现者42人,占21%。结论:糖尿病胃轻瘫常见的中医证型为脾虚湿热、胃阴亏虚、脾虚气滞、肝胃不和。     

基于近红外光谱的淫羊藿定性鉴别及定量检测

目的: 对淫羊藿进行产地的定性鉴别和主成分的定量检测。 方法: 对9个不同产地的样品分别对其采用矢量归一化、一阶导数、一阶导数加上矢量归一化的预处理方法进行定性检测;通过高效液相色谱法得到淫羊藿主成分的含量,并将其与对应的近红外漫反射光谱相对应,利用多元散射校正方法进行处理,建立偏最小二乘定量校正模型。 结果: 采用矢量归一化的预处理方法所得的定性模型效果最好,聚类结果令人满意,误分率为0,可将不同产地淫羊藿样品进行定性鉴别;偏最小二乘法所得到的预测集样本的标准偏差为0.020 6,建立的模型预测精度非常高,预测效果良好。 结论: 所建立的方法操作简单,测定速度快,费用低,无需进行复杂的前处理,可直接对大量未知样品进行测定,为近红外光谱技术应用于药物检测与分析提供了有效的方法和依据。     

栀子不同炒制饮片的红外光谱分析

目的:对栀子不同炒制饮片的红外光谱进行比较分析,建立鉴别栀子不同炒制饮片的方法。方法:采用红外光谱法和二维相关光谱技术,以京尼平苷为参照,比较栀子不同炒制饮片红外图谱,揭示其变化规律。结果:以对照品比对法指认归属了栀子不同炒制饮片的特征指纹峰;生栀子、焦栀子、栀子炭的一维图谱峰形相似;在二阶导数图谱中生栀子特征峰在1 228 cm-1处,焦栀子特征峰在1 235 cm-1处,而栀子炭特征峰在1 241 cm-1处;在二维相关红外光谱的1 300~1 800 cm-1波段,生栀子的最强自动峰为1 636 cm-1,焦栀子的最强自动峰为1 640 cm-1,栀子炭的最强自动峰为1 740 cm-1。结论:红外光谱法结合二维相关光谱技术可用于鉴别栀子不同炒制饮片。     

近红外漫反射光谱法快速鉴别不同连翘饮片

目的:研究利用近红外光谱技术结合判别分析法对不同连翘饮片进行定性鉴别分析。方法:采集不同连翘饮片的近红外光谱图,选择多元散射校正法(MSC)加SG平滑方法对光谱进行预处理,选择最佳建模波段为4 065.57~8 350.90 cm-1,最佳主成分数为10,建立定性分析模型,并用未知样品验证该模型。结果:表明所建定性模型的分类结果与实际所属一致,验证结果良好。结论:该方法操作简便,测定快速,结果准确,无污染,对中药材、烟草等多种行业质量检测过程中的能源节约与资源的高效利用均有重要意义。