随机森林算法在中药指纹图谱中的应用:以不同品牌夏桑菊颗粒指纹图谱分析为例

该研究旨在建立随机森林算法鉴别和分类不同品牌夏桑菊颗粒,为多指标的复杂指纹图谱的鉴别提供有效的参考。采用高效液相法采集83批不同品牌的夏桑菊颗粒指纹图谱,比较主成分分析、偏最小二乘法-判别分析、随机森林等方法在处理不同分类样品复杂数据时的不同。结果表明本研究成功建立了83批不同品牌夏桑菊颗粒的指纹图谱;经过不同模式识别方法比较可得,主成分分析分析只能解释56.52%的方差贡献率,同时不能完全将样品分类;偏最小二乘法-判别分析优于主成分分析的结果,能达到一定的分离,解释总体方差贡献率63.43%;而随机森林法能够很好的将样品分为3类,且3类样本的10折交互验证准确率达到96.5%。因此,随机森林算法联合HPLC指纹图谱能够有效构建中药质量控制和分析体系。     

基于道地产区蒙古黄芪的质量差异性分析

采用HPLC-ELSD建立黄芪指纹图谱,分析内蒙古、宁夏、甘肃道地产区黄芪仿野生程度。以野生黄芪为对照,通过色谱峰指认,并结合相似度评价、聚类分析、主成分分析及正交偏最小二乘法判别分析探讨道地产区黄芪的质量差异。建立了不同道地产区黄芪药材HPLC指纹图谱;质谱定性分析指认出18个成分;相似度评价显示32批黄芪样品相似度为0.688～0.993,其中,山西产区样品相似度在0.688～0.993,内蒙古产区样品相似度在0.835～0.989,宁夏产区样品相似度在0.934～0.988,甘肃产区除25号样品外,其余样品相似度在0.729～0.876;聚类分析显示除样品11和25外,黄芪样品可按产区聚为4类;主成分分析结果表明32批黄芪样品可按品质和产地聚类且内蒙古产区黄芪的仿野生程度最高;正交偏最小二乘法判别分析筛选出野生、家种黄芪差异性的6个成分为丙二酰基黄芪皂苷Ⅰ、黄芪皂苷Ⅰ、丙二酰基毛蕊异黄酮苷、毛蕊异黄酮苷、丙二酰基芒柄花苷、丙二酰基黄芪紫檀烷苷。所建立的方法可用于分析黄芪的产地和种植环境差异,可为野生黄芪资源的替代和保护及黄芪的种植、加工、生产提供参考。     

基于指纹图谱与化学模式识别的红花药材质量评价

目的：建立不同产地红花的指纹图谱,结合化学模式识别方法评价不同来源红花质量。方法：通过HPLC法建立指纹图谱,采用相似度评价、聚类分析、主成分分析、偏最小二乘判别分析评价不同产地红花的质量。结果：成功建立了38批红花的指纹图谱,共确定12个共有峰,指认出其中6个成分,分别为羟基红花黄色素A、色氨酸、6-甲氧基山柰酚-O-β-葡萄糖苷、红花红色素、脱水红花黄色素B、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖-7-O-β-D-龙胆双糖苷。38批样品与对照图谱的相似度为0.848～0.984。聚类分析以及主成分分析可将红花样品分为2大类,偏最小二乘判别分析共筛选出5个质量差异标志性成分。结论：该研究建立的红花指纹图谱与化学模式识别方法可靠、稳定,可为评价不同来源的红花药材提供参考。     

基于X射线粉末衍射指纹图谱鉴别熊胆粉真伪及产地

目的 建立熊胆粉X射线粉末衍射指纹图谱分析方法以鉴别其真伪及产地。方法 采用X射线粉末衍射技术，将35批熊胆粉及20批常见伪品的X射线衍射图谱进行二阶求导，并进行相似度评价、正交偏最小二乘法判别分析。结果 正品相似度在0.931 0～0.995 9范围内，而伪品小于0.85,二阶求导预处理方法可行，正交偏最小二乘法判别分析模型100%准确判别了熊胆粉真伪及产地。结论 基于二阶导数后的X射线指纹图谱结合正交偏最小二乘法判别分析模型可用于鉴别熊胆粉真伪及产地。     

基于指纹图谱的麦冬质量差异性分析

目的:建立麦冬HPLC指纹图谱,分析不同产地麦冬质量差异性.方法:收集3个产地(浙江慈溪、四川绵阳、四川三台光明镇)共15批麦冬样品,采用HPLC法建立麦冬指纹图谱;结合聚类分析、主成分分析及偏最小二乘判别分析探讨不同产地麦冬的质量差异.结果:不同产地的麦冬样品在化学成分的种类上相似,但在含量上存在一定差异.建立的麦冬...     

基于指纹图谱结合化学模式识别绿萼梅质量标志物的评价研究

目的 利用化学模式识别技术对绿萼梅药材指纹图谱数据进行分析,筛选特征性指标成分从而建立绿萼梅Q-Marker的定量分析策略,为绿萼梅质量评价提供科学依据。方法 采用超高液相色谱法建立3个产地绿萼梅的指纹图谱,运用相似度分析、聚类分析、主成分分析和偏最小二乘判别分析等化学模式识别技术筛选出不同产地绿萼梅化学成分的特征成分作为绿萼梅Q-Marker,并定量分析。结果 30批绿萼梅UPLC指纹图谱标定8个共有峰,相似度在0.816～0.969;通过聚类分析、主成分分析和偏最小二乘判别分析较好的区分各产地绿萼梅,综合分析筛选绿原酸、芦丁、金丝桃苷、异槲皮苷作为绿萼梅Q-Marker,质量分数分别在3.08%～4.71%、0.41%～0.71%、0.13%～0.25%、0.25%～0.38%。结论 通过指纹图谱结合化学模式识别技术的分析策略可快速有效的筛选绿萼梅Q-Marker,为绿萼梅质量评价提供参考。     

基于UPLC指纹图谱和黄酮醇苷含量的不同来源银杏叶的质量比较

目的 比较不同产地、性别、树龄银杏Ginkgobiloba叶在同一采收期的质量,为其资源评价提供依据。方法 收集5个产地共36批的银杏单株叶样品,采用超高效液相色谱法测定芦丁、槲皮素、异鼠李素和山柰素含量。用国家药典委员会中药色谱指纹图谱相似度评价系统软件处理分析,建立银杏叶药材UPLC指纹图谱。结合主成分分析及偏最小二乘判别分析探讨不同性别银杏叶的质量差异。结果 各组样品相似度均大于0.85,雌株之间相似度低于雄株;产地、性别和树龄对银杏叶的化学成分组成和比例有一定的影响,成熟植株指纹图谱相似度变化幅度大于苗期植株;HM居群与其它居群样品的物候期不同。结论 不同产地雌雄株银杏叶的性状特征存在差异。LT居群银杏叶质量较佳且更稳定;苗期植株稳定性高于成熟植株;不同性别银杏叶质量差异标志物有所差异。为控制银杏叶内在质量建立了UPLC指纹图谱快速检测方法,并进行指纹图谱相似度评价,结合主成分分析及偏最小二乘判别分析方法用于分析不同性别银杏叶的质量,为银杏叶的质量比较和资源评价提供了科学依据。     

~1H-NMR指纹图谱技术结合多元统计分析鉴别不同产地的大花红景天

目的:建立一种基于~1H-NMR指纹图谱技术结合多元统计分析对不同产地的大花红景天进行有效分类与鉴别的方法。方法:利用傅立叶变换核磁共振波谱仪采集7个不同产地40批次的大花红景天~1H-NMR指纹图谱,将~1H-NMR指纹图谱处理转化为数据矩阵,结合相似度评价和多元统计分析方法中的层序聚类分析(HCA)、无监督的主成分分析(PCA)、有监督的偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)进行多元统计分析。结果:~1H-NMR指纹图谱技术结合多元统计分析方法能够对7个不同产地的大花红景天进行准确分类、鉴别,其中有监督的PLS-DA和OPLS-DA的分析结果优于无监督的PCA分析,OPLS-DA的分类与鉴别效果最优,并且OPLS-DA在对两组数据的分类、鉴别方面有独特的优势。结论:~1H-NMR指纹图谱技术结合多元统计分析方法可以作为一种有效分类、鉴别不同产地大花红景天的方法。     

不同产地野菊花HPLC指纹图谱建立及化学模式识别研究

目的 建立野菊花Chrysanthemum indicum药材HPLC指纹图谱,并进行化学模式识别。方法 采用Hypersil ODS C₁₈（250 mm×4.6 mm,5 μm）色谱柱;流动相为乙腈-0.1%磷酸,梯度洗脱,检测波长334 nm;体积流量1 mL/min;柱温30℃;进样量10 μL,建立野菊花药材HPLC指纹图谱,结合相似度评价、聚类分析、主成分分析和正交偏最小二乘-判别分析等模式识别方法,对不同产地野菊花药材进行质量评价。结果 建立的指纹图谱方法符合方法学要求,29批野菊花药材HPLC指纹图谱有10个共有峰,相似度均在0.91以上;通过聚类分析将样品按不同产地分为2大类;主成分分析与聚类分析结果一致;最后采用正交偏最小二乘-判别分析筛选出了不同批次野菊花药材的6个差异标志物,通过对照品指认,确定了10号峰为蒙花苷、5号峰为3,4-二咖啡酰奎宁酸、3号峰为木犀草苷、1号峰为绿原酸。结论 建立的指纹图谱方法稳定、可靠、重复性好;结合化学模式识别可用于野菊花药材的质量品质评价。     

不同产地葛根与粉葛的HPLC指纹图谱及其多成分化学模式识别分析

目的:建立葛根与粉葛的HPLC特征图谱,结合化学模式识别方法对不同产区的葛根与粉葛进行区分,并鉴别葛根产区,为科学评价和有效控制二者的质量提供参考。方法:利用HPLC检测23批葛根或粉葛药材,采用"中药色谱指纹图谱相似度评价系统"(2004A版)软件进行相似度评价,建立共有模式。以其色谱峰信息为数据来源,利用3种化学模式识别方法综合分析葛根和粉葛药材的质量。结果:除了样品S22(陕西产地)之外,不同产区的葛根和粉葛的相似度均 0.9;说明葛根与粉葛药材的相似度良好,采用特征图谱相似度评价方法无法区分葛根与粉葛药材。利用主成分分析只能鉴别葛根与粉葛;偏最小二乘法-判别分析其模型解释度96.4%,预测度74.6%,能够区分葛根与粉葛,并能区分葛根的产区;系统聚类分析与偏最小二乘法-判别分析结果较为一致。结论:利用化学模式识别方法可快速区分葛根与粉葛,鉴别葛根产区,适用于葛根与粉葛的药材质量评价。     

三叶青叶指纹图谱研究及8种酚类成分含量测定

采用超高效液相色谱建立三叶青叶指纹图谱,并同时测定8种酚类成分(新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、异荭草苷、荭草苷、牡荆素鼠李糖苷、牡荆苷、异牡荆苷)的含量,为三叶青叶质量评价提供依据。采用UHPLC法,Welch UHPLC Ultimate XB-C18色谱柱(4.6 mm×150 mm,2.7μm),流动相为乙腈-0.1%甲酸(含5%甲醇)水梯度洗脱,流速0.4 m L·min~(-1),柱温30℃,采用国家药典委员会"相似度评价软件2004AB"处理分析,建立41批不同产地三叶青叶的指纹图谱,共标定15个共有峰并对不同产地进行聚类分析,然后选择其中8个主要的酚类成分作为定量指标,建立UHPLC同时测定8种主要酚类成分含量的方法,经方法学验证该研究建立的三叶青叶指纹图谱和8种酚类成分含量测定方法简便有效、灵敏、准确,可为综合评价三叶青叶的质量提供参考。     

藏药圆柏HPLC指纹图谱的建立及不同品种模式识别研究

目的 建立圆柏药材HPLC化学指纹图谱,并比较不同基原品种的差异。方法 采用HPLC法,色谱柱为WondaSil^?C₁₈-WR(250 mm×4.6 mm,5μm),流动相为甲醇-0.2%磷酸水溶液,梯度洗脱,体积流量为1.0 mL/min,检测波长为270 nm。对49批圆柏药材进行指纹图谱构建,采用“中药色谱指纹图谱相似度评价系统”软件(2012年130723版)进行相似度评价,运用主成分分析(principalcomponentanalysis,PCA)、偏最小二乘法判别分析(partialleastsquares discriminant analysis,PLS-DA)和方差分析研究圆柏5个主流品种的化学成分差异。结果 建立了圆柏HPLC指纹图谱,标定15个共有色谱峰,相似度0.648～0.975,仅有26批相似度大于0.9。鉴定4个峰为槲皮苷、穗花衫双黄酮、罗汉松双黄酮A和扁柏双黄酮。圆柏5个品种之间的化学成分存在差异,并发现7个种间显著差异成分。结论 建立的化学指纹图谱稳定可靠,可为其质量控制及评价提供参考。     

基于指纹图谱和多指标定量测定的鹿茸饮片质量控制研究

目的采用HPLC法建立鹿茸饮片指纹图谱,并测定核苷类成分含量,进行聚类分析与主成分分析(PCA),比较鹿茸饮片中6种核苷成分(尿嘧啶、腺嘌呤、次黄嘌呤、尿苷、肌苷和鸟苷)的差异。方法采用HPLC法对16批不同批次鹿茸饮片6种核苷类成分进行测定,运用国家药典委员会"中药色谱指纹图谱相似度评价软件(2012版)"进行评价,并结合PCA和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)等化学计量学方法对4种饮片(蜡片、粉片、纱片和骨片)进行区分与比较。结果建立了鹿茸核苷类成分HPLC指纹图谱,相似度均达0.960以上,确定了6个共有峰(尿嘧啶、腺嘌呤、次黄嘌呤、尿苷、肌苷和鸟苷)构成鹿茸饮片的特征峰,尿嘧啶、次黄嘌呤和肌苷是差异性化合物,可作为鉴别和区分鹿茸饮片质量控制指标。结论该法所建立的鹿茸核苷类成分指纹图谱特征性强、方法简便,结合6种核苷类成分含量测定可更好控制其质量,对鹿茸饮片的鉴定及质量控制具有指导意义和参考价值。     

基于传统煎药工艺的黄芪药材HPLC指纹图谱及化学计量学质量评价研究

目的基于传统煎药工艺建立不同产地黄芪的HPLC指纹图谱,用于黄芪药材质量的评价。方法采用中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2004A版)对15批不同产地的黄芪药材的HPLC指纹图谱进行相似度评价,并使用SPSS22.0软件进行聚类分析和主成分分析。结果选取了12个色谱峰作为指纹图谱共有峰,15批样品的相似度计算结果均大于0.990,说明各产地黄芪药材具有较好的一致性;通过聚类分析可将15批样品聚为4类;主成分分析采用3个主成分对黄芪药材进行综合评价,综合得分结果显示,甘肃民乐县所产批号为HQ-18001(S1)、HQ-18002(S2)和甘肃岷县所产批号为HQ-18007(S7)、HQ-18006(S6)的黄芪药材在所有样品中的综合得分位于前4名。结论建立基于传统煎药工艺的黄芪药材质量评价方法操作简单,重复性好,结果可靠,可以用于黄芪药材的质量控制和评价。     

黄丝郁金挥发油含量测定及指纹图谱的建立

目的比较18批黄丝郁金挥发油含量及指纹图谱,为黄丝郁金药材质量控制标准提供依据。方法采用水蒸气蒸馏法提取并测定挥发油含量,同时采用气相色谱(GC)法建立了黄丝郁金挥发油指纹图谱,并用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术确定指纹图谱特征峰,采用相似度评价、聚类分析、主成分分析3种方法对18批黄丝郁金药材指纹图谱进行研究。结果建立了黄丝郁金药材的GC指纹图谱,确定了22个共有峰;通过相似度评价、聚类分析和主成分分析结果可知不同批次黄丝郁金的指纹图谱既有相似性,又有其特征性,不同产区间和同一产区内药材均有一定差异。结论该方法为黄丝郁金药材的质量控制提供了较为全面、有效的评价方法。     

白三七及近源种药材指纹图谱与识别模式的构建及其应用研究

目的建立并识别不同产地白三七药材HPLC指纹图谱,为其质量控制及标准制定提供参考。方法采用HPLC法建立白三七指纹图谱,同时应用相似度评价、聚类分析和主成分分析(PCA)对实验数据进行识别,以分析不同产地白三七药材间及同科同属5种药材的相似性及差异性,并通过总量统计矩法对白三七药材共有峰进行定性定量分析。结果白三七指纹图谱共标定16个共有峰,并指认了人参皂苷Rg1、Re、Rb1及竹节参皂苷V、IV、IVa色谱峰;其中竹节参皂苷V和IV在不同批次白三七样品中的质量波动较小;各产地白三七样品除产自四川大凉山样品(S7)外相似度在0.90以上;聚类分析及主成分分析均将白三七样品分为3类;五加科人参属5种药材成分总量统计矩参数差异较大。结论建立的白三七HPLC指纹图谱和化学识别模式可为其质量控制和区分同科同属5种药材提供科学依据。     

基于指纹图谱结合化学模式识别对狗脊药材的质量评价

目的 采用指纹图谱结合聚类分析（hierarchical clustering analysis,HCA）、主成分分析（principal component analysis,PCA）和偏最小二乘法-判别分析（partial least squares discriminant analysis,PLS-DA）等进行化学模式识别，对狗脊药材指纹图谱数据进行分析，筛选特征性指标成分并以此建立狗脊有效成分的定量分析，为狗脊质量控制提供科学依据。方法 采用Agilent Eclipse XDB-C18柱（250 mm×4.6mm,5.0μm），以甲醇-1%醋酸水溶液为流动相进行梯度洗脱，体积流量为1.0 mL/min，柱温为30℃，检测波长为280 nm,HPLC法建立9个产地16批样品狗脊的指纹图谱，运用相似度分析、HCA、PCA和PLS-DA等化学模式识别技术筛选出不同产地狗脊化学成分的特征成分作为狗脊有效成分，并定量分析。结果 16批狗脊HPLC指纹图谱标定10个共有峰，相似度在0.695～0.954；通过HCA、PCA和PLS-DA较好的区分各产地狗脊，综合分析筛选5-羟甲基糠醛、...     

几个道地产区茅苍术指纹图谱及苍术素含量测定研究

目的:结合茅苍术主要成分苍术素的含量测定与指纹图谱,比较不同产地药材化学成分的差异性,为科学评价不同产地茅苍术药材的质量提供依据.方法:采用HPLC对各产地茅苍术药材进行分析,采用“中药色谱指纹图谱相似度评价系统”软件比较指纹图谱的相似度,并用SPSS 19.0对13批样品进行聚类分析.采用药典方法测定苍术素含量.结果:建立了茅苍术药材指纹图谱检测方法,不同产地茅苍术药材指纹图谱有较大相似性.但苍术素的含量有较大的差异.聚类分析结果表明道地产区与主产区茅苍术药材存在一定差异,但差别不是很大.结论:所建立的HPLC指纹图谱具有良好的精密度、重复性和稳定性,结合苍术素的含量,为茅苍术质量评价的提供依据.     

HPLC指纹图谱结合化学计量学评价不同产地广东紫珠药材的质量

目的建立不同产地广东紫珠Callicarpa kwangtungensis的HPLC指纹图谱,用于广东紫珠药材质量的评价。方法采用中药色谱指纹图谱相似度评价系统(2004A版)对5省15批不同产地的广东紫珠药材的HPLC指纹图谱进行相似度评价,并使用SPSS 19.0软件进行聚类分析和主成分分析。结果选取了12个色谱峰作为指纹图谱共有峰,15批样品的相似度计算结果均大于0.900,说明各产地的药材有较好的一致性;通过聚类分析可将15批样品聚为4类;主成分分析用3个主成分对广东紫珠药材进行综合评价,综合得分结果显示,湖南会同、广西桂林、江西武宁、江西南昌、江西萍乡、江西宜春的广东紫珠药材在所有样品中的综合得分位于前6名。结论本实验建立的广东紫珠质量评价方法操作简便,重复性好,结果可靠,可以用于广东紫珠药材的质量控制和评价。