综合主成分分析用于黄芪药材的质量评价论文

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1、综合主成分分析用于黄芪药材的质量评价论文【摘要】目的：探讨综合主成分分析用于黄芪药材的质量评价的可行性。方法：选择3种有效成分的含量为指标，对不同产地的黄芪药材建立了综合主成分评价模型。结果：提出的综合主成分评价较全面的反映了药材样本的信息，评价结果具有一定的客观性，与系统聚类法结果一致。结论：综合主成分分析可用于中药多指标的质量评价。【关键词】主成分分析综合评价指标黄芪AbstractObject：Toexplorethefeasibilityofprehensiveprincipalponentsanalysisonquality

2、evaluationofRadixastragali.Methods：QualityevaluationonRadixastragalidifferentlocalitiesingansuperformedbyprehensiveprincipalponentsanalysisethodcanprehensivelyreflectthesamples．Theresultsedicineising.Keyentindexes;radixastragali现代分析技术可以为中药质量控制研究提供大量的信息，如何根据这些信息对多种成分进行定性

3、定量分析及对样品进行整体的准确评价，发展了多种分析测量数值的理论分析方法，它们可以应用于中药质量控制的研究中。中药研究工作者在这方面己经进行了大量有价值的研究工作，他们采用多种化学计量学的方法用于中药的鉴别和质量品质研究.freel个主成分方程，代入相关数据后即可求得各个样本主成分值的大小。然后计算前g个主成分的累计方差贡献率，根据方差贡献率的大小，确定所需要的能反映样本综合信息的前q个主成分。取前q个主成分计算综合主成分得分。根据综合主成分得分大小对各个样本进行排序。具体实现步骤如下：假定有n个待评价样本，每个样本均测得p个有效成分

4、的含量指标，记为X1，X2，…Xp通过测定，获得的数据矩阵X为：X=X11X12X1pX21X22X2p………Xn1Xn2Xnp1.1评价指标的标准化处理：为了消除由于量纲的不同可能带来的影响，往往经常采用变量标准化的方法。Zij=Xij-xjSj其中Zij为Xij的标准化值，xj、Sj为第j个指标的均值与标准差。1.2计算已作标准化处理的评价指标Zij的相关系数矩阵R，R=r11r12r1pr21r22r2p………rp1rp2rpp，其中rjk为指标Xj与指标Xk的相关系数。1.3计算R的特征根和特征向量，并得到相应的主成分。将R的

5、所有特征根按降序排列，记作λ1，λ2…λm，且与其相对应的特征向量记为αk=（αk1，αk2…αkm）。并计算各主成分的贡献率及得分，ηq=∑qi=1λi∑kj=1λj为前q（q≤k）个主成分的累计方差贡献率，通常以累计方差贡献率大于85%［2］来确定主成分的个数q。各主成分得分为：fq=α1*Z1+α2*Z2+…αq*Zp，其中Zi（i=1,2…p)为标准化处理后的指标。1.4构造综合主成分：以贡献率为权数，将所求得的q个主成分进行线性组合，即可构造出所谓的综合主成分F，其计算公式为：F=λ1*f1+λ2*f2+…λq*fq)/∑q

6、i=1λi计算各样本在综合主成分上的得分，记为Fi（i=1，2，…，n)。一般地，有效组分的含量越高质量越好，因此，综合主成分得分越高，相应的评价样本就越优。2中药黄芪药材的质量综合评价为了全面了解甘肃黄芪药材的质量，胡芳弟等［3］采用高效液相色谱法研究了甘肃不同产区12个蒙古黄芪样品的指纹图谱，并测定了黄芪甲苷、毛蕊异黄酮及芒柄花素的含量，样品来源及测定结果见表1。据文献［4,5］报道黄芪皂苷及异黄酮类具有相当的药理活性，因此，可以用以上三个成分的含量作为指标来评价黄芪药材的质量优劣，本文尝试使用综合主成分分析对其进行综合评价，算法

7、实现语言为MATLAB，程序自编。首先对数据进行标准化处理后，计算各指标成分的相关系数R（只列出下三角部分）：R=1-0.541-0.520.941对相关系数矩阵R进行特征值分解，求满足V*D=R*V的特征向量矩阵V与特征值矩阵D，再根据特征值计算各主成分的贡献率，编制程序计算的结果见表2。可见，当提取的主成分数为2时，累计的方差贡献率已达98.14%，基本保留了原样本的信息。按照公式，可以求出第一、第二主成分为：Y1=-0.4837*x′1+0.6210*x′2+0.6167*x′3；Y2=-0.8749x′1*-0.3253*x′

8、2-0.3587*x′3其中，x′是经标准化变换得到的标准化变量。由各主成分的表达式可以看到，第一主成分的各系数相差不大，说明第一主成分能基本反映各指标的综合情况，第二主成分x′1的系数权值较高，因此第二主成分主要反映了