王 怡，林鹏程，3*，聂颖杰，王 敏，3，王志波，姚 政，3，王 泽

(1.青海民族大药学院，青海西宁810007;2.青藏高原植物资源化学研究重点实验室，青海西宁810007;3.青海省药物分析重点实验室，青海西宁810007)

麻花艽（Gentiana stramineaMaxim）为龙胆科植物龙胆属的干燥根[1-2]，以花入药，具有止血，消肿，清腹热、胆热、脉热的功效。藏医用全草治关节炎、肺病发烧、黄疸及二便不通[3-5]。麻花艽的药理作用与有效成分含量有密切的关系。通过对麻花艽地上部分与地下部位化学成分的比较，初步确定了麻花艽地上部分也含有以龙胆苦苷为代表的环烯醚萜苷类功效成分，运用主成分分析法对麻花艽进行了分析研究，从定量的角度进一步探讨了麻花艽地上部分替代地下部位的可行性，使麻花艽的药用价值也得到更大的发掘。

1 主成分分析

1.1 原理

主成分分析是一种降维或者把多个指标转化为少数几个综合指标的方法。假设有来自某个总体的N个样本，而每个样本测得P个指标数(P≤N)。这P个指标之间往往有影响，需要从P个指标中去寻找少数几个综合性的指标，而这几个综合性的指标既能反映原来P个指标的信息，又能达到彼此之间互不相关[6-9]。该方法的核心就是通过主成分分析、选择m个主分量F1，F2，...，Fm，以每个主分量的Fi的方差贡献率ai作为权数，构造综合评价函数：

其中Fi(i= 1，2，...m)为第i个主成分的得分。当把m个主成分的得分代入(1)式后就可以计算综合评价函数得分，以这个得分的大小排列得到综合排名次，综合评价的函数值越大，表示越好。

1.2 一般步骤

①原始数据标准化，消除变量在数量级和量纲之间的影响。②根据标准化后的数据（矩阵），求出协方差及相关系数矩阵。③求出协方差的特征根和特征向量。④确定主成分，结合专业知识给各主成分所蕴含的信息给与解释。

1.3 原始数据的标准化处理

对原始数据标准化即是对同一变量减去均值再除以标准差，以便消除原始数据之间量纲不同的影响，使标准化后的数据具有可比性，并遵循正态分布规律(0.1)。

将原数据5 个变量，即落干酸、獐牙菜苦苷、龙胆苦苷、獐牙菜苷、异红草素5个成分分别用x1、x2、x3、x4、x5代表。

2 藏药材麻花艽有效成分含量的主成分分析

2.1 综合地上地下部分主成分分析的原始数据

见表1。

表1 主成分得分、综合得分排序

2.2 计算结果与分析

2.2.1 计算相关系数矩阵

通过SPSS 软件的运行可以得到5 个变量的相关系数矩阵，见表2。从表中的相关系数可以看出：落干酸、獐牙菜苦苷、龙胆苦苷、异红草素4个变量之间互有相关性，没有太大的差异，且都是正相关；而獐牙菜苷与其他4 个变量之间为负相关。

表2 相关系数矩阵

2.2.2 主成分的确定

计算相关系数的特征值和方差贡献率见表3。从表中可以看出：第1主成分的累计方差贡献率为49.083%，第2 主成分的累计方差贡献率为78.500%，没有达到85%，提取第3 主成分后，累计方差贡献率达到了92.945%，信息量超过了分析所要求的最低的85%。

表3 特征值和方差贡献率

2.2.3 计算初始因子载荷矩阵

计算4 个初始因子载荷矩阵见表4，从初始因子载荷矩阵得3 个主成分向量矩阵见表5。可以得到这3个主成分与各个变量的线形组合分别如下：

表4 初始因子载荷矩阵

主成分F1中x1（落干酸）、x2（獐牙菜苦苷）、x3（龙胆苦苷）前的系数与其他比较数值较大，对F1的贡献率大，说明x1、x2、x3是F1中的主要成分；主成分F3中x4（獐牙菜苷）的系数也较大，是占主要比重的指标，说明x4可代表F3的主要成份；F2中起主要贡献的指标是x5（异荭草素），x5是F2中的代表指标。

表5 主成分向量

2.2.4 计算主成分得分及综合得分

处理后各变量的标准化数据代入线形组合方程计算各个变量的主成分得分F1、F2、F3。利用公式（5）计算：F=0.491F1+0.294F2+0.144F3。

3 结论

麻花艽地上部分提取了3个主成分后，累计方差贡献率超过了分析所要求的最低的85%，达到了90.090%，可代表地上部分5 种药效成分绝大部分信息量。麻花艽地下部位在提取了3 个主成分后，累计方差贡献率也达过了95.743%，亦能代表地下部位5种药效成分绝大部分信息量。麻花艽地上部分代表了75.854%信息量的主成分F1和F2中主要成分为x1（落干酸）、x2（獐牙菜苦苷）、x3（龙胆苦苷）、x4（獐牙菜苷），落干酸、獐牙菜苦苷、龙胆苦苷、獐牙菜苷这些环烯醚萜苷类成分是被证明了的有明确药理活性的药效成分；而地下部位代表了74.502%信息量的F1和F2中主要成分为x1（落干酸）、x2（獐牙菜苦苷）、x3（龙胆苦苷）、x4（獐牙菜苷），表明主成分可以作为一个综合指标代表麻花艽中所有所测成分，是一个起主导作用集合体成分。

通过对落干酸、獐牙菜苦苷、龙胆苦苷、獐牙菜苷、异荭草素5种成分在不同地区地上地下含量的分布得出：獐牙菜苦苷、獐牙菜苷、异荭草素3种成分在除门源县的所有县中地上部分含量要比地下部位含量高，龙胆苦苷在同仁县、河南县、泽库县、囊谦县、同德县的地上部分含量比地下部位含量高，在门源县、玉树县地下含量比地上含量高。落干酸在同仁县、同德县、门源县等地地上含量比地下高，在玉树县、泽库县等地下含量比地上高，在囊谦县、互助县等地，地上地下含量相差不大。

综上所述，麻花艽地上部分与地下部位相差不大，地上部分可替代地下部位。

通过对15 个地区的麻花艽地上地下部位5 种药效成分的含量测定，得到了这15 个地区麻花艽样品信息的一些基本数据，我们可用传统方法通过数据的直观印象对不同地区的麻花艽进行评价，也可以通过一个或两个有明确药理作用的药效成分对植物药材进行品质控制评价，但上述评价虽简单明了，但难以体现中药材的整体性、全面性。随着化学计量学在中医药领域的应用，我们使用化学计量学方法来对检测到的中藏药的一系列数据进行整理、挖掘及分析，从而对品质进行较全面的评价。