川黄柏中微量元素的主成分分析和聚类分析
【摘要】 目的研究不同产地及生长年限川黄柏微量元素的含量及分布特征。方法采用ICP—AES法，对不同产地（巴中、宜宾与荥经）的川黄柏中16种微量元素的含量及川黄柏不同生长年限元素含量的变化（荥经）进行测定，以微量元素含量为指标，用SPSS主成分分析法和聚类分析法对川黄柏中的特征元素进行分析。结果川黄柏的特征元素为Al，Ca，S，Fe，Mn，Ni，Pb，Cd，不同产地川黄柏的微量元素呈现明显的地域性差异。结论为川黄柏药材道地性研究及鉴定提供了科学依据。
【关键词】 川黄柏 微量元素 ICP—AES 主成分分析 聚类分析。
Abstract:ObjectiveTo study the contents and distribution of trace elements of Phellodendron chinense Schneid. gathered in different growth years and from different habitats in Sichuan. MethodsThe samples were determined by means of ICP/AES. The principal components analysis and cluster analysis of SPSS were applied for the study of characteristic elements. ResultsThe analysis results showed that Al，Ca，S，Fe，Mn，Ni，Pb，and Cd might be the characteristic elements in Phellodendron chinense Schneid. The results of cluster analysis showed that the samples could be clustered reasonably into three groups and the elemental distribution characteristics are related to the habitats of Phellodendron chinense Schneid..ConclusionThe results provide scientific basis for research and identification of Phellodendron chinense Schneid..
Key words:Phellodendron chinense Schneid.； Trace elements； ICP/AES； Principal component analysis； Cluster analysis 黄柏为芸香科植物黄皮树Phellodendron chinense Schneid.的干燥树皮，习称“川黄柏”，具有清热燥湿、泻火除蒸、解毒疗疮等功能［1］，是四川著名的道地药材之一，临床上应用广泛，在医药工业中作为提取小檗碱的原料之一。目前川黄柏道地性的研究主要集中在生物碱含量上，多以黄柏药材中某一成分的检出与否作为鉴别手段，而通过川黄柏微量元素的分布规律对道地药材地域性的研究报道较少，因此我们借助ICP—AES法和化学计量学等现代研究手段，进一步研究川黄柏的道地性成因及有关因子对川黄柏内在品质的影响，为川黄柏规范化栽培技术研究、原产地保护以及产业化开发提供理论依据。
1 仪器与试药。
1.1 仪器美国热电仪器公司IRIS Advantage 1000 电感耦合等离子体光谱仪；韩国Human 公司 Human powerⅢ纯水处理系统；所有器皿均用20%硝酸浸泡，用高纯水冲洗备用。
1.2 试剂和标准溶液各单元素标准溶液均购自国家标准物质中心；标准参考物质杨树叶（GBW07604）也购自国家标准物质中心；电子级HNO3。其它试剂如HClO4均为优级纯。
1.3 样品来源荥经产黄柏采自四川省荥经县，宜宾产黄柏委托宜宾市药检所彭章明采集，巴中产黄柏和市售黄柏（产自湖北）委托成都中医大惠康中药饮片有限公司 收购。样品经四川省药品检验所黎跃成主任药师鉴定为川黄柏。
1.4 样品前处理药材清洗泥沙后，用自来水冲洗，再用去离子水冲洗，晾干，80℃烘干，6 h，粉碎过40目筛，再于80℃烘1 h，置干燥器中备用。
2 方法 参照徐敏等《川黄柏有效化学元素的分析研究》（待发表）文中方法。
2.1 样品处理方法将试样在60℃下干燥后，准确称取0.5 g试样，加入5 ml电子级HNO3，1 ml优级纯HClO4，低温消解，过滤，定容至25 ml。同时处理空白试样。
2.2 ICP—AES测定工作条件RF功率 1 150W ；RF频率 27M；辅助气流量（L·min—1）：Low；载气流量（L·min—1）或压力（MPa）：27；冷却气流量（L·min—1）：20；样品提升速率（ml·min—1）：2.0； 积分时间：10 s（260 nm）, 15 s（265 nm）。
2.3 质量控制分析选用国家一级标准参考物质杨树叶（GBW07604）按测定工作条件进行质控分析。结果见表1。 表1 杨树叶（GBW07604）标样分析结果（略）。
从表1中可知，除个别元素外，测定值与标准值基本一致，说明本方法的测量数据准确、可靠。
3 方法与结果。
3.1 试样分析将样品按标准物质的测试条件进行试样分析。结果见表2。结果表明，川黄柏中有益宏量元素的含量：钙磷镁；必需微量元素：铁锰锌铜钒铬镍；有害元素：微量元素铝钡铅。
n=2;1—市售川黄柏 2—巴中川黄柏 3—宜宾川黄柏 4—荥经川黄柏（6年生） 5—荥经川黄柏（8年生） 6—荥经川黄柏（10年生）。
3.2 川黄柏微量元素的主成分分析从测定结果来看，不同产地、生长期的川黄柏中各种元素的含量数据离散，利用化学计量学中的主成分分析和模糊聚类方法进行分析，可以把离散的数据标准化处理，以便对样品的相似性进行明确的评价。本研究应用SPSS11.0统计软件包中的因子分析程序，对原始数据进行标准化处理后进行主成分分析和聚类分析。