科研产出
红外光谱结合统计分析对不同产地玛咖的鉴别分类
《食品科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：采用傅里叶变换红外光谱法,对采自云南及秘鲁共139份玛咖样品进行产地鉴别研究。采用多元散射校正结合二阶导数和Norris平滑预处理光谱,通过剔除噪声明显的光谱波段,筛选出适宜的主成分数为8。基于最优主成分数,采用间隔偏最小二乘(interval partial least-squares,iPLS)法对3 650.59-651.82 cm~(-1)光谱进行优化分析。结果显示,筛选98份样品在1 855.19~651.822、3 054.69~2756.78 cm~(-1)和3 650.59~3 353.6 cm~(-1)光谱建立的间隔偏最小二乘判别分析(interval partial least-squares discriminant analysis,iPLS-DA)分类模型,其R~2、校正均方根误差和预测均方根误差分别为0.958 4、0.785 8和1.164 2。通过41份样品验证,验证正确率与原光谱建立的分类模型保持一致,均为87.80%。为进一步提高分类模型的精度,在iPLS筛选的光谱波段基础上,分别采用遗传算法(genetic algorithm,GA)和蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm,SFLA)对光谱信息进行优化,结果显示,采用GA筛选频率大于4和5的光谱信息,筛选的光谱数据点分别为62个和29个;利用SFLA筛选概率大于0.1和0.15的光谱信息,筛选的光谱数据点分别为77个和27个。验证结果显示,采用GA-PLS-DA_(62个数据点))和GA-PLS-DA_((29个数据点))建立的PLS-DA分类模型识别正确率分别为95.12%和97.56%,采用SFLA-PLS-DA_((77个数据点))和SFLA-PLS-DA_((27个数据点))建立的分类模型识别正确率分别为92.68%和97.56%。对比上述方法可知,采用iPLS-DA、GA-PLS-DA和SFLA-PLSDA建立的分类模型均具有较好的预测性能,其中GA-PLS-DA_((29个数据点))和SFLA-PLS-DA(27个数据点)建立分类模型能更准确地鉴别不同产地的玛咖。该方法的建立为玛咖红外光谱产地鉴别提供一种新的思路,所筛选的光谱变量可为不同产地玛咖内在化学成分(组分)差异性分析提供基础依据。
关键词： 玛咖 红外光谱 间隔偏最小二乘法 遗传算法 蛙跳算法
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林药复合种植滇龙胆红外光谱鉴别研究
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：林药复合种植是一种缓解中药资源减少及提高土地利用率的方法。采用傅里叶变换红外光谱法对70份不同种植模式的滇龙胆进行研究,通过Omnic8.0软件对原始光谱进行基线校正、归一化、二阶导数光谱预处理;对样品与龙胆苦苷标准品的二阶导数光谱进行分析;利用各类样品的平均光谱建立两个光谱数据库Lib1和Lib2,其中Lib1在1 800~600 cm~(-1)光谱范围内进行专家检索,Lib2在全谱范围内进行相关性和平方微分差检索。结果表明,样品的红外光谱较为相似,难以直观分析鉴别;样品与龙胆苦苷标准品具有多个共有峰,其中1 611和1 076 cm~(-1)为标准品的特征峰,各样品在1 076 cm~(-1)处峰形差异较小,通过对1 611 cm~(-1)处峰面积的比较,种植于核桃林下的样品龙胆苦苷含量最高,荒坡种植及与木瓜复合种植的样品有效成分含量最低;不同种植模式样品中有效成分的不同表现为光谱匹配值之间的差异,与核桃树、旱冬瓜、桉树、茶树、杉树复合种植的样品间匹配值的差异小于与木瓜复合种植及荒坡种植的样品,专家检索法对样品的误判数为11,相关性检索和平方微分差检索法对样品的误判数分别为4和9,即在全谱范围内相关性检索法对样品鉴别效果最佳,正确识别率为94.29%。红外光谱法结合二阶导数光谱、光谱检索对不同复合种植模式滇龙胆的鉴别效果较好,为不同复合种植中药药源鉴别提供理论依据。
关键词： 滇龙胆 复合种植 傅里叶变换红外光谱 二阶导数光谱 光谱检索
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不同采收期滇龙胆的红外光谱鉴别研究
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：采收是中药生产的重要环节,采收时间直接影响中药质量和产量,是中医临床安全有效用药的前提,开展中药适时采收期的研究具有重要意义和应用价值。采用傅里叶变换红外光谱法对72份不同采收期的滇龙胆进行鉴别研究,用TQ8.0软件对原始光谱进行一阶导数(first derivative,FD)、二阶导数(second derivative,SD)、标准正态变量(standard normal variate,SNV)、多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)和平滑(savitaky-golay filter,SG)预处理,样品按3∶1分为校正集和预测集,同时建立主成分分析(principal component analysis,PCA)和偏最小二乘判别分析(partial least square discriminant analysis,PLS-DA)模型。结果显示,选取1 800~600cm~(-1)波段范围的光谱,去除光谱噪音;SNV结合二阶导数光谱和SG(15,3)平滑,预处理结果满意。主成分分析表明,前三个主成分方差贡献率为92.47%,5月、9月和10月份采收的样品差异较小。偏最小二乘判别分析建立判别模型,决定系数R2和校正均方根误差(RMSEE)分别为0.967 8和0.086 0,可对18个预测集样品进行准确分类。红外光谱法结合主成分分析、偏最小二乘判别分析对不同采收期滇龙胆的分类和判别效果较好,为不同采收期的中药鉴别提供理论依据。
关键词： 滇龙胆 不同采收期 傅里叶变换红外光谱 主成分分析 偏最小二乘判别分析
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近红外光谱信息筛选在玛咖产地鉴别中的应用
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：食药植物玛咖富含多种营养成分,极具药用价值。采用近红外漫反射光谱,对采自秘鲁及云南共139份玛咖样品进行产地鉴别。采用多元信号校正结合二阶导数和Norris平滑预处理光谱,利用光谱标准偏差初步选择光谱波段(7 500~4 061cm~(-1)),结合主成分-马氏距离(principal component analysis-mahalanobis distance,PCA-MD)筛选出适宜的主成分数为5。基于所筛选的光谱波段及主成分数,利用"模群迭代奇异样本诊断"方法剔除2个异常样品后,分别采用竞争自适应重加权法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)、蒙特卡洛-无信息变量消除法(monte carlo-uninformative variable elimination,MC-UVE)、遗传算法(genetic algorithm,GA)和子窗口重排(subwindow permutation analysis,SPA)四种方法筛选光谱变量信息,利用模型集群分析(model population analysis,MPA)思想对所筛选的光谱变量信息进行评价。结果显示,RMSECV(SPA)>RMSECV(CARS)>RMSECV(MC-UVE)>RMSECV(GA),分别为2.14,2.05,2.02,1.98,光谱变量数分别为250,240,250和70。采用偏最小二乘判别分析法(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)对四种方法筛选的光谱变量建立判别模型,随机选择97份样品作为建模集,其余40份样品作为验证集。通过R2,RMSEC和RMSEP分析可知,R2:GA>MC-UVE>CARS>SPA,RMSEC和RMSEP:GA 关键词：
玛咖
近红外光谱
鉴别
光谱信息筛选
模型集群分析
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不同复合种植模式滇龙胆中矿质元素化学计量学研究
《河南农业科学 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：为了研究不同复合种植模式滇龙胆的矿质元素计量特征,探讨滇龙胆药材化学成分及其疗效的影响因素,采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定4种种植模式(单一种植、茶树+滇龙胆、旱冬瓜+滇龙胆、杉木+滇龙胆)下滇龙胆(根、茎、叶)及其生长土壤中8种矿质元素(B、Ca、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni和Zn)的含量,结合多元统计分析方法对其所含元素计量特征进行分析和评价。结果表明,不同种植模式滇龙胆中均含有丰富的Ca、Fe、Mn等多种矿质元素,Mo元素均未检出(<0.15μg/g);单一种植滇龙胆叶中Ca元素含量最高,达8 181μg/g,根中Fe元素含量最高,达2 228μg/g,旱冬瓜+滇龙胆复合种植的叶片中Mn元素含量最高,达910μg/g。同一种植模式滇龙胆根、茎、叶中Ca、Cu、Fe、Mn、Ni元素含量均差异显著(P<0.05)。不同种植模式滇龙胆中Fe、Mn元素含量差异很大。单一种植及旱冬瓜+滇龙胆、杉木+滇龙胆复合种植下,滇龙胆与土壤中部分元素含量具有一定相关性。不同种植模式的滇龙胆对矿质元素的富集能力差异较大,其中对Ca、Cu、Mn、Zn元素的富集能力较强,茶树+滇龙胆种植模式下的叶片对Cu元素的富集能力最强。多元统计分析和滇龙胆生物富集系数分析表明,滇龙胆自身的生物学特性及种植模式影响体内矿质元素的分布特征。
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农林复合系统中滇龙胆形态和生物量变化研究
《广西植物 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：以幼龄茶树(Camellia sinensis var.sinensis)、十年茶树、木瓜(Chaenomeles sinensis)、尼泊尔桤木(Alnus nepalensis)、大叶桉(Eucalyptus robusta)间作模式和荒坡栽培滇龙胆为研究对象,测定其株高、茎粗、叶长、根粗、生物量等性状,采用单因素方差分析、多重比较、相关性分析和多元逐步回归分析对其形态和生物量数据进行分析。结果表明:荒坡栽培、滇龙胆与十年茶树间作其株高最高,为(37.32±8.36)cml和(37.31±9.62)cm,与大叶桉间作其株高最低,为(19.08±12.40)cm;荒坡栽培植株茎粗数值最高,为(0.36±0.13)cm,大叶桉间作茎粗数值最低,为(0.23±0.04)cm;与茶树间作植株根系最长,为(18.42±7.23)cm、和(17.71±7.34)cm,与尼泊尔桤木间作植株须根数最少,为(7.32±2.23).m、;根粗受栽培模式影响不显著(P>0.05);荒坡栽培全株生物量最高,为(14.52±13.37)g,大叶桉间作全株生物量最低,为(2.17±1.42)g。相关性分析显示,株高、茎粗和须根数与全株生物量呈极显著的正相关(R=0.514,P<0.01;R=0.510,P<0.01;R=0.339,P<0.01)。根茎比与全株生物量呈极显著的负相关(R=0.295,P<0.01)。多元逐步回归分析显示,各性状对全株生物量的积累贡献程度不同,株高、茎粗、须根数和根粗是影响滇龙胆生物量积累的主要性状。荒坡栽培光照条件较好,有利于植株生物量的积累;与桉树间作,滇龙胆可能受生物与非生物胁迫的共同影响,使其植株矮小,生物量偏低。6种栽培模式中荒坡、滇龙胆与茶树、木瓜间作栽培为高产模式。研究结果可为农林药用复合种植中物种搭配、时间和空间种植技术优化升级以及管理提供理论依据。
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滇龙胆与青叶胆环烯醚萜类物质计量特征分析
《植物分类与资源学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：龙胆科龙胆属滇龙胆(Gentiana rigescens)与獐牙菜属青叶胆(Swertia mileensis)为我国特有种。采用高效液相色谱法测定其中马钱苷酸、獐牙菜苦苷、龙胆苦苷和当药苷含量,结合多变量分析研究环烯醚萜类成分含量及其构成比例在龙胆科植物种内和种间的差异。研究结果显示,4种环烯醚萜类成分的计量特征呈现种间差异,依据环烯醚萜类成分含量及其构成比例,所有滇龙胆样品可分为4类。马钱苷酸含量与纬度呈极显著负相关(R=-0.348,P<0.05),与海拔呈极显著正相关(R=0.307,P<0.01);獐牙菜苦苷含量与经度呈极显著负相关(R=-0.592,P<0.01),高海拔有利于植株中当药苷构成比例的增加(R=0.245,P<0.05);地理因子对植株中龙胆苦苷含量变化影响不显著(P>0.05)。
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不同树龄茶树套种滇龙胆对药材矿质元素含量的影响
《湖北农业科学 》 2015 北大核心
摘要：采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定滇龙胆(Gentiana rigescens Franch.ex Hemsl.)与不同树龄(3年、4年、5年、9年、12年和15年)茶树(Camellia sinensis)套种后其根、茎、叶3个部位及生长土壤中7种矿质元素(B、Ca、Cu、Fe、Mn、Ni和Zn)的含量。结果显示,滇龙胆中矿质元素平均含量高低顺序为Ca(5 238±2 111)μg/g、Fe(622±238)μg/g、Mn(379±301)μg/g、Cu(75±9.1)μg/g、Zn(46±13)μg/g、B(17±4.9)μg/g、Ni(5.6±3.1)μg/g,与土壤矿质元素含量变化趋势基本一致。根部的B、Ca、Fe、Mn、Ni元素在树龄15年茶树-滇龙胆套种后含量最高,分别为18、3 797、1 050、254、11μg/g,Cu、Zn元素在树龄12年的茶树-滇龙胆套种中含量最高,分别为244、38μg/g。相同营养器官不同树龄的茶树-滇龙胆套种后矿质元素含量具有差异,以根部的Cu、Mn元素含量差异显著,变化范围分别为19~244μg/g和79~254μg/g,分别相差12.8倍和3.2倍;树龄15年、9年的茶树-滇龙胆套种后茎部的Cu含量分别为177、11μg/g,相差16.1倍;树龄3年、5年的茶树-滇龙胆套种后叶部的Cu含量分别为325、11μg/g,相差29.5倍。不同树龄的茶树-滇龙胆套种后根部与土壤矿质元素的相关性以及生物富集系数不同,树龄15年的茶树-滇龙胆套种后根部对Ca、Cu、Mn、Ni、Zn元素的富集能力较强,生物富集系数分别达21.0、3.3、2.2、1.8和4.7。说明茶树复合种植可改变土壤矿质元素的分布,自身生物学特性与复合种植的生态环境共同影响了滇龙胆对矿质元素吸收与运输的能力。
关键词： 滇龙胆(Gentiana rigescens Franch.ex Hemsl.) 茶树(Camellia sinensis) 复合种植 土壤 矿质元素
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野生和栽培滇龙胆主要活性组分含量特征及质量评价
《药物分析杂志 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：目的:建立滇龙胆高效液相色谱(HPLC)图谱,测定有效成分含量,结合化学计量学对野生和栽培药材进行质量评价。方法:采用Shim-pack VP-ODS液相色谱柱(150 mm×4.6 mm,5μm),以0.1%甲酸水溶液(A)-乙腈(B)为流动相,梯度洗脱(0~5 min,5%B;5~10 min,5%B→10%B;10~26 min,10%B→26%B;26~30 min,26%B→35%B),流速1.00 m L·min-1;柱温30℃;检测波长241 nm,进样量5μL。采用系统聚类,相似度分析和偏最小二乘判别对化学数据进行统计分析。结果:27批药材马钱苷酸含量为5.375 mg·g-1(S12)~20.234 mg·g-1(S3),獐牙菜苦苷含量为2.246 mg·g-1(S7)~9.653 mg·g-1(S18),龙胆苦苷含量为24.252 mg·g-1(S19)~128.350 mg·g-1(S25),当药苷含量为0.510 mg·g-1(S12)~3.498 mg·g-1(S8);当药苷在4种活性成分中含量最低;所有样品依照4种化学成分的含量特征可分为a、b、c 3类;a类包括大部分野生样品和栽培2年的滇龙胆,贵州的样品(S19)被单独归为b类,c类主要为3年生样品;相似度分析显示大部分样品相似度大于0.930,野生和栽培样品化学成分种类相似,但含量有明显变化;以14个共有峰峰面积为变量,进行偏最小二乘判别分析,建立PLS-DA模型,结果显示野生和栽培样品能被正确区分;栽培3年滇龙胆环烯醚萜与裂环烯醚萜类成分总含量最高,质量稳定,品质最佳。结论:高效液相色谱图谱与多指标化学成分定量相结合可为野生和栽培滇龙胆药材质量控制和评价提供科学依据。
关键词： 滇龙胆 环烯醚萜 裂环烯醚萜 聚类分析 野生样品 栽培样品 特征图谱分析 马钱苷酸 獐牙菜苦苷 龙胆苦苷 当药苷
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林药复合种植的滇龙胆中元素的化学计量特征研究
《湖北农业科学 》 2015 北大核心
摘要：药用植物复合种植是对传统中药材种植模式的优化,在一定程度上可缓解中药材与作物争地的矛盾,对中药资源的保护与可持续发展具有重要意义。试验通过采集单一种植模式的滇龙胆(Gentiana rigescens Franch.ex Hemsl.)样品以及滇龙胆与茶树[Camellia sinensis(L.)O.Ktze]、大叶桉(Eucalyptus robusta Smith)、木瓜[Chaenomeles sinensis(Thouin)Koehne]、旱冬瓜(Alnus nepalensis D.Don)、核桃(Juglans regia L.)、杉木[Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.]、木果石栎[Lithocarpus xylocarpus(Kurz)Markg.]等林药复合种植模式的滇龙胆样品,用微波消解-ICP-AES法测定各滇龙胆样品中的Ca、Mg、Fe、Zn、P、Cu、Mn、Cd、Pb、Ni、Sr、Ti等元素含量,以探明不同种植模式下滇龙胆植株中元素的化学计量特征。结果表明,该方法的加标回收率在95.40%~108.25%,相对标准偏差在0.26%~2.08%。其中滇龙胆根中的元素含量排序为Ca、Fe、Mg、P、Mn、Zn、Ti、Sr、Ni,茎、叶中的为Ca、Mg、P、Fe、Mn、Zn、Sr、Ti、Ni。以滇龙胆-茶树复合种植模式的P元素含量最高,其在根、茎、叶中分别为1 384.73、1 640.12、2 399.04μg/g;滇龙胆-旱冬瓜复合种植模式的Fe和Ti元素含量最高;滇龙胆-大叶桉复合种植模式的Mg元素含量最高,其根、茎、叶中分别为1 486.08、2 770.99、4 673.24μg/g;滇龙胆-核桃复合种植模式的Sr元素含量最高,其根、茎、叶中分别为37.02、52.80、34.63μg/g。重金属元素Cd与Ca、Fe、Ni元素含量之间呈显著或极显著正相关,相关系数分别为0.741、0.929、0.893;Ni与Fe、Ti含量之间呈显著或极显著正相关,与Pb含量之间呈显著负相关;Mg与Cu含量之间呈显著正相关,Mn与Sr含量之间呈极显著正相关。
关键词： 滇龙胆(Gentiana rigescens Franch.ex Hemsl.) 复合种植 元素 化学计量特征
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