摘 要：用红外指纹图谱和主成分分析法，对来自8省的74个山药样本的道地与非道地性进行了聚类分析，以主成分2和3作二维线性投影图，均具有较好的聚类和鉴别作用。利用已建模型预测了l1个样本的道地性，正确率达90.9％。结果表明：所建模型合理，具有明显的分类和鉴别作用，具有一定的可行性和可靠性，为山药道地性鉴别提供了一种新的方法。
关键词：红外光谱，山药，道地药材，主成分分析
1 引 言
山药为薯蓣科植物薯蓣（dioscorea opposita thunb）的干燥根茎。具有补脾养胃、生津益肺、补肾涩精的功能，主治脾虚食少、久泻不止、肺虚喘咳、肾虚遗精、带下 尿频、虚热消渴等症 。主产于河南，在山西、河北、山东和云南等省也有栽培山药，而河南武陟、博爱、沁阳、温县等地（古怀庆所属）的山药质量*，习称“怀山药”，为道地药材 。
道地药材的鉴别是关系到药材市场的质量控制以及提高药材的质量，迅速进入国厮：市场的先决条件。目前关于山药的鉴别研究多侧重于真伪鉴别，对其道地与非道地的研究甚少，其原因是难以区分。
本研究借助于山药红外光谱的指纹性口 ，用主成分分析法对来自8省的74个山药样本进行了聚类分
析．结果令人满意。
2 实验方法
2．1 仪器设备和参数设置
Spectrum GX傅里叶变换红外光谱仪（Perkin-Elmer公司），中红外DTGS检测器，测定范围4000～400/cm， 扫描次数l6次，分辨率4/cm。
2．2 样品来源及制备
山药样品由河南中医学院白雁教授提供并作生药学鉴定。将样品在60℃下干燥至恒重，粉碎，过孔径0.154mm，取3mg过筛后的样品粉末与200mg溴化钾混合研磨均匀，压片测定。
3 特征吸光谱带的提取
不同产地毛山药典型的红外光谱如图1所示。从图中可看出，不同产地山药的谱图较为相似，利用这一性质，可实现山药与其他药材的鉴别 ；以道地产区河南山药的红外谱作为参考谱，用红外光谱比对软件与其它产地山药的红外谱比对发现在1590～1390/cm范围内，不同产地山药的谱图有较明显的差异，并具有一定的特征性和指纹性，这一差异为道地“怀山药”的识别奠定了一定的数学基础，因此特在1590～1390/cm间，每隔4个波数，选取一个吸光度值作为吸光度矩阵，用主成分分析法对其聚类。
4 结果及讨论
4．1 已知样本的聚类结果
对来自8省的74个已知产地的山药样本进行了主成分分析。前4个主成分的特征值及累计可信度，由于前3个主成分的可信度已达89.8％，故仅用前3个主成分就可表示原红外光谱的主要信息。
因此，本研究特基于主成分2和3的二维投影图，对74个山药样本进行了聚类分析。在虚线以下的的样本基本上为道地药材，即河南的“怀山药”；在虚线以上的为非道地药材，即非河南山药；但在虚线以下有2个山西的样本发生了错误的分类，这可能与该两样品的产地离河南较近或种源相同等因素造成的与“怀山药”的相似性和不可区分性，同时，这一结论也说明在进行药材相似性分类时，若不按行政区划来划分，而按产地区域来划分可能会更加合理一些。
4．2 对PC2、PC3有较好聚类作用的解释
4．3 未知样预测结果
建立在74个已知样本分类模型的基础上，对11个未知样进行了预测，除9号样未落入应归属的区域外，其余样本识别正确，识别率达90.9％。未知样预测结果二维投影图如图5所示。预测结果表明，该法对山药道地性的聚类和鉴别均具有一定的可行性和可靠性。
References
1王宝华，江佩芬，杜海燕，周心茹．北京中医药大学学报，1995，18（1）：67—68