用主成分法将中药蛇胆分类

1/4用主成分法将中药蛇胆分类【摘要】中药蛇胆作为药用，历史悠久。蛇胆具有清热明目，解毒，治疗肺热咳嗽、胃热疼痛、急性风湿性关节炎、痔疮等功能。由于蛇的种类繁多，而其中绝大部分的蛇胆都可药用。临床实践表明，不同蛇胆，在治疗某种疾病的效果上有一定的差异，究竟哪些蛇胆的药用性能相近如何将它们分类笔者用主成分聚类法将20个蛇胆分类，得到了预期效果，这对研究蛇的类别，以及用同类蛇胆代替性能相近的蛇胆提供了依据。【关键词】主成分聚类最小支撑树1确定聚类指标与方法选择有代表性的20个蛇胆，其中有长白山白眉蝮蛇胆12个；黑眉蝮蛇胆2个；眼镜蛇胆1个；金环蛇胆1个；水律蛇胆1个；过树蛇胆1个；松花蛇胆1个；三索蛇胆1个。对上述20个蛇胆，分别用红外线光谱测定法，测定它们的7项组分值，得到原始数据。由于这7项组分值中某些相关性较强，若直接聚类，势必要受聚类指标相关性的影响，分类结果也未必可靠。因此，用主成分聚类能较真实地反映蛇胆的类属。主成分及样本主坐标2/41相关系数阵R及特征值由原始数据可计算出相关系数阵R及R的特征值、百分率及累计百分率，见表1。表1相关系数阵R的特征值、百分率、累计百分率2各样本主坐标取累计百分率为95，由表1可知，应取的主成分数P5。由特征值和特征向量可计算出各样本的主坐标。选定的5个主成分彼此独立，可作为聚类指标。3聚类1聚类方法首先根据20个样本及每个样本的5个主坐标，计算样本的两两之间的欧氏距离。然后用图论中最小支撑树法将样本聚类。原理如下设有N个样本点，每两点有一条边，则N个点间可构成C2NNN1/2条边。在这些边中，选长度最小边和次小边，然后在余下的边里选最小的边，检查它与前面的边是否形成环；若形成环，这个边就不用，否则这个边就用。一直下去，直至选出N1条边为止，并将每边长度标在该边上。这N1条边及每条边两端点上的样本序号就连成了一棵最小支撑树。转贴于论文联盟HTTP/2聚类结果详细的聚类过程见表2。根据表2聚类步骤可画出蛇胆的一棵最小支撑树。取阈值，则将该树砍成4棵子树，每棵子树3/4为一类。分类结果如下G115，17，18，19，20G315，712，16G13，14G464讨论在图论聚类中规定，对单个样本点可将它归入离它较近的一类。由表2可见6号样本应归入12号样本所在的类，于是20个蛇胆最终分为三大类表2最小支撑树端点号、距离和聚类步骤其中G1类为眼镜蛇类；G2类为黑眉蝮蛇类；G3类为金环蛇类。这表明水律蛇胆、松花蛇胆、过树蛇胆、三索蛇胆与眼镜蛇胆具有相近的药用性质，可用这些蛇胆代替眼镜蛇胆；而长白山白眉蝮蛇胆与金环蛇胆药用性能相近，在临床上可用长白山白眉蝮蛇胆代替金环蛇胆。聚类结果将20个蛇胆分成3大类。这3大类恰好是较为著名和广泛使用的眼镜蛇胆、金环蛇胆、黑眉蝮蛇胆。可见，分类结果比较理想。笔者曾用谱系聚类法对样本聚类，所得效果与文中结果一致，这说明分类结果比较稳定、客观。本文用主成分聚类分析法将中药蛇胆分类，克服了主观因素的干扰，所得分类结果令人信服，也是主成分聚类在药学分类中的初步尝试。通过用多元统计分析中图论分类的方法对蛇胆4/4分类，可看到，多元统计分析方法可以从不同侧面、不同角度、全方位、较准确地分析和研究多指标的综合评价