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       【摘要】 
       目的运用模糊聚类分析方法分析药物中总黄酮、金属元素与药物疗效关系的相关性，验证其药物功效的相似性及不同种类中药定量指标评价方面的作用。方法采用紫外分光光度法测定黄芪、泽兰、川芎、酸枣仁、人参、灯盏花、回心草、月季花、党参、银杏叶等10种中药总黄酮的含量，原子吸收分光光度法测定药物中钙、镁、铁、铬、镍、锰、铜、锌金属元素的含量，以数据极差法进行统计指标的标准化处理，以数量积法算出衡量被分类对象之间的相关系数，确定论域上的模糊矩阵。结果相关系数r=0.55时，有5种药物聚类相似;相关系数r=0.65时，有4种药物聚类相似;相关系数r=0.90时，有3种药物聚类相似。药物中含有丰富的金属元素和较高的总黄酮，相关系数较大的药物其药物疗效的相似性较大。结论药物中黄酮、微量元素的含量与药物疗效具有密切关系，为探讨中药的质量评价提供了一种新的方法，为进一步研究中药黄酮类化合物及微量元素与药物作用机理的关系提供了科学的依据。
       【关键词】  中药; 总黄酮; 金属元素; 紫外分光光度法; 原子吸收分光光度法; 模糊聚类分析
       Determination and Blurred Classification of Flavone and Metal Element Content in Some Chinese Traditional Medicine
       DONG Shunfu, HAN Liqin, LIU Jianhua, ZHAO Wenxiu, DONG Hongbo
       (Jilin Medical College, Jilin 132013， China)
       Abstract：ObjectiveTo investigate the correlation of the flavone and the metal element contents in some medicines and their therapeutic effect by means of blurred classification, so to verify the similarity of the medicine effect and their roles in the quantitative evaluation of these medicines.MethodsThe contents of flavone in Chinese traditional medicines such as Huangqi, Zelan, Chuanxiong, Suanzaoren, Renshen, Dengzhanhua, Huixincao, Yuejihua, Dangshen and Yinxingye were determined by ultraviolet spectrophometry. The content of calcium, magnesium, iron, chromium, nickel, manganese ,copper and zinc in Chinese traditional medicines were determined by flame atomic absorption spectrophotometry. The standard processing of statistical target was carried out through the data extreme difference method. The relative coefficients of the subjects investigated were calculated by the dot product method and the relative fuzzy matrix was obtained.ResultsThe results showed that the cluster in 5 kinds of medicines was similar when the relative coefficient was 0.55; cluster in 4 kinds of medicines was similar when the relative coefficient was 0.65; cluster in 3 kinds of medicines was similar when the relative coefficient was 0.90 . There were comparatively rich metal elements and high flavone in Chinese traditional medicines, among which their therapeutic effect was similar when the relative coefficient was considerably great . ConclusionThis suggests that flavone and trace element have much to do with the therapeutic effect . It provided useful data for discussing the relationship between the content of flavone and the trace elements and their mechanism of medicines, and developing a new method for evaluating quality of Chinese traditional medicines.
       Key words： Chinese traditional medicines; Flavone; Metal element; Ultraviolet spectrophomometry; Atomic absorption spectrophotometry; Blurred classification
       中医药学是具有我国特色的重要学科，中药药效的特点是多效性和整体平衡调节性。研究发现，中药中含有丰富的微量元素，中药中的金属元素经常是有机有效成分的中心原子，是中药中重要的物质基础。本研究选择了黄芪等10种常用的治疗心脑血管疾病的中草药，用紫外分光光度法测定了药物中总黄酮的含量，用原子吸收分光光度法测定了药物中钙、镁、铁、铬、镍、锰、铜、锌金属元素的含量，结合中药的有机有效成分黄酮类化合物，运用化学计量学方法进行微量元素的模糊聚类分析，从总黄酮和金属元素整体的角度对药物药效的相似性作出了定量指标的明确评价。
       1 器材
       1.1 药品和试剂黄芪(内蒙)，泽兰(湖北)，川芎(四川)，酸枣仁(山东)，人参(吉林)，灯盏花(云南)，回心草(云南)，月季花(吉林)，党参(甘肃)，银杏叶(云南)。HNO3，HClO4，均为优级纯。
       1.2 仪器及仪器工作条件 HC9006型原子吸收分光光度计，附80586计算机及FAAS软件处理系统;原子吸收分光光度计仪器工作条件见表1。
       2 方法与结果
       2.1 金属元素含量的测定
       2.1.1 样品处理随机取样品100 g，研碎，充分混匀，准确称取1.000 0 g，平行称取3份，于50 ml容量瓶中，加浓HNO3 10 ml，密封过夜，次日加浓HNO3 10 ml，HClO4 5 ml，置电热板上缓慢加热，当剩余1 ml左右时，再分别加入浓HNO3 20 ml，HClO4 5 ml继续消化，至溶液呈无色透明，近干为止。冷却后，用4%HNO3转移至25 ml容量瓶中，定容至刻度，混匀备用。
       2.1.2 标准溶液 标准储备液：Ca、Mg、Fe、Cr、Ni、Cu、Zn均为国家标准溶液(NCS)，浓度为1.000 g·L-1(国家钢铁材料测试中心);Mn标准液浓度为500 mg·L-1(中国环境检测总站)。
       使用液浓度：Ca、Mg、Fe、Cr、Ni、Cu、Zn均为50 mg·L-1;Mn为20 mg·L-1 。表1 仪器工作条件
       2.1.3 标准系列各元素标准系列工作液，Ca ：0.00，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00 μg·ml-1; Mg：0.00，0.50，1.00，2.00，3.00，4.00 μg·ml-1;Fe：0.00，0.50，1.00，2.00，4.00，6.00 μg·ml-1;Cr ： 0.00，0.10，0.20，0.40，0.60，0.80 μg·ml-1;Ni 0.00，0.10，0.20，0.30，0.40，0.50μg·ml-1;Mn：0.00，0.10，0.20，0.40，0.80，1.60 μg·ml-1;Cu：0.00，0.10，0.20，0.30，0.04，0.50 μg·ml-1;Zn：0.00，0.50，1.00，2.00，4.00，6.00 μg·ml-1。
       按表1仪器工作条件，分别测定各标准系列工作液。计算机绘出标准工作曲线，算出回归方程和相关系数。在本工作范围内，各元素线形关系良好。
       各元素回归方程和相关系数。
       Ca A=0.019C+0.001 r = 0.998
       Mg A=0.326C+0.086 r = 0.992
       Fe A=0.025C+0.001 r = 0.999
       Cr A=0.010C+0.001 r = 0.995
       Ni A=0.026C+0.000 r = 0.998
       Mn A=0.044C+0.001 r = 1.000
       Cu A=0.058C-0.001 r = 0.999
       Zn A=0.101C+0.033 r = 0.991
       2.1.4 样品测定 按表1所列仪器工作条件，用火焰原子分光光度法吸收法测定样品溶液中Cr，Mn，Ni，Cu，Zn的含量，测定Fe时需将样品稀释10倍后再行测定。Ca，Mg的测定加10%的La(NO3)3抗干扰，稀释10倍后再行测定。结果见表2。
       2.2 总黄酮的测定
       2.2.1 乙醇提取药物中总黄酮 准确称取各中药10.0 g于索氏提取器中，120 ml乙醚回流4 h，至无色，换成70%乙醇提取10 h，过滤，减压浓缩至20 ml左右，等体积石油醚萃取，用70%乙醇定容至100 ml。
       2.2.2 标准曲线的绘制准确称取干燥至恒重的芦丁标准品(F20060930，国药集团化学试剂有限公司)0.076 0 g，用30%乙醇溶解后，转移至250 ml容量瓶中，30%乙醇定容，摇匀备用。溶液浓度为0.304 0 mg·ml-1。准确转移上述芦丁溶液 0.00，0.40，0.80，1.20，1.60，2.00 ml于25 ml锥形瓶中，加30%乙醇至12.5 ml，加入0.8 ml 5%NaNO2溶液，放置5 min，加0.8 ml 5%Al(NO3)3溶液，放置6 min，加5 ml 4%NaOH溶液，30%乙醇稀释至刻线，放置10 min，UV1200型紫外可见分光光度计于510 nm处测定吸收度，绘制标准曲线。
       回归方程：A=9.250C+0.001，相关系数：r = 1.000
       2.2.3 药物中总黄酮的测定准确量取各提取液0.50 ml于25 ml容量瓶中，加30%乙醇至12.5 ml，加入0.8 ml 5%NaNO2溶液，放置5min，加0.8 ml 5%Al(NO3)3溶液，放置6 min，加5 ml 4%NaOH溶液，30%乙醇稀释至刻线，放置10 min，于510 nm处测定吸收度A。结果见表2。表2 10种中药金属元素与总黄酮的含量测定结果
       2.3 黄酮与元素的模糊聚类分析从测定结果分析，不同中药的黄酮类化合物与各种元素的含量数据离散，要对不同药物的药效的相似性进行比较，从含量数据上很难说明问题，我们不能以某一元素含量的高低对其药物的质量作出明确评价，建立模糊聚类分析方法可以把离散的数据标准化处理，可以对药物的药效相似性进行定量指标的明确评价。
       待分类对象是10种药物样品，每种样品选择钙、镁、铁、铬、镍、锰、铜、锌、总黄酮的含量共9个因素水平作为分析指标，将各样品总黄酮及金属元素含量数据以数据极差法进行统计指标的标准化处理[1]，即
       Xij=[Xij-{Xij}min][{Xij}max-{Xij}min]处理结果见表3。以数量积法算出衡量被分类对象S1～S10间相关系数，确定论域上的模糊矩阵R。
       Rij =1i=j
       1M ∑ik·Xjk10K=1i≠j
       为使0≤rij≤1，取M=3，得矩阵R论域上的模糊矩阵R
       R=10.1480.0940.1740.2550.0970.1180.2000.0600.151
       1 0.6870.4910.3220.9520.9690.3670.2370.560
       1 0.4500.2870.4630.4370.2950.3610.236
       1 0.3520.3660.4390.2980.2850.223
       1 0.1850.2200.3400.1930.300
       1 0.9930.4090.1480.391
       1 0.2310.2550.350
       1 0.1930.232
       1 0.048
       1
       用最大树的方法进行聚类分析，得相应因素的最大树图(略)。
       取r = 0.55，去掉权重低于 0.55的值，聚类为：
       {2，3，6，7，10};{1};{4};{5};{8};{9}
       相类似药物：泽兰，川芎，灯盏花，回心草，银杏叶。
       取r = 0.65，去掉权重低于 0.65的值，聚类为：{2，3，6，7};{1};{4};{5};{8};{9};{10}
       相类似药物：泽兰，川芎，灯盏花，回心草。
       取r = 0.90，去掉权重低于 0.90的值，聚类为：
       {2，6，7};{1};{4};{5};{8};{9}
       相类似药物：泽兰，灯盏花，回心草。
       通过矩阵R分析得各药物聚类分析相关系数，发现相似系数较大的药物，药物功效的相似程度也较大。灯盏花与回心草，r =0.993，灯盏花具有活血舒筋，止痛消积等功效，明显扩张微细血管，降低血管阻力，增加脑血流量;回心草具有疏通血管，改善血液循环之作用。泽兰与回心草，r =0.969，泽兰具有活血化瘀，通经活络之功效;泽兰与灯盏花，r =0.952;泽兰与川芎，r =0.687;泽兰与银杏叶，r =0.560。聚类分析方法对中药的药效关系作出了定量指标的明确评价，对于中医中药的现代化研究，中药的质量控制，尤其是新型中药制剂的开发，将具有重要的指导意义。
       3 讨论
       中药中的黄酮类化合物是中药的有效成分之一[2]，能使SOD活性增加，提高机体的抗氧化能力，增加心脑血管血流量，清除自由基，促进脑神经细胞的恢复。微量元素是中药重要的物质基础，临床微量元素研究表明，钙参与维持体内细胞的内外平衡，维持神经细胞的膜的生物兴奋性，传递信息功能;镁能稳定核糖体和核酸的结构，改善心肌能量，有效清除氧自由基[3];锰参与人体氧化还原和磷酸化过程[4]，是SOD的重要组成部分，在增强机体免疫功能方面具有重要作用;镍对冠脉血流量具有重要影响，扩张冠状动脉收缩，减少心肌缺氧反应;铜是血红蛋白的活化剂，体内铜缺乏会引起心肌细胞氧化代谢紊乱，诱发动脉硬化。中药中的总黄酮与微量元素具有协同作用，尤其是铜、锰、铬等元素可以有效提高中药的药物药效功能。微量元素作为中药的质量控制和研究中药的药理药效依据是因为中药微量元素的含量与分布与中药的品种密切相关。不同属的药材，不同种类的中药从土壤中选择性的吸收各种元素的能力不同，同种类药材由于具有相同的生长基因，药物在生长过程中从土壤中摄取和积累在药材内的微量元素在种类、分布及含量高低有一定的规律。结合中药的有机有效成分，利用这种规律研究中药的药理药效机制，研究控制中药质量的方法，是推动中药产业现代化的有效途径。
       本研究选取了黄芪等10种治疗心脑血管疾病的常用中药，分析了药物中总黄酮与钙、镁、铁、铬、镍、锰、铜、锌金属元素的含量，运用模糊聚类分析方法研究了药物中黄酮类化合物与微量元素与药物疗效的相关性，相关系数r=0.55时，有5种药物聚类相似;相关系数r=0.65时，有4种药物聚类相似;相关系数r=0.90时，有3种药物聚类相似。药物中含有丰富的金属元素和较高的总黄酮，相关系数较大的药物其药物疗效的相似性较大。揭示药物中黄酮、微量元素的含量与药物疗效具有密切关系，研究结果为探讨中药的质量评价提供了一种新的方法，为进一步研究中药黄酮类化合物及微量元素与药物作用机理的关系提供了科学的依据。
       用原子吸收分光光度法测定药用植物中微量元素[5]是当前的一种重要课题，本实验采用原子吸收分光光度法测定了黄芪等10种中药中Ca，Mg，Fe，Cr，Ni，Mn，Cu，Zn的含量，结果表明，本方法准确快速，灵敏度高，精密度好，对于测定药用植物中的微量元素含量，是一种有效的分析方法。
       【参考文献】
         　[1] 王洪泉，金天大，汪学昭.九里香类中草药无机元素测定及聚类分析研究[J].微量元素与健康研究，1997，14(3)：23.
       
       [2] 张卫东，陈万生，王永红.灯盏花黄酮成分研究[J].中国药学杂志，2000，25(9)：536.
       
       [3] 董顺福，朱志国.天保宁片方剂中无机元素含量测定[J].光谱学与光谱分析，2003，23(1)：201.
       
       [4] 吕文英，吕 品.中药丹参中6种中药无机元素含量测定和研究[J].微量元素与健康研究，2001，18(4)：39.
       
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