1、中藥藥性理論是中藥的核心基礎理論，是中藥學的特色理論之一。近年來，對于中藥藥性的研究以寒、熱藥性與物質基礎的研究最為突出。國家“973”項目-“中藥藥性基礎理論研究”提出“性-效-物質三元論”假說，指出產(chǎn)生藥性的基礎是物質成分，但是某種物質成分不能表征中藥的整體藥性。一味中藥的整體藥性并不是其多種成分活性簡單的相加，而多種成分之間的協(xié)調，互補或制約的復雜作用，有明顯的非線性特點，因此，在識別中藥藥性寒熱特征標記時，必須采用多種技術手段分

2、離寒熱藥性成分，進而將多種方法獲得的寒熱藥性特征信息進行綜合分析方能比較全面的闡明整體藥性。采用單一性狀或單一物質也有可能對中藥藥性進行識別，但均不能表征其整體藥性。因此，識別中藥寒熱藥性特征物質必須采用綜合手段，即采用多維多息指紋圖譜方法，在不同層面上采用綜合分析的方法和模式進行研究。中藥指紋圖譜作為一種現(xiàn)代分析技術，能夠標識中藥中的復雜物質成分，將其用于中藥藥性的識別，有助于定量研究藥性與物質成分之間的相關關系。該“973”項目給出

3、了20種基于不同層面的圖譜數(shù)據(jù)用于識別中藥藥性特征標記。對中藥藥性的研究應該建立在對中藥指紋圖譜與現(xiàn)代模式識別技術充分了解的基礎上，借助現(xiàn)代圖譜技術得到中藥的多維多息圖譜，基于中藥多維多息化學圖譜技術，采用現(xiàn)代統(tǒng)計模式識別方法，從化學圖譜信息中篩選出識別中藥藥性的物質基礎，即中藥藥性特征標記。本研究采用偏最小二乘判別模型(PartialLeastSquareDiscriminantAnalysis，PLS-DA)評價基于不同圖譜檢測技術

4、、不同物質層面數(shù)據(jù)識別中藥藥性的可行性。
　　 依據(jù)上述研究思路，本研究依據(jù)《神農(nóng)本草經(jīng)》、《中藥學》和《中華人民共和國藥典》等書籍，挑選藥性明確、無爭議的60種中藥樣本（30種寒性藥和30種熱性藥），采用20種不同的圖譜分析技術，得到中藥指紋圖譜數(shù)據(jù)庫。分別從無機元素、初生物質和次生物質三個物質層面研究藥性與物質成分的關系。即，首先以單一指紋圖譜技術的中藥圖譜數(shù)據(jù)為單元采用偏最小二乘判別模型識別中藥寒熱特征標記，進而挑選出不同

5、圖譜技術下的特征標記。然后將挑選出的特征標記組成中藥寒熱特征標記物質組群向量，以此向量分別在無機元素、初生物質和次生物質三個層面上再建立偏最小二乘判別模型，以識別各物質層面上的中藥寒熱特征標記;最后綜合三個物質層面上的所有特征標記建立中藥寒熱整體藥性的偏最小二乘模型，以顯示中藥整體寒熱特征標記物質組群及其分布特征。
　　 主要結果為:
　　 (1)根據(jù)無機元素的含量建立的PLS-DA模型的判別結果:回代一致率為75％(4

6、5/60)，交叉驗證正確率為54.33％(326/600)，訓練集回代正確率為70.83％(34/48)，預測及預測正確率為66.67％(8/12)。由此可見，僅根據(jù)無機元素對中藥寒熱藥性進行判別或預測，其效果不佳。其中，在模型中VIP＞1的微量元素包括:Al，F(xiàn)e，Mg，V，Co，Zn，Sr和Cd。據(jù)此重新建立PLS-DA模型，其判別結果:回代一致率為63.33％(38/60)，交叉驗證正確率為54.33％(326/600)，訓練集回

7、代正確率為62.50％(30/48)，預測及預測正確率為66.67％(8/12)。
　　 (2)初生物質方面，僅基于單類初生物質進行中藥寒熱藥性的回代一致率、交叉驗證正確率、訓練集回代正確率和測試集預測正確率均與50％差別不大，說明判別和預測效果均較差。提示僅基于單類初生物質難以正確識別中藥寒熱藥性。對于上述單一初生物質（多糖、游離糖、脂類和氨基酸）的PLS-DA判別模型，按照VIP＞1的準則挑選出對寒熱藥性貢獻較大的物質成分，

8、組成綜合判別指標向量。進而，據(jù)此構建中藥寒熱藥性識別的PLS-DA模型。結果表明，60味中藥的回代一致率為83.33％(50/60)，交叉驗證正確率為65.83％(359/600)，訓練集回代正確率為91.67％(44/48)，測試集預測正確率為83.33％(10/12)。由此可見，模型的判別和預測效果均較好，對于多數(shù)中藥均能正確判別，僅少數(shù)中藥（川貝母、厚樸、淫羊藿和紅花）判別錯誤，僅絡石藤和陳皮預測錯誤。
　　 (3)次生物

9、質各種方法中最高的交叉驗證率僅為68％（UV-三氯甲烷提），說明僅用單一技術判別和預測中藥寒熱藥性效果不佳。對于上述單一指紋圖譜方法的PLS-DA判別模型，按照VIP＞1的準則挑選出對寒熱藥性貢獻較大的物質成分，組成綜合判別指標向量。進而，據(jù)此構建中藥寒熱藥性識別的PLS-DA模型。結果表明，60味中藥的回代一致率為100％(60/60)，交叉驗證正確率為76.17％(457/600)，訓練集回代正確率為100％(48/48)，測試集預

10、測正確率為75％(9/12)。由此可見，模型的判別和預測效果均較好，對于多數(shù)中藥均能正確判別，僅少數(shù)中藥預測錯誤。
　　 (4)將上述無機元素、初生物質和次生物質的判別指標向量進一步合并為綜合判別指標向量，據(jù)此建立的PLS-DA模型的判別結果:60味中藥的回代一致率為100％(60/60)，交叉驗證正確率為78.17％(469/600)，訓練集回代正確率為100％(48/48)，測試集預測正確率為75％(9/12)。采用聯(lián)合的多

11、維多息圖譜技術所建立的模型能夠顯著提供判別和預測效果。對于多數(shù)中藥均能正確判別和預測，僅天冬、薄荷和木瓜藥預測效果不佳。
　　 (5)根據(jù)PLS-DA模型判別系數(shù)可以繪制基于不同層面的中藥藥性特征標記理論圖譜，這些理論圖譜有各自不同的特點。根據(jù)PLS-DA模型構建的單味中藥的預測圖譜顯示:表征中藥寒、熱性的物質是客觀存在的，無論寒性藥還是熱性藥，其內均同時含有“寒”和“熱”的物質，只是“寒”、“熱”物質成分在數(shù)量和種類上的不同搭

12、配才使得一種中藥表現(xiàn)其整體的藥性。
　　 主要結論為:
　　 (1)基于單一指紋圖譜方法（如紫外光譜、紅外光譜等）因反應寒熱特征的信息不足，均不能建立中藥寒熱藥性特征標記的有效判別和預測模型。
　　 (2)在無機元素、初生物質和次生物質層面上，僅根據(jù)無機元素難以建立中藥寒熱藥性特征標記的有效判別和預測模型，而在初生物質和次生物質層面上通過綜合多種多維多息圖譜信息而建立的中藥寒熱性特征標記識別模型能夠較好的識別和預

13、測藥性。
　　 (3)將無機元素、初生物質和次生物質三個層面上的多種多維多息圖譜信息綜合而形成中藥寒熱藥性多維多息物質組學圖譜，據(jù)此建立中藥藥性及其特征標記的識別和預測模型，卻具有很高的預測和判別能力。
　　 主要創(chuàng)新點為:
　　 (1)提出了綜合利用多種多維多息圖譜信息建立中藥寒熱藥性判別模型及其特征標記識別和可視化的理論方法。
　　 (2)證明了單一指紋圖譜信息難以表征中藥寒熱藥性及其特征標記，而在無

14、機元素、初生物質和次生物質三個層面上將多種指紋圖譜信息綜合為中藥寒熱性物質組學圖譜，由此而建立的統(tǒng)計模式識別模型，可以有效的識別和預測中藥寒熱藥性及其特征標記。
　　 (3)所建立的中藥寒熱藥性物質組學理論圖譜可以在物質層面上還原中藥的整體藥性，而基于統(tǒng)計模式識別模型建立的單味中藥寒熱特征標記預測圖譜不僅能夠展示特定中藥的寒熱物質成分組成圖譜，而且可以指導實驗人員提取和分離中藥寒熱特征物質。
　　 中藥藥性、經(jīng)驗要素、成