联用色谱数据的化学计量学解析方法及应用研究

论文摘要

现代分析仪器，尤其是色谱和联用色谱等，提供了丰富的多组分量测信息，为解决中药现代化，系统生物学和环境科学研究中的分析问题创造了强有力的条件。而化学计量学的多变量解析方法，为从联用色谱数据中获取复杂体系多组分的定性定量信息提供了重要的手段。特别值得关注的是，作为国粹的中药，其活性成分的发现，药理作用，质量控制和多组分协同效应的研究等，弄清其化学物质基础，都是至关重要的一步。本论文就是从这些实际问题出发，发展新的化学计量学高维数据解析方法，解决中药研究和生物体系分析中面临的复杂多组分分析难题。论文主要涉及三个方面：联用色谱数据分辨算法及其在复杂中药体系研究中的应用；化学计量学方法寻找生物标记物模式以及色谱指纹图谱技术与多变量数据分析方法在中药质量控制中的应用。 一．联用色谱数据分辨算法及其在复杂中药体系研究中的应用（第二章-第四章）：第二章提出了在没有“先入先出”假设的情况下，诊断色谱流出模式的部分移动窗口因子分析法，实现了顺序流出与多组分完全包埋体系的分析。第三章首次提出了交替移动窗口因子分析法，实现了同一样本在不同分析条件下（如不同实验室，不同仪器，甚至是不同色谱柱等等）；或者是不同但具有一定相关性的样本（如单味药与复方，野生中药材与种植药材，同一中药的不同药用部位，中药进血液前与进血液后）之间复杂多组分的综合比较，充分利用二个相关联用色谱的信息，挖掘出被比较体系之间组分的相互关系，并进一步分辨出它们的纯光谱，并根

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 第二章 基于部分移动窗口因子分析的色谱流出模式诊断
• 2.1 原理和算法
• 2.2 实验
• 2.2.1 模拟体系
• 2.2.1.1 两组分体系
• 2.2.1.2 三组分体系
• 2.2.2 真实数据
• 2.2.2.1 原油数据
• 2.2.2.1.1 仪器和试剂
• 2.2.2.1.2 实验条件
• 2.2.2.1.3 原始数据的预处理
• 2.2.2.2 中草药数据（HPLC-DAD数据）
• 2.2.2.2.1 仪器、试剂和实验条件
• 2.2.2.2.2 原始数据的获取及其预处理
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 模拟HPLC-DAD数据
• 2.3.1.1 两组分体系结果
• 2.3.1.2 三组分体系的结果
• 2.3.2 实际数据结果
• 2.3.2.1 原油数据
• 2.3.2.2 中草药数据
• 2.3.3 SMWFA法存在的缺陷
• 2.4 结论
• 第三章 交替移动窗口因子分析法研究复杂联用色谱数据
• 3.1 理论与方法
• 3.1.1 共有组分秩分析
• 3.1.2 获取共有组分纯光谱
• 3.1.2.1 共有组分秩图（CRM）
• 3.1.2.2 光谱自相关曲线（SACC）
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 模拟的LC-DAD数据
• 3.2.2 药对RLC-RPR中挥发性化学组分的研究
• 3.2.2.1 药对RLC-RPR挥发性化学组分的提取
• 3.2.2.2 实验仪器与分析条件
• 3.2.3 当归口服液与实验兔口服后血浆样品的获取与分析
• 3.2.3.1 当归的提取,实验兔血浆样本的制备
• 3.2.3.2 实验仪器,材料与分析条件
• 3.2.4 数据分析
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 模拟LC-UV数据分析结果
• 3.3.2 药对RLC-RPR与单味药中挥发性化学组分比较分析结果
• 3.3.3 当归口服液与实验兔口服吸收后血浆中化学组分的分析
• 3.4 结论
• 第四章 二步迭代约束法研究复杂体系中多组分的定量变化
• 4.1 理论部分
• 4.2 模拟体系与实验数据
• 4.2.1 不同生长环境以及用药部位的人参挥发油化学组分的研究
• 4.2.1.1 人参中挥发性化学组分的提取
• 4.2.1.2 实验仪器与分析条件
• 4.2.2 数据分析
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 数据1：模拟LC-UV数据
• 4.3.2 数据2：不同种植条件下人参用药部位A中挥发性化学组分的比较
• 4.3.3 数据集3和4：W-人参和G-人参不同用药部位（A,B,C和D）中挥发性化学组分的定性定量分析
• 4.3.4 TICM法中各程序参数对体系中组分定量分析的影响
• 4.4 结论
• 第五章 交替移动窗口因子分析法与最小熵法寻找生物标记物模式
• 5.1 实验与理论部分
• 5.1.1 有病和没病血清样本的GC-TOF-MS分析
• 5.1.2 人体血清样本的提取与分离,实验材料,仪器和分析条件
• 5.2 算法
• 5.2.1 AMWFA法
• 5.2.2 最小熵法（MEM）
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 有病与没病代谢模式数据中代谢物的定性定量分析与生物标记物模式的发现
• 5.4 讨论与结论
• 第六章 正交投影技术用于鱼腥草药材及注射液指纹图谱的模式识别研究
• 6.1 实验部分
• 6.1.1 HCT药材与注射液成品中挥发性化学组分的提取
• 6.1.2 挥发性化学组分的GC分析条件
• 6.1.3 指纹图谱的获取与数据分析
• 6.2 数据分析
• 6.2.1 OP技术用于模式识别的分析原理
• 6.2.2 主成分分析（PCA）
• 6.2.3 马氏距离法（MD）
• 6.2.4 指纹图谱相似度比较的方法用于它们的判别分析
• 6.2.5 ‘6-fold’,‘3-fold’和‘3-fold-bis’交互检验
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 来自三个不同地点的HCT药材的鉴定
• 6.3.2 6个不同制造商HCT成品注射液指纹图谱的鉴定
• 6.4 结论
• 第七章 修正的窗口目标检测因子分析用于中药指纹谱图的比较研究
• 7.1 实验部分
• 7.1.1 两种不同产地大蒜的提取
• 7.1.2 两种不同产地大蒜的GC-MS分析
• 7.1.3 鱼腥草地上和地下部分的提取
• 7.1.4 鱼腥草地上和地下部分的GC-MS分析
• 7.1.5 数据分析
• 7.2 结果与讨论
• 7.2.1 窗口目标检测因子分析（WTTFA）及其修正算法（MWTTFA）
• 7.2.2 指纹谱图的比较分析
• 7.2.2.1 两种不同产地大蒜的指纹谱图比较分析
• 7.2.2.2 鱼腥草地上部分与地下部分指纹谱图的比较分析
• 7.3 结论
• 第八章 色谱指纹图谱技术及智能化数据分析方法用于中药及烟用香精香料的质量控制
• 8.1 计算机辅助相似性评价系统
• 8.2 鱼腥草指纹图谱数据库系统
• 8.3 常德卷烟厂烟用香精香料数据库系统
• 8.4 联用色谱数据智能化分析系统
• 8.5 其它软件系统
• 第九章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果