主成分分析(PCA)和聚类分析(CA)方法在SWB数据分析中的应用

在主观幸福感(SWB)的研究中,相关分析,回归或多元回归分析经常被用于数据的统计分析.考虑到SWB数据中通常包含着许多的变量,过于简单的分析处理方法将导致数据中信息的流失.本文将主成分分析(PCA)和聚类分析(CA)方法应用到SWB数据分析上,力求对SWB的原始数据有更加详细的了解和认识,并为今后类似问题的数据分析提供一个新的途经.

4种不同品种玫瑰精油的检测及成分分析

试验以大马士革玫瑰、紫枝玫瑰、丰花玫瑰、苦水玫瑰为研究对象,利用水蒸气蒸馏法从4种玫瑰中提取精油,采用气相色谱-质谱法(GC-MS)对不同品种玫瑰精油挥发性物质进行定性定量分析,并通过主成分分析(PCA)和聚类分析(CA)对玫瑰精油进行判定、区分和聚集。结果表明,GC-MS检测得到玫瑰精油含有65种挥发性物质,对其进行主成分分析,可以简化为3个主成分,前两个主成分的累计方差贡献率为81.952%,可反映玫瑰的大部分信息,通过主成分分析将4种玫瑰精油分为两大类:大马士革玫瑰精油和紫枝玫瑰精油为一类,丰花玫瑰精油和苦水玫瑰精油为一类。不同玫瑰品种挥发性物质组成多样,该研究以期为今后的精油提取和分析提供一定的理论基础。

新疆8种蔷薇果中可溶性糖组分含量的特征分析

采用苯酚-硫酸比色法和高效液相-示差折光检测器(high performance liquid chromatography-differential refractive index detector,HPLC-RID)测定新疆8种蔷薇果中的总多糖和4种单糖(果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖)含量。结果显示,8种蔷薇果中总多糖和4种单糖组分含量差异明显,其中宽刺蔷薇(S2)和毛叶蔷薇(S4)总多糖含量明显高于其它样品,分别为313.64、317.66 mg/g;波斯单叶蔷薇(S3)中4种单糖含量明显高于其它样品,其所含果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖含量分别为75.85、57.72、20.84、2.67 mg/g。以蔷薇果中总多糖、果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖的含量为变量进行主成分分析(principal component analysis,PCA)和聚类分析(cluster analysis,CA),8种蔷薇果可划分为3类,主成分分析综合得分为波斯单叶蔷薇>宽刺蔷薇>密刺蔷薇>疏花蔷薇>毛叶蔷薇>喀什蔷薇>弯刺蔷薇>托木尔蔷薇(S3>S2>S5>S6>S4>S1>S7>S8),表明波斯单叶蔷薇果的综合评价最好,其次为宽刺蔷薇、密刺蔷薇和疏花蔷薇,可作为后续研究开发品种。

基于FA&CA的高校管理科学与工程类专业人才培养质量研究

从管理科学与工程类专业人才的社会需求现实出发,运用因子分析(FA)和聚类分析方法 (CA),分别对该专业人才的社会需求以及人才培养质量进行统计分析,以期为现阶段高校和用人企业对学生综合能力测评提供有益借鉴。

采用HS-SPME/GC-MS法分析十种箬竹叶香气成分

为研究髯毛、华、矮、美丽、阔叶、泡、长耳、米、天目和长节箬竹叶香气成分的种类和含量差异,用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用对不同品种箬竹叶香气成分进行检测,并对数据统计分析。结果显示,10种箬竹叶中一共有120种化合物,包含了醇、烯烃、酮、醛、酯、酚、烷烃及其他类,其中醇类和烯烃类相对含量最高。叶醇、罗勒烯、芳樟醇、β-紫罗酮、壬醛以及β-环柠檬醛为共有的6种化合物,罗勒烯在泡箬竹和天目箬竹叶中相对含量最高,叶醇为其他8种箬竹叶主要成分。聚类分析发现,距离为15时,可分为3个类群,泡箬竹和长耳箬竹分为一类;髯毛、华、美丽和长节箬竹分为一个类群;其余4种箬竹为一类。研究结果可得主要香气成分在各品种箬竹叶中的占比情况,并对10种品种的香气含量进行了分类,对有气味要求的箬竹叶相关产品的原材料选择提供参考。

近红外光谱法应用于食用香精中增塑剂的检测研究

借助近红外透射光谱技术得到香精样品的原始光谱,选取波段范围为8 800～8 540和7 500～5 085cm-1,用主成分分析(PCA)法定性识别其中是否添加DEHP或DINP,正确率100%。同时测定了DEHP和DINP(浓度范围在0～100mg.kg-1之间)在食用香精中的含量,并以偏最小二乘法(PLS)建立定量分析模型,DEHP和DINP预测结果的相对误差分别在-17.6%～15.8%和-7.6%～9.9%之间,预测均方根误差分别为1.39和0.98。为检测食用香精中增塑剂的含量提供了一种可同时定性与定量的快速、简便、廉价、准确的分析方法。

LF-NMR结合化学模式识别鉴别油脂种类及餐饮废弃油脂

应用主成分分析(Principal component analysis,PCA)和聚类分析法(Cluster analysis,CA)对9种(27个)常见食用植物油及100个餐饮废油的低场核磁共振(Low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)(T2)弛豫特性数据进行分析。结果表明:在正常食用油种类区分方面,主成分分析的效果较优,9种食用油在主成分分布图上按种类正确分组,边界清晰。而在正常食用油与餐饮废油的区分方面,聚类分析效果较优,引入30个待测样本后,聚类分析(127个样品,欧式距离=5)的正确率为94.49%,分析误判率为5.51%,分组效果良好。LF-NMR结合化学模式识别可实现对油脂种类及餐饮废弃油脂的鉴别。

表面解吸常压化学电离质谱法用于猪肉新鲜度评价

猪肉是我国人民的主要肉食之一,监督原料肉的新鲜度具有重要的现实意义。采用自行研制的表面解吸常压化学电离质谱（DAPCI-MS）,在无需样品预处理的条件下,对放置1~8天的猪肉进行正离子模式检测,获得其化学指纹图谱。通过分析谱图中各分解产物的信号峰,可将冷藏保存的猪肉新鲜度划分为3个等级：第1等级为保存1~3天,是新鲜度变化的初期,谱图中主要以丝氨酸、甘氨酸的微弱信号峰为特征,表明新鲜猪肉样品中的蛋白质正在发生微弱的降解;第2等级为保存4~6天,是猪肉向腐败变化的过渡时期,谱图中主要以吲哚、2,3-丁二醇的信号峰为特征;第3等级为保存7~8天,是猪肉完全变质的时期,谱图中以三甲胺的信号峰为主要特征。丝氨酸、甘氨酸、吲哚、2,3-丁二醇、三甲胺,这些主要分解产物的信号峰强弱可作为评价猪肉新鲜度的关键依据。根据指纹图谱之间的差异,结合主成分分析（PCA）和聚类分析（CA）法,实现了对不同新鲜级别猪肉的分类识别及对本方法的重现性验证。该方法无需样品预处理、灵敏度高、分析速度快、无污染,有望应用于市场上猪肉新鲜度的快速鉴别,也可为高粘性复杂基体样品的分析提供方法参考。

基于化学模式识别技术的枳实HPLC定量指纹图谱研究

建立了枳实的高效液相色谱(HPLC)指纹图谱分析方法。色谱柱为Tnature-ACCHROM C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5μm);以乙腈-0.5%甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱,结合液相色谱-四极杆飞行时间质谱(HPLC-QTOF-MS)联用技术对枳实指纹图谱中的共有峰进行鉴定;采用相似度评价、聚类分析(CA)、主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)对22批枳实进行数据分析及质量评价。结果显示:指纹图谱共标定12个共有峰,HPLC-QTOF-MS分析指认出11个成分;22批枳实样品的相似度在0.9以上;CA、PCA和OPLS-DA的分析结果一致,其中江西产地聚为一类,湖南和福建产地聚为一类,并筛选出橙皮苷、新橙皮苷和柚皮苷3个差异性质量标志物。所建立的枳实HPLC指纹图谱方法稳定、可靠,可为其质量控制提供参考依据。

生地黄汤HPLC指纹图谱的建立及10种成分的含量测定

目的建立生地黄汤高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)指纹图谱,并测定其中10种成分的含量。方法用Shimadzu Shim-pack GIST C_(18)色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm),以乙腈(A)-1 mL·L^(-1)磷酸水溶液(B)为流动相进行梯度洗脱,流速为0.8 mL·min^(-1),柱温为40℃,检测波长为215 nm。用中药色谱指纹图谱相似度评价体系建立指纹图谱,分别用聚类分析、主成分分析和偏最小二乘法-判别分析对10批次生地黄汤指纹图谱进行分析,同时测定10种成分的含量,筛选出可能影响生地黄汤质量的因素。结果建立生地黄汤指纹图谱,10批样品之间的相似度在0.975~0.991范围内,共标出21个峰作为共有峰,指认出10个共有峰(梓醇、桃叶珊瑚苷、没食子酸、地黄苷D、毛蕊花糖苷、芦荟大黄素、大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚);通过聚类分析将10批样品聚为3类;通过主成分分析和偏最小二乘法将样品分为3类;定量分析方法学考察符合要求,对10批样品中梓醇、桃叶珊瑚苷、没食子酸、地黄苷D、毛蕊花糖苷、芦荟大黄素、大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚的质量浓度进行了测定。结论建立生地黄汤指纹图谱并同时测定10种成分的含量,为生地黄汤的质量控制和评价提供较为全面的参考。

基于近红外光谱的豆酱鉴别技术研究

针对葱伴侣、凤彩桥、海天和金菜地四种品牌的豆酱,利用近红外光谱分析技术,对其进行预处理、主成分分析(PCA)、聚类分析(CA)和判别分析(DA),以建立识别不同豆酱品牌的近红外光谱定性判别模型。分析结果显示4种不同品牌的平均近红外光谱存在差异,其主成分空间分布也处于不同区域。对样品进行聚类分析,凤彩桥和海天存在小部分交叉。根据欧式光谱距离算法,利用40个验证集样本对模型进行验证,识别率为95%。研究结果表明,利用近红外光谱分析技术能够快速准确的判定不同品牌的豆酱,并对其进行分类。

ICP-MS法用于不同产地大叶茜草中9种微量元素的含量测定及质量评价

目的建立测定不同产地大叶茜草中钾(K)、钙(Ca)、钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)、锌(Zn)、铁(Fe)、锰(Mn)和硒(Se)9种微量元素的电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS),并用聚类分析和主成分分析对不同产地的大叶茜草进行综合质量评价。方法样品经微波消解后,选取同位素锗(Ge)、铟(In)作为内标溶液进行测定,用主成分分析对所有样品进行聚类分析以及Pearson相关性分析,阐明不同产地大叶茜草中9种微量元素之间的相关性。结果16个不同产地的大叶茜草中9种微量元素存在显著性差异,不同元素之间具有显著的相关性,用主成分分析后得出Ca、Na、Fe和Mg为大叶茜草的主要特征微量元素,聚类分析后可分为6大类。结论该方法具有操作简单、分析速度快、准确度高的优点,可用于大叶茜草中9种微量元素的含量测定,同时为不同产地大叶茜草的质量评价和综合利用提供依据。

基于HPLC多指标含量测定及化学计量学的养正消积胶囊质量评价

目的建立高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)检测养正消积胶囊中红景天苷、女贞苷、特女贞苷、鸡矢藤次苷甲酯、车叶草苷酸、车叶草苷、绞股蓝皂苷XLIX、绞股蓝皂苷A和绞股蓝皂苷XVII的含量,并结合聚类分析(cluster analysis,CA)和主成分分析(principal component analysis,PCA)对养正消积胶囊进行综合质量评价。方法采用Venusil XBP C_(18)色谱柱;流动相为乙腈-2 mL·L^(-1)磷酸溶液;梯度洗脱;检测波长分别为220 nm(检测红景天苷、女贞苷和特女贞苷)、238 nm(检测鸡矢藤次苷甲酯、车叶草苷酸和车叶草苷)和203 nm(检测绞股蓝皂苷XLIX、绞股蓝皂苷A和绞股蓝皂苷XVII);采用SPSS 26.0统计软件对10批养正消积胶囊进行CA和PCA。结果养正消积胶囊中9种成分的线性范围良好(0.9991≤r≤0.9999);平均加样回收率为96.95%~100.10%(RSD值为0.67%~1.79%);CA和PCA结果一致,10批养正消积胶囊聚为3类,主成分1~2是影响养正消积胶囊质量评价的主要因子。结论建立的HPLC法可用于养正消积胶囊中多指标成分的定量控制和综合质量评价。

基于多元分析的11种烟台中、晚熟品种苹果香气成分比较

为了探明烟台中、晚熟苹果品种间主要香气成分的差异,采用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱与质谱联用(GC-MS)对11种烟台中、晚熟品种苹果的香气成分进行检测分析,并对不同品种的苹果以及其香气成分的种类进行主成分分析和聚类分析。结果表明,从11种苹果中共检测出59种香气成分,其中21种成分为所有品种苹果所共有,在共有香气成分中,乙酸、丁酸、己酸的酯类化合物,己醛(包括2-己烯醛)与一些高级醇含量较高。主成分分析表明,阳光苹果、丹霞苹果综合得分较高,极早熟富士苹果综合得分最低,得分排名反映出苹果品种之间主要香气成分的差异大小。聚类分析表明,11种苹果可分为四类:第一类为烟富三、斗南、甘红、极早熟富士、皮诺娃、烟富一、最良短富;第二类为丹霞、阳光;凉香和华帅分别自为一类。经过两种分析方法有效结合,筛选得到的丹霞、阳光、凉香、华帅四种苹果香型特点更为突出,为今后品质育种亲本选择提供依据。

经典名方枇杷清肺饮的UPLC指纹图谱及多指标成分含量分析

目的:建立枇杷清肺饮物质基准的超高效液相色谱法(UPLC)指纹图谱,并建立同时测定其5种指标成分含量的定量分析方法,为该经典名方的质量控制及评价提供参考。方法:采用ACQUITY UPLC CSH^(TM) C_(18)色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.7μm),以乙腈(A)-0.1%甲酸水溶液(B)为流动相梯度洗脱(0~7 min,5%~7%A;7~11 min,7%~8%A;11~22 min,8%~14%A;22~30 min,14%~15%A;30~35 min,15%~25%A;35~42 min,25%~40%A;42~45 min,40%~50%A;45~50 min,50%~60%A),流速0.35 mL·min-1,柱温25℃,检测波长278 nm和248 nm。建立15批枇杷清肺饮物质基准的UPLC指纹图谱,应用"中药色谱指纹图谱相似度评价系统"软件(2012版)进行相似度分析,并对共有峰进行归属。采用聚类分析(CA),主成分分析(PCA)及正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)对指纹图谱数据进行评价。利用UPLC指纹图谱方法测定5种成分的含量。结果:指纹图谱及含量测定方法的各项方法学验证均良好,15批枇杷清肺饮物质基准与对照指纹图谱的相似度均≥0.997,共标定了23个共有峰,指认出了11个色谱峰。CA,PCA及OPLS-DA可将15批物质基准分为两类。盐酸黄柏碱、绿原酸、盐酸小檗碱、盐酸巴马汀、甘草酸铵5种成分在一定质量浓度范围内与峰面积呈良好线性关系(R^(2)均>0.999),平均加样回收率96.47%~101.16%,在各物质基准中的质量分数范围分别为0.87~2.00,1.53~5.95,18.45~33.97,3.87~6.29,1.02~4.12 mg·g^(-1)。结论:建立的枇杷清肺饮UPLC指纹图谱及多指标成分含量测定方法专属性强、分离度好、灵敏度高,除人参药味以外均有表征,可为该方剂复方制剂的质量控制与评价提供参考。

10种市售搅打奶油稳定性的多元分析

为了探明如何利用流变学特性指标对搅打奶油稳定性进行准确、快速的判断分析,本文通过相关性分析选取了8个与稳定性显著相关(p<0.05)的流变学特性指标针对10种稳定性存在显著差异的市售搅打奶油进行了因子分析(FA)和聚类分析(CA)。因子分析表明:存在三个主因子"主要稳定因子"、"触变环因子"和"平衡形变因子";由载荷分析可知时间扫描G’、触变环面积S和平衡形变r是影响搅打奶油稳定性的关键流变学指标;总因子得分表达式为TFS=f1×0.38476+f2×0.25671+f3×0.22858,总因子得分排名可以反映出不同搅打奶油稳定性之间的差异。聚类分析表明:10种搅打奶油可以分成3类,第一类聚集了7个搅打奶油样品,即5号、6号、1号、10号、8号、9号和2号;第二类聚集了2个搅打奶油样品,即3号和4号搅打奶油样品;7号搅打奶油自成一类。

二次热杀菌对烧肉挥发性风味物质的影响

为探讨不同二次热杀菌方式对烧肉的挥发性风味物质的影响,采用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱质谱联用(GC-MS)对不同二次热杀菌的样品中挥发性成分进行检测分析,利用SPSS软件对不同杀菌方式处理的样品和其挥发性物质的种类进行主成分分析(PCA)及聚类分析(CA)。结果表明,从不同杀菌方式处理的烧肉样品中共检出60种挥发性物质,经过二次热杀菌之后挥发性物质的总峰面积与对照组相比都明显降低。主成分分析得出,未杀菌样品综合得分最高,酮类、杂环类、烃类对其贡献显著,110℃杀菌组综合得分最低。聚类分析可将5组不同杀菌方式处理的烧肉分为三类:85℃杀菌组和95℃杀菌组聚为一类,对照组和121℃杀菌组聚为一类,110℃杀菌组自为一类。可将8类挥发性风味物质分为两类:酮类、杂环类、烃类、酚类、醛类及醚类聚为一类,醇类、酯类聚为一类。

UHPLC特征图谱结合多组分含量评价首乌藤饮片的质量

目的建立首乌藤的UHPLC特征图谱,测定2,3,5,4′-四羟基二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷、大黄素和大黄素甲醚的含量。结合聚类分析法(CA)和主成分分析法(PCA)对首乌藤饮片的质量进行研究。方法色谱柱:Shiseido C18(2.1 mm×100 mm,2.7μm);流动相:乙腈-0.1%磷酸溶液梯度洗脱;流速:0.3 m L·min-1;柱温:30℃;检测波长:254 nm。运用SPSS 20.0软件进行PCA和CA分析。结果特征图谱确立6个特征峰,40批首乌藤的相似度为0.655~0.998;2,3,5,4′-四羟基二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷、大黄素及大黄素甲醚含量分别为0.01~1.96,0.02~3.15和0.01~1.48 mg·g-1。PCA和CA结果将首乌藤饮片分为3类,反映了不同批次首乌藤饮片的质量特征。结论 UHPLC特征图谱和多组分含量结合PCA和CA可以对首乌藤饮片的质量进行客观、有效的评价。