[发明专利]基于核主成分分析的黄芪谱图特征提取与产地鉴别方法

说明书

本发明公开了一种基于核主成分分析的谱图特征提取算法，并在此基础上应用稀疏表示分类器对黄芪谱图进行分析，从而实现黄芪产地的快速鉴别方法。本发明采用的化学分析方法主要离子迁移谱分析技术和紫外荧光光谱分析技术，具有谱图采集快速、区分度好等优势，是实现中草药品质快速鉴别的重要方法。本发明的采取的技术方案主要内容包括黄芪谱图信息的采集，基于核主成分分析的中草药谱图特征提取，基于稀疏表示分类器的黄芪产地鉴别方法；实验表明，该方法运算速度快，识别率高，为实现我国中草药的品质快速鉴别提供了一种技术解决思路和方案，具有广泛的应用意义。

1技术领域

本发明所涉及一种基于核主成分分析和基于稀疏表示分类器的黄芪谱图特征提取与产地鉴别方法，具体的说是在化学计量学领域范畴内，将模式识别技术与中草药谱图分析技术相结合，以谱图分析技术为手段，以核主成分分析技术为谱图特征提取方法，以稀疏表示分类器作为识别方案的中草药质量鉴定新技术。

2背景技术

《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》明确地将中医药传承与创新发展作为优先主题，“重点研究中医药诊疗、评价技术与标准，发展现代中药研究开发和生产制造技术，有效保护和合理利用中药资源，加强中医药知识产权保护研究和国际合作平台建设”。同时纲要指出“通过技术创新与多学科融合，丰富和发展中医药理论，构建适合中医药特点的技术方法和标准规范体系，提高临床疗效，促进中医药产业的健康发展”。

对中药材质量评价的中药指纹谱图主要集中在以化学成分为中心的质量控制，即以分子结构清楚，构效关系明确的已知的活性组分为基础建立药材指纹谱图，以进行检测，常用检测手段有UV、FTIR、HPLC、HPLC-MS、GC、GC-MS、X-ray等仪器检测法。现阶段化学计量学的主要研究方向之一，就是将模式识别技术与常用的谱图分析技术相结合开展交叉学科的研究，产生了大量的研究成果。然而更多还是针对中草药产品中特定组分的化学分析，缺少对重要产品全局性、整体性的评判，难以避免不法商贩针对特定组分进行造假的行为。

通过具有“整体性”和“模糊性”的中草药指纹谱图技术，结合现代模式识别的方法和理论，构建中草药品质快速检测分析方法，能较为全面地反映中药及其制剂中所含化学成分的种类与数量，进而对药品质量进行整体描述和评价，对于提高中药质量，打击假冒伪劣产品，促进中药现代化具有重要意义。

3发明内容

3.1发明目的：

本发明为了进一步丰富中草药品质鉴别的快速检测技术，在化学计量学分析的基础上，提出一种基于核主成分分析的谱图特征提取算法，并在此基础上应用稀疏表示分类器对黄芪谱图进行分析，从而实现黄芪产地的快速鉴别。

本发明采用的化学分析方法主要包括离子迁移谱分析技术和紫外荧光光谱分析技术，这些技术具有谱图采集快速、区分度好等优势，是实现中草药品质快速鉴别的重要方法。

3.2技术方案

为达到上述目的，本发明的采取的技术方案为：基于核主成分分析和基于稀疏表示分类器的黄芪谱图特征提取与产地鉴别方法，主要内容包括黄芪谱图信息的采集，基于核主成分分析的中草药谱图特征提取，基于稀疏表示分类器的黄芪产地鉴别方法；

(1)黄芪谱图信息的采集：

利用现阶段化学谱图分析领域内的规范方法进行黄芪谱图信息采集。作为优选方案，本发明中，黄芪样品置于中药材粉碎机中25000转/分钟粉碎至粉末，而后取3克黄芪粉末样品，置于30毫升乙醇溶液，混合均匀后，100摄氏度搅拌条件下，冷凝水回流2小时，而后自然冷却，过滤收集滤液，据此样品进行谱图信号采集。

(2)黄芪谱图信息的特征提取