中药指纹图谱相似度评价方法的比较研究.pdf

第十七届中国过程控制会议论文集 中药指纹图谱相似度评价方法的比较研究 曾贵娥，朱学峰，蔡泽凡，张锋 （华南理工大学自动化学院，广州 510640） 摘要：本文以田基黄高效液相色谱指纹图谱为研究对象，对四种常用的指纹图谱的相似度评价方法（夹 角余弦法、相关系数法、距离法、改进的 Nei 系数法）进行了比较研究，先从定性的角度进行分析，然 后以仿真实验进行定量综合评价。研究结果表明：各种相似度评价方法都有自己的特点和不足，所以在 实际应用中应该根据实际情况采用适合的相似度评价方法，以达到更好的质量控制目标。1 关键词：中药指纹图谱；相似度评价；田基黄； 0 引言 近年来，适合于整体上分析复杂化学物质组成的稳定性的中药指纹图谱已经成为国内外广泛接受 的质量评价模式，同时也是中药质量评价研究领域的前沿课题[1]。对从整体上表征中药复杂体系所含 化学成分的变化情况，指纹图谱的相似度评价起着非常关键的作用。现在比较常用的相似度评价方法 主要有向量夹角余弦法[2] [3] [4]、距离系数法[3] [4] [5]、相关系数法[2] [4]、改进的 Nei 系数法[5] [6]等。这 些方法都有各自的特点和应用范围，在实际应用中针对实际问题如何选择合适的相似度评价方法是急 需解决的问题，本文先通过理论分析比较相似度计算方法，然后通过实例计算对这些方法进行综合评 价。 1 相似度计算公式的比较 相似度计算方法可以分成三种类型：1、采用差异评价指纹图谱的相似度，如距离系数法；2 、通 过图谱间的相似性评价相似度，如夹角余弦法和相关系数法；3 、在相似性的基础上引入差异来评价相 似度，如改进的 Nei 系数法。 本文选取四种常用的相似度计算方法进行比较研究，分别是: 向量夹角余弦法、距离系数法、相 关系数法、改进的 Nei 系数法,其公式表达分别如下： ′ ′ X X X X 向量夹角余弦法r( X s ,X t )= cos(X s X t ) s t ′ s t （1） X X 1/ 2 s t [(X X )(X ′X )] s s t t ′ (X s ? X s ) (X t ? X t ) 相关系数法 r( X s , X t )= ′ ′ 1/ 2 （2 ） [(X s ? X s ) (X s ? X s )(X t ? X t ) (X t ? X t )] 距离系数法 r ( X , X ) e?ρ (X s ?X t )/ ρ (X s ?0) （3 ） s t