摘要：目的 根据向量夹角法，利用计算机自动计算两分析指纹图谱间的相似度。方法 将色谱指纹图谱看作多维空间内的向量，利用向量夹角余弦的基本公式计算两个指纹图谱间的相似度；用VB6.0编程自动完成拖尾峰(tailing peak)。前者少见。>色谱峰匹配并计算相似度。结果 采用11个不同产地及炮制方法的吴茱萸样品的液相色谱指纹图谱对计算方法及程序进行了检验，结果表明该程序能较好的定量评价指纹图谱间的相似性，并清楚地区别了汤洗7遍种炮制方法对指纹图谱的影响。 结论 此法能较好地定量评价指纹图谱间的相似性，可应用于中药质量控制。

　　关键词：中药；吴茱萸；指纹图谱；向量夹角法；质量控制

　　指纹图谱是近年来中药质量控制的热点，对中药材及成药来说，用指纹谱进行质量控制、判别真伪是很有前途的方法。根据整体谱图进行质量控制的数据处理方法主要有模式识别与人工神经网络的方法[1-3]，这两种方法都是采用计算机自动寻找大量样本谱图的统计规律，再根据所建立的规律对待测谱图进行归类，它们给出的答案是一种分类及定性的信息，不直接定量比较两张指纹图谱间的相似度。但在很多情况下我们需要利用这种相似度的计算提供定量的评价信息，为中药质量控制提供依据。目前主要采用峰重叠率来表征谱图的相似度[4,5]，这个方法在计算时仅考虑出峰的数目而不考虑峰的强度。为了能够全面反映出峰数目与峰强对指纹谱间相似度的影响，本文在多维空间向量夹角[6]的基础上提出了计算色谱指纹图谱之间相似度的方法，为中药指纹图谱质量评价提供了一个新方法。 
　　基本原理 N个数值组成的行(x1, x2, x3,… xn)称为N维向量简记为大写字母X，定义 为向量X的模。如果存在两个向量X及Y则 称为X与Y的内积，X,Y之间的向量夹角按照(1)式计算。如果 越接近1则说明两个向量越相似[6]。 (1) 每个色谱指纹图谱都可以看作一组对应保留时间下的峰高(或基线构成之面积称峰面积。A＝×σ×h＝2.507σh＝1.064 Wh/2h>峰面积)的数值，可把这组数值看作多维空间中的向量，使两个指纹图谱间相似性的问题转化为多维空间的两个向量的相似性问题，利用(1)式能够计算 来定量表征指纹图谱间的相似性。下面举一个简单的例子进一步说明向量夹角余弦的具体计算过程。假设有两张色谱图，每张色谱图包含4个色谱峰，3个是共有峰，此外每张谱图各有1个特有峰。第一张谱图共有峰的峰高按顺序为40，70，25；第二张谱图共有峰的峰高按顺序为39，71，24；第1张谱图特有峰的峰高是5；第2张谱图特有峰的峰高是7。则第1张谱图的向量是(40,70,25,5,0)；第2张谱图的向量是(39,71,24,0,7), 向量夹角余弦的计算如下： =0.995。即两个假设谱图的相似度是0.995。

　　实际的指纹图谱往往有几十、上百个色谱峰，手工比较判断共有峰与特有峰以及计算相似度是烦琐的，因此本文使用VB6.0编制了一个小程序，只要给出两个色谱图的积分报告就能自动进行峰匹配，判断共有峰及特有峰，并将对应的数值填入向量的对应位置，计算相似度。实际计算中药指纹图谱相似度主要有以下4个步骤： (1) 在统一的样品处理与分析测试条件下获得色谱指纹图谱；(2) 进行谱图积分获得保留时间、峰高等信息；(3)根据分析时的噪声水平，将信噪比<5的色谱峰除去不作考虑；(4)用计算机自动进行两个指纹图谱之间的峰匹配，并利用(1)式计算 。 

　　材料与方法 药材样品：11种吴茱萸药材样品，产地与炮制方法分别是：广西上林汤洗7遍；湖南怀化；湖南新晃甘草炮制；广西灌阳县；四川广元；广西百色；广西文市镇；广西灌阳茶用；广西上林甘草炮制；广西凌云仰村；贵州遵义。所有样品均由沈阳药科大学毕开顺教授鉴定并提供。 
仪器及分析条件：Waters Alliance 2690 液相色谱系统；996二极管阵列紫外检测器(美国Waters 公司 )，Intersil ODS－3柱(4.6mm×250mm)，检测波长为280nm。进样量2μL。流动相A为甲醇，流动相B为含0.3％醋酸氨的水溶液。二元梯度分离，流速1.0mL·min-1，梯度条件：0-5min A:5%,5-50min A:5％-100%，50-60min A:100%。样品处理：称取吴茱萸果实4.00g加入40％乙醇水溶液100mL，回流2h，冷却后放入冰箱冷冻4h，过滤定容至100mL。取10mL过0.45μm滤膜待液相色谱分析。
　　结果与讨论： 
　　1相同操作条件下不同样品色谱指纹谱的自动峰识别及匹配虽然采用的数据处理模式各有不同，但在已有的有关色谱指纹谱质量控制的工作中，基本采用人工进行色谱指纹谱的峰识别及匹配后将峰高(或峰面积)数值输入电脑进行数据处理。这种做法不适于把指纹谱质量控制真正运用于实际。人工比对、手工输入既烦琐又容易出错，本文提出了一套方法及原则，并编程实现了对11种吴茱萸样品液相色谱指纹图谱(见图1)的自动峰匹配。 随着分析仪器技术的进步，分析仪器上保留时间的重复性越来越好，只要严格控制色谱条件就能够保证色谱峰的出峰次序不变并且保留时间差异较小， 对液相色谱即使在梯度分离的条件下保留时间差别小于1min是容易做到的，对气相色谱而言保留时间的差