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如何轻松进行主成分分析(PCA)?

如何轻松进行主成分分析(PCA)? SCIPainter
2026-09-08
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导读:不会写代码怎么办!

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主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)是因子分析中一种常用方法,可用少量主成分压缩多维数据信息,常用于样本分群、批次效应评估,挖掘样本间差异,辅助聚类、分组验证,常用于转录组、宏基因组等测序数据分析。

那么,如何能轻松完成主成分分析?这里分享一种简单的方法!

01

数据准备


数据的整理很简单,如下图,表格的第1列为样本id,表格的第2列为样本分组名,之后的列对应不同基因对应的表达量


02

数据分析


打开软件后,通过双击窗口灰色区域或点Prism(棱镜)的小三角,新建工程文件,在弹出的向导页面表格类型选 Multiple variables,Data table 选 enter or import data into a new table,然后点 Create 按钮,如下图。


接下来准备好的数据从Excel复制粘贴到Prism的表格中,表格的名字默认为Data 1,如下图。


接着点 Analysis 选项下的 PCA 分析按钮,如下图箭头所示在弹出的参数设置窗口,首先在 Data 选项页面进行变量数据选择,这里主要对所有的(基因)进行降维。


在 Options 选项可设置数据的标准化方法和主成分选择方法这里标准化方法默认为 Z-score 标准化;为了满足最终的 PCA 散点图绘制,我这里设置选择特征值最大的两个主成分。
在 Output 选项,可以设置分析结果中生成那些数据。比较重要的是设置 PCA 散点图的分组信息,这里将点的颜色和分组信息B列)建立映射关系,如下图
在 Graph 选项设置生成图表类型,这里选择了 Score plot、Biplot 和 Scree plot (碎石图),如下图,然后点 OK 按钮。

分析结果表格如下,我们可以看到PC1和PC2的方差贡献率分别为70.54% 和7.81%,降维效果还是很好的


如果对具体的PC scores(PCA散点图绘图数据)、特征值、特征向量等感兴趣,也可查看其他子表格,如下图


03

图表绘制


在左侧导航栏中Graphs选项,点击PC scores:PCA of Data1,即可看到初始的PCA 散点图绘制结果,见下图。


双击坐标轴,在 Format Axes 窗口可设置图表的比例,这里在 Frame and Origin选项下将 Shape 由默认的 Wide 改为 Square(方形),如下图。


还可在X axis 和Left Y axis选项下调整坐标轴数据范围、刻度长短和辅助线样式,如下图。


在右侧的图形属性快速调整窗口,可对散点(Symbols)大小、描边和的配色方案进行快速调整,如下图。


当然,我们也可以反复调整坐标轴的数值范围,使图表看起来不那么“封闭死板”,删掉图例标题,并尝试其他的配色方案,如下图。


点击坐标轴标题,我们可以手工修改坐标轴标题内容,比如我这里加入了PC1和PC2的方差贡献率。在右侧的属性调整窗口,可对坐标轴刻度标签和标题、图例文本等字体样式进行调整,这里取消了加粗样式。


调整满意后,通过File菜单下的Export命令导出所需格式的图片。最终的主成分散点图如下:

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