内容简介
《现代药物分析》由北京协和医学院组织全国十多所高等院校和科研机构的一线教师与科研人员编写而成,广泛吸纳现有药物分析学科教材的优点,充分利用现代药物分析领域的*新研究成果,并将其加入案例。《现代药物分析》介绍了药物分析学进展概述、药物质量标准、药物分析方法设计和验证、体内药物和代谢物分析、药物色谱分析法进展、药物理化特性分析技术进展、药物生物学分析技术进展、药物分析前沿技术、药物分析数据统计处理、药物分析学科科研基本方法等内容,设有思维导图、典型案例、思考题、知识拓展等模块,为学生系统学习药物分析学知识提供重要参考,引导学生掌握重点,理解难点,融会贯通。
目录
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**章 药物分析学进展概述 1
**节 药物分析学科的性质和任务 1
第二节 药物分析学发展历程 2
第三节 药物分析学科发展趋势 6
第二章 药品质量标准 11
**节 化学药质量标准 11
第二节 中药质量标准 29
第三节 人用重组DNA蛋白制品质量标准 39
第四节 药用辅料质量标准 49
第三章 药物分析方法设计和验证 59
**节 药物分析方法建立内容 59
第二节 药物分析方法验证方案设计与验证 68
第三节 定量分析过程质量控制要点 74
第四章 体内药物和代谢物分析 78
**节 生物分析的应用领域 78
第二节 定量生物分析方法的建立和验证 82
第三节 生物分析应用的主要技术 92
第五章 药物色谱分析法进展 111
**节 液相色谱技术 111
第二节 气相色谱技术 123
第三节 高效毛细管电泳技术 134
第六章 药物理化特性分析技术进展 147
**节 红外光谱和拉曼光谱分析技术 147
第二节 核磁共振技术 167
第三节 水分分析技术 187
第四节 电化学分析技术 199
第七章 药物生物学分析技术进展 216
**节 聚合酶链反应技术 216
第二节 蛋白印迹分析技术 226
第三节 细胞分析技术 236
第八章 药物分析前沿技术 246
**节 表面等离子体共振技术 246
第二节 RNA和ctDNA分析技术 255
第三节 基于质谱的蛋白质组学分析技术 264
第四节 药物代谢组学分析技术 270
第九章 药物分析数据统计处理 277
**节 药物分析数据的描述统计和推断统计 277
第二节 药物质量控制常用统计处理方法 289
第十章 药物分析学科科研基本方法 300
**节 科研探索思路与基本方法 300
第二节 试验方案设计要点 302
第三节 试验问题解决示例 306
参考文献 313
试读
**章药物分析学进展概述
医药产业是国民经济的重要组成部分,与人民的生命健康息息相关,是构建社会主义和谐社会的重要内容。药学研究为保障药物安全、有效、质量可控提供理论与技术支撑,涵盖药物研发、生产、使用和管理的全过程。药物分析学是药学的二级学科,其技术与方法贯穿药物的全生命周期,保障药物的有效性与安全性。随着国家的建设与发展,经过老一辈科学家艰苦卓绝的努力奋斗、几代药物分析人的传承与创新,我国药物分析学己从基础研究迈向转化应用,飞速发展跻身国际前列。
**节药物分析学科的性质和任务
药物分析学是药学学科的重要分支学科,其内涵与任务随着科技的进步和药学学科的整体发展不断丰富及完善,从聚焦药物质量分析与控制,拓展到学科交叉、多维、分析对象多样的药物成分、药物靶标、效应分子及其相互作用,诠释药理与毒理物质基础及机制、药物靶点与通路等科学问题,从单一成分分析到复杂成分及高通量分析。面向国家需求,以药物研发、制造、临床应用中的问题为导向,开展分析新方法、技术与策略研究及转化应用成为药物分析学发展的主要任务。
一、药物分析的学科内涵与性质
1980年我国药物分析学科主要奠基人安登魁先生在他主编的《药物分析》中提出:“药物分析主要利用化学、物理化学或其他有关化学的手段来研究化学结构己经明确的合成药物或天然药物及其制剂的质量问题。”2007年《药物分析》(第6版)发展为“药物分析主要研究化学结构己经明确的合成药物或天然药物及其制剂的质量控制方法,也研究中药制剂和生物制品及其制剂有代表性的质量控制方法。”2008年曾苏等提出:“药物分析学是运用物理、化学、物理化学、微生物学、信息学等方法,通过研发、制造和临床使用等过程的各个环节,全面保证和控制药品质量。”2013年国务院学位委员会第六届学科评议组编写的《学位授予和人才培养一级学科简介》中对药学一级学科(1007)下的药物分析二级学科(100704)的界定为:药物分析是研究和发展药物质量分析与控制方法、探索与解决药物安全有效相关质量问题的一门学科。药物分析学研究的主要内容涉及药品研究开发、生产流通、临床使用和监督管理等方面,包括药品的质量检验,药品质量标准研究和制订,生物体内药物的分析和监测等。药物分析学的主要任务是发现药物质量的相关规律,发展药物分析的理论和方法,全面控制和保证药品的质量。2016年《药物分析》(第8版)定义为“药物分析是利用分析测定手段,发展药物的分析方法,研究药物的质量规律,对药物进行全面检验与控制的科学。”
2008年国家自然科学基金委员会医学部将药物分析学正式列入学科方向目录,《2022年度国家自然科学基金项目指南》中对药物学(H34)中药物分析(原代码为H3010,2021年改为H3410)资助领域的描述为“药物分析主要资助针对药物成分、药物靶标、效应分子及其相互作用的、可用于解决药物学和药理学研究中的重要科学问题的分析新技术、新方法的研究;探索各种组学新技术与药物靶标、生物标记物等重要科学问题研究的融合。”
从上述药物分析学科内涵的演变中我们不难看出它在药学学科具有重要地位,在药学科学研究中发挥着核心作用。一个完整的药物分析研究主要包括分析对象、测量方法和应用场景3部分,其主要特点可概括如下。
1.学科属性交叉化药物分析学自身的学科特点,就带有强烈的学科交叉特征。药物分析学是药学一级学科下的6个主要二级学科之一,为药理学、药剂学、药物化学、生药学、微生物与生物技术药物学等药学其他学科发展提供了适时而有效的方法学支撑。药物分析学也可以看作分析化学在药学领域的应用分支学科,基于新理论、新概念、新方法和新技术的分析测试方法与仪器为药物分析发展提供源泉及动力。药物分析与生命组学交叉融合带动精准医学和转化医学的发展。
2.分析对象多样化药物及其代谢产物是传统药物分析的主要研究对象,随着药物(品)种类不断丰富,药物分析的研究对象也从以涵盖化学药为主,发展为涵盖化学药、天然药物、中药、生物技术药物及活体药物(活细胞药物、活菌药物)、基因编辑药物、药械组合产品等现代药物类型。分析对象也从体外药物自身延伸到体内药物及其代谢产物、药物效应生物标志物、机体与药物互作关系等。
3.分析技术多维化分析对象的多样化对药物分析技术自身也提出更高的要求。发展可用于解决药物学与药理学研究中重要科学问题的原位、在体、实时、在线、高灵敏度、高通量、高选择性的分析方法和技术是药物分析研究的核心科学问题。成像分析、纳米分析、微纳流控分析、单细胞与单分子分析、活体分析、多组学分析、可穿戴传感器件分析、药物与生物分子互作分析、高通量与高内涵筛选分析、智能制造过程分析等在多维度上拓展了药物分析的知识体系和技术体系。
4.应用场景全链条化药物质量研究与标准制订是药物研发的重要基础内容,也是药物分析研究的主要应用场景之一。随着药物科学的迅猛发展及多学科的交叉融合,药物分析的应用场景不再是对体外药物进行静态的质量控制,而是发展到对制药过程、生物体内和代谢过程进行综合评价与动态分析研究,涵盖靶标发现、临床前开发、临床研究、上市后再评价、智能制造过程控制等全链条场景。此外,法医毒物分析、兴奋剂检测和制药环境污染物分析等亦属于药物分析的应用场景。
药物分析作为药物科学研究的“方法科学”“眼睛科学”,无论是分析领域,还是分析技术,都在不断拓展中,衍生出药物色谱分析、药物光谱分析、体内药物分析、计算药物分析、药物组学分析等分支学科。与此同时,药物分析学在与生物学、医学、化学、数据科学等多学科的交叉融合过程中,逐步突破传统的“方法学科”“眼睛学科”固有定位,不断探索从“服务支撑”向“创新引领”的战略转变。
二、药物分析学科的研究任务
20世纪60年代伊始,安登魁教授提出了“哪里有药物、哪里就有药物分析”的说法。2001年在《现代药物分析选论》中安登魁教授进一步提出:哪里对现代药物分析的方法和技术运用得及时、恰当,哪里就可能对新药的研究与开发以及药物的合理应用打开一个可喜而崭新的局面。随着药学研究从以物质为中心转移到与生命科学结合,药物分析研究的任务和应用场景也更加宽广。
1.药品标准与质量控制涉及药品质量提升导向下的化学药物、抗生素药物、生物技术药物、中药及天然药物、药用辅料、包装材料(相容性评价)等质量分析新理论、新技术、新方法;仿制药物的原辅料质量评价、特殊杂质控制、整体杂质谱控制、人体生物等效性研究、体内外相关性评价及临床可替换性等当前制约药物一致性评价的关键技术及瓶颈问题。
2.药物活性与安全性分析涉及活性化合物发现、活性评价、靶标验证导向的实时、在体、原位、仿真分析新方法、新技术;药物、毒物快速分析检定新技术、新方法;药物血药浓度监测和药动学;药物毒代动力学、分析毒理学和药物毒性评价生物标志物。
3.药物组学与信息学涉及药物基因组学、药物代谢组学、药物蛋白质组学、转录组学及多组学融合的系统生物学和网络药理学等;药物分析生物信息学新技术,网络分析新技术,大数据环境下的信息获取、处理、提取和应用等。
第二节药物分析学发展历程
随着国家的建设与发展,经过老一辈科学家的努力奋斗、几代药物分析人的传承与创新,我国药物分析从基础研究到转化应用、从药物分析和检验检测机构建设到人才队伍与学科发展,都得到极大发展,本节对从中华人民共和国成立之初到改革开放以来我国药物分析的发展历程、学科建设和重要成果进行介绍。
一、药物分析学科发展
1.中华人民共和国成立之初,老一辈科学家克服困难努力提升我国药物分析水平中华人民共和国成立之初,国内的实验条件简陋,许多领域还处于空白状态,安登魁、曹初宁、周同惠、梁晓天、孙增培等一批老科学家克服重重困难,积极开展了药物质量分析、标准建立、结构解析,以及一些新技术新方法在合成药和中草药有效成分分析中的应用研究,极大提高了我国药物分析测试的水平。
当时药物分析与测试研究工作和任务主要在卫生部中央卫生研究院药物学系(于1958年成立,现为中国医学科学院药物研究所)、中央卫生部药检所和药物食品检定所(1961年合并为卫生部药品生物制品检定所,2010年改编为中国食品药品检定研究院)、上海药品检验局及从中央到省、地(市)、县四级药检所等机构开展和完成。药检系统的机构承担了药品的日常检验检测、检验技术方法研究、标准研究与制定、进口药品检验等任务。高校和研究机构的药物分析测试主要围绕药物研发,开展了药物分析新技术和新方法研究,支撑药物质量控制和结构解析等研究工作与测试技术服务。
高校和研究机构主要通过引进国外仪器设备及少量的自研设备,建立药物分析新技术和新方法。一些研究机构在20世纪50年代初仅能使用较简陋设备开展元素分析,周同惠院士等科学家在20世纪50年代后期引进苏联生产的元素分析仪器,80年代又进口了可以自动操作的意大利的元素分析仪。在光学仪器方面,于1956年购入一台日本展览品QC型紫外-可见分光光度计,在当时国内,该仪器已属先进。其后又进口了较新型的自动绘图双光束分光光度计。在色谱方面,20世纪50年代主要开展了纸色谱、柱色谱技术的应用;60年代引进了国内**台60M核磁共振谱仪,在梁晓天院士的推动下,实现了核磁共振技术在药物研究中的应用,特别是在天然产物结构鉴定上的应用,为国内药物研发提供了技术支撑。20世纪60年代起逐步将气相色谱和薄层色谱用于药物分析,进口了气相色谱仪,70年代进口了薄层色谱扫描仪。70年代后期,高效液相色谱在国际上受到普遍重视,我国研究者积极购置仪器,大力开展了这方面的应用研究。电化学分析方面,中国医学科学院药物研究所的老一辈科学家于20世纪50年代进口了民主德国的极谱仪,用它建立了山道年和一叶萩碱的分析方法,60年代将电流滴定法应用于生物碱的分析,还自己组装了仪器进行库仑滴定的研究,在中草药成分分析中,这些仪器发挥了作用。80年代初研制了生物碱的离子选择电极,并用于片剂中的含量测定。
容量法和光谱法在药品检验方面发挥了重要作用,药检系统的仪器设备普遍缺乏,紫外分光光度计只配备在部分省药检所中,并且属于“大型精密仪器”,气相色谱仪、薄层色谱扫描仪、高效液相色谱在当时属于先进大型仪器,只配备在中央药检所和一些口岸药检所中,这些仪器在药品质量标准研究和提升方面发挥了重要作用。
中华人民共和国成立以后,国家有关主管部门组织医药专家编纂《中华人民共和国药典》(简称《中国药典》)。1953年7月,**部《中国药典》出版,收录531个品种。1963年第二版《中国药典》出版,收入符合条件的中药,并且分为一、二部,合计收录1310个品种。1977年出版第三版《中国药典》,合计收录1925个品种。
2.改革开放以来我国药物分析水平飞速发展跻身国际1978年改革开放之后,药物分析与测试迎来大发展,取得了突出成绩,进入国际化交流、合作和发展阶段。改革开放以来,我国医药产业整体规模不断发展壮大,成为国民经济中发展*快的行业之一。我国药物研发水平和能力不断提升,从仿制、仿创结合到创新研发。药物的研发、生产和上市销售在政策法规、技术指南等方面逐渐与国际接轨并融合,人民群众对用药的需求从可及到高质量、安全和有效,已上升至生存权层面,药品科学监管按照“四个*严”要求执行,在此背景下,药物分析和测试发挥着重要的作用,其测试组织结构、人才队伍、分析测试技术水平不断提高,与国际接轨,跻身国际先进水平行列。
改革开放以来,药物的分析测试机构主体性质不断发生变化,随着药物研发的需求,药物非临床研究机构、药物临床试验及第三方检测机构,特别是开展临床生物样本分析的实验室迅速发展。药检机构和药检工作逐步恢复并发展,1998年机构改革后,药检机构整体划归药品监督管理部门(以下简称药监部门),确立了我国中央、省、地市三级政府药品检验体系。各级药检所实行属地化




















