《中藥指紋學》全書共14章,主要內容涉及中藥指紋學(第1章)、中藥指紋測試學(第2章)、中藥指紋信息學(第3、4章)、中藥指紋質控學(第5~8章)、中藥指紋藥劑學(第9、10章)、中藥指紋藥動學(第11章)、中藥指紋藥代學(第12章)、中藥指紋譜效學(第13章)、中藥生物指紋學(第14章)。中藥指紋學是以現代分析技術、中藥學、中藥化學、中藥藥理學、化學計量學和計算機科學等學科為依托,用系統(tǒng)性和整體性的方法研究中藥(植物藥)的物質基礎、作用機制、藥物動力學規(guī)律與相關制劑技術的嶄新學科。
《中藥指紋學》可作為中藥學、中藥分析、藥物分析、生物藥物分析等藥學、中藥學相關專業(yè)的研究生及以上教材,也可供從事藥物分析、藥物雜質分析、藥物一致性評價等相關工作的人員參考使用。
中藥定量指紋控制理論和評價技術,助力中藥質量一致性評價
我于1998年攻讀沈陽藥科大學藥物分析學博士學位時開始關注中藥領域科研,期間從選擇復方甘草片作為毛細管電泳研究用樣品開始,逐漸把科研全部轉移到中藥質量控制方面。2002年3月我有幸承擔國家藥典委員會中藥注射劑指紋圖譜項目:射干抗病毒注射液和清熱解毒注射液指紋圖譜研究,從此我的科研方向就定位于中藥指紋圖譜研究,成為我國第一批參與中藥指紋圖譜國家攻關的科技工作者。2006年獲得國家自然科學基金重大研究計劃支持中藥指紋圖譜在線專家系統(tǒng)研究90612002,這更堅定了我走中藥指紋學研究之路的決心。
2007年應邀在《中南藥學》第1期舉辦中藥指紋圖譜專欄(在這一專欄持續(xù)12年發(fā)表140余篇學術論文,給我提供了一個極好的科研平臺并與《中南藥學》雜志共同成長),開篇提出中藥指紋圖譜學體系構建(TCM Fingerprintothology Construction),2008年應《色譜》邀請發(fā)表中藥指紋圖譜學體系在中藥創(chuàng)制中的作用。因讀者對中藥指紋圖譜學概念提出質疑,此后接受意見把圖譜二字刪除,于是誕生中藥指紋學。中國是最早利用指紋簽名的國家,但指紋學并未誕生于中國,其核心技術均在國外。以史為鑒,在國際上我們最早提出中藥指紋學(TCM Fingerprintothology)并開展廣泛深入研究(按英文構詞法構造了fingerprintothology)。在2007年之后,我們一直想把中藥指紋學成書出版,但12年里一直沒能實現,回想原因還是科研管理效率不高。當中國把中醫(yī)藥作為國家戰(zhàn)略的時刻,當中藥質量一致性評價的號角即將奏響之際,我們適時推出《中藥指紋學》一書供中藥相關科研或教學參考。本書也可作為高年級本科生教材和研究生專業(yè)教材。
回想這一思想體系產生原因就是在2000~2012年間沈陽藥科大學提供了寬松的學術環(huán)境,沒有過分指標化追求SCI英文論文。這給了我自由學術發(fā)展的空間和時間,不急躁追求成果、能夠安心地思考問題。中藥定量指紋核心技術和中藥標準制劑控制模式都是這段時間深入思索而得?梢灶A見我國中藥一致性評價會歷史性地選擇這些方法,尤其系統(tǒng)指紋定量法(SQFM,獲中國百篇最具影響國內學術論文),都是當初未曾預料到的。很榮幸能夠帶領中國第一個主組分為中藥組分制劑復方甘草片(289品種之一)開展質量一致性評價工作。
本書得以出版感謝國家自然科學基金委面上項目鐵霜替朱砂消除朱砂安神丸毒性的量-效-毒關系原理研究(81573586)的資助,感謝沈陽藥科大學所提供的優(yōu)秀平臺和各位同仁及本溪市經濟技術開發(fā)區(qū)的支持,并感謝課題組研究生(其中第一章、第三章、第四章、第五章、第六章、第七章、第八章、第九章、第十章分別由儲甜甜、蘭麗麗、高倩楠、李瓊、邢秀、李瓊、閆慧、章越和邢秀整理;第二章、第十一章、第十二章、第十三章、第十四章分別由閆慧、王欣、戴婷婷、章越、王翌超整理和編寫)與河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術學院侯志飛副教授對此付出的艱辛勞動,同時感謝化學工業(yè)出版社給予的支持、信任和鼓勵。謝謝你們的大力支持得以促成本書正式出版。
由于時間和精力所限,書中不足之處在所難免,敬請讀者批評指正。
孫國祥
沈陽藥科大學
2019年1月31日
孫國祥,沈陽藥科大學,教授、副院長,1987年于蘭州大學化學系畢業(yè)到沈陽藥科大學一直從事分析化學教學和藥物分析科研工作。2003年6月于沈陽藥科大學獲藥物分析學博士學位,F任沈陽藥科大學藥物分析學教授,博士生導師。核心技術-系統(tǒng)指紋定量法(SQFM)獲【中國百篇影響國內學術論文】,SQFM結合標準制劑控制模式能有效控制中藥質量。有10篇論文入選【中國精品期刊學術論文F5000】。2002至2006主持承擔國家藥典委員會中藥注射劑指紋圖譜項目:射干抗病毒注射液指紋圖譜研究(8味藥復方)和清熱解毒注射液指紋圖譜研究(12味藥復方)。在2006-2008年主持承擔國家自然科學基金以網絡為基礎的科學活動環(huán)境研究重大研究計劃課題過程中,與全課題組共同建立了具有自主知識產權的《中藥指紋圖譜在線專家系統(tǒng)》網格化人工智能平臺(包括HPLC,GC,HPCE,TLC,DNA,X-射線衍射、光譜指紋圖譜和中藥GAP等在線子系統(tǒng))。自2007年主辦【中南藥學】中藥指紋圖譜專欄11年,發(fā)表專欄學術論文130余篇。
從事:1.中藥指紋學及其信息學研究;2.中藥定量指紋評價理論和規(guī)范方法研究;3.中藥一致性評價理論和評價方法研究;4.毛細管電泳優(yōu)化方法及在藥物分析中應用研究;5.基于質量平衡、能量平衡和藥效平衡,用中藥標準制劑控制模式和定量指紋評價中藥質量一致性研究;6.中藥毒性藥味替換機理和可行性研究及中藥重金屬分析研究。
第1章 中藥指紋學1
1.1中藥指紋學概述1
1.2中藥指紋學與中藥現代化1
1.3中藥指紋學的發(fā)展歷程2
1.4中藥指紋學體系3
1.4.1中藥指紋測試學4
1.4.2中藥指紋質控學5
1.4.3中藥指紋藥劑學6
1.4.4中藥指紋藥動學6
1.4.5中藥指紋譜效學8
1.4.6中藥生物指紋學9
1.5中藥指紋圖譜數據庫的發(fā)展9
1.5.1第一階段 單機數據庫研究9
1.5.2第二階段 網絡智能化中藥指紋圖譜數據庫研究10
1.5.3第三階段 中藥定量云計算標準指紋規(guī)范數據庫研究10
參考文獻11
第2章 中藥指紋測試學13
2.1HPLC指紋圖譜13
2.1.1HPLC指紋圖譜基本特征13
2.1.2HPLC指紋圖譜構建14
2.1.3HPLC指紋圖譜數據處理15
2.1.4HPLC指紋圖譜方法開發(fā)與應用15
2.1.5HPLC指紋圖譜面臨的問題16
2.2GC指紋圖譜16
2.2.1GC指紋圖譜基本理論16
2.2.2GC指紋圖譜應用17
2.2.3GC指紋圖譜應用前景18
2.3TLC指紋圖譜18
2.3.1TCL指紋圖譜的基本特征18
2.3.2中藥指紋圖譜對薄層色譜法的要求19
2.3.3中藥TLC指紋圖譜研究與應用19
2.4HPCE指紋圖譜21
2.4.1HPCE的分離模式21
2.4.2HPCE的特點28
2.4.3分離條件的選擇29
2.5IR指紋圖譜32
2.5.1IR指紋圖譜原理32
2.5.2NIR指紋圖譜特點32
2.5.3IR指紋圖譜研究與應用33
2.6X射線指紋圖譜35
2.6.1X射線指紋圖譜基本原理35
2.6.2X射線衍射法的特點35
2.6.3應用實例36
2.7UV指紋圖譜37
2.7.1UV指紋圖譜基本原理37
2.7.2紫外指紋定量法(QUFM)概述38
2.7.3UVFP建立方法38
2.7.4應用實例39
2.8NMR指紋圖譜45
2.8.1NMR指紋圖譜基本原理45
2.8.21H-NMR指紋圖譜法鑒定植物類中藥45
2.8.31H-NMR指紋圖譜特點46
2.8.4應用實例46
參考文獻48
第3章 中藥指紋信息學51
3.1中藥指紋整體定性定量相似度理論51
3.1.1定性相似度理論51
3.1.2定量相似度理論52
3.1.3定性相似度與定量相似度比較54
3.2中藥全定性全定量質控體系56
3.2.1全定性相似度理論56
3.2.2全定量相似度及全定性全定量質控體系56
3.2.3評價體系應用原則58
3.2.4定性相似度和定量相似度關系58
3.2.5數值約比定理59
3.2.6全定性全定量質控體系全面控制銀杏葉提取物質量60
3.3系統(tǒng)指紋定量法63
3.3.1系統(tǒng)指紋定量法的基本理論63
3.3.2系統(tǒng)指紋定量法評價牛黃解毒片質量64
3.3.3中藥多級系統(tǒng)指紋定量法(M-SQFM)67
3.3.4中藥質量金字塔和警示門69
3.4比率指紋定量法69
3.4.1比率指紋全定性全定量質控體系69
3.4.2比率全定性相似度理論70
3.4.3比率全定量相似度及全定性全定量比率法70
3.4.4系統(tǒng)比率指紋定量法(QRFM)72
3.4.5比率指紋圖譜定量法評價柏子養(yǎng)心丸質量74
3.4.6其他應用78
3.5線性指紋定量法78
3.5.1線性指紋定量法理論78
3.5.2線性指紋定量法分類79
3.5.3分解相似度80
3.5.4線性指紋定量法評價苦參總堿質量80
3.5.5中藥比率指紋約比定理85
3.6中藥指紋超信息數字化質控判據85
3.6.1中藥標準指紋圖譜特征技術參數86
3.6.2中藥指紋定性相似度和定量相似度86
3.6.3中藥指紋相對統(tǒng)一化特征判據87
3.6.4中藥指紋超信息數字化參數88
3.7中藥指紋圖譜不確定度與可靠度理論90
3.7.1中藥標準指紋圖譜可靠度理論90
3.7.2單批中藥指紋圖譜可靠度理論91
參考文獻92
第4章 中藥指紋在線專家系統(tǒng)和評價軟件94
4.1中藥指紋定量相似度評價系統(tǒng)94
4.1.1軟件背景介紹94
4.1.2軟件功能介紹94
4.2中藥GC指紋圖譜在線專家系統(tǒng)98
4.2.1中藥GC指紋圖譜在線專家系統(tǒng)結構98
4.2.2中藥GC指紋圖譜在線專家系統(tǒng)應用99
4.3中藥HPLC指紋圖譜在線專家系統(tǒng)102
4.3.1中藥HPLC指紋圖譜在線專家系統(tǒng)結構102
4.3.2中藥HPLC指紋圖譜在線專家系統(tǒng)應用103
4.4中藥HPCE指紋圖譜在線專家系統(tǒng)106
4.4.1中藥HPCE指紋圖譜在線專家系統(tǒng)106
4.4.2中藥HPCE指紋圖譜在線專家系統(tǒng)組成107
4.4.3樣品預處理方法和毛細管電泳操作條件推薦109
4.4.4在線專家系統(tǒng)指導三七CEFP建立研究112
4.5中藥IR指紋圖譜在線專家系統(tǒng)113
4.5.1TCM-IRFP-ESG設計與建立113
4.5.2TCM-IRFP-ESG知識庫構建113
4.5.3TCM-IRFP-ESG推薦系統(tǒng)構建113
4.5.4TCM-IRFP-ESG優(yōu)化系統(tǒng)115
4.5.5TCM-IRFP-ESG評價系統(tǒng)構建116
4.5.6用IRFP-ESG指導射干IRFP建立116
4.6中藥X射線衍射指紋圖譜在線專家系統(tǒng)117
4.6.1TCM-XFP-ESG基本結構117
4.6.2TCM-XFP-ESG查詢系統(tǒng)和知識庫構建118
4.6.3TCM-XFP-ESG推薦系統(tǒng)118
4.6.4TCM-XFP-ESG優(yōu)化系統(tǒng)118
4.6.5TCM-XFP-ESG評價系統(tǒng)119
4.6.6TCM-XFP-ESG的研究應用119
4.7中藥GAP在線專家系統(tǒng)121
4.7.1TCM-GAP-ESG構建122
4.7.2TCM-GAP-ESG推薦系統(tǒng)122
4.7.3TCM-GAP-ESG優(yōu)化系統(tǒng)123
4.7.4TCM-GAP-ESG評價系統(tǒng)125
4.7.5結論125
參考文獻125
第5章 中藥標準制劑控制模式建立與應用127
5.1中藥標準制劑概念、來源、條件和復原校正128
5.1.1中藥標準制劑128
5.1.2中藥標準制劑的來源128
5.1.3中藥標準制劑基礎條件129
5.1.4中藥標準制劑的復原和0誤差校正129
5.1.5中藥標準制劑的特點130
5.1.6參比制劑131
5.1.7中藥標準制劑和參比制劑區(qū)別131
5.2中藥標準制劑控制模式132
5.2.1中藥標準制劑控制模式的建立132
5.2.2中藥標準制劑控制模式的實現方式132
5.2.3中藥標準制劑控制模式的標準操作規(guī)程137
5.3中藥標準制劑控制模式對中藥一致性評價的重要意義137
5.3.1中藥指紋圖譜基本控制模式137
5.3.2中藥標準制劑模式強調固化指紋成分含量比例139
5.3.3中藥標準制劑控制模式對中藥一致性評價的重要意義139
5.4系統(tǒng)指紋定量法是中藥質量一致性評價體系的核心控制方法140
5.4.1系統(tǒng)指紋定量法的兩類實現方式140
5.4.2基于標準制劑控制模式的系統(tǒng)指紋定量法特征141
5.5中藥標準制劑控制模式的應用142
5.5.1雙標定量指紋法建立六味地黃丸對照指紋圖譜動態(tài)技術標準研究142
5.5.2應用紫外光譜定量指紋圖譜尋找標準制劑研究151
參考文獻157
第6章 多元多維中藥指紋圖譜建立與評價159
6.1中藥多維指紋圖譜160
6.1.1多波長HPLC指紋圖譜160
6.1.2HPLC多維指紋圖譜174
6.1.3GC多維指紋圖譜176
6.2中藥多元指紋圖譜技術177
6.2.1HPLC-GC聯(lián)用指紋圖譜177
6.2.2HPLC-CE聯(lián)用指紋圖譜178
6.2.3HPLC-TLC聯(lián)用指紋圖譜178
6.2.4高效液相色譜-紫外光譜(HPLC-UV)聯(lián)用指紋圖譜178
6.2.5薄層色譜-光譜聯(lián)用指紋圖譜178
6.2.6中藥IR-UV聯(lián)用指紋圖譜179
6.2.7紫外和紅外光譜指紋譜與燃燒熱譜聯(lián)合定量評價中藥質量184
6.3多元多維指紋圖譜的廣泛應用186
6.3.1化學全成分指紋圖譜186
6.3.2不同部位化學指紋圖譜186
6.3.3組分中藥指紋圖譜186
6.3.4多肽譜和蛋白譜186
參考文獻187
第7章 中藥統(tǒng)一化指紋與相對特征指紋圖譜190
7.1中藥統(tǒng)一化指紋和相對統(tǒng)一化特征判據190
7.1.1中藥統(tǒng)一化色譜指紋圖譜191
7.1.2中藥統(tǒng)一化指紋的定量轉化規(guī)則191
7.1.3統(tǒng)一化指紋數字化評價理論191
7.2相對特征指紋圖譜研究196
7.2.1相對特征指紋圖譜196
7.2.2相對特征指紋的定量轉化規(guī)則196
7.2.3相對特征指紋統(tǒng)一變換規(guī)則197
7.2.4統(tǒng)一化指紋與相對特征指紋關系197
7.2.5相對特征指紋的定量方法197
7.3統(tǒng)一化指紋與相對特征指紋特征判據的應用198
7.3.1石斛夜光丸統(tǒng)一化HPLC指紋和相對統(tǒng)一化特征判據199
7.3.2牛黃解毒丸統(tǒng)一化和相對特征HPLC指紋圖譜202
7.3.3特征指紋定量法和多標定量指紋法評價血府逐瘀丸質量214
參考文獻222
第8章 中藥指紋質控學223
8.1指紋定量法測定指紋歸屬度和藥效物質收率223
8.1.1指紋定量法原理223
8.1.2指紋定量法測定復方藥效物質工藝收率225
8.1.3應用實例225
8.2中藥數字化指紋圖譜質控230
8.2.1射干230
8.2.2連翹234
8.2.3金銀花239
8.2.4大青葉247
8.2.5梔子251
8.2.6甜瓜蒂259
8.2.7斑蝥264
8.2.8茵陳269
8.2.9刺五加275
8.2.10黃芩278
8.2.11知母281
8.2.12柴胡287
8.2.13三七291
8.2.14苦參295
8.2.15中國林蛙卵油305
8.3中藥制劑數字化指紋圖譜315
8.3.1復方丹參滴丸315
8.3.2射干抗病毒注射液324
8.3.3復方甘草片327
8.3.4柏子養(yǎng)心丸332
參考文獻346
第9章 中藥溶出指紋學347
9.1中藥溶出度測定概況347
9.1.1溶出度測定原理348
9.1.2中藥制劑溶出度影響因素348
9.1.3中藥制劑溶出度測定方法349
9.1.4溶出在中藥制劑中應用349
9.2中藥全成分體外溶出度測定方法350
9.2.1紫外全指紋溶出度測定原理351
9.2.2實驗方法選擇351
9.2.3檢測方法選擇352
9.2.4數據分析處理353
9.3應用實例354
9.3.1材料與方法354
9.3.2結果與討論355
參考文獻358
第10章 中藥組方智能預測361
10.1中藥組方指紋研究思路361
10.1.1中藥組方指紋圖譜研究意義361
10.1.2中藥組方指紋圖譜研究目標362
10.1.3組方指紋圖譜研究方法365
10.2中藥組方指紋圖譜智能預測復方質量370
10.2.1牛黃解毒丸指紋圖譜和組方定量譜371
10.2.2組方譜代替復方和智能預測新模式375
參考文獻380
第11章 中藥指紋藥動學383
11.1中藥藥動學概述383
11.1.1中藥藥動學發(fā)展歷程383
11.1.2中藥指紋藥動學發(fā)展歷程383
11.1.3中藥藥動學研究方法384
11.1.4藥動學常用模型擬合軟件385
11.1.5單一指標成分藥動學385
11.2中藥指紋藥動學研究386
11.2.1多指標成分藥動學386
11.2.2血液指紋藥動學388
11.2.3中藥多成分整合藥代動力學398
11.2.4中藥藥動學總量統(tǒng)計矩法400
11.2.5中藥多成分體系譜動學403
11.2.6多組分多維向量歸一的總量藥動學403
11.3中藥指紋藥動學的應用404
11.3.1指導中藥復方配伍研究404
11.3.2評價中草藥安全性405
11.3.3藥效物質基礎研究405
參考文獻406
第12章 中藥指紋代謝組學409
12.1中藥代謝組學概述409
12.1.1代謝組學簡介409
12.1.2中藥代謝組學研究思路410
12.2中藥指紋代謝組學研究方法410
12.2.1檢測平臺411
12.2.2數據處理平臺412
12.3中藥指紋代謝組學的應用414
12.3.1中藥質量評價414
12.3.2中藥藥效物質基礎與作用機制研究418
12.3.3中藥毒性和安全性研究423
參考文獻430
第13章 中藥指紋譜效學433
13.1中藥指紋譜效學概述433
13.1.1指紋圖譜建立與評價434
13.1.2藥效學評價434
13.1.3譜效學模型的建立435
13.1.4中藥指紋譜效學研究意義436
13.2中藥指紋譜效學研究方法436
13.2.1中藥指紋抗氧化譜效關系436
13.2.2中藥指紋抗炎抗菌譜效關系442
13.2.3中藥指紋抗腫瘤譜效關系444
13.2.4中藥其他譜效關系445
13.3中藥指紋譜效學應用449
13.3.1藥效物質基礎研究449
13.3.2中藥毒性物質研究451
13.3.3組分配伍研究451
13.3.4炮制機制研究452
13.3.5工藝優(yōu)化研究452
參考文獻453
第14章 中藥生物指紋學458
14.1中藥生物指紋學概述458
14.2中藥DNA指紋譜與結構基因組學459
14.2.1研究方法459
14.2.2應用463
14.3中藥生物活性指紋譜467
14.3.1中藥生物活性指紋譜概述467
14.3.2研究方法468
14.3.3應用470
參考文獻471