1、总论总论 第一章第一章 药物分析学导论药物分析学导论药物分析学药物分析学谢智勇谢智勇18620761811QQ：542450106药学院药学院406#学习要求v 掌握药物分析学的概念与学习要求掌握药物分析学的概念与学习要求v 熟悉药物分析学在药物研究与开发、生熟悉药物分析学在药物研究与开发、生产和药品使用中的应用产和药品使用中的应用v 熟悉获取药物分析学文献资料和信息的熟悉获取药物分析学文献资料和信息的途径途径v 了解药物分析学的研究体系和创新策略了解药物分析学的研究体系和创新策略目 录药物分析学研究体系药物分析学研究体系1药物分析学在药物研究与开发中的应用药物分析学在药物研究与开发中的应用2
2、药物分析学在药物生产过程中的应用药物分析学在药物生产过程中的应用3药物分析学在药品使用中的应用药物分析学在药品使用中的应用4药物分析学的一些进展药物分析学的一些进展5药物分析学的学习要求药物分析学的学习要求6思考题思考题7v 药物（drug，pharmaceuticals, medicine）o用于预防、治疗、诊断疾病和帮助机体恢复正常功能,并规定有适应症或者功能主治、用法和用量的物质。o药品质量的优劣直接影响到药品的安全性和有效性，关系到用药者的健康与生命安危。o药品虽然也属于商品，但由于其特殊性，它的质量控制远较其他商品严格。一一、药物分析学研究体系药物分析学研究体系药物分类(研究对象研究
3、对象)v 化学药化学药: API(Active Pharmaceutical Ingredient)及其制剂、抗生素、放射性药及其制剂、抗生素、放射性药品和诊断药品品和诊断药品v 中药中药与天然药与天然药: : 中药材、中药饮片、中成药中药材、中药饮片、中成药v 生物制品生物制品: : 生化药品、血清、疫苗、血液制生化药品、血清、疫苗、血液制品、生物技术药物品、生物技术药物 反应停thalidomide药物分析学应用领域v 药物科学属于生命科学的范畴，其主要药物科学属于生命科学的范畴，其主要的研究领域包括药物研究、工业药学和的研究领域包括药物研究、工业药学和临床药学临床药学v 药物研发药物研发
4、：药物的发现、研究与开发：药物的发现、研究与开发v 工业药学工业药学：药物生产、流通：药物生产、流通v 临床药学临床药学：药物的评价和合理应用：药物的评价和合理应用v 美国食品药品管理局美国食品药品管理局（Food and Drug Administration FDA）v 欧洲药品评价机构欧洲药品评价机构（The European Agency for the Evaluation of Medicinal Products. EAEM）v 国际人用药品注册技术要求协调会国际人用药品注册技术要求协调会International Conference on Harmonization of T
5、echnical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use ICH）v 中国中国国家食品药品管理局国家食品药品管理局（China Food and Drug Administration CFDA）管理机构管理机构定 义v 集成药学、化学、生物学和仪器工程学等的集成药学、化学、生物学和仪器工程学等的新理论、新方法，新理论、新方法，v 发展药物成分分析和药物活性分析方法及相发展药物成分分析和药物活性分析方法及相关技术，关技术，v 深入新药研发（深入新药研发（research and developmentrese
6、arch and development，R&DR&D）、药物制造（）、药物制造（manufacturemanufacture）和药品）和药品临床使用（临床使用（clinical useclinical use）的各个环节，）的各个环节，v 解决药物学和药理学的科学技术问题解决药物学和药理学的科学技术问题。药物分析学的重要性药物分析学药物分析药物分析技术技术药物分析药物分析科学科学应用应用研究研究基础基础研究研究应用基础研究药物分析学的分类v按照应用领域:新药研发中的药物分析、工业药物分析、临床药物分析v按照检测对象:成分分析和活性分析v中药分析 化学药分析 生物制品分析v按照方法性质:理化分
7、析和生物学分析法 v 传统的药物分析大多局限于通过分析药物成分来控传统的药物分析大多局限于通过分析药物成分来控制药品质量制药品质量v 生命科学与药学融合，生命科学与药学融合，药物分析科学药物分析科学v 已从以已从以物质物质为中心转移到与为中心转移到与生命生命科学的结合科学的结合v 药物药物成分成分分析分析 药物药物活性活性分析分析v 随着随着2121世纪药物科学的迅猛发展世纪药物科学的迅猛发展, , 生命科学生命科学与药学的融合趋势日益加深与药学的融合趋势日益加深, , 药理学、医学药理学、医学等生物学相关学科提出的科学问题形成了药等生物学相关学科提出的科学问题形成了药物分析学新的挑战和机遇物
8、分析学新的挑战和机遇v 应用现代分析技术和方法研究药物作用于机应用现代分析技术和方法研究药物作用于机体产生的效应及其作用机理是药物分析学又体产生的效应及其作用机理是药物分析学又一个正在拓展的领域一个正在拓展的领域v 而药物分析学的进一步发展也需要生物学、而药物分析学的进一步发展也需要生物学、医学医学 、 理学和工学的技术支撑理学和工学的技术支撑高内涵高内涵分析分析过程过程分析分析 药物分析药物分析药 物 学 药 理药 物 学 药 理学科技问题学科技问题体内动体内动态分析态分析复杂体复杂体系分析系分析高通量高通量分析分析微量微量分析分析药学药学 （药物学，（药物学，药理学）药理学）工学（仪器、工
9、学（仪器、计算机计算机、电子）电子）理学理学 （化学，（化学， 物理学）物理学）生物学生物学 （医学医学、细胞细胞、分子分子、生化）生化）多学科交叉特征明显多学科交叉特征明显（1） 药物分析学与药理学结合v 发展化学生物学检测方法v 如基于生物亲合作用（受体、酶、蛋白、细胞、细胞膜、DNA等）的活性分子的快速识别与筛选新方法, 在同一系统中以生物活性为检测指标，同时进行化学成分分离分析研究，提高寻找和发现生物活性成分的效率与靶向性 v 建立以拓扑异构酶，微管蛋白等作为靶受体建立以拓扑异构酶，微管蛋白等作为靶受体，基于生物亲合作用的天然活性分子的快速，基于生物亲合作用的天然活性分子的快速识别与筛
10、选新方法识别与筛选新方法LC/MS,Chips,色谱，光谱，免疫方法色谱，光谱，免疫方法生物色谱:生物学-色谱v Frontal chromatographic profiles v (A) acetone 50nMv (B)RS17053 800 nM v (C) BMY 7378 800nMv the CMSP columncell-membrane stationary phase (CMSP) immobilizing rat aorta cell membranes on porous silicadrug-1D adrenergic receptor affinity薄层-生物自显
11、影技术（TLC-Bioautography）是一种将薄层色谱分离和生物活性测定相结合的药物筛选方法是一种将薄层色谱分离和生物活性测定相结合的药物筛选方法, , 具有操作简单、耗费低、灵敏度和专属性高等优点具有操作简单、耗费低、灵敏度和专属性高等优点, , 是一快是一快速测定生物活性的方法。具有操作简单、耗费低、灵敏度和速测定生物活性的方法。具有操作简单、耗费低、灵敏度和专属性高的特点，可以同时快速分析多个样品。该技术目前专属性高的特点，可以同时快速分析多个样品。该技术目前主要应用于：主要应用于：l从植物、微生物、合成化合物中筛选活性成分（抗菌、抗真从植物、微生物、合成化合物中筛选活性成分（抗菌
12、、抗真菌菌, , 抑制胆碱酯酶以及清除自由基和抗氧化等活性）；抑制胆碱酯酶以及清除自由基和抗氧化等活性）；l药物的质量控制和评价药物的质量控制和评价。v 除鉴别真伪之外，还获知成分的相关活性，已应用除鉴别真伪之外，还获知成分的相关活性，已应用于乌药、熟地、紫苏梗等标准于乌药、熟地、紫苏梗等标准TLC-EIv有机磷或氨基甲酸脂类农药抑制胆碱酯酶v检测限在 0.110mg/kg胆碱酯酶胆碱酯酶靛酚乙酸酯（红色）靛酚乙酸酯（红色）靛酚（蓝色）靛酚（蓝色）自由基清除（抗氧化）活性 二苯基苦肼基自由基二苯基苦肼基自由基(1,1-Diphenyl-2-picryl-hydrazyl，简称，简称DPPH)
13、，是一是一种很稳定的以氮为中心的自由基，若被测物能清除它，则提示被测物具有降低羟种很稳定的以氮为中心的自由基，若被测物能清除它，则提示被测物具有降低羟自由基、烷自由基或过氧自由基等自由基的有效浓度，打断脂质过氧化链反应的自由基、烷自由基或过氧自由基等自由基的有效浓度，打断脂质过氧化链反应的作用。作用。 DPPH本身显紫色，具有清除本身显紫色，具有清除DPPH自由基能力的物质能使其还原成自由基能力的物质能使其还原成黄色的二苯基苦肼黄色的二苯基苦肼（diphenylpicrylhydrazine, DPPH-H）。DPPH (purple)NNO2NO2NNO2 自由基抑制剂自由基抑制剂DPPH-
14、H (yellow)NHNO2NO2NNO2原理原理黄色斑点黄色斑点紫色背景紫色背景1.1.用用RfRf鉴别中药成分；鉴别中药成分；2.2.同样量总峰面积越大，抗氧化活性越强同样量总峰面积越大，抗氧化活性越强AB乌药的乌药的TLC-bioautographic图谱和传统显色剂显色图谱图谱和传统显色剂显色图谱A:喷以喷以0.04% DPPH 乙醇溶液乙醇溶液, B:碘蒸气熏蒸碘蒸气熏蒸, 15乌药样品乌药样品S1 1 2 3 4 5 S2S1 1 2 3 4 5S1 1 2 3 4 5结论：结论：浙江天台浙江天台产乌药中去甲异产乌药中去甲异波尔定分别总面波尔定分别总面积的积的4040以上，以上，
15、为乌药中主要抗为乌药中主要抗自由基成分自由基成分v 适配体序列作为报告探针，在目标蛋白质存在下，适配体发生构象转化，与具有8个碱基的捕获探针互补杂交，生成稳定的杂交复合物，产生化学发光信号，适用于短链DNA等的检测基于适配体构象转化的化学发光蛋白质检测新技术基于适配体构象转化的化学发光蛋白质检测新技术 （2） 药物分析学与工学结合v发展基于传感技术的高内涵药效分析方发展基于传感技术的高内涵药效分析方法（细胞、蛋白、法（细胞、蛋白、DNA等）等）v微电极阵列传感器芯片、微电子复合传微电极阵列传感器芯片、微电子复合传感器芯片、纳米细胞传感器等感器芯片、纳米细胞传感器等v可同时检测多组细胞生理参数和
16、化学参可同时检测多组细胞生理参数和化学参数，获得细胞的多种响应参数，检测细数，获得细胞的多种响应参数，检测细胞对药物响应的药理与毒理效应胞对药物响应的药理与毒理效应多参数细胞微生理计微电极阵列传感器芯片微电极阵列传感器芯片微电子复合传感器芯片微电子复合传感器芯片显微镜观察药物作用前后电极表面的细胞显微镜观察药物作用前后电极表面的细胞 药物毒性检测药物毒性检测: 5, 10, 20 M 药物刺激前后药物刺激前后A549细胞细胞的阻抗变化的阻抗变化微流控-液滴实验室（DropLab）v 实现对每个液滴的体积和化学组成的精确控制，并可在液滴内进行微量化学反应、分析和筛选v 试样试剂消耗量较常规方法降
17、低35个数量级v 应用于高通量低消耗的酶抑制分析和蛋白质结晶条件筛选HOOHOHHOHOOHHHOHOHOHOHOHOOHHOOH色谱分离色谱分离质谱碎质谱碎裂规律裂规律总结总结HOOHOHHOHOOHHHOHHOOHOHHOHOOHHOCH3微量成分质谱分析微量成分质谱分析质谱碎裂规律建立质谱碎裂规律建立质谱碎质谱碎裂规律裂规律应用应用丢失丢失68Da(C68Da(C3 3O O2 2) )丢失丢失42Da(C42Da(C2 2H H2 2O)O)OHOHHOOH快速识别与分析新化合物快速识别与分析新化合物29（3 3） 药物分析学与化学的结合药物分析学与化学的结合生生物物体体系系MSnMS
18、n氘代氘代裂解裂解规律规律鉴定结构鉴定结构or原原料药料药研究方案研究方案（A）加合锂的赖诺普利的能量谱30o通过加和锂离子有效改变了通过加和锂离子有效改变了赖诺普利与其赖诺普利与其RSSRSS异构体之间异构体之间结合力结合力, ,从而在二级质谱及从而在二级质谱及能能量谱量谱中出现较大差异，能在中出现较大差异，能在线有效地区分这对异构体线有效地区分这对异构体（B B）加合锂的赖诺普利）加合锂的赖诺普利RSSRSS异构体异构体的能量谱的能量谱J Mass Spectrom. 2010; 45: 8996 Rapid Commun Mass Spectrom. 2011; 25: 1349-55
19、Rapid Commun Mass Spectrom. 2009; 23: 1654-58 （4） 药物分析学与分子影像学结合o发展基于分子探针和分析仪器的分子成像技术，用于发展基于分子探针和分析仪器的分子成像技术，用于药物分子体内过程和药效或毒性的实时动态检测、药药物分子体内过程和药效或毒性的实时动态检测、药效分子和生物分子的定位效分子和生物分子的定位Expression pattern of GFP indicated CYP regulatory elements with and without drug treatment. 质谱成像质谱成像vVariants of GFP32vAd
20、vantage of GFPvEasy to detect, sensitivevSuit for live cellsvless harmfulvWidely usedvvApplications of GFP and Its Variantsvfluorescence resonance energy transfer(FRET)vfluorescence recovery after photobleaching (FRAP)vfluorescencelifetime imagingmicroscopy (FLIM)vchromophore-assisted light inactiva
21、tion (CALI)vsensors（5） 药物分析学与仪器分析结合v 发展高灵敏度、高通量分析方法发展高灵敏度、高通量分析方法v 同时检测多种生物标志物同时检测多种生物标志物v 抗体抗体-药物结合物药物结合物(ADC)v 微量药物杂质和代谢物微量药物杂质和代谢物v 微量中药活性成分微量中药活性成分v 多糖多糖v 抗体药物抗体药物v siRNA等等 v 在线浓缩多维逆流色谱系统 砷的不同价态及其毒性：砷的不同价态及其毒性：砷化氢（砷化氢（AsH3）亚砷酸亚砷酸(As)和砷酸和砷酸(As) 甲基砷酸甲基砷酸(MMA)和二甲基砷酸和二甲基砷酸(DMA) 胂甜菜碱胂甜菜碱(AsB)和胂胆碱和胂胆碱
22、(AsC) 基本无毒基本无毒汞的不同价态及其毒性汞的不同价态及其毒性 ：甲基汞乙基汞甲基汞乙基汞Hg2+Hg HPLC-ICP-MS 分析As形态0200400600800050010001500200025003000Abundance(cps)Time(sec)AsCAsBAs(III)DMAMMAAs(V)AsC：胂胆碱：胂胆碱 AsB：胂甜菜碱：胂甜菜碱 As：三价砷（亚砷酸）：三价砷（亚砷酸）：二甲基砷酸：二甲基砷酸 As：五价砷（砷酸）：五价砷（砷酸） MMA:甲基砷酸甲基砷酸6种种As标准形态标准形态1%HCl萃取含雄黄样品的价态分析:不同价态砷对照品色谱图不同价态砷对照品色谱图
23、 雄黄样品色谱图雄黄样品色谱图结果：结果：雄黄的雄黄的萃取溶液萃取溶液中仅检测到三价砷和五中仅检测到三价砷和五价砷，未检测到其他价价砷，未检测到其他价态砷态砷 （检测限（检测限0.1ppb) 定量结果表明定量结果表明,不同提取不同提取方法测得的三价砷和五方法测得的三价砷和五价砷的总量与其可溶性价砷的总量与其可溶性砷总量接近砷总量接近 RP-HPLC-ICP-MS分析Hg形态C18柱分离柱分离4种汞的价态种汞的价态HgHg2乙基汞乙基汞甲基汞甲基汞含雄黄样品含雄黄样品1HCl萃取液经萃取液经C18柱分离，均未检出上述各形态柱分离，均未检出上述各形态Hg提取模板反应体系配置PCR扩增电 泳引物设计
24、lPCR鉴定技术DNADNA分子鉴定技术鉴定分子鉴定技术鉴定蛇蛇类类药材及炮制品药材及炮制品聚合酶链反应(PCR, Polymerase Chain Reaction)是体外核酸扩增技术。类似于DNA的 天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物乌梢蛇药材及其混淆品乌梢蛇药材及其混淆品PCR鉴别鉴别 1. 阳性对照阳性对照 2.乌梢蛇乌梢蛇 3.虎斑颈槽蛇 4. 三索锦蛇5.双全白花蛇 6.灰鼠蛇7.滑鼠蛇 8.红点锦蛇 9.王锦蛇10.赤链华游蛇 11.中国水蛇 12.短吻蝮蛇 13.百花锦蛇 14.眼镜蛇 15.赤练蛇 16.铅色水蛇 17.金环蛇 18.山烙铁头蛇19.黑
25、眉锦蛇 20. 环纹华游蛇21. 蕲蛇22.金钱白花蛇 23.阴性对照阴性对照 24.空白空白 乌梢蛇乌梢蛇 蕲蛇药材及其混淆品蕲蛇药材及其混淆品PCR鉴别鉴别 1.阳性对照阳性对照2. 蕲蛇蕲蛇 3.虎斑颈槽蛇 4. 三索锦蛇5.双全白花蛇 6.灰鼠蛇7.滑鼠蛇 8.红点锦蛇 9.王锦蛇10.赤链华游蛇 11.中国水蛇 12.短吻蝮蛇 13.百花锦蛇 14.眼镜蛇 15.赤练蛇 16.铅色水蛇 17.金环蛇 18.山烙铁头蛇19.黑眉锦蛇20. 环纹华游蛇 21.乌梢蛇22.金钱白花蛇 23.阴性对照阴性对照 24.空白空白蕲蛇蕲蛇药物毒性机理分析药物毒性机理分析捕获试剂捕获试剂抗体，抗体，
26、生物质谱生物质谱色谱，质谱色谱，质谱 HNCOCH3OHNH Protein OCOCH3NSProtein-35S-GSH 3H-GSH 14C-NaCN 14C-KCNAcetominophen toxicityv 自主创新方法和技术研究自主创新方法和技术研究 特别是样品前处理、超微量特别是样品前处理、超微量药物及杂质和代谢物分子富集纯化、多种生物标志物的药物及杂质和代谢物分子富集纯化、多种生物标志物的同时检测、分子成像、实时动态分析等。同时检测、分子成像、实时动态分析等。v 转化方法研究转化方法研究 将分析化学、生物学、生物医学、物理将分析化学、生物学、生物医学、物理学、电子学和工程学的
27、最新基础研究成果迅速转化成为学、电子学和工程学的最新基础研究成果迅速转化成为药物分析检测的实用方法。药物分析检测的实用方法。v 集成创新方法研究集成创新方法研究 将各种原理的分析方法有机结合发将各种原理的分析方法有机结合发展高效灵敏和新型联用分析技术，如化学与生物学、化展高效灵敏和新型联用分析技术，如化学与生物学、化学与物理学、生物学与电子学、生物学与工程学等的交学与物理学、生物学与电子学、生物学与工程学等的交叉结合。叉结合。 药物分析学的创新研究思路药物分析学：药物科学研究的药物分析学：药物科学研究的“方法科学方法科学”、“眼睛科学眼睛科学”v现代药物分析，无论是分析领域，还是分析技术，都已
28、经大大拓展现代药物分析，无论是分析领域，还是分析技术，都已经大大拓展v静态分析静态分析 动态分析动态分析 体外分析体外分析 体内分析体内分析v品质分析品质分析 生物活性分析生物活性分析 单一技术单一技术 联用技术联用技术v小样本分析小样本分析 高通量分析高通量分析 化学法分析化学法分析 生物法分析生物法分析v人工分析人工分析 计算机辅助分析计算机辅助分析 单指标单指标 多指标多指标v v 专门技术专门技术 科学科学 药物分析药物分析药物分析药物分析学学药药 物物 分分 析析 学学药物成分分析药物成分分析药物活性分析药物活性分析 活性药物成分活性药物成分 合成中间体和副产物合成中间体和副产物 活
29、性化合物、先导物、候选药物活性化合物、先导物、候选药物 药物剂型药物剂型 药物杂质和降解产物药物杂质和降解产物 制药过程分析制药过程分析药物代谢和药物动力学药物代谢和药物动力学毒物代谢动力学毒物代谢动力学生物药剂学生物药剂学组学和生物标志物组学和生物标志物药理学和毒理学药理学和毒理学结构与性质关系结构与性质关系 现现 代代 分分 析析 技技 术术（仪器、分子生物学、影像学、免疫学、芯片、计量学仪器、分子生物学、影像学、免疫学、芯片、计量学) 药物分析学研究体系药物分析学研究体系药物分析学药物分析学Drug in Research and DevelopmentDrug in Manufactu
30、re Drug in Use药物分析药物分析 工业药物分析工业药物分析 临床药物分析临床药物分析Clinical UseDM/PK/PD/TR & Dv Sv Fv BPharm Anal二、药物分析学在药物研究与开发中的应用二、药物分析学在药物研究与开发中的应用 o 新药R&D 需要进行临床前研究、临床试验和上市后的评价o 新药发现（hit-lead-candidate) ,药学，临床试验，生产，流通，临床使用Pharm Anal临床前研究临床前研究v 化合物的活性筛选与构效关系化合物的活性筛选与构效关系v 药物设计与合成药物设计与合成v 药物的结构确证药物的结构确证v 药物的转运、吸收、分
31、布、代谢、排泄药物的转运、吸收、分布、代谢、排泄v 药物的药理学与毒理学药物的药理学与毒理学v 药剂制剂药剂制剂v 药品质量与稳定性药品质量与稳定性v 经典的工业药物分析包括原辅料、中间体和最终产品的质量控制。然而，质量控制不能仅仅是检测最终产品的质量，更重要的应该是控制药品生产各个环节的质量v 药品的质量（quality）不是检验出来的而是生产出来的，药品质量与生产过程中的每个环节密切相关，除对终产品如原料和制剂按照质量标准进行质量分析外，制药过程关键工艺的监测、控制对于保证药品质量至关重要。 三、药物分析学在药物生产过程中的应用Industrial Pharm Anal The goal
32、of process analytical technology (PAT) is to understand and control the manufacturing process, which is consistent with our current drug quality system: quality cannot be tested into products; it should be built-in or should be by design v 制药过程分析是建立在对生产过程的深刻理解的基础上来进行的v 过程（process）:将输入转化为输出的一组彼此相关的资源
33、和活动，所有的工作都是通过一个过程来完成的v 制药过程: 制药的生产流程v 生产过程控制: 连续生产过程控制、间歇生产过程控制以及介于两者之间的混合型生产过程控制等v 过程分析技术与传统的药物质量控制不同，过程分析常常是动态的、连续的分析，这对于保证药品质量、缩短生产周期、提高生产能力、保证设备安全、节约各种资源、减小生产中的人为因素、降低生产风险和提高管理效率具有重要意义Process Analytical Technologyv a system for designing, analyzing, and controlling manufacturing through timely m
34、easurements (i.e., during processing) of critical quality and performance attributes of raw and in-process materials and processes with the goal of ensuring final product qualityv It is important to note that the term analytical in PAT is viewed broadly to include v chemical, physical, microbiologic
35、al, mathematical, and risk analysis conducted in an integrated mannerv 采用PAT，可以在制药行业中引入新的生产技术,降低产品质量的风险v 为了设计生产均质产品的工艺，必须测定药物及其制剂中其他成分的化学、物理和生物药剂学特性v 测定诸如同一性和纯度等化学特性，在分析上是较成熟的，而一些物理特性如固体形式、颗粒大小与形状等是较难分析和控制的v 过程反应分析(in-process reaction analysis)有助于避免产物分解、控制催化选择性问题、水分毒化反应和时间拖长等问题。一旦产品确定后，其重要的问题是在生产过程中
36、自始至终确保一致性v 过程颗粒分析(in-process particle analysis)可以帮助解决颗粒大小不均匀、裂缝 、制粒过大或过小、放大不一致性等问题v The major steps of an NIR calibration procedure.制药过程分析v 1 过程分析方法过程分析方法（Process Analysis Method）:NIR, Raman光谱v 2 原料药的过程分析原料药的过程分析 Pharmaceuticals Manufacturev 2.1 Raw Material Testingv 2.2 Reaction Mixturev 2.3 Reacti
37、on Monitoringv 2.4 Crystallization Monitoringv 2.5 Dryer Monitoringv 2.6 Monitoring the Milling Processv 2.7 Cleaning Monitoring3 制剂过程分析Drug Product Manufacturev 3.1 Raw Material Monitoringv 3.2 Formulation Monitoringv 3.3 Tablet Coresv 3.4 Tablet Coating v 3.5 PackageFFDA announced a guidance on PA
38、T in 2003. www.fda.gov/Cder/OPS/PAT.htmFProcess Analytical Technology (PAT) is becoming increasingly important in pharmaceuticals manufacturing. As regulatory authorities continue to push for greater certainty in process outcomes and higher levels of product quality, the demand for PAT looks set for
39、 further growth v 药物生产-制造过程质量控制v 应用PAT对生产全过程进行质量控制v 各种在线分析技术用于监控反应过程、 浓度变化、 粉末干燥过程、 颗粒均匀性等；离线分析技术用于检测中间体和最终产品；计算机控制技术和统计分析技术用于集成制造和生产过程的调控The PAT Initiative: What? The PAT Initiative: What? 四、药物分析学在药品使用中的应用 Clinical Pharm Analv 药物的质量好坏，服用是否合理，即药品是否安全、有效，最终还应以临床征象和实际疗效来决定v 为了达到药物使用的安全、合理和有效，对药物及其制剂的体
40、内过程、作用机理及药物效应进行研究，通过药物分析的手段了解药物在体内数量与质量的变化，获得药物代谢动力学的各种参数和代谢的机理等信息v 有助于对所研究的药物的质量、疗效和安全性做出评估，以及对药物的改进和发展提供依据药物应用-临床药学研究v Therapeutic Drug Monitoringv Clinical Pharmacokinetics(PK,BE/BA)v Pharmacogenetics(PG)v Drug Abusev Overdosagev Analytical Toxicologyv Drugs in Sport(Doping Control)v Pharmacogene
41、tics:The Therapeutic Drug Monitoring of the Future?phenotypingCYP2D6Determination of dextromethorphan and its metabolite dextrorphan in human urine by capillary GC without derivatizationProbevChromatograms of DM and DT. v(B) urine spiked with DM (2.21 mmol/ l) and DT (3.11 mmol/ l); (C) human urine
42、obtained after an oral dose of 30 mg dextromethorphan hydrobromide (DM 2.25 mmol/ l, DT 10.44 mmol/ l) v1. DM, 2. I.S., 3.DT.Blank human urineTDMv Drug Levels Monitoringv Pharmacokinetics Monitoringv Pharmacogenetics Monitoring Applications of pharmaceutical analysis 药物药物研发研发临床前药学研究：药物分离或合成工艺的筛选与优化、
43、药物中间体质量临床前药学研究：药物分离或合成工艺的筛选与优化、药物中间体质量控制、药物结构确证、一些生物活性的高通量分析、临床前药物代控制、药物结构确证、一些生物活性的高通量分析、临床前药物代谢及其动力学研究、药物制剂处方筛选与质量分析、药物质量及其谢及其动力学研究、药物制剂处方筛选与质量分析、药物质量及其质量标准研究、药物稳定性研究、药物杂质和降解产物的分离与结质量标准研究、药物稳定性研究、药物杂质和降解产物的分离与结构鉴定等。构鉴定等。药物药物生产生产制造过程质量控制：应用制造过程质量控制：应用PAT对生产全过程进行质量控制，如各种在线对生产全过程进行质量控制，如各种在线分析技术用于分析技
44、术用于监控反应过程、浓度变化、粉末干燥过程、监控反应过程、浓度变化、粉末干燥过程、颗粒均匀颗粒均匀性等；离线分析技术用于检测中间体和最终产品；计算机控制技术性等；离线分析技术用于检测中间体和最终产品；计算机控制技术和统计分析技术用于集成制造和生产过程的调控。和统计分析技术用于集成制造和生产过程的调控。药物药物应用应用临床药学研究：指导合理用药和个体化给药，如临床药物代谢动力学、临床药学研究：指导合理用药和个体化给药，如临床药物代谢动力学、药品生物利用度和生物等效性、药品生物利用度和生物等效性、治疗药物浓度监测治疗药物浓度监测（therapeutic drug monitoring, TDM）、
45、临床药物相互作用研究、人体基因型分）、临床药物相互作用研究、人体基因型分析、生物标志物测定析、生物标志物测定; 运动员兴奋剂检测、滥用药物和法医毒物分运动员兴奋剂检测、滥用药物和法医毒物分析等。析等。五、药物分析学的一些进展v 中药与天然药物质量控制中药与天然药物质量控制(特征图谱特征图谱,一测一测多评多评,生物学方法等生物学方法等)v 药物代谢及其动力学分析药物代谢及其动力学分析 (DM/PK)v 现代药物分析新技术现代药物分析新技术(HPCE、LC/MS、LC/NMR、NIR、芯片分析、芯片分析、Chiral Chromatography ) 联用技术Combination Techniq
46、uesv 例例 LC-MS, GC-MS, HPLC-NMR，CE-MS等等 v LC/MSn，LC/NMR等，将色谱的高分离性能与等，将色谱的高分离性能与NMR、MSn强大的结构确证能力，具有快速、灵敏强大的结构确证能力，具有快速、灵敏和高通量的特点和高通量的特点v LC/MSn已成为药物分析、药物体内外代谢研究、药已成为药物分析、药物体内外代谢研究、药物及其代谢物的高通量分析、药物杂质和降解物的鉴物及其代谢物的高通量分析、药物杂质和降解物的鉴别、手性杂质分析等方面应用最广泛和最有价值的技别、手性杂质分析等方面应用最广泛和最有价值的技术之一术之一v LC/NMR也已用于药物杂质、反应混合物、
47、降解产也已用于药物杂质、反应混合物、降解产物、天然产物、体内体外代谢物的分离与结构分析物、天然产物、体内体外代谢物的分离与结构分析CE, capillary electrophoresis; ECD, electron capture detector; ESI, electrospray ionization; ICP, Inductively Coupled Plasma; HPIC, high-performance ion chromatography; SFMS, sector field mass spectrometry; TSP, thermospray.Examples of
48、 combination analytical techniquesv 自动化（自动化（AtomizationAtomization）：样品处理、分析方法：样品处理、分析方法和数据处理实现机械化和信息化操作和数据处理实现机械化和信息化操作v 高通量分析高通量分析High-throughput Analysis High-throughput Analysis ( (HTAHTA):): 用于迅速分析大量样本的方法，如结用于迅速分析大量样本的方法，如结构、纯度和定量测定构、纯度和定量测定 v 仪器分析方法（仪器分析方法（Instrumental AnalysisInstrumental Anal
49、ysis）: : 如色谱法（如色谱法（HPLC, GCHPLC, GC）和光谱法）和光谱法UV, IR, AAS, UV, IR, AAS, MS, NMR),MS, NMR),等等 Abbreviations: CLND, chemiluminescent nitrogen detection; DI, direct injection; ELSD, evaporative light-scattering detection; FIA, flow injection analysis; FT, Fourier Tansform; ICR, ion cyclotron resonance;
50、MALDI, matrix-assisted laser desorption/ionization; SFC, supercritical fluid chromatography. Summary of high-throughput analytical techniques Flow injection analysis (FI) Flow injection analysis (FI) v (1) Assay of final products.v (2) Dissolution profiles during production and validation of manufac
