藥品分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)藥品分析藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第1頁(yè)大數(shù)據(jù)時(shí)代:背景隨著計(jì)算、存放資源容量、速度、智能化程度快速提升和價(jià)格大幅下降，以及物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)快速發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用，數(shù)據(jù)量出現(xiàn)了爆發(fā)式增加。特點(diǎn)數(shù)據(jù)容量(Volume)大、數(shù)據(jù)產(chǎn)生速度(Velocity)快和數(shù)據(jù)多樣性(Variety)高制藥行業(yè)數(shù)據(jù)不停積累和生命科學(xué)及健康領(lǐng)域數(shù)據(jù)蓬勃發(fā)展！藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第2頁(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù):定義一代全新數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域技術(shù)架構(gòu)或模式，對(duì)數(shù)據(jù)量大、類型復(fù)雜、需要即時(shí)處理和提純各類數(shù)據(jù)，綜合利用新數(shù)據(jù)感知、采集、存放、處理、分析和可視化等技術(shù)，提取數(shù)據(jù)價(jià)值，從數(shù)據(jù)中取得對(duì)自然界和人類社會(huì)規(guī)律深刻全方面知識(shí)和洞察力。大數(shù)據(jù)技術(shù)包括到數(shù)據(jù)感知、采集、存放、處理(管理)、分析、可視化展現(xiàn)等很多步驟，各步驟采取技術(shù)伎倆也層出不窮。藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第3頁(yè)藥品分析信息學(xué)研究對(duì)象：藥品復(fù)雜體系方法：化學(xué)計(jì)量學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)，對(duì)分析儀器提供信息進(jìn)行變換、解析、挖掘、分類目標(biāo)：對(duì)復(fù)雜體系定性定量分析藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第4頁(yè)化學(xué)計(jì)量學(xué)：chemometrics產(chǎn)生：1974年，由美國(guó)B．R．Kowalski和瑞典S．Wold等發(fā)起，在美國(guó)華盛頓大學(xué)成立了國(guó)際化學(xué)計(jì)量學(xué)學(xué)會(huì)

背景：數(shù)據(jù)處理與信息提取和計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展概念：應(yīng)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)方法，來(lái)設(shè)計(jì)或選擇最優(yōu)化學(xué)試驗(yàn)方法，并從測(cè)量數(shù)據(jù)中最大程度地獲取化學(xué)及相關(guān)信息。藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第5頁(yè)化學(xué)計(jì)量學(xué)：chemometrics基本內(nèi)容統(tǒng)計(jì)學(xué)與統(tǒng)計(jì)方法試驗(yàn)設(shè)計(jì)與優(yōu)化分析信號(hào)處理化學(xué)模式識(shí)別人工智能經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析回歸和相關(guān)多元統(tǒng)計(jì)分析方差分析響應(yīng)面理論析因試驗(yàn)序貫優(yōu)化方法并行優(yōu)化方法計(jì)算分光光度法分析檢測(cè)理論濾波、平滑與求導(dǎo)因子分析法聚類分析線性學(xué)習(xí)機(jī)法K-最近鄰法定量構(gòu)效關(guān)系人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)化學(xué)教授系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)和譜圖檢索藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第6頁(yè)目錄最新應(yīng)用智能型分析儀器信息解析與挖掘藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第7頁(yè)快速、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)光譜分析法(一維數(shù)據(jù))在每個(gè)檢測(cè)波長(zhǎng)(或波數(shù))處可得到一個(gè)響應(yīng)值，這么數(shù)據(jù)又稱矢量型數(shù)據(jù)。藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第8頁(yè)光譜分析法(一維數(shù)據(jù))慣用數(shù)據(jù)處理方法偏最小二乘法（PLS）：已被用作近紅外光譜儀定量分析方法，應(yīng)用于原料藥分析

和復(fù)方制劑分析缺點(diǎn):PLS要求體系組成已知，而且各組分信號(hào)應(yīng)含有加和性，這些限制使得PLS只適合用于組分已知且含量與信號(hào)響應(yīng)值符合線性體系。混合線性分析法（HLA）：該法結(jié)合了各種多元校正方法優(yōu)勢(shì)，其結(jié)果優(yōu)于PLS法。因?yàn)槠渲恍枰阎郎y(cè)組分純色譜峰及其在校正譜中濃度，所以還被用于一些含未知干擾組分體系分析。藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第9頁(yè)光譜分析法(一維數(shù)據(jù))數(shù)學(xué)修飾方法——數(shù)學(xué)探針?lè)〝?shù)學(xué)探針?lè)ń?jīng)過(guò)對(duì)復(fù)雜混合物體系光譜進(jìn)行“原位”數(shù)學(xué)修飾，“創(chuàng)造”背景干擾最大吸收點(diǎn)，從而能夠“創(chuàng)造”背景干擾被消除條件。具體原理為：在適當(dāng)波長(zhǎng)位置，向待測(cè)混合體系光譜中添加“數(shù)學(xué)探針”(如高斯函數(shù)等)，可隨意改變和調(diào)動(dòng)可能背景干擾，從而使干擾在指定位置成峰，產(chǎn)生極大值；然后經(jīng)過(guò)求導(dǎo)消除干擾，并求出待測(cè)組分含量。本課題組曾采取數(shù)學(xué)探針?lè)y(cè)定了安鈉咖注射液中苯甲酸鈉和咖啡因含量，經(jīng)過(guò)考查數(shù)學(xué)探針?lè)甯摺⒎逦缓桶敕鍖捙c結(jié)果關(guān)系，確定數(shù)學(xué)探針參數(shù)值，并將由此探針產(chǎn)生“新化合物”仿真添加在待測(cè)液中，從而使待測(cè)組分紫外光譜圖出現(xiàn)了“吸收峰”，即得到了“數(shù)學(xué)修飾”，然后在修飾得到“吸收峰”處求導(dǎo)就可將干擾組分影響去除，從而可對(duì)待測(cè)組分進(jìn)行含量測(cè)定。數(shù)學(xué)探針?lè)ń?jīng)過(guò)“仿真”地向待測(cè)體系中添加“新化合物”(數(shù)學(xué)探針)，以“創(chuàng)造”干擾被消除條件，從而能夠?qū)?fù)雜體系中感興趣組分直接定量?！皵?shù)學(xué)探針?lè)ā奔盎瘜W(xué)信息修飾思想提出，為復(fù)雜體系快速分析提供了一個(gè)全新路徑。藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第10頁(yè)兼具色譜良好分離特征和光譜靈敏定性功效，從色譜、光譜兩個(gè)角度提供與物質(zhì)性質(zhì)親密相關(guān)大量信息色譜分析法(二維數(shù)據(jù))在每一個(gè)保留時(shí)間點(diǎn)上都對(duì)應(yīng)著一條光譜，而在每個(gè)檢測(cè)波長(zhǎng)處都得到一條色譜，這么數(shù)據(jù)又稱“二維”數(shù)據(jù)或矩陣型數(shù)據(jù)。藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第11頁(yè)兼具色譜良好分離特征和光譜靈敏定性功效，從色譜、光譜兩個(gè)角度提供與物質(zhì)性質(zhì)親密相關(guān)大量信息色譜分析法(二維數(shù)據(jù))在每一個(gè)保留時(shí)間點(diǎn)上都對(duì)應(yīng)著一條光譜，而在每個(gè)檢測(cè)波長(zhǎng)處都得到一條色譜，這么數(shù)據(jù)又稱“二維”數(shù)據(jù)或矩陣型數(shù)據(jù)。藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第12頁(yè)1.小波變換近紅外光譜儀肺癌患者危重癥病人慢性呼吸疾病造成生活不能自理病人無(wú)人照料老人010203：主要針對(duì)中老年患者藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第13頁(yè)1.小波變換近紅外光譜儀肺癌患者危重癥病人慢性呼吸疾病造成生活不能自理病人無(wú)人照料老人010203：主要針對(duì)中老年患者藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第14頁(yè)1.小波變換近紅外光譜儀肺癌患者危重癥病人慢性呼吸疾病造成生活不能自理病人無(wú)人照料老人010203：主要針對(duì)中老年患者藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第15頁(yè)主要應(yīng)用于復(fù)方制劑、中藥成份分析、代謝組學(xué)、中藥打假01在代謝組學(xué)中應(yīng)用代謝組學(xué)：代謝組學(xué)是對(duì)某一生物或細(xì)胞，在一特定生理時(shí)期內(nèi)全部低分子量代謝產(chǎn)物，同時(shí)進(jìn)行定性和定量分析一門新學(xué)科。它是以組群指標(biāo)分析為基礎(chǔ)，以高通量檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理為伎倆，以信息建模與系統(tǒng)整合為目標(biāo)系統(tǒng)生物學(xué)一個(gè)分支。藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第16頁(yè)01在代謝組學(xué)中應(yīng)用NMR、LC-MS、GC-MS取得數(shù)據(jù)非常復(fù)雜數(shù)據(jù)處理原始數(shù)據(jù)前處理信息挖掘降維揭示出反應(yīng)樣品內(nèi)在機(jī)理、整體性差異關(guān)鍵性生物標(biāo)識(shí)物目標(biāo)藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第17頁(yè)01在代謝組學(xué)中應(yīng)用李晶:代謝組學(xué)研究中數(shù)據(jù)處理新方法應(yīng)用用穩(wěn)健主成份分析(PCA)進(jìn)行離群樣品點(diǎn)診斷三種數(shù)據(jù)預(yù)處理方法應(yīng)用，會(huì)顯著改進(jìn)代謝組學(xué)生物信息學(xué)分析中聚類分析結(jié)果和生物標(biāo)志物識(shí)別準(zhǔn)確性及全方面性用變量類內(nèi)差異和類間差異比較，來(lái)判斷非保守性代謝組分用尺度同一化方法進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理來(lái)消除數(shù)據(jù)尺度差異藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第18頁(yè)01在代謝組學(xué)中應(yīng)用冒海蕾:正交信號(hào)校正在正常成人血清，HNMR譜代謝組分析中濾噪作用評(píng)價(jià)采用OSC濾噪后，PLS—DA能夠完全區(qū)分不一樣性別血清氫譜，其判別能力優(yōu)于PCA和SIMCA。研究了正交信號(hào)校正(OSC)在78例正常成人血清1H—NMR譜代謝組分析中濾噪作用，分別采取主成份分析、偏最小二乘法判別分析(PLS-DA)及簇類獨(dú)立軟模式法(SIMCA)對(duì)氫譜進(jìn)行模式識(shí)別分析藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第19頁(yè)01在代謝組學(xué)中應(yīng)用沈朋:乳腺癌代謝物組模式特征發(fā)覺(jué)方法及HPLC／MS／MS分析留一法交叉驗(yàn)證和獨(dú)立驗(yàn)證結(jié)果均表明，該模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率到達(dá)90％以上。提出一個(gè)基于單獨(dú)最優(yōu)特征組合和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代謝物組模式特征發(fā)覺(jué)方法，并用其尋找到尿樣中與乳腺癌最為相關(guān)4種核苷，將這4種核苷作為輸入變量，用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了乳腺癌診療模型。藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第20頁(yè)在中藥摻偽判別中應(yīng)用基于待檢中藥與懷疑摻化學(xué)藥物一維紅外光譜，不經(jīng)提取分離，無(wú)需建立模型兩種分析方法02局部直線篩選法基于對(duì)原始光譜特征認(rèn)知，即原始光譜上任意連續(xù)3點(diǎn)組成形狀可能為凸曲線、近直線和凹曲線，它們直線回歸系數(shù)絕對(duì)值分別為<o．99或0．99～1?；瘜W(xué)藥品摻入顯然會(huì)改變這些局部譜段原有形狀。沿著這個(gè)思緒，對(duì)局部直線譜段進(jìn)行差減，從而預(yù)測(cè)其中化學(xué)藥品摻雜量。由大量樣品驗(yàn)證，該法檢測(cè)限可到達(dá)0．1％。采用該法對(duì)15個(gè)不一樣種類中藥樣品進(jìn)行了分析，結(jié)果只漏判了一個(gè)樣品。藥物分析信息學(xué)及基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的藥物分析專家講座第21頁(yè)在中藥摻偽判別中應(yīng)用02褶合差譜分析法基于對(duì)原始光譜褶合變換，提取3點(diǎn)窗口下二次正交多項(xiàng)式系數(shù)作為解析對(duì)象。經(jīng)過(guò)對(duì)純中藥光譜以及化學(xué)藥品光譜考查，發(fā)覺(jué)二者在3點(diǎn)窗口下經(jīng)褶合變換得到二次項(xiàng)系數(shù)，存在最少一個(gè)甚至幾個(gè)數(shù)量級(jí)差異，所以當(dāng)摻偽中藥光譜二次項(xiàng)系數(shù)抽提至最小時(shí)，對(duì)應(yīng)含量因子即代表真實(shí)摻雜量。采用褶合差譜分析法對(duì)18個(gè)不一樣種類中