計算藥物分析課件第一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五計算藥學教材：胡育筑主編《計算藥物分析》中國醫(yī)藥科技出版社，2006年8月

課時：34/34教師：趙迪思

第二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五課程名稱：計算藥學

ComputationPharmacy

簡介：研究應用數(shù)學、統(tǒng)計學和計算機科學的方法，設計或者選擇優(yōu)化的藥學和化學實驗方法，并通過解析實驗數(shù)據(jù)獲取有關信息，內(nèi)容包括藥學中的誤差和分析數(shù)據(jù)處理，實驗設計和優(yōu)化，模式識別，分析質(zhì)量控制方法及有關應用等。學時：68學分：3

教學內(nèi)容簡介第三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五化學計量學的興起和發(fā)展教學任務與特點主要內(nèi)容與安排教學要求和方法4123第一章緒論第四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五分析化學今昔分析化學的三次變革分析化學擴展邊界---形成交叉學科第五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五分析化學延伸邊界形成許多交叉學科M/S——Math./StatisticsE——ElectronicsC——ComputerAC——AnalyticalChemistryE——EnvironmentalScienceLS——LifeScienceP/M——Physics/Material第六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五化學計量學的誕生交叉學科奠基人：瑞典-S.Wold美國-B.R.Kowalski1974年，由美國的B．R．Kowalski和瑞典的S．Wold等發(fā)起，在美國華盛頓大學成立了國際化學計量學學會。

背景：數(shù)據(jù)處理與信息提取計算機科學的發(fā)展第七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五化學測量數(shù)據(jù)維數(shù)的變化經(jīng)典的二維圖譜A~;A~t;E~pH三維圖譜（DAD）HPLC-DAD第八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五什么是化學計量學？接口—交叉學科，邊緣學科定義—應用數(shù)學、統(tǒng)計學與計算機科學的方法，來設計或選擇最優(yōu)的化學實驗方法，并從測量數(shù)據(jù)中最大限度地獲取化學及相關信息。概念說明化學計量關系化學統(tǒng)計學計算分析化學第九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五

由于化學計量學并不局限于統(tǒng)計分析，還包括許多其他數(shù)學方法，是一門通過學科交叉發(fā)展起來的新興化學學科。越來越多的化學工作者贊成使用化學計量學或分析化學計量學這個名稱，也有的建議使用計算分析化學或計算化學作為學科名稱。近年來，以化學信息為主要內(nèi)容的一門信息學科——化學信息學（chemo-informatics）正在形成和興起。化學信息學的內(nèi)容包括化學計量學的基本內(nèi)容，還包括化學化工文獻學、化學數(shù)據(jù)庫、化學圖形學、化學教育的現(xiàn)代技術和遠程信息資源，本質(zhì)上是國際互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡資源、化學數(shù)據(jù)庫和化學計量學的結(jié)合。在藥學學科的專業(yè)課程中，計算藥物分析實際就是藥學中的化學計量學，側(cè)重于化學計量學在藥學中的應用理論和方法的研究。第十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五化學計量學的任務與特點樣品分析的過程圖中成藥中硒的測定化學計量學的任務選擇或設計優(yōu)化的實驗方法獲取分析對象的化學及相關信息化學計量學的理論和方法貫穿于整個分析測試過程中！第十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五首先必須建立方法，如確定用比色法、原子吸收分光光度法等。假設決定使用原子吸收分光光度法，我們必須選擇實驗條件，包括樣品制備方法、儀器條件等，以便確定實驗方案，即設計分析方法。分析方法建立后還要對方法進行優(yōu)化和驗證。下一步分析測定，包括測試樣品的制備和測定。分析采樣理論是指試樣采集的數(shù)學統(tǒng)計理論。分析測定必須制備樣品并使用分析儀器?；瘜W計量學更多地應用于分析的第三步——數(shù)據(jù)處理。分析檢測理論提供了對測量樣品分析檢測的數(shù)學統(tǒng)計基礎；校正則是從化學測量數(shù)據(jù)中取得有關物質(zhì)系統(tǒng)成分定量信息的基本手段，化學計量學的理論和方法也就顯得更為重要。第十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五方法科學研究的第十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五本課程的主要內(nèi)容基本內(nèi)容統(tǒng)計學與統(tǒng)計方法試驗設計與優(yōu)化分析信號處理化學模式識別人工智能經(jīng)典統(tǒng)計分析回歸和相關多元統(tǒng)計分析方差分析響應面理論析因試驗序貫優(yōu)化方法并行優(yōu)化方法計算分光光度法分析檢測理論濾波、平滑與求導因子分析法聚類分析線性學習機法K-最近鄰法定量構(gòu)效關系人工神經(jīng)網(wǎng)絡化學專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和譜圖檢索第十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五計算藥學是化學計量學在藥學中應用的理論、方法和技術

藥學專業(yè)藥物分析方向和中藥學專業(yè)中藥分析方向的一門專業(yè)課。上世紀80年代中期（1983年）由我國著名藥物分析學家安登魁教授創(chuàng)建。選修課---必修課。特色：學科交叉性、新穎性和藥學特色；強調(diào)方法學，重視綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)

第十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五周次（時間）理論課上機課內(nèi)容及要求學時內(nèi)容及要求學時一（8.30～9.3）緒論、Excel應用簡介2二（9.6-9.10）Matlab簡介及有關應用2Excel在定量分析中的應用4三（9.15～9.19）藥學中常用的計算方法（1）2四（9.20～9.24）藥學中常用的計算方法（2）2Matlab初步及藥學中常用算法4

五（9.27～10.1）藥學實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析（1）2六（10.6～10.10）藥學實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析（2）2統(tǒng)計分析練習

4七（10.13～10.17）化學實驗設計與優(yōu)化（1）2八（10.20～10.24）化學實驗設計與優(yōu)化（2）2實驗設計和優(yōu)化方法

4九（10.27～10.31）模式識別分析及其應用（1）2十（11.3～11.7）模式識別分析及其應用（2）2聚類分析和主成分分析

4十一（11.10～11.14）分析質(zhì)量的控制和保證（1）2十二（11.17～11.21）分析質(zhì)量的控制和保證（2）2計算分光光度法練習

4十三（11.24～11.28）計算分光光度法2十四（12.1～12.5）計算色譜分析法2色譜分析計算方法

4十五（12.8～12.12）中藥指紋圖譜及其質(zhì)量控制2十六（12.15～12.19）計算藥學新技術簡介2實驗考查

6十七（12.22～12.26）計算藥學進展2第十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五學習這門課的目的與要求掌握計算藥學的基本原理和方法及其應用拓寬自己的知識面和視野，向通才發(fā)展TREETrendExchangeReviewExperiment

&Experience第十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五要求：知識+能力實用性+實踐性完成要求的基本習題熟練使用常用工具軟件（EXCEL、WORD、POWERPOINT)

初步掌握常用計算編程軟件(可選用Matlab、VB、SAS)第十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五

考核辦法:

平時(作業(yè))+小論文+考試實驗：地點教學樓D405

時間雙周星期二下午5-8節(jié)藥分1、2班和5、6班

單周星期三上午1-4節(jié)藥分3班和4班聯(lián)系方式：

手機/p>

郵箱zhaodisi@163.com

第十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五Excel電子表格在定量分析中的應用

最為實用，最普遍應用：繪圖、統(tǒng)計、數(shù)據(jù)庫國際權(quán)威分析化學教材理論學習的基本內(nèi)容，自20世紀90年代初期，Excel就被歐美分析化學教材推薦，應用于計算、統(tǒng)計和繪圖，成為分析化學工作者必不可少的計算機工具。藥學實驗室：質(zhì)量標準、穩(wěn)定性研究中的數(shù)據(jù)運算、繪圖、統(tǒng)計、貯存----

研究資料第二十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五第二十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五第二十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五1.1數(shù)據(jù)的輸入和計算輸入計算函數(shù)的應用格式averagestdev(插入-函數(shù)-統(tǒng)計)第二十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五第二十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五1.2數(shù)據(jù)的管理

1.編輯國際IUPAC原子量表

，搜索“iupacatomicweights”編輯/復制（或快捷鍵[Ctrl+c]）把鼠標指針放在工作表中合適的位置，點擊編輯/粘貼（[Ctrl+v]）或者編輯/選擇性粘貼。

第二十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五2.替換(編輯菜單)1.find函數(shù)（查找任意指定字符在文本中的位置）2.mid函數(shù)（查找任意指定數(shù)值在文本中的位置）3.vlookup函數(shù)（多功能的查找和定位）4.相對分子質(zhì)量的計算第二十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五3、數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計和圖表Excel數(shù)據(jù)分析工具包提供了“描述統(tǒng)計”的功能，用于生成數(shù)據(jù)源區(qū)域中數(shù)據(jù)的單變量統(tǒng)計分析報表，提供有關數(shù)據(jù)趨中性和易變性的信息。在Excel描述統(tǒng)計結(jié)果中除平均值和標準差、方差、標準誤差等基本統(tǒng)計參數(shù)外，還有中位數(shù)、眾數(shù)、極值等參數(shù)。Excel提供了多種圖表類型，使用戶建立基于貯存數(shù)據(jù)的各種類型的圖表。對于分析化學的實驗數(shù)據(jù)使用的圖表類型以XY平滑線散點圖居多，可以此建立顯示自變量(如標準溶液的濃度)和因變量(如分光光度法測定測得的吸光度)的標準曲線，也可以用于繪制滴定曲線、溶出度曲線等。第二十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五建立圖表的方法主要有兩種：使用“圖表”工具欄和使用圖表向?qū)?。編輯圖表可使圖表的內(nèi)容科學，形式符合要求。Excel提供了各種格式，可方便地編輯數(shù)據(jù)系列的格式，可根據(jù)需要編輯坐標軸、標題、圖注、圖例、位置、尺寸等。第二十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五4、化學平衡及滴定曲線的計算

自上世紀80年代以后，國際權(quán)威分析化學教材已把Excel電子表格在分析計算中的使用方法作為必須學習的內(nèi)容，其主要應用包括不同酸堿系統(tǒng)pH的計算，酸堿、絡合、沉淀、氧化還原的四種主要滴定曲線的計算和繪圖，高斯正態(tài)分布曲線和電位滴定曲線的計算等。

第二十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五第三十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五應用Excel電子表格繪制滴定曲線的方法可推廣至所有的化學滴定分析方法。

對于滴定終點的確定，按照化學計量點附近出現(xiàn)的pH突躍除了應用指示劑的顏色突變外，以電位滴定曲線計算二階微商為零的點也是常用的方法。此外瑞典化學家Gran提出的線性滴定法為代表的計算滴定分析方法，通過建立滴定方程，也可應用Excel電子表格，根據(jù)計算或作圖確定滴定終點。第三十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五1.3函數(shù)及其應用Excel提供的大量不同類型的函數(shù)，可分為日期和時間函數(shù)，邏輯函數(shù)(運算符)，查找和引用函數(shù),數(shù)學和三角函數(shù)，統(tǒng)計函數(shù)以及文本和數(shù)據(jù)函數(shù)等。附表1-1列出了在化學和藥學應用中可能使用的函數(shù)。使用這些函數(shù)時需在Excel窗口打開插入-函數(shù)，找到所需函數(shù)后，點擊“有關該函數(shù)的幫助”，根據(jù)顯示的該函數(shù)的語法、說明和示例操作。第三十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五在化學計量學中，除了經(jīng)典的統(tǒng)計分析，如相關分析、回歸分析、統(tǒng)計檢驗、方差分析可以應用這些函數(shù)外，多變量統(tǒng)計分析和模式識別的矩陣運算也經(jīng)常應用Excel的內(nèi)部函數(shù)。應用較多的有矩陣轉(zhuǎn)置（transpose），乘法(mmult)，求逆（minverse）等。第三十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五1.4Excel加載工具附表1-2數(shù)據(jù)分析工具的主要功能