课程论文：学科交叉融合与药物

学科交叉融合与药物
摘要：药物从设计研发到生产、销售、使用过程中都需要运用到多学科的知识，学科融合在药物的设计生产和使用中体现得淋漓尽致。只有多学科交叉融合共同作用，人们才可能获得需要的药物。本文通过对药物研发过程中一些学科交叉的典型事例进行阐述来表明这一观点。
关键词：药物研发 学科交叉融合 药物经济学 物理药剂学 影像药剂学 生物信息学 动物学

药物是指可以暂时或永久地改变或查明机体的生理功能及病理状态，具有医疗、诊断、预防疾病和保健作用的物质。药学是以现代化学和医学为理论基础，研究、开发、生产并指导合理使用药物防治疾病的一门学科。
我们从设计、研发药物到生产、销售以及使用药物，需要经过许多繁复的过程，其中需要运用到的知识范围非常广泛。所以，要想研发出一种药物并使其效用达到预期效果，是不能仅仅依靠药学这一单一学科来完成的。在药物的研发与使用过程中，必然会大量地运用到其他学科的知识。所以，在药物的研发与应用的背后，必然存在着大量的学科交叉与融合。
本文仅以药物研发过程中从制定研发计划到研发药物、制备药物和药物试验的过程为主线，介绍其中涉及到的一些典型的学科交叉融合的例子。

1.新药研发项目的决策
由于人们对药物一直处于大量需求的状态，医药市场往往存在着巨大的商机，各大医疗机构与药品企业从来
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程、精密仪器工程等等很多学科都会被交叉融合到药物研究领域中来。这是现代药物研究的必然需要。随着这些学科技术的发展，药物研究已进入一个崭新的时代。传统的药物研究正被注入新的技术和方法。
以下专门阐述一下物理学在药物研发过程中的学科交叉融合。

2.1.以物理学为基础的药物分析和质量控制技术
药物分析和质量控制技术的优劣能够直接影响到药物研发与制造的结果，在药物研发过程中起着非常关键的作用。而这些技术中，大部分都是以物理学原理为基础的。
现在的药物分析和质量控制已采用以仪器分析为主的分析技术，主要包括高效液相色谱(HPLC)、薄层色谱(TLC)、气相色谱(GC)、高效毛细管电泳(HPCE)、红外(IR)、近红外(Nm)、核磁共振(NMR)、原子光谱分析，以及近几年发展的气—质(GC—MS)、液一质(LC—MS)、高效液相色谱一核磁(HPLC—NMR)等联用技术。联用技术可充分利用各种方法的互补性，从不同的角度获得药物组成的信息。 这些技术均是物理学与药学的交叉融合的结果，在药物研发过程中被广泛地应用。
药物分析和质量控制技术是很多药物相关的交叉学科在药物研发过程中定性、定量的应用基础，在药物研发过程中起着不可缺失的重要作用。
以下便介绍几门与物理学相关的交叉学科在药物研发过程中所起的作用。

2.2．几门与物理学相关的交叉学科在药物研发中的作用
物理学是很多学科的根本。在研发药物的过程中，物理学既是药物药理特性的理论基础之一，也往往是新药研发过程中用来探寻药物特征的技术手段的理论依据。由物理学与其他学科的交叉融合，衍生出了很多在药物研发阶段起着重要作用的新兴学科。
2.2.1物理药剂学
物理药剂学在新药研发过程中发挥着极其重要的作用。作为新兴的交叉学科，物理药剂学的形成和发展为药物的研发提供了强大的理论支持，给药物研发过程注入了新的动力。
20世纪50年代，Higuchi将物理化学中的化学动力学原理应用于药物与之际化学稳定性方面的研究，开始引起药学界的重视。20世纪70年代左右，人们在研究药物与制剂的物理化学性质和变化规律的同时，阐明药物剂型的制备工艺、质量评价（包括稳定性研究）的基本原理。后来，在20世纪80年代，人们除了研讨药物及其制剂物理化学原理与变化规律外，在研究药物的理化性质、表面活性剂和高分子化合物性质、药剂的化学稳定性、药物相互作用等方面有了新的进展。到了20世纪90年代末，尤其进入21世纪，随着新型给药系统进入给药系统（novel drug delivery system,NDDS）和新型控释技术（novel controlled-release technologies）的纵深研究，如缓（控释）、靶向、定时、定速等智能化给药技术方法，要求从分子水平与理论上阐明各类药物剂型特点、制备原理与形成机制，知道新剂型的创制，使物理药剂学与生物药学（Biopharmaceutics）、药物动力学（Pharmacokinetics）等分支学科一样，达到高度发展阶段，并不断丰富了该学科的内涵，在研讨和阐明药物制剂的物理化学性质及其变化规律，研究药物制剂的配方设计、剂型成型理论与质量控制、稳定性等方面有了新的突破和进展。 自物理药剂学兴起以来，它为药物的研发工作提供了强有力的支持。
物理药剂学的基本任务之一，是研究和应用药物制剂质量评价中的多种物理分析方法，包括色谱分离分析、光谱分析、热分析、核磁共振法、电泳法、*衍射发等。
在中药的研究当中，以上很多技术方法就往往会起到很重要的作用。
中药并非简单地由某几种特定的化学物质配制而成的，中药中存在着种类繁多的各种物质。所以在中药分析和鉴定的研究中，我们主要是测定中药的成份和含量。而中药的物理性质(参数)是分析和鉴定中药研究的基础，因此，利用物理分析技术测定物性参数，是中药研发的重要组成部分。
例如，人们可以用*射线谱来分析和研究中药材的质量。
*射线衍射分析所用的光源是某些元素的特征*射线，常用的元素是Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、W等，即衍射仪中*光管的靶金属。当这些金属受到电子轰击时，即产生波长非常稳定且具有良好单色性的*射线，其波长数据可在元素的若干较强的特征*射线波长表中查到，这种单色*射线就是这些元素的特征*射线。*射线照射晶体时发生的衍射效应遵守布拉格定律，即2dsinθ=nλ.
为了便于理解，人们常把晶体衍射同反射光的干涉等效看待，故以反射干涉处理晶体衍射的方法广为采用。上式中的d是面网间距(Å)，θ是入射角或掠角(˚)，n是“反射’’的级次。显然，Å为已知，测出口角即可求出d值， ……（未完，全文共9192字，当前仅显示2510字，请阅读下面提示信息。收藏《课程论文：学科交叉融合与药物》）