本课程的主要内容
基本内容
统计学与统计方法
试验设计与优化
分析信号处理
化学模式识别
人工智能
经典统计分析 回归和相关 多元统计分析 方差分析
响应面理论 析因试验 序贯优化方法 并行优化方法
计算分光光度法 分析检测理论 滤波、平滑与求导 因子分析法
聚类分析 线性学习机法 K-最近邻法 定量构效关系
化学测量数据维数的变化
经典的二维图谱
– A~; A~t; E~pH
三维图谱（DAD）
– HPLC-DAD
什么是化学计量学？
接口—交叉学科，边缘学科 定义—应用数学、统计学与计算机科
学的方法，来设计或选择最优的化学 实验方法，并从测量数据中最大限度
地获取化学及相关信息。 概念说明
– 化学计量关系 – 化学统计学 – 计算分析化学
阿波罗登月计划 (1961-69)
生物信息学（bioinformatics）有许多不同的 定义。基于生物信息学与分子生物学的密 切关系，狭义的生物信息学专指应用信息 技术储存和分析基因组测序所产生的分子 序列及其相关数据，也被称为分子生物信 息学。
广义的生物信息学是指以核酸、蛋白质等
生物大分子为主要研究对象，以信息、数 理、计算机科学为主要研究手段，以计算 机网络为主要研究环境，以计算机软件为 主要研究工具，对序列数据进行储存、管 理、注释、加工，对各种数据库进行查询、 搜索、比较、分析，建构各种类型的专用 数据库信息系统，研究开发面向生物学家 的新一代计算机软件；并利用数理统计、
人工神经网络 化学专家系统 数据库和谱图检索
化学计量学在药学中应用的理论、方法和技术
☺ 药学专业药物分析方向和中药学专业中药分析方向 的一门专业课。
☺ 上世纪80年代中期（1983年）由我国著名药物分析 学家安登魁教授创建。
药学与生物信息学
教材：胡育筑 主编《计算药物分析》 中国医药科技出版社，2006年8月
参考书目：程翼宇 翟海斌 《医药分析信息学及信息处理技术》化学工业出版社
2006年9月 《生物信息学教程》化学工业出版社2008Βιβλιοθήκη 5月 课时： 34/34 教师：赵迪思
课程名称：药学与生物信息学
简介：研究应用数学、统计学和计算机科学的方法， 设计或者选择优化的药学和化学实验方法，并通过解 析实验数据获取有关信息，内容包括药学中的误差和 分析数据处理，实验设计和优化，模式识别，分析质 量控制方法及有关应用等。
由于化学计量学并不局限于统计分析，还包括许多其他 数学方法，是一门通过学科交叉发展起来的新兴化学学科。 越来越多的化学工作者赞成使用化学计量学或分析化学计量 学这个名称，也有的建议使用计算分析化学或计算化学作为 学科名称。
近年来，以化学信息为主要内容的一门信息学科——化 学信息学（chemo-informatics）正在形成和兴起。化学信息 学的内容包括化学计量学的基本内容，还包括化学化工文献 学、化学数据库、化学图形学、化学教育的现代技术和远程 信息资源，本质上是国际互联网网络资源、化学数据库和化 学计量学的结合。在药学学科的专业课程中，计算药物分析 实际就是药学中的化学计量学，侧重于化学计量学在药学中 的应用理论和方法的研究。
化学计量学的任务与特点
样品分析的过程图 中成药中硒的测定 化学计量学的任务
选择或设计优化的实验方法 获取分析对象的化学及相关 信息
化学计量学的理论和方法贯穿于整个分析测试过程中！
首先必须建立方法，如确定用比色法、原子吸收分光光度法 等。假设决定使用原子吸收分光光度法，我们必须选择实验 条件，包括样品制备方法、仪器条件等，以便确定实验方案， 即设计分析方法。分析方法建立后还要对方法进行优化和验 证。
化学计量学的诞生
交叉学科
奠基人：
– 瑞典-S.Wold – 美国-B.R.Kowalski
1974 年 ， 由 美 国 的 B ． R ． Kowalski 和 瑞 典 的 S ． Wold 等 发 起，在美国华盛顿大 学成立了国际化学计 量学学会。
背景：
– 数据处理与信息提取 – 计算机科学的发展
学时：34
第一章 绪 论
1 化学计量学的兴起和发展 2 教学任务与特点 3 主要内容与安排 4 教学要求和方法
分析化学今昔
分析化学的三次变革
阶段
经典分析化学 近代分析化学 现代分析化学
仪器
分析天平
关键词
定性分析、平衡常数、溶 液反应、滴定法、重量法
光度、电位、 紫外、可见、红外光谱； 荧光、色谱 X-射线技术
下一步分析测定，包括测试样品的制备和测定。分析采样理 论是指试样采集的数学统计理论。分析测定必须制备样品并 使用分析仪器。
化学计量学更多地应用于分析的第三步——数据处理。分析 检测理论提供了对测量样品分析检测的数学统计基础；校正 则是从化学测量数据中取得有关物质系统成分定量信息的基 本手段，化学计量学的理论和方法也就显得更为重要。
模式识别、动态规划、密码解读、语义解析、
信令传递、神经网络、遗传算法以及隐马 氏模型等各种方法，对序列、结构数据进 行定性和定量分析，从中获取基因编码、 基因调控、序列-结构-功能关系等理性知识， 阐明细胞、器官和个体的发生、发育、病 变、衰亡的基本规律和时空联系，探索生 命起源、生物进化、生命本质等重大理论 问题，最终建立“生物学周期表”。
自动化分析、方法联用、 电子计算机 免疫分析、过程控制、生
化传感器和化学计量学
分析化学扩展边界---形成交叉学科
分析化学延伸边界 形成许多交叉学科
• M/S——Math./Statistics • E——Electronics • C——Computer • AC——Analytical Chemistry • E——Environmental Science • LS——Life Science • P/M——Physics/Material
科
学 研 究
方 法
的
提出，描述问题
文献调研 现成方法？
No
研究与开发
评估与选择
评．估．与．优．化．
初步工作
测量/鉴定 数数据据处处理理/模型化
No
问题解决？
结束
生物信息学
从人类基因组计划（HGP）说起
20世纪 三大科学计划
人类基因组计划 (1990-2003)
曼哈顿原子弹计划 （1942-46）