中药色谱指纹图谱相似度评价系统

中药色谱指纹图谱相似度评价系统国家药典委员会国家药典委员会翟为民背景背景国家食品药品监督管理局于2000年先后下达“关于加国家食品药品监督管理局于2000年先后下达“关于加强中药注册管理有关事宜的通知”（国药管注［2000］157号）和“关于印发《中药注射剂色谱指纹图谱研究的技术要号）和关于印发《中药注射剂色谱指纹图谱研究的技术要求》的通知”（国药管注［2000］348号）文件。国家药典委员会负责组织实施“已批准生产的中药注射剂质量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的提高完善及指纹图谱工作”及牵头组织“已批准多家生产的提高完善及指纹图谱工作”及牵头组织“已批准多家生产的中药注射剂，其指纹图谱联合起草工作”。国家药典委员会从2000年12月起开始组织实施，进行国家药典委员会从2000年12月起开始组织实施，进行了可行性调研、规范性技术文件起草与研究、同布进行了科技部立项。从中药注射剂的指纹图谱研究质量标准提高逐步从中药注射剂的指纹图谱研究、质量标准提高，逐步成熟、扩展，到2010版药典，部分提取物和中成药标准中都收载了指纹图谱项目，为发挥着积极的作用。收载了指纹图谱项目，为发挥着积极的作用。1论证1、论证首先进行调研，多次召开研讨会，代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 涉及科研院所、中央和省级药品检验所及企业科技人员形成共识：央和省级药品检验所及企业科技人员。形成共识：①重点-色谱指纹图谱；②理论上可行②理论上可行。③通过实践，检验可行性，不断完善。谱2、修订《中药注射剂指纹图谱研究技术要求》（国药管注［2000］348号）①①优化、方法验证，细化参数、明确要求。②解决手工计算“共有峰”、“非共有峰”面积工作中大量的人为因素改变“只见树木不见森林”的局面力求量的人为因素，改变“只见树木不见森林”的局面，力求反映整体质量特性。二规范性技术文件起草与研究工作二、规范性技术文件起草与研究工作1、修订修订稿就原料药材、半成品、成品的样品收集、制备、参照物的选择，指纹图谱试验条件，对实验室的要求，对仪器的要求，试验方法和试验条件的建立及验证，色谱条件的优选，指纹图谱的建立和验证识别计算和复核标准书写格式指纹图谱的建立和验证、识别、计算和复核，标准书写格式等进行了详尽的细化规定，起草稿经广泛征求意见，先后进行了多次修改得以完成。以《中药注射剂色谱指纹图谱试验行了多次修改得以完成。以《中药注射剂色谱指纹图谱试验研究操作规程指南》（试行）的名义发布，作为局颁“技术要求”的补充。2、计算机辅助中药指纹图谱相似度计算软件的研究开发发对于成药而言，如何控制批与批之间质量的稳定，这就要求需采用某种手段能定量地表征各样品间的相似程度(或差异性)而不是真伪鉴别，从整体性考虑，采用指纹图谱，在批间稳定等方面能够发挥积极作用。也就需要建立套能整体反应各样品指纹图谱之间相似程度的计也就需要建立一套能整体反应各样品指纹图谱之间相似程度的计算方法，但原版“技术要求”采用共有峰和非共峰之比值的人工计算方法，该方法仅考虑了人为选定的几个特征峰的相似性，即将一个完整的事物割裂开进行比对，是不全面的，未能将中药内在成分的整体特性表达出来，因此，要创建一套能定量比对整体上反映中药内含成分指纹图谱相似程度的工具上反映中药内含成分指纹图谱相似程度的工具。国家药典委员会组织沈阳药科大学浙江•国家药典委员会组织沈阳药科大学、浙江大学、中南大学、清华大学、北京大学医学部药科技发中北大学中国学部医药科技开发中心、西北大学、中国药品生物制品检定所、第二军医大学八家单位，于2004年集中测试修改定型《计算机辅助中药指纹图谱相似度计算软件》。•软件的开发过程与中药注射剂指纹图谱的科研工作一直保持了同步。这种同步的应科研工作直保持了同步。这种同步的应用也给软件的测试使用创造了条件。7开发初期 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 思路是将色谱数据导入•开发初期设计思路是将色谱数据导入MATLAB的专业数据处理的软件中进行相似度的计算。后考虑到知识产权保护的问题，采用自主编程，将指纹图谱数据导入，数据库管理，计程，将指纹图谱数据导入，数据库管理，计算方法选择，谱图处理等功能综合考虑，设计开发而成计开发而成。8软件基本算法与版本软件基本算法与版本一、算法选择简介二、修订改版工作二、修订改版工作三、2.0版的介绍•一、首要问题是选择算法•课题组同步进行了《指南》的制定与算法课题组同步进行了《指南》的制定与算法的评价与选择，通过大量计量化学方面的研讨与对比验证选择了夹角余弦法研讨与对比验证，选择了夹角余弦法。评价方法比较与算法选择简介中药指纹图谱是表征中药复杂成分与其质量关系的重要手段中药指纹图谱是表征中药复杂成分与其质量关系的重要手段。。在表征过在表征过程中程中，，相似度评价起着关键作用相似度评价起着关键作用。。目前常用的相似度评价方法主要有峰重叠率目前常用的相似度评价方法主要有峰重叠率评价方法比较与算法选择简介法法（（NeiNei系数法系数法））,,相关系数法相关系数法,,距离系数法距离系数法,,向量夹角余弦法与峰重叠率和共向量夹角余弦法与峰重叠率和共有峰强度结合法有峰强度结合法（（改进的改进的NeiNei系数法系数法））。。11指纹图谱波动对各种评价方法的影响指纹图谱波动对各种评价方法的影响::0.951.00ABCD0750.800.850.90095rityDE0550.600.650.700.75Simila0.000.050.100.150.200.450.500.55FlttiItitFluctuatingIntensityA.夹角余弦法夹角余弦法B.相关系数法相关系数法C.距离系数法距离系数法D.NeiNei系数法系数法E.改进的改进的NeiNei系数法系数法由于药材的产地来源储藏条件和加工工艺的不同以及仪器设备的稳定性等原结果表明：A方法受指纹图谱波动的影响最小12由于药材的产地、来源、储藏条件和加工工艺的不同，以及仪器设备的稳定性等原因使得指纹图谱产生一定的波动。举例：向痛必定粉针制剂高效液相色谱指纹图谱中随机地加入一定强度的波动，以考查波动对相似度评价方法的影响。结果如上图。小峰的缺失的影响：小峰的缺失的影响：小峰的缺失的影响：小峰的缺失的影响：091.0ABC0.70.80.9CDESimilarity040.50.6S0.30.40~5%0~3%The scope of lost peaks in fingerprint00~1%A.夹角余弦法夹角余弦法B.相关系数法相关系数法C.距离系数法距离系数法D.NeiNei系数法系数法E.改进的改进的NeiNei系数法系数法在药材加工和提取过程中，药材中的某些成分往往会有一定的损失，导致结果表明：A方法受小峰缺失的影响最小13在药材加工和提取过程中，药材中的某些成分往往会有定的损失，导致指纹图谱出现峰的缺失。假设峰的缺失主要为峰面积较小的峰，以5％作为阈值，将缺失峰分成0～1％，0～3％和0～5％三组进行考察。大峰的缺失的影响大峰的缺失的影响1.0ABC大峰的缺失的影响：大峰的缺失的影响：0.80.9larityDE0.50.60.7Simil01230.40.5NumberoflargerpeakslostinfingerprintNumberoflargerpeakslostinfingerprintA.夹角余弦法夹角余弦法B.相关系数法相关系数法C.距离系数法距离系数法D.NeiNei系数法系数法E.改进的改进的NeiNei系数法系数法结果表明A方法受大峰缺失的反映较“灵敏”结果表明：A方法受大峰缺失的反映较“灵敏”14在药材加工和提取过程中，指纹图谱中大峰的缺失并不常见。而对于同属不同种的药材，大峰的差异是有可能的。考察了大峰缺失的影响举例。数据标准化处理的影响数据标准化处理的影响：：数据标准化处理的影响数据标准化处理的影响：：数据标准化处理一般会影响各种方法的相似度评价结果。若处理前后样本的相似度评价结果的大小（等级）顺序变化较小，说明标准化处理对样本的亲疏远近关系影响较小反之影响较大采用Spearman相关系数进行检验Influenceofdataautoscalingondifferentmethods较小，反之影响较大。采用Spearman相关系数进行检验。距离系数相关系数夹角余弦gforevaluatingsimilarity距离系数相关系数夹角余弦Spearman系数0.82710.927(=0.01,2-tailed,rs=0.735)0.8420.7950.79015数据标准化对表中三种评价方法所得结果影响较小关于对照模式的计算关于对照模式的计算•平均矢量（重心）=(xx…x)/m•平均矢量（重心）=j(x1j,x2j,…,xnj)/m•中位数矢量=median((x1j,x2j,…,xnj))两种对照模式两种对照模式•批样品中不存在离群(outlier)样本时，一般推荐使用平均矢量（重心）作为对照模式矢量•样品中存在离群样本时，推荐使用具有稳健(robust)性质的中位数矢量来作为共有模式矢量，这种情况可能在计算原料药材样本时的共有模式出现出现。•采用具有稳健性质的中位数矢量来作为对照模式，就不会因为原料药材样本中出现了个离群样本就不会因为原料药材样本中出现了一个离群样本时而影响整个药材的对照模式。值得指出的是如果不存在离群样本时两种方•值得指出的是，如果不存在离群样本时，两种方法所得结果应该基本一致。一、2004年版软件与算法简介•版本:•研究版（2004A）•研究版（2004A）•检验版（2004B）研究版（2004A）检验版（2004B）应用范围科学研究指纹图谱的检验工作功能具有生成对照图谱功能不具有生成对照图谱功能结论研究版（2004A）的功能较多，且函盖了检验版（2004B）18结论研究版（2004A）的功能较多，且函盖了检验版（2004B）具有的功能•2004版以后，根据使用情况，验证并确认保持核心算法不变。保持核算法不变•根据使用中收集的反馈意见，补充必要的需求按照软件编制规范彻底梳理并重需求，按照软件编制规范，彻底梳理并重新编写了全部代码，在人机交互方面进一步完善并且为了适应管需要增加了相步完善，并且为了适应管理需要增加了相应的功能。进行了不同范围的测试，形成了2.0版。业已获得软件著作权证书。20版介绍2.0版介绍运行环境•运行环境•1、硬件：硬件•最低配置：CPU主频533MHz以上，内存64M，硬盘剩余最小空间100M屏幕分辨率硬盘剩余最小空间100M，屏幕分辨率800×600。2软件环境•2、软件环境：•支持的操作系统：windows98，windows2000、windows2003、windowsXP。windows7（32位）（64位）•下载：fpchporgcnfp.chp.org.cn•安装：•操作 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 •生成对照图谱生成对照图谱•检验主界面主界面•文件列表区：显示打开的图谱文件列表。•文件详细信息区：显示选中文件信息。文件详细信息区：显示选中文件信息。•绘图区：绘制图谱，标注色谱峰。•状态栏：显示工作状态、当前用户、登录时间等信息。时间等信息。•快捷工具栏：常用按钮：•鼠标有提示鼠标有提示•工作状态切换•注意提示：注意提示：•全谱导入（单、多个）：多个*.cdf*.txt*SCP*XSCP*.SCP*.XSCP•可打开三种格式的报表：式的报表*.rdf*.qrp*.XQRP.XQRP导出文件（图谱）图谱*.txt*S*.Scp导出图像*bmp*.bmp*.wmf参照图谱信息删除选定的图谱删除所有图谱•删除选定的图谱（可多选）删除单个或多个图•删除所有图谱•多一项确认，再•删除单个或多个图谱。•也可以选定列表中多项确认，再清除。•也可以选定列表中的文件，直接按DEL键。DEL键。视图菜单视图菜单图谱间距调整图谱间距调整图谱间距•放大图谱、缩小图谱、原始大小•快捷工具栏或者菜单中选择、鼠标快捷工具栏或者菜单中选择、鼠标单谱显示多谱显示多谱显示隐藏坐标轴显示或隐藏色谱峰菜单、右键，显示或隐藏。3.3.6 隐藏坐标轴从菜单、右键，隐藏或显示。随鼠标显示峰示峰信息菜单右菜单、右键，当鼠标放在色标放在色谱峰上时，显示信息。操作菜单操作菜单3.4.1设置当前图谱编号打开就有一个默认的编号，如S1、S2等等用户可S2等等，用户可以自己编号：设参照图谱快捷工具栏、参照图谱的颜色会自动快捷工具栏、菜单中选择操作颜色会自动变更为设置中指定的颜色操作。色。3.4.3数据剪切据剪切数据恢复3.4.5清除Mark峰峰•多点校正•先显示色先显示色谱峰，点击进行操击进行操作。峰匹配•峰匹配•1、Mark峰匹配：只对标记为Mark峰的色谱峰进行峰的色谱峰进行匹配，非Mark峰不处理。2全谱峰匹配•2、全谱峰匹配：根据时间窗对所有的色谱峰处理，但优先处理mark但优先处理mark峰。–先选择峰面积占总峰面积多占总峰面积多少以上的峰参加匹配匹配结果，蓝色的虚线为色谱峰匹配线。生成对照（R）照3.4.9保存对照存对照*.XSCP*.SCP相似度菜单相似度菜单匹配数据显示匹配的显示匹配的色谱峰信息和非共用峰和非共用峰占比可以存为Excel文件文件保存非共用峰占比的操作完全相同的操.作完全相同。3.5.2计算相似从相似度计度快捷工具从相似度计算结果菜单中选择“保快捷工具栏、菜单中选择操中选择保存相似度结果”，将结中选择操作，计算相似度的果保存为Excel文件。计算结果可相似度的结果计算结果可以显示文件名或样本编名或样本编号。3.5.3报表表不同的工作状态报表状态，报表不同。录入工作状态生成工作状态：生成对照确认，显示报示报表。•工作状态：状态分析检验检验•录入•确认确认*.XQRP设置菜单设置菜单选项工作状态设置设置3.6.2设置-操作者信息药材信息建档中间体信息建档操作者信息制剂信息建档中间体信息建档参照图谱入档为药材信息建档为药材信息建档，数据存在本地数据库。可添加、删除、查询复制等操作查询、复制等操作。“搜索”搜索“添加”“删除”删除“保存”“取消”“复制”3.6.2.2制剂信息制剂信息建档3.6.2.3中间体信息体信息建档3.6.2.4参照图照图谱入档档3.6.2.5数据库备份从菜单中从菜单中选择操作，备份数据备份数据库信息到指定位置指定位置。3.6.2.6数据库数据库恢复此操作会清除会清除现有的数据库数据库信息，因此提供两次供两次确认。帮助菜单帮助菜单注册信息版权页版权页其它功能其它功能“多点校正”，右右键菜单中选择“计选择计算校正峰”峰”。•快捷工具栏---可自设增减减右键菜单些常见操作•右键菜单--一些常见操作3.8.4快捷键放大图谱间距：F5放大图谱间距：F5缩小图谱间距：F6放大图谱：F3缩小图谱：F4缩小图谱：F4附录：常用色谱工作站AIA（*.cdf）格式文件的导出以下内容仅为示意色谱作站不同型号以下内容仅为示意，色谱工作站不同、型号改进后发生变化，以色谱工作站功能为准本软件系统的相似度计算是根据峰的积分面积进行的建议用户从色谱工作站导出AIA积进行的。建议用户从色谱工作站导出AIA（*.cdf）数据文件之前，先对需要导出的数据进行积分处理这样可以确保导出的AIA据进行积分处理，这样可以确保导出的AIA（*.cdf）数据文件包含积分数据信息。1打开Ailt色谱•1.打开Agilent色谱工作站；•2.进入数据处理（Vi>>Dt（View>>DataAnalysis）；•3.调入要输出的色谱文件（Fil>>Ld文件（File>>LoadSignal…）；•4.进入数据输出窗口（l>>（File>>ExportFile>>AIAFile…），在弹出窗口中指定导出路径及文件名，确定。可导出AIA 格式文件。5若选择输出文本5.若选择输出文本格式文件（File>>Export（File>>ExportFile>>CSVFile…），会弹出数据输出窗口在数据输出窗口。在数据输出窗口中，选中Signal选项，g在FileName输入框中输入相应的文件名及文件保存路件名及文件保存路径。点击OK。5若选择输出文本5.若选择输出文本格式文件（File>>Export（File>>ExportFile>>CSVFile…），会弹出数据输出窗口在数据输出窗口。在数据输出窗口中，选中Signal选项，g在FileName输入框中输入相应的文件名及文件保存路件名及文件保存路径。点击OK。在l在SignalExport窗口下选口下，选中Timesaxis及Yaxis及Yaxis两选项，点击后即可OK后即可。6. 重复以上操作，依次输出。WtM32色谱工WatersM32色谱工作站•建立输出方法–登陆M32，右击BrowseData小窗口选择小窗口，选择相应的Project。•在Project窗口中选定Rlt中选定Results标签页面下要输出的某个数据（点黑）（点黑）521方法5.2.1方法一在Fil菜单在File菜单下，选NewMethod下的Method下的ExportMethod…以建输法模立输出方法 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 选择或建立输选择或建立输出方法在随后出现的Save的currentExportExportMethod窗口下的N口下的Name框中填入输出方法名关闭ExportpMethodEditorEditor界面回到在Pjt•回到在Project窗口，选中要输出的一个或多个数据；在菜单•在Tools菜单下选Export；•在随后出现的BackgroundBackgroundProcessingandReporting界面下确认Exporting项下Exporting项下的Export框打勾，•在Useifidspecifiedexportmethod框下选建立过的输出方法名•点OK键完成数据的输出•Windows的数据输出目的目录下可看到输Windows的数据输出目的目录下可看到输出的文件，此文件格式为*.arw或*.cdf。522方法二5.2.2方法二在Database菜单下，选EtDtExportData…，在Export窗口下点击EditMethod按钮Method按钮。Windows的数据输出Windows 的数据输出目的目录下可看到输出的文件，此文件格式为*.arw或*.cdf。式为.arw或.cdf。535.3ShimadzuClass-VPClassVP色谱工作站ShimadzuShimadzuClass-VP色谱工作站1、文件栏中Method→Advanced…•弹出窗口：•选择光谱输出谱输出•选择AIA（*.CDF）输出AIA文件；选文件；选择ASCII输出文本输出文本格式（*.acs）。2、关闭窗口后，窗后再进行数据分数据分析。分析结束后即可以在指分析结束后，即可以在指定的输出路径检查输出的文件。关于色谱工作站，仅作参考，详细内容可以参照工作站的操作手册进行。参照作站的操作手册进行致谢致谢本软件开发期间，除了参与2004版开发的8个单位，在以后的大量测试工作中，中检院、单位在以后的大量测试作中中检院很多省所、高校都参与了测试，以及通过他们若干生产单位也都进行了测试工作为们、若干生产单位也都进行了测试工作，为软件的不断完善提出了很多宝贵意见和建议，以后还会不断完善改进在此并致谢以后，还会不断完善改进，在此一并致谢。•谢谢大家！