中药产业是我国医药工业的重要组成部分。当前,我国中药制药工业的最大瓶颈问题是中成药产品质量标准不高,而解决该问题的技术关键之一就是研究发展中药生产制造过程质量控制新方法。据此,运用多学科交叉综合技术手段,建立中药制药过程分析方法学,进而创建数字制药技术体系是当今中药以及天然药物化学领域的重要研究命题。研究完成这一命题不仅具有重大的产业需求和巨大的工业应用价值,而且具有显著的学术意义。中药注射剂是我国特有的医药大品种,但受到原研时期技术水平的限制,中药注射剂产品质量一致性不高,亟待通过现代科学研究促使制药技术升级换代,大幅度提升产品质量。为此,本文选择三七注射剂生产制造过程为研究载体,将药物分析学、制药工程学、药物信息学、系统工程学等领域技术与天然药物化学相结合,创新发展中药生产制造过程质量控制方法学,其主要研究内容及创新成果如下:1.采用色谱定量指纹图谱分析研究比较190批次不同部位、不同产地和不同规格三七药材的化学成分,结果表明:三七主根与剪口药材化学成分差异显著,而不同产地药材之间以及不同规格药材之间化学成分差异不大。运用多变量数据分析并结合液质联用分析技术,筛选并辨识出丙二酰基人参皂苷Rb1、人参皂苷Rb2等12种化学成分是三七主根与剪口中主要差异成分,可望用于分析鉴别三七主根与剪口。此外,研究将多变量统计方法用于评价三七药材质量一致性。通过与主要成分含量限度评价方法及色谱指纹图谱相似度评价方法比较研究后发现,多变量统计方法可以兼具以上两者的优点,能够较好地用于评价三七药材质量一致性。2.根据中药生产制造过程的系统特性,本文提出一种基于“流”概念的过程分析方法用于辨析复杂的中药制药过程,进而研究分析三七注射剂生产制造过程的物质流,辨识出关键工艺环节是三七提取和柱层析。据此,将三七提取及柱层析单元工艺建模作为构建三七注射剂数字制药系统的重点研究工作。3.研究三七提取工艺数字制药技术方法。首先通过扩展校正用三七样本的代表性及增加三七皂苷指标性成分,提高三七药材近红外漫反射分析方法性能;然后考察提取温度、提取溶媒倍量、提取溶媒乙醇比例和颗粒粒径等工艺状态参量对三七提取液中5种皂普成分(三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、Re、Rb1及Rd)含量的影响,并采用BP神经网络方法建立了三七提取过程神经网络模型,可用于定量提取三七有效成分;最后采用Pareto方法对三七提取工艺的状态参量进行多目标优化,研究优化结果表明:当提取溶媒倍量为7.75倍、提取时间为100 min时,达到提取过程质量控制要求且耗费较少。4.研究三七柱层析工艺数字制药技术方法。首先考察洗脱溶媒乙醇的不同比例、洗脱溶媒流速和洗脱溶媒用量对5种皂苷成分(三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、Re、Rb1及Rd)洗脱曲线的影响,建立三七柱层析洗脱过程的预测模型;进而用该模型评价各状态参量对5种皂苷成分洗脱曲线的影响,并对洗脱工艺环节的状态参量进行多目标优化。研究结果表明:当溶媒比例为70%乙醇水、溶媒流速为0.5 BV/h、溶媒倍量为0.8个柱体积时,既能满足洗脱过程质量控制要求且生产成本较低。5.以三七注射剂生产制造为例,研究提出中药数字制药系统构建方法,并简要论述了实现中药制药过程数字化、模型化和定量化的技术路径及方法。