在这本专辑中收载了我国一些在中药、天然药物领域工作多年的化学家以及药理学家对中药及天然药物研究的深刻见解。根据国家发展创新药物与推进中药现代化、国际化的战略需求,他们结合各自多年工作的体会,从不同角度阐述如何继承与发扬传统中药的特色和优势,阐明中药科学内涵,推进中药现代化与国际化进程;如何从中药及天然药物资源出发进行创新药物研究的经验和体会。其共性都是关注历经千百年临床实践检验的中医药伟大宝库的资源如何研究开发才能得到合理利用与发扬光大,为人类做出更大的贡献。
        世界各国发展现代医药产业的历史实践已经证明天然药物历来是创新药物研究的重要源泉。中国传统药物由于有着千百年丰富的临床实践经验积累,从它出发进行创新药物研究开发更将是一条捷径,今天也依然如此。
        多数学者强调创新药物研究要取得成效,研究模式必须尽快实现从化学模式向生物学模式的转变过程。强调要借鉴和遵循国际上行之有效的创新药物研究的成熟经验和方法;强调要特别重视学习传统中药历经千百年临床应用实践中积累的丰富经验,结合现代医学理念,在生命科学研究成就基础上,不断发现、改进和选择新的靶点,建立新的药效评价模型或者活性筛选体系;强调要以特定的药理活性为指标,选用建立在分子、细胞、酶、受体乃至基因水平上的先进活性筛选体系,从传统中药筛选和追踪分离其中的活性成分,并根据植物亲缘关系,从同科属它种植物中寻找含量高或者活性强、副作用小的成分;强调对分离得到的活性成分采用化学修饰及生物(酶、生物体) 转化方法,进一步增加和丰富化合物的多样性,获取高效、低毒的活性化合物;强调采用各种行之有效的计算机模拟技术、受体配体垂钓技术等,提高新化合物以及新靶标的发现效率等等。
        此外,不少学者更为关注保持和发扬中国传统医药的特色和优势,注意坚持在继承的基础上进行创新,即通过采用现代科学方法揭示中药通过多组分、多靶点防治疾病的作用物质基础和作用机理,阐明中药的科学内涵,并在研究基础上大幅度提升中药产品的质量,使之既能保持传统中药具有的多组分对人体多靶点协调、综合作用的特点和优势,又能使其达到作为药品必须具备的“安全、有效、稳定、可控”的质量要求。
        中药现代化模式可以多种多样,不可能拘泥于一种模式,更不可能用一种模式统帅一切,只能让实践来做出回答,让历史来做出结论,但是总要与时俱进。中药现代化当前首要的任务是推进中药产品从原料、半成品到最终产品的标准化过程。这大概是推进和实现中药现代化和国际化的前提。而且一切研究成果的最终评价还是要看临床疗效和质量监控是否在原有基础上得到切实改进和真正的提高!
        专辑中各位学者从不同角度阐述了自己工作实践中的体会,虽不一定全面,但却大体代表了目前国内在这一领域中的工作特色和主流发展趋势。衷心地期望能起到抛砖引玉的作用,并对推进中药现代化、国际化以及创新药物研究进程起到积极的作用。

众所周知，中药对中华民族的繁衍昌盛发挥了不可磨灭的功绩。但是，作为经验医学，中药具有与生俱来的不足，诸如：缺乏采用循证医学原则提供的现代临床试验数据和结果；作用机理和作用物质尚不清楚；缺乏严格、科学的质量监控标准和方法。因此，难以保证达到作为药物所必须具备的“安全、有效、稳定、可控”的质量要求。这个问题如果不能妥善解决，不仅难于保证国人对疾病防治的需求，更难走向国际医药主流社会。通过多年的思考与实践，为揭示中药的科学内涵，推动中药现代化和创新药物研究，我们提出了一些新的研究思路和方法。

除了疾病治疗外，现今健康保健模式更强调预防和个人生活品质的提升，在人类系统生物学和分子生物学的基础上，更专注于整体和整合的方法。基于个人药理遗传学（pharmacogenetics）和表观组学（pharmacophenomics）的个体化医学，是未来医学的最高境界。以单一化学成分作为药物的治疗模式，也常难以治疗现代复杂疾病，应用多种化学成分的系统生物学方法应当可以弥补当今医学之不足。中医药学经过几千年的发展，积累了丰富的临床经验，为目前无法满足的现代医疗需求提供了某些策略。中医学的整体观可能是"整体医学"的雏形，个体化诊疗和个体化处方等中医学的特色，具备现今主流医学中个体化医学的许多特征。中药复方通常由多味中药组成，含多种化学成分，以及多靶点的特色，所有这些特点和现代主流医学的研究方向一致。整合来自西医的现代主流医学和源于中国的中医学，将有助于二十一世纪新医学的发展，满足尚未满足的人类健康保健需求。本文主要讨论中医药学在未来医学中的作用，以及融于主流医学和全球化的策略。为了满足人类医疗需求，促进未来医学的发展，不仅需要现代科学的进步，也需要不同文化传统医学的融入。

中药现代化是一个逐步发展、不断完善和充实的长期的系统工程。中医药在我国民族生存和繁衍的几千年历程中起着至关重要的作用，具有自己的特色和优势，是中华民族的宝贵财富，既要继承，又要创新和发展。中药现代化可以有多种模式，只要有利于人民健康，有利于传承和发展中医药，不管采取何种模式均应得到鼓励和欢迎。中药的活性成分研究是中药现代化的重要组成部分：一方面，一些活性成分能直接或作为先导化合物间接发展成药物；另一方面，活性成分又为中药复方现代化提供物质基础。这体现在活性成分既在现代化中药的制造和生产中起到标准化作用，同时活性成分也是中药复方专利最重要的核心组成部分。

共生菌是长期与宿主共同生活的一大类群的特殊微生物，过去长期被忽略，相关研究相对薄弱。事实上，因长期与宿主共进化，其生理生化特点更加鲜明、次生代谢产物合成更具特色。本文首先简单介绍了近年共生菌次生代谢产物的结构特点与生物学功能，然后对植物内生菌、昆虫共生菌、海绵共附生菌等重要共生微生物做了重点阐述。从已有研究结果来看，共生菌确系新活性天然产物的重要来源。

天然产物骨架的复杂性和丰富的官能团化赋予了天然产物类化合物独有的生物学活性，因此天然产物作为药物研究的先导化合物有其无法替代的独特性质，比如紫杉醇、红霉素和利福霉素帮助科学家们理解重要的生物过程。以往化学家对天然产物独有情钟，但仅仅以合成天然产物本身为最终目的。今天，化学家们开始利用传统的合成方法来制备结构多样性的类天然产物化合物。这种利用合成手段制备的小分子化合物在生物学的基础研究和药物研究中将起到关键的作用。

近年来免疫学的发展日新月异，但与其他系统药物相比，免疫系统药物的发展十分落后。低选择性是现有免疫抑制剂的重要缺陷，这使得需要长期用药的自身免疫性疾病常因药物的严重副作用而使治疗无法持续。因此，免疫系统药物的研制必须另辟蹊径。本文在阐述免疫抑制剂发展现状的基础上，通过本课题组关于中药及其成分的研究结果，提出了选择性抑制活化T细胞的免疫抑制新模式，从作用特点、作用机理、代谢产物以及与现有免疫抑制剂的比较等角度论证了选择性免疫抑制的可行性，从而为免疫性疾病的治疗以及新型免疫抑制剂的研制提供新的思路。

本文从药用草乌研究开发的3类新药镇痛药、抗心律失常药和强心药受到的启发，提出中药现代化的方法之一是以特定的药理活性为指标，深入细致地研究中药的活性成分。

传统中药五味子具有多种药理活性。20世纪70年代以来，我国临床发现五味子能改善慢性肝炎病人的肝功能异常，在此基础上，我所化学家和药理学家对五味子分离得到的20余种联苯环辛烯类木酯素成分和其药理作用进行了大量研究。五味子的药理活性主要有:保肝，抗氧化，诱导肝药酶，增强解毒功能，促进蛋白质、糖原合成，克服肿瘤耐药性,增强对抗药癌的敏感性以及对中枢神经系统的镇静作用。在这些研究基础上，合成了保肝作用最强的五味子丙素结构类似物，相继研制出两种抗肝炎新药联苯双酯（DDB）和双环醇（bicyclol）。本文对五味子木脂素类成分的结构与药理活性关系以及两种新药的创制做一综述。

灯盏细辛是著名的传统中药，全草用于治疗脑血管病中风及其后遗症偏瘫有良好疗效的中药材。自20世纪80年代，已开发了两种制剂（片剂和注射剂）在临床上用于治疗脑栓塞、脑血栓形成、脑血栓引起的瘫痪、冠心病、心绞痛、急性肾功能衰退以及肾变病综合症等。在临床上有很好疗效。为此，灯盏细辛已收载于2005年版《中华人民共和国药典》一部。自1992年始，我们再次对灯盏细辛的化学和活性成分进行了深入研究，发现了一系列二咖啡酰基奎宁酸酯类化合物同样为其主要活性成分，这些酚性成分为：1,5-，3,5-和4,5-二咖啡酰基奎宁酸和飞蓬酯乙等。为此，我们研发了包括灯盏乙素和上述系列酚类化合物为有效部位的、名"灯盏细辛酚"的注射液。已于2007年7月完成III期临床研究，正在申请新药证书。经临床研究表明，与同类药物相比是起效快、对重症病人疗效尤为显著、总有效率达98%以上的，有效成分清楚，质量可控，疗效确切的新一代制剂。

本文综述了我国特有的粉花绣线菊复合群7个变种化学与生物学研究，以新生物碱的发现为起点，从二萜与二萜生物碱化学结构、化学转化、化学合成、仿生合成与生源途径、植物化学分类与生物地理、生物活性等方面阐明了相关的科学问题，从宏观、微观层次形成了较系统的学术观点。

质量控制是保证中药安全、有效的重要基础。体内代谢研究可以为阐明中药的治病机制提供依据。本文以蟾酥为例,讨论了当前中药质量控制及体内代谢研究存在的主要问题和解决办法:认为把中药指纹图谱的全面指认与多指标成分定量相结合是有效控制中药质量的可行途径;液相色谱2质谱联用技术(LCPMS) 将在中药化学研究、体内代谢研究等方面发挥重要作用;中药的化学指纹图谱应与药理活性相关联,从而建立合理的中药质量评价体系;结构修饰对基于天然产物的新药发现具有重要意义。

分子梭在分子开关、分子逻辑门、信息存储等领域有着潜在的应用价值，是超分子化学领域的研究热点之一。本文综述了光驱动分子梭的研究进展：重点举例介绍了荧光光谱识别法和圆二色光谱识别法这两种识别光驱动分子梭位置状态的方法；阐述了构建光驱动轮烷分子梭的新型方法学，包括光驱动环糊精[2]轮烷和[1]轮烷分子梭的定向合成，举例介绍了光间接驱动的轮烷分子梭，以及光驱动[3]轮烷型分子梭和分子梭聚合物；举例说明了光驱动分子梭的功能性应用，用光驱动分子梭来模拟分子水平的逻辑门，研究光驱动分子梭体系中的能量传递机理，以及非溶液态的光驱动分子梭；并对分子梭今后的发展做了展望。

二氧化钛纳米管由于其特殊的结构和优异的性能，在很多领域都有着重要的应用前景。阳极氧化法是制备二氧化钛纳米管的一种主要方法。近来，在阳极氧化法中使用有机电解液来制备二氧化钛纳米管取得了非常显著的效果。与传统的水溶性电解液相比，其深宽比和光电转换效率有了很大的提高。本文主要介绍了二氧化钛纳米管的阳极氧化原理以及有机电解液在阳极氧化法中对二氧化钛纳米管生长过程的影响。

本文综述了制备TiO₂薄膜的各种方法，详细介绍了阳极氧化法制备TiO₂多孔膜的进展，在非含氟电解液体系中，对纯钛进行阳极氧化处理可制得表面呈无规则生长的多孔膜结构；在含氟电解液体系中，则可自组织形成高度有序的TiO₂纳米管阵列，并指出阳极氧化法是可在常温低压下进行、操作工艺简单、薄膜性能稳定、再现性好的一种最具工业化应用潜力的制备方法。

铜铁矿结构p型透明导电氧化物(transparent conducting oxide, TCO)薄膜是一类在电子学领域具有广泛应用前景的新材料，因其可与n-TCO薄膜形成真正意义上的“透明器件”而备受关注。本文介绍了铜铁矿结构p-TCO的结构特性以及溶胶凝胶法的基本原理和特点；系统地介绍了溶胶凝胶法制备铜铁矿结构p-TCO薄膜的工艺；分析比较了有机醇盐、无机盐溶胶体系的优缺点；最后讨论了进一步的发展方向，指出溶胶凝胶法是一种高效可行的制备p-TCO薄膜的方法。

由于金纳米棒颗粒独特的可调的表面等离子共振特性，使得金纳米棒颗粒在纳米复合材料和功能化纳米器件的构建、纳米生物技术、生物医学等领域具有广泛而重要的应用前景。本文综述了金纳米棒颗粒的生物检测、细胞成像和癌症的光热治疗方面的最新研究进展，并介绍了金纳米棒颗粒的光学性质和金纳米棒颗粒和几种主要的表面修饰方法，对金纳米棒颗粒在生物应用过程中存在的主要问题进行了讨论。

一维铁磁金属纳米材料不但具有普通纳米粒子的各种特殊效应，而且具有独特的形状各向异性和磁各向异性，是构筑新型电磁功能材料的重要组元，在高密度磁记录、敏感元器件、电磁波吸收、催化剂、医学和生物功能材料等领域具有重要的应用。本文以一维铁磁金属纳米材料的制备技术为评述线索，重点论述了一维铁磁金属纳米材料的形貌参数（包括直径、长度、长径比），晶面取向等微观结构的调控方法以及结构对磁性能的影响规律，指出发展新型的一维铁磁纳米材料的结构控制方法，研究一维材料的定向排布及组装技术，并从更深层次揭示一维结构与性能的关系以及开发一维铁磁纳米材料在各领域的实际应用是未来研究的主要发展方向。

近年来含能盐和含能离子液体由于其独特的性质而受到广泛关注。本文综述了多种含能盐和含能离子液体（阳离子包括三唑、四唑、双环唑、六次甲基四胺等；阴离子包括硝酸根、高氯酸根、硝基唑、叠氮根、四硝基铝、多腈基化合物、二硝基尿素等）的合成；结合其表征结果分析了阳离子上的取代基以及阴阳离子对它们的性能如熔点、生成焓、密度等的影响。对含能盐和含能离子液体在炸药和推进剂方面的应用进行了展望。

近几年葫芦脲和其衍生物由于其特殊的结构与性质已引起的密切关注。本文综述了葫芦脲的最新研究进展，包括葫芦脲分子及其衍生物的分子设计与合成，与聚电解质形成主链（准）聚轮烷和侧链（准）聚轮烷，与其他有机客体小分子相互作用形成轮烷和准轮烷，以及葫芦脲分子及其衍生物在囊泡、二维聚合物、色谱固定相、生物体以及药物缓释方面的最新应用。

聚酰亚胺（PI）是一类重要的高性能聚合物，广泛应用在航空航天、微电子、汽车、石油等高科技领域。由于其结构上的可设计性，世界上越来越多的研究者投入到这类高技术材料的研究开发中。本文分别从可溶性PI的分子设计与合成、功能性PI的合成与用途、PI绿色合成方法、PI纳米复合材料的制备4个方面综述了近年来PI的研究热点和新进展，为了解聚酰亚胺的研究提供了有价值的信息。

红外光谱以高选择性、无破坏性以及高超的分辨和实时跟踪能力成为从分子水平研究液晶聚合物的的重要分析手段，而偏振二向色技术、时间分辨步扫描技术和二维相关分析技术的发展进一步提高了红外光谱分析复杂液晶聚合物的能力。本文介绍了传统傅里叶变换红外光谱及各种新型光谱分析技术（主要是二维相关技术）对液晶聚合物材料表征的研究进展，特别是对于液晶聚合物分子氢键、共聚和共混物相容性以及外场（温度、电场、光场、应力场）作用下液晶分子取向等的研究，并分别进行了具体的应用实例分析。

由于安培检测具有的高灵敏度、低成本、低能耗、易集成化便携化、与微加工技术匹配等特点，芯片毛细管电泳-安培检测系统（μCE-AD）的研究近年来得到人们广泛的关注。本文结合本课题组的研究工作，对近年来μCE-AD的研究进展进行评述；重点讨论了近年来在芯片的设计、集成化电极的制备、消除分离电压的干扰等方面的进展；同时介绍了利用分离电场拓展检测范围、阵列电极和阵列通道、化学修饰电极的应用、新型进样技术和试样预处理等方面的新成就；最后展望了未来μCE-AD的发展趋势。

纳米电化学生物传感器是将纳米材料作为一种新型的生物传感介质，与特异性分子识别物质如酶、抗原/抗体、DNA等相结合，并以电化学信号为检测信号的分析器件。本文简要介绍了生物传感器的分类和纳米材料在电化学生物传感器中的应用及其优势，综述了近年来各类纳米电化学生物传感器在生物检测方面的研究进展，包括纳米颗粒生物传感器，纳米管、纳米棒、纳米纤维与纳米线生物传感器，以及纳米片与纳米阵列生物传感器等。

化学氢解法具有脱卤、脱氮、脱硫、脱芳构化等作用，目前的研究表明该方法对环境中的许多重要污染物都具有还原去除效果，包括卤代化合物、硝基芳香化合物、有机硫化合物、多环芳烃等有机污染物，以及硝酸盐、硫酸盐、氮氧化物、二氧化硫、重金属等无机污染物。为此，本文综述了氢解还原方法降解各类污染物的研究现状，分别介绍了上述各种污染物氢解还原的脱除机理以及影响因素的作用机制，基于绿色化学的要求分析了氢解还原方法的技术优势，从提高氢解效率和节能的角度提出了今后的研究方向。

固体氧化物燃料电池(SOFC) 要长期可靠运行,必须具有较高的稳定性。本文从SOFC 内阻的主要来源出发,详细分析了影响电池长期稳定性、特别是引起性能衰减的主要因素,并研究其衰减机理。通过对电解质、阴极、阳极及连接材料等关键材料的选择及性能稳定性进行分析,系统论述了阴极与其它材料的相互反应、阳极性能变化以及连接材料表面氧化层等诸多引起SOFC 性能衰减的不利因素。在氧化、还原气氛和密封效果等方面对电池长期稳定性的影响也进行了阐述。通过对电池性能衰减的原因及其衰减机理进行分析,对于SOFC 长期运行稳定性、进而商业化应用具有一定的理论和实际意义。

非对称混合电池/混合电容器（asymmetric hybrid electrochemical cell/capacitor, AHEC）的发展源于电动汽车、电子存储设备、家用电气、航天航空设备等对高能量密度和高功率密度储能装置的需求。AHEC具有较长的循环寿命、较低的自放电性能和高于电池的功率密度、高于电容器的能量密度。本文对非对称电池/电容器的发展历史做了简短的介绍，重点讨论了研究现状和存在的问题，并对今后的发展方向进行了评述。

新型质子交换膜的研究主要集中在Nafion膜的化学或物理改性、化学合成材料的更新以及新型的生物材料燃料电池用质子交换膜的研发。本文对燃料电池用质子交换膜近3年的研究进展做了综述，并对PEMFC质子交换膜的发展前景进行了探讨与预测。

富马酸是一种重要的平台化合物和精细化学品，广泛应用于材料、医药、食品及饲料添加剂等领域，市场潜力巨大。利用可再生生物质为原料发酵生产富马酸符合当前社会对绿色环保、健康安全及可持续发展的总体需求。本文对发酵生产富马酸的常见根霉菌及其代谢机理进行了评述，并详细讨论了营养成分、菌体形态、pH控制及产物分离回收技术等对富马酸生产强度和生产成本的影响。随着科技的不断发展，应用各种新兴手段不断改良现有菌种及工艺，必将实现发酵法生产富马酸的大规模工业化。