《武汉工程大学学报》 2010年07期
9-14
出版日期：2010-07-31
ISSN:1674-2869
CN:42-1779/TQ
芬太尼类反恐活性化合物数据库的研制
0引言自20世纪六七十年代，恐怖主义逐渐被国际社会所关注，尤其是9.11事件的发生，标志着恐怖主义和反恐斗争进入一个新的发展阶段.近些年来，各国纷纷研制各种反恐活性化合物，这类特殊的化合物能够使突发事件中的人员短暂的昏迷，但不致死亡，过后所有生理功能恢复正常，对于处置劫机事件、劫持人质、国内动乱和暴乱非常有效，能够从根本上震慑恐怖分子.早在20世纪60年代初，比利时人Janssen等首次报道了新型强效镇痛药芬太尼，此后对该类药物的研究引起了极大的关注［16］.芬太尼是著名的高效镇痛药，具有镇痛强度高、作用迅速和持续时间短等特点.2002年10月，俄罗斯史无前例地使用芬太尼衍生物处理莫斯科大剧院人质事件，成功结束了一场人质危机事件，但由于毒性和副作用太大，仍造成118人死亡.美国拟用的反恐活性化合物二苯羟乙酸奎宁酯（QNB或BZ），起效太慢，目前难以用于反恐现场.芬太尼及其衍生物在近年来得到了很大的发展，从芬太尼、舒芬太尼、阿芬太尼到瑞芬太尼，而且这类的衍生物将越来越多，但对于该类化合物还没有系统的、完整的总结，也没有合理的分类.前期我们在多媒体技术和数据库制作有了一定的基础［7］.为了更好的研究芬太尼类反恐活性化合物，以发现活性更高、效果更好、副作用更小的化合物，笔者建立了芬太尼类反恐活性化合物数据库.芬太尼反恐活性化合物数据库收集了中英文文献1 000余篇，涵盖中国期刊网、维普数据库、万方数据库、SciFinder Scholar，Springer Link，Elsevier Science Direct等外文数据库，欧洲专利、美国专利、中国专利等专利文献，这些文献涉及芬太尼类化合物的合成、药理作用、活性数据、光谱学数据等.后续新文献和新数据信息可以随时补充到数据库中.该数据库的建立为开发和发现新的高活性的反恐化合物提供了基础.1数据库系统结构设计1.1系统架构芬太尼类反恐活性化合物数据库是利用基于ACCESS2007的数据源，通过VC++6.0编写的数据库管理应用程序，二者通过ODBC进行连接实现.其具体结构如图1所示.图1系统架构图
Fig.1System Architecture1.2Access数据库简介Access是Microsoft Office办公套件中一个极为重要的组成部分.Microsoft Access使您容易得到所需信息，并提供强大工具，可以帮助您组织和共享您的数据库，以便您和您的工作组能作出更好的决策，快速找到可靠答案，通过Internet共享信息，建立更快更有效的解决方案.Microsoft Access具有以下的一些特点：a. 在Web上管理和共享信息；b. 在Internet中加入交互式报告；c. 把动态数据拖到网页上；d. 工作方式流程化；e. 优良的改进界面；f. 在数据表视图中浏览相关记录；g. 对所选记录作特殊的格式化；h. 与SQL Server无缝集成［812］.1.3ODBC简介ODBC(Open Database Connectivity)是“开放数据库互连”的简称，是一种使用SQL的应用程序接口(API)，是微软公司开放服务结构(WOSA，Windows Open Services Architecture)中有关数据库的一个组成部分，它建立了一组规范，并提供了一组对数据库访问的标准API（应用程序编程接口）.这些API利用SQL来完成其大部分任务.ODBC本身也提供了对SQL语言的支持，用户可以直接将SQL语句送给ODBC.ODBC最大的优点是能以统一的方式处理所有的数据库，用它生成的程序与数据库或数据库引擎是无关的.ODBC可使程序员方便地编写访问各DBMS厂商的数据库的应用程序，而不需了解其产品的细节.一个完整的ODBC由下列几个部件组成：应用程序(Application)、驱动程序管理器(Driver Manager)、数据源.应用程序要访问一个数据库，首先必须用ODBC管理器注册一个数据源，管理器根据数据源提供的数据库位置、数据库类型及ODBC驱动程序等信息，建立起ODBC与具体数据库的联系.这样只要应用程序将数据源名提供给ODBC，ODBC就能建立起与相应数据库的连接.在ODBC中，ODBC API不能直接访问数据库，必须通过驱动程序管理器与数据库交换信息.驱动程序管理器负责将应用程序对ODBC API的调用传递给正确的驱动程序，而驱动程序在执行完相应的操作后，将结果通过驱动程序管理器返回给应用程序.在访问ODBC数据源时需要ODBC驱动程序的支持.ODBC是为调用关系数据库提供统一途径的一类API，由于它适用于许多不同的数据库产品，因此是服务器扩展程序开发者们理所当然的选择.通常提供的标准数据格式包括有SQL Server、Access、Paradox、dBase、FoxPro、Excel、Oracle以及Microsoft Text的ODBC驱动器.如果用户希望使用其他数据格式，则需要安装相应的ODBC驱动器及DBMS.用户使用自己的DBMS数据库管理功能生成新的数据库模式后，就可以使用ODBC来登录数据源.第7期弓亚玲，等：芬太尼类反恐活性化合物数据库的研制
武汉工程大学学报第32卷
1.4反恐活性化合物数据库设计根据反恐活性化合物的特点及其主要的组成信息，笔者采用了简单的单表设计方案，即数据库仅包含一张数据信息表，各个信息间没有相应的逻辑内在关系.这种设计方式非常简单，便于日后数据库管理人员的维护和操作.如图2所示，表中的每一“行”即代表一条输入的有效信息.每条信息包括11条属性，即表中的“列”，分别是：CA登记号、分子式、CA检索名、其它名称、分子量、活性及其参考文献、物化性质、作者、期刊名、出版年月和结构式及图谱.其中以CA登记号为属性的主键，即每一条信息有独立的且唯一的CA登记号属性.结构式及图谱的图片格式内容以某一独立的文件名存放在制定的位置，而在数据表中仅以其文件名作为这一属性的输入内容.在利用查询软件时，系统会自动根据表中结构式及图谱属性中的文件名去相应的位置查找并打开对应的图片.数据库结构及其内容如下图2所示.
图2数据库结构及其内容
Fig.2Database structure and content2文献的收集与整理2.1文献的收集近两年来，我们陆续通过网络数据库和书籍等各种途径，收集了有关芬太尼类化合物的中英文文献1 000余篇，涵盖中国期刊网，维普数据库，万方数据库，SciFinder Scholar，Springer Link，Elsevier Science Direct 等外文数据库，欧洲专利、美国专利、中国专利等专利文献，这些文献涉及芬太尼类化合物的合成、药理作用、活性数据、光谱学数据等.在此基础上我们对这些文献进行了整理分类，其英文文献约600［1319］篇，中文文献约300［2023］篇，专利文献约100［2426］篇.2.2信息的录入和整理初步整理文献后，按照预先讨论决定的数据库中需要提供的信息，我们开始对这近600篇文献进行信息采集.提取出每篇文章的论文题目、作者、期刊名、发表时间、卷（期）、页、并收集该论文中涉及芬太尼类化合物的CAS登记号、结构式、谱图、物理性质（包括熔点，沸点等）、活性数据（相对吗啡的活性或IC50等），并将其录入到Access的数据库中，化合物的结构式或图谱以图片格式存储.3反恐活性化合物数据库查询系统
开发该反恐活性化合物数据库是利用ODBC作为数据源和查询系统之间的桥梁.MFC提供了三种ODBC类供编程人员使用，分别是：CDatabase数据库类、CRecordSet记录集类和CRecordView可试记录集类.在系统建立了程序和数据源之间的联系后.编程人员需指定数据库表为对应的ODBC类.接下来就可以使用相应的类函数对数据库进行操作.三种ODBC类中，CRecordSet记录集类是编程人员最关心的，因为它为用户提供了对表记录进行操作的许多功能，如查询记录、删除记录、添加记录和修改记录等.反恐活性化合物数据库查询系统的主要功能就是在此基础上根据使用人员的要求编写相应的功能从而开发出来的.3.1反恐活性化合物数据库的安装反恐活性化合物数据库的主要安装步骤如下：（1）复制数据库文件.将文件夹中的“反恐活性化合物数据库”文件夹整体复制到根目录下.（2）复制库文件.将三个.dll库文件复制到C:\\WINDOWS\\system32目录下.（3）添加ODBC数据源.进入“控制面板”，选择“切换到经典视图”，进入“管理工具”，双击“数据源（ODBC）”图标，系统打开如图3所示的对话框.单击“添加”按钮，在如图4所示的对话框中选择“Driver do Microsoft Access(*.mdb)”，单击“完成”按钮.在弹出的如图5所示的对话框中的“数据源名”中输入“反恐活性化合物数据库”，单击“选择按钮”，选择“C:\\反恐活性化合物数据库“中的”反恐活性化合物数据库.mdb，一路确定即可.（4）复制查询系统文件.将应用程序复制到任何目录，双击其中“DEBUG”文件夹下的“反恐活性化合物数据库.exe”即可运行.图3ODBC数据库管理器
Fig.3Database Manager图4创建新数据源
Fig.4Create a new data source图5添加反恐活性化合物数据库
Fig.5Add antiterrorism database active compounds3.2反恐活性化合物数据库的使用安装完反恐活性化合物数据库后，就可以进行使用了.双击程序运行图标后，数据库程序启动，弹出如图6所示的启动对话框.图6反恐活性化合物数据库启动界面
Fig.6Start antiterror database interface active compounds在对话框的任何一处，单击鼠标左键，进入数据库程序的主界面，如图7所示.
图7数据库程序主界面
Fig.7Database program main interface3.2.1查询条件设定本数据库查询的主要方式有CA登记号、CA检索名、其他名称以及作者查询.用户只要在单击相应的按钮，便可激活相应的对话框，输入查询信息的关键字，如图8所示.图8查询信息输入对话框
Fig.8Query information input dialog设定完成后单击按钮即可确认，单击按钮放弃.确定后，回到主界面，滑动鼠标或者滚轮，系统在中将显示用户输入的查询条件.
3.2.2查询用户指定好查询条件后，单击按钮，即可开始查询.在已有查询结果的基础上，指定新的查询条件，单击按钮，可以在已有的查询结果上进行二次查询.查询的结果会在列表框中加以显示，如图9所示.同时，会将第一条反应的的详细信息显示在下面的各种编辑框中.用户还可以选择每条信息前面的序号进行双击，来显示该条信息的详细资料.图9查询结果显示
Fig.9Query results单击按钮，系统会自动打开相应的图谱或结构式图片.
3.2.3其他功能单击按钮，弹出如图10所示的对话框，用户可以将查询到的结果保存为文本文档.图10结果保存对话框
Fig.10Save dialog box results连接并设定好打印机后，单击按钮，如自动打印出查询结果.4反恐活性化合物数据库特点芬太尼类化合物作为μ阿片受体激动剂，具有强大的镇痛作用，可缓解各种原因引起的急慢性疼痛，但有明显呼吸抑制，恶心，呕吐，便秘等副作用，长期使用易致耐受性、依赖性和成瘾性.为了研究开发效果更好，副作用更小的化合物，有必要对芬太尼化合物进行进一步探索，本数据就是基于这些原因而开发的.本数据库收集了2 500个芬太尼类化合物，其内容包括这些化合物的重要参考文献，还涉及该类化合物的CAS登记号，名称，物理性质，活性数据和光谱数据.反恐活性化合物数据库具有以下几个特点：a.记录的条数多，该数据库收录了一共2 500条记录，基本包括所有的芬太尼类化合物；b.记录的信息比较全面，该数据库分别记录了重要的参考文献，包括年卷期，发表时间，杂志名称，页码等，而且还记录了化合物的名称、CAS登记号、物理性质、活性数据以及谱图信息等.c.方便、快捷、实用.本数据库提供了快速的检索功能，检索途径包括CAS登记号检索， CA名称检索，作者检索和其它名称检索四种途径，并提供了二次检索功能，用户可以非常方便的检索信息，检索到需要的信息后，用户还可以进行报表存储和打印.d.人机界面友好，操作简便，用户可以非常方便的实现数据信息的检索和存储等功能.反恐活性化合物数据库的建立将为更多从事反恐活性化合物研究的研究人员提供专业的、便捷的检索查询服务，促进新的反恐活性化合物的合成开发及应用.由于时间仓促，本数据库也存在一些不足之处，如活性数据和光谱数据需要进一步补充，该数据库涉及到的个别记录存在重复现象，数据库界面需要进一步美化等.反恐活性化合物数据库的后续完善工作正在进行中.