1、动 物 药 学 专业 天 然 药 物化 学 的 实 验教 学 及毕业设计 盛尊来 朱妍 李艳华 陈俭 清 陈雪 英 丁 文雅 东 北 农业 大 学动 物 医学 学 院 摘 要： 实验教学是动物药学专业教学体系的重要组成部分, 而天然药物化学实验教学 在天然药物化学实验课、 综合大实验课及毕业设计中都发挥着重要的作用。 根据 此三个教学阶段各自的特点, 笔者采用保留经典验证性实验及优化综合性实验 的方法安排天然药物化学实验课教学, 指导学生将设计性实验安排到综合大实 验课教学中, 并对如何实施教学进行了阐述。 经实践, 学生对天然药物化学实验 的掌握及运用能力得到了普遍提高, 取得了良好的教学效
2、果。 关键词 ： 天然药物化学; 实验教学; 实验课; 综合大实验; 毕业设计; 作 者简 介： 盛尊来 (1979-) , 男, 副教授, 博士, 研究方向为中兽药药效物质 基础及作用机制, . 基 金： 黑龙江省高等学 校教改工程项目 (JG2013010138) 天然药物化学是动物药学专业的专业基础课, 主要研究天然药物化学成分的性 质、提取分离、结构鉴定方法以及天然药物的生物活性及构效关系等1。通过 实验教学能使学生进一步理论联系实际, 掌握天然药物化学实验的基本技能, 提高学生分析问题和解决问题的能力, 并有助于培养学生严谨的科学态度和良 好的工作作风2。天然药物化学实验具有周期长、
3、操作繁琐、试剂消耗量大、 产品产率低 的特点; 因此, 选择适当的实验内容并合理安排教学是实验教学的关 键问题。 经多年的实验教学, 笔者对天然药物化学实验内容的安排积累了一定的 经验, 并取得了良好的效果。 学生在完成相关的实验时, 能够很好地掌握和应用 天然药物化学的实验技能。 1 天然药物化学实验 课的教学 天然药物化学实验课的内容是学生从事天然药物化学科研工作的基础, 需要在 实验课教学中重视学生综合素质的培养;而实验内容的选取至关重要, 它直接关 系着实验教学的效果。 本着由浅入深的原则, 在实验课早期应选取相对简单、 实验现象明显、 重复性好的基础性实验。 经参考已出版的 天然药物
4、化学实验指导 , 经过本实验室验证, 选择了3 个验证性实验及 3 个综合性实验。 1.1 保留 经典验 证性 实验, 注 重学 生基本 实验技 能的 培养 验证性实验不仅可以进一步巩固理论知识, 并且可以提升实验技能, 是将理论 与实践相结合的重要手段。 同时在实 验过程中能使学生掌握常规仪器的操作方法, 培养学生良好的实验习惯, 为综合性实验及设计性实验的运用奠定坚实的基础 3 。 薄层层析技术操作容易、 花费少, 并可用于天然药物化学成分的定性、 定量分析 及制备分离小量样品;纸层析技术具有类似的作用, 可以用来分析极性大的成 分。 因此, 平面色谱在天然药物化学实验中被广泛应用, 这两
5、个实验作为验证性 实验被选在本科教学中。 高效液相色谱 (HPLC) 技术目前已被广泛应用于药学的 教学科研中, 其定性、定 量分析较薄层色谱具有很高的优势。因此, 将HPLC 样 品的前处理、 流动相的选择、 等度洗脱、 梯度洗脱等内容作为验证性实验被安排 在实验课教学中。 在验证性实验考核方法上, 为使学生养成良好的实验习惯, 将 实验操作是否规范作为验证性实验的重要考核指标, 并结合实验结果及实验报 告综合评价验证性实验的成绩。 1.2 改进 综合性 实验, 以 适应 教学需 要 综合性实验涉及的内容广, 能够将多个实验技能有机结合, 有利于扩展学生的 知识面, 培养学生的学习兴趣, 调
6、动学生学习的主动性4。在教学中将经典的 实验加以创新, 使原来耗时很长的实验在教学中得以开展, 例如“大黄中游离 蒽醌的提取分离及鉴定 ”实验, 由于该实验重现性好并且涵盖的知识点多, 被 多个实验教材所选取;但原实验方法一般需要 10 h 左右, 难以在1 d 的实验课中 完成。 笔者经过实验摸索, 采用酸水双相提取法代替传统的回流提取, 不仅缩短 了实验时间, 而且提高了游离蒽醌的产率, 使该实验在实验教学中能够顺利开 展, 同时还让学生意识到不同实验方案对整个实验的影响。 2 综合大实验课的教 学 综合大实验课是东北 农业大学动物药学教学体系中的一门必修课程, 实验课时 量大, 能够进行
7、较深入的实验教学研究, 有利于学生创新能力的培养5。 因此, 针对耗时量大, 并且在平时实验课教学中难以开展的设计性实验, 可将其安排 到综合大实验课中。 2.1 查阅 文献 首先向学生介绍如何应用学校图书馆的各种数据库查阅文献, 然后将学生分组 并指定学生的实验题目, 让每组学生根据各自的题目独立查阅相关文献, 并做 好文献记录。 2.2 确定 实验方 案 通过查阅文献, 找出 不同提取分离方法, 充分认识每种方法的优缺点, 并对各 个环节可能出现的难点、注意事项, 需要着重观察的现象做出提示; 然后由各组 学生分别细化实验路线, 锻炼学生综合实验能力。 2.3 实验 方案的 实施 在1 周
8、的实验中, 由各组学生独立完成, 教师针对在实验过程中出现的问题与 学生讨论, 并引导学生利用以前学过的理论知识分析问题、 解决问题。 学生要做 好实验记录, 并对问题进行分析, 探讨导致结果不一致的原因。 经过提取、 分离 等过程, 每组学生均得到纯度较高的产品, 并通过薄层色谱、HPLC 法对其纯度 进行检测。 2.4 实验 报告的 撰写 设计性实验报告由组内学生共同完成, 对所采取的实验方法与文献报道的方法 进行对比, 从实验周期、 产率、 耗材等多个方 面进行比较, 阐述所采用方法的优 缺点。 教师对每组实验进行综合评价, 并分别归纳、 总结各组实验, 让学生充分 认识到实验设计的缺点
9、及不足, 进一步提升其学习及解决问题的能力。 3 天然药物化学的毕 业设计 毕业设计是动物药学专业重要的教学环节, 在指导教师的指导下, 学生需要通 过2 个月的时间完成实验设计、 实验实施、 毕业论文的撰写。 天然药物化学作为 动物药学的一门专业课, 在毕业设计中占有非 常重要的地位, 现以完成指导的 一项毕业设计为例简述实施过程。 3.1 根据 毕业课 题内 容需 要选 择实验 方案 毕业设计能体现学生在整个大学中的综合学习及运用能力, 往往需要多学科交 叉完成。 在指导学生毕业设计时, 应充分了解毕业设计涉及到的天然药物化学的 实验内容。 例如针对 “诃子抗腹泻实验的研究及有效部位化学成
10、分分析 ”课题项 目, 根据整体实验需要, 针对诃子的提取采用了在天然药物化学实验中常用的 两种方法 煎煮法、 乙醇回流法。 首先确 定抗腹泻药效好的提取物, 进一步 采用极性梯度萃取的方法将提取物分成几个极性段;其次确定诃子抗腹泻的有效 部位;最后对有效部位的化学成分采用液质联用 (LC-MS) 方法进行分析, 确定 有效部位的主要化学成分。天然药物化学在此毕业设计中占有 50%以上的比重, 其实验技术贯穿在整个毕业设计中。 3.2 天然 药物化 学实 验在 毕业 设计中 的实 施 由于以天然药物化学为核心的毕业设计目的多是为获得活性成分, 所以在进行 提取、 富集等实验中, 并不以获得最高
11、提取率为目的, 而应以快速筛选出最佳活性的提取物为目的。 例如在诃子抗腹泻有效部位研究的整个实验设计中, 并未考 察最佳的提取工艺, 仅通过简单的水煎煮及乙醇回 流确定出水提物具有明显的 抗腹泻作用, 节省了实验时间, 并使学生了解了应根据实验目的采用合适的实 验方法。在有效部位确定中, 水煎液的乙酸乙酯萃取部位为抗腹泻的有效部位, 使学生掌握了采用极性梯度萃取法来确定有效部位的方法, 初步了解天然药物 化学实验技术在药学研究中的应用。 3.3 实验 总结 毕业设计实验结束后, 先让学生独自进行实验总结, 然后指导教师再进一步完 善。 培养学生养成良好的科研习惯、 思维方式及敏锐的实验现象观察
12、能力, 最终 实现综合实验技能的提高。 4 小结 天然药物化学的实验教学是整个药学教学中不 可或缺的重要环节, 通过实验课 教学、 综合大实验教学、 毕业设计教学, 使学生从基础实验学习到综合实验训练, 再到设计性实验得以锻炼, 逐步提高学生对天然药物化学的学习运用能力。 通过 系统的实验教学, 使天然药物化学理论知识得以巩固, 使理论与实践有机结合, 激发了学生的学习热情, 提高了综合的实验技能, 为全面提高学生动手能力、 思 维能力等科研素质奠定了基础。 参考文献 1 梁东, 李晓红, 王 恒山.制药工程专业天然药物化学教学研究与实践J.教 育教学论坛, 2016 (3) :104-105. 2 徐力生, 张立明, 赵云生, 等.天然药物化学梯度实验教学模式的实践与评 价J.西北医学教育, 2015, 23 (3) :472-475. 3 陈改敏, 龚如东, 翁何霞, 等.天然药物化学整体教学改革初探J. 中医药 管理杂志, 2014, 22 (2) :209-210. 4 布秀娟, 刘畅.药学 综合性实验教学的探讨J.黑龙江医学, 2015, 39 (7) :846-847. 5 盛尊来, 李继 昌, 李艳华, 等.动物 药学 专业课程 联合实验 教学 研究初探J. 黑龙江畜牧兽医, 2010 (06 上) :156-157.
