淺談高效液相色譜課程的教學改革與實踐

趙文惠 張 慧 陳春麗 李新霞

新疆醫科大學藥學院，新疆 烏魯木齊 830011

淺談高效液相色譜課程的教學改革與實踐

趙文惠 張 慧 陳春麗 李新霞

新疆醫科大學藥學院，新疆 烏魯木齊 830011

高效液相色譜課程是一門實踐性很強的課程，其中如何更好地使用高效液相色譜儀進行科學研究實驗，提高學生的科研創新能力顯得極為重要。文章總結了傳統高效液相色譜課程教學中存在的問題，通過開設任意選修課、開放實驗室、以研究問題為中心，開設綜合性、設計性實驗由淺入深的進行高效液相色譜儀器實踐教學課程，激發學生的科研興趣，培養學生獨立進行科學實驗研究的能力，提升高效液相色譜實驗教學的整體質量和水平，取得了良好的效果。

高效液相色譜;教學改革;實驗創新

隨著科學技術的突飛猛進和國家經濟建設的快速發展，高效液相色譜作為一種重要的分離分析技術，需求和應用越來越廣泛，特別是在加入世貿組織以后，越來越多的技術標準、產品標準與國外對接，高效液相色譜法的應用越來越多，分析技術也越來越普及。［1］

學校分析測試中心自2001年成立以來，目前擁有一批當代先進的分析儀器，這些儀器在從事科學研究和儀器分析演示教學中發揮了重要作用。其中應用學科最廣、使用頻率最高的是高效液相色譜儀。目前本中心共有11臺高效液相色譜儀。如何充分利用測試中心的所有的高效液相色譜儀器，以普及該儀器的教學與使用為基本手段，有效的提高大學生運用HPLC儀器進行科學研究的科研創新能力，同時進一步提高本科生的實際動手操作技能及研究生熟練掌握開發該儀器的使用功能。建立一套系統、漸進的實踐教學新體系。經過幾年的教學改革與實踐，取得了較好的效果。

1 高效液相色譜儀器教學中存在的問題

高效液相色譜法 (High Performance Liquid Chromatography，簡稱HPLC)是分離分析混合物最有效的方法。廣泛應用于各個領域:醫藥、環保、石化、生命科學、食品工業、農業等。該儀器分析是一門具有多學科交叉性、發展性和前沿性的學科。只有充分認識其課程特點，才能突破教學及教學改革中的難點。

HPLC儀器課程理論性和實踐性很強。儀器分析理論較抽象，儀器結構復雜，理論學習涉及的相關學科較多。測試中心在接待前來要求使用該儀器的測試者時，發現大多數測試者的操作技能幾乎為零，所以本中心人員承載著繁重的儀器培訓任務。首先這是由于目前教學方法單一，以傳授—強化—記憶為過程的填鴨式傳統教學的基本特點是“以教師為中心”，教師講、學生聽。這種教學模式難以保證教學的質量與效率，不利于培養具有創新精神和實踐能力的人才。其次是理論教學與上機實驗脫節，儀器分析課選擇開出的實驗多數為演示型或驗證型，學生只要按實驗講義進行實驗，學生不必也不會主動利用課堂知識來完成實驗，其結果是學生動手不動腦。第三，HPLC儀器課時少，儀器操作機時少。這些年學校擴招，班級容量太大，每個實驗組的學生人數大于35人，學生多儀器少，不利于每個學生親自動手學習HPLC儀。很多時候儀器分析實驗課變成“參觀儀器”。第四，分析儀器幾乎每十年就有一個新的突破。HPLC儀的使用與功能開發和科研結果有著非常密切的關系。HPLC儀的教學體系未能跟上分析儀器的發展，因此HPLC儀器原理基礎理論教學和實驗教學急待完善、充實、深化與提高，根據教學大綱的要求，本課程要開設高效液相色譜的實驗課程，以提高學生們的動手能力［2，3，4］。

2 高效液相色譜儀教學改革與實踐

為解決HPLC儀器分析課程目前教學中存在的問題，在本中心負責人的帶領下，充分利用測試中心的HPLC儀器的集中管理和使用，通過全校范圍分層次、跨學科、跨專業開展由淺入深的HPLC儀器實踐教學課程，激發學生的科研興趣，培養學生獨立進行科學實驗研究的能力，提升實驗教學的整體質量和水平。

2.1 開展任意選修課，對儀器進行現場培訓

2008年開始在全校范圍內以任意選修課的形式開設“高效液相色譜儀及聯用技術”，結合掛圖對儀器進行現場短期培訓。每3人一組用一臺儀器，每組樣品不同。通過對具體樣品的定性定量分析，掌握高效液相色譜儀的適用范圍、儀器的基本原理、儀器的組成、基本理論參數、定性定量的方法，并計算樣品的含量、寫出完整的分析報告;課后及時總結學生的反饋信息，調整教學。基本達到普及高效液相色譜儀的使用，更新擴展學生的實踐動手能力的目標。目前本中心已經面向全校開展的現代儀器技能培訓反映良好，有利于該儀器的應用普及。

2.2 開放實驗室，積極鼓勵學生申報大學生創新實驗項目

實驗室是培養大學生實驗技能，鍛煉大學生親自動手能力，進行科研活動的重要場所。對進行科研活動的大學生開放實驗室，鼓勵學生獨立動手上機操作，獨立完成儀器的操作。在教師的指導下，學生根據自己的科研要求，學生可以利用業余時間以小課題為問題中心參與該儀器的學習，自主進行實驗。本中心在進行高效液相色譜儀技能培訓時，積極鼓勵學生申報大學生創新實驗，在本中心老師的指導下，已經有6項通過立項并順利結題。同時本中心鼓勵更多的學生參加教師科研課題組，在“學中教，教中學”，師生受益頗大。

2.3 以研究課題為中心，開設綜合性、設計型實驗

中心工作成立以來，接待的大多測試者是研究生，他們迫切要求掌握HPLC的使用與開發研究。如何在研究生階段讓學生完成該儀器的從文獻調研、實驗設計、復雜樣品前處理、柱子與流動相的選擇，方法學的考察，結果分析等環節建立完整的儀器的使用與研發，提高學生的科研創新能力是我中心急需解決的一個問題。

我們根據測試中心現有的設備提出了設計實驗的內容，針對傳統儀器分析實驗使用“三定式”的教學模式:實驗技術路線及方案固定、實驗結果已知或固定、規定有限的時間內完成，轉變為以HPLC現場培訓為依托、以解決實際問題為中心、開設綜合性、設計型實驗，有效的提高研究生運用現代大型儀器進行科學研究的科研創新能力。

為了抓好學生操作的規范性，注重實驗過程。對研究生實行多元化的考核體系:考核內容分為4部分:①系統適應性實驗:包括理論板數、分離度、拖尾因子，重復性占20%。②方法學考察:包括線性方程、相關系數、線性范圍設計，精密度實驗設計、回收率實驗設計占30%。③樣品測定:包括樣品前處理、測定峰面積、測定結果及計算占15%。④儀器操作及報告:包括預習、原始記錄、實驗報告、操作規范占35%。

第一部分考核基本理論參數概念:通過學生實驗得出的色譜圖，要求計算理論板數、分離度、拖尾因子，重復性，加深對HPLC系統適用性的認識與理解。第二部分分別考核標準曲線方程、相關系數、線性范圍，這部分實驗由學生以小組為單位討論設計好方案后，經過老師指導分析后開始實驗，研究生通過對樣品的前處理→配制對照品儲備液→根據設計好的線性范圍稀釋對照品→樣品經微孔濾膜過濾后進樣→儀器采集數據后計算得出峰面積→求出標準曲線方程、相關系數、線性范圍。設計該項實驗時指導學生先利用“外標1點法”確定樣品的大致濃度，再做設計，以便樣品實際濃度落在線性范圍內。精密度實驗設計，該項主要考核學生對精密度概念的掌握;回收率實驗設計，該項也是由學生設計，但學生普遍反映不知如何設計高、中、低具體濃度，本人總結的“三步走”很好的解決了這個問題:第一步:根據線性范圍確定中濃度，比如:線性范圍為5－100μg，則中濃度設定為50μg。第二步:根據中濃度和藥典規定 (本底與加入值1∶1)確定樣品的本底值，則本底值設定為25μg。第三步:根據線性范圍濃度的1/3、1/2、2/3確定各濃度加入值，則低濃度加入5μg，中濃度加入25μg，高濃度加入45μg。第三部分考核數據的處理與計算規范性。第四部分考核學生課前預習及查閱相關文獻，實驗課開始之前，單獨安排2節理論課，主要講授HPLC儀器的理論知識、實驗安排和考核要求，每次上課前，交一份預習實驗報告或文獻，該項占10%;強調原始記錄的重要性:每人必須有原始記錄本，規范其記錄的內容和形式。通過這四部分考核，要求學生注重實驗的過程，實驗的每一部分環環相扣，在實驗中培養學生嚴謹的邏輯思維和使用HPLC儀器時課題方案設計的思路。達到了良好的效果。

2.4 注重學術交流，積極參加相關HPLC儀器的講座

在本中心和學院定期、不定期開展研究生課題有關效液相色譜儀的匯報與學習交流，形成濃厚的儀器學術交流氣氛。積極參加各大公司高效液相色譜儀的講座，及時了解儀器發展的最新動態。通過大量的課題研究及交流，培養具有創新科研能力和具有解決問題能力的高素質人才。

3 結語

通過任意選修課普及HPLC儀器在全校的教學應用，達到物盡其用;通過開放實驗室及大學生創新實驗項目培養本科生相關專業學生的使用HPLC儀器的實踐動手操作能力、使學生進入實習點后可以獨立操作HPLC儀器，同時總結分析實驗結果，提高學生的動腦能力和科研創新能力;通過以研究課題為中心，開設綜合性、設計型實驗，提高研究生的科研創新能力、利用HPLC儀器系統全面的分析解決問題的能力，從復雜樣品的前處理→儀器的操作維護及故障的排除等系統深入的學習，使研究生熟練掌握開發該儀器的使用功能。通過在本中心和學院開展研究生課題有關效液相色譜儀的匯報與學習交流，形成濃厚的學術交流氣氛，有利于培養具有創新科研能力和具有解決問題能力的高素質人才。

通過本項目的研究，建立分析測試中心教學科研服務的運行模式，充分發揮我校HPLC分析儀器在高素質、高技能人才培養方面的作用，提升我校畢業學生的就業競爭力。

［1］陳立仁，蔣生祥.高效液相色譜基礎與實踐 (第一版)［M］.北京科學出版社，2001:4－6

［2］陳麗華.通過實驗教學提高學生的綜合素質［J］.實驗室研究與探索，2003，22(3):12－13.

［3］謝友寶.大型綜合性創新實驗設計研究［J］.實驗室研究與探索，2005，24(12):70－71.

［4］李少玲.實施開放實驗，提高學生素質［J］.實驗室研究與探索，2006，25(12):1569－1570.

R193

A

1007－8517(2012)02－0049－02

趙文惠 (1972－)，女，碩士，講師，研究方向:新藥研究。E－mail:whzhao2006@163.com。

李新霞 (1968－)，女，博士，教授，碩士生導師，研究方向:藥物分析。E－mail:lxx6668@163.com。

2011.11.19)