基于科研平臺的天然藥物化學實驗課程改革思考

王超 霍曉奎 張寶璟 黃珊珊 馬驍馳

大連醫科大學藥學院 遼寧大連 116044

基于科研平臺的天然藥物化學實驗課程改革思考

王超 霍曉奎 張寶璟 黃珊珊 馬驍馳

大連醫科大學藥學院 遼寧大連 116044

天然藥物化學實驗課程是我校藥學專業、臨床藥學專業本科學生所開設的藥學專業課程。本教研室具有完善的天然藥物科研平臺，包括多位具有豐富天然藥物研發經驗的教師，多種現代科研儀器，健全的數據庫資源等。本文針對如何將本校天然藥物科研平臺的軟件資源與硬件儀器設備等融合到本科學生的天然藥物化學實驗課程進行了改革探索，以期提高學生實驗內容的先進性與多樣性，進一步提高學生對本學科的認知，培養其自主設計實施能力與創新思維。

科研平臺；天然藥物化學實驗課；先進性；多樣性

天然藥物是藥物的一個重要組成部分，自古以來，人類在與疾病的斗爭過程中，通過以身試藥等途徑，對天然藥物的應用積累了豐富的經驗。在我國，中藥即為天然藥物的重要成員，與中醫一起構成了中華民族文化的瑰寶。天然藥物化學是運用現代科學理論與方法研究天然藥物中的化學成分的一門學科。其研究內容包括天然藥物的化學成分（主要是生物活性成分或藥效成分）的結構特點、物理化學性質、提取分離方法以及主要類型化學成分的結構鑒定、結構修飾等，還將涉及主要類型化學成分的生物合成途徑等內容[1]。該學科具有知識更新快、操作實踐性強、技術手段多樣等特點，因此實驗課在教學中就是一個重要的環節。實驗教學的目的不僅僅要學生掌握實驗的基本知識和方法、驗證和強化專業理論知識、訓練學生的基本實驗技能，提高學生的動手能力和分析問題解決問題的能力，而且還要培養學生的科學思維、科學素養、科學作風乃至科學世界觀，為將來進行科學研究和工作打下堅實的基礎。

天然藥物化學實驗課程是我校藥學專業、臨床藥學專業本科學生所開設的藥學專業課程。它的任務是以驗證方式來強化鞏固理論教學內容，培養學生提取、分離、純化及鑒定天然藥物中的有效成分的基本實驗技術，從而提高學生的分析問題、解決問題的能力，培養天然藥物研發的創新能力，為從事新藥研發和初步的科學研究工作奠定基礎。

綜合目前全國多數高校及我校天然藥物化學實驗課程的教學內容，我們將藥學或中藥學專業學生所接受的天然藥物化學實驗課程簡單概括如下：1.實驗對象為經典、傳統中草藥，包括大黃、槐花米、補骨脂、丹參、穿心蓮、甘草、柴胡、金銀花、漢防己、苦參、黃連等藥材。2.實驗內容局限于易于實施的實驗操作，如藥材中化學成分的提取、萃取、PH梯度萃取、重結晶、定性鑒別以及物理化學性質測定。分析當今的天然藥物化學實驗課程，具有一些不可忽視的弊端，如不能完全應對天然藥物化學理論課程內容，不能涉及到最新的科研熱點、實驗操作手段簡單、實驗思路單一等。眾所周知，隨著時代的進步與發展，科研技術水平在不斷提高、科研儀器也再快速更新換代，作為未來科研領域生力軍的大學生也應接受到與當今科研水準接軌的實驗課程教育。鑒于色譜、波譜技術的發展，已有部分教育工作者開展了天然藥物化學實驗課程的改革探索。[2-6]

本教研室多數教師具有從事天然藥物研發的經驗，主持負責多項國家自然科學基金項目、省級科研項目等，發表了數十篇SCI科研論文。同時，本教研室具有進行系統的天然藥物研究的儀器設備，如分析型HPLC、制備型HPLC、大型藥材粉碎機、旋轉蒸發儀、質譜儀等。因此，結合上述完善、成熟的科研平臺，本課題擬利用自身優勢，融合科研平臺的優勢資源，對我校天然藥物化學實驗課程內容進行改革探索，引入先進的觀點、技術、思路及儀器，拓展實驗內容涉足的領域，在保留天然藥物化學實驗課程傳統性的基礎上提高其先進性與多樣性，培養出實踐經歷豐富、思維活躍、適應新時代需求的高素質專業人才。

1.科研平臺軟件資源的融合利用

科研平臺軟件資源的融合利用：針對我校藥學專業、臨床藥學專業的本科學生講解多個中英文數據庫的使用（CNKI、維普、萬方、百鏈、PubMed、SciFinder），以及天然藥物相關的科研雜志（中國中藥、中草藥、天然藥物化學、藥學學報、Journal of Natural Products、Organic Chemistry、Planta Medica等）。在此基礎上，要求每個五人小組于每堂課的前十分鐘講解其小組查閱的相關文獻內容，以鞏固培養其自主獲取知識的能力。同時，介紹天然藥物研究的最新熱點領域、新技術、新方法以及新成果。講述國家食品藥品監督管理局頒布的關于天然藥物的相關政策、法規以及中國藥典的使用（重點是涉及天然藥物的一部）等。該部分改革內容初步實施結果顯示，學生的學習熱情與積極性顯著提高。

2.科研平臺儀器設備的融合利用

更新我校本科學生天然藥物化學實驗課程的傳統操作方法，將平臺所具備的分析型高效液相、制備型高效液相、全自動旋轉蒸發儀、冷凍干燥機等儀器設備引入到實驗操作過程中。

3.基于科研平臺的實驗內容多方向拓展

針對傳統的實驗課程內容（化學成分的提取、分離與理化鑒定），結合天然藥物化學領域的系統研究思路，拓展實驗課程內容。

a.化學成分的波譜學解析：將科研平臺已有的相關化學成分的波譜數據提供給本科學生，讓其進行分析。可以培養學生對波譜圖的直觀認識，誘發其對未知事物的探索興趣。b.主要活性成分的結構修飾：眾所周知，針對天然藥物中的含量較高的活性成分進行的結構修飾，也是天然藥物化學實驗的重要研究內容。因此，利用現有的實驗條件設計簡單易于實施的結構修飾內容，以進一步拓展學生對天然藥物化學實驗內容的認知。例如，將大黃中的蒽醌類成分進行甲基化，槐花米中的蘆丁、槲皮素類成分進行乙酰化等。c.傳統的實驗內容主要是利用藥材中的酸堿性成分設計了一系列的梯度PH萃取的分離方式，較為復雜的實驗設計是選擇了硅膠柱層析純化化學成分。除此之外，天然藥物研發過程中還會經常使用大孔吸附樹脂，SephadexLH-20，聚酰胺，ODS等多種色譜材料。因此，改革傳統實驗方法，引入多種色譜材料甚至先進的新型材料至關重要。

4.團隊協作完成既定課題的設計與實施能力的訓練

將本班學生按照5人/組進行分組，分別設定不同的實驗課題，安排12學時的設計與實施時間，在教師的協助下完成課題的實驗設計與實施。設計與實施過程中，可以與老師進行交流，咨詢實施過程中出現的相關問題。通過該部分實驗，期望培養學生的自主思考能力與團隊合作精神。

結論

在我國，天然藥物化學相關課題的研究進入了前所未有的高潮。相關研究成果在世界范圍內占據著舉足輕重的地位。隨著國家科研投入的快速增加，科研人員的素質，科研設備儀器以及科研環境等都得到了完善與改進，成熟的科研平臺正在逐步形成。如何將寶貴的科研平臺資源充分利用到人才培養，是值得教育工作者思考的問題。本文對于利用本校自身的科研平臺改革本科學生的天然藥物化學實驗進行了思考與探索，將先進的儀器設備、實驗理念，多樣性的實驗內容等引入到實驗過程中，以提高學生對本學科的認知，培養其創新思維。

[1]吳立軍主編.天然藥物化學,第6版,人民衛生出版社,北京,2011.

[2]藍文健,王軍,成志毅,尹勝,陳燁,王日康.研究型教學模式在天然藥物化學實驗教學中的應用與實踐.繼續醫學教育,2013,27(11):90.

[3]康文藝,王金梅,關愛民,馮文平,王海燕.自主設計法在天然藥物化學實驗教學中的應用.藥學教育,2011,27(3):55-57.

[4]游林紅,劉焰,揭晶,吳杰,李威.對天然藥物化學實驗有效教學的思考.理論前沿,2014,3,30.

[5]劉玉鳳,王保國,崔曉秋,郭永恩.多環節促進天然藥物化學實驗教學.衛生職業教育, 2014, 32(5): 90-91.

[6]廖彭瑩.淺談天然藥物化學設計性實驗教學方案的構建與實施.2014,16 (174):108-109.

大連醫科大學本科教學改革研究項目(DYLX15021; DYLX15025)