血液中乙醇濃度檢測的開放性實驗教學(xué)

孫茂 ，吳丹

1.空軍軍醫(yī)大學(xué) 1DNA分型中心，陜西西安 710032；2.基礎(chǔ)部生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室，陜西西安 710032

血液中乙醇濃度檢測的開放性實驗教學(xué)

孫茂1,2，吳丹1

1.空軍軍醫(yī)大學(xué) 1DNA分型中心，陜西西安 710032；2.基礎(chǔ)部生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室，陜西西安 710032

目的探索開放式實驗教學(xué)在法醫(yī)毒物分析實驗中的應(yīng)用效果。方法 設(shè)血液中乙醇濃度檢測為開放式實驗內(nèi)容，由學(xué)員自行設(shè)計實驗內(nèi)容、自己動手操作、結(jié)果分析、并最終提交實驗報告，由指導(dǎo)教師進行講評。結(jié)果 通過對血液中乙醇濃度檢測的自行實驗設(shè)計，學(xué)員更好地掌握了實驗原理、步驟和開發(fā)實驗的設(shè)計等相關(guān)理論知識。結(jié)論 該學(xué)習(xí)方式能有效培養(yǎng)學(xué)員的動手能力和分析解決問題能力，是提高學(xué)員綜合素質(zhì)的有效途徑。

法醫(yī)；毒物分析；開放性實驗；乙醇檢測；血液

目前高校的法醫(yī)實驗課教學(xué)多是封閉的，并且受理論教學(xué)的約束，在有限的學(xué)時內(nèi)仍以驗證性實驗為主，教學(xué)的目的也是為了驗證所學(xué)理論知識的正確性，這種教學(xué)模式對提高學(xué)員的創(chuàng)新能力極為不利[1-2]。該課題組面向臨床專業(yè)五年制大二學(xué)員開設(shè)了法醫(yī)學(xué)選修課教學(xué)，其中法醫(yī)毒物分析實驗的教學(xué)一直采用開放性實驗的教學(xué)方式，通過轉(zhuǎn)換教學(xué)主體，比起常規(guī)教學(xué)更多培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新能力。

學(xué)員通過開放性實驗學(xué)習(xí)，不僅增強了實驗操作能力，更加通過查閱大量的文獻并設(shè)計出可行的實驗方案，極大培養(yǎng)了學(xué)員分析問題和解決問題的能力。下面以血液中乙醇濃度檢測實驗教學(xué)為例，初步探討開放性實驗在法醫(yī)毒物分析實驗教學(xué)中的運用。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

試劑：色譜乙醇、色譜叔丁醇、純凈水（二級）、乙醇標(biāo)準(zhǔn)儲備液（濃度為：10 mg/mL）和叔丁醇儲備液（濃度為：5 mg/mL）；儲備液4℃冰箱保存，建議6個月之內(nèi)用完，不同濃度的工作液均由儲備液稀釋而來，建議3個月之內(nèi)用完。

氣體：氮氣（N2，純度≥99.999%）、氫氣（H2）和空氣（Air）。

儀器：Agilent 7890B氣相色譜儀，配有火焰離子化檢測儀（flame ionization detector，F(xiàn)ID）和 Agilent 7697A頂空自動進樣器。

實驗教學(xué)中所需血液樣本、試劑和儀器等由DNA分型中心提供。

1.2 實驗設(shè)計

學(xué)員以小組為單位，每組3名，自行設(shè)計實驗。（1）資料查閱：學(xué)員利用課余時間，通過互聯(lián)網(wǎng)、三大全文數(shù)據(jù)庫（維普網(wǎng)、萬方醫(yī)學(xué)網(wǎng)和中國知網(wǎng)）和圖書館等方式查找資料，資料包括圖書、期刊、會議文獻、學(xué)位論文和專利文獻等形式；（2）查閱筆記撰寫：查閱的資料，學(xué)員可以按不同的內(nèi)容進行分類摘錄，如進展、研究方法、實驗方法和研究結(jié)果等，并可加上學(xué)員自己的批注。（3）實驗設(shè)計：以小組為單位，充分討論前期資料，設(shè)計實驗方案，應(yīng)遵循3個基本原則：①對照性原則：實驗中設(shè)立對照組；②單因子變量原則；③平行重復(fù)原則：為了避免實驗過程中的偶然性，相同的條件下的平行重復(fù)實驗后，出現(xiàn)相同的結(jié)果，更有說服力和科學(xué)性。（4）方案指導(dǎo)：指導(dǎo)教師審閱學(xué)員的設(shè)計，并給予宏觀的啟發(fā)式指導(dǎo)和鼓勵；（5）實驗報告和總結(jié)：實驗結(jié)束后，學(xué)員每人提交1份詳細的實驗報告，總結(jié)得失，提出自己對實驗改進的建議。

1.3 樣本處理

用移液器取血液樣本0.15 mL于樣品瓶內(nèi)，再加入30 μg/mL 0.5 mL叔丁醇，蓋上硅橡膠墊，用密封鉗加封鋁帽，混勻，待測[3]。

1.4 進樣設(shè)置

頂空自動進樣器設(shè)置：溫度：傳輸線110℃和定量環(huán)115℃；時間：樣品瓶加壓0.1 min，樣品瓶加熱平衡9min，定量環(huán)平衡0.05 min，定量環(huán)充滿0.1 min，加熱箱溫度68℃，進樣時間 1 min。

氣相色譜儀設(shè)置：石英色譜柱DB-ALC2（長度：30 m，內(nèi)徑：0.32 mm，膜厚：1.2 μm），柱恒溫 50℃，檢測器溫度250℃，進樣口溫度150℃，N2和H2的流速均為40mL/min，Air流速為 420 mL/min[4-5]。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線

配制乙醇濃度為 0.1、0.2、0.5、0.、1.0、2.0、3.0 mg/mL的水溶液，每一濃度點取2份，以乙醇與內(nèi)標(biāo)叔丁醇的峰面積比（A乙醇/A叔丁醇）為縱坐標(biāo)（Y），乙醇濃度為橫坐標(biāo)（X），計算回歸方程（Y=aX+b）和相關(guān)系數(shù)，繪制乙醇標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.6 數(shù)據(jù)分析

計算雙樣相對相差，不超過5%，計算公式中C1和C2分別是兩份平行樣本定量測定的濃度，C是兩份平行樣本定量測定的濃度的平均值。

2 實驗結(jié)果

2.1 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

通過2.5濃度設(shè)定，以乙醇與內(nèi)標(biāo)叔丁醇的峰面積比（Y）對乙醇濃度（X）做標(biāo)準(zhǔn)曲線，見表1，為 Y=1.100 5X-0.006 6，R2=0.999 9。

表1 不同濃度乙醇數(shù)據(jù)列表

2.2 血液樣本乙醇的檢測情況

該實驗GC色譜圖中，乙醇的保留時間是1.515 min，叔丁醇的保留時間是2.029 min，見圖1，最高乙醇濃度為84 mg/mL，最低為22 mg/mL；雙樣相對相差均小于5%。

圖1 乙醇和叔丁醇的GC色譜圖

3 討論

在法醫(yī)毒物分析實驗教學(xué)中，引入開放性實驗教學(xué)，以研究性學(xué)習(xí)為核心，促進學(xué)員實踐技能的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，同時培養(yǎng)學(xué)員的團隊協(xié)作意識和創(chuàng)新精神，大大提高了學(xué)員的分析問題和解決問題的能力[6-8]。該課題組開展開放性實驗教學(xué)多年，總結(jié)起來目前仍存在的問題如下。

3.1 重視程度不足

由于考核制度和教學(xué)觀念的原因，學(xué)員擔(dān)心開放實驗會過多占用理論課的學(xué)習(xí)時間，導(dǎo)致學(xué)員參與實驗的積極性和主動性不高，甚至敷衍應(yīng)付。

3.2 設(shè)備保養(yǎng)任務(wù)重

在開放實驗中指導(dǎo)教師直接參與指導(dǎo)的力度減少，不同學(xué)員的操作技能、知識水平存在較大差異，更容易造成設(shè)備的損壞，使得對設(shè)備的維護保養(yǎng)任務(wù)更重，難度更大。

3.3 實驗的評定

開放性實驗的評定包括兩方面，一方面是對實驗客體的評定，主要是對實驗內(nèi)容的評估；另一方面是對實驗主體的評定，主要是對學(xué)員實驗?zāi)芰Γ貏e是綜合能力、創(chuàng)新能力等方面的評估。由于開放性實驗中指導(dǎo)教師無法在實驗的全過程中進行監(jiān)督，因此也無法正確區(qū)分學(xué)生綜合能力的高低，只能通過學(xué)員實驗報告和教師印象為主要依據(jù)進行考核，目前很多教師只采用了“合格”或“不合格”兩檔進行成績評定。

為了解決以上問題，更好地開展開放性實驗，建議①明確開放性實驗中指導(dǎo)教師的作用；②建立開放性實驗教學(xué)新體系，深入研究開放性實驗教學(xué)方法，精選教學(xué)的內(nèi)容。③重新制定開放實驗室管理辦法，應(yīng)明確實驗室開放的模式（如：教學(xué)時間上的開放、教學(xué)場地上的開放或教學(xué)內(nèi)容上的開放等），實驗室開放后的組織和管理、實驗室開放的經(jīng)費等，其中設(shè)備管理辦法、消耗品領(lǐng)用辦法和實驗室安全規(guī)定等一系列規(guī)章制度也是必須完善的；④逐步建立健全開放性實驗激勵機制，充分利用情感激勵、動機激勵、興趣激勵和目標(biāo)激勵等方式激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)和探索的興趣。總之，法醫(yī)毒物分析實驗的開放教學(xué)目前還處在積累經(jīng)驗階段，如何完善教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，還需進一步的探索和優(yōu)化，最終形成規(guī)范的課程標(biāo)準(zhǔn)。

[1]劉秋玲,黃斌,趙虎,等.培養(yǎng)應(yīng)用型法醫(yī)學(xué)創(chuàng)新人才的實驗教學(xué)探討[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育,2013(9):850-852.

[2]顧芝亞,羅承良,張明陽,等.基于培養(yǎng)科研素養(yǎng)的高校法醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)改革[J].教育現(xiàn)代化,2015(12):145-147.

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[4]廖林川,金鳴.法醫(yī)毒物分析實驗指導(dǎo)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社,2008:40-42.

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[6]黎春紅.開放性實驗教學(xué)與應(yīng)用型人才培養(yǎng)關(guān)系研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報,2010(3上半月刊):170-172.

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[8]洪軍,胡建業(yè),王福梅.基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的開放性實驗教學(xué)在生物專業(yè)的實踐[J].實驗室科學(xué),2013(1):71-73.

R7

A

1672-5654（2017）11（b）-0087-02

10.16659/j.cnki.1672-5654.2017.32.087

第四軍醫(yī)大學(xué)教學(xué)改革研究項目（JG201609）。

孫茂（1985-），男，山西太原人，碩士，助理實驗師，研究方向：分子生物學(xué)、遺傳代謝病診斷和法醫(yī)毒物分析，E-mail：sm060075@fmmu.edu.cn。

2017-08-16）