中醫藥院校制藥工程專業《制藥分離工程》課程的創建研究

魯文慧　張煒煜　楊波

摘要：創建適合中醫藥院校的《制藥分離工程》教學理念、教學內容、教學方法，加強實驗教學，培養高素質、綜合性藥學人才。

關鍵詞：制藥分離工程；教學內容；教學方法；實驗教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）51-0160-02

制藥分離工程是一門研究藥物的提取、分離與純化的理論和技術的學科，集成了化學分離、生化分離和中藥分離，對新藥開發和臨床治療水平的提高具有重要意義。隨著藥物品種的日益多樣化、藥物分子結構的日趨復雜及藥物質量標準的愈來愈科學嚴格，制藥分離過程將在整個制藥過程尤其在中藥制劑方面顯示出前所未有的重要地位。該課程最早開設在南京大學，被列為制藥工程專業四大核心課程之一。我校2008年開設此課，為滿足中醫藥綜合型人才的培養目標，在合理借鑒綜合性院校成功教學經驗的基礎上，嘗試創新，融入中醫藥特色，對教學內容和教學方法進行了科學的整改。

一、課程定位清晰準確

《制藥分離工程》是一門專業基礎課，是聯系基礎課和專業課的橋梁，應發揮好承上啟下的作用。本課程在大三上學期開課，學生已經系統學習了《基礎化學》，牢固掌握了過濾、萃取、結晶、電泳等分離方法的原理和基本操作，能夠靈活運用過濾方法得到澄明溶液、用結晶方式得到較純凈的合成產物、用萃取方法除去有效成分中的水溶性雜質，為本課程奠定了堅實的基礎。與本課程同步開課的還有《物理化學》《化工原理》和《天然藥物化學》，《物理化學》中的“相平衡”原理是雙水相萃取和反膠束萃取的理論基礎，《化工原理》中的“物料計算”是本課程中“能耗計算”的重要基礎，《天然藥物化學》中的各有效成分間化學性質的差異是將其分離的最基本條件。因此，在教學過程中應恰當采用案例教學或問題式教學等方法引入交叉學科知識，加深學生對各種分離原理的理解，培養學生將所學分離方法應用于實際案例，為接下來要學習的《藥劑學》和《制藥工藝學》提供合格的原料藥物，形成連續的思維體系。

二、優化教學內容，引入學科前沿知識

《制藥分離工程》涵蓋了分離技術的所有門類，內容繁多，與化學、化工等多門課程有交叉，并且涉及很多枯燥的原理、設備、流程等內容，必須精練教學內容、增加案例，使每一個分離單元操作變得靈活生動，又能設法將各種分離技術巧妙地結合應用。例如，萃取過程的學習，以諾貝爾講獲得者屠呦呦發現的“青蒿素”為例，給學生布置問題，為何青蒿水煎無效？而其乙醚提取物對瘧原蟲的有效率達100？并由此引發學生對提取溶劑、提取溫度的討論，進而引入青蒿素的初步純化路線：黃花蒿粗粉→20倍石油醚30℃恒溫振蕩24小時→活性炭脫色→減壓回收→75%乙醇重結晶→白色針狀晶體，將多種分離方法巧妙結合。

課程組還積極將各種新型分離技術充分整合到了教學內容中，尤其突出中藥提取和中藥制藥方向特色，包括：雙水相萃取、液膜萃取、反膠團萃取、超臨界流體萃取、毛細管色譜分離、分子蒸餾、毛細管電泳、親和純化、細胞破碎和分離、泡沫分離以及半仿生提取法等。同時鼓勵學生查閱文獻，更多地接觸新事物和新技術，關注學科領域發展，追蹤知識前沿，拓寬視野，使學生受到現代科學技術的熏陶，培養科研興趣。

三、改進教學方法，加強工程意識的培養

在以往的教學模式中，由于學生沒有在藥廠生產的直接體驗，對制藥生產的工藝流程沒有立體的印象，無法想象各種分離設備的串接和理論計算在生產應用中的實際意義等具體問題，所學的理論知識在短期內無法應用于實踐。因此在制藥分離工程課程教學中，我們力求從工程角度啟發學生，逐步培養學生觀察問題、分析問題和解決問題的能力，加強理論和實踐的結合，有意識地幫助學生建立工程意識。如超臨界流體萃取技術，是一種新型提取分離技術，由于分離純度高、綠色環保等特點，在制藥行業中廣泛應用，這一技術在《中藥化學》課程中作為次重點僅簡單介紹了分離原理，在《制藥分離工程》課程中，我們以銀杏葉作為提取對象，采用超臨界流體萃取技術提取分離其總黃酮，目標使學生掌握超臨界流體萃取技術的工藝控制。教學實施過程如下：（1）帶領學生簡要回顧銀杏葉中的黃酮類成分（槲皮素等）的結構特性：親脂性較強；（2）根據藥物特性選擇超臨界流體：二氧化碳；（3）以多媒體圖片形式展示超臨界萃取設備：升壓裝置、換熱器、萃取器、降壓閥、分離器，核心部分是萃取器和分離器；（4）以流程圖的形式講解升壓提取、降壓解析的具體過程及影響提取效率的工藝參數；（5）以視頻形式展示超臨界萃取的操作過程；（6）讓學生對提取分離工藝提出改進意見。圍繞著具體工程實踐展開教學，并通過恰當的問題設置，既調動了學生的學習興趣，促進了思考，使對課程內容的理解不斷深入，如果問題的難度適中，多數學習可以正確解答，對他們也將是一種積極的鼓勵，激勵他們將理論知識更好地應用到實踐中。

四、理論與實踐相輔相成

實踐教學是實現人才培養目標的重要手段，對提高學生的綜合素質，培養學生的動手操作能力和動腦思考能力，提高學生創造性思維能力，使學生成為一個復合型人才具有不可替代的作用。理論教學對實踐教學具有指導意義，先進的理論可使實踐事半功倍，同時實踐教學也可以反饋理論教學、強化理論教學的教學效果。理論與實踐合理配合可以保證教學過程的高質量完成。為此，我們不斷研究實驗內容，改革實驗模式，優選兩項實驗項目：（1）設計性實驗——超臨界流體萃取銀杏葉總黃酮：對理論課上重點講解的教學內容進行深入學習，在實踐中，充分尊重學生的主體地位，充分發揮其想象力和創造力，由學生自行設計實驗方案，然后由指導教師對方案進行點評修改，師生共同討論后得到最優工藝，進行實踐操作。（2）創新型實驗——雙水相萃取分離螺旋藻中藻藍蛋白：雙水相萃取是一種較新型的分離，由于不適用有機溶劑，因此環保安全。螺旋藻是當今非常流行的保健食品，以聚乙二醇4000和硫酸鈉作為雙水相成相物質，富集分離藻藍蛋白，收率可達87%，分離效果良好。在本次實驗過程，學生第一次發現兩種用水作為溶劑系統的溶液在混合時出現上下分層，感到非常新鮮，對新型分離技術的充滿了好奇。

五、改革考試模式

《制藥分離工程》具有交叉學科多、基礎理論難、實踐應用性強等特點，傳統的閉卷考試，側重學生的記憶能力，不能考查學生應用本課程解決實際問題的能力，因此，對教學模式進行改革，開展更多樣的考核方式，課堂上討論、互動、隨堂測試，課下布置習題、作業，實驗課上進行預習、操作和實驗報告的全程考核，期末考核時讓學生進行實踐演練，給出某一粗提取物，讓學生在已有知識的基礎上，查閱文獻設計方案得到純度更高的提取物，如人參皂苷的純化等。在八年的教學過程中，這種多樣化的考核模式，深受學生的喜愛，也充分激發了學習熱情，增加了學習的目標性，顯著提高了教學水平。

六、小結

《制藥分離工程》是一門實踐性很強的學科，其教學內容應緊密圍繞制藥過程中的基本分離單元操作，同時要融入最新科技進展，重視工程意識的培養，密切結合交叉學科，開展案例式、啟發式、問題式教學，理論聯系實踐，創建多樣化考核模式，努力激發學生的學習興趣、培養創新精神、培育高素質的藥學人才，為發展振興制藥行業奠定基礎。今后，我們還需要不斷地完善教學內容，及時將分離技術領域及相關交叉領域的最新科研成果及時引入教學；積極研究和探索新的教學方法，繼續深化分離工程設計理念、加強課程之間的連續性；加強實踐教學環節與制藥生產的一致性，不斷探索適應人才培養需求的教學模式。

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