藥物化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探

陳文騰 應(yīng)華洲

【摘要】藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是藥學(xué)本科專業(yè)中的重要課程之一，該課程實(shí)踐和應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，本文以培養(yǎng)創(chuàng)新型藥學(xué)專業(yè)人才為目標(biāo)，從藥學(xué)專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)出發(fā)，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面對(duì)藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)這門課程的教學(xué)改革進(jìn)行實(shí)踐探索。

【關(guān)鍵詞】藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn) ?設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) ?教學(xué)改革 ?創(chuàng)新能力

【中圖分類號(hào)】R91-4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）18-0187-01

藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是一門重要的實(shí)訓(xùn)課程，但是傳統(tǒng)藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式主要是以某領(lǐng)域中代表性藥物，對(duì)其常規(guī)的合成路線進(jìn)行驗(yàn)證，并對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析。一般在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)開始前，有研究生助教對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)試，實(shí)驗(yàn)講授教師對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行講解和適當(dāng)?shù)牟僮餮菔荆磻?yīng)條件相對(duì)穩(wěn)定、單一，使得藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的整體實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與有機(jī)化學(xué)專業(yè)的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)區(qū)分度不明顯，在發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性、激發(fā)學(xué)生對(duì)新藥研發(fā)興趣、培養(yǎng)藥學(xué)創(chuàng)新型人才方面略顯不足。當(dāng)然部分高校在藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課上做了相關(guān)改革，也取得了一定的成效，如我們前期為了響應(yīng)學(xué)校對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求，對(duì)藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行了教學(xué)改革，縮減了部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增設(shè)了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，[1]通過查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)反應(yīng)路線、架構(gòu)儀器、制定實(shí)驗(yàn)方案、監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)度、PPT演示、實(shí)訓(xùn)匯報(bào)、操作技能考核等各個(gè)環(huán)節(jié)的綜合考核，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、藥物化學(xué)基本操作技能、分析解決問題和科研創(chuàng)新能力。

1.傳統(tǒng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

由于實(shí)驗(yàn)課程的課時(shí)和本科生所具備的基本知識(shí)有限，對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中藥物合成路線的選擇提出了挑戰(zhàn)。我們往往只能從一些關(guān)鍵中間體出發(fā)，以1或2步完成最終產(chǎn)物的合成工作，且相關(guān)合成反應(yīng)類型也是前期驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中有所涉略的，難以滿足學(xué)生了解藥物化學(xué)領(lǐng)域的新合成技術(shù)。

2.創(chuàng)新型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革探索

2.1固相合成技術(shù)在藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的教學(xué)優(yōu)勢(shì)

固相合成法由于最初的反應(yīng)物和產(chǎn)物都是連接在固相載體上，因此可以在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行自動(dòng)化操作，可以避免因手工操作和物料重復(fù)轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生的損失;同時(shí)固相載體共價(jià)相聯(lián)的肽鏈處于適宜的物理狀態(tài)，可以通過快速的抽濾、洗滌未完成中間體的純化，避免了液相合成中冗長(zhǎng)的重結(jié)晶和柱層析步驟，同時(shí)可以避免中間體分離純化時(shí)的大量損失，產(chǎn)物很容易分離;加入過量的反應(yīng)物可以獲得高產(chǎn)率的產(chǎn)物。固相合成技術(shù)在藥物研發(fā)領(lǐng)域、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域等表現(xiàn)出顯著的優(yōu)越性并且在生物制藥及蛋白質(zhì)工程中有廣闊的應(yīng)用前景。固相合成作為一種藥物研發(fā)領(lǐng)域的新技術(shù)，更能提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和對(duì)專業(yè)的系統(tǒng)了解。

2.2引入固相合成的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，更新教學(xué)內(nèi)容，與時(shí)俱進(jìn)

固相合成技術(shù)的合成順序一般時(shí)從C端（羧基端）向N端（氨基端）合成，為了防止副反應(yīng)的發(fā)生，參加反應(yīng)的氨基酸側(cè)鏈都是保護(hù)的，羧基端是游離的，并且在反應(yīng)之前必須活化，相比傳統(tǒng)的合成方法，通過固相合成方法的實(shí)施可以讓學(xué)生掌握樹脂的選擇、活化，氨基、羧基、側(cè)鏈的保護(hù)和脫除以及多肽鍵的合成。

在此次設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在任課老師的指導(dǎo)下，在相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)（Scifinder， 中國(guó)知網(wǎng)，萬(wàn)方等中英文數(shù)據(jù)庫(kù)）和專利等對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行檢索，可以使學(xué)生掌握固相合成的載體類型，反應(yīng)溶劑選擇，反應(yīng)類型的適用性，反應(yīng)模塊中的保護(hù)基選擇、脫保護(hù)的方法，反應(yīng)終點(diǎn)的確定以及產(chǎn)物從載體上的切除、沉淀和純化。通過系統(tǒng)的文獻(xiàn)檢索，一方面可以提高學(xué)生閱讀和整理中英文文獻(xiàn)的能力，另一方面可以在整理和分析文獻(xiàn)的基礎(chǔ)，比較文獻(xiàn)中各個(gè)實(shí)驗(yàn)路線的優(yōu)劣，設(shè)計(jì)出符合本課程的實(shí)驗(yàn)方案，并以實(shí)驗(yàn)原理、所需的試劑、實(shí)驗(yàn)操作步驟、可能副反應(yīng)的預(yù)測(cè)等為匯報(bào)內(nèi)容，做出PPT在課堂上與老師同學(xué)討論，確定擬采用的實(shí)驗(yàn)方案。

在完成討論后，學(xué)生根據(jù)討論后的實(shí)驗(yàn)方案開展實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中，記錄實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，觀察反應(yīng)變化，通過少量樹酯切除LC？鄄MS分析判斷反應(yīng)終點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生采用1H NMR， LC？鄄MS， IR， MP等分析手段來(lái)對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)鑒定，最后通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫，PPT總結(jié)匯報(bào)制作、演講，實(shí)驗(yàn)心得等一系列系統(tǒng)訓(xùn)練，層層遞進(jìn)，以期最大限度地激發(fā)學(xué)生的科研興趣、增強(qiáng)分析和解決問題的能力。

3.結(jié)語(yǔ)

藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)以及教學(xué)方案的改革意義重大，然而完善和優(yōu)化教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力不是一蹴而就，是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。本文針對(duì)藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)現(xiàn)狀，提出了新的教學(xué)模式，以便同行相互借鑒、互相學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]應(yīng)華洲，董曉武，盛榮，劉滔.微波合成在藥物化學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中的嘗試[J].當(dāng)代教育實(shí)踐與教育研究，2016（11）：195-196.