《生物制藥工藝學》課程的教學改革探索*

李登超

(淮陰師范學院生命科學學院，江蘇 淮安 223300)

《生物制藥工藝學》課程是生物制藥、生物工程(生物制藥)專業開設得一門主干課程，是一門涉及生物學、醫學、藥學、生物技術、化學和工程學等學科基本原理的綜合性應用技術學科[1]。該課程要求通過各個教學環節，使學生了解生物藥物的來源及其原料藥物生產的重要途徑和工藝過程，掌握生物藥物的一般提取、分離純化原理與方法，了解各類生物藥物的結構、性質、用途和生產方法、生產工藝原理與過程。通過本課程的學習，學生應具備生物藥物研究、生產、開發的基本知識、基本理論與基本技能，并且具有應用現代生物技術研究、開發生物藥物的初步能力。為此，如何根據專業特點對課程教學不斷探索，如何利用現代生物技術提升專業特色、適應社會需求是我校生物工程專業發展的主要方向。

1 選擇合適教材、講好精選內容

目前，《生物制藥工藝學》的教材有不同的版本，內容測重點也有所不同，其中一些教材注重生物藥物的提取分離技術，而我校生物工程專業培養計劃中有《生物分離工程》專業核心課程，該課程重點介紹各種生物分離的單元操作。經過比較甄選，我們采用了吳曉英主編的《生物制藥工藝學》為主要教材，參考教材有吳梧桐主編的《現代生物制藥工藝學》和齊香君主編的《現代生物制藥工藝學》等[2]。主要內容包括三部分，一、緒論：包括生物藥物的概念、性質、分類、發展歷程、研究內容、發展趨勢；二、生物制藥工藝技術基礎：包括生化藥物、微生物制藥、基因工程制藥、細胞工程制藥、酶工程制藥工藝技術基礎；三、各類生物藥物：包括氨基酸類、多肽與蛋白質類、酶類、核酸類、糖類、脂類、抗生素、生物制品、手性藥物概述、性質、分類、一般制備方法以及各類藥物中代表性藥物的制備工藝過程。在選擇內容講解時，由于專業課程體系設置的不同和理論課時限制等原因，在內容安排上不可能面面俱到，要適當精選內容進行重點講解。比如，我校生物工程專業人才培養方案的課程體系中，生物工程專業有基因工程、細胞工程、發酵工程等相關專業課程，所以生物制藥工藝學課程中有關這部分基礎內容的介紹可以不講，避免知識的重復灌輸，把重點內容放在其他知識的章節上。

2 適時補充內容，拓展知識層面

現代生物制藥技術的發展日新月異，生物藥物的種類和數量迅速增加，使得該領域的知識更新加快[3]。因此教學中需要不斷補充新知識和新內容，讓學生經常接觸到學科的最前沿知識，從而拓寬學生的視野和知識面，養成學生關注該學科的最新發展，用現實的、發展的眼光理解書本知識。如酶類藥物這一章，教材內容一個典型的案例是溶菌酶的生產工藝。溶菌酶廣泛存在于鳥、家禽的蛋清，哺乳動物的淚液、唾液、血漿和組織細胞中，其中以雞蛋清中含量最為豐富，國內外已經開始工業化生產的有利用動物的內臟、霉菌發酵生產溶菌酶等工藝路線。利用中國知網數據庫可以查到一些溶菌酶分離純化工藝的最新研究進展，選取好的研究論文適當講解，可以拓展學生的視野和知識架構。

3 結合多種教學方式，提高教學效果

在講授各類生化藥物內容時，每一大類藥物中都有典型藥物的制造工藝流程的案例。因此特別適合案例式教學，但如果僅僅是按照生產流程來介紹每種藥物的生產步驟，又顯得過于單調、枯燥[4]。為此，采用啟發式教學，在講述工藝路線時，多問幾個為什么？有沒有其他更好的替代方法？不同方法之間有什么優缺點？等等，在課堂上實現了教與學的互動，從而活躍課堂氣氛，充分調動學生的學習積極性。

教學手段上采用多媒體和flash教學相結合。為了提高學生對《生物制藥工藝學》課程的理解，在課堂教學中，可根據實際教學需要，在PPT中多使用多媒體，添加圖片、聲音、動畫、視頻等，使生硬枯燥的講解變得直觀生動，便于學生對相關知識點的了解和掌握。如對蛋白質藥物的分離純化，我們要利用不同蛋白質之間諸如分子大小、帶電荷數多少、疏水性強弱、親和性能的差異分別采用凝膠過濾層析、離子交換層析、疏水層析、親和層析等進行分離純化。雖然柱層析操作過程大致相似，包括裝柱、平衡和上樣、洗脫和收集、再生等基本步驟，但分離的原理差別很大，我們可以采用色譜層析的flash動畫演示，更直觀、形象地解釋了各種色譜層析的分離原理和操作步驟，從而加深學生對內容的理解和掌握。

4 開展綜合性實驗，提升實踐技能

在實驗項目設計上，擯棄傳統的幾個驗證性小實驗，設置綜合性的大實驗，注重培養學生的動手能力和創新能力。如綜合實驗麥麩中阿拉伯木聚糖提取及單糖組成分析包含了三個連續實驗：(1)麥麩中阿拉伯木聚糖的提取；(2)阿拉伯木聚糖的分離純化；(3)阿拉伯木聚糖及單糖組成的氣相色譜分析；綜合實驗青霉素酰化酶制備光學純L-氨基酸也包括了三個連續實驗：(1)苯乙酰-(D,L)-氨基酸的合成；(2)酶的選擇性催化反應及光學純L-氨基酸的分離純化；(3)光學純L-氨基酸的分析檢測。通過以上實驗，學生先從生物原材料或反應體系中，利用分離純化技術得到自己想要的產品，然后利用色譜技術(氣相或液相)檢測產品純度是否合格。綜合性實驗因為前后內容緊密結合，一旦前面實驗做不好，會大大影響后面實驗的結果，所以學生在實驗過程中都始終保持更認真的實驗態度，各實驗小組內成員之間也保持更密切的團隊協作精神。

通過綜合實驗，學生將所學的理論知識用于實踐，將知識點融會貫通，理解更為深刻。如果實驗結果達不到預期結果，及時分析問題、尋找可能存在的原因，從而提高學生分析問題、解決問題的能力[5]。

5 結合認識實習，增強感性認知

帶領學生走出課堂，參觀與專業密切相關的生產企業，如生物制藥廠、生物產品企業等等，并安排學生參加適當的生產實習，對培養學生的生產觀念和學習興趣都是十分必要的[6]。如淮安麥德森制藥有限公司的硫酸軟骨素、肝素鈉等糖類藥物生產線；江蘇正大清江制藥有限公司的頭孢克洛片、頭孢呋辛酯等抗生素藥物生產線、江蘇奕農生物工程有限公司植酸酶、木聚糖酶等酶制劑的生產等，都是和該專業緊密相關的生物制藥或生物產品大公司，通過對公司工業化大生產的過程進行了解，進一步增強學生的感性認知，夯實專業基礎知識是至關重要的。

6 結 語

生物制藥工藝學是一門理論與實踐緊密聯系，知識性和實踐性很強的課程。課程的特點、目的和要求決定著課程的教學內容和實踐環節需要不斷的實踐和改革。與時俱進的教學內容、靈活的教學方法和手段，結合相關領域的最新科學研究成果，加上對生物藥品企業工業化生產的實踐認知，各個教環節的實施共同促使生物制藥工藝學課程不斷滿足專業人才培養及學科發展的迫切需求。