基于綜合性實驗在天然藥物化學實驗教學中的教改初探
——以大黃中蒽醌成分的提取、分離和鑒定為例

周 康

（貴州大學藥學院，貴州 貴陽 550025）

1 天然藥物化學實驗教學現狀分析

天然藥物化學（medicinal chemistry of natural products）即運用現代科學理論與方法研究天然藥物中化學成分的一門學科。天然藥物化學是藥學專業必修的一門專業課程，是整個藥學學科中的一個重要組成部分[1]。藥學院將天然藥物化學實驗作為一門獨立課程，其與理論課之間緊密相關又互為獨立。經典的天然藥物化學實驗課是根據各類天然產物的化學結構、理化性質等，對天然產物進行提取、分離和鑒定，是實踐性很強的學科[2-3]。

通常的天然藥物化學實驗教學是教師在課堂上對實驗目的、原理、步驟和注意事項進行全面細致的講述，學生則被動的接受與理解教師所講的內容，導致學生實驗前不查閱文獻，實驗過程中機械操作，實驗后抄襲實驗報告等狀況。這種情況日積月累，導致學生喪失了學習天然藥物化學實驗的熱情和主動性，不利于培養學生對科研的向往，不利于學生創新意識的培養[3]。

2 大黃中蒽醌成分的提取、分離和鑒定的綜合性實驗的流程

大黃中蒽醌成分的提取、分離和鑒定實驗，主要包括以下4方面的內容：①酸水解氯仿萃取進行總蒽醌苷元的提取；②pH梯度萃取進行蒽醌苷元的分離與精制；③硅膠柱色譜進行大黃酚和大黃素甲醚的分離與精制；④色譜檢識和定性反應進行蒽醌類化合物的檢識，主要流程如圖1所示[6]。

圖1 大黃中蒽醌成分的提取、分離和鑒定的流程圖

2.1 實驗課理論知識準備，深入了解實驗背景

為保證天然藥物化學實驗課的效果和質量，筆者在天然藥物化學理論課上采用多媒體教學為主，板書為輔，用一個課時的時間，講述實驗的背景資料、內容、目的、原理、步驟、實驗中的注意事項和可能存在的問題。授課的重點內容是薄層層析和硅膠柱層析。在薄層層析理論的授課中，筆者采用幻燈片為主，主要介紹薄層層析的用途，原理和特點，硅膠板的標注方法，展開劑的選擇原則和方法，展開劑的洗脫強度，展開方式，展開機理，摸索柱層析洗脫條件，常見的顯色劑等。

2.2 啟發式指導實驗過程，培養學生批判性思維和初步的科研能力

在大黃酚和大黃素甲醚的分離與精制中，學生可以根據自己的選擇，濕法或者干法裝柱和上樣。在摸索溶劑系統的展開比例時，按實驗指導課本上的環己烷-乙酸乙酯（10:1）的條件，待分離物質的Rf值遠遠大于0.2，按此條件進行柱層析，大黃酚和大黃素甲醚不能分離。因此，鼓勵學生配制不同比例的展開劑環己烷-乙酸乙酯（20:1，30:1，40:1）進行薄層層析，尋找最佳上柱條件。學生得到的結果是40：1的環己烷-乙酸乙酯使得待分離物質的Rf值在0.2左右。

在實驗進行中，學生用洗衣粉清洗提取了蒽醌苷元的分液漏斗、燒瓶、錐形瓶等玻璃儀器時，發現清洗玻璃儀器的自來水變成紫紅色。好幾位學生對此提出了疑問。筆者趁此機會給學生們講解，這便是理論課本中羥基蒽醌類化合物的理化性質中堿性條件下的顯色反應即Borntr?ger反應：羥基蒽醌衍生物遇堿性溶液顯紅色或紅紫等顏色，是檢查天然藥物中是否含有羥基蒽醌成分最常用的方法之一。因為洗衣粉是堿性的試劑，在洗滌的過程中形成堿性溶液環境，就形成顯色反應。

對于實驗結果，讓學生一邊實驗一邊記錄，數據如需修改，應將錯誤之處劃線，不可涂黑，保證修改前記錄能夠辨認，在右上角寫上正確的內容、改正日期，并應有學生的簽署姓名。

2.3 課后總結和反饋，完成開放性問題的實驗設計

課后寫實驗報告是天然藥物化學實驗教學中非常重要的一個部分，通過對實驗結果的分析與討論，來培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。但是，多數學生的實驗報告有相互抄寫的嫌疑，抄上實驗數據就應付完事，達不到實驗總結的效果5。因此，筆者對實驗報告的書寫進行了改革，增加了兩道開放性的問題：① 土大黃苷屬于二苯乙烯類成分，一般認為在大黃中土大黃苷的含量越高則質量越差，在國家的藥典中規定不得檢出這一成分，請根據所學知識，請列出2～3種方法來鑒別大黃和土大黃，請寫出鑒別方案。② 本實驗中，我們用硅膠柱層析分離大黃酚和大黃素甲醚，除此之外，還可以采取哪種方法分離這兩個化合物，請寫出1種方法，并寫出實驗方案。這兩道開放性題的方案，需要學生自行查閱相關參考文獻，設計技術路線。這樣既充分調動學生的主觀能動性，又能培養他們獨立分析問題和解決問題能力。

3 完善考核方式

傳統的天然藥物化學實驗課實驗步驟、實驗條件等都是實驗課老師設定的，實驗現象和實驗報告通常如出一轍。這種方式使得學生的學習積極性不高，也不利于培養學生的科研精神。為了使這一情況得到改善，我們嘗試把實驗理論課前預習、實驗中的操作技能、實驗后的結果和實驗報告中實驗設計方案等作為綜合評定指標[5]。實驗課總成績包括平時成績和實驗報告成績2部分。平時成績主要由考勤、課前預習、實驗中操技能作等內容組成。實驗報告成績部分不僅僅強調學生對于實驗原理、實驗儀器與試劑的書寫、實驗結果的好壞，還考核實驗結果的合理性，是否針對本次的實驗結果進行分析討論。

4 結束語

筆者在天然藥物化學實驗課的教學過程中，以學生為主體，教師為主導，利用多種教學方式，加強與相關課程（如有機化學、色譜分析、光譜解析等）的結合，培養學生以科研的狀態進入本科實驗作為教學的主線。同時激發學生的學習興趣，使學生完成天然藥物化學實驗課后，能帶著批評性的思維看待課本，并能設計簡單的天然藥物化學實驗。