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天然產物化學論文實用13篇

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天然產物化學論文

篇1

植物化學是應用現代化學理論和方法研究植物中的化學成分的一門學科。其研究內容包括植物成分(主要是具有生理活性的次生代謝產物)的提取、分離純化、結構鑒定、理化性質以及主要結構類型化合物的生物合成途徑和生物轉化等。植物化學是植物學與有機化學相結合而形成的一門交叉學科,是天然有機化學或天然產物化學的重要組成部分,是在分子水平上揭示植物奧秘的學科,也是植物資源合理利用的基礎。植物成分不僅是天然藥物的重要組成部分,是發現新藥或藥物活性先導化合物的重要來源,而且還廣泛應用于農業、工業、日用化工、食品、染料和化妝品等行業。我國對植物資源的利用有著悠久的歷史和傳統,涉及社會生活的方方面面。化學專業的學生畢業后許多會從事與植物成分有關的深造學習、技術、管理和服務工作。學生在本科學習階段進行植物化學基本知識和實驗操作技能的學習,對將來的深入學習和工作無疑具有重要的意義。鑒于這種情況,結合云南豐富的植物資源和地域特點,為了讓學生盡早了解社會的發展和需求,拓寬知識面,改善知識結構,更好地融入社會,投身經濟建設主戰場,圍繞國家“西部大開發”和云南建設“綠色經濟強省”的戰略目標,我們于1996年開始為化學專業高年級學生開設“植物化學”課。現根據十多年來的教學工作,談談教學中的幾點體會。

一、課程定位與目標

根據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》,培養造就適應我國經濟社會發展需要的高質量多樣化人才成為新形勢下我國高等教育教學改革的重點。植物化學課程以“培養厚基礎、高素質、強能力的復合型人才”為人才培養的基本目標。由于我校的學生多數來自云南,結合云南的資源特點、社會、經濟發展的實際,課程定位于培養的學生具有寬廣的化學基礎知識,不僅可以勝任傳統的中學化學教學,而且能夠根據自身情況和當地社會經濟發展的需要,進行與植物成分相關的研究工作和產品開發,或者為進一步的深造提高打下堅實的基礎。植物化學的課程目標是讓學生認識植物化學的應用領域,了解植物化學研究的內容、目的、意義、發展現狀和趨勢;了解植物化學成分研究的程序及純化合物的結構鑒定方法;了解各類重要植物化學成分的生物活性及應用;掌握植物化學成分常用的提取、分離方法,理解提取分離的原理;掌握各類重要植物化學成分如:糖、苷、萜、甾體、生物堿、芳香族化合物(香豆素、木脂素、黃酮)等的化學結構特征、性質和提取分離的方法。為繼續學習以及畢業后從事與植物成分相關的工作打下理論和實踐基礎。通過植物化學實驗,鍛煉學生在植物化學領域的實驗操作技能,通過實驗加強理解理論知識,培養學生理論聯系實際和解決實際問題的能力。進一步要求通過植物化學課程的學習,讓學生感覺學到的知識就在自己的身邊。通過開放實驗、大學生課外科技活動、畢業論文設計等,鍛煉學生的創新思維、動手能力;培養學生從提出問題,到分析問題和解決問題的能力;強調合作學習,包括師生之間的合作、同學之間的合作,培養學生嚴謹求實的科學態度、團結互助的團隊合作精神;培養學生適應現代知識體系發展的綜合能力。

二、教學內容設置

與其他化學專業課相比,植物化學課在化學專業中開設較少,無專門的教材。國外有的院校為學生開設“天然產物化學”,課時不多,無專門的教材;國內藥學專業、中藥專業等有“天然藥物化學”、“中藥化學”等教材。植物化學只有農林院校主編的兩本教材,側重于農林專業。為了編寫適合化學專業使用的植物化學教材,我們于1998年編撰印刷“植物化學”講義,在教學中使用。2004年,我們組織云南高校植物化學研究領域的科技人員,又是奮斗在教學一線的教師一起編寫了《植物化學成分》一書,由化學工業出版社出版。該書內容既包括了植物化學成分的基本知識,又兼顧學科最新進展。尤其具有中國(包括云南)天然產物的特色,與社會的需求和發展緊密,便于學生把握植物化學的研究趨勢和發展脈搏。《植物化學》課程由四大知識模塊構成。第一部分,植物化學概論。包括植物化學的研究內容、意義、目的、研究程序、研究形勢和發展趨勢;植物化學成分提取、分離、結構鑒定的方法。第二部分,各類常見植物成分的結構特征、理化性質、提取分離、純化精制以及結構鑒定的基本方法。第三部分,自主學習。每名同學就自己家鄉特色的藥用植物1~2種,對其活性成分的提取、分離方法及在醫藥、保健品、染料、色素和化妝品等領域的應用通過查資料后,寫成小論文進行討論。第四部分,植物化學實驗。培養學生植物化學領域的實驗操作技能,通過實驗加強理解理論知識,培養學生理論聯系實際和解決實際問題的能力。部分同學通過進一步的開放實驗、大學生課外科技活動、畢業論文設計等,鍛煉創新思維和動手能力。理論課授課共54學時,植物化學實驗共36學時。

三、教學方法

采用課堂講授、課堂討論、實驗、課外互動及學生課外查閱資料、閱讀、歸納總結、報告、課外科技活動等方法進行教學。

1.課堂講授。課堂講授中注重經典內容和學科發展的有機結合;注重熱點植物化學成分和云南特色藥用植物的有機結合。采用多媒體授課,既有效地利用了課時,使學生在單位時間內獲得較大的知識量,又能將植物圖片、復雜的植物成分結構等一些比較抽象的內容形象化、具體化,生動地表現出來,加深學生的理解。將植物化學課件上網或打印出來提供給學生,使學生能夠課前預習,課堂上能夠跟得上教師的思路。通過課堂講授,使學生系統地獲得了各類植物化學成分的結構特征、主要理化性質、提取、分離方法、生物活性等知識。

2.課堂討論。通過課堂討論培養學生對植物化學基本理論和基本知識的歸納總結及綜合應用的能力。啟發學生從應用的角度綜合地去掌握植物化學知識。如生物堿的提取,根據所學生物堿的結構特征、理化性質,讓學生歸納其提取分離有哪些方法等。學生發言踴躍,對各種不同的提取方法提出自己的見解和質疑。

3.課外互動。課程教學中要求每個學生就自己熟悉的藥用植物1~2種,自己出題,在課外進行資料查閱、歸納總結、小論文寫作和幻燈片制作。這個過程,增加了學生與老師的互動和同學之間的交流討論。彌補了植物化學內容多、課時少、輔導答疑時間有限的缺陷,也有利于學生釋放自我,激發潛能,培養綜合能力。學生將自己的課后閱讀資料做成PPT進行匯報,一方面引導學生“走出書本”,擴大學生的知識面,鍛煉了其查閱文獻、分析和解決問題的能力;另一方面,提高了其專業交流的水平。

4.科研反哺教學。教學中,緊密結合云南特色藥用植物成分或課程組教師的科研工作進行案例探討,讓學生覺得所學知識聯系實際,有用,加深學生對所學知識的理解。如在結構鑒定、黃酮、二苯乙烯、環烯醚萜、二萜、三萜等內容的教學中,結合課程組教師的工作進行講解,深受同學歡迎。既讓學生對自己老師的工作有所了解,又收到了良好的教學效果。

為了培養學生的實際動手能力以及發現問題、分析問題和解決問題的能力,安排了6~10個植物化學實驗,培養學生對常見植物化學成分提取、分離、鑒定的實際操作能力。為進一步加強對學生創新能力、實踐能力、思維能力的培養,充分利用課程組教師科研課題較多、科研能力較強、科研方向與云南省地方經濟發展緊密結合的特點,鼓勵學生根據自己的興趣,參加教師的科研活動,或在教師的實驗室進行畢業論文實驗,或自主申請省、校課外科技活動資助進行探索學習,以激發學生的學習興趣,實現科研反哺教學。每年均有二十多名同學參與植物化學課程組老師的科研項目研究,在老師的指導下進行課外科技活動。

四、教學效果

植物化學課程由于貼近生活,與社會、經濟發展密切相關,深受學生喜愛。學生的學習興趣和主觀能動性大大增強,資料查閱、綜合分析、實驗操作、論文或報告寫作、科學思維等能力有很大的提高。自主申請學校的大學生課外科研基金,或參與老師的科研項目進行研究的熱情高漲。相當一部分學生考取植物化學方向的碩士研究生進一步深造,作為人生的進一步追求。一些同學通過自主學習或參加課外科技活動,發表了學術論文,一些同學的課外科技作品獲得了全國大學生“挑戰杯”課外學術科技作品競賽三等獎等獎勵。

參考文獻:

[1]徐任生.天然產物化學[M].第二版.北京:科學出版社,2004:1-2.

[2]Baker DD,Chu M,Oza U et al.Nat. Prod. Rep.2007,24,1225–1244.

[3]Filho RB.Quim.[J].Nova,2010,33(1):229-239.

篇2

1天然產物化學課程創新能力培養的流程設計

1.1基礎練習

天然產物化學是一門理論和實踐并重的課程,良好的理論基礎是其實踐操作的前提,而實踐操作又豐富了理論知識體系,但最終落腳點是在實踐應用上,一些基礎的實踐操作技能單靠理論是無法習得的,要熟練掌握還是需通過實驗課程的習得和課后不斷練習,并且對基本操作技能的熟練使用是實踐創新的基礎。盡管對天然產物進行深入研究的過程中會涉及非常多的實驗操作方法,但其中最基本的操作方法和技能并不多,如天然產物提取,天然產物除雜、純化,天然產物結構和理化性質的分析等,所涉及到的儀器設備或工具主要有提取裝置、旋轉蒸發儀、分層過濾裝置、硅膠等不同類型柱色譜裝置、薄層色譜、液相色譜裝置、紫外檢測裝置等,都是初級簡單的基礎裝置。因此,在實驗教學過程培養學生創新能力的基礎,是通過設計一些初級基本的課程,由淺入深,訓練學生初步了解或掌握最基本的操作技能,使用最基礎的裝置和工具,如“黃連中小檗堿的提取與鑒定”、“黃芪多糖的提取分離和鑒定”等。這些基礎實驗作為天然產物化學研究的入門,必不可少,但是切勿過多,否則會因為重復類似的操作而使學生漸漸失去興趣,阻礙了其創新發揮。

1.2自主選材

經過少而精的基礎練習后,同學們對于天然產物化學的實踐有了一定基礎,為培養其創新能力,需激發學生的興趣,要啟發學生通過探索身邊的未知,在實踐中打開另一個世界的大門,并伴隨帶來的一定成就感,再進一步激發興趣。此時,要求學生根據自身生活環境,選一種或多種材料,可以是植物、動物或微生物,然后根據興趣方向進行組隊。同學們自發組隊完成后,為了保障后續創新訓練的順利開展,指導老師可根據實驗課程基礎練習階段的表現情況,對各分組進行調整,并選定小組組長,同時根據自身經驗從學生選出的材料中排除一部分收集或探索難度較大、明顯超過學生水平的材料,并給出建議首選材料。

1.3自主設計

選材組隊完成以后,便進入實驗方案自主設計階段,要求學生結合之前實驗課程的實驗設計,自主查閱文獻并設計實驗方案。為了節約時間,提高效率,可要求小組不同學生根據自身特長進行分工,如資料收集、整理,具體某一實驗流程的安排設計、調研確定實驗中所需儀器設備實驗室是否滿足并擬定解決方法,及最后的設計報告的撰寫等。本過程是理論探索過程,為保障設計的合理性和完整性,指導老師需對設計報告進行審核和修改,并及時為學生解疑答惑,提出意見,同時鼓勵學生克服困難,避免部分學生放棄。還應就實驗設計中涉及的實驗室安全問題進行教育培訓,提前識別風險,預估風險并提出方案規避風險,確保實驗進行中的安全問題,提高安全意識。

1.4實驗方案實施

實驗方案設計完成后,便進入實踐實施階段,該階段可能是天然產物化學實驗中最具挑戰的部分,其周期最長,遇到的問題可能最多。此階段,指導老師須定時與學生分析和討論實驗過程中的問題、現象等,指導學生如何獲取解決方法,還須在實驗實施過程中強調實驗安全操作流程,培養學生安全意識。此外,指導老師要鼓勵學生仔細觀察、不斷重復,自主發現問題;也要對實驗過程中的新現象,引導學生思考,鼓勵大膽假設;對部分初步判斷特別有價值或有意義的新問題,指導老師甚至可以和學生一起進行探究。整個過程中要培養學生做好實驗記錄的習慣。

1.5實驗結果整理

實驗完成后,要求學生對實驗結果進行整理,并撰寫報告,對部分有科學價值的內容,鼓勵學生撰寫成論文,投稿發表。對于實驗結果的整理分析,可以幫助學生認識實驗中得到了怎樣的數據,說明了什么問題。通過對整個實驗的回憶,能讓學生意識到自身的進步,從而增加其探索的欲望。其中,對具有科學價值的創新成果,投稿到期刊,對學生來說也是一種認可,會大大激發學生的成就感,在投稿返修過程中還能培養學生抗挫折能力和科學韌性。

2課程創新設計實施的保障

2.1師資力量的保障

本文設計提出的天然產物化學實驗課程中培養學生創新能力的流程的第一階段基礎訓練階段,由于其整個實驗設計、實驗過程和實驗結果等早已明確,實驗為驗證性工作,一般實驗教師便可勝任。而在此基礎上開展的后續流程,具有明顯的探索性,期間所遇到的問題,和所面臨的困得更多,需具有較好科研基礎和創新能力的老師作為指導,這對后續流程的順利開展和完成具有重要作用。并且,由于每位老師精力有限,指導的小組不宜太多,為每一個小組配備專門指導老師很重要。因此,在天然產物化學實驗課程開始前,教研室相關課程負責教師要為學生遴選一個導師庫,根據教師研究方向匹配相應實驗小組;也可以由學生根據實驗設計和研究內容,在導師庫選擇合適的指導教師。目前,盡管隨著各大高校不斷引進高水平博士,高校的師資水平在不斷提高,但國內高校很少有這種直接為某一個實驗創新課程匹配師資的舉措。不過,從目前很多高校開展的大學生創新創業項目來看,高校中已經有相當部分教師有意愿指導學生作探索研究[6],并且隨著具有博士學位教師的增加,此類教師隊伍人數在逐年增加,可見高校中愿意帶領學生開拓創新的老師并不少,這為本文提出的在天然產物化學實驗課程中培養學生創新能力的流程的順利開展提供了一定保障,為建立相應的導師庫提供了可能。

2.2時間和場地的保障

由于天然產物化學課程中涉及實驗的開展需要耗費大量的時間和精力,并且需要較固定的場所,因此,在時間和場地方面的保障必不可少。每一門課的課時量有限,除了減少驗證性實驗課的課時量外,增加實驗課的總課時量也很重要,同時,還需要學生拿出部分課余時間。由于不同學生課余時間的安排不盡相同,小組間不同成員的合理分工就非常有必要,通過合作從而保障創新性實驗的順利進行。此外,隨著開放性實驗室越來越多,公共平臺也越來越多,獲取一個相對固定的地方也相對容易,這為創新性實驗課程的順利開展提供了有力支撐。

2.3經費保障

材料的收集、試劑和耗材的購買都需要經費,充足的經費來源是保障其順利實施的前提之一。教研室在安排相關實驗前,便需要預算相應的經費需求。此外,對于創新性較好的實驗,可以在完成課程教學的同時,申請高校相應支撐項目,如大學生創新創業項目。此外,部分選題在篩選指導老師時,如果能找到具有類似科研項目的指導教師最好,這樣指導老師可以從自己的科研經費中拿出一部分資金,保障創新實驗的順利完成。此外,不同高校還可以從不同的創新實驗課程中篩選出部分具有較好價值的研究進行資助。

2.4過程監督

篇3

天然藥物化學(Natural medicine chemistry) 重點講授天然藥物中化學成分的結構類型、理化性質、提取分離和結構鑒定的基本知識,藥學專業主要培養具備藥學學科基本理論、基本知識和基本技能能夠從事藥物及其制劑的研究和開發、藥物制劑的生產和質量管理、臨床藥學、藥物分析、醫藥營銷等方面工作的高級科學技術人才[1,2]。為了使學生更好地掌握這門課程,達到培養目標所要求的知識水平,要求教師必須更新教育觀念,改進教學方法和教學思路,在保證傳統理論體系不變的情況下,盡可能地加大教學信息量,提高天然藥物化學的教學質量。我們在幾年的教學實踐中,采用了以下幾種教學方法,收到了較好的教學效果。

1注重理論課教學方法的改進

1.1緊扣重點、難點:天然藥物化學涉及到有機化學、波譜解析、生藥學等方面的課程內容,學生學起來有一定的難度,容易產生抵觸情緒。因此,在教學過程中,一定要做到主次分明,抓住教學的重點、難點,緊密圍繞教學大綱總論部分。總論主要介紹化學成分提取、分離、鑒別和化合物結構測定的一般原理,而后面的各章節主要講解各類天然化學成分的結構性質,提取、分離、鑒別和結構測定的內容。首先, 在課程學習的開始,抓住學生的興趣,循序漸進式教學是關鍵。在天然藥物化學總論部分,應該結合天然藥物的發展歷史和著名的天然產物開發成的上市新藥實例來講解這門課程的學習目標和內容,讓學生了解到:天然藥物就在身邊,天然藥物化學是把天然產物開發成新藥的橋梁。對現有教學內容進行合理取舍后,對我國科學家在天然產物方面的研究及貢獻、對我國學者近年發表的高水平學術文章都適當地做了一些介紹,授課時還重點介紹一些著名天然藥物如青蒿素、喜樹堿、紫杉醇等的開發過程。使學生充分認識天然藥物化學在藥學中的重要地位,激發學生學習的主動性和積極性。

1.2啟發式教學,自我學習:古希臘教育家亞里士多德說:“思維自驚奇和疑問開始。”啟發式教學法是指學生在老師“啟”的引導下自覺積極地要求學習并獲取知識的一種教學方法。我們在課堂上常用一問一答的方式,通過有趣的事例、具體的實驗、科學的數據使學生首先對所學內容產生濃厚的興趣。例如,藏紅花為什么在花的初期不紅而越開越紅呢?又如關于鞣質中這個“鞣”字的寫法,即皮革的柔軟,可以說明皮革中的成分,又如在講解皂苷新課時,先提問常用中藥人參有什么生物活性,接著問人參為什么有這樣的生物活性,里面究竟有什么成分呢?這些問題都出自學生身邊,他們熟知的現象,更想知道原理。這樣抓住了學生好奇的心,促使他們深入思考,激發他們探索問題、主動學習的熱情。

1.3注重教與學的交流:天然藥物化學的一個難點在于對已學課程的綜合應用。這就要求教師在教學的同時必須注重與學生的交流,全面掌握學生的學習情況。如波譜學知識在天然藥物結構解析中的應用,涉及到分析化學、有機化學、波譜分析等多門課程的內容,學生較難理解和掌握。我們從有機立體化學基本理論開始引入,充分調動學生的立體空間想象力,使學生對復雜的有機化合物立體結構不再感到難以理解與想象,在講授三萜化合物、甾體化合物中效果很好。很多教師看來非常簡單的概念如色譜,學生可能感到抽象。因此對于增加概念的掌握和理解具有重要的作用通過運用多媒體技術,可將實驗流程生動地表現出來,使學生獲得豐富的感性材料。例如在學孔吸附樹脂和凝膠色譜法時,我們做了吸附柱和分子篩的動畫進行演示,將其原理生動形象地展現出來,使學生有一個直觀的印象。

2強化實驗教學方法的改進

2.1不斷調整實驗內容,提高實驗講義水平:天然藥物化學是一門實驗性很強的學科,實驗教學任務是以驗證方式強化理論教學內容,以綜合或設計方式培養學生提取、分離及鑒定天然藥物中有效成分能力。還有很多學生僅觀察現象而不善于深究其中蘊含的原理,如過濾時不知目標成分在沉淀里還是濾液中,分離萃取時不知成分在上層還是下層等。我們適度增加實驗時數,實驗項目類型相互交叉滲透。提高學生分析、解決問題能力。比如在驗證型實驗中安排的是一些重要類型化合物的定性鑒別,要求學生利用不同類型化合物的特有化學性質,通過正確的操作,區別不同類型化合物,目的在于使學生掌握各種類型化合物定性鑒別的方法。重新編寫實驗講義,引人創新性實驗,減少了驗證型實驗,增加了應用性強的綜合型實驗[3]。比如超聲波輔助提取法和微波輔助萃取法所需設備簡單,使用范圍廣、效率高、污染小,可適當引入實驗教學,既可以減少藥材、試劑用量,又可縮短實驗時間,有助于增強實驗教學效果。

2.2重視實驗報告,增強實驗科研含量: 在以往的天然藥物化學實驗教學中多采用單一驗證式知識型模式。實驗內容、步驟等在教材上都已列出,學生通過預習,實驗時只要“照方抓藥”就可完成實驗。我們要求學生的實驗報告以科技論文的格式書寫,以鍛煉學生的邏輯思維能力和分析、創造、表達、綜合等各項能力,有意識的引導和培養學生撰寫科技論文的基本素質實踐表明這樣的教學方式可以變消極被動為積極主動。實驗老師在實驗中首先準備大量的有關每步實驗問答題和思考題,在實驗中要求學生回答和解決,老師對每次提問情況做記錄并把它納入學生平時實驗成績。比如在蘆丁的水解過程中,蘆丁在酸水中并加熱的條件下,燒瓶中變化是先混濁的,然后變成了澄清的溶液,溶液沸騰后一段時間,溶液的顏色有黃色變成了鮮黃色,我們要求學生利用所學知識解釋所產生的現象和變化,學生在認真思考后得出蘆丁和槲皮素的溶解度差異是該現象的本質原因;如果有的學生觀察不認真,有的現象就看不到,更不用說解釋了。

2.3開設設計性實驗,培養學生自主實驗能力:近幾年來,我們在天然藥物化學實驗中嘗試開設學生設計性實驗。具體辦法是:由教師集體命題并只給出實驗題目,學生必須主動查閱文獻,并加以歸納總結,制訂切實可行的實驗方案供教師審閱,選擇可行性實驗方法,并要求學生在實驗報告中對自己所選的工藝路線及實驗結果進行分析討論。充分調動了學生學習積極性,體現了學生的主體地位,培養了學生創新能力和獨立工作能力。為了增強學生的學習興趣,調動其實驗積極性,培養學生的創造性,我們將教師的科研實驗引入到教學實驗中去,給學生提供一個進行部分研究性實驗的機會,從而學到更多實驗技能,同時學生的實驗結果也為教師的研究工作提供了資料。我們在實驗教學中,增加了自主設計實驗比例,將科研實驗思維引入到教學實驗中去,給學生提供一個進行部分研究性實驗的機會。例如,我們將“天然藥物化學成分系統預試驗”的實驗內容設計為“某藥材的提取、初步分離及成分預試”。實驗按照科研實驗的常規方法進行,即先將藥材粗粉用工業甲醇或工業丙酮提取,回收甲醇或丙酮,提取物以適量水溶解,分別以不同極性的有機溶劑(石油醚、醋酸乙酯、正丁醇等)萃取,再分別對各萃取部分進行薄層檢查和定性反應,確定含有哪些種類的化學成分。通過這種訓練,學生掌握了一般天然藥物化學科研實驗的前期處理方法,鍛煉了操作技能,實驗結果也很有意義。將科研帶進課堂,鍛煉了學生的操作技能了,提高了發現問題、解決問題的能力,也培養了學生良好的科研素質。

綜上所述,培養學生的學習興趣和啟發學生參與教學活動的主動性是提高教學質量的重要途徑,針對天然藥物化學實驗教學實踐性強的學科特點,應提高學生對實驗課的重視程度,使學生掌握天然藥物化學實驗的基本操作技術和方法,培養觀察、分析、解決問題能力,達到學以致用目的,為將來運用實驗手段進行科學研究打下堅實基礎。

參考文獻

篇4

天然藥物化學是運用現代科學理論與方法研究天然藥物中化學成分提取、分離、結構鑒定的一門實踐性很強的學科。實驗教學是其重要組成部分,它不僅能夠驗證和鞏固課堂學習的理論知識,使學生掌握天然藥物化學的基本操作技術和方法,還可以培養學生觀察、分析、解決問題的能力,同時也是實現培養學生創新意識和能力的重要途徑[1]。隨著現代科學技術在天然藥物化學領域中的廣泛應用,傳統的實驗教學已經跟不上時代的步伐:①天然藥物化學實驗周期長,在有限的教學課時下,學生不可能完成更多的實驗操作,這將造成學生在實驗手段和知識結構上出現欠缺;②不同類型天然活性成分會采用不同的提取分離、結構鑒定方法,且現代提取分離、結構鑒定新技術層出不窮,一般本科實驗室沒有能力完成技術的更新,容易造成實驗與科研及工業化生產脫節現象。多媒體技術具有直觀性好、信息量大、交互性強等特點,將多媒體技術應用于天然藥物化學實驗教學對提高實驗課堂教學的效率和效益都能夠起到事半功倍的效果。本文結合我校制藥工程專業天然藥物化學實驗教學現狀,在多媒體輔助實驗教學方面做了一些積極的探索。

1 采用多媒體能夠生動形象地展示實驗內容

天然藥物化學實驗課程中,因待提取有效成分結構的不同,決定了其性質、顯色鑒別反應、提取分離工藝不同。傳統實驗教學過程中,教師要書寫大量板書,對實驗原理、步驟及注意事項要不厭其煩地講解使學生聽得枯燥無味,在實驗過程中手忙腳亂,很難保證實驗效果。利用多媒體技術,用圖片方式展現待提取分離組分的結構、鑒別反應過程中的基團反應機制;采用動畫方式再現提取分離工藝的原理及動態流程,同時用圖像、聲音等方式提醒提取分離過程中的注意點。通過這種方式將理論知識和實踐操作有機地結合在一起,促進了學生由感性認識轉化為理性認識的過程,增強了學生運用知識的能力。再如準備實驗中的幾十種玻璃儀器的清點和認知,傳統實驗教學需要教師講解3~4小時,結果學生對儀器的認識還是一知半解;現在采用多媒體方法展示各種玻璃儀器正確的使用方法,使用后的洗滌保存方式以及錯誤使用后的后果,這種直觀方式將學生的被動聽講轉變為主動求知,顯著提高了教學的速度和質量。同時,這種多媒體形式不限于課堂,學生在課下也可以通過自學方式,一邊學習,一邊思考,頭腦中想象實驗的具體流程及注意事項,很好地解決了實驗預習中的盲目性問題,使得實驗預習更加充分,實驗過程更加得心應手[2]。

2 采用多媒體能夠規范單元基本操作與實驗技能

天然藥物化學實驗教學過程中基本操作多,連續訓練、重復訓練的機會比較少,學生在低年級學過的一些基本操作的細節認識變得模糊不清,在實驗過程中感覺非常陌生,無所適從。我們在實驗教學過程中,選取回流提取、過濾裝置的搭配,薄層層析過程中制板、點樣、展開、顯色,柱層析過程中裝柱、上樣、層析等基本單元操作,采用多媒體形式演示規范的操作過程,對關鍵操作通過特寫鏡頭加深學生的印象,并總結在各個過程中需要注意的事項。實踐結果表明,采用多媒體規范實驗基本操作和技能,對強化學生的感性認識是一種有效的輔助手段。學生可以體驗整個操作過程,始終處于觀察、操作、思考的循環中,通過多次循環,學生將操作環節和操作要點熟記于心,實驗過程中會加倍注意。同時,這種規范化的操作可以在一定程度上糾正學生可能出現的錯誤,對培養他們嚴謹的科學態度和良好的實驗室工作作風也有一定的幫助[3]。

3 采用多媒體能夠演示新技術的應用,擴大教學容量

現代科學技術廣泛應用于天然藥物化學領域,新的提取分離技術,結構鑒定手段層出不窮,僅憑實驗中的學習和操作會造成學生在某些實驗手段和知識結構上出現欠缺,也會造成理論與實踐的脫節,影響到學生今后的發展。通過多媒體技術可以在有限的時間內演示新的提取分離技術,從而擴大了教學容量,節約教學時間,對于培養學生創新思維也會起到很好的作用。

大孔吸附樹脂分離、離子交換分離、葡聚糖凝膠層析、金屬螯合層析是經典的分離方法,由于時間限制在實驗教學中很少被提及。超聲、微波提取、超臨界CO2萃取、高速逆流層析、高效液相色譜等是新興提取分離技術,紅外光譜、磁共振、圓二色譜是天然產物結構鑒定過程中常用的手段,由于儀器設備昂貴,學生基本只有在畢業論文環節中才有機會使用,若在天然藥物化學實驗教學中不加以提及,學生到時候便會茫然不知所措。借助多媒體技術,對儀器原理和實驗過程仿真模擬,展現各種儀器結構,動態演示提取分離、結構鑒定過程,采用錄像方式錄制真人演示這些儀器的使用操作規程及注意事項。學生在觀看的過程中具有身臨其境的感覺,同時也提高了自己的實驗技能。

4 采用多媒體技術模擬特化實驗,加強實驗管理

天然產物鑒定實驗中常涉及到一些有毒有害試劑的反應,如醋酸鉛、氫氧化鈣等。傳統實驗中大多使用完畢后隨水從下水道流出,污染了周圍環境。采用多媒體技術模擬該類反應原理,不僅可以達到與實際操作相同的效果,也可以減少環境污染,有利于學生樹立綠色化學實驗的理念,增強環保意識。一些實驗操作不當會引起不良后果甚至釀成事故,用多媒體技術動畫模擬這些錯誤操作,將其步驟分解,動作慢放,不僅能把錯誤的原因演示清楚,而且可以渲染氣氛,使學生看后印象深刻[4]。同時實驗室也會突發有毒溶劑泄漏、提取過程爆沸、突然起火等類似事件,若沒有預先的安全教育,后果不堪設想。采用多媒體技術模擬突發事件產生的可能原因及處理方法和措施,加強防毒、防火、防爆的實驗室安全教育,有利于培養學生實驗室安全的責任感和使命感,有利于實驗室的常規管理。

5 采用多媒體技術演示工業化生產過程,加強理論聯系實際

學生最終要走向社會,成為社會的一員,尤其對于制藥工程專業的學生,實驗室中的實驗教學不能滿足他們對工程的需要。怎樣將實驗室與實際生產過程相互結合在一起?理論聯系實際成為解決這一難題的關鍵。我們充分利用本專業制藥工藝實驗室小試車間的教學資源和當地實踐基地教學資源,利用多媒體模擬演示小試車間50 L提取濃縮機組及制藥企業10 m3提取濃縮罐的生產過程,演示制藥企業超濾分離的原理及操作過程。利用這種方式大大拉近了實驗室與工業化生產過程之間的距離,開闊了學生的視野,加快了他們適應現代化企業的速度,提高了他們的實際實踐能力。

6 小結

將多媒體技術應用于天然藥物化學實驗的教學中,可以規范實驗基本操作和技能,培養學生嚴謹的科學態度和良好的實驗室工作作風;可以利用人機對話的交互功能,充分發揮學生的主動性和積極性;可以實現實驗過程中零排放、零污染的綠色化學理念。當然,在使用過程中,還要注意與傳統教學方式有機結合,從中選取最適宜的教學手段,才能充分發揮多媒體技術在天然藥物化學實驗中的重要作用。

[參考文獻]

[1]高麗君,崔建華,苗苗,等.天然藥物化學發現式實驗教學的探索與運用[J].藥學教育,2007,23(1):31-33.

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篇5

li ziqiang, duan jing

(pharmacological college of liaoning medical university,jinzhou 121000,china;college of animal sciences and technology of liaoning medical university,jinzhou 121000 china)

abstract:objectiveto study the experimental education model of natural medicine chemistry and cultivate students' were thinking ability and innovative spirit. methods32 four-year undergraduate students (grade 2004) were divided into eight groups.each group consisted of four persons.each one designed various extraction and separation methods on the extraction, isolation and identification experiment of hesperidin. resultsfinal product of each one was hesperidin.but there were some differences in yield and purity.so students had a perceptual self-acknowledgement and comparison for various extraction and separation methods of hesperidin. conclusiondesigning experimental mode of different methods at the same experiment mobilizes sufficiently students' learning enthusiasm and improves the ability for resolving practical problem and innovation.thus,it is worth promoting applying in pharmaceutical field.

key words:designing experiment for different method and synchnization;  experiment  of natural medicine chemistry;  innovative spirit

     

創新精神與社會發展、教育進步之間關系復雜,縱觀發達國家快速發展的進程,無一不是重視創新的結果[1]。當前,我們的人才培養存在著創新精神和創造能力不足的弱點,究其原因,其中重要一點是實踐環節教學方法仍為機械式、灌注式教學[2],由教師先講解、再演示,學生按照預設的模式、計劃和步驟去達到實驗的目標。這種教學模式是以教師為主體,學生處于被動學習的局面,影響了學生的求知欲和創造欲。這樣的教學方法不可能真正起到培養學生綜合運用所學知識和解決問題能力的作用,達不到開發學生智力和培養實驗研究能力的目的,體現不了實驗教學中學生的主體地位,忽視了在實驗教學中激發學生能動的創造性能力。異法同步實驗是指在同一實驗室、同一時間內同步進行兩種目的相同、但方法不同的實驗項目。設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗。本文以橙皮苷的提取、分離和鑒定實驗為例,結合兩種實驗方法建立了異法同步設計性實驗模式并在我校本科教學中進行了實踐探索,取得了良好的教學效果,充分調動了學生的積極性,大大提高了其獨立解決實際問題的能力及創新能力。

1  異法同步設計性實驗的教學研究

1.1  實驗內容與安排

1.1.1  基礎階段首先要求學生制訂實驗方案,根據實驗目的和實驗原理,設計實驗方法,再選擇儀器并周密分析實驗中可能出現的問題,擬定好消除或減少這些問題的措施和辦法,最后確定實驗的具體步驟并提出實驗實施中應注意的事項。通過指導教師審核對橙皮苷的提取、分離和鑒定選取了以下4種方法:實驗方法1:溶劑提取法。①陳皮的預處理:將干燥的陳皮粉碎至1~2 mm,稱取30 g,加入0.002 mol/l稀鹽酸,在室溫下攪拌30 min,重復用0.002 mol/l的稀鹽酸洗滌兩次,再用流水洗滌。控干后,置于20倍量的去離子水中,用鹽酸調節ph值為2,在85~90℃下攪拌提取1h,過濾,濾渣作為提取橙皮苷所用。②粗制橙皮苷:將濾渣烘干,加入10倍量的甲醇,在85℃的水浴鍋中浸提4 h(帶回流裝置)后,過濾,除去濾渣,濾液蒸鎦回收甲醇后,調節ph值,靜置過夜,離心分離得粗橙皮苷。③精制橙皮苷:取粗品加入甲醇和0.1%氫氧化鈉使其完全溶解,過濾,濾液中加入鹽酸調節ph,再靜置過夜,過濾得白色晶體,烘干,即得精制橙皮苷。實驗方法2:堿溶酸沉法。①粗制橙皮苷:取100 g陳皮粉,加蒸餾水1 500 ml,再加na2co3 75 g,浸泡4 h,離心15 min(5 ×1 000 r/min),得離心液。用濃鹽酸調ph值至5,靜置過夜,得沉淀。沉淀加入5% na2co3,使之完全溶解。重復操作重結晶2次。所得結晶用蒸餾水洗滌,除去水溶性雜質。再用少量50%乙醇快速洗滌一次,除去部分色素,揮干溶劑,得粗制橙皮苷。②精制橙皮苷:取粗制橙皮苷用水加熱溶解,上d—101樹脂柱,水洗除雜質,再用50% 乙醇洗脫,洗脫液旋轉減壓濃縮,真空干燥,得精制橙皮苷。實驗方法3:稱取100 g陳皮,粉碎成粗粉,乙醇回流提取2次,1.5 h/次,第一次加乙醇400 ml,第二次300 ml,過濾并合并濾液,回收乙醇至120 ml,放置過夜,抽濾得沉淀。沉淀依次用適量氯仿、乙醇、蒸餾水洗滌,甲醇重結晶,60℃真空干燥并稱重。實驗方法4:①稱取100 g陳皮,粉碎成粗粉,用2%naoh的65% 乙醇400,300 ml回流提取2次,1.5 h/次,合并濾液,用濃鹽酸調節ph 6~7,回收乙醇至120 ml,放置過夜,抽濾,沉淀依次用適量氯仿、乙醇、蒸餾水洗滌,甲醇重結晶,60℃真空干燥并稱重。 橙皮苷的鑒定方法: 樣品和材料:橙皮苷對照品、硅膠g預制板、定量毛細管;展  開  劑:醋酸乙酯-甲醇-水(100∶17∶13);顯  色  劑:2%三氯化鋁乙醇溶液;置紫外燈(365 nm)下檢視,樣品和對照品對照觀察。

1.1.2  實施階段這是實驗的關鍵階段,也是主體階段。主要是根據自己“最佳”的設計方案,正確組裝好實驗儀器和準備實驗藥品;根據擬定的實驗步驟進行實驗操作,觀察實驗現象,準確無誤地記錄實驗數據。實驗方法組合如下:方法1加方法3、方法1加方法4、方法2加方法3、方法2加方法4,每組任選其一,每組兩種實驗方法同時進行。

1.1.3  總結報告階段即實驗結果形成階段。通過對實驗現象的觀察,對獲得的產品、取得的有關數據和資料運用學過的相關知識,進行分析、綜合、判斷、推理等(或對產品進行純度分析,對產品的物理、化學性質等進行分析鑒定),獲得設計性實驗的結果。在獲得實驗結果之后,還應該對實驗步驟進行反思、討論。在此階段中,學生應就自己的設計性實驗情況寫出實驗報告,對實驗全過程予以總結,最后寫出實驗論文,論文格式嚴格按照正式論文格式。這是使知識鞏固、方法遷移、能力提高的重要環節 。8個實驗組都獲得了比較理想的實驗效果,達到了預期的實驗目的,4種方法都可用于實驗教學。

1.2  實驗結果及評價

1.2.1  提高學習能力在異法同步設計性實驗教學過程中,學生們認真查閱資料,積極動腦分析,掌握了橙皮苷研究的最新動態和方法。通過學生自主設計實驗,在各種方案中對比分析,并在實際操作中有許多創新之處(如節約溶劑、節省時間等一些細節),可以學習到相關的新知識,熟悉使用各種儀器設備的方法,極大地提高了學生自學能力,變被動為主動學習,增強了學生接納、學習新知識的能力。同步使用不同方法提取分離同一有效成分也有別于以往實驗的單一模式,學生在對提取分離方法比較的同時,激發了學習興趣,從而自然地掌握了黃酮類化合物理化性質和中藥有效成分提取分離及測定的基本方法。該實驗對于提高學生的綜合素質,養成良好的科研習慣,培養創新思維有較大的促進作用。4種工藝是運用不同的提取原理,均能得到橙皮苷。各組采用的提取分離方法不同、設計的提取工藝路線不同,而最終產物卻相同,使學生對幾種橙皮苷的提取分離方法有一個感性的自我認識和比較。從而調動學生的自我創作能力,發揮各自想象空間,開拓其思路,真正的做到理論指導實踐。

1.2.2  培養創新能力異法同步設計性實驗要求學生通過查文獻、收集材料、提出藥品試劑和儀器設備計劃、擬定實驗方案,打破以往教師講、照書做、實驗方法單一的驗證性實驗模式,培養了學生運用知識解決實際問題的能力。從而培養了學生開拓思維,積極創新的良好精神,提高了學生的實踐能力和對科研的自信心,為以后學習和工作奠定良好的基礎。在實驗教學中,為學生提供了自主創造的空間,有效的培養了學生的獨立思考能力和科研能力。同時實驗論文的寫作是一個總結再創造的過程。通過認真地反思,分析總結經驗教訓,對實驗提出改進的意見和設想,提高了分析問題能力及論文寫作水平。實驗及論文的寫作過程,提高了學生的實踐能力及綜合素質,促進了學生創新能力的提高。

2  討論

     

以前做天然藥物化學實驗,由于實驗原理、步驟、結論等都是已知的,實驗方法也是唯一的,學生參與實驗的積極性不高,對實驗課應付了事,實驗報告互相抄寫,難以收到較好的教學效果。而完成異法同步設計性實驗項目,學生必須主動地學習、思考、分析才能決定實驗方案,徹底改變以前照抄照搬實驗方法單一的驗證性實驗模式,大大提高了學生的自學能力,由原來的被動學習變成主動學習,激發了學生的學習興趣。

     

天然藥物化學實驗操作間歇時間比較長,如回流、煎煮、靜置等實驗操作。學生在這部分時間內大部分空閑,感覺沒有事情做。異法同步設計性實驗要求每組選定兩種實驗方法,并且同時進行。兩種實驗方法的提取分離方法不同、而最終產物卻相同,使學生對橙皮苷的提取分離方法有一個感性的自我認識和比較。從而既調動了學生的積極性,啟發了發散式思維,又讓學生鍛煉了更多的基本操作技能,樹立了獨立科研的信心。

   

在實施異法同步設計性實驗時,要求學生必須進行反復認真地獨立思考,按照實驗方案實施,靈活解決實驗過程中出現的各種問題。這不僅培養了學生的獨立科研能力,而且提高了學生分析問題、解決問題的能力。由于實驗方案是學生自行設計提出的,為了做好實驗,學生積極思考實驗中的操作細節,創造條件爭取實驗成功,進一步鍛煉了學生的獨立思考能力。

3  結語

   

開展異法同步設計性實驗,學生自己查閱文獻、自行設計實驗方案、選擇實驗儀器和試劑、獨立完成實驗操作,最后提交論文報告,不僅有助于培養學生靈活運用所學理論和實驗知識,分析歸納、解決實際問題的能力,而且有助于激發學生的主動探索精神,促進學生創新精神和實踐能力的形成和發展,對學生的創新能力培養起到了積極的促進作用。

   

創新源于實踐,沒有實踐,創新則無從談起。異法同步設計性實驗打破了傳統的以教師為中心的教學模式,把自主權交給學生,給予學生充分的思維空間和實驗設計的自主性,從而加強了學生的自學意識和自學能力,鍛煉了學生的創新意識和思維能力,它作為一種新的實驗教學模式對培養學生的創新能力起著重要的作用,是實驗教學發展的必然趨勢。在今后的工作中,我們將進一步充實完善異法同步設計性實驗教學的內容,為學生提供更為廣闊的思維空間,以達到提高學生科研素質的實驗教學目的。

篇6

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] C [文章編號] 1673-7210(2013)11(b)-0155-03

Effects of scientific research projects in traditional chinese medicine "ladder model" practice

KANG Wenyi KONG Xiangmi GUAN Aimin WEI Jinfeng

Institute of Traditional Chinses Medicine of He′nan University, He′nan Province, Kaifeng 475004, China

[Abstract] Practice and innovation are the essential condition for traditional Chinese medicine (TCM) developement. The development of innovative drugs is the key for competition during TCM enterprises development. It is also the sustainable power for development of Chinese enterprise in the future. Developement of new drugs need the funds to support scientific research projects. The paper elucidated the innovative feature of scientific research projects for training methods. The system of "ladder model" of TCM innovative and practice training pattern is established for undergraduate education. The problem, including scientific thinking and practice ability and question in scientific research projects are discussed.

[Key words] Scientific research projects; Traditional Chinese medicine; "Ladder model" practice

[基金項目] 河南省科技攻關(重點項目)(編號122102310170);河南大學第十二批校級教學改革研究項目。

[作者簡介] 康文藝(1971.1-),男,漢族,黑龍江尚志人,博士后,教授,中藥學和藥理學碩士生導師,主要從事藥用、食用植物化學及活性研究。擔任河南省中藥學博士后創新團隊副主任;河南省生物醫藥技改專家;首批河南省科技特派員;發表研究論文近300篇,40余篇SCI收錄,授權國家發明專利19項;主持國家自然科學基金、河南省科技廳重點攻關項目等12項。

中藥學繼承和發展了古代本草學,專門研究中藥基本理論和各種藥材飲片、中成藥的來源、采制、性能、功效及臨床應用等知識。近年來我國中藥科學技術的發展十分迅速,醫藥經濟也成為國民經濟發展最快的行業之一,對中藥的開發研究成為現在緊迫的任務。中藥走向世界的基礎是中藥現代化,其關鍵是學術指導思想的現代化;其核心是提高新藥的科研能力和技術。

新藥的開發需要大量科研項目的經費支持,國家在推動技術創新、增強綜合國力方面投入了大量的人力、物力和財力,高校也承擔了一大批各類科研項目,科研經費總量和科技創新能力顯著提高。科研項目的實施對在校大學生進行了科研創新能力和實踐動手能力的培養,提高了學生的科研思維和解決問題的能力,并取得了良好的效果。“階梯式”教學是根據中藥學學科的特點,依據學生的實際水平因材施教,在一個循環式的培養模式下,引導學生漸進式的從了解、熟悉到掌握中藥學學科的精髓,形成良好的學習習慣的方法[1],其培養模式主要特點是目標具體升級適度,符合學生的心理使學生有成就感。在以往的教學改革研究基礎上[2-3],本研究提出中藥學“階梯式”實踐與創新培養模式與科研項目實施相結合,為中藥的發展提供了動力,同時為社會培養了人才。

1 科研項目基本過程及取得的成績

1.1 基本過程

1.1.1 培養人才選擇基本原則 科研項目的實施中需要選擇一定的專業人才進行培養,參加項目成員必須具備一定的專業知識,對學術思想、技術路線的制訂與理論分析及對項目的完成目的熟悉。承擔項目的人才培養選擇一般為大學高年級的藥學專業人才,大四年級學生及在校研究生作為主要培養對象,在此階段,學生必須熟悉本專業的知識以及掌握本專業的實驗技能,主要培養這些學生的科研思維和解決實踐問題的能力,并且在項目執行過程中逐漸熟悉科研項目的中期檢查、結題、驗收和經費合理使用等基本的常識性內容[4]。

因此,在中藥學“階梯式”實踐和創新性培養中培養對象的選擇需要針對科研項目的內容進行,項目執行的時間也是選擇的一個條件。

1.1.2 研發實施階段的培養 科研項目的研發實施階段是科研項目全過程的重點和核心。在這一階段包括科研項目的開展和控制兩個方面。項目負責人需要依據立項的內容和執行時間,指導項目參與學生按照項目任務書進行實施。該階段需要指導文獻的搜集、整理和方案的制定,參與項目的學生們能從中訓練出有效閱讀中外文專業文獻的能力,如何通過閱讀文獻,有助于綜合分析和解決問題的能力的提高,形成了一種獨立思考和解決科研或實踐中問題的能力,并能積累一定的實踐動手能力和科研創新能力。此階段是中藥學階梯式實踐與創新中的創新環節,也是一個系統和基礎的工程,對初次接觸科研項目的學生而言,是科研思路的初步形成階段。

研究方案的執行階段是學生動手能力和創性能力的建立的關鍵環節。此階段有助于學生自主能力的提升,教師承擔的主要任務是引導和鼓勵學生運用專業知識、技能和文獻分析能力解決課題中遇到的問題、整理實驗數據和總結課題進展。

科研項目的結題和驗收是科研項目過程的后期階段,也是科研項目過程的重要環節。在該階段對學生的培養主要集中在原始資料的保存、原始數據與成果的之間的核查與重復,體現了科學研究的嚴謹性和客觀性,并初步掌握科研項目全過程、結果和應用、突破關鍵技術等的總結。

1.2 取得的成績

本研究通過科研項目建立了中藥學“階梯式”教學與實踐培養模式,對大四本科生及在讀研究生進行實踐動手能力和科研創新思維方式的培育,我們課題組相繼完成的科研項目有河南省科技廳基礎前沿計劃、河南省科技重點攻關項目、河南省衛生廳醫學科技攻關計劃和河南省教育廳自然科學研究資助計劃項目等12項。

科研項目中培養的研究生王金梅在連翹成分研究中3篇[5-7],在其他科研項目中發表英文文章3篇[8-10],本課題組在茜草研究中論文5篇[11-15]。在實施科研項目過程中,本課題組授權專利為一種天然化合物熊果酸在抗菌方面的應用同時發表了相關論文[16],一種連翹降血脂有效部位及其制備方法的應用和卷柏降血脂有效部位及其提取方法的應用以及穗花衫雙黃酮的提取方法。培養的本科生邢晗、郭貝貝等同學在河南省科技廳項目中《南瓜降血糖作用研究》5篇[17-21],并分別于2013年考取中國藥科大學研究生、浙江大學研究生。

2 科研項目在中藥學階梯式實踐和創新中存在的問題

科研項目實施過程中能很好的培養學生的實際動手能力和科研思維,但也存在一些問題。

2.1 大學生科研研究課題存在的問題

本科教育存在重教學、輕科研,教學和科研相脫離的現象,確定科研課題的來源和形式進一步做理論和實踐的分析,豐富創造性人才的培養模式具有重要的意義。科研研究課題存在以下問題:①項目覆蓋范圍不廣。不同課題組研究方向較為集中,獲得資助的課題研究內容主要為課題組長期從事的領域。②項目形式較單一。目前科研選題大部分在本專業和本學科內部實施,學科間滲透性和交叉性較差。科研項目應涉及各個學科,有利用提高學生多思維分散型的培養,有利于培養高素質的發展潛力的人才。③項目的開發性不夠。

2.2 學生對科研的認識模糊

大部分學生將科研等同于社會調查或讀書報告,對科研的認識高度不夠。沒有認識到科研中的精髓即探索精神,這種認識層面會導致大部分學生對科研項目的投入不夠,科研素質中探索能力及團隊協作能力得不到鍛煉。

2.3 只重視結果不重視過程

現在部分大學生參與科研項目多數為了在找工作中增加一個就業砝碼,只是為了一張科研證書,抱著這樣的態度,導致學生不能夠完全投入到科研項目中去。科研素養包括與科研相關的知識、研究能力、研究方法、研究習慣、研究態度及研究意識等等。提高學生科研素養必須讓學生認識科研,了解科研的基本途徑和方法,并灌輸科研與創新之間的關系,既要認識到科研創新的艱苦性又需要學生樹立科研探索的精神。

3 小結

科研項目的實施是培養大學生創新能力的一個平臺,能夠培養本科生提高提出問題、解決問題的能力,通過對本科生科研的培養,可以使本科生掌握科研的方法,提高科研能力和探索精神,為研究生階段的學習打下堅實的基礎。培養研究生實踐動手能力和科研思維的能力,增強研究生對專業深度的理解及學生的競爭力。中藥學“階梯式”實踐與創新培養模式與科研項目實施相結合,為中藥的發展提供了動力。科研項目為中藥新藥的開發提供了經費支持,有助于中藥的發展,同時為社會培養了人才。

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[19] 邢晗,李昌勤,康文藝,等.6種南瓜栽培品種體外抗氧化活性研究[J],食品工業科技,2012,33(15):90-92.

篇7

苔蘚植物是一類綠色多細胞、無維管束的高等植物,它們分布廣泛,適應性很強,被生態學者譽為大自然的拓荒者。從近幾十年來苔蘚植物化學研究的結果表明是潛在的天然活性產物的寶庫。從苔蘚植物體中已經分離到的次生代謝產物主要有有萜類、甾槨、芳香族化合物及脂類等,而在其它高等植物中廣泛存在的生物堿,苔蘚植物幾乎完全缺乏[[1]]。在日益強調環境保護、提倡發展可持續農業的今天,天然產物愈來愈受到重視生物論文,值得注意的是苔蘚植物中含有的一些特殊的活性成分,具有極大的開發利用價值。更多的學者研究苔蘚植物對其它植物生長的影響。如杜桂森利用羊角蘚、山羽蘚、塔蘚、細葉金發蘚和溫帶光萼苔5種苔蘚植物配子體的水提液對小麥、玉米、大豆、落花生、菜豆5種作物進行種子萌發研究,發現4種蘚類對作物種子萌發均有不同程度的促進作用,而苔類則對作物種子的萌發有不同程度的抑制作用。認為可能是蘚類與苔類配子體的主要次生代謝產物或內源激素不同[[2]]。劉瑩等研究發現灰蘚、北地扭口蘚的配子體水提液對作物種子萌發均有不同程度的促進作用,對農作物的胚根促進作用顯著,提高了種子的萌發質量,認為蘚類配子體的主要次生代謝產物或內源激素具有生物活性[[3]]。但是在他們的實驗過程中,并沒有設置濃度梯度,因此不能反映苔蘚植物體不同濃度條件下對受試作物種子的萌發和幼苗生長的影響。

白發蘚和大灰蘚在我國各地有廣泛的分布,并常常在局部區域形成單優勢種,很有可能在植物體內存在著影響其它植物生長的一些活性物質,研究它們對作物種子萌發和幼苗生長的影響,可以為更好地開發利用這些天然資源提供切實可行的理論依據。本試驗以綠豆、蘿卜、甜椒、油菜、玉米5種作物種子為材料,測定白發蘚和大灰蘚水提取液對5種作物種子萌發的發芽率、胚根長、胚根重,幼苗鮮重等指標生物論文,以期得出兩種蘚類對作物種子萌發和幼苗生長的影響潛力,評估兩種蘚類利用的前景。

1材料與方法

1.1材料

白發蘚Leucobryum javense采自浙江麗水白云山景區石面,大灰蘚Hypnum plumaeforme采自浙江南明山景區石面免費論文。綠豆、蘿卜、甜椒、油菜、玉米5種作物種子均購自種子商店。

1.2方法

1.2.1苔蘚植物水提取液

苔蘚植物配子體用自來水沖洗干凈,去掉雜質,再用蒸餾水沖洗干凈,晾干。準確稱取兩種苔蘚植物干樣各5g,分別放入500ml三角燒瓶中(內有200ml蒸餾水并已中預熱半小時),并繼續于70℃恒溫水浴中5h,取出冷卻后減壓抽濾,所得溶液為苔蘚植物水提原液,濃度為25g·L-1。取50mL原液稀釋至250mL,得到中等濃度稀釋液,濃度為5g·L-1。取50mL中等濃度稀釋液,稀釋至250mL,得到低濃度稀釋液生物論文,濃度為0.5 g·L-1。

1.2.2種子萌發試驗

將5種作物種子經自來水沖洗干凈,在相應濃度提取液中浸泡2h取出用濾紙吸干表面。在每個培養皿中放入兩層濾紙,經高溫高壓滅菌后加8mL不同濃度苔蘚水提取液,以蒸餾水為對照。均勻地放入50粒作物種子。用保鮮膜覆蓋培養皿以防止水分蒸發。25℃下黑暗培養6天。第3天后補加2mL水提液以彌補液體流失。每24h在相同的時間段記錄作物種子每天的發芽粒數,以連續兩天發芽數不再增加視為萌發結束。等萌發實驗結束時用直尺測量種子胚芽胚根的長,用FA1004型電子天平稱胚根、幼苗的鮮重。在此基礎上計算發芽率。

綠豆在第4天萌發結束。蘿卜在第5天萌發結束。油菜、玉米在第6天萌發結束。而甜椒則因為萌發較慢,從第7天開始記錄有萌發,一直持續6天萌發結束。

1.2.3 數據統計

所有實驗處理均設3次重復,結果用平均值±標準差表示,用SPSS16.0統計軟件,采用單因素方差分析和LSD多重比較檢驗各處理組間的差異顯著性水平。

2 結果和分析

2.1 白發蘚和大灰蘚水提取液對綠豆種子萌發的影響

表1 白發蘚和大灰蘚水提液對綠豆、蘿卜、甜椒、油菜和玉米種子萌發的影響

Table 1 Influences of aqueous extraction ofLeucobryum javense and Hypnum plumaeforme on germination onseedling of Vigna radiate,Raphanus sativus,Capsicum annuum,Brassica campestris and Zea mays.

 

測量

指標

Indices

苔蘚植物的水提取液濃度

Aqueus extraction concentration of Bryphytes(g·L-1)

作物 Crop species

 

 

綠豆

V.radiata

蘿卜

R.sativus

甜椒

C.annuum

油菜

B.campestris

玉米

Z.mays

發芽率

Germinating rate

對照

1±0a

0.94±0.02a

3.57±0.2a

0.58±0.11a

0.85±0.03a

白發蘚

25

0.99±0.01a

0.82±0.06b

4.07±0.03a

0.25±0.02b

0.83±0.02a

5

0.99±0.01a

0.85±0.06ab

3.37±0.07ab

0.44±0.06a

0.85±0.01a

0.5

1±0.02a

0.93±0.02ab

3.9±0.21a

0.42±0.07ab

0.88±0.02a

大灰蘚

25

0.99±0.01a

0.84±0.03ab

3.57±0.17a

0.57±0.01a

0.75±0.05b

5

0.99±0.01a

0.94±0.01a

3.9±0.2a

0.53±0.06a

0.82±0.02ab

0.5

0.99±0.01a

0.88±0.04ab

3.63±0.29a

0.46±0.03a

0.79±0.01abc

平均胚根鮮重

Fresh radical weight

(mg·株-1)

對照

34.51±4.01a

6.33±1.54a

8.49±0.88a

0.97±0.42a

49.26±6.92a

白發蘚

25

32.55±1.8a

5.68±1.11a

7.9±0.98a

1.15±0.19a

43.86±4.33a

5

28.21±2.89a

9.3±0.77ab

9.07±0.51a

1.64±0.06a

38.8±4.63a

0.5

34.82±1.99a

6.47±0.65a

8.38±0.72a

2.22±0.32ab

50.46±5.06a

大灰蘚

25

35.11±1.68a

5.47±0.65ac

8.14±0.4a

2.28±0.11ab

48.67±4.36a

5

25.6±2.88ab

6.94±0.75a

9.92±1.33a

2.37±0.36ab

48.08±3.4a

0.5

37.41±2.93ac

8.04±1.59a

9.16±0.73a

2.89±0.24b

52.96±0.71ab

幼苗鮮重

Fresh seedling weight

(mg·株-1)

對照

161.73±1.39a

65.68±2.21a

25.73±1.04a

12.98±3.05a

425.69±15.56a

白發蘚

25

149.21±2.45b

44.21±3.86b

28.36±1.66a

9.89±0.25a

416.79±4.31ab

5

157.23±2.94ab

62.77±1.16a

26.34±0.32a

13.6±1.05a

386.43±4.66b

0.5

152.81±3.25ab

61.47±2.42a

26.97±0.92a

17.33±1.82ab

395.05±15.75a

大灰蘚

25

156.48±6.26ab

60.27±1.49a

31.22±3.03a

16.03±0.15ab

421.4±18.65a

5

150.67±2.56b

60.79±2.5a

31.62±3.93a

15.93±1.6ab

404.19±10.08a

0.5

163.47±3.33a

70.27±3.51ac

28.11±1.44a

17.07±1.35ab

424.9±8.59a

胚根長

Root length

(mm)

對照

33.45±2.66a

35.17±3.19a

9.18±0.17a

11.3±1.63 a

48.63±5.84a

白發蘚

25

27.02±2.16b

12.99±5.44b

5.21±0.29b

6.97±1.3ab

43.56±4.86a

5

32.57±2.32ab

29.92±1.95a

9.87±0.7a

9.05±1.05a

40.23±4.06a

0.5

27.71±2.66ab

34.44±1.44a

7.63±0.75ad

13.18±1.42ad

49.74±4.18a

大灰蘚

25

38.49±2.2ac

31.3±0.96a

7.92±0.92ad

12.09±0.25a

43.15±4.84a

5

36.41±0.83ac

32.63±1.75a

10.91±0.11abc

19.42±1.14bc

51.53±4.43a

0.5

37.59±0.95ac

48.16±4.12bc

篇8

生物工程綜合實驗根據專業核心課程的設置分為5個模塊,即植物生物技術實驗模塊、植物天然產物開發實驗模塊、微生物發酵工程實驗模塊、蛋白質與酶工程實驗模塊、生物質煉制實驗模塊。根據上述5個模塊,遴選相應實驗項目,編寫特色明顯的實驗指導教材。

2.1植物生物技術實驗模塊

植物生物技術實驗具體安排如下6個項目:(1)植物組培實驗室設計和實驗設備、實驗用品認知;(2)MS培養基母液的配制;(3)MS培養基配制、滅菌與分裝;(4)外植體分化生長的誘導培養;(5)外植體脫分化生長的誘導培養(6)組培苗的煉苗。教學目的:掌握母液的配制方法;掌握培養基配制的步驟和滅菌方法;掌握不同材料(外植體)的消毒和接種方法;掌握獲取愈傷組織的方法;通過本實驗加深對幾個基本概念(植物細胞全能性、分化、脫分化、再分化、愈傷組織、煉苗等)的理解。可執行性分析:依托“植物細胞工程安徽省工程技術研究中心”和“安徽省植物生物技術實訓中心”兩個平臺,借助一整套成熟的植物組培技術和實踐經驗豐富的指導教師團隊以及諸多的產學研合作基地,能夠很好地將植物組織培養技術傳授給學生,并付諸于實踐。

2.2微生物發酵工程實驗模塊

微生物發酵工程實驗具體安排如下4個項目:(1)固定化酵母細胞的制備;(2)固定化酵母細胞發酵制酒及其影響因素分析;(3)蠟狀桿菌液體發酵產果膠酶;(4)啤酒生產。教學目的:學會制備固定化酵母細胞,并利用固定化酵母細胞進行酒精發酵;了解菌種的制備及其質量檢測,學會使用二聯發酵系統并進行規模發酵;學會使用圓柱露天錐形發酵罐發酵生產啤酒。可執行性分析:項目(1)、(2)屬于研究性實驗,根據實驗指導書和文獻資料的查閱,學生們能獨立完成;項目(3)、(4)屬于綜合性實驗,應用性極強,能激發同學們的興趣,學生們通過課前查閱資料,帶著問題進入實驗室,在老師的指導下,自己動手操作,以期達到預期目標。

2.3蛋白質與酶工程實驗模塊

蛋白質與酶工程實驗具體安排如下5個項目:(1)SDS-PAGE;(2)5-12%SDS-PAGE;(3)抗血清制備;(4)Westernblot;(5)豬血中超氧化物歧化酶(SOD)的分離純化及活力測定。教學目的:學習SDS-PAGE測定蛋白質分子量的原理;掌握SDS-PAGE電泳的操作方法;了解抗血清制備的基本原理;掌握抗血清制備的操作步驟及方法;掌握應用Westernblot檢測抗原及蛋白水平表達等;掌握SOD的分離純化及活力測定。可執行性分析:5個實驗的開設不僅讓學生們掌握了基本的實驗操作技能,而且為學生們更高層次的深造打下了堅實的基礎,同時也推動了“皖西學院抗體制備及其質量檢測中心”的可持續發展,加強了產學研項目的深入合作,師生共贏,校企共贏。

2.4植物天然產物開發實驗模塊

植物天然產物開發實驗具體安排如下4個項目:(1)植物色素的提取、性質及穩定性:(2)黃酮類物質的提取、分離和性質;(3)植物多糖的提取、分離和性質;(4)油料作物中油脂的提取、精制和有關性質。教學目的:了解植物色素、黃酮類物質、植物多糖和油料作物中油脂等物質的提取方法、提取過程,學會運用單因素實驗、正交實驗等實驗方法優化目標物質提取的最優條件,并通過提純目標物質,研究其理化性質或生物活性。可執行性分析:植物天然產物開發涉及的范圍較廣,生物工程教研組根據實際情況開設了以上4個項目,其中第1個項目是我們開設的傳統項目,后3個項目與我們教師的科研課題密切相關,是我校研究的優勢項目,實驗條件優越,儀器設備齊全,能夠達到教學和科研的優勢互補,教學相長。

2.5生物質煉制實驗模塊

生物質煉制實驗具體安排如下4個項目:(1)了解生物工程企業生產環境及生產技術原理;(2)比較不同生物工程行業廢水檢測方法;(3)熟練掌握廢水BOD和COD的檢測原理與方法;(4)利用農林廢棄物進行生物質煉制提取木質素。教學目的:使學生了解相關生物工程企業的生產流程、生產技術原理、下游廢水排放達標要求以及最重要的排放物生產過程檢測方法,加強對生物生產和管理的達標排放的認識,同時學習相關檢測方法。可執行性分析:我校生物工程專業在第五學期有2個月的企業實習,學生們根據興趣進入相關企業,結合專業特點,學生們有選擇的進行實習、實訓,了解生物工程行業的進展和前景;另外借助校級“生物質煉制科技創新平臺”,學生們能掌握廢水BOD和COD的檢測原理與方法,初步利用農林廢棄物進行生物質煉制提取木質素等實驗技能。

3生物工程綜合實驗課程的實施

3.1開設開放式實驗

改大班集中實驗為小組分散循環實驗教學,由于發酵罐、啤酒發酵系統、氣質聯用儀、液相色譜儀、原子吸收光譜儀等實驗設備臺套數少以及組培室等實驗場地的限制,又由于實驗內容的需要,在操作上要求連續,在實際教學時就必須改變原來大班上課狀況,只有將學生分散,以小組的形式進行訓練,采取學生循環而實驗項目固定的循環實驗教學方式,才能最大限度地提高實驗設備和實驗場所的利用率。同時,建立生物工程專業綜合實驗操作訓練的音視頻、試題庫等,完善實驗用多媒體教室以及仿真實驗室的建設。

3.2開設自主設計性實驗

高等教育的目標是培養素質高、能力強的創新人才,如何實現“能力為重”的戰略主題對高校創新人才培養提出新的要求。提高本科生的動手能力和創新意識一直是實驗教學改革的主題。在自主設計性實驗中,老師給出實驗項目名稱,學生們查閱資料,設計實驗方案,然后與指導老師討論實驗方案的可行性,對無法實施的方案,老師給予適當的指導后重新設計,對可行方案進行討論修改。在實驗方案設計可行的情況下,學生們進行實驗操作,觀察現象,記錄實驗數據和實驗結果,并對結果給予分析,撰寫實驗報告,準備ppt進行實驗匯報。經過近3a的自主設計性實驗的開設,學生們獨立動手能力和創新思維能力得到了培養和提高,也大大激發了同學們自主學習的興趣。

3.3開設研究性實驗

充分發揮我院教師科研能力強的優勢,將教師的科研成果引入教學,將科研課題轉化為實驗教學內容,把科研成果轉化為實驗項目,將科研設備開放于實驗教學。既能讓學生參與到教師的科研中去,培養學生科研的興趣,又能在教師的帶動下培養科研的思維。

篇9

婚姻狀況: 未婚 求職意向及工作經歷人才類型: 全職應聘職位:化學工程類、理科類、生物工程類

工作年限: 3職稱: 中級求職類型: 全職 可到職日期:一個星期  月薪要求: 面議希望工作地區: 北京市上海市成都 個人工作經歷:1996-XX,西北大學化學學院

1997-1999擔任過院報編輯,校學生會學習小組干事。

1998.10-1999.5從槐米和蕎麥皮中提取蘆丁工藝研究

1999.2~XX.6從蕎麥皮中提取纖維素,對纖維素與馬來酸等接支反應,合成纖維素的衍生物

1999.9~1999.10河南洛陽中原油田分析測試中心實習

XX.9-XX.12四川自貢(中昊)晨光化工研究院

XX.9~XX.12四川自貢(中昊)晨光化工研究院環氧樹脂車間實習工作

XX.1~XX.7四川自貢(中昊)晨光化工研究院環氧樹脂車間實驗室擔任技術員,負責車間生產中間體的檢測,車間生產問題解決和部分應用產品開發(環氧樹脂稀釋劑,環氧樹脂灌封料和環氧樹脂模具)

XX.8~XX.12四川自貢(中昊)晨光化工研究院工程中心環氧樹脂研究組,參與開發一種電子級酚醛環氧樹脂和新建車間的設計,申報材料的整理,前期實驗的總結等工作,并成功進行了中試。

XX.1~XX.8西安新興絕緣材料廠擔任技術研發和廠長助理工作,主要負責車間生產,新產品的開發和產品報批等工作。。 教育背景畢業院校: sichaun daxue最高學歷: 碩士畢業日期: XX-7所學專業一: 生物學類 所學專業二:受教育培訓經歷:本科 XX 年畢業于 西北大學化學系有機合成 專業

主要從事植物有效成分的分離和其衍生物的合成研究

碩士 XX 年畢業于 四川大學 生命科學學院

生物化學與分子生物學 專業 主要從事植物蛋白的功能研究 語言能力外語: 英語外語水平: 熟練國語水平: 精通 粵語水平: 一般 工作能力及其他專長本人具有較強和廣泛的專業知識基礎,較強的學習能力和合作精神,具有化工和生物制劑等工作經歷。參與完成多項國家和省市研究項目,并完成多篇科技論文,得到同事和領導老師的好評。

在化學方面,天然產物有效成分的提取,有機合成和高分子材料合成與應用比較熟悉。

在生物學方面,生物化學的基本操作技能(蛋白提取、分離、檢測(如:Western檢測,熒光分析檢測,蛋白基本性質的檢測等);植物體功能蛋白的分離和提取,多克隆抗體的制備),基本分子實驗技能(PCR,DNA/RNA的提取和大腸桿菌表達等)。對生物藥學相關的實驗設計和要求較為熟悉。

在儀器的使用方面,能夠使用多種儀器( 紫外光譜UV, 紅外光譜IR,原二色譜 CD, 熒光光譜FL,快速液相色譜FPLC, PAM2100葉綠素熒光,高效液相色譜HPLC等),并對主要分析儀器(核磁NMR,紫外光譜UV, 紅外光譜IR,原二色譜 CD, 熒光光譜FL等)的結果能夠準確分析。

篇10

1 研究方法

1.1 樣本篩選

所選中藥均為《中華人民共和國藥典》2005年版[3]所收載,主要歸肺經的藥物共計129種。

1.2 資料檢索

129種歸肺經中藥的基本資料來源于《中華人民共和國藥典》2005年版[3];化學成分類別構成的文獻資料來源于清華同方全文期刊庫、重慶維普全文期刊庫以及美國化學文摘數據庫,分別以129種歸肺經中藥的中文名、英文名、拉丁名進行化學成分及類別的資料檢索。

1.3 統計方法

對129種歸肺經中藥基本資料、化學成分構成進行文獻檢索,將資料輸入計算機,建立129種歸肺經中藥的化學成分信息數據庫,對129種歸肺經中藥的化學成分類別構成情況與其歸經作用的關系進行研究,采用SPSS13.0軟件進行統計學處理,主要進行頻數與排序統計。

1.4 化合物分類標準

參考《中藥化學》[4]、《天然藥物化學》[5]、《天然產物化學》[6],結合中藥有效成分的特征,分為萜類、黃酮類、生物堿類、甾體類、苯丙素類、醌類、酚類、糖苷類、酯類、氨基酸、多肽類、蛋白質、芳香族、含硫化合物、含氧雜環、脂肪族類化合物。

2 研究結果

2.1 基本資料

2.1.1 歸經構成情況

129種歸肺經中藥其歸經的首位均為肺經,其中單歸肺經的19種,占14.7%;歸兩經的63種,占48.8%;歸三經的41種,占31.8%;歸四經的5種,歸五經的1種。

2.1.2 藥材來源情況

129種歸肺經中藥為植物來源的116種,占89.9%;動物類藥6種,占4.7%,礦物類藥7種,占5.4%。

2.2 化合物頻數構成情況

共收集化合物總頻數6 107次,其中植物類肺經中藥化合物出現頻數5 873次,動物類肺經中藥化合物頻數是234次,礦物類肺經中藥0次(無機鹽未計算入內)。各類化合物在肺經中藥中出現的頻數見表1。表1 各類化合物在肺經中藥中出現的頻數(略)

從表1可以看出,肺經中藥中化合物類別出現頻數最高的是萜類化合物,占所有化合物頻數的26.41%,其次是脂肪族、黃酮類、生物堿類化合物,這4種類別的化合物累計頻數占到62.34%。

通過非參數Chi-Square 檢驗,各類化合物期望頻數值為325,卡方值為9 353.997,自由度為17,P=0.00<0.01,可以認為各類化合物頻數值差異是有統計學意義的。萜類化合物實際頻數比期望頻數高出1 288次,表明萜類化合物的頻數明顯高于期望值和其他化合物類別的實際頻數。

2.3 含各類化合物類別的肺經中藥情況

129種肺經中藥中有124種有化合物構成的報道;含各類別化合物的肺經中藥種數情況見表2。表2 各類別化合物在肺經中藥中出現的種數情況(略)

從表2可以看出,大部分肺經中藥(68.22%)含有萜類化合物,其次是脂肪族、甾體、生物堿、黃酮。

通過非參數Chi-Square 檢驗,含各類化合物肺經中藥種數的期望值為42,卡方值為289.799,自由度為17,P=0.00<0.01,表明各類化合物在肺經中藥中出現的種數值差異是有統計學意義的。而萜類化合物的出現頻數值明顯高于期望值。

2.4 不同歸經數中藥化合物類別構成的對比(見圖1)

2.5 含萜類亞類的肺經中藥情況

在129種肺經中藥中有88種肺經中藥含有萜類化合物,含萜類亞類的肺經中藥情況見表3。表3 萜類亞類在肺經中藥中出現的頻數情況(略)

表3顯示,三萜類化合物在肺經中藥中出現的頻數是最多的,接近一半肺經中藥含有三萜化合物,其次是倍半萜、單萜,二萜最少。

3 討論

以上研究結果表明,肺經中藥中萜類化合物出現頻數最高,其中又以三萜(尤其是五環三萜)最為多見;而且萜類化合物的出現頻率隨肺經中藥歸經數(除肺經外出現其他經)的增多而降低,具有一定的特異性。此外,脂肪族、甾體、生物堿、黃酮類在肺經中藥中出現的頻數也很高。

現代藥理研究表明,萜類化合物對肺經系統疾病具有明顯的藥效作用,Shin CY等[7]對桔梗三萜類化合物的祛痰活性研究表明,桔梗皂苷D和D3通過霧化給藥,能增加大鼠上皮細胞中黏液素的釋放,而且比陽性對照藥品ATP和Ambroxole的作用更強;繆氏等[8]發現,艾葉提取物α-萜品烯醇對哮喘小鼠氣道炎癥及外周血Th1/Th2平衡具有積極影響;唐氏等[9]發現單萜類化合物具有良好氣管擴張和抗變態反應作用;李氏等[10]發現土貝母苷甲對肺部腫瘤細胞的細胞毒作用大于其他部位的腫瘤細胞。

生物堿類化合物同樣是肺經中藥中一類重要的有效化合物。如麻黃中麻黃堿具有松弛支氣管平滑肌、收縮血管和升高血壓等作用,臨床主要用于支氣管哮喘、過敏性反應、鼻黏膜腫脹及低血壓等病癥的治療;山豆根中氧化苦參堿可顯著減輕哮喘小鼠血管、氣道周圍炎性細胞浸潤, 改善黏膜上皮壞死脫落情況,消除哮喘的主要病理基礎,起到抗炎,平喘的作用[11]。

但萜類化合物、生物堿類化合物與黃酮類化合物是否就是歸肺經中藥的物質基礎,肺經中藥中所含的萜類化合物、生物堿類化合物及黃酮類化合物是否都對肺經系統的疾病具有特異性治療作用,而且是通過什么途徑、什么作用機制發揮歸經作用,和有效成分在肺經系統的靶向作用和富集,以及體內第二信使,細胞受體特異性作用是否密切相關,其生物學規律又是什么,這些問題尚需進一步的實驗來驗證和闡釋。

本研究以大樣本量的歸肺經中藥整體化學成分作為研究對象,通過文獻檢索、化學信息統計等方法對歸肺經中藥的化學成分類別構成規律進行研究,得到歸肺經中藥化學成分類別構成的一般性規律。此方法簡單可行,資料翔實,結論科學,符合中醫藥理論的整體觀和對宏觀規律的認知特點,為研究中藥歸經理論提供一種新的方法與思路。

參考文獻

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[5] 姚新生.天然藥物化學[M].第4版.北京:人民衛生出版社,2001.

[6] 徐任生.天然產物化學[M].第2版.北京:科學出版社,2004.

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[8] 繆衛群.艾葉提取物α-萜品烯醇對哮喘小鼠氣道炎癥及外周血Th1/ Th2平衡的影響[D].杭州:浙江大學碩士學位論文,2005.

篇11

一、天然氣管道腐蝕的因素

(1)土壤腐蝕因素。土壤是具有固、液、氣三相的多孔性的膠質體,土壤的空隙被氣和水充滿,水中含有一定的鹽使土壤具有離子導電性。由于管道所埋土壤各處的物化性質不同、管道各部分的金相結構不同,如晶格缺陷、雜質、內部應力、表面粗糙程度等原因,一部分金屬易電離,帶正電的金屬離子進入土壤中,從而該段電子過剩電位變負;而另一部分金屬不容易電離,電位變正,從而在兩段間發生電子流動即發生氧化還原反應。失去電子的管道段成為陽極區,得到電子管道段則成為陰極區,并和土壤一起組成回路,形成了電化學電流即腐蝕電流,從而產生了土壤腐蝕。

(2)管道腐蝕因素。長輸埋地管道表面大都包裹有防腐層,將鋼管和腐蝕介質隔離,切斷電化學腐蝕電池的電路。 土壤腐蝕性介質從而浸入管體外壁,引起管道外腐蝕,再加上陰極保護不善,雜散電流的影響等均會使管道遭受腐蝕。

(3)金屬材料因素。金屬化學穩定性、合金成分、金屬表面狀態等都會影響金屬材料的腐蝕性 。

(4)大氣腐蝕。大氣中含有水蒸氣會在金屬表面冷凝形成水膜,這種水膜由于溶解了空氣中的氣體及其它雜質,可起到電解液的作用,使金屬表面發生電化學腐蝕。影響大氣腐蝕的自然因素除污染物外還有氣候條件。在非潮濕環境中,很多污染物幾乎沒有腐蝕效應。假如相對濕度超過80% ,腐蝕速度會迅速上升。因此,敷設在地溝中的管道或潮濕環境的架空管道表面極易銹蝕。

(5)細菌腐蝕 。細菌腐蝕也稱微生物腐蝕,參與管道土壤腐蝕過程的細菌通常有硫酸鹽還原菌、氧化菌 、鐵細菌 、硝酸鹽還原菌等。其中厭氧性硫酸鹽還原菌最具代表性。它在pH6~ 8 堿性和透氣性差的土壤中繁殖,廣泛地分布在海、 河 、湖泊水田、 沼澤的淤泥中, 它利用自身的生息,將硫酸鹽離子還原,同時促進陰極反應,生成硫化鐵等腐蝕產物,覆于管道表面,形成二次的局部腐蝕(孔蝕),所以在硫酸鹽還原菌腐蝕的現場,土壤顏色發黑,有硫化氫臭味。

(6)雜散電流腐蝕 。流散于大地中的電流對管道產生的腐蝕,又名干擾腐蝕,是一種外界因素引起的電化學腐蝕 。管道腐蝕部位由外部電流的極性和大小決定,其作用類似電解雜散電流從原油管道受電氣化鐵路的雜散電流腐蝕。在建成后約4個月即遭電流腐蝕穿孔交流電引起的腐蝕是在管道沿高壓輸電線敷設時,因電磁耦合在管道上感應的交流電所造成的,對人體和設備均有危害。

二、管道腐蝕防治措施

針對以上腐蝕原因提出相應防腐措施如下:

(1)涂層防護。涂層防護是管道防護最基本的方法。它的主要原理在于采用一些特殊材料涂抹到管道外側,起到隔離金屬管道的作用,腐蝕性物質無法與金屬直接接觸,因而起到防腐的作用。值得注意的是,有些管道在架設過程匯總不可避免的經過一些環境比較惡劣的地區,因此這就對涂膜材料的選擇提出了要求。一般來說,涂膜材料應該滿足以下幾個要求:材料自身性能穩定,不會與周圍腐蝕性物質發生反應,水的滲透率低,防止水與管道的接觸,耐微生物腐蝕能力強,出現問題時方便修復,成本低,可以大規模使用,滿足防腐要求的前提下滿足工程要求。

(2)改善金屬的本質。根據不同的用途選擇不同的材料組成耐腐蝕合金,或在金屬中添加合金元素,提高其耐蝕性,可以防止或減緩金屬的腐蝕。例如,在鋼中加入鎳制成不銹鋼可以增強鋼的防腐蝕能力。

(3)電化學保護法。將被保護金屬極化成陰極來防止金屬腐蝕的方法。1928年第一次用于管道是將金屬腐蝕電池中陰極不受腐蝕而陽極受腐蝕的原理應用于金屬防腐技術上,利用外施電流迫使電解液中被保護金屬表面全部陰極極化,則腐蝕就不會發生。判定管道是否達到陰極保護的指標有兩項:一是最小保護電位,它是金屬在電解液中陰極極化到腐蝕過程停止時的電位,其值與環境等因素有關,常用的數值為-850毫伏 (相對于銅-硫酸銅參比電極測定);二是最大保護電位,即被保護金屬表面容許達到的最高電位值。

(4)改善環境。改善環境對減少和防止金屬腐蝕有重要作用。例如,減少腐蝕介質的濃度,除去介質中的氧,控制環境溫度、濕度等,都可以減少和防止金屬腐蝕;也可以采用在腐蝕介質中添加能降低腐蝕速率的物質(緩蝕劑)來減少和防止金屬腐蝕。

(5)電蝕防止法。一是在雜散電流源有關設施上采取措施,使漏泄電流減小到最低限度;二是在敷設管道時盡量避開雜散電流地區,或提高擾管段絕緣防腐層質量,采用屏蔽、加裝絕緣法蘭等措施;三是對干擾管道作排流保護,即將雜散電流從擾管道排回產生漏泄電流的電網中,以消除雜散電流對管道的腐蝕。

三、天然氣管道腐蝕防治改進措施探討

當前,相對國外管道防腐較為先進的技術而言,我國對城市天然氣管道腐蝕防治的研究還存在著一些問題急需解決,管道防腐技術還有待改進。

3.1 積極開發管道防腐材料

我國當前所使用的管道防腐材料雖然基本已經實現了國產化,但是由于技術上的缺陷,所生產出來防腐材料難免會出現一些問題。因此,我們要加大對管道防腐材料的研究力度,通過借鑒國外先進的技術,結合國內的實情,運用到生產實踐當中去,生產出高質量的材料來更好的進行管道腐蝕的防護。

3.2 積極提升腐蝕管道的定位技術

進行天然氣管道腐蝕程度的測量需要我們擁有一個完善的防腐數據庫管理系統,我們要不斷的加強腐蝕管道的定位能力,使得腐蝕管道的定位快速而準確,這樣才能夠有效的找出天然氣管道的安全問題,排除安全隱患。當前我國在這一方面的技術和先進國家相比還存在著很大的差距,對管道防腐檢測技術投入足夠的精力,才能夠縮小和國外技術上的差距,增強我國管道腐蝕檢測的實力。

3.3 確保陰極的準確到位

在對管道進行電化學反應保護時我們要確保陰極的準確到位,才能夠保障腐蝕的是充當陽極的其他金屬,而不是消耗陰極的管道金屬。要確保陰極的準確到位,我們必須要關注陰極保護的關鍵參數。保護電流和保護電位是對陰極進行保護的關鍵參數,保護電位是金屬完全停止腐蝕時所需要的電位,保護電流則是被保護的結構單位面積中所需要的保護電流。只有準確的把握了陰極保護的關鍵參數,才能夠確保陰極保護的準確到位,對管道的保護才能夠得到保障。

四、結語

管道的防腐不僅關系到資源的有效利用,還關系到城市的正常運轉。保證管道不被腐蝕才能保證社會的平穩運行,因此管道的防腐問題應該引起足夠的重視,在開發新技術新材料的同時,注意對于現有工藝的改善,完善管道施工中的管理,避免人為因素對管道造成腐蝕,從多個方面綜合治理管道的腐蝕問題,才能將損失降到最低。

參考文獻:

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篇12

20世紀20年代弗萊明博士從青霉菌中發現青霉素揭開了有目的地利用微生物次生代謝產物的序幕。經過80多年的研究,目前已經報道的具有生物活性的微生物次生代謝產物達到了20 000個以上[1]。其中,一些具有重要的生物活性的微生物天然產物已被開發成為醫藥、農藥[2-4],如青霉素、頭孢菌素、他汀類藥物、環孢菌素A、阿維菌素、Strobilurin類殺菌劑等,在農藥及醫藥中占據了相當大的比重。微生物天然產物成為新藥開發的重要源泉。盡管跨國醫藥企業在20世紀90年代對天然產物研究與開發的興趣曾經一度下降,但由于組合化學及高通量篩選并未為其帶來預期的結果,這些企業對天然產物的研究已經在復蘇,天然產物在新藥的研究與開發中發揮著重要的作用[5-10]。

據估計,開發一種新藥平均要花10~15年的時間,總費用已超過10億美元[11]。在從微生物天然產物中進行藥物篩選研究時,研究者經常會碰到已知的化合物或不感興趣的化合物。為了避免不必要的人力、物力及財力的浪費,研究者應盡可能在研究的早期對微生物粗提物中的化合物進行初步鑒別,排除其中的已知化合物或重復的化合物。微生物天然產物早期鑒別及去重復的一般流程見圖1。以往人們利用紙層析、薄層層析進行微生物天然產物的早期鑒別及去重復。目前,高效液相色譜(HPLC)已廣泛應用于微生物天然產物的早期鑒別及去重復,與高效液相色譜技術聯合使用的現代分析技術的發展,使微生物天然產物的早期鑒別及去重復更為方便。而天然產物數據庫的建立,則大大簡化了微生物天然產物的早期鑒別與去重復的過程。本研究對用于微生物天然產物的早期鑒別及去重復的方法進行總結,以期對微生物天然藥物的研究與開發提供一點借鑒。

1 薄層層析

微生物在次生代謝過程中產生復雜的次生代謝產物。這些復雜組分的物理化學性質不同,其在不同的溶劑系統中擴散的速度不同。用于微生物次生代謝產物分離的材料包括紙、硅膠、氧化鋁等。事實上,從20世紀40年代開始紙層析技術就被用于微生物產生的化合物的早期鑒別與去重復。在20世紀80年代,Zahner等[12]根據不斷增加的薄層層析(TLC)色譜及顯色劑知識,提出了一個基于薄層層析的微生物天然產物的篩選策略——化學篩選。微生物提取物經薄層硅膠層析展開后,可在紫外及可見光下記錄層析樣品的層析情況;另外,利用多個顯色劑對層析后的樣品進行顯色。通過與數據庫中已知化合物進行對比,可初步確定樣品中的化合物是否為數據庫中的化合物。該方法在德國漢高研究所(HKI)和HOECHST制藥公司得到運用,利用該方法對8 000株微生物進行了篩選,分離到259個化合物,其中129個化合物是新結構化合物。新化合物分離的比率達到50%[13]。云南大學微生物研究所李銘剛等[14,15]通過與HKI合作,利用其TLC數據庫對一株嗜堿放線菌的次生代謝產物進行了早期鑒別,從中分離到了兩個活性化合物。Filtenborg等[16,17]也采用TLC方法,結合可見光、紫外線及顯色劑,對真菌產生的毒素進行了篩選。但是該方法的最大缺陷是分辨率不高、自動化水平不高,特別是對一些未知化合物缺乏有效的鑒別手段,對化合物的快速鑒別依賴于數據庫中化合物的數量。

2 液相色譜(LC)技術與光譜技術聯用

20世紀60年代末至70年代初,科克蘭(Kirkland)等人開發了世界上第一臺商業高效液相色譜儀,開啟了HPLC時代[18]。隨著技術的發展,如柱料的改進、高壓泵的應用,HPLC技術的分離效果提高迅速,而與計算機聯用則大大提升了高效液相色譜的自動化程度。LC技術已廣泛應用于生物活性物質的分離、純化。將具高分離性能的LC技術與能夠獲取豐富化學結構信息的光譜技術相結合,通過一次或少數幾次分析即可全面地獲得整個微生物粗提物的化學組成、含量及結構等信息,在研究的早期即鑒別或鑒定出化合物的結構及預測出新化合物的存在,達到對生物活性物質進行快速篩選的目的,大大促進了微生物來源的有生物活性的新化合物的發現。

2.1 與紫外光譜聯用(LC-UV)

微生物粗提取物通過色譜柱分離后,含有某一特定化合物的流動相在通過光電二極管陣列檢測器時,計算機的色譜工作站可獲得這一化合物的紫外光譜圖。色譜工作站可將獲得的紫外圖譜存儲在計算機中,并可與建立的已知或標準化合物的紫外圖譜庫進行比對,快速確定該化合物是否為已知化合物。此外,紫外光譜還可提供一些被檢測的化合物的結構信息。液相與紫外光譜技術的聯用,已廣泛應用于微生物天然產物的化學篩選,研究者利用這一手段結合生物活性篩選,從微生物中發現了一些新的生物活性化合物[19-31]。德國Goettingen大學的Laatsch教授研究小組建立了天然產物標樣及分離的天然活性化合物的紫外圖譜庫,用于微生物天然產物的早期鑒別與排重。受到資源的制約,這種自建的數據庫中化合物的數量相對較小。丹麥理工大學的研究者建立了自動比較LC所得到的化合物紫外圖譜的方法,并利用此方法發現了兩個新的化合物[32,33]。隨著LC技術的發展,超高效液相色譜(UPLC)在微生物天然產物分析中的應用越來越廣泛。利用UPLC與光電二極管陣列檢測器聯用,可更為迅速地進行微生物粗提取物中化合物組成的分析[34]。光電二極管陣列檢測器的缺點在于不能檢測不具有發色基團的微生物天然產物。此外,由于可供分析的已知化合物的數量有限,采用此種方法能夠剔除的僅為已有的化合物。

2.2 與質譜聯用(LC-MS)

質譜儀具有靈敏度高的特點,通常可檢測到納克乃至皮克級的化合物,可獲得被檢測化合物的分子量與結構信息。高分辨質譜(MS)還可確定被分析的化合物的分子式。與LC聯用的質譜儀包括:單四極桿、串聯四極桿、離子阱及飛行時間質譜(高分辨)儀等。Fredenhagen等[35]建立了以LC-離子阱質譜儀聯用來快速有效地鑒定微生物提取物中原來已分離鑒定的化合物的方法。采用LC-MS對微生物發酵提取物中的化合物進行分析,通過與該數據庫中已知天然產物的母離子MS數據進行比較,基本上可以確定微生物發酵提取物中是否有新的化合物。Si等[36]采用LC/ESI-MS/MS對來源于藤黃灰鏈霉菌發酵液的次生代謝產物進行化學篩選,鑒定出了46種異戊他定系列氨基寡糖類成分,其中41種為新化合物。在該LC-MS分析結果的指導下分離得到了其中11個化合物的單體,經核磁共振(NMR)分析等手段確認了它們的結構,均與LC-MS提示的結構相一致。Feistner[37]采用液質聯用對Erwinia屬細菌的代謝物組成進行了分析。Nielson等[38]利用液相色譜-紫外與高分辨飛行時間質譜,建立了一個快速有效的鑒別真菌次生代謝產物及其分子組成的方法。Kim等[39]利用液質聯用對4株Myxococcus xanthus的次生代謝產物進行了鑒別,從中發現了一個新化合物Myxalamid K。而利用超高效液相色譜-質譜聯用,可以更加快速地對微生物提取物中的化合物進行鑒別。Berrue等[40]利用UPLC-MS建立了Erythropodium caribaeorum珊瑚的主要代謝產物的UPLC-MS數據庫。利用UPLC-MS,他們從該珊瑚的附生微生物中快速篩選到了產生目標化合物的微生物菌株。Ito等[41]利用UPLC-MS對16 025個微生物提取物進行了分析,利用ACD IntelliXtract軟件對得到的液質分析數據進行了處理,從提取物中發現了38 000多個不同的化合物峰。而將這些化合物的相關信息整合,形成了一個數據庫[41]。德國的Goettingen大學建立了1 000多個微生物天然產物的ESI MS/MS數據庫,用于化合物的早期鑒別[42]。還有的研究者利用電噴霧質譜儀直接進樣,對微生物提取物的化合物組成進行分析[43-45]。

由于質譜儀本身的局限性,其所得到的結構信息不足以解決化合物的鑒定問題;另外,不同的化合物對離子化條件要求不同;與液相聯用時對流動相的要求較高,不宜使用不揮發性緩沖鹽。因此,單純依賴LC-MS聯用仍不能解決微生物天然產物的早期鑒別與去重復等問題。

2.3 與核磁共振譜聯用(LC-NMR)

NMR技術是用于結構鑒定的最為有效的手段。將NMR與LC結合起來,利用LC對化合物的高效分離,對目標化合物的結構進行鑒定。LC-NMR的操作模式有3種:連續流(Onflow)、停流(Stopped flow)及峰貯存(Loop-storage)[46,47]。NMR的靈敏度相對質譜來說較低,通常最低只能檢測微克級的樣品。但是隨著技術的進步,在LC與NMR聯用的硬件及軟件方面取得了顯著進展,如核磁共振儀的磁場強度達到900 A/m,專為聯用設計的流通探頭、毛細管探頭、超低溫探頭等,可提升檢測的靈敏度,在某些模式下可以檢測微克以下的樣品[42,48,49]。NMR可以獲得所分析化合物的部分甚至是全部結構信息,可在研究的早期確定所研究的化合物是否為已知化合物或初步確定新化合物的結構。該技術目前已經應用于微生物天然產物粗提物的早期鑒別與去重復[42,48,50,51]。該方法還存在一些不足,主要表現在:①靈敏度仍然較低;②對復雜的樣品分析存在難度(主要是色譜分離);③溶劑峰的影響。這些都還有賴于儀器技術進步來解決。

2.4 液相與多種光譜技術聯用

將高效液相色譜與多種光譜技術聯用,可同時獲得所分析化合物較為完整的各種信息。不同的光譜技術的聯合運用,可彌補LC與單一光譜技術聯用所存在的缺陷,獲得微生物粗提物中化合物較為完全的結構信息,結合數據庫檢索,可快速確認目標化合物是否為已知化合物或新化合物[52,53]。Lang等[42,48]建立了液相與多種光譜技術聯用的真菌提取物中已知化合物去重復的方法。對具有抗細菌、抗真菌或細胞毒性的真菌或細菌提取物,先采取LC-UV分析,并結合生物測定,對得到的活性峰對應的紫外光譜和保留時間與建立的已知化合物紫外光譜數據庫進行比較。如果未發現匹配的化合物,則將得到的質譜和(或)紫外信息輸入到MarinLit或Antibase等數據庫中進行查詢。對仍然不匹配的化合物,則將根據1H NMR圖譜解析得到的部分結構信息輸入到Anti/Marin數據庫中進行檢索,可快速確定化合物是否為已知化合物。利用該方法,他們從一株內生真菌中鑒定出Phomosine A、Phomosine C及其他的Phomosine衍生物。

3 天然產物數據庫在早期鑒別及去重復中的應用

一旦對微生物粗提物進行了各種分析,并獲得了一些與其結構相關的信息后,如何快速有效地確認其是否為已知化合物是研究者所要解決的首要問題。利用這些數據與信息,若直接從文獻(論文及專利)中查找則費時費力。為了快速地鑒別微生物粗提物中的化合物,可利用一些公共數據庫,如SciFinder、ChemBank、ChemID、PubChem等[54]。但是這些公眾數據庫只能提供化合物的名稱、結構、化學特性、用途、生物學活性等。這些在線的公眾數據庫在確定一個已明確結構的化合物是否為新化合物時非常方便。但是這些數據與通過儀器分析所得到的數據不能很好地銜接。

目前,用于微生物天然產物早期鑒別與去重復的數據庫主要是一些專業的商業數據庫,包括The Dictionary of Natural Products、Antibase 2012、Berdy Bioactive Natural Products Database、UMEZAWA DB、MarinLit等。此外,商業化合物數據庫,如CAS、Reaxys也包含了大量的天然產物的數據[54,55]。由Chapman&Hall開發的Dictionary of Natural Products可提供DVD版及網絡版,其最新版中包含了23萬多個天然產物的化學、物理及結構數據,如化合物的精確名稱及通用名、分子式、分子量及元素組成、化學結構、紫外及化合物來源、化合物的物理性質(如熔點、沸點、旋光性、生物活性及毒性等),基本包含了Berdy Bioactive Natural Products Database的信息。該數據庫每半年更新一次[56]。Antibase數據庫由德國Gottingen大學Laatsch教授領導的團隊開發,Wiley出版集團發行,為軟件版。該數據庫包含了30 000多個微生物來源的產物,包括了微生物天然產物的分子式、分子量、元素組成、理化性質、光譜數據、生物活性數據及來源(含相關的文獻),并能夠提供結構查詢。該數據庫為每年更新一次[57]。日本在微生物天然產物的研究與開發方面開展了大量的工作,也開發了一些專門針對微生物天然產物的數據庫。日本北里大學北里研究所微生物化學實驗室開發的新北里化學數據庫,包括了16 000種微生物次生代謝產物,該數據庫可與DOS兼容,包含了化合物的物理化學性質,但是沒有化學結構[58]。日本的Bioscience AssociatesTM開發的基于Microsoft Office Acess的UMEZAWA DB,其前身為ActFund,包括了16 000多個微生物天然產物的物理、化學及生物學特性,可采用紫外、分子量及分子式進行查詢[59]。日本理化研究所(RIKEN)開發了一個微生物天然產物數據庫,包括16 000多個化合物,可提供化合物名稱、結構、分子式、分子量、產生菌、生物活性及化合物的基本特性等[60]。MarinLit由新西蘭Canterbury大學開發并維護,該數據庫收集了約22 000個海洋天然產物的相關信息,其中包含了一部分海洋微生物天然產物的信息[42]。該大學與德國Goettingen大學合作,將MarinLit數據庫與Antibase數據庫整合,形成了一個包括50 000多個化合物的數據庫AntiMarin。該數據庫中可提供1H NMR圖譜所推導的結構信息的查詢,每年更新一次[42]。中國醫學科學院藥物所于20世紀80年代開始,逐步建立了基于Foxbase的微生物產物數據庫MPMS。2000年后通過與上海創騰科技合作,利用MDL公司的ISIS化學信息管理系統作為開發平臺,對原有的數據庫進行了更新,開發了新一代的微生物天然產物數據庫(MNPD)。該數據庫收集了微生物天然產物共15 000多個,主要包括微生物天然產物的名稱、分子式、分子量、結構類型、CAS登記號、顏色、晶型、熔點、旋光度、溶解性、紫外和紅外特征吸收峰等重要理化性質、微生物天然產物的產生菌、制備方法及生物活性、相關原始參考文獻及專利信息[61]。還有研究者根據研究所得到的數據自主進行天然產物數據庫的開發。Lopez-Perez等[62]開發了一個包含6 000多個天然產物的13C圖譜的數據庫NAPROC-13,可用于已知天然產物的快速結構鑒定,也可為未知化合物的結構解析提供幫助。

4 結語

微生物天然產物仍將在新藥研究與開發中發揮重要的作用。而在研究的早期對已知化合物進行有效鑒別與去重復是發現具有新結構的活性化合物的關鍵。結合活性篩選,運用薄層層析、液相-光譜聯用,在研究的早期獲得微生物粗提物中的活性化合物的相關信息,并通過數據庫比對,可快速進行已知化合物的鑒別與去重復,并加速新活性化合物的結構解析。但是所有的技術都有其局限性,前文談到了各種技術都存在這樣或那樣的問題,任何單一的技術都不可能完全解決微生物粗提物中所有的化合物的早期鑒別與去重復,特別是那些極微量的化合物。而針對這些技術的改進,將極大地促進具有新結構的微生物源生物活性天然產物的發現,從而推動藥物研究開發與新藥創制。

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篇13

1材料與方法

1.1 材料與儀器

蕨菜:采自六盤山區,80℃烘干,粉碎過80目藥典篩。

試劑(分析純):葡萄糖,硫酸,苯酚,氯仿,無水乙醇,正丁醇,過硫酸鉀,ABTS等。

儀器:紅外分光光度計,UV7501紫外可見分光光度計,高速離心機,冷凍干燥器,索氏提取器

1.2試驗設計

1.2.1蕨菜多糖的提取[9] -[10]

稱取干燥粉碎后的蕨菜細粉20g,置索氏提取器中,依次用石油醚提取至提取液無色為止。殘渣揮干溶劑后,加入200ml蒸餾水回流提取2h,趁熱過濾,重復3次。合并濾液,減壓濃縮至原體積的1/2后,用4倍量的無水乙醇沉淀過夜,5000r/min離心10min,沉淀冷凍干燥為粗多糖。

1.2.2蕨菜多糖的精制:

將粗多糖加100ml熱水溶解,用Sevage法(氯仿:正丁醇=4:1)法除蛋白質;濃縮多糖溶液,加入無水乙醇使含醇量高達80%,靜置過夜,5000r/min離心10min,沉淀依次用95%乙醇、無水乙醇、丙酮、乙醚多次洗滌,冷凍干燥,得到精制多糖。

1.2.3多糖含量得測定:

采用苯酚-硫酸法。

1.2.4結構分析[11] -[13]

1.2.4.1紫外光譜分析: 用紫外光譜掃描儀對多糖組分進行掃描, 測定蕨菜多糖的紫外吸收光譜。

1.2.4.2紅外光譜分析[14]: 取1 mg 左右經干燥的多糖樣品, 與100 ~ 200 mg 經干燥的KBr 粉末在瑪瑙研缽中輕輕研磨均勻, 在紅外燈下操作. 經壓片機壓成薄片, 隨即上機測定, 于4 000 ~ 400 cm-1紅外光譜儀掃描。

2結果與分析

2.1蕨菜多糖的提取結果:

蕨菜粗多糖為淺灰色,無味。易溶于水,熱水中溶解度增大。不溶于丙酮、乙醚等非極性溶劑。干燥粉碎后的蕨菜細粉20g按法提取得到多糖1.248g,最終測定多糖得率為6.24%。

2.2紫外光譜分析:

我們在蕨菜多糖的紫外吸收光譜的260nm和280nm處未觀察到任何吸收峰;而此處的吸收峰主要是核酸和蛋白質[15],所以我們確定用Sevage法除蛋白后的蕨菜多糖中不含核酸、蛋白質。

2.3紅外光譜分析: 根據圖(1)我們在蕨菜多糖的紅外吸收光譜中,發現在3600-3200cm-1, 3000-2800cm-1, 1400-1200cm-1, 1200-800cm-1,均有多糖特征峰;在891 cm-1處的吸收峰表明多糖結構中存在β吡喃糖苷鍵,3400 cm-1處出現的強而寬的峰顯示蕨菜多糖中存在-OH,1600 cm-1處的峰是C=O伸縮振動引起的吸收[16]- [18]。

3結論

依據上述光譜分析,再結合Smith降解法等化學方法[19]:我們初步確定蕨菜多糖的一級結構中主要含有葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、木糖、甘露糖,而具有β-D(1、4)連接的吡喃葡聚糖主鏈。

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