藥物分析實驗室開展綠色化學實驗的探究

湯小蕾，俞松林

（浙江醫(yī)藥高等?？茖W校 實驗實訓中心，浙江 寧波 315100）

藥物分析實驗室開展綠色化學實驗的探究

湯小蕾，俞松林

（浙江醫(yī)藥高等?？茖W校 實驗實訓中心，浙江 寧波 315100）

實驗室的綠色化管理具有重要意義?，F(xiàn)針對本校藥物分析實驗室的課程內(nèi)容、實驗環(huán)節(jié)等提出相應的綠色化方案，采取了一系列管理措施，以便取得更好的成效。

藥物分析實驗室；綠色化學；綠色管理

綠色化學是一種消除或減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生與使用，保證環(huán)境無損害的化學技術(shù)，是從源頭防止污染的科學方法，綠色化學實驗室則以綠色化學為指導，進行對環(huán)境無顯著毒副作用的實驗的場所。藥物分析實驗是以化學為基礎(chǔ)，應用于藥品質(zhì)量檢測的一門學科，減少污染、杜絕浪費，實施綠色化實驗管理應是這門學科的首要任務。為此，筆者通過“5R”——減少用量（Reduction）、重復使用（Reuse）、可回收（Recycling）、能再生（Regeneration）、排斥有毒物（Rejection），對藥物分析實驗開展綠色化學實驗改革。

一、藥物分析實驗室開展綠色化學實驗的必要性

1.藥物分析實驗室開展綠色化學實驗，是時代賦予我們的重任。在過去幾十年間，社會快速進步，尤其是迅速發(fā)展的化學工業(yè)，給環(huán)境造帶來溫室效應、酸雨、白色污染、霧霾等公害，嚴重危及人類生存與健康，到了非整治不可的地步，而這些都與化學有關(guān)[1]。藥物分析是以分析化學為基礎(chǔ)的應用性學科，在實驗過程中需用到眾多化學藥品進行化學反應，產(chǎn)生化學物質(zhì)。雖說排放污染物的量不大，但是與化工廠不同，藥分實驗所用藥品種類多、實際變化多，排放的污染物成分復雜，這些化學反應和化學物質(zhì)或多或少都對人體、對環(huán)境有影響，污染的積累不容忽視。因此藥物分析實驗室開展綠色化學實驗，符合環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的需要[2]。

2.藥物分析實驗室開展綠色化學實驗，是實現(xiàn)縮小與發(fā)達國家差距的要求。綠色化學的口號最早產(chǎn)生于化學工業(yè)非常發(fā)達的美國，他們很多大學的化學實驗室都陸續(xù)接納了綠色化學實驗的理念，開發(fā)綠色化學實驗設備，提高社會公眾綠色化學意識；日本組建了綠色與可持續(xù)發(fā)展化學網(wǎng)絡，以推動這方面的信息交流、研究與開發(fā)、教育和國際交流與合作；德聯(lián)邦政府通過了“為環(huán)境而研究”的計劃。我國綠色化學實驗的提出已有近十年歷史，但是藥物分析實驗則較為滯后，因此必須趕上，以縮小差距。

3.藥物分析實驗室開展綠色化學實驗，是學科重要性的要求。藥物分析是一門運用經(jīng)典和現(xiàn)代分析化學測定方法和技術(shù)研究藥品性質(zhì)、制定藥品標準、控制藥品質(zhì)量的綜合性學科，而藥品質(zhì)量的優(yōu)劣又和人們身體健康和生命安全息息相關(guān)，因此藥物分析實驗是藥學各專業(yè)最重要的專業(yè)課程。其目的是通過該課程的教學，讓學生規(guī)范、準確地掌握藥物分析實驗技能，培養(yǎng)良好的行為習慣和嚴謹求實的科學態(tài)度、一絲不茍的工作作風。因此探究創(chuàng)造藥物分析實驗室良好的綠色化學實驗條件和實驗環(huán)境，有利于學生進行各種藥品質(zhì)量把關(guān)的實踐活動，培養(yǎng)合格的藥學人才[3]。

4.藥物分析實驗室開展綠色化學實驗，是培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的需要。綠色藥物分析實驗的研究內(nèi)容涉及到實驗方案優(yōu)化選擇、實驗裝置和步驟的設計、改進等多個過程，尤其在廢物的回收和處理方面需要進行大量研究和探索。在這個過程中可以培養(yǎng)學生觀察、分析和解決問題的基本能力，激發(fā)創(chuàng)新欲望。因此通過綠色化實驗教學，不僅有利于提高實驗技能，對促進學生追求真理、勇于創(chuàng)新的科學精神和實事求是的價值觀也有潛移默化的作用。

二、藥物分析實驗室開展綠色化學實驗的可能性

1.采用和推廣藥物微量檢測分析，節(jié)約化學試劑用量，減少新化合物的產(chǎn)生。傳統(tǒng)的藥物分析方法所用藥物、試劑的量比較大，如滴定分析的體積一般在20～30ml之間，才能達到較好的精密度和準確度，如果改成微量或半微量滴定則可以大大減少用藥量。

如將定性實驗所用的試管改成點滴板，可使試劑消耗降低至常規(guī)實驗的；將實驗中所用的250ml容量瓶改為125ml，反應試劑全部相應減半，其結(jié)果與原先相比，效果相當。推廣微量、半微量或減量化實驗，能減少環(huán)境污染，是實現(xiàn)化學實驗綠色化的一個重要途徑。

2.培養(yǎng)學生實驗操作規(guī)范化，妥善處理化學實驗的廢棄物。在實驗教學中，大部分實驗的藥品用量在教材中都未明確給出限量。以至學生很難把握藥品的實際用量。這樣既影響實驗的科學性和實驗效果，又會造成藥品的浪費，還會對環(huán)境造成一定程度的污染，也不利于培養(yǎng)學生的規(guī)范操作和實驗品質(zhì)。若將藥品規(guī)定了用量和濃度，既方便施教，又方便操作，更易讓學生接受、觀察和記憶，從而培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度和科學的實驗方法，同時節(jié)約藥品，減少環(huán)境污染。

3.采用和推廣藥物儀器分析。儀器分析的特點是用藥量小、精密、靈敏，是藥物分析檢測的發(fā)展方向，傳統(tǒng)的藥分實驗對化學分析、儀器分析、無菌檢驗和中藥檢測四部分各占一定比例，為了進一步適應檢測技術(shù)的發(fā)展，提高檢驗效率，減少污染排放，在教學中增加儀器分析的教學比重，也可以減少化學廢物的排放量[4]。

4.將藥物分析實驗與其他相關(guān)專業(yè)整合，建立綠色、仿真系列實驗[5]。我們將藥物分析實驗與其他相關(guān)專業(yè)整合，按圖1由化學制藥專業(yè)合成中間體、副產(chǎn)品、原料藥，交予藥檢專業(yè)檢測，檢測合格后由藥劑專業(yè)生產(chǎn)出制劑，經(jīng)藥檢專業(yè)檢驗合格后由市場營銷專業(yè)銷售，藥檢專業(yè)再按GSP進行質(zhì)控。

實踐教學中所有的試驗器材、試劑、儀器在內(nèi)部循環(huán)使用，一個實驗的產(chǎn)物成為下一個實驗的原料。如圖2，試劑重復使用率提高，實驗產(chǎn)物充分利用，減少實驗原料的購買支出，降低實驗成本，最大程度地實現(xiàn)了資源共享。教學內(nèi)容整合后打破各專業(yè)課程間的壁壘，加強課程間的交叉、滲透。學生經(jīng)歷藥物生產(chǎn)、流通全過程，將跨學科的相關(guān)知識點實現(xiàn)了有機連接，獲到了單科教學難以達到的效果。

圖1 仿真企業(yè)型實訓教學體系

圖2 試劑、廢液循環(huán)使用示意圖

4.計算機虛擬實驗軟件的開發(fā)利用。對一些污染嚴重、耗能大的藥物分析實驗，設計虛擬實驗軟件，讓學生在計算機上完成藥物分析實驗，也實現(xiàn)了循環(huán)利用和零排放。比如我們開發(fā)制作了“高效液相虛擬實驗室”，該軟件基于flash技術(shù)，學生可以在人機交互界面完成高效液相色譜儀的“教”、“學”、“做”、“考”、“評”，突破了時間、地點、資源的限制。本軟件選取藥學專業(yè)核心課程——藥物質(zhì)量檢測技術(shù)的單元實訓教學內(nèi)容——《高效液相色譜法測定鹽酸環(huán)丙沙星含量》，學生進入虛擬實驗室，首先閱讀實驗須知，然后跟隨虛擬教師進入儀器講堂，聆聽關(guān)于高效液相色譜儀的結(jié)構(gòu)、原理、使用、維護等方面的知識。走出儀器講堂，學生進入虛擬實驗室完成四大部分六個模塊的實操訓練及技能考核，并將數(shù)據(jù)填寫在實驗報告里，系統(tǒng)會針對學生的學習結(jié)果給出綜合評價。學生在學習過程中遇到困難，可以點擊答疑解惑尋求幫助。針對高職學生的特點我們還將儀器的重點、難點設計成游戲沖關(guān)，寓教于樂，幫助記憶。軟件使用兩年來歷經(jīng)兩次改版，三次升級，2012年獲得全國信息化教學大賽一等獎、浙江省教學軟件比賽一等獎。

5.優(yōu)化實驗管理，實現(xiàn)實驗管理的綠色化。優(yōu)化實驗安排，減少中間環(huán)節(jié)的藥品用量，如將高錳酸鉀標準液的配置和標定與過氧化氫含量測定組合，減少實驗藥品用量；藥品、試藥使用和管理綠色化[6]。用低成本、低污染的藥品代替實驗用藥物。制定藥品科學管理方案，減少浪費；設立試劑、藥品回收制度和處置方案，做到減少污染和排放，如中藥質(zhì)量檢測常常用到有機溶劑，必須回收處理；儀器設備管理綠色化研究。藥物分析實驗離不開各種儀器設備，尤其是貴重儀器，探討儀器設備分級是管理方案、定期維護制度、合理使用制度，使儀器設備發(fā)揮最大化效能；加強網(wǎng)絡平臺的信息化建設和利用，構(gòu)建開放運行機制。實現(xiàn)實驗中心網(wǎng)上管理、資產(chǎn)設備網(wǎng)絡化管理和藥品庫管理。學生和教師可在網(wǎng)上瀏覽實驗教學文件、教學進度和查閱、領(lǐng)用藥品。中心主任和實驗教師可以通過網(wǎng)絡系統(tǒng)進行實驗教學信息發(fā)布和實驗教學管理。

總之，根據(jù)藥物生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)的需要設置藥物分析實驗綠色化教學內(nèi)容，引入微量、仿真、虛擬、循環(huán)、生態(tài)實驗技術(shù)。轉(zhuǎn)變教育觀念，達到藥物分析實驗廢物的零排放，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是我們的職責和任務。

[1]姜欣欣.淺論化學實驗室綠色化管理[J].考試周刊，2012，（55）：145.

[2]丁永蘭，彭圣明.高校化學實驗室綠色化管理[J].高校實驗室工作研究，2011，（9）：55-56.

[3]范東先.建綠色實驗室，促學院和諧發(fā)展[J].科技信息（學術(shù)版），2007，（2）：116.

[4]洪麗雅.高校綠色化學實驗室的建設[J].實驗室研究與探索，2008，27（7）：161-164.

[5]虞春妹，劉晟波.高校有機化學實驗的綠色化管理路徑探究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010，（7）：119-122.

[6]仇念文，孫建迎.加強危險廢物管理，創(chuàng)建“綠色”環(huán)保實驗室[J].實驗室科學，2009，（4）：161-163.

G647

A

1674-9324（2014）20-0236-02

寧波市教育規(guī)劃課題：YGH116。

湯小蕾（1972-），女，浙江寧波人，本科，浙江醫(yī)藥高等?？茖W校實驗師，研究方向：實驗室管理；俞松林（1965-），男，浙江寧波人，本科，浙江醫(yī)藥高等專科學校副教授，研究方向：藥物分析。