基于綠色化學(xué)理念的藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

王薇，游小蘭，張芳， 劉友平，鄧赟，彭騰，陳鴻平*,李博*

基于綠色化學(xué)理念的藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

王薇，游小蘭，張芳， 劉友平，鄧赟，彭騰，陳鴻平*,李博*

高校的藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室像微型化工廠，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成很大程度的污染。環(huán)保實(shí)驗(yàn)教學(xué)逐漸成為藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室的嚴(yán)峻課題。本研究結(jié)合成都中醫(yī)藥大學(xué)國(guó)家級(jí)中藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室綠色化改革進(jìn)行探索和實(shí)踐，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、化學(xué)試劑、實(shí)驗(yàn)環(huán)境和三廢處理四個(gè)方面進(jìn)行闡述，為藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室綠色環(huán)保的科學(xué)發(fā)展提供思路。

綠色化學(xué);藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室

環(huán)境污染已成為當(dāng)今社會(huì)最大的危害之一，其中化學(xué)因素為主要污染源[1]。藥學(xué)的基礎(chǔ)是化學(xué)，藥學(xué)實(shí)驗(yàn)也大多和化學(xué)有關(guān)。我國(guó)高校的各類藥學(xué)（化學(xué)）實(shí)驗(yàn)室就像一座座微型化工廠，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成很大程度的污染。在加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)、崇尚綠色生活的今天，“保護(hù)環(huán)境、愛護(hù)地球”已成為人類的共識(shí)[2]。在這種形勢(shì)下，“綠色化學(xué)”理念應(yīng)運(yùn)而生，其核心在于不再使用有毒有害物質(zhì)，不再產(chǎn)生廢物，妥善處理廢物，真正做到從源頭上阻止污染。高校的藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)學(xué)生樹立綠色化學(xué)意識(shí)最主要的陣地。藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與綠色化學(xué)聯(lián)系最為緊密。環(huán)保實(shí)驗(yàn)教學(xué)逐漸成為藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室的嚴(yán)峻課題。國(guó)外很多大學(xué)都把綠色化學(xué)原理和實(shí)踐引入化學(xué)課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。

我校藥學(xué)院在全國(guó)高等醫(yī)藥院校中辦學(xué)歷史最久、辦學(xué)層次最全、辦學(xué)規(guī)模最大，建有國(guó)家級(jí)中藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，系統(tǒng)開設(shè)有無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、藥物化學(xué)、生物化學(xué)、物理化學(xué)、中藥化學(xué)等實(shí)驗(yàn)課程。研究、探索和改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)置和模式，用綠色化學(xué)理念來指導(dǎo)和規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)，建設(shè)綠色環(huán)保型教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，已成為中心迫在眉睫的任務(wù)。中心基于綠色化學(xué)理念，以《藥學(xué)類綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)》為模式課程，對(duì)環(huán)保實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革做出系列探索。

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綠色化

1.1 精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

依據(jù)綠色化學(xué)原理，仔細(xì)挖掘教材內(nèi)涵，發(fā)現(xiàn)綠色化學(xué)素材，精心編排，刪減毒性腐蝕性大的項(xiàng)目，減少或剔除已很少使用的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，充分利用新技術(shù)代替老工藝，并增加或更新有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的新項(xiàng)目，多選擇那些無毒無害試劑的實(shí)驗(yàn)。

通過挖掘整理，項(xiàng)目組編寫了中藥學(xué)實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新教材《中藥綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)》，共收入“黃連品質(zhì)評(píng)價(jià)的綜合性實(shí)驗(yàn)研究”、“美洲大蠊提取物及其制劑腸寧滴丸的綜合性實(shí)驗(yàn)研究”、“大黃及其制劑大黃緩釋片的綜合性實(shí)驗(yàn)研究”等12個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)和“花椒品種品質(zhì)評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)研究”、“葡萄籽提取物原花青素提取工藝及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)研究”、“中藥五類新藥赤芍總苷制劑的臨床前藥學(xué)實(shí)驗(yàn)研究”等8個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

1.2 調(diào)整實(shí)驗(yàn)次序

通過調(diào)整實(shí)驗(yàn)順序，使一個(gè)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物或廢物成為下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的原料，努力延長(zhǎng)產(chǎn)物的使用周期，這樣不僅可以節(jié)約試劑、原料及處理時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益，還可以培養(yǎng)學(xué)生的經(jīng)濟(jì)觀念和節(jié)約意識(shí)。

本研究精選了“丹參片的制備及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究”和“赤芍總苷的提取和純化工藝研究”兩個(gè)大的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在實(shí)驗(yàn)過程中精心編排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，兩個(gè)項(xiàng)目均進(jìn)行4-6次試驗(yàn)，每一次試驗(yàn)的產(chǎn)物都是下次試驗(yàn)的原料，即節(jié)約了試劑、原料及處理時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益，還培養(yǎng)了學(xué)生的經(jīng)濟(jì)觀念和節(jié)約意識(shí)。

1.3 演示實(shí)驗(yàn)代替有毒化學(xué)實(shí)驗(yàn)

多媒體是科技進(jìn)步的產(chǎn)物，將一些有毒物質(zhì)參與反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)制作成課件進(jìn)行演示，既可達(dá)到“廢棄物零排放”目標(biāo)，又可培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。如本研究對(duì)目前實(shí)驗(yàn)條件無法進(jìn)行但有利于學(xué)生綠色意識(shí)建立的“大孔樹脂”殘留檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，采取了給學(xué)生布置作業(yè)并進(jìn)行演示講解的方式，加強(qiáng)學(xué)生環(huán)保意識(shí)。

2 實(shí)驗(yàn)試劑綠色化

2.1 選擇低毒或無毒試劑

實(shí)驗(yàn)室的污染一部分源于實(shí)驗(yàn)試劑的毒性。藥學(xué)實(shí)驗(yàn)常用到一些揮發(fā)性、毒性較大的溶劑、試劑或強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，如苯、氯仿、氯化亞砜、乙醚等。在實(shí)驗(yàn)中盡可能選用無毒無害或毒性較小的試劑代替毒性大的試劑，或用天然物代替試劑來完成試驗(yàn)，是減少污染產(chǎn)生的有效方法。

本項(xiàng)目在實(shí)驗(yàn)中盡可能選用無毒無害或毒性較小的試劑代替毒性大的試劑。原實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目丹參片的薄層色譜鑒別樣品的制備溶劑為乙醚，揮發(fā)性較大實(shí)驗(yàn)過程中空氣污染相當(dāng)嚴(yán)重，本研究通過預(yù)實(shí)驗(yàn)研究，選擇了揮發(fā)性較小的二氯甲烷代替；原展開劑中含有毒性較大的苯，通過預(yù)實(shí)驗(yàn)研究，選擇毒性較小的環(huán)己烷代替等，既可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，又可大大減少污染的產(chǎn)生。

2.2 開展規(guī)模微型實(shí)驗(yàn)

微型化實(shí)驗(yàn)是美國(guó)Mayo博士及其同事自1982年開始研究試用的一種新型實(shí)驗(yàn)方法，具有減少實(shí)驗(yàn)試劑用量，實(shí)驗(yàn)裝置微型化是微型化實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)特征。微型實(shí)驗(yàn)所使用的試劑量為常規(guī)實(shí)驗(yàn)的1/10-1/100。微型化實(shí)驗(yàn)用微小型的儀器，實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，盡可能減少中間生成物的轉(zhuǎn)移過程，以減少試劑在器皿上的附著量，用盡可能少的試劑來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最大限度地減少實(shí)驗(yàn)費(fèi)用，而且可以提高教學(xué)質(zhì)量，降低實(shí)驗(yàn)排廢量，減少環(huán)境污染，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，安全可靠。

本研究在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下，嘗試在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將藥品用量減少為常量的1/2-1/4，如將丹參用量由原規(guī)定使用100 g原料，減少為50 g，這樣后續(xù)的實(shí)驗(yàn)試劑使用量相對(duì)減半，即可以保證教學(xué)質(zhì)量，降低實(shí)驗(yàn)排廢量，減少環(huán)境污染，還縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，安全可靠。綜合下來，每學(xué)期可節(jié)約近1/2－1/3的經(jīng)費(fèi)。

3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境綠色化

綠色植物可以吸收大氣中的有毒有害物質(zhì)。蘆薈、虎尾蘭、吊蘭對(duì)甲醛、硫化氫、三氯乙烯、苯等有害氣體有較強(qiáng)吸收能力，萬年青等可有效地去除三氯乙烯污染，月季花可吸收苯酚、乙醚、氯化氫、硫化氫等。

本研究大力改善實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，在實(shí)驗(yàn)室窗臺(tái)，角落，不影響實(shí)驗(yàn)的小型實(shí)驗(yàn)臺(tái)面擺放一些價(jià)格便宜、容易栽種的蘆薈、吊蘭、雛菊等植物，不僅美化環(huán)境，還能有效減少污染物的濃度，凈化空氣。

4 有機(jī)廢物處理綠色化

藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室中總會(huì)有一些廢水、廢氣、廢渣需要排放。雖然實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢物量不大，但種類多，有的毒性還比較大，發(fā)達(dá)國(guó)家大學(xué)化學(xué)系都非常重視三廢處理的問題，一般設(shè)置了由教授負(fù)責(zé)的處理本系三廢的領(lǐng)導(dǎo)班子，處理費(fèi)用投入也較大。

基于我們的實(shí)驗(yàn)室條件和經(jīng)費(fèi)，我們結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將廢棄物分為酸、堿、有機(jī)試劑三類，能回收利用的全部回收利用，并由學(xué)生親自進(jìn)行自己實(shí)驗(yàn)小組試劑的回收利用，不但減少實(shí)驗(yàn)室廢物排放，而且增加了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

5 結(jié)語

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的環(huán)境保護(hù)問題日益受到重視。藥學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化建設(shè)是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)，完善科學(xué)綠色的藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系也是教學(xué)工作者責(zé)任和義務(wù)[3]。

但綠色環(huán)保型實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，本研究旨在將模式課程《藥學(xué)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)》建設(shè)成藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系內(nèi)的“綠色化學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程，循序漸進(jìn)，逐步應(yīng)用的藥學(xué)其他實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，潛移默化地培養(yǎng)藥學(xué)生的綠色基本觀念和行為模式，增強(qiáng)藥學(xué)生環(huán)保意識(shí)和使命感，充分發(fā)揮藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室作為培養(yǎng)學(xué)生樹立綠色環(huán)保意識(shí)主陣地的重要作用。

[1] 李光文,林友文,羅紅斌,等.藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中強(qiáng)化和實(shí)施綠色化學(xué)理念探討[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育,2011,07：657.

[2] 馬楠,王筱平.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中體現(xiàn)綠色化學(xué)的探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2011,07：141.

[3] 楊威彧,羅躍娥.藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室綠色化學(xué)改革探討[J].繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育,2015,29(8)：29.

Exploration on teaching reform of pharmacy experiment based on green chemistry/

WANG Wei, YOU Xiao-lan, ZHANG Fang, LIU You-ping, DENG Yun, PENG Teng, CHEN Hong-ping, Li Bo //(Pharmacy College, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Experimental Teaching Demonstration Center of Chinese Pharmacy, Chengdu 611137, Sichuan)

Pharmaceutical laboratory in university like miniature chemical plants, which causes serious environmental pollution. Environmental experiment teaching is becoming a serious issue in pharmaceutical laboratory. Combining with pharmaceutical laboratory green reforming of national Experimental Teaching Demonstration Center of Chinese Pharmacy of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, the study has made exploration and practice to provide ideas for scientific and green development of pharmaceutical laboratories from the aspects of experimental contents, chemical reagents, experimental environment and waste treatment.

Green chemistry; pharmaceutical laboratory

G 64

A

1674-926X(2017)04-020-03

成都中醫(yī)藥大學(xué),國(guó)家級(jí)中藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心成都 611137

王薇（1978-），女，四川成都人，本科，助理實(shí)驗(yàn)師，主要從事實(shí)驗(yàn)室管理工作。Tel：028-61800150 Email：327109215@qq.com

李博（1963－），男，四川成都人，本科，助理實(shí)驗(yàn)師，主要從事實(shí)驗(yàn)物品及耗材管理工作。Tel：028-61800151 Email：897323234@qq.com陳鴻平（1980－），女，四川仁壽人，博士，副教授，主要從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室管理工作。Tel：028-61800231 Email：397373340@qq.com

2016-03-12

(責(zé)任編輯：何瑤)