中醫(yī)藥院校制藥工程專業(yè)《制藥分離工程》課程的創(chuàng)建研究

魯文慧　張煒煜　楊波

摘要：創(chuàng)建適合中醫(yī)藥院校的《制藥分離工程》教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法，加強實驗教學(xué)，培養(yǎng)高素質(zhì)、綜合性藥學(xué)人才。

關(guān)鍵詞：制藥分離工程；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；實驗教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）51-0160-02

制藥分離工程是一門研究藥物的提取、分離與純化的理論和技術(shù)的學(xué)科，集成了化學(xué)分離、生化分離和中藥分離，對新藥開發(fā)和臨床治療水平的提高具有重要意義。隨著藥物品種的日益多樣化、藥物分子結(jié)構(gòu)的日趨復(fù)雜及藥物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的愈來愈科學(xué)嚴(yán)格，制藥分離過程將在整個制藥過程尤其在中藥制劑方面顯示出前所未有的重要地位。該課程最早開設(shè)在南京大學(xué)，被列為制藥工程專業(yè)四大核心課程之一。我校2008年開設(shè)此課，為滿足中醫(yī)藥綜合型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在合理借鑒綜合性院校成功教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，嘗試創(chuàng)新，融入中醫(yī)藥特色，對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了科學(xué)的整改。

一、課程定位清晰準(zhǔn)確

《制藥分離工程》是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是聯(lián)系基礎(chǔ)課和專業(yè)課的橋梁，應(yīng)發(fā)揮好承上啟下的作用。本課程在大三上學(xué)期開課，學(xué)生已經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)了《基礎(chǔ)化學(xué)》，牢固掌握了過濾、萃取、結(jié)晶、電泳等分離方法的原理和基本操作，能夠靈活運用過濾方法得到澄明溶液、用結(jié)晶方式得到較純凈的合成產(chǎn)物、用萃取方法除去有效成分中的水溶性雜質(zhì)，為本課程奠定了堅實的基礎(chǔ)。與本課程同步開課的還有《物理化學(xué)》《化工原理》和《天然藥物化學(xué)》，《物理化學(xué)》中的“相平衡”原理是雙水相萃取和反膠束萃取的理論基礎(chǔ)，《化工原理》中的“物料計算”是本課程中“能耗計算”的重要基礎(chǔ)，《天然藥物化學(xué)》中的各有效成分間化學(xué)性質(zhì)的差異是將其分離的最基本條件。因此，在教學(xué)過程中應(yīng)恰當(dāng)采用案例教學(xué)或問題式教學(xué)等方法引入交叉學(xué)科知識，加深學(xué)生對各種分離原理的理解，培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)分離方法應(yīng)用于實際案例，為接下來要學(xué)習(xí)的《藥劑學(xué)》和《制藥工藝學(xué)》提供合格的原料藥物，形成連續(xù)的思維體系。

二、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，引入學(xué)科前沿知識

《制藥分離工程》涵蓋了分離技術(shù)的所有門類，內(nèi)容繁多，與化學(xué)、化工等多門課程有交叉，并且涉及很多枯燥的原理、設(shè)備、流程等內(nèi)容，必須精練教學(xué)內(nèi)容、增加案例，使每一個分離單元操作變得靈活生動，又能設(shè)法將各種分離技術(shù)巧妙地結(jié)合應(yīng)用。例如，萃取過程的學(xué)習(xí)，以諾貝爾講獲得者屠呦呦發(fā)現(xiàn)的“青蒿素”為例，給學(xué)生布置問題，為何青蒿水煎無效？而其乙醚提取物對瘧原蟲的有效率達(dá)100？并由此引發(fā)學(xué)生對提取溶劑、提取溫度的討論，進(jìn)而引入青蒿素的初步純化路線：黃花蒿粗粉→20倍石油醚30℃恒溫振蕩24小時→活性炭脫色→減壓回收→75%乙醇重結(jié)晶→白色針狀晶體，將多種分離方法巧妙結(jié)合。

課程組還積極將各種新型分離技術(shù)充分整合到了教學(xué)內(nèi)容中，尤其突出中藥提取和中藥制藥方向特色，包括：雙水相萃取、液膜萃取、反膠團萃取、超臨界流體萃取、毛細(xì)管色譜分離、分子蒸餾、毛細(xì)管電泳、親和純化、細(xì)胞破碎和分離、泡沫分離以及半仿生提取法等。同時鼓勵學(xué)生查閱文獻(xiàn)，更多地接觸新事物和新技術(shù)，關(guān)注學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展，追蹤知識前沿，拓寬視野，使學(xué)生受到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的熏陶，培養(yǎng)科研興趣。

三、改進(jìn)教學(xué)方法，加強工程意識的培養(yǎng)

在以往的教學(xué)模式中，由于學(xué)生沒有在藥廠生產(chǎn)的直接體驗，對制藥生產(chǎn)的工藝流程沒有立體的印象，無法想象各種分離設(shè)備的串接和理論計算在生產(chǎn)應(yīng)用中的實際意義等具體問題，所學(xué)的理論知識在短期內(nèi)無法應(yīng)用于實踐。因此在制藥分離工程課程教學(xué)中，我們力求從工程角度啟發(fā)學(xué)生，逐步培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、分析問題和解決問題的能力，加強理論和實踐的結(jié)合，有意識地幫助學(xué)生建立工程意識。如超臨界流體萃取技術(shù)，是一種新型提取分離技術(shù)，由于分離純度高、綠色環(huán)保等特點，在制藥行業(yè)中廣泛應(yīng)用，這一技術(shù)在《中藥化學(xué)》課程中作為次重點僅簡單介紹了分離原理，在《制藥分離工程》課程中，我們以銀杏葉作為提取對象，采用超臨界流體萃取技術(shù)提取分離其總黃酮，目標(biāo)使學(xué)生掌握超臨界流體萃取技術(shù)的工藝控制。教學(xué)實施過程如下：（1）帶領(lǐng)學(xué)生簡要回顧銀杏葉中的黃酮類成分（槲皮素等）的結(jié)構(gòu)特性：親脂性較強；（2）根據(jù)藥物特性選擇超臨界流體：二氧化碳；（3）以多媒體圖片形式展示超臨界萃取設(shè)備：升壓裝置、換熱器、萃取器、降壓閥、分離器，核心部分是萃取器和分離器；（4）以流程圖的形式講解升壓提取、降壓解析的具體過程及影響提取效率的工藝參數(shù)；（5）以視頻形式展示超臨界萃取的操作過程；（6）讓學(xué)生對提取分離工藝提出改進(jìn)意見。圍繞著具體工程實踐展開教學(xué)，并通過恰當(dāng)?shù)膯栴}設(shè)置，既調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)了思考，使對課程內(nèi)容的理解不斷深入，如果問題的難度適中，多數(shù)學(xué)習(xí)可以正確解答，對他們也將是一種積極的鼓勵，激勵他們將理論知識更好地應(yīng)用到實踐中。

四、理論與實踐相輔相成

實踐教學(xué)是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要手段，對提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和動腦思考能力，提高學(xué)生創(chuàng)造性思維能力，使學(xué)生成為一個復(fù)合型人才具有不可替代的作用。理論教學(xué)對實踐教學(xué)具有指導(dǎo)意義，先進(jìn)的理論可使實踐事半功倍，同時實踐教學(xué)也可以反饋理論教學(xué)、強化理論教學(xué)的教學(xué)效果。理論與實踐合理配合可以保證教學(xué)過程的高質(zhì)量完成。為此，我們不斷研究實驗內(nèi)容，改革實驗?zāi)Ｊ?，?yōu)選兩項實驗項目：（1）設(shè)計性實驗——超臨界流體萃取銀杏葉總黃酮：對理論課上重點講解的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，在實踐中，充分尊重學(xué)生的主體地位，充分發(fā)揮其想象力和創(chuàng)造力，由學(xué)生自行設(shè)計實驗方案，然后由指導(dǎo)教師對方案進(jìn)行點評修改，師生共同討論后得到最優(yōu)工藝，進(jìn)行實踐操作。（2）創(chuàng)新型實驗——雙水相萃取分離螺旋藻中藻藍(lán)蛋白：雙水相萃取是一種較新型的分離，由于不適用有機溶劑，因此環(huán)保安全。螺旋藻是當(dāng)今非常流行的保健食品，以聚乙二醇4000和硫酸鈉作為雙水相成相物質(zhì)，富集分離藻藍(lán)蛋白，收率可達(dá)87%，分離效果良好。在本次實驗過程，學(xué)生第一次發(fā)現(xiàn)兩種用水作為溶劑系統(tǒng)的溶液在混合時出現(xiàn)上下分層，感到非常新鮮，對新型分離技術(shù)的充滿了好奇。

五、改革考試模式

《制藥分離工程》具有交叉學(xué)科多、基礎(chǔ)理論難、實踐應(yīng)用性強等特點，傳統(tǒng)的閉卷考試，側(cè)重學(xué)生的記憶能力，不能考查學(xué)生應(yīng)用本課程解決實際問題的能力，因此，對教學(xué)模式進(jìn)行改革，開展更多樣的考核方式，課堂上討論、互動、隨堂測試，課下布置習(xí)題、作業(yè)，實驗課上進(jìn)行預(yù)習(xí)、操作和實驗報告的全程考核，期末考核時讓學(xué)生進(jìn)行實踐演練，給出某一粗提取物，讓學(xué)生在已有知識的基礎(chǔ)上，查閱文獻(xiàn)設(shè)計方案得到純度更高的提取物，如人參皂苷的純化等。在八年的教學(xué)過程中，這種多樣化的考核模式，深受學(xué)生的喜愛，也充分激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情，增加了學(xué)習(xí)的目標(biāo)性，顯著提高了教學(xué)水平。

六、小結(jié)

《制藥分離工程》是一門實踐性很強的學(xué)科，其教學(xué)內(nèi)容應(yīng)緊密圍繞制藥過程中的基本分離單元操作，同時要融入最新科技進(jìn)展，重視工程意識的培養(yǎng)，密切結(jié)合交叉學(xué)科，開展案例式、啟發(fā)式、問題式教學(xué)，理論聯(lián)系實踐，創(chuàng)建多樣化考核模式，努力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新精神、培育高素質(zhì)的藥學(xué)人才，為發(fā)展振興制藥行業(yè)奠定基礎(chǔ)。今后，我們還需要不斷地完善教學(xué)內(nèi)容，及時將分離技術(shù)領(lǐng)域及相關(guān)交叉領(lǐng)域的最新科研成果及時引入教學(xué)；積極研究和探索新的教學(xué)方法，繼續(xù)深化分離工程設(shè)計理念、加強課程之間的連續(xù)性；加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)與制藥生產(chǎn)的一致性，不斷探索適應(yīng)人才培養(yǎng)需求的教學(xué)模式。

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