基于綜合性實驗在天然藥物化學(xué)實驗教學(xué)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(xué)藥學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

1 天然藥物化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

天然藥物化學(xué)（medicinal chemistry of natural products）即運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論與方法研究天然藥物中化學(xué)成分的一門學(xué)科。天然藥物化學(xué)是藥學(xué)專業(yè)必修的一門專業(yè)課程，是整個藥學(xué)學(xué)科中的一個重要組成部分[1]。藥學(xué)院將天然藥物化學(xué)實驗作為一門獨(dú)立課程，其與理論課之間緊密相關(guān)又互為獨(dú)立。經(jīng)典的天然藥物化學(xué)實驗課是根據(jù)各類天然產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)等，對天然產(chǎn)物進(jìn)行提取、分離和鑒定，是實踐性很強(qiáng)的學(xué)科[2-3]。

通常的天然藥物化學(xué)實驗教學(xué)是教師在課堂上對實驗?zāi)康?、原理、步驟和注意事項進(jìn)行全面細(xì)致的講述，學(xué)生則被動的接受與理解教師所講的內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生實驗前不查閱文獻(xiàn)，實驗過程中機(jī)械操作，實驗后抄襲實驗報告等狀況。這種情況日積月累，導(dǎo)致學(xué)生喪失了學(xué)習(xí)天然藥物化學(xué)實驗的熱情和主動性，不利于培養(yǎng)學(xué)生對科研的向往，不利于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)[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(nèi)容：①酸水解氯仿萃取進(jìn)行總蒽醌苷元的提取；②pH梯度萃取進(jìn)行蒽醌苷元的分離與精制；③硅膠柱色譜進(jìn)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(yīng)進(jìn)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(zhǔn)備，深入了解實驗背景

為保證天然藥物化學(xué)實驗課的效果和質(zhì)量，筆者在天然藥物化學(xué)理論課上采用多媒體教學(xué)為主，板書為輔，用一個課時的時間，講述實驗的背景資料、內(nèi)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(diǎn)內(nèi)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(diǎn)，硅膠板的標(biāo)注方法，展開劑的選擇原則和方法，展開劑的洗脫強(qiáng)度，展開方式，展開機(jī)理，摸索柱層析洗脫條件，常見的顯色劑等。

2.2 啟發(fā)式指導(dǎo)實驗過程，培養(yǎng)學(xué)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(xué)生可以根據(jù)自己的選擇，濕法或者干法裝柱和上樣。在摸索溶劑系統(tǒng)的展開比例時，按實驗指導(dǎo)課本上的環(huán)己烷-乙酸乙酯（10:1）的條件，待分離物質(zhì)的Rf值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.2，按此條件進(jìn)行柱層析，大黃酚和大黃素甲醚不能分離。因此，鼓勵學(xué)生配制不同比例的展開劑環(huán)己烷-乙酸乙酯（20:1，30:1，40:1）進(jìn)行薄層層析，尋找最佳上柱條件。學(xué)生得到的結(jié)果是40：1的環(huán)己烷-乙酸乙酯使得待分離物質(zhì)的Rf值在0.2左右。

在實驗進(jìn)行中，學(xué)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(fā)現(xiàn)清洗玻璃儀器的自來水變成紫紅色。好幾位學(xué)生對此提出了疑問。筆者趁此機(jī)會給學(xué)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(zhì)中堿性條件下的顯色反應(yīng)即Borntr?ger反應(yīng)：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(huán)境，就形成顯色反應(yīng)。

對于實驗結(jié)果，讓學(xué)生一邊實驗一邊記錄，數(shù)據(jù)如需修改，應(yīng)將錯誤之處劃線，不可涂黑，保證修改前記錄能夠辨認(rèn)，在右上角寫上正確的內(nèi)容、改正日期，并應(yīng)有學(xué)生的簽署姓名。

2.3 課后總結(jié)和反饋，完成開放性問題的實驗設(shè)計

課后寫實驗報告是天然藥物化學(xué)實驗教學(xué)中非常重要的一個部分，通過對實驗結(jié)果的分析與討論，來培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。但是，多數(shù)學(xué)生的實驗報告有相互抄寫的嫌疑，抄上實驗數(shù)據(jù)就應(yīng)付完事，達(dá)不到實驗總結(jié)的效果5。因此，筆者對實驗報告的書寫進(jìn)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(rèn)為在大黃中土大黃苷的含量越高則質(zhì)量越差，在國家的藥典中規(guī)定不得檢出這一成分，請根據(jù)所學(xué)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(xué)生自行查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)，設(shè)計技術(shù)路線。這樣既充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，又能培養(yǎng)他們獨(dú)立分析問題和解決問題能力。

3 完善考核方式

傳統(tǒng)的天然藥物化學(xué)實驗課實驗步驟、實驗條件等都是實驗課老師設(shè)定的，實驗現(xiàn)象和實驗報告通常如出一轍。這種方式使得學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，也不利于培養(yǎng)學(xué)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(yù)習(xí)、實驗中的操作技能、實驗后的結(jié)果和實驗報告中實驗設(shè)計方案等作為綜合評定指標(biāo)[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(yù)習(xí)、實驗中操技能作等內(nèi)容組成。實驗報告成績部分不僅僅強(qiáng)調(diào)學(xué)生對于實驗原理、實驗儀器與試劑的書寫、實驗結(jié)果的好壞，還考核實驗結(jié)果的合理性，是否針對本次的實驗結(jié)果進(jìn)行分析討論。

4 結(jié)束語

筆者在天然藥物化學(xué)實驗課的教學(xué)過程中，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，利用多種教學(xué)方式，加強(qiáng)與相關(guān)課程（如有機(jī)化學(xué)、色譜分析、光譜解析等）的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生以科研的狀態(tài)進(jìn)入本科實驗作為教學(xué)的主線。同時激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生完成天然藥物化學(xué)實驗課后，能帶著批評性的思維看待課本，并能設(shè)計簡單的天然藥物化學(xué)實驗。