蛋白質純化虛擬仿真課程的教學設計*

馬 騁 宮彩霞

（1）浙江大學醫(yī)學院蛋白質平臺，杭州 310050；2）浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院老年醫(yī)學科，杭州 310050；3）浙江省增齡與理化損傷性疾病診治研究重點實驗室，杭州 310050）

隨著信息技術、智能技術的提升，虛擬仿真已經成為教學、科研、工業(yè)、醫(yī)療等諸多領域中的潮流，尤其在高校的實驗教育項目中，其通過信息技術與實驗教學的深度融合，實現(xiàn)了傳統(tǒng)實驗各環(huán)節(jié)的遠程在線操作［1］，極大地節(jié)省了人力和成本。美國新媒體聯(lián)盟（new media consortium，NMC）發(fā)布的《國際教育信息化地平線報告》認為，虛擬仿真教學將成為國內外教育界改革傳統(tǒng)教學模式、提升人才培養(yǎng)質量的重要方向，是引領現(xiàn)代教育的重要手段之一。

國外的虛擬仿真研究起步較早，應用也較為廣泛。國外已有多所高校開展了虛擬仿真實驗教學，如英國開放大學實驗室構建了具有3D沉浸式環(huán)境，可支持遠程控制、虛擬儀器、交互式多媒體實驗以及在線分析與研究活動的實驗和研發(fā)平臺。美國耶魯大學、亞利桑那州立大學等高校通過平板電腦進行分子生物學、細胞生物學、發(fā)育生物學等實驗課程的教學等［2］。國外醫(yī)院以及研究機構也搭建了眾多虛擬仿真教學平臺，多數(shù)用于醫(yī)學、護理等專業(yè)的教學和練習，例如，斯坦福大學建立了虛擬仿真手術系統(tǒng)用于模擬顯微鏡下毛細血管和神經的縫合，德國卡爾斯魯厄實驗室建立了微創(chuàng)手術虛擬仿真練習系統(tǒng)，加拿大國家研究委員會研發(fā)了腦外科手術虛擬仿真系統(tǒng)等［3-4］。

國內的虛擬仿真教學應用相比于國外略晚。但是，從2013年開始，國內各院校就開展了虛擬仿真實驗教學中心建設，隨著硬件環(huán)境建設的逐步落成，國家將重心逐漸轉向內容建設，先后開展了在線開放課程（慕課）建設、虛擬仿真實驗項目建設，并于2019年全面進入“金課”建設。教高廳〔2017〕4號文件《教育部辦公廳關于2017~2020年開展示范性虛擬仿真實驗教學項目建設的通知》明確提出，深入推進信息技術與高等教育實驗教學的深度融合，不斷加強高等教育實驗教學優(yōu)質資源建設與應用，著力提高高等教育實驗教學質量和實踐育人水平，在高校實驗教學改革和實驗教學項目信息化建設的基礎上，于2017~2020年在普通本科高等學校開展示范性虛擬仿真實驗教學項目建設工作［5］。此文件的發(fā)布代表著國家對虛擬仿真實驗教學模式的認同，并對其應用起到了良好的推動作用［6-7］。此后，虛擬仿真項目在教學中的應用如火如荼［8-9］。

生命科學研究的實驗性很強，傳統(tǒng)的實驗教學存在危險性高、成本高、周期長等問題，因而虛擬仿真實驗技術在生命科學研究領域具有良好的應用前景［10］。其中，蛋白質科學又是生命科學研究領域的一個重點和熱點，蛋白質的分離純化是對蛋白質進行進一步研究的前提條件，熟練掌握蛋白質分離純化技術，對于生命科學/蛋白質科學的研究具有重要意義。利用虛擬仿真進行蛋白質分離純化的教學，具有節(jié)約成本、降低實驗安全隱患等諸多益處。然而，目前國內外對于生命科學實驗的虛擬教學還處于起步階段，已經開展的生命科學方面的虛擬仿真教學更多局限于讓學生身臨其境地“看”，但互動操作的則較少，也罕有專門針對蛋白質分離純化的虛擬教學平臺。為了促使學生能夠通過虛擬仿真軟件的學習，熟練掌握蛋白質分離純化技術，本文設計并開發(fā)了蛋白質純化系統(tǒng)虛擬仿真教學平臺，詳細介紹了蛋白質層析的全過程及各種注意事項，并開展了相關虛擬仿真的實驗教學實踐。

此項目研究成果的推廣，可以幫助學生以及對蛋白質純化領域感興趣的學者快速掌握相關知識和技能，短期內獨立開展相關實驗；亦能節(jié)約教學成本、提高教學效率及質量，為本科生、研究生及各行各業(yè)從業(yè)人員的教學及培訓提供助力；同時也可以為從事蛋白質結構、功能研究的課題組提供極大地助力，加快蛋白質結構、功能等研究的進度，在基礎科研領域乃至生命健康領域做出貢獻。

1 特色介紹

虛擬仿真系統(tǒng)設計、搭建以及項目結題驗收時，有一些建議必須滿足的要求，如當前操作步驟須有文字提示、關鍵參數(shù)和操作細節(jié)須有高亮顯示、必須有配音、配音咬字清晰且語速不宜過快、操作和練習過程中每步或者每個階段均可隨時回退、須有考核和評分體系等，因為國內的虛擬仿真系統(tǒng)都會滿足這些指標，所以，在此主要討論教學內容上的異同與特色。本文的虛擬仿真平臺具有以下特色：

a.重點關注蛋白質層析技術及其操作，知識點更加聚焦，結合線上考核，保證學生快速掌握基本知識和技能?，F(xiàn)在網絡教學平臺已有的虛擬仿真，多數(shù)以“蛋白質純化”或“蛋白質組學”為內容，涉及樣本的前處理（如制備與提?。┡c后處理（如其他檢測），內容涵蓋廣泛，學生可以了解實驗的整體流程和關鍵節(jié)點，然而聚焦欠缺，詳細的細節(jié)、注意事項、案例等無法面面俱到。本課件以大型儀器為核心，內容上并未涉及樣本前期后期的處理，僅聚焦蛋白質層析技術和操作，因此可以盡可能地面面俱到，將相關知識、要點、操作細節(jié)講解到位，幫助學生快速掌握該技術，以期其短期內可以獨立使用儀器設施并開展相關實驗。

b.以蛋白質層析實驗中另一種常用的設備（NGC discover蛋白質層析系統(tǒng)）為核心，其具有自己獨特的優(yōu)勢和特征，是對現(xiàn)有蛋白質純化相關的虛擬仿真教學［11］（AKTA pure系統(tǒng)為主）的一個全新補充。本文所搭建的虛擬仿真平臺，其核心設備是NGC discover蛋白質層析系統(tǒng)。和AKTA系列的設備相比，它們的原理、應用方向是一致的，所以具有相似的操作流程和操作規(guī)范，但是又存在一定的不同。首先，NGC discover蛋白質層析系統(tǒng)的多波長檢測器可以同時檢測4個波長，以滿足特定的實驗需求，然而為保證檢測的穩(wěn)定性，通常光源需提前預熱，AKTA系列的多波長檢測器可以同時檢測3個波長，其光源不需提前預熱。其次，NGC和AKTA系統(tǒng)均配有“超壓降流”的機制。設定后，NGC系統(tǒng)每次超過限定壓力的80%（默認，可調）則流速減半，直至流速降低至0.125 ml/min后停止，所以在多次超壓降速之間，其流速是保持恒定的；AKTA系統(tǒng)每次超過限定壓力后，流速會略微降低，壓力降低至許可范圍后，流速又回升至設定流速，所以AKTA系統(tǒng)在選定“超壓降流”后，流速是波動的。二者沒有明顯優(yōu)劣的區(qū)分，主要取決于實驗的需求，即“操作方便”還是必須“恒定流速”。再次，NCG和AKTA的操作系統(tǒng)完全不同。NGC的所有操作可以在流路圖中雙擊對應的組件完成，可視化效果更好；AKTA的所有操作主要通過命令調取的形式完成，雖然也可以在流路圖中進行操控，然而其界面設置的便利性略低于NGC。從日常的教學中也可以看出，NGC系列的操作界面，可視化更好，上手更容易，受到那些沒有蛋白質純化基礎和經驗的學生們的偏愛；AKTA上手較難但操控嚴謹，受到有蛋白質純化經驗或者對儀器設備更加了解的學生們的偏愛。還有，NGC系列設備配有操作屏，所有的操作命令均可在此操作屏完成（圖1b），而無需在外接電腦上進行；AKTA系列設備主機上僅有2個操作按鍵（開始、暫停），其他操作命令必須借助外接電腦下達。在冷庫這類實驗室搭建時，需要設備（放置于冷庫）和外接電腦（放置于常溫的電腦間）分處不同的房間，這時NGC系統(tǒng)的操作優(yōu)勢便顯現(xiàn)出來。

c.完全再現(xiàn)了現(xiàn)實實驗室（浙江大學醫(yī)學院蛋白質平臺）中儀器設施的搭建模式，并將實驗細節(jié)和注意事項也體現(xiàn)在虛擬平臺中，使得虛擬仿真與實際實驗操作無縫銜接（圖1）。

d.添加了全新的實驗教學內容：熒光檢測聯(lián)用的分子排阻層析（FSEC）。該技術由Toshimitsu Kawate和Eric Gouaux［12］開發(fā)拓展，將熒光檢測器與蛋白質層析系統(tǒng)聯(lián)用（本文系統(tǒng)搭建采用的是島津RF20A熒光檢測器），從而實現(xiàn)微量蛋白質的檢測，在多種實驗場景中甚至無需事先對目的蛋白進行純化。經過多年的發(fā)展，該技術已廣泛的應用于重組蛋白質表達、純化、儲存等條件的篩選和優(yōu)化［13-14］，極大加快了蛋白質結構及功能研究、蛋白質或多肽類制劑生產優(yōu)化等方面的進程。在教學與科研實踐中，F(xiàn)SEC為研究生的課題推進，尤其是為產量低、純化難度大的膜蛋白、蛋白質復合物的制備工藝優(yōu)化提供了助力。因此將此項內容加入虛擬仿真教學，可以滿足更廣泛的學習需求，這部分內容是網絡教學平臺已有的虛擬仿真項目尚未涉及的。

2 總體設計

蛋白質層析技術以及層析儀器設備的相關知識，是蛋白質純化教學中的一個難點，卻又無法避開（圖2）：蛋白質層析理論涉及方面較廣，層析種類繁多，每一類層析技術又都有各自必須掌握的重要知識點；即使學生能夠熟練掌握理論知識，和實際的生產與科研也有一定的脫節(jié)。對蛋白質層析相關儀器設備及操作的教學，雖然主要的指導原則不多，但是因為操作細節(jié)和注意事項繁多，學生亦難以快速掌握。因此，本文虛擬仿真教學平臺的設計宗旨即是，即使學生足不出戶，也可以掌握蛋白質層析純化的操作細節(jié)和注意事項。

基于此，為蛋白質純化虛擬仿真教學設計了以下3個模塊：

2.1 設備介紹

該模塊介紹了實驗中需要用到的各種設備，具體包括：蛋白質層析儀、島津RF20A熒光檢測器、全自動組分收集器、真空過濾裝置、層析柱等。

2.2 實驗流程

實驗流程分為基礎操作和進階操作兩部分?；A操作包含了蛋白質層析實驗中必不可少的操作流程（圖3），即：準備階段、系統(tǒng)清洗階段、層析柱裝卸、上樣階段、程序運行階段和實驗結束階段。進階操作則是為有特殊需求的用戶準備，內容涵蓋了大體積樣本上樣（樣品泵的使用方法），在線緩沖液配置（緩沖液預配閥-Q閥的使用方法）以及熒光檢測關聯(lián)的分子排阻層析（熒光檢測儀的使用-FSEC［12］）等方面。

2.2.1 準備階段

該階段主要涉及試劑、樣本的準備。蛋白質層析通常對試劑和樣本中的顆粒物、溶氣量有較高的要求，因為顆粒物以及溶液因降壓后溶出的氣泡會損傷層析填料且影響檢測結果。所以在該階段設計了對實驗過程中涉及的所有溶液進行過濾（通常0.22μm濾膜）和超聲脫氣的操作。

2.2.2 系統(tǒng)清洗階段

包括系統(tǒng)的清洗順序、系統(tǒng)參數(shù)設定以及對系統(tǒng)進行排氣操作等幾個方面。主要指導原則是去除且不要引入顆粒物、氣泡。舉例來說：多數(shù)情況下，儀器和層析填料都是長期保存于20%乙醇（或其他有機溶液）中，而正式實驗中，緩沖液通常是無機鹽溶液。操作規(guī)范中建議有機溶液和無機鹽溶液不能直接混合，因為無機鹽有可能在有機溶液中析出，而這些析出的顆粒物又會對層析填料造成損傷，所以實際操作中，會在這兩類溶液置換之間添加一步超純水的清洗或平衡的步驟。這些指導原則以及對應的操作細節(jié)，均在虛擬仿真教學的這一階段有所體現(xiàn)。

2.2.3 層析柱裝卸

主要內容包括流速、系統(tǒng)壓等參數(shù)設定，層析柱的安裝順序，層析柱的平衡順序等。操作中，在2.2.1和2.2.2節(jié)提到的注意事項基礎上，還需注意不能超過壓力上限。這里的“壓力上限”一方面是指儀器所能達到的最大壓力，另一方面，也是更重要的，是指層析填料所能耐受的最大壓力。

將兩類蛋白質層析中較為常用的、有代表性的案例融入其中：第一類是柱體積為24 ml的層析柱，以分子排阻層析的Superose 6 increase 10/300（Cytiva，原GE）等為代表；第二類是柱體積為5 ml的層析柱，以Hitrap Q HP（Cytiva，原GE）等為代表。通過對實際案例的學習、操作和練習，學生可以將這些操作習慣、參數(shù)設定無縫銜接至實際的生產和科研中。

2.2.4 上樣及程序運行

內容包括上樣環(huán)的清洗與準備、樣品加載、上樣至層析柱、系統(tǒng)參數(shù)設定及操作、樣本收集以及數(shù)據保存與導出等幾個方面。此部分，主要講解最常用且最簡單的操作，即“使用上樣環(huán)上樣”和“手動（以非編程的方法）完成層析并收集樣本”，目的是確保學生可以盡快掌握基本操作并進行一些簡單的蛋白質純化實驗。

2.2.5 實驗結束階段

實驗流程和2.2.2和2.2.3正好相反，主要內容包括層析柱清洗、層析柱的拆除、上樣環(huán)清洗、系統(tǒng)清洗等。主要指導原則和細節(jié)如前文所述，均虛擬仿真教學中有所體現(xiàn)。

2.2.6 進階操作

包括樣本泵進樣，針對有大體積樣本的實驗場景；熒光檢測器使用，針對有分子排阻層析與熒光檢測聯(lián)用（FSEC）技術需求的實驗場景；緩沖液預配閥（Q閥）的使用，針對需要高通量嚴格篩選緩沖液配比的實驗場景等。

FSEC策略比較簡單，即通過為蛋白質層析系統(tǒng)搭載外置熒光檢測器（本案例中為島津RF20A熒光檢測器），從而達到在層析過程中實時檢測樣本熒光的效果；其應用和拓展十分廣泛：最基本的應用是在目標蛋白的一端融合熒光標簽（如GFP），通過檢測GFP熒光，間接地指示目標蛋白的產量、聚合狀態(tài)、穩(wěn)定性等指標［15］，尤其適用于產量低、表達困難的膜蛋白及復合物［14］（如GABAA受體［16］、尼古丁乙醯膽鹼［17］等）的表達和純化工藝優(yōu)化；亦可以通過對目標蛋白內源熒光（如色氨酸熒光）的檢測，計算目標蛋白的融解溫度（Tm）［15］；本實驗室也對FSEC的應用進行了一定的拓展，即通過篩選和使用熒光探針，特異性標記目標蛋白，在無需融合熒光標簽的情況下，實現(xiàn)基于FSEC技術的蛋白質制備工藝優(yōu)化；也可以結合定量計算，實現(xiàn)相互作用的蛋白質之間的結合率測定。

FSEC的教學設計，則以實用性和普適性為導向，主要側重如何操作儀器設備完成實驗檢測。教學中需要體現(xiàn)一些關鍵操作節(jié)點，如檢測器需提前開機預熱（20 min以上，以保證檢測值穩(wěn)定）；檢測波長設定（單一波長激發(fā)并檢測單一發(fā)射波長，或雙波長激發(fā)并檢測兩個發(fā)射波長）；確保系統(tǒng)流路設定正確等。

2.3 實驗考核

此模塊是為了評價學生的學習程度而設立的。學生通過對前兩個模塊（設備介紹和實驗流程）的學習，可以在該模塊練習和考核。

3 功能實現(xiàn)

3.1 設備介紹

該模塊展示了本實驗系統(tǒng)中所需的主要設備，旨在讓初學者快速認識蛋白質層析實驗中的儀器設備和附件。所有設備都配以3D模型，可以全方位旋轉，學生亦可通過鼠標點擊儀器模型的各個部位，進一步學習該設備的組件構成（圖4）。

3.2 實驗流程

該模塊對真實實驗場所及設備進行了模擬，使用者如同置身真的實驗場景中。學生可以通過4個鍵W、S、A、D控制前后左右移動，并且可以通過長按鼠標左健并拖動來轉換視角，以及點擊鼠標左鍵選擇物體（圖5a）。每一步驟同時配有語音提示、字幕提示、目標物體光標閃爍，指導學生進行實驗（圖5b）。選擇錯誤、順序錯誤或者參數(shù)設定錯誤均有報警提示，從而保證使用者可以快速掌握此類實驗的標準化操作流程，亦可從操作錯誤中吸取教訓。此外，該模塊加入了兩個最為常用的層析案例，層析柱的選擇和系統(tǒng)參數(shù)設定是嚴格關聯(lián)的，方便使用者注意到關鍵步驟及參數(shù)的對應關系，而這些常用的參數(shù)設置也可以直接使用或借鑒至生產和科研中（圖5c）。為了方便操作，在虛擬仿真系統(tǒng)的右上角引入了小地圖（畫中畫），通過點擊小地圖，學生可以直接進入至電腦操作界面

3.3 實驗考核

該模塊的場景和實驗流程部分的基礎操作一致，但沒有任何文字和語音提示（圖6），對所有關鍵操作細節(jié)進行了量化，制定了考核要點及評分標準（表1）?？己藭r，可以點擊每一階段的評分菜單，看到具體評分細則和得分情況（圖6）。實驗流程環(huán)環(huán)相扣，每步失誤都會影響最終實驗結果；實際實驗中，關鍵步驟的錯誤，甚至會造成儀（圖5c）。此模塊完全再現(xiàn)了真實實驗的過程，包括需要注意的細節(jié)、參數(shù)設定等，確保學生獲得真實實驗教學的體驗。器或者層析填料的損壞，造成較大的經濟損失。因此虛擬仿真練習和考核時，低于80分，認定為實驗步驟丟失或錯誤過多，考核失敗；80~90分，建議學生還需要多次練習；90分及以上，可以認為該學生已比較熟練地掌握蛋白質純化系統(tǒng)的知識點，根據以往的教學考核數(shù)據和經驗，這些學生進入實驗室后，很快就可以獨立操作蛋白質純化系統(tǒng)，進行相關的實驗。

Table 1 Key points and scoring criteria for on-site teaching and exams of protein purification system

4 應用前景

傳統(tǒng)的教學模式，主要是現(xiàn)場教學和視頻教學。雖然現(xiàn)場教學的效果好，學生和教師、儀器有互動，對知識點掌握較為快速，但是有諸多限制：實驗室必須配備這類儀器設備，需要較大的經費投入；實驗室場地本身大小限制了參與教學的人數(shù)，而且現(xiàn)場教學演示中，參與人數(shù)過多，也會極大影響學生的學習效果；隨著近幾年冷凍電鏡領域的發(fā)展，越來越多的教授、學生希望掌握蛋白質純化相關技術，但因為現(xiàn)場教學對師資的利用效率較低（消耗教師的教學時間多、每場教學的師生比例低），而且?guī)熧Y有限，因而很多學習需求難以滿足。視頻教學雖然可以解放教師資源，提高師資的利用效率，但是因為缺乏互動性，學生通過視頻學習所掌握的，和實際實驗操作之間仍有代溝，還需更多的練習和教師的現(xiàn)場指導。

和傳統(tǒng)的教學方式相比，基于虛擬仿真的蛋白質純化實驗教學則有諸多優(yōu)勢。第一，真實、直觀、可互動。仿真場景和現(xiàn)實實驗室中的儀器設備的操作高度關聯(lián)，學生在虛擬仿真平臺學習、練習后，可以快速掌握真實實驗環(huán)境中的儀器操作。第二，知識點更加系統(tǒng)、更加聚焦。虛擬仿真平臺將蛋白質層析技術中瑣碎的知識點和細節(jié)完整地梳理串聯(lián)，結合詳細的評分細則，學生可以隨時隨地在線上和線下多種平臺進行學習和練習，加深對瑣碎知識的記憶與理解。第三，節(jié)約成本。成本的節(jié)約體現(xiàn)在許多方面。a.儀器、耗材、場地的成本節(jié)約：蛋白層析儀以AKTA Avant、AKTA pure、NGC discover或NGC quest為例，單臺儀器在35~80萬元不等，配備外置檢測器（如熒光檢測器、視差檢測器、多角度動態(tài)光散射檢測器等），價格10~150萬元不等；為教學或科研配備的蛋白質層析填料或預裝柱，800（脫鹽填料）~40 000元/根不等，還有其他試劑耗材的需求，如蛋白質標樣、緩沖液、注射器等；儀器放置所需場地建設、層析柜等；而在虛擬仿真平臺搭建包含這些儀器設備的實驗室并模擬實驗，無需這些花費。b.練習所需的機時成本節(jié)約：實驗室配備的蛋白層析儀等大型儀器設備，除了面向教學外，也會面向生產、科研服務；在虛擬仿真平臺進行練習，可以節(jié)約真實實驗室中的儀器機時，將寶貴的機時分配至生產和科研。c.儀器損耗、能源損耗的節(jié)約：儀器和檢測器均有固定的使用壽命（例如，通常紫外燈的壽命為8 000~10 000 h），而在虛擬仿真平臺上模擬實驗，則不會產生這種損耗。d.人力資源的節(jié)約：隨著儀器采購、實驗室建設以及教學培訓的開展，必然伴隨著管理人員、教學人員的增加以及時間、精力投入的增長。而虛擬仿真平臺的使用，無需投入更多的人力，且學習和練習均以自學自練為主，極大程度地節(jié)約了人力成本。第四，教學和學習效率大幅提高?，F(xiàn)場教學，如果學生人數(shù)多，則近距離觀察不便，且會影響每個學生實際操作的機會和時間，最終影響學習效果；如果學生人數(shù)少，則整體教學效率太低。虛擬仿真平臺可以滿足學生“近距離”學習和互動操作的需求，一人一“機”，可以大幅度提高教學與學習效率。第五，降低實驗安全隱患。虛擬仿真平臺在電腦、手機等終端操作，避免了大型儀器設備使用中的安全隱患，避免了新手操作可能發(fā)生的故障與實驗事故；通過多次反復的虛擬仿真練習，可以加快新手到熟手轉變，間接地降低實際實驗時的安全隱患。

以浙江大學醫(yī)學院蛋白質平臺的蛋白質純化儀為例，儀器安裝完成后（2018年），經過多年的研究生教學和技能培訓的實踐探索，最終確立了以表1為根本的教學、考核要點，并以此為基礎設計了教學體系。截至2021年底，累計參加這類實驗技能現(xiàn)場教學/培訓的學生共計287人次，其中參加實驗操作考試者共計82人次，通過考試者82人次，通過率100%；虛擬仿真教學平臺建成后，通過仿真平臺線上學習、練習的學生，均通過了現(xiàn)場的儀器實操考核，可以達到和現(xiàn)場教學/培訓相同的教學效果。具有儀器獨立使用能力的優(yōu)秀研究生，將該技能應用于日常的科研實驗并取得了優(yōu)秀的成果［18-22］。

綜上所述，虛擬仿真在實驗教學中有著諸多傳統(tǒng)教學方式無法比擬的優(yōu)勢，在本科生和研究生實驗技能課程中、新生的科研技術培訓和科研課題進展中，均取得了較好的反響。本文將蛋白質純化系統(tǒng)虛擬仿真作為建設的第一步，希望在不遠的未來，能夠建設一個完整的蛋白質實驗室3D虛擬仿真平臺，這將是一個可拓展、多方位、盡可能涵蓋蛋白質純化、表征、功能及結構研究相關技術與設備的仿真平臺（圖2）。

5 結 語

虛擬仿真在實驗教學中有著傳統(tǒng)教學方式無法比擬的優(yōu)勢，具有良好的應用前景。本文基于以往的教學經驗和學生需求，設計了蛋白質純化系統(tǒng)虛擬仿真實驗教學平臺。該系統(tǒng)聚焦于蛋白質純化這一重要技術，完整再現(xiàn)了蛋白質純化的全過程，涵蓋了實驗注意事項、參數(shù)設置和操作規(guī)范，同時也整合了常用案例和全新的教學內容（FSEC），保證了教學內容的新穎性和實用性，保證了教學和實際的生產、科研密切關聯(lián)。

本文所述虛擬仿真教學平臺請見網址http://websoftware.veryengine.cn/ProteinPurifier/index.html（不定期更新）。