天然藥物化學(xué)課外實(shí)踐教學(xué)中引入綜合性實(shí)訓(xùn)的探討＊

呂華瑛 宋麗麗 崔海燕 王 琳

（山東中醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，山東 煙臺(tái) 264199）

綜合實(shí)訓(xùn)，即在具體的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中涉及多方面專業(yè)知識(shí)或多個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的知識(shí)技能。采用綜合實(shí)訓(xùn)的方式，一方面將有利于提升學(xué)生的綜合分析能力；另一方面則能進(jìn)一步拓寬學(xué)生的知識(shí)面，從而提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

我校藥學(xué)專業(yè)自從招生以來(lái)，生源一直較好，學(xué)生普遍具有較好的化學(xué)基礎(chǔ)，天然藥物化學(xué)課程開設(shè)在大學(xué)二年級(jí)，在此期間，有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、儀器分析、生藥學(xué)、藥理學(xué)等課程都已開設(shè)，學(xué)生具備了初步開展科研活動(dòng)的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，為了鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)開展科學(xué)探索的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)，我們成立了課外實(shí)踐活動(dòng)小組，在課外實(shí)踐活動(dòng)小組中通過開設(shè)綜合性實(shí)訓(xùn)鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，分析解決實(shí)際問題的能力以及通過思考總結(jié)提煉自己觀點(diǎn)的能力，經(jīng)過幾年實(shí)踐，取得了較好的效果。本文以綜合性實(shí)訓(xùn)“玉米須中多糖的含量測(cè)定及其藥理作用研究進(jìn)展”為例，介紹這一方法的具體實(shí)施過程。

玉米須是禾本科植物玉蜀黍米（Zea mays L.）干燥的花柱和柱頭，又名玉麥須，玉蜀黍蕊，在《滇南本草》中最早有玉米須的藥用記錄[1]。玉米須味甘、淡，性平，具有利尿解熱、保肝利膽的功效，可用于治療腎炎性水腫、膽結(jié)石、糖尿病、濕熱黃疸、高血脂、高血壓等疾病[2]，具有較大的研究?jī)r(jià)值。玉米須中含有多種化學(xué)成分，如：黃酮類、皂苷類、生物堿類和多糖類等。目前對(duì)多糖類和黃酮類成分的研究比較多，已有很多成熟的方法和技術(shù)。我國(guó)是玉米生產(chǎn)大國(guó)，玉米須資源十分豐富，我校駐地山東煙臺(tái)，本地玉米種植范圍也非常廣泛，但玉米須往往被當(dāng)做農(nóng)作物的副產(chǎn)品被丟棄，所以玉米須具有價(jià)格低廉、易于收集、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)前景廣闊的特點(diǎn)，非常適合學(xué)生進(jìn)行課外科研探索。我們的具體實(shí)施如下：

一、布置任務(wù)，查閱文獻(xiàn)，確定研究方法

因?yàn)樵凇坝衩醉氈卸嗵堑暮繙y(cè)定及藥理作用研究進(jìn)展”中需要用到藥理、藥材中的化學(xué)成分研究等相關(guān)知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，所以我們將這個(gè)課外實(shí)踐活動(dòng)放在學(xué)期的中后時(shí)間段實(shí)施，此時(shí)教師對(duì)學(xué)生的具體情況比較熟悉，學(xué)生也已經(jīng)在各個(gè)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行了一些專業(yè)課程的實(shí)訓(xùn)活動(dòng)，對(duì)科研活動(dòng)的一般步驟都有所了解，對(duì)獨(dú)立進(jìn)行科研活動(dòng)普遍興趣較高，積極性很高。實(shí)踐初期，教師先根據(jù)具體情況將學(xué)生分成6個(gè)興趣小組，引導(dǎo)大家通過課余時(shí)間查閱文獻(xiàn)資料，綜合比較，確定實(shí)驗(yàn)方法。最終通過綜合比對(duì)，我們確定以葡萄糖為對(duì)照品，用苯酚-硫酸法顯色，采用紫外-可見分光光度法測(cè)定玉米須多糖的含量。

二、實(shí)踐過程的組織與開展

1.選擇儀器與培訓(xùn)

本次實(shí)驗(yàn)需要用到紫外-可見分光光度計(jì)、十萬(wàn)分之一分析天平等精密儀器。實(shí)驗(yàn)開始前，先對(duì)學(xué)生進(jìn)行儀器操作培訓(xùn)，此時(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力非常大，勁頭非常足，培訓(xùn)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過上課效果。

2.配制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液

引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)文獻(xiàn)資料及之前科研探索的經(jīng)驗(yàn)，最終確定配制方法如下：先配制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液（1mg/mL），再精密吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液0、20、40、60、80、100、120、140μL，置于25 mL比色管中，加水補(bǔ)足到5 mL，加入4%苯酚溶液1 mL，混合均勻后，加入濃硫酸5 mL，40℃水浴中持續(xù)反應(yīng)15 min，另置冰水浴中5 min[3-4]。

3.測(cè)吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

將紫外-可見分光光度計(jì)空白調(diào)零，在490 nm下測(cè)定吸光度。指導(dǎo)學(xué)生繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。以D-無(wú)水葡萄糖濃度（μg/mL）為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。引導(dǎo)學(xué)生通過回歸方程，判斷D-無(wú)水葡萄糖的濃度與吸光度值呈良好線性關(guān)系的范圍。

4.供試品溶液的制備

玉米須供試品溶液的制備比較難，需要大量查閱文獻(xiàn)，通過實(shí)驗(yàn)不斷摸索合適的實(shí)驗(yàn)條件，經(jīng)過各個(gè)小組的共同努力，最終確定了制備方法如下：稱取玉米須40 g，加水600ml，加熱回流2小時(shí)，提取液加2%粉末活性炭于50℃脫色20min，4000 r/min離心10 min取上清液，加入乙醇使含醇量達(dá)75%，充分振搖混勻，置冰箱中冷藏放置過夜。將冷藏過夜后的溶液移至離心管中4 000 r/min離心10 min，殘?jiān)?5%乙醇洗滌3次，每次20 mL。將洗滌后的殘?jiān)谜麴s水溶解，80℃水浴蒸干得粗多糖。精密稱取粗多糖0.2g，置于50 mL容量瓶中，加蒸餾水定容至刻度，搖勻，備用[5-7]。

5.測(cè)定多糖含量

讓學(xué)生查閱測(cè)定多糖含量的方法，并比較各種測(cè)定方法的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定采用苯酚-硫酸法測(cè)定。方法如下：精密吸量取供試品溶液1 ml，定容至10 ml容量瓶中，得待測(cè)樣品溶液。再精密量取待測(cè)樣品液1 ml置于具塞試管中，加入5%苯酚水溶液1 ml后，迅速加入濃硫酸5 ml，搖勻，在40℃水浴中反應(yīng)15 min后，另置于冰水浴中15 min，終止反應(yīng)，以水為空白對(duì)照同法顯色，在490 nm處測(cè)定[8]。

6.精益求精，進(jìn)行精密性、穩(wěn)定性與重復(fù)性試驗(yàn)

科學(xué)研究講求實(shí)事求是，需要科研人員嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致，一絲不茍，因此需要進(jìn)行精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性試驗(yàn)，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)，我們首先讓學(xué)生查閱并比較這3項(xiàng)試驗(yàn)的區(qū)別，了解做這3項(xiàng)試驗(yàn)的意義，通過理論聯(lián)系實(shí)際，加深對(duì)知識(shí)的理解與掌握。

6.1 精密度試驗(yàn)

精密度是指在同一條件下，用同一方法對(duì)某一物理量或物質(zhì)中某一成分含量測(cè)定多次時(shí)，所測(cè)得各數(shù)值間相互接近的程度，常以相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD表示。精密度用以表示測(cè)量方法的重現(xiàn)性。

實(shí)踐中，要求各活動(dòng)小組取同一組粗多糖供試品溶液連續(xù)測(cè)定10次，記錄吸光度并計(jì)算RSD值，據(jù)此判斷儀器性能是否良好，操作是否精確。

6.2 穩(wěn)定性試驗(yàn)

穩(wěn)定性試驗(yàn)的目的是考察原料藥或藥物制劑在溫度、濕度、光線的影響下隨時(shí)間變化的規(guī)律，并通過試驗(yàn)建立藥品的有效期。

實(shí)踐中，各小組精密量取粗多糖供試品溶液，按樣品測(cè)定方法測(cè)定，顯色反應(yīng)完成后0～1h內(nèi)每隔10 min測(cè)定1次。結(jié)果顯示，該法在1h內(nèi)樣品穩(wěn)定。

6.3 重復(fù)性試驗(yàn)

重復(fù)性試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證相同的方法，同一試驗(yàn)材料，在相同的條件下獲得的一系列結(jié)果之間的一致程度。

實(shí)踐中，指導(dǎo)各小組取同一批樣品，按照供試品方法制備，測(cè)定吸光度，計(jì)算粗多糖含量并計(jì)算RSD值，引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)知識(shí)，確定實(shí)驗(yàn)合理的重復(fù)性RSD值范圍，并據(jù)此判斷各自小組的實(shí)驗(yàn)重復(fù)性情況。

7.加樣回收率試驗(yàn)

加樣回收率試驗(yàn)的目的是在沒有被測(cè)物質(zhì)的空白樣品基質(zhì)中加入定量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，按樣品的處理步驟分析得到的結(jié)果與理論值的比值。利用加樣回收率的測(cè)定結(jié)果來(lái)反映測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。

在實(shí)踐活動(dòng)中，6個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別精密吸取已知含量的供試品溶液1份，分別加入不同量的葡萄糖對(duì)照品溶液，測(cè)定溶液加樣前后的多糖含量，計(jì)算回收率。6個(gè)小組的回收率結(jié)果見表1。

表1 總多糖加樣回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果（n=6）

8.樣品中總多糖的含量測(cè)定

指導(dǎo)各實(shí)驗(yàn)小組按2.4項(xiàng)下供試品溶液的制備方法，按2.5項(xiàng)下多糖含量測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定，某小組玉米須多糖含量測(cè)定結(jié)果見表2。

表2 玉米須多糖的含量（n=3）

9.討論總結(jié)

引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，討論本次實(shí)訓(xùn)所采用的紫外-可見分光光度法測(cè)定玉米須多糖含量方法的可行性，結(jié)果表明，該方法穩(wěn)定、可行，可作為玉米須多糖的含量測(cè)定方法。

三、查閱文獻(xiàn)，總結(jié)玉米須多糖藥理作用研究進(jìn)展

通過實(shí)訓(xùn)，實(shí)踐活動(dòng)小組發(fā)現(xiàn)玉米須中多糖含量較高，那么玉米須中的多糖有何應(yīng)用呢？我們開展玉米須中多糖含量的測(cè)定意義何在呢？我們指導(dǎo)布置課外活動(dòng)小組的同學(xué)們查閱文獻(xiàn)，總結(jié)玉米須多糖的藥理作用有哪些。經(jīng)過各小組對(duì)最新的文獻(xiàn)梳理研究發(fā)現(xiàn)：玉米須多糖在抗菌、抗氧化、調(diào)節(jié)免疫、降血糖、抗腫瘤、利尿、止血、保肝等方面都有一定的藥理作用[9-17]，證明玉米須多糖具有很好地開發(fā)和利用價(jià)值。

結(jié)語(yǔ)

本次課外實(shí)踐活動(dòng)，綜合利用了天然藥物化學(xué)、分析化學(xué)、生藥學(xué)、儀器分析和藥理等學(xué)科的專業(yè)知識(shí)。學(xué)生通過小組合作，從親自查閱文獻(xiàn)，擬定實(shí)驗(yàn)方法，親自動(dòng)手操作，摸索合適的實(shí)驗(yàn)條件，到根據(jù)各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與討論，最后得到總結(jié)，進(jìn)行了一次完整的科研活動(dòng)。不僅使學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的基本環(huán)節(jié)和思路有所了解，而且加強(qiáng)了學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能，對(duì)學(xué)生查閱、整理文獻(xiàn)的能力、團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)作能力和分析問題總結(jié)問題的能力等也都有極大地提高。通過幾個(gè)學(xué)期課外實(shí)踐活動(dòng)的開展，我們發(fā)現(xiàn)在天然藥物化學(xué)課外實(shí)踐教學(xué)中引入綜合性實(shí)訓(xùn)能夠使學(xué)生對(duì)科研活動(dòng)有更加具體直觀的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生不再對(duì)科研有畏難或不切實(shí)際的幻想，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)，有助于其建立科學(xué)的思維和方法，使其具備進(jìn)行初步科學(xué)研究的能力，為學(xué)生將來(lái)進(jìn)入本科學(xué)習(xí)階段打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。