提高天然藥物化學實驗效率的策略芻論

駱航

摘 要：文章針對天然藥物化學實驗周期長以及學生多、實驗室使用緊張的現(xiàn)狀提出相應的解決辦法。研究表明，通過對實驗內(nèi)容進行整合編排、改進實驗方式、合理調(diào)度等措施，能保證在現(xiàn)有條件下天然藥物化學實驗都能順利高效進行。

關鍵詞：天然藥物；化學實驗；效率；對策

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2018）03-0083-01

一、天然藥物化學實驗教學改革的背景和必要性

天然藥物化學是一門實踐性很強的學科，而實驗是深化理論知識、掌握其基本操作、將理論與實際應用相結(jié)合的主要手段。然而與藥學專業(yè)其他課程相比，天然藥物化學實驗在開設時有其自身的特點和困難，主要表現(xiàn)在：第一，綜合性實驗為主、實驗周期較長。眾所周知，完成一個綜合性的天然藥物化學實驗，需要經(jīng)歷對藥材的提取、化學成分的分離精制、檢識、鑒定等基本步驟。其中每一個步驟的操作都不是短時間能完成的，所以實驗時間長是一大特點。第二，項目多、操作步驟多。天然藥物的成分類型多樣、性質(zhì)各異，不同類型化學成分的提取分離方法也不盡相同，只有保證一定的實驗課時，選擇代表性的實驗項目，才能保證學生較全面地掌握本學科的基本實驗操作技術。第三，實驗分組多，實驗室使用緊張。永州職業(yè)技術學院藥學專業(yè)每屆學生約200人，而目前僅有的一個天然藥物化學實驗室，每次實驗最多只能同時容納30人。因此，教師在實驗帶教過程中，同一個實驗項目需要將所有學生分成多個實驗小組并重復帶教多次才能完成。這給實驗室的使用和調(diào)度帶來了巨大的壓力，也給帶教老師增加了負擔。

二、天然藥物化學實驗教學改革的策略

（1）精選實驗內(nèi)容，重新整合編排。對于天然藥物的化學提取分離和鑒定實驗，盡管不同項目中成分類型不同，但其中的提取分離過程有可能使用到相同的方法和操作。通過對實驗項目的整合和調(diào)整，教師應盡量選取一些好操作、實驗周期短的，盡量做到每一個實驗項目讓學生掌握的提取原理和操作技術不重復；而對每一個項目中都有的一些重復的驗證性實驗，如有效成分的化學檢識和色譜的檢識，可以在預實驗和色譜操作實驗中進行。教師應通過對實驗內(nèi)容進行重新整合，達到縮短綜合性實驗周期長、跨度過大的目的。

（2）實驗微型化。微型實驗不僅僅表現(xiàn)為減量和小型化，更是對實驗裝置的設計改造和實驗方案的改進與探索。以蘆丁提取的常規(guī)實驗為例，結(jié)晶液中大量的濾渣堵塞布什漏斗中濾紙的孔道，抽濾會相當緩慢。微型化后，教師將每組20g～40g槐米的稱取量減小到5g，并相應減少提取溶劑和試劑的用量。用量減少后可降低提取時間，特別是過濾溶液的體積減少后可以有效加快過濾的速度和結(jié)晶的時間。與常規(guī)實驗相比，微型化后的實驗時間大為縮短，克服了以往實驗課普遍超時、材料浪費較大的問題。

（3）統(tǒng)籌安排，套組進行。對于耗時較長又需要重復的步驟（比如大黃中蒽醌類成分需回流提取三次，需兩三個小時才能完成），可套組進行實驗，即由第一組進行裝置安裝并完成第一次提取操作后，第二次、第三次的提取操作由第二組來完成。這樣原本至少兩小時才能完成一組的提取步驟，現(xiàn)在變?yōu)橄嗤瑫r間內(nèi)能完成兩個組。兩個小組套做的方式，可降低實驗室的擠占時間，合理分配實驗室資源。另外，教師還應創(chuàng)造連續(xù)的實驗條件，盡可能讓學生在一個實驗周期內(nèi)完成更多的步驟，也可以減少實驗室被擠占和使用緊張的情況。如沉淀法或結(jié)晶法分離化合物，往往要將溶液放置數(shù)小時甚至過夜才能讓其充分沉淀。做到這一步驟時，不管后面的實驗時間是否充足，也只能等到下一次實驗才能繼續(xù)下一步。如果已經(jīng)有一個組剛好完成這一步，那么后面的小組在做到這一步時，則可以利用上一組已經(jīng)充分沉淀或析晶的溶液繼續(xù)做過濾和分離的操作，后面組做的待沉淀溶液則留給最開始的小組使用。

（4）電腦模式實驗過程。對于部分對實驗設備要求較高的實驗，比如超臨界流體萃取技術、多功能提取罐的使用等，教師可以通過電腦軟件，讓學生模擬其操作過程。這樣既能使學生掌握操作要點，又節(jié)省了時間，還能降低成本，減少廢液廢氣的排放，保護環(huán)境。

（5）開展理實一體化教學。教師應打破理論課、實驗課的界限，將天然藥物化學的課堂搬進實訓室，充分利用實驗等待時間開展理實一體化教學。比如，在用水蒸氣蒸餾法提取八角茴香中的揮發(fā)油實驗中，裝置安裝完成后就是長時間等待揮發(fā)油的自動蒸餾和收集過程。教師可利用此等待過程，播放實驗視頻，進行揮發(fā)油類成分性質(zhì)的講解，開展揮發(fā)油類成分提取、分離、檢識和實例的理論教學，或提出相關問題供學生思考和討論。

三、結(jié)束語

綜上所述，盡管天然藥物化學實驗存在著一些普遍性的問題和困難，但是通過對天然藥物化學實驗的一系列改進，明顯提高了天然藥物化學實驗的時間利用率。而要解決制約天然藥物化學實驗開設緊張的根本問題，學校還需加強硬件投入，增加天然藥物化學實驗室和帶教老師的數(shù)量，只有這樣才能從根本上解決問題。

參考文獻：

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