藥物化學設(shè)計性實驗教學改革初探

陳文騰 應(yīng)華洲

【摘要】藥物化學實驗課是藥學本科專業(yè)中的重要課程之一，該課程實踐和應(yīng)用性強的特點，本文以培養(yǎng)創(chuàng)新型藥學專業(yè)人才為目標，從藥學專業(yè)的學科特點出發(fā)，在教學內(nèi)容和教學方法等方面對藥物化學實驗這門課程的教學改革進行實踐探索。

【關(guān)鍵詞】藥物化學實驗 ?設(shè)計性實驗 ?教學改革 ?創(chuàng)新能力

【中圖分類號】R91-4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）18-0187-01

藥物化學實驗課是一門重要的實訓課程，但是傳統(tǒng)藥物化學實驗課的教學模式主要是以某領(lǐng)域中代表性藥物，對其常規(guī)的合成路線進行驗證，并對目標產(chǎn)物的理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)進行解析。一般在驗證性實驗開始前，有研究生助教對實驗內(nèi)容進行預(yù)試，實驗講授教師對實驗內(nèi)容進行講解和適當?shù)牟僮餮菔?，反?yīng)條件相對穩(wěn)定、單一，使得藥物化學實驗課的整體實訓內(nèi)容與有機化學專業(yè)的有機合成實驗區(qū)分度不明顯，在發(fā)揮學生的能動性、激發(fā)學生對新藥研發(fā)興趣、培養(yǎng)藥學創(chuàng)新型人才方面略顯不足。當然部分高校在藥物化學實驗課上做了相關(guān)改革，也取得了一定的成效，如我們前期為了響應(yīng)學校對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求，對藥物化學實驗課進行了教學改革，縮減了部分驗證性實驗內(nèi)容，增設(shè)了設(shè)計性實驗環(huán)節(jié)，[1]通過查閱文獻、設(shè)計反應(yīng)路線、架構(gòu)儀器、制定實驗方案、監(jiān)測反應(yīng)進度、PPT演示、實訓匯報、操作技能考核等各個環(huán)節(jié)的綜合考核，培養(yǎng)了學生的學習興趣、藥物化學基本操作技能、分析解決問題和科研創(chuàng)新能力。

1.傳統(tǒng)設(shè)計性實驗教學中存在的問題

由于實驗課程的課時和本科生所具備的基本知識有限，對于設(shè)計性實驗中藥物合成路線的選擇提出了挑戰(zhàn)。我們往往只能從一些關(guān)鍵中間體出發(fā)，以1或2步完成最終產(chǎn)物的合成工作，且相關(guān)合成反應(yīng)類型也是前期驗證性實驗中有所涉略的，難以滿足學生了解藥物化學領(lǐng)域的新合成技術(shù)。

2.創(chuàng)新型設(shè)計性實驗的教學改革探索

2.1固相合成技術(shù)在藥物化學實驗中的教學優(yōu)勢

固相合成法由于最初的反應(yīng)物和產(chǎn)物都是連接在固相載體上，因此可以在一個反應(yīng)器中進行自動化操作，可以避免因手工操作和物料重復(fù)轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生的損失;同時固相載體共價相聯(lián)的肽鏈處于適宜的物理狀態(tài)，可以通過快速的抽濾、洗滌未完成中間體的純化，避免了液相合成中冗長的重結(jié)晶和柱層析步驟，同時可以避免中間體分離純化時的大量損失，產(chǎn)物很容易分離;加入過量的反應(yīng)物可以獲得高產(chǎn)率的產(chǎn)物。固相合成技術(shù)在藥物研發(fā)領(lǐng)域、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域等表現(xiàn)出顯著的優(yōu)越性并且在生物制藥及蛋白質(zhì)工程中有廣闊的應(yīng)用前景。固相合成作為一種藥物研發(fā)領(lǐng)域的新技術(shù)，更能提高學生的實驗興趣和對專業(yè)的系統(tǒng)了解。

2.2引入固相合成的設(shè)計性實驗，更新教學內(nèi)容，與時俱進

固相合成技術(shù)的合成順序一般時從C端（羧基端）向N端（氨基端）合成，為了防止副反應(yīng)的發(fā)生，參加反應(yīng)的氨基酸側(cè)鏈都是保護的，羧基端是游離的，并且在反應(yīng)之前必須活化，相比傳統(tǒng)的合成方法，通過固相合成方法的實施可以讓學生掌握樹脂的選擇、活化，氨基、羧基、側(cè)鏈的保護和脫除以及多肽鍵的合成。

在此次設(shè)計性實驗中，學生在任課老師的指導下，在相關(guān)數(shù)據(jù)庫（Scifinder， 中國知網(wǎng)，萬方等中英文數(shù)據(jù)庫）和專利等對反應(yīng)條件進行檢索，可以使學生掌握固相合成的載體類型，反應(yīng)溶劑選擇，反應(yīng)類型的適用性，反應(yīng)模塊中的保護基選擇、脫保護的方法，反應(yīng)終點的確定以及產(chǎn)物從載體上的切除、沉淀和純化。通過系統(tǒng)的文獻檢索，一方面可以提高學生閱讀和整理中英文文獻的能力，另一方面可以在整理和分析文獻的基礎(chǔ)，比較文獻中各個實驗路線的優(yōu)劣，設(shè)計出符合本課程的實驗方案，并以實驗原理、所需的試劑、實驗操作步驟、可能副反應(yīng)的預(yù)測等為匯報內(nèi)容，做出PPT在課堂上與老師同學討論，確定擬采用的實驗方案。

在完成討論后，學生根據(jù)討論后的實驗方案開展實驗，在實驗過程中，記錄實驗進程，觀察反應(yīng)變化，通過少量樹酯切除LC？鄄MS分析判斷反應(yīng)終點。實驗完成后，學生采用1H NMR， LC？鄄MS， IR， MP等分析手段來對目標產(chǎn)物結(jié)構(gòu)鑒定，最后通過實驗報告撰寫，PPT總結(jié)匯報制作、演講，實驗心得等一系列系統(tǒng)訓練，層層遞進，以期最大限度地激發(fā)學生的科研興趣、增強分析和解決問題的能力。

3.結(jié)語

藥物化學實驗課程的教學以及教學方案的改革意義重大，然而完善和優(yōu)化教學體系，培養(yǎng)學生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力不是一蹴而就，是一個循序漸進的過程。本文針對藥物化學實驗課的教學現(xiàn)狀，提出了新的教學模式，以便同行相互借鑒、互相學習。

參考文獻：

[1]應(yīng)華洲，董曉武，盛榮，劉滔.微波合成在藥物化學設(shè)計性實驗中的嘗試[J].當代教育實踐與教育研究，2016（11）：195-196.