案例分析法在中藥化學教學中的探索*

左賽杰，李 菁，馬東來，周 莉

(河北中醫(yī)學院藥學院，河北 石家莊 050200)

案例分析法，又稱為個案研究法，是由哈佛大學法學院克里斯托弗教授于1880年創(chuàng)立的一種教學方法，后被哈佛商學院用于培養(yǎng)高級經(jīng)理和管理精英的教育實踐，并逐漸發(fā)展為今天的“案例分析法”[1]。案例分析法利用生產(chǎn)生活中的案例引出問題，要求學生利用所學知識對問題進行探索，并從問題中發(fā)散思維，提高分析問題、解決問題的能力。在案例分析教學中，案例是基礎(chǔ)，合適的案例是教學成敗的關(guān)鍵，而案例在選擇上應該符合相關(guān)性、實踐性、真實性和啟發(fā)性的要求[2]。

中藥化學是一門結(jié)合中醫(yī)中藥基本理論和臨床用藥經(jīng)驗，主要運用化學理論和方法及其它現(xiàn)代科學理論和技術(shù)等研究中藥化學成分的學科，研究內(nèi)容涉及中藥有效成分的化學結(jié)構(gòu)、物理化學性質(zhì)、提取、分離、檢識和結(jié)構(gòu)鑒定，是中藥學專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。由于中藥化學的教學內(nèi)容繁雜，各類中藥有效成分需記憶的知識點較多，在傳統(tǒng)的中藥化學教學中，教師授課的重點往往集中在大綱要求的書本內(nèi)容上，要求學生死記硬背，而忽視了對學生通過理論解決實際問題的能力的培養(yǎng)。因此，如何在中藥化學教學中培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實踐的意識，提高學生的學科思維能力，是目前中藥化學教學亟待解決的問題。

筆者在中藥化學教學中，引入了與生活和科研相關(guān)的案例，組織學生在課上、課下進行案例分析。下面通過兩個中藥化學教學中使用的案例，進行案例教學法的剖析：

1 人參皂苷Rg3的提取、分離流程

1.1 背景介紹

人參皂苷Rg3是人參的有效成分，是我國開發(fā)并擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的第一個中藥單體Ⅰ類抗癌新藥[3]。國內(nèi)開發(fā)的以人參皂苷Rg3單體為主要活性成分的參一膠囊，已由國家藥品監(jiān)督管理局比準上市成為我國首個一類中藥單體抗癌藥物。研究表明，人參皂苷Rg3具有提高機體免疫力、誘導腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤細胞增殖和腫瘤新生血管生成和抗腫瘤轉(zhuǎn)移等作用，故近年來臨床常將其應用于多種腫瘤的輔助治療[4]。

1.2 發(fā)現(xiàn)過程

人參是傳統(tǒng)的中草藥，已有上千年的藥用歷史，被《神農(nóng)本草經(jīng)》列為上品，有“補五臟、除邪氣、輕身延年”之作用。人參含有多種成分，包括人參皂苷、多糖、萜類、維生素、氨基酸、寡聚肽及無機鹽等。人參可以對身體虛弱的病人，起到補血補氣的作用，同時人參對于一些癌癥患者有一定的延長生存期的作用。對人參中的化學成分進行提取、分離、結(jié)構(gòu)鑒定和藥理活性研究，發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg3對多種癌癥具有較強的抑制作用。

1.3 人參皂苷的提取方法

加熱提取法：包括煎煮法、回流提取法、微波提取法和仿生提取法。分別介紹各類方法的提取原理、條件和適用范圍。其中煎煮法是最常用的中藥提取方式，利用水作為提取溶劑，將藥材用水煎煮沸騰進而得到該藥材的煎煮液，可以提取各類人參皂苷。常用于提取極性較強的原人參三醇型皂苷Re，Rg1，Rf等?；亓魈崛》ㄒ远喾N有機溶劑作為提取溶劑，混合不同溶劑可以改變?nèi)軇┑臉O性和沸點，從而得到適合提取不同極性人參皂苷的溶劑。微波提取法和仿生提取法通過視頻演示操作方法。

冷提法：包括滲漉法，超聲提取法，超臨界流體萃取法。滲漉法將中藥粗粉裝于滲漉筒中，先浸后滲，不斷添加溶劑滲過藥粉，從滲漉筒下端不斷流出滲漉液。提取人參皂苷時常用水或稀醇作為提取溶劑。相較于熱提法，具有不破壞熱敏性成分的優(yōu)點，但缺點則是所需提取溶劑體積較大，提取時間較長。采用多媒體演示的方法介紹超聲提取法和超臨界流體萃取法。

1.4 人參皂苷的分離方法

介紹各類色譜分離方法，重點介紹硅膠吸附色譜法。硅膠色譜的原理是利用吸附劑對被分離化合物分子的吸附能力的差異進行分離。當流動相流經(jīng)固定相，各化學成分不斷發(fā)生吸附-解吸附過程，不斷放大各成分與固定相吸附能力的差異，從而完成分離。硅膠做吸附劑可用于分離各類弱酸性或中性物質(zhì)，特別適用于極性不同的各類人參皂苷的分離。

1.5 介紹人參皂苷Rg3的提取分離流程

分析人參皂苷Rg3的結(jié)構(gòu)，啟發(fā)學生根據(jù)已有的知識，探究人參皂苷Rg3的分離方法，并不斷與之前學習的內(nèi)容進行印證。最終，引導學生設(shè)計出適宜的提取分離流程：人參的有效部位人參根，以有機溶劑甲醇提取數(shù)次，合并提取液；提取液濃縮后，加水，用氯仿萃取，除去脂溶性雜質(zhì)，人參皂苷混合物殘留在水相；水相以正丁醇萃取數(shù)次，除去水溶性雜質(zhì)，人參皂苷殘留在正丁醇相；正丁醇濃縮至干后，通過硅膠柱色譜純化，得到純品人參皂苷Rg3。

2 聚酰胺色譜分離黃酮類化合物

2.1 黃酮類化合物的分離方法簡介

黃酮類化合物的分離方法主要包括溶劑萃取法、pH梯度萃取法和色譜法。溶劑萃取法主要用于分離極性差異較大的黃酮苷和黃酮苷元；pH梯度萃取法則用于分離酸性強弱不同的黃酮類化合物。然而，對于極性和酸性差異不大的黃酮類化合物則更廣泛的采用色譜法進行分離純化。黃酮的分離可以采用常用的硅膠柱色譜，而對于黃酮苷和黃酮苷元的混合物則更多的用聚酰胺色譜分離[5]。

2.2 聚酰胺柱色譜的氫鍵吸附原理及特殊案例

聚酰胺色譜的固定相是由酰胺聚合而成的一類高分子化合物，按照分子量的不同可以分為錦綸-11、錦綸-46、錦綸-1010等不同種類，這些高分子的結(jié)構(gòu)中都具有酰胺基團，而酰胺中則包含了氫鍵受體羰基和氫鍵供體氨基，因而聚酰胺可以和不同結(jié)構(gòu)的化合物形成氫鍵結(jié)合，根據(jù)不同成分與聚酰胺色譜結(jié)合能力的不同完成分離，這就是聚酰胺色譜的氫鍵吸附原理。根據(jù)氫鍵吸附原理，化合物與聚酰胺色譜的結(jié)合能力取決于其形成氫鍵能力的強弱，在含水溶劑系統(tǒng)中，化合物與聚酰胺形成氫鍵的能力滿足以下規(guī)律：(1)化合物結(jié)構(gòu)中可形成氫鍵的結(jié)構(gòu)越多，吸附能力越強；(2)形成氫鍵的能力與取代基的位置有關(guān)，例如同樣是二羥基酚，吸附能力滿足間二羥基酚>對二羥基酚>鄰二羥基酚；(3)化合物中芳香環(huán)、共軛體系越大，吸附能力越強；(4)形成了分子內(nèi)氫鍵的化合物，吸附能力較弱。根據(jù)上面的規(guī)律，我們可以對不同結(jié)構(gòu)的黃酮進行分離，然而，當用聚酰胺色譜分離黃酮苷和黃酮苷元時，卻產(chǎn)生了不符合上述規(guī)律的案例：以含水洗脫劑分離黃酮苷和苷元的混合物，按照氫鍵吸附原理，黃酮苷結(jié)構(gòu)中具有更多的氫鍵供體羥基，理應與聚酰胺吸附能力較強，比黃酮苷元后出色譜柱，然而實際情況卻是黃酮苷元相較于黃酮苷后出色譜柱。

2.3 聚酰胺色譜特殊色譜行為的剖析

引導學生對聚酰胺色譜分離黃酮類化合物的案例進行分析，并引出聚酰胺色譜的雙重層析原理：當用含水流動相洗脫時，聚酰胺色譜可看做非極性固定相，色譜行為類似反相分配色譜，所以極性大的黃酮苷類先洗脫下來，極性小的黃酮苷元后洗脫下來；當用有機溶劑洗脫時，聚酰胺色譜可看做極性固定相，色譜行為類似正相分配色譜，所以極性小的黃酮苷元先于極性大的黃酮苷洗脫下來。后續(xù)通過科研中槲皮素和蘆丁的分離實例，讓學生自己基于雙重層析原理設(shè)計二者的分離流程圖，學以致用，進一步鞏固聚酰胺色譜的雙重層析原理。

3 結(jié) 語

案例分析法要求教師精選案例，案例來源可以是生活實踐，也可以是實驗現(xiàn)象和科研問題，在保證教學內(nèi)容和真實性的前提下，力求案例生動有趣，能夠吸引學生深入研究學習。案例分析法應用于中藥化學教學，其根本目的是將書本知識聯(lián)系實際，提高學生邏輯思維和科研思維能力，因而需要在教學過程中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力。案例剖析的關(guān)鍵步驟始終由學生完成，允許學生有不同的見解和解決方法，而老師在其中則起到主持或引導的作用，這種通過“攻堅克難”解決問題獲得的知識更容易被學生接受和運用，在實際教學中具有良好的效果。