药物化学设计性实验教学改革初探

作者:未知

  【摘要】药物化学实验课是药学本科专业中的重要课程之一,该课程实践和应用性强的特点,本文以培养创新型药学专业人才为目标,从药学专业的学科特点出发,在教学内容和教学方法等方面对药物化学实验这门课程的教学改革进行实践探索。
  【关键词】药物化学实验  设计性实验  教学改革  创新能力
  【中图分类号】R91-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2019)18-0187-01
  药物化学实验课是一门重要的实训课程,但是传统药物化学实验课的教学模式主要是以某领域中代表性药物,对其常规的合成路线进行验证,并对目标产物的理化性质和结构进行解析。一般在验证性实验开始前,有研究生助教對实验内容进行预试,实验讲授教师对实验内容进行讲解和适当的操作演示,反应条件相对稳定、单一,使得药物化学实验课的整体实训内容与有机化学专业的有机合成实验区分度不明显,在发挥学生的能动性、激发学生对新药研发兴趣、培养药学创新型人才方面略显不足。当然部分高校在药物化学实验课上做了相关改革,也取得了一定的成效,如我们前期为了响应学校对创新型人才培养的要求,对药物化学实验课进行了教学改革,缩减了部分验证性实验内容,增设了设计性实验环节,[1]通过查阅文献、设计反应路线、架构仪器、制定实验方案、监测反应进度、PPT演示、实训汇报、操作技能考核等各个环节的综合考核,培养了学生的学习兴趣、药物化学基本操作技能、分析解决问题和科研创新能力。
  1.传统设计性实验教学中存在的问题
  由于实验课程的课时和本科生所具备的基本知识有限,对于设计性实验中药物合成路线的选择提出了挑战。我们往往只能从一些关键中间体出发,以1或2步完成最终产物的合成工作,且相关合成反应类型也是前期验证性实验中有所涉略的,难以满足学生了解药物化学领域的新合成技术。
  2.创新型设计性实验的教学改革探索
  2.1固相合成技术在药物化学实验中的教学优势
  固相合成法由于最初的反应物和产物都是连接在固相载体上,因此可以在一个反应器中进行自动化操作,可以避免因手工操作和物料重复转移而产生的损失;同时固相载体共价相联的肽链处于适宜的物理状态,可以通过快速的抽滤、洗涤未完成中间体的纯化,避免了液相合成中冗长的重结晶和柱层析步骤,同时可以避免中间体分离纯化时的大量损失,产物很容易分离;加入过量的反应物可以获得高产率的产物。固相合成技术在药物研发领域、蛋白质结构研究领域等表现出显著的优越性并且在生物制药及蛋白质工程中有广阔的应用前景。固相合成作为一种药物研发领域的新技术,更能提高学生的实验兴趣和对专业的系统了解。
  2.2引入固相合成的设计性实验,更新教学内容,与时俱进
  固相合成技术的合成顺序一般时从C端(羧基端)向N端(氨基端)合成,为了防止副反应的发生,参加反应的氨基酸侧链都是保护的,羧基端是游离的,并且在反应之前必须活化,相比传统的合成方法,通过固相合成方法的实施可以让学生掌握树脂的选择、活化,氨基、羧基、侧链的保护和脱除以及多肽键的合成。
  在此次设计性实验中,学生在任课老师的指导下,在相关数据库(Scifinder, 中国知网,万方等中英文数据库)和专利等对反应条件进行检索,可以使学生掌握固相合成的载体类型,反应溶剂选择,反应类型的适用性,反应模块中的保护基选择、脱保护的方法,反应终点的确定以及产物从载体上的切除、沉淀和纯化。通过系统的文献检索,一方面可以提高学生阅读和整理中英文文献的能力,另一方面可以在整理和分析文献的基础,比较文献中各个实验路线的优劣,设计出符合本课程的实验方案,并以实验原理、所需的试剂、实验操作步骤、可能副反应的预测等为汇报内容,做出PPT在课堂上与老师同学讨论,确定拟采用的实验方案。
  在完成讨论后,学生根据讨论后的实验方案开展实验,在实验过程中,记录实验进程,观察反应变化,通过少量树酯切除LC?鄄MS分析判断反应终点。实验完成后,学生采用1H NMR, LC?鄄MS, IR, MP等分析手段来对目标产物结构鉴定,最后通过实验报告撰写,PPT总结汇报制作、演讲,实验心得等一系列系统训练,层层递进,以期最大限度地激发学生的科研兴趣、增强分析和解决问题的能力。
  3.结语
  药物化学实验课程的教学以及教学方案的改革意义重大,然而完善和优化教学体系,培养学生的应用能力和创新能力不是一蹴而就,是一个循序渐进的过程。本文针对药物化学实验课的教学现状,提出了新的教学模式,以便同行相互借鉴、互相学习。
  参考文献:
  [1]应华洲,董晓武,盛荣,刘滔.微波合成在药物化学设计性实验中的尝试[J].当代教育实践与教育研究,2016(11):195-196.
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