“药物分析综合一体化”实践教学改革

［摘 要］ 药物分析不仅是控制药品质量的“眼睛”，而且贯穿药物研发的整个过程：先导化合物发现、结构优化、临床前及临床研究等流程均需要药物分析的参与。“药物分析综合一体化”实践教学构建了药物提取、分离、纯化、片剂制备和整个过程及成品的药物分析实验项目，是药物研发过程在实验室的再现。“药物分析综合一体化”课程以药物分析为研究的主线，并将药学及其相关专业课程综合为一体，使该实践教学具有连续性、创造性和科学性，有利于培养药物分析专业本科学生的整体思维，提高学生的综合能力。

［关键词］ 药物分析；综合一体化；三维一体化；综合能力

［基金项目］ 2019年度中南民族大学本科教学质量工程项目“培养药物分析专业学生综合能力素养的‘药物分析综合一体化’教学改革研究”（JYX19100）

［作者简介］ 何 隽（1982—），女，四川广元人，药学博士，中南民族大学药学院副教授，主要从事天然药物化学及药物分析研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）21-0071-04 ［收稿日期］ 2022-12-18

药物分析是保证药品质量的重要手段，也是控制药品质量的“眼睛”。药物分析专业的目标是培养能从事药物原料、辅料、半成品和成品的分析检验以及药物生产过程质量监控、药品质量管理工作的高素质技能型专门人才［1］。这就涉及新药开发的整个流程：任何一个新药的开发过程都是药学各学科之间相互交融的过程，从先导化合物的发现到先导化合物的结构修饰，再到新药的临床前和临床研究［2］。这个过程不仅涉及药物分析相关内容，还涵盖药学学科的天然产物化学、药物化学、药理学、生物化学、药剂学等诸多学科的知识。对于任何一个药物研发者来说，只有掌握了药学所有基础研究才能掌控整个药物的发现和生产过程［3］。所以，结合药物分析专业的实践教学和药物研发的过程，设计一门涉及天然药物先导物分离纯化、制剂工艺，以及药品质量检验多学科交叉的“药物分析综合一体化”实验课程非常有必要，这有利于学生从更广的角度全面审视和思考药物研究的整个过程，培养药物分析专业学生全方面高素质技能。

“药物分析综合一体化”实验综合了天然药物的分离、提取、纯化及片剂制备的整个流程，并对整个流程的主要节点及成药片剂进行含量测定和质量检测，是药品生产过程的实验室真实再现。该课程打破了以往实验的学科界限，以药物分析为研究主线，将药学学科的生药学、天然药物、药物制剂学等多门理论知识综合运用到实践中，有利于培养学生的整体思维能力，提高学生的综合能力素养。通过“药物分析综合一体化”实践课程，学生不仅能掌握药物原料、半成品和成品的分析检验方法及其原理，并且对药物生产过程和质量监控、药品质量管理工作也有了一定程度的理解，从而能够提升药物分析专业学生的综合实践能力，锻炼和优化其基本动手操作能力和整体创新能力。

一、特色实验对象的选择

民族院校是培养地方少数民族人才的摇篮，针对民族院校学生，“药物分析综合一体化”实验课程选取民族医药来源的天然药物为研究对象，突出民族特色，为培养民族地区干部人才、促进民族团结进步、增强民族自信和文化自信提供助力。

我国有悠久的医药历史，传统民族医药通常源于少数民族的传统医药理论和实践，具有显著的民族性、地域性和传承性，是中医药的重要组成部分［4］。把民族医药内容融入实践教学，有利于丰富和发展民族医药高等教育，培养学生的民族自豪感及对民族医药的传承和创新能力。

传统民族医药具有较完备的理论体系、深厚的群众基础和广泛的社会影响，在众多地区发挥着重要的作用，形成了与现代医药互为补充的医药体系［5］。把民族医药与教育教学相结合就是将文化传承与科学技术传承相结合，有利于增强学生的民族自信和文化自信，提高学生的综合素养。

我国是生物多样性大国，拥有海量生物资源及知识，传统民族医药的知识和实践非常丰富。从传统民族医药中开发新药是充分发挥这一优势的重要途径。在现代制药工业发展的初期，许多药物的开发就源自传统民族药物［4］。把民族医药内容融入课堂教学，坚持弘扬民族医药文化，有利于培养具有地方特色的民族医药人才，为我国传统医药现代化添砖加瓦。

二、“三维一体化”教学模式的构建

我校以往的一体化实验教学主要以综合性实验为主，而“药物分析综合一体化”实验教学设计打破了以往实验的学科界限，将有效成分的提取和分离、药物制剂、药物分析进行整体构建，从而在知识和能力培养方面既循序渐进，又相互衔接。但存在下列问题：整个实验均由教师设计，所用药品均由教师准备，且涉及的仪器设备均由教师调试好，然后学生按照教师的讲授机械地操作。在整个试验过程中，学生主观能动性不够，学习积极性不高，难以达到实验的预期效果。

为了提高“药物分析综合一体化”实验教学质量，培养药物分析专业高素质综合性人才，将现有一体化实验进行改革，构建“药物分析综合一体化”实验“三维一体化”教学模式，即“综合性实验+设计性实验+验证性实验”教学模式［5］。通过综合性实验，有利于学生全面掌握多方面的知识和能力，在实验的过程中融会贯通多学科的应用科学技术及其原理，培养学生综合分析问题和解决问题的能力；通过验证性实验（商品化药品的质量检查和含量测定），引导学生观察商业化药品与自制药品的差异，分析差异原因并提出相应的解决方案，同时认识自身不足，使学生能从不同的角度审视和思考药物研究的整个过程，有利于进一步提高其分析问题和解决问题的能力。与此同时，在实验过程中加入部分设计性实验（如HPLC标准曲线的实验设计），通过设计性实验，锻炼学生的创新意识和实验设计能力。

三、实践教学内容的与时俱进

药物的鉴定与质量评价是药物分析的一项重要任务，也是医疗安全性和有效性的重要保障。随着我国经济实力的增长和科学技术的发展，我国药物分析方法已有了长足的进步，药物分析要发展，就必须重视新仪器、新技术、新方法的研究和开发，提高药物分析工作者的素质，缩短与世界先进水平的差距。随着电子技术和计算机技术的发展，药品质量控制方法不断推陈出新、数量日益增长，药物分析技术势必要向微量、灵敏、准确、简便、快速、自动化的方向发展。为了提高药物分析专业学生的综合素养和技术能力，“药物分析综合一体化”实验新增了部分仪器实验。由于液相色谱和气相色谱是药物分析的主要分析手段，是药物分析专业人才所必备的技术，因此，本课程加入相关方面的实验内容，通过实验动手操作，以期加深理论认识全面提高药物分析专业学生的综合素养，培养具备职业专业能力、适应岗位需求的优秀药物分析人才［6］。

（一）增加高效液相色谱（HPLC）进行含量测定

紫外-可见分光光度法是用于鉴别、杂质检查和定量测定的常规方法。用于定量测定时，在最大吸收波长处测定待测品的吸光度，并与一定浓度对照溶液的吸光度进行比较或采用吸收系数法即可求算出待测品的浓度，是药物分析专业本科教学中最常用的方法。以往我校“药物分析综合一体化”实验中主要的分析和检验手段就是紫外-可见分光光度法，这种方法简便、快捷，但实验准确度不高，受人为因素影响较大。随着科学技术的发展，气相色谱、高效液相色谱等手段逐步代替了传统的分析方法。为了适应学科发展并提高药物分析专业学生的专业素养，“药物分析综合一体化”实验课程增加高效液相色谱进行含量测定。高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析。由于其高效率、高灵敏度、高准确性等特点，该方法已成为化学、医学、工业、农学、商检和法检等学科领域中重要的分离分析技术应用，是最新版《中华人民共和国药典（2020年版）》中收录的多种药物的主要含量测定方法。同时，根据标准品和待测品的保留时间，也可以进行定性分析。本课程采用外标法中的标准曲线法进行含量测定，取不同浓度的对照品溶液进行检测，碳十八烷基键合硅胶为固定相，绘制标准曲线。然后对民族药物提取物、原料药以及自制药物和商品化药品以相同的色谱条件进行含量测定。

（二）增加气相色谱（GC-MS）对残留溶剂进行检查

药物中的残留溶剂是指在原料药、辅料及制剂生产中使用的，但在工艺过程中未能完全去除的有机挥发性化合物。当药物所含的残留溶剂水平高于安全值时，就会对人体或环境产生危害，因此，对残留溶剂的控制已越来越受到人们的关注。在“药物分析综合一体化”实验教学过程中，原料药的分离提取纯化及制剂生产过程中可能会使用到的甲醇、丙酮、乙醇等有机溶剂，都有可能造成残留，需要进行测定。气相色谱法用气体作为移动相的色谱，利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离，各分离组分依次导入检测器以得到对应的检测信号，这种方法已经广泛应用在环境保护、生物化学、药物、有机化学等多科学领域检测过程中。根据《中华人民共和国药典（2020年版）》，残留溶剂用气相色谱（GC-MS）法进行测定。本课程以药典方法为基础，对自制药物和商品化药品的残留溶剂进行检测。

四、评价体系的健全

课程考评是对学生学习效果评定的重要手段。通过课程考评，可以培养学生严谨客观的科研态度，督促学生规范正确的操作技能，促使学生形成独立思考并解决问题的能力，锻炼学生自主学习的能力及团队合作的能力。健全的课程考评制度不仅可以用于衡量实验教学水平、获取实验教学反馈信息，还可以判断实验教学是否达到预期目标，是激发学生积极性的主要手段。在“药物分析综合一体化”实验课程体系下，教学目的是让学生养成全面的实验素养，因此，单凭实验结果已经无法完整反映课程考评的结果。为此，在实施过程中按照课程内容，即实验设计（20%）、实验过程（30%）、撰写报告（30%）和结果总结分析（20%）等拟定详细的评定细则，健全评价体系［7］。

（一）采取多元化的评价体系

多元化评价是指评价主体的多元化和评价内容的多元化。“药物分析综合一体化”实验课堂教学评价的评价主体是多元的，包括教师评价（实验过程和撰写报告）、学生自评和互评（结果总结分析）、师生互动评价（实验设计）。在学生自评和互评中，学生可以通过主动参与评价活动，随时对照教学目标，进而发现和认识自己的进步和不足。因此，多元化评价是学生自我教育和促进自我发展的有效方式。同时，该课程评价体系为持续性评价，对实验开始前的实验设计及整个实验过程和实验结果都进行了评价。这种形成性评价贯穿学习的始终，随着教学进程的推进，能唤起学生的认知，让学生始终记得学习目标，并自主监控学习目标是否达成，主动反思和调控学习进程，使学习不断深入。

（二）重视过程考核

以往“药物分析综合一体化”实验课程考核的主要内容为实验报告，无论是评价的价值取向，还是评价的内容方法，都过于片面。而过程化考核模式更注重学生成长的整个过程，能更加全面地对学生知识、能力水平、技能操作技巧与道德素养等各方面进行考核，从而让学生更具备就业竞争力。因此，课程考核应重视过程考核，使评价更为全面及时。

（三）改革报告形式

以往“药物分析综合一体化”实验报告形式较传统单一，内容固定为实验目的、实验仪器及试剂、实验方法、结果与讨论。改革后，采用新的报告形式评价实验成果，并要求单独对实验结果分析探讨。报告新增实验设计、实验结果分析探讨、参考文献等内容，既让学生了解到实验设计的乐趣，又提高了学生研读中外文献的能力及科研性文章的写作水平，还能对比分析并思考问题，达到通过一体化实验提高学生综合素质的目的。

“药物分析综合一体化”实验是药物分析专业大四学生的一门专业必修课程。通过近几年药物分析专业一体化实验教学改革的探索和实践，我们发现该课程改革及教学手段的实施，可以让学生深入掌握前三年学习的相关专业知识，如天然产物化学、药物化学、药理学、生物化学、药剂学等诸多学科的基础理论知识，也能帮助学生将前三年学习的各门实验课程进行重组、交叉、整合。更为重要的一点是，能让学生真正理解药物分析贯穿先导药物发现、药物合成、制剂、使用的全过程。因此，本门课程能帮助学生梳理所学各学科专业课程的知识点，既有利于学生药学知识的系统掌握，又培养了学生的动手能力、创新能力、团结协作精神和科研思维，从而实现培养应用技术型药物分析人才的目标。以往的经验告诉我们，进一步优化和改革“药物分析综合一体化”实验课程的内容和评价体系是十分有必要的，将更有利于全面提高药物分析专业学生的综合素养，为培养具备职业专业能力、适应岗位需求的优秀药物分析专业人才提供助力。