扶阿婆过马路
海洋生物来源药物先导化合物的研究进展【摘要】 海洋生物中活性物质丰富,本篇文章对国内外近3年来从海洋生物中分离提取到的萜类化合物以及糖苷类化合物进行了归纳,并对其研究趋势进行了展望。这些新发现的萜类化合物广泛分布于海藻、珊瑚、海绵以及一些海洋真菌等海洋生物中,主要以单萜、倍半萜、二萜、三萜结构型式存在;而糖苷类化合物在海藻、海绵、海参、海星等海洋生物中发现大部分以糖苷脂、甾体糖苷、萜类糖苷型式存在。 【关键词】 海洋生物 萜类化合物 糖苷类 生物活性 【Abstract】 Marine organism show some important biological activities. This paper reviews terpenoids and glycosides from marine organism at home and abroad since 2005, and provides scientific evidence for reasonable exploitation and application. Terpenoids are mainly occurred on marine algae, coral, sponge and some fungi by monoterpene, sesquiterpene, diterpene and triterpene. And glycosides with structures of lipid, steroid and terpenoid are distributed to marine algae, sponge, sea cucumber and starfish. 【Key words】 Marine organism; terpenoid; glycoside; bioactivity 海洋是生命之源,由于海洋环境的特殊性,具有高压、低营养、低温(特别是深海)、无光照以及局部高温、高盐等生命极限环境,海洋生物适应了海洋独特的生活环境,必然造就了海洋生物具有独特的代谢途径和遗传背景,必定也会有新的、在许多陆地生物中未曾发现过的新结构类型和特殊生物活性的化合物。 萜类物质是一类天然的烃类物质,其分子中具有异戊二烯(C5H8)的基本单位。故凡由异戊二烯衍生的化合物,其分子式符合(C5H8)n通式的均称萜类化合物(terpenoids)或异戊二烯类化合物(isopenoids)。但有些情况下,在分子合成过程中由于正碳离子引起的甲基迁移或碳架重排以及烷基化、降解等原因,分子的某一片断会不完全遵照异戊二烯规律产生出一些变形碳架,它们仍属于萜类化合物。海洋生物中萜类化合物主要以单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜为主,三萜和四萜种类和数量都较少,且大部分以糖苷形式存在。萜类化合物是海洋生物活性物质的重要组成部分,广泛分布于海藻、珊瑚、海绵、软体动物等海洋生物中,具有细胞毒性、抗肿瘤活性、杀菌止痛等活性作用。 糖苷的分类有多种方法,按照在生物体内是原生的还是次生的可将其分为原生糖苷和次生糖苷(从原生糖苷中脱掉一个以上的苷称为次生苷或次级苷);按照糖苷中含有的单糖基的个数可将糖苷分为单糖苷、双糖苷、三糖苷等;按照糖苷的某些特殊化学性质或生理活性可将糖苷分为皂苷、强心苷等;按照苷元化学结构类型可分为黄酮糖苷、蒽醌糖苷、生物碱糖苷、三萜糖苷等,海洋类的糖苷大部分是按照此特点分类的,主要包括鞘脂类糖苷、甾体糖苷、萜类糖苷和大环内酯糖苷等,在很多海洋生物如海藻、珊瑚、海参、海绵等中均发现有糖苷类化合物存在。已有的研究表明海洋糖苷类成分大都具有抗肿瘤、抗病毒、抗炎、抗菌、增强免疫力等生物活性。抗白血病和艾氏癌药物阿糖胞苷Ara-C(D-arabinosyl cytosine) 1、抗病毒药物的Ara - A 2以及Ara-C的N4-C16-19饱和脂肪酰基化衍生物3是海洋糖苷类药物成功开发的典范〔1〕。 本篇文章对国内外自2005年来从海洋生物中分离提取到的萜类化合物以及糖苷类化合物进行了总结。 1 萜类化合物 1.1 单萜 2005年M. G. Knott等人〔2〕对从红藻Plocamium corallorhiza中分离得到的三种多卤代单萜化合物plocoralides A-C(1~3)〔3,4〕进行了活性研究,发现化合物Plocaralides B(2), C(3)对食管癌细胞WHCOI具有中等强度的细胞毒作用,这些化合物具有卤素取代基。 1.2 倍半萜 从海泥来源的真菌Emericella variecolor GF10的发酵液中分离得到两个新型的倍半萜化合物6-epi-ophiobolin G(4)和6-epi-ophiobolin N(5),化合物在1~3μM浓度时能使神经癌细胞Neuro 2A凋亡,同时伴随细胞萎缩和染色体聚集〔5〕。这一类ophiobolins是天然的三环或四环的倍半萜化合物,对线虫、真菌、细菌以及肿瘤细胞有着普遍的抑制活性。 Willam Fenical等人从海洋沉积物分离得到一株放线菌CNH-099,在该菌的代谢产物中分离到具有细胞毒作用的新颖的 marinonc 衍生物 neomarinone(6)、isomarinone(7)、hydroxydebromomarinone(8)和methoxydeuromomarinonc(9),它们均是倍半萜萘醌类抗生素。Neomarinone(6)和marinones(7~9)对HCrll6结肠癌细胞显示中等程度的体外细胞毒作用(IC50=8μg/ml),而且,neomarinone(6)对NCI-s60癌细胞也具有中等程度细胞毒作用(IC50=10μg/ml)〔6〕。 化合物花侧柏烯倍半萜(10~12)从希腊北爱情海希俄斯岛采集的红藻 L. microcladia中分离得到〔7〕。红藻 L. microcladia 经有机溶剂CH2Cl2/MeOH (3:1)提取,以Cyclohexane/EtOAc(9:1)为洗脱液进行硅胶柱层析,最后经HPLC纯化得到化合物(10-12)。该试验并对化合物活性进行了研究,发现三种化合物均对肺癌细胞NSCLC-N6 和 A-549有抑制作用,化合物(10):IC50=196.9 μM (NSCLC-N6)和242.8 μM (A-549),化合物(11):IC50 = 73.4μM (NSCLC-N6) 和52.4 μM (A-549) ,化合物(12):IC50= 83.7 μM (NSCLC-N6)和81.0 μM (A-549)。后两个化合物对肺癌细胞毒活性作用明显高于第一个化合物,推测可能由于后两个化合物结构中酚羟基以及五环内双键的存在提高了化合物活性,而化合物中溴原子的存在并没有对其活性构成影响。从中国南京采集的红藻L. okamurai也分离出四种衍生的花侧柏烯倍半萜化合物,分别是Laureperoxide (13), 10-bromoisoaplysin (14), isodebromolaurinterol (15)和10-hydroxyisolaurene (16)〔8〕。5种snyderane倍半萜(17~21)化合物从红藻L. luzonensis中分离得到〔9〕。 从一个软海绵种属Halichondria sp中分离得到四种具有抗微生物活性的含氮桉烷倍半萜化合物halichonadins A-D(22~25)〔10〕。该海绵采集于日本冲绳运天港,2.5 kg样品溶于4L MeOH,所得的115g MeOH提取物分别用1200ml EtOAc和400MlH2O萃取,7.9g EtOAc萃取物经硅胶柱层析后,洗脱液为MeOH/CHCl3(95:5)和石油醚/乙醚(9:1),得到化合物halichonadins A-D(22~25)和已知化合物acanthenes B、C。活性检测实验显示:化合物halichonadins A-D均具有抗细菌活性,同时halichonadins B和C也具有抗真菌活性,化合物halichonadins C对新型隐球菌(Cryptococcus neoformans)的半致死浓度(IC50)达到0.0625μg/ml。三个部分环化的倍半萜(26~28)化合物具有抑制磷酸酶Cdc25B活性,从海绵Thorectandra sp.中分离得到〔11〕。冷冻的海绵样品经4℃去离子水浸泡冷冻干燥后得到的干涸物, 随后用MeOH/CH2Cl2(1:1)和MeOH/H2O(9:1)的有机溶剂提取获得粗提物。采用活性追踪的方式,对粗提物(IC50=8μg/ml)进一步分离,将其溶于100mlMeOH/H2O(9:1)有机溶剂中,得到1.2g的粗提物加入300ml正己烷,获得水相部分溶于MeOH/H2O(7:3)的溶剂中,再用300ml CH2Cl2提取得到的部分经活性测定显示对磷酸酯酶抑制活性最强(IC50=6μg/ml),之后采用反相C-18柱HPLC分离,得到部分环化的倍半萜化合物(26)16-oxo-luffariellolide(12mg, tR=18min),化合物(27) 16-hydroxy-luffariellolide (2.5 mg, tR=19min)以及化合物(28) luffariellolide (4.20mg, tR=38min)。五种属于倍半萜类的化合物hyrtiosins A-E (29~33),从中国海南两个不同地方的海绵Hyrtios erecta种属中分离得到〔12〕。 氧化的倍半萜化合物gibberodione(34), peroxygibberol(35) 和 sinugibberodiol(36)从台湾软珊瑚Sinularia gibberosa分离得到〔13〕,化合物(35)具有较温和的细胞毒性〔14〕。从珊瑚Eunicea sp.中提取的七种倍半萜代谢产物(37~43)〔15〕,含有榄烷,桉烷和吉玛烷骨架结构,研究显示对Eunicea 种属的疟原虫具有轻度的抑制作用。 1.3 二萜 以前很少有从绿藻中分离得到萜类化合物的报道,但是与2004年相比,提取的代谢产物数量有所增加〔16〕。从澳大利亚塔斯马尼亚采集的绿藻Caulerpa brownii中分离出许多新型二萜类化合物,其中化合物(44~48)在没有分支的绿藻中提取得到〔17〕,而类酯萜化合物(49)是从分支的绿藻中获得,该研究同时显示提取的类酯萜化合物对细胞、鱼类、微生物均有不同程度的毒性作用〔18〕。 日本Koyama K等人从褐藻Ishige okamurae来源的未知海洋真菌(MPUC 046)中分离到一种新型的二萜类化合物phomactin H(50)〔19〕。真菌(MPUC 046)经含150g小麦的400ml海水25℃发酵培养31天后,采用CHCl3溶剂提取、硅胶层析及HPLC纯化得到phomactin H。该化合物同已发现的phomactin A-G化合物一样,均属于血小板活化因子(PAF)拮抗剂,能抑制PAF诱导的血小板凝聚,同时推测此活性与化合物的某个特定骨架结构有关。 从法国南部大西洋海滨采集的褐藻Bifurcaria bifurcata中分离得到(51~55)五种新型的极性非环状二萜类化合物〔20〕。该褐藻经CHCl3/MeOH(1:1)提取,硅胶层析(洗脱液为不同比例的Hexane,EtOAc,MeOH),经反相C-18柱HPLC纯化获得十二种化合物,其中五种为新型二萜类化合物。化合物(51~53)在Hexane: EtOAc(2:3)洗脱液中发现,而化合物(54)和(55)则从Hexane: EtOAc(1:4)洗脱液中获得。 6种新型的Dactylomelane二萜类化合物 (56~61)从西班牙特纳里夫南部家那利群岛采集的红藻Laurencia中分离得到〔21〕,其结构具有C-6到C-11环化的单环碳新型结构。采集的红藻经CH2Cl2/MeOH(1:1)有机溶剂提取后,用洗脱液Hexane/CHCl3/MeOH(2:1:1)进行Sephadex LH-20反相色谱分离,结合TLC点样筛选的部分用洗脱液EtOAc/hexane(1:4)进行硅胶柱层析,最后采用硅胶柱进行HPLC纯化得到六种新型的单环碳二萜类化合物Dactylomelans。从红藻L. luzonensis中也分离得到二萜类化合物luzodiol (62)〔9〕。一个溴代二萜类化合物 (63)从日本其他红藻Laurencia物种中分离得到 〔22〕。 Xenicane二萜类化合物(64~71)从台湾珊瑚Xenia blumi分离出来,而化合物xeniolactones A-C (72~74)则是从台湾Xenia florida中分离出来的〔23〕。化合物 (64~67), (69), (70) 和 (72)具有轻微的细胞毒性作用。非Xenicane代谢产物xenibellal (75)对Xenia umbellata也具有轻微的细胞毒性作用〔24〕。化合物Confertdiate (76)是一个四环的二萜类物质,从中国珊瑚Sinularia conferta中分离得到〔25〕。 从史密森尼博物院癌症研究所收集的海葵中分离得到的二萜类化合物actiniarins A-C (77~79)能适度抑制人cdc25B磷酸酶重组〔26〕。 Periconicins A,B (80~81)〔27〕是从内生红树林真菌Periconia sp.分离得到的二萜类的新化合物,能抑制不同微生物的生长活性,诸如bacillus subtilis ATCC 6633, Staphylococcus aureus ATCC 6358p, Staphylococcus epidermis ATCC 12228等等。 南海真菌2492#是从采自香港红树林植物Phiagmites austrah样品中分离得到的,从2492#菌株的发酵液中分离得到的两种二萜类化合物 (82~83)有很好的生理活性〔28〕,如抗肿瘤、降压、调整心率失常,同时降压调整心率失常的作用在相同的条件下优于临床现用的阳性对照物。 从中国红树林植物Bruguiera gymnorrhiza分离出二萜类化合物 (84~86),化合物(86)对小鼠成纤维细胞具有适当的细胞毒活性〔29〕。也从中国红树林另一物种Bruguiera sexangula var. rhynchopetala分离出三种二萜类化合物 (87~89) 〔30〕。与之结构相似的二萜类化合物 (90~93)从中国Bruguiera gymnorrhiza中分离得到,其中化合物 (92)和 (93)有轻微的细胞毒活性〔31〕。 1.4 二倍半萜 Willam Fenical研究小组从曲霉属Aspergillus海洋真菌(菌株编号CNM-713)分离到一个新的二倍半萜化合物aspergilloxide (94),该化合物为含有25个碳原子的新骨架,对人的结肠癌细胞HCT-116有微弱的细胞毒活性〔32〕。在此之前,Willam Fenical等人从巴哈马的红树林中的漂浮木中也分离到一株真菌Fusarium heterosporum CNC-477, 并从中分离得到一系列多羟基二倍半萜类化合物neomangicols A-C(95~97)〔33〕和mangicols A-G (98~104)〔6〕,它们的结构如下图所示。Neomangicols的骨架为25个碳的二倍半萜,是首次从天然物中分离得到。药理实验显示化合物 (96)具有和庆大霉素大致相当的对革兰阳性细菌的抑制能力,化合物 (98)和 (99)对MPA(phorbol myristate acetate)诱导的鼠类耳朵水肿有抗炎症活性。1.5 三萜 从海洋生物中提取得到的三萜类化合物主要以三萜皂苷、三萜烯类、三萜糖苷等形式存在。四环三萜皂苷类化合物nobilisidenol (105) 和 (106)是从中国黑乳海参Holothuria nobilis分离得到的〔34〕。采集于福建东山的黑乳海参洗净切碎后用85%的EtOH冷浸提取,得到的流浸膏均匀分散于水中,依次用石油醚、二氯甲烷、n-BuOH萃取,研究发现n-BuOH提取物经大孔吸附树脂、正相硅胶层析、反相C-18硅胶柱层析以及反相C-18 柱HPLC分离得到三萜皂苷类化合物nobilisidenol (105)和(106)。易杨华等同时从海参中提取到了其它的三萜糖苷类化合物以及三萜皂苷脱硫衍生物〔35,36〕。三萜烯类化合物intercedensides D-I(107-112)从中国海参Mensamaria intercedens中分离得到,具有细胞毒功能〔37〕。新西兰海参Australostichopus mollis是单硫酸酯三萜糖甙化合物mollisosides A(113), B1(114) 和 B2(115)的来源〔38〕。 具有细胞溶解作用的三萜类化合物sodwanone S (116)是从印度洋多毛岛采集的海绵Axinella weltneri中分离得到的〔39〕。三萜苷类化合物sarasinosides J-M (117-120)分离自印尼苏拉威西岛采集的海绵Melophlus sarassinorum,对B. subtilis和S. cerevisae的细菌具有抗微生物活性作用〔40〕。 2 糖苷类化合物 从中国海南采集的甲藻A. carterae中分离得到一种不饱和的糖基甘油酯化合物(121)〔41〕。甲藻采集于中国海南三亚,经分离筛选得到的A. carterae大规模培养后用甲苯/MeOH(1:3)的有机溶剂提取,所得干涸物分别用甲苯、1N NaCl 水溶液提取。研究发现有机相提取物经硅胶柱(洗脱液为不同比例的MeOH/CHCl3)、反相C-18硅胶柱层析(洗脱液为MeOH/H2O=9:1),最后经反相C-18柱制备型HPLC(流动相为MeOH/H2O =95:5)分离纯化得到25mg不饱和的糖基甘油酯化合物(121)。从多米尼克普次矛斯采集的绿藻Avrainvillea nigricans中可以分离出一个甘油酯avrainvilloside(122),该化合物含有6-脱氧-6-氨基糖苷部分〔42〕。 两个甘油一酯化合物homaxinolin(123)和(124),磷脂酰胆碱homaxinolin(125)以及能抑制细胞生长的脂肪酸(126)是从韩国海绵Homaxinella sp.中分离得到的〔43〕。从红海采集的海绵Erylus lendenfeldi分离得到的两个甾体糖苷类化合物erylosides K(127)和L(128)能选择性的抑制酵母菌株的rad50芽体,rad50能修复协调受损的双链DNA〔44〕。 海参Stichopus japonicus是五种糖苷化合物SJC-1(129),SJC-2(130), SJC-3(131), SJC-4(132) 和 SJC-5(133)的主要来源〔45〕。五种化合物均从弱极性CHCl3/MeOH部分分离出来,其中SJC-1(129), SJC-2(130), SJC-3(131)是典型的鞘甘醇或植物型鞘甘醇葡萄糖脑苷脂类化合物,含有羟基化或非羟基化的脂肪酰基结构。SJC-4(132) 和 SJC-5(133)也含有羟基化的脂肪酰基结构,但是含有独特的鞘甘醇基团,是两种新型的葡萄糖脑苷脂类化合物。Linckiacerebroside A(134)是从日本海星Linckia laevigata分离出的一种新型糖苷脂化合物〔46〕。 甾体糖苷孕甾-5, 20-二烯-3β-醇-3-O-α-L-吡喃岩藻糖苷(135) 和 孕甾-5, 20-二烯-3β-醇-3-O-β-D-吡喃木糖苷(136)从中国短足软珊瑚Cladiella sp.中分离得到〔47〕。将新鲜的软珊瑚干质量 1.6 kg用乙醇在室温下浸泡 3 次, 合并提取液, 减压浓缩后得到深褐色浸膏 166.5g用30%的甲醇溶解后, 依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取, 石油醚提取液经减压浓缩后得棕黑色胶状物 62.5g,将此提取物硅胶柱减压层析, 用石油醚乙酸乙酯溶剂体系梯度洗脱, 从石油醚/乙酸乙酯(20:80)洗脱液中所得的洗脱部分在反相C-18柱上进行HPLC分离, 用MeOH洗脱得到化合物60mg(135)和3mg(136),该类化合物具有抗早孕和抑制肿瘤细胞生长活性。 四种甾体糖苷化合物(137-140)是从中国珊瑚Junceella juncea EtOH/CH2Cl2提取液中分离得到〔48〕。 3 结语 目前,从海洋生物中发现的萜类和糖苷类天然化合物的数量近几年呈现逐渐增加的趋势,有些化合物的活性确切而且活性作用强烈是很有希望的一些药物先导化合物,但是用于临床研究的化合物还相对较少,因此开发更多新的天然化合物是有必要的。其次,从海洋生物中发现的活性化合物也存在着活性较低或毒性较大等问题,可以通过对其结构进行修饰,使其活性达到最佳效果。此外,从海洋生物中提取的活性化合物含量通常较低,而且化合物在提取过程中受到提取试剂、方法等外界因素的影响,所以采用化学合成的方法进行化合物的半合成或者全合成解决化合物在提取过程中结构易变、试剂耗量大等缺点。例如从海洋真菌中发现的结构新颖,有抗菌、抗癌和神经心血管活性的物质头孢菌素C,就是从海洋真菌中分离得到的,这是一大类半合成的广为人知的抗生素,它已广泛用于临床〔49〕。所以采用合成或半合成的方法解决活性化合物作为药源的大量生产方式是通行的。我们期待着这些药物先导化合物在药物开发方面发挥重要作用。
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临床生物化学检验,作为一种能够通过使用特定仪器和 方法 ,对疾病发生过程中的生物变化进行检测,从而为后续的治疗提供指导意义的手段。下面是我为大家整理的浅谈生物化学检验论文,供大家参考。
《 临床生物化学和生物化学检验教学改革的探讨 》
【关键词】 临床生物化学;教学改革
临床生物化学和生物化学检验是一门集基础 理论 与专业技术紧密相结合的 应用 性专业学科,在该学科的教学过程中,如何抓住重点,深化教学改革,提高教学质量,使学生精医术、懂人文、有理想、能创新,下得去、用得上、留得住、有作为,体现民族学院的大医精诚,把学生培养成高素质的检验人才,我们结合我校情况和临床生化检验教学特点,通过一系列的新模式教学改革,收到了很好的效果。具体 内容 和实施 方法 如下。
1 临床生物化学和生物化学检验教学的现状
1.1 临床生物化学和生物化学检验基础要求高 临床生物化学和生物化学检验是建立在 分析 化学、生物化学等基础上的专门学科,它要求医学生必须熟练地掌握临床生物化学和生物化学检验的基本理论和基本技能,熟悉人体器官、组织、体液的化学组成和进行着的生化过程以及疾病、药物对这些过程的 影响 ,了解疾病诊断、病情监测、药物疗效、预后判断和疾病预防等内容,才有助于对临床生物化学和生物化学检验知识的深刻理解。根据医学院校的课程要求,分析相关的教学内容,对比国内外有关的教材并 参考 其他医学院校的教学要求,重点要强调知识更新,以最新的教材为主,使用周新教授主编的《临床生物化学和生物化学检验》第三版教材,融合其他参考书对教学内容加以扩充,同时通过阅读国内外专业期刊、杂志,浏览专业网站,将国内外的最新相关 研究 成果和技术及时地介绍给学生,使教学内容更加充实,弥补了教材中某些内容的滞后性,加大了课堂教学的信息量。这样,教材内容丰富、新颖、重点突出、实用,既利于教也利于学。
1.2 临床生物化学和生物化学检验教学内容多、抽象、难以理解 临床生物化学和生物化学检验由于涉及生物化学的基础理论知识,理解起来显得困难,而且随着学科的不断 发展 ,新疾病、新技术、新理论的出现,需要教学的内容增多。这给教学带来很多难题,长期以来,临床生物化学和生物化学检验是学生较难掌握的理论课程之一。加上学校教学改革的深入,教学时间的缩短,造成了教学内容与时间的矛盾。同时院系合一的工作特点,给老师带来教与学协调困难,几乎没有多余的时间给学生讲解临床最新仪器检测项目的原理、方法、检测范围、注意事项以及质量控制方面的有关内容。而学生对这些临床常用的检测项目的原理、方法、检测范围等知之甚少,对全面质量控制体系的运作、项目的校准、实验室误差的来源及如何纠正等十分关键的内容了解不多,期望通过实践加深对书本内容的理解未能实现,因此普遍觉得书本知识与实习内容难以相互联系及转化。然而,要加强临床生物化学和生物化学检验教学与临床实践的联系,使学生看到临床生物化学和生物化学检验在以后的 学习 和工作中的用途。在提高理论教学质量的前提下,通过改革实验 教学方法 ,这既是提高教学效果的有效 措施 ,又是对老师新的挑战。
1.3 临床生物化学和生物化学检验实践性强和操作性强 临床生物化学和生物化学检验是检验专业的一门重要学科,也是一门高度综合性的应用 科学 ,近年来随着 计算 机、生物化学、分子生物学、生物医学工程学和 电子 技术等学科的发展,临床生物化学和生物化学检验又吸收引进了大量的其他学科的先进技术,使临床生化检验工作在分析检测的速度和灵敏度上有了很大的提高,检测的方法学也有了很大的发展。为适应 时代 的需要,我们应该在现有的理论教学基础上,不断对我们所开展的实验课进行更新、调整,实验课是临床生物化学和生物化学检验 教育 过程中不可缺少的一部分,是一种实践性教学方式,是对理论教学的辅助,是对将来实习、工作的铺垫。它不仅可验证基础知识,巩固课堂所学的理论,更重要的是对学生进行基本技能训练,初步培养实践能力与独立工作能力。 目前 检验仪器不断地向自动化、智能化方向发展,检测项目由原来的单一项目检测到多项联合检测,检测内容由简单的的基本定性或半定量到微量、超微量检测,近几年来基因工程技术、酶工程技术、细胞生物工程技术、分子生物学工程技术等在临床上已广泛应用,因此,对检验人员的知识结构提出了更高的要求。
1.4 课程设置和教学内容无法适应时代发展要求 随着医学技术的发展,临床生物化学和生物化学检验在医学中的地位越来越重要。在新的形势下,我校检验专业主要培养面向 农村 、面向基层、面向社区的实用型检验人才。目前我院的临床生物化学和生物化学检验课程设置,理论课时是40学时,实验课时是55学时,而教学大纲要求理论课一般在54~60课时之间,实验课为70课时左右,如此少的理论和实验课时,难以完成教材内容,更何谈联系临床。再加上目前我们院校的课程教学内容体系仍然没有突破传统的以学科为中心的模式,课程之间独立性较大,学科界线明显,课程内容重复;虽然重视基本知识和技能的教学,又忽略对医学生职业态度和伦理、沟通技能、信息管理、批判性思维等方面的培养,无法适应 现代 医学专业人才全面发展的需求。通过对临床生物化学和生物化学检验教学的改革,我们认为,只有改革教学内容,改进教学方法,重视实验操作的基本功训练,加强实验技能考核,同时狠抓医德医风、职业道德规范教育,才能提高学生的基础理论水平和实验技能,培养出优秀的检验工作者。
2 如何实施临床生物化学和生物化学检验教学改革
2.1 加强师资队伍的培养,注重人力资源整合 具有一支高水平的教师队伍,是培养高质量人才的保证。目前我院临床生物化学教研室设有9名教师,其中博士、硕士各1人,教授1人,副教授2人,年青教师占大多数,是一支既具有扎实坚固的专业知识又有相当丰富临床 经验 的检验人员。应根据实际情况,派送没有受过专业训练的老师进行医学检验专业的单科进修,或参加有关专题的短期培训,或与教学经验丰富的老教师共同切磋授课经验,集体备课等等。通过专业学习,加深教师对专业知识的理解和运用。要鼓励教学经验丰富,专业知识广搏和科研能力较强的教师指导,同时要加强青年教师的培养,培养一支既精通专业理论,又熟悉实验操作、科研能力较强的“双师型”师资队伍。教师只有充分掌握本学科广搏的专业理论,先进的技术方法,了解本学科发展趋势和动态,才能给教学改革和创新活动提供较高的起点,才有利于培养学生发现 问题 、分析问题和解决问题的能力;有利于培养学生创造性思维和科研能力。
2.2 借鉴国际标准,推进医学院校本科临床生物化学和生物化学检验教学改革的创新 美国临床化学协会提议,医学检验人才必须具备:医学基础理论知识、临床 医学知识 、实际操作技能和临床实验室质量管理技能等四方面的知识和技能[1]。我院作为一所综合性医学院校,要对办学宗旨和目标进行合理定位,明确宗旨和目标的关键是进行科学定位。办学定位从大的范围来讲,主要是指学校是研究型、教学研究型或教学型、应用型。定位不一样,体现在对人才培养规格的要求上有所不同。根据我国的国情,重点医科大学主要培养研究性初级医生,地方性非重点医学院校主要培养应用性初级医生。不同的定位形成不同类型院校不一样的办学理念、宗旨和目标,对教学过程产生不一样的影响,也就 自然 形成不一样的办学特色[2]。因此,临床生物化学和生物化学检验教学质量在医学检验系学生的培养中,有着举足轻重的地位。然而要保证每一个学生有机会早期接触病人,参与病人医疗工作,在临床生物化学和生物化学检验教学中面临新的竞争,新的挑战,为解决这一面临问题,学院要成立一个大的模拟 医院 ,势在必行。旨在让学生对人体健康和患病时的化学状态进行研究以及掌握用于诊断、 治疗 和预防疾病的化学试验方法。通过人才培养目标定位,使培养的人才既符合国情需要又能与国际接轨。
2.3 临床生物化学和生物化学检验教学 内容 和教学 方法 的改革
2.3.1 选择规划教材,完善教学内容,制定教学大纲,优化教学组合 应采用与临床检验相适应的《临床生物化学和生物化学检验》第三版新教材。新教材的使用还需要各教师根据各自院校的专业层次,培养目标,教学时数的不同,对教材内容作适当的侧重,同时要注重癌基因与抑癌基因、肿瘤标志物、 治疗 药物浓度监测等内容的教学,以利于学生对当今 科技 水平 发展 的了解。在本课程的教学过程中,要求主要以临床常见疾病及其生化检验指标为主线,突出疾病的生化机制和生化检验技术两个方面,力求将生化检验与疾病诊断,病情监测和预后判断结合起来,从 现代 检验医学的高度开拓临床医学的新视野。在系统讲授 理论 知识的同时,开展讲课方法多样化:讲座式教学、 问题 讨论式教学、举例论证式教学、对比归纳式教学及双语教学,同时加强病例讨论,生动有趣地启发思维,培养学生建立正确的实验诊断思维和 应用 知识的能力,促进学生自主性 学习 、 研究 性学习和个性发展。
2.3.2 采用多媒体教学,提高教学质量,教学联系临床,提高学生兴趣 多媒体教学手段的应用可使一些抽象难懂的概念变为具体的可观察的画面,具有直观、生动、形象的特点,易于吸引学生注意力,激发学生的学习兴趣;有助于生化概念的理解和方法的掌握,增强学生对教学内容的理解和应用;此外,还可化繁为简,便于记忆,提高学生信息处理和运用的能力,使学生产生求知欲和兴趣,开阔视野,更好的引导学生,达到学而有效之目的。多媒体教学还可帮助学生学习和探究知识的教学过程,从而引导学生用 科学 的方法去学习和研究,有效地弥补教学时数的不足,缓解有限的教学时间和不断增加的教学内容之间的矛盾。多媒体教学过程本身教会学生如何利用多媒体提高学习的效率。课件是多媒体教学的一个最重要的组成部分,制作好坏直接 影响 教学效果。所以,课件制作过程中应当注意文字与图片、图像的有机结合,文字简洁、图片清晰,使学生一目了然又不过分花俏,以免分散学生注意力,起不到应用效果。
2.4 开放实验室,为学生提供第二课堂 实验教学是教学体系的重要组成部分。生化及生化检验是一门实验性学科,只有通过不断的开发新技术、新实验,才能完成理论验证的教学任务。学生通过亲自动手操作,增强对所学理论知识的感性认识,同时把所学理论知识运用到实践中解决实际问题,是学生加深对生化理论的理解,发展学生创造力、培养学生独立思考和独立工作能力的良好途径。实验室对学生全天开放,由学生自己独立完成实验,教师只做辅导。实验后,老师做全面 总结 ,把学生在实验过程中存在的问题、需要注意的事项等,作详细的答疑与讨论。通过定期开放实验室,巩固实验操作基本技能训练及相关知识介绍,不断培养学生动手能力、创新意识和创新能力,开放实验室已得到学生的认可和好评。
3 临床生物化学和生物化学检验教学改革效果评价
3.1 教学目标明确 在教学管理中,实行“主讲教师负责制”、“教案规范化”,加强教师的责任感。在教学模式上,实行开放式教学体系,使学生学习方式多维化。让学生慢慢树立了这样的认识:理论都是以实验为基础的,理论知识是对实验的总结和提炼。在理论与实验教学中,目标明确、重点突出,课堂教学效果大大提高。
3.2 有利于培养学生科研素质 创新能力是一个国家或民族发展的决定性推动力,因此培养学生的创新意识,激发创新热情和精神,发展创新能力是大学教学中的重要任务。创造力不仅是一种能力的培养,更重要的是一种精神、一种素质的培养[3]。强化和拓展专业技能,奠定学生科研工作的基础,注重学生科研能力的培养,十年来,在临床生物化学教研室老师的指导下,每个学生都撰写一篇 毕业 论文,其中70%左右的毕业论文在各级专业杂志上公开发表。开展学生科研工作是促进教师队伍素质提高的有效方法,教学相长,互相促进,与学生共同完成毕业论文的选题、开题、实施、总结、撰写过程,无疑对指导教师自身素质和能力提出了更高的要求,迫使教师加强学习,了解和掌握本学科的新进展及相关学科的知识,不断提高自已的带教能力和教学水平。
3.3 有利于提高教师的教学和科研水平 教师在完成理论多元化教学的同时,注重设计性实验课更加必要,教师必须精心备课,对各种方法都要了解,掌握涉及到的理论知识、临床知识、专业知识,要广泛查阅 文献 ,比较综合;还要求具备较强的实验动手能力,一定的实验 分析 问题、解决问题的能力。在提高教师综合教学能力的同时,还极大促进了教师科研意识和能力的提高。真正做到教学相长。
【 参考 文献】
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[2] 孔祥清,张一飞,严世荣,等.地方性非重点医学院校本科医学教育与国际标准接轨的思考[J].郧阳医学院学报,2005,24(6):380-381.
[3] 冯文莉,涂植光,康格非,等.对 目前 高等医学检验教育培养目标的思考[J]. 中国 高等医学教育,2002(1):5-7.
《 生物化学检验实验 报告 书写综述 》
【摘 要】书写实验报告是生物化学检验实验教学中的重要环节之一。就实验报告书写的重要性、存在的问题及提升实验报告书写质量的策略进行了综述,旨在引起教师、学生对实验报告书写的重视,更好地提升实验教学质量。
【关键词】实验教学;实验报告;质量
生物化学检验是医学检验专业的主干课程之一,具有较强的实践性,有一半的学时是在实验室完成的。为了让学生能够更好地适应临床,满足行业的用人需求,对学生进行临床实践的训练至关重要。训练的初期主要是在相关实验课中进行,以后在进入临床实习来加强。因此,在重视理论教学的同时,来加强实验教学环节是充分体现学科的特点、提高教学质量的关键,也为进入临床打下牢固的基础。而实验报告书写是实验教学过程中重要的环节之一,是实验效果的重要衡量依据,也能够综合反映学生分析问题、研究问题、解决问题和撰写科技论文的能力。但在实验教学中却发现,学生虽然能够及时上交实验报告,但撰写的质量并不高,存在着很多的问题。提升学生实验报告书写质量显得格外重要。许多学者经多年的教学经验,提出了学生书写实验报告的重要性、存在的问题及提升实验报告书写质量的策略,现归纳如下:
1 实验报告书写的重要性
实验报告的书写能够培养学生严谨的科学态度;促进了学生主管能动性的发挥;培养了学生的创新精神、团队意识和竞争精神;促进了学生的观察能力、综合分析能力、逻辑推理归纳能力、发现问题及解决问题的能力等综合能力的提高;有助于巩固学生的理论知识,加强理论联系实践;也加强了学生的文字表达能力和写作水平,为今后科研论文的撰写打下了坚定的基础。通过学生实验报告的反馈,有助于教师重新审视自己的能力水平,更好地完善教学方式,提高教学质量,同时对教学改革也起到很好的推动作用[1-2]。
2 学生书写实验报告存在的普遍问题
不重视实验前的预习,书写时不加思考,互相抄袭,实验报告内容雷同;态度不严谨,不是按照实际操作书写,而是照抄实验指导,使实验报告书写一直流于形式;大多数学生在综合能力方面存在不足,当实验结果出现异常时,就无从下手,不知原因出在哪里,不能客观全面地对实验现象或结果进行分析讨论;内容方面,书写不完整,往往缺少实验方法评价、分析讨论、结果应用、注意事项等重要内容[3-5]。
3 如何提升实验报告书写质量
如何改变这一现状,通过加强学生实验报告书写,促进实验教学提出以下几点建议:
3.1 提高认识
首先加强教师对实验报告的重视度,来提高学生对实验报告书写重要性的认识[6]。
3.2 加强实验课前的预习
重视学生对实验课的预习,教师应将实验课预习的重要性传递给学生,要求学生提前预习;明确预习提纲和预习内容,强调实验的重点和难点;要求学生通过预习知晓实验目的、实验原理、操作步骤、注意事项等内容,并做好预习报告;通过提问的方式检查学生是否预习或预习的效果[7-8]。
3.3 加强教师对学生实验报告的指导、批阅
教师应以饱满的工作热情和严谨的科学态度来指导学生书写实验报告,并指导书写什么内容,解决哪些问题,引导学生分析问题,提高学生解决问题的能力;要求学生认真完成报告中的每一项内容,并将分析结果写入实验报告;批阅学生的实验报告时,要善于发现报告书写中的闪光点,做到及时讲评、积极肯定,以此来提高学生写好实验报告的积极性[9-10]。
3.4 打破传统、推陈出新
实验报告的写作不应拘泥于一种形式,应在满足实验报告的学术性、科学性、理论性、规范性、创新性和探索性的基础上[11],勇于创新。
3.4.1 反思 式实验报告
传统实验报告的书写存在很多弊端,学生书写实验报告不思考、不归纳、不总结、存在千篇一律的抄书现象。王晓冰等人提出将反思 日记 融于实验报告,要求学生书写反思式实验报告的想法。实践证明,相比传统实验报告的书写,书写反思式实验报告虽存在一些问题,但这种书写方式更能促使学生对整个实验过程进行回顾,更好地做到理论与实际的结合,使学生的理论知识得以巩固,从而也提高了对操作技能的掌握水平,与此同时,也有助于加强教师和学生的互动,对教师的成长和实验教学的改进有很好地促进作用[12]。
3.4.2 论文式实验报告
姚青、李江滨等对论文式实验报告的书写在实验教学中的应用进行了探讨,指出此举使学生的科研理念得到培养;学生对实验指导的抄袭得以杜绝;教师的评分标准发生转变,使之学生不再单单注重实验结果正常与否,而是更注重对结果的分析是否合理, 学习态度 得以纠正;于此同时,论文式实验报告的书写有助于提高学生自主获取知识的能力,查阅文献的能力以及 创新思维 能力,从而提高了论文撰写能力,为今后毕业论文和科研论文的撰写奠定了良好的基础[13-14]。
3.4.3 利用现代科学技术来强化实验报告的书写
杜斌等对利用现代科学技术来强化实验报告的书写进行了探索,虽然此举也存在一些不足,但收获还是颇丰的。他们发现利用现代科学技术来书写实验报告更能促使教师对实验报告书写指导的重视;使学生的学习兴趣得到激发,学生的学习积极性和团队合作精神也被很好地调动起来, 人际交往 能力也有很大提高;学生的学习态度更加严谨、科学[15]。
总之,实验教学是高等医学教育的重要组成部分,尤其是对生物化学检验课程,而书写实验报告是实验教学过程中不可或缺的环节[16]。所有的生化检验任课教师和学生都应当重视实验报告的书写,勤思考、多总结、在前人的基础上勇于创新,为提高实验报告的书写质量不断努力。
【参考文献】
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PBL理论及其在生化实验教学中的应用论文
【关键词】 PBL; 生物化学
实验教学基于问题的学习(problem瞓ased learning,PBL)是1969年美国神经病学教授Barrows提出的一种新型教育模式。它强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情境中,通过让学生合作解决真实性问题,来学习隐含于问题背后的科学知识[1],旨在培养学生获取新知识能力、自主学习能力以及解决真实问题的能力。目前PBL已经应用于多个学科领域。
1 PBL的特点
1.1 PBL中的“问题”与“学习” PBL中的“问题”不同于一般传统教学方式中的问题。传统讲授式教学中,教师也经常以提问的方式帮助学生实现对概念的理解。但由于传统教学是以教学内容为中心,因此作为辅助性的提问式教学只是强调获取知识的思维过程,且问题本身也是结构良好的,即在限定的条件中寻找到预先设定好的答案。良构性的问题对于学生习得某种特定的方法、步骤是有帮助的,但同时也限制了学生对于真实问题的思考和把握,这也正是学生在面对现实问题时,无法实现知识迁移的主要原因。PBL中的“问题”是置于真实情景中的,强调问题情境的真实性。真实情景中的问题具有结构不良的特征,通常是多变的、不稳定的,会随着新情况的出现发生变化。同时问题的解决不是单一或一成不变的,需要综合多个领域的知识和概念,而且往往没有所谓的“正确答案”,这就使得多途径收集信息和资源成为必要,也使得小组的分工和协作成为必要[2]。在一个接近现实世界的复杂问题中训练学习,可以培养和提高学生有效解决问题的技能和高级思维能力,并确保这些能力可以有效迁移到未来实际工作问题的解决中。
PBL中的学习活动是学生凭借原有的知识和经验,通过与外界的互动,主动地生成信息的意义的高水平的学习过程,它要求学生把握概念之间的复杂联系并能灵活地应用其解决真实情景中的问题。而解决问题是为了从问题解决中反思和抽象出专业知识、解决问题的策略以及学习策略,即学习过程中学生必须进行元认知反思活动。因此,学生为解决问题而获取知识,反过来,又应用知识来解决问题,高层次思维能力与自主学习能力借此高水平学习过程而得到充分发展。
1.2 PBL中的“学生”与“教师”角色 PBL是以建构主义理论为指导的教学模式。在该模式下,学生不再是简单的被动学习者[3],而是积极的问题解决者和意义的建构者,PBL培养他们自主协作的精神。PBL问题解决要求学生进行科学的分工与协作,学生通常以小组为单位,解决实际问题;学生通过讨论、查资料等多种方式获得解决问题的方法和答案;问题解决后,学生们还需要对自己的学习过程进行自我反思和评价,总结所获得的知识和技能。这就使得学生的学习由被动变为主动,由盲目变为有目的地探寻问题的答案和实质的主动探索过程,并且在掌握知识的同时还锻炼了多种技能,如思考、创新、协作等能力。在该模式下,教师不再是中心,其角色退居为资源提供者和学生发展的促进或辅导者,基本任务是在学生解决问题的过程中提供学习材料,引导学生进行学习。这与建构主义所倡导的“支架式教学”中师生的角色一致[4]。
2 PBL学习流程与应用实例
据Barrows在医学教育中所用的典型模型,PBL大致包括组建小组、创设情境及提出问题、探究及解决问题、展示汇报成果、问题后评价及信息反馈等环节[5]。我们将该模式根据实际情况调整后,应用于生物化学实验教学中,步骤如下:
2.1 前期准备 对教师开展PBL课程培训,学习PBL的理念及实施方法;定期召开教师会议,制定修改适应PBL教学的配套实验课教案;设定2005级七年制中西医临床专业学生为研究对象。
2.2 组建PBL小组 将研究对象随机分为实验班(PBL教学模式)和对照班(传统教学模式)。将实验班再分成4个小组,每个小组选出1名组长以及1名记录员,分别负责小组讨论的主持和讨论记录的整理工作。
2.3 提出问题 教师根据实验教学内容,设计具有一定相关性的劣构情境问题,如针对“蛋白质含量测定—Lowry法”实验,提出如何鉴定劣质奶粉?针对“激素对家兔血糖的影响”实验,提出如何排除某肝脏肿大患者为糖原累积症患者等。这些问题的解决方法具有多样性,而实验内容是其中一种可以应用的手段。在实验之前教师将设计的`问题及部分参考书目留给每个PBL小组,由小组讨论决定解决问题的方案,即学生决定自己要学什么。在这个阶段教师发挥“引导者”作用,鼓励学生的反省性思维,促使其自己发现缺乏哪些阻碍问题解决的知识,从而激发起共同的学习目标。
2.4 解决问题 PBL小组成员利用课余时间针对小组确定的学习要点分头查找资料,然后小组成员集合,在组长主持下沟通他们所学的东西,基于他们新学习的东西生成新的解决问题的假设,再根据假设进一步查找资料,完善解决方案。在此阶段,教师主要发挥“协调者”和“学科专家”的作用,协调小组矛盾,为小组成员提供一定咨询服务。该阶段是小组成员分享学习成果的时间,很重要的一点是学生们要评价自己的信息以及他人的信息,看信息是怎样得来的,来源是否可靠等,这是促成自主学习的重要途径。
2.5 汇报成果 各小组选派代表,在实验课上向老师和其他小组从解决问题方案设计、原理解释、基本操作流程、预期结果等角度汇报自己的结论以及得出结论的过程。最后由教师进行总结归纳。该阶段可以更好地调动学生的参与性,使学生的成就感得以满足,同时汇报后学生通过实验实际操作,可进一步对比验证其解决问题的方案。
2.6 评价及反馈 对问题解决及学习的评价要结合成果展示和传统的测评方法,如考试等。我们采用的就是问卷调查及实验课笔试方式相结合。实验班与对照班实验课程期终考试(笔试)成绩比较显示:实验班平均66.9分,对照班平均58.7分;不及格率:实验班2%,对照班7%。调查问卷结果显示,PBL教学法应用于生化实验教学,88.9%的学生认为能够激发学习兴趣和积极性,92.5%的学生认为能提高自学能力,96.2%的学生认为可提高综合学习的能力,93.4%的学生认为拓宽了知识面,从而提高了教学质量。
3 PBL实践中发现的问题
3.1 教材方面 目前生化实验教材及其他学科实验教材,所设实验教学内容基本都属于针对本学科理论内容的验证性实验,不利于学生创造性的发挥及解决实际问题能力的培养。而PBL教学的特点就是打破学科界限及传统教学体系,学习过程不再依赖于某本具体的教科书。这就要求教师不断完善知识结构,合理组合传统实验项目成为综合性、系统性的实验,编写相应的实验教案,设计出具有启发性的问题。
3.2 教师方面 师资相对不足是目前PBL在我国推广应用的最大障碍。首先教师相对学生人数比例上难以满足PBL应用的需求,PBL采用小组教学法,小组学生人数过多会影响教学效果。另一方面,教师教学思维的转变还需要教育和时间,目前大多数教师都是经传统教学模式培养出来的,在PBL教学实践中很难坚持“隐退”,往往在小组问题解决过程中表现为过度热心、主动教学。所以在教师中广泛开展转变教育观念的教育活动,加强PBL教学法培训十分必要。
3.3 学生方面 实践中发现,学生的性格会直接影响到PBL教学的效果。如在小组讨论阶段,表现强势的学生会积极讨论发言,而一些学生较为沉默,无法真正融入PBL的教学模式中来。另外,存在平时表现与考核成绩不相符的现象:一些在课堂上表现积极,讨论问题时思维活跃、思路清晰的学生在笔试中的成绩却很低;在实验操作考核中,也有部分学生一上考场就不知所措、频频错误。提示我们要逐步建立定量和定性相结合的科学有效的评价系统。
总之,在具体应用并实施PBL时,不能照搬国外原创性的PBL典型模式,应当对PBL的内涵和特点等关键问题有合理的认识,并结合我国国情及学校教学现状进行适当的调整,以便更好地利用它实践到我国教育体制改革中。
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