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中药课程实验教学探讨与改革
作者:谭桂莲, 武佳

《时珍国医国药》 2007年 第3期

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       【关键词】  天然药物;,,实验教学;,,改革;,,创新能力
       关键词:天然药物;  实验教学;  改革;  创新能力
       自我校药学系成立以来,先后开展了药用植物学、生药学和天然药物化学三门中药课程的实验教学,三门课程虽各自独立,但却有着共同的研究对象(即天然药物:其中绝大多数是植物药,少数是动物药和矿物药),并且各门实验课程之间相辅相成,密不可分。长期以来,由于条件所限以及教学模式上的条块分割,几门中药方面的课程各自为政,不仅理论和实验教学脱节,而且各门实验课程之间也相互独立,学生在感性认识过程中不得不人为地把他们分成几块去学习和掌握,往往表现出学生在学习过程中成绩不错,但一旦应用起来则很难把所学知识融会贯通,在实践中碰到问题不能拿出有效的解决办法。为此我们改革了中药课程的实验教学方法,对药用植物学、生药学、天然药物化学的实验内容进行了具体的规划、整和,加强了课程间的衔接减少教学内容重复并适当加入了中医学基础、中药学和方剂学等有关学科的内容;增加了实验教学课时,在遵循科学性、系统性的原则下,不拘泥于原教材的编排,大胆、合理地运用教材,使其更具有探索性、新颖性。天然药物是药物的重要组成部分,是我国古代一直沿用的,供切造炮制或制成药饵的原料药物的称谓,实际上即指现今使用的中药材。中药课程实验教学就是应用本草学、植物学、动物学、化学药理学和中医学等学科知识与现代科学技术来研究各种天然药物的名称、来源、生产、采集、加工、化学成分、化学成分的结构特征、理化性质、分析鉴定、品质评价、资源开发、药效药理、毒性与临床医疗用途。它是将药用植物学、生药学、天然药物化学和中药炮制学几门课程进行了优化组合,并用理化手段对天然药物进行提取分离与精制,有效控制天然药物及其制剂的质量,以扩大天然药物的资源,减低原植物毒性,探索各天然药物治病的原理,并对活性成分进行结构改造修饰,以便提高疗效。中药实验课程是药学专业的重要课程。鉴于药学专业的特点,为培养药学行业研发、生产、流通、服务、管理等应用型技术人才,在中药课程实验教学的过程中,我们按照教学大纲的要求,重点培养学生的实际操作能力,专业技能综合实践能力,要求学生对临床常用和重要的天然药物,能依其性状、显微特征、化学成分、理化鉴别、含量测定、药理作用等进行准确的质量检测,同时搜集其化学成分的各种提取分离方法及工业生产方法,再根据具体条件进行设计,以确定其提取分离的最佳方法及优化工艺条件。长期以来,总结中药课程实验教学的经验,我们重点从以下环节抓起:
        1  开放教学环境,彻底改变理论学习与实际应用相脱节的状况
       向学生开放中药标本、定期到药用植物园参观,充分利用教学医院、药厂、医药公司先进的实验设备,定期组织学生到上述的实习基地进行见习,以弥补教学设备的不足,同时聘请上述实习基地的专家,定期对药物的研发、生产、流通、服务、管理的新进展进行专题讲座。充分利用开放教学环境,激发学生的学习兴趣,使他们学习本课程更有好奇心和迫切感。这对提高学生的学习热情和兴趣,丰富他们的知识,开拓他们的视野,都有促进作用,而且开放的教学环境,也突出了天然药物的传统经验鉴别:用眼看、手摸、鼻闻、口尝、水试等十分简便的方法来鉴别天然药物的外观性状,具有简便易行及迅速的特点,使同学们把传统鉴别经验与现代科学结合起来,理论知识与具体实践结合起来,特别对未知名药材确定鉴别,真伪药材区分鉴别等。在实践中重视个人独立探究和小组探究,培养学生的科学观察能力,培养学生把专业理论知识应用于实际工作的意识和能力,彻底改变了理论学习与实际应用相脱节的状况。
       2  掌握天然药物各部形态特征,根据鉴定的目的,合理选择天然药材
       由于中药材药品中自古以来就存在着同名异物与同物异名的混乱现象,严重地影响到天然药物的品质;同时中药材的品质又受产地及中药材整个生产过程中各个环节的影响,即使是同一来源的药物,也可因批次不同而其品质存在着差异,这就很难保证临床应用,药厂生产以及科学研究工作所用中药材的正确性和质量;有必要对中药材进行鉴定。中药课程实验就是本着上述原因而对中药的真伪、纯度、品质优良度进行鉴定的工作,选择天然药物,包括:根类、根茎类、茎木类、皮类、 叶类、花类、果实种子类、全草类、菌类、树脂类等。各类天然药物在外形上有一定的共同点,即具有一般形态规律。但由于植物来源不同及其本身所含化学成分不同等因素,在外形和气味上又各有一定的特异点。如:党参皮松肉紧有狮子头,何首乌断面有云锦纹,粉防己断面有车轮纹,苍术断面有朱砂点,均能生动地表现出鉴别特征。由于天然药物气味的浓淡常与其所含化学成分的多寡有关,故形状鉴别有时也能粗略地评价天然药物的品质优劣。又如:丹皮以皮细肉厚、亮银星多者为佳,甘草、党参以味甜为佳,乌梅、木瓜、山楂以味酸者为佳,黄连、黄柏以色愈黄、味愈苦为佳,肉桂以富油性、香气浓、味甜辣为佳,荜茇、黑胡椒以味辛辣为佳等。通过实践掌握各类天然药物的一般形态规律和各天然药物的形态特异点,并参照药典、课本、地方药品标准所描述的性状,包括药材的形状、大小、色泽、表面特征、质地、折断现象、断面特征以及气、味等,使学生能够掌握较全面的知识及不同种类的鉴别要点,以帮助学生掌握更多更全的实验技能,从而能准确、熟练地鉴别各类天然药物。
        3  利用显微技术观察天然药物组织切片或细胞及细胞内含物
       显微鉴别法通常应用于单凭性状不能不易识别的天然药物,性状相似不易区别的多来源天然药物,破碎的天然药物,粉末天然药物以及用天然药物的粉末制成的丸、散、片、丹等中成药的鉴定。显微鉴定需要有植物解剖、植物显微化学的基本知识和显微标本片的制着技术。由于天然药物的内部构造在自然状态下是无法直接在显微镜下进行观察,因为构成天然药物的动植物体,绝大多数是不透明的,因此在显微镜鉴别时,首先应将样品制成显微标本,让光线透过,才能做显微观察。制片前要根据观察的目的,选择具有代表性的天然药物,制作不同的显微标本片。一般用徒手、滑走或石蜡切片法制作标本片。如石蜡切片法,它的基本过程:取材―固定―冲洗―脱水―透明―透蜡及包理―切片―粘片―脱蜡―染色―透明―封藏;非切片法,利用适当的化学试剂进行显微化学反应,鉴定细胞壁和细胞内含物的性质,如纤维素性、木质化、木栓化、角质化与淀粉粒、糊粉粒、草酸钙结晶还是碳酸钙结晶等,还可对天然药物中主要化学成分进行定性,并确定其存在的部位及含量多寡的次序,用物理和化学的方法,将材料组织分离成单个的细胞,有时为了观察某些细胞、组织如纤维、石细胞、导管、乳管等,可按不同部位分别制着解离组织片,对于天然药物的粉末或由粉末制成的中成药,可直接取目的物,选择不同的试剂制片,观察粉碎的、具有鉴别意义的组织、细胞及细胞内涵物等显微特征。或者是将整个材料进行整体封藏,其基本内容包括:整体封藏法、粉末制片法、涂片法、压片法、磨片法等。最后还要求学生把观察到的目的特征物用文字和绘图形式表现出来,这样做印象深刻,便于学生的理解和记忆。为了鉴定某些亲缘关系相近、组织构造差别甚微的天然药物,可以测定一些显微常数,如气孔指数、栅表比和脉岛数等。
       4  熟练掌握天然药物化学主要成分的提取、分离、纯化、鉴定等操作
       提取、分离、纯化、鉴定是天然药物实验的重点和难点,这就需要学生正确掌握和灵活处理各个环节的操作技能,训练他们严格认真的科学态度和良好工作习惯,是促进理论与实践结合的又一个重要环节。在实验开始前,要求学生查阅有关文献资料、了解前人对该植物或同属植物中化学成分的提取、分离、纯化鉴定、药理及临床研究情况,特别是收集该成分的各种提取分离方法、工业生产方法,药典上记载的鉴定及含量测定方法等,做好实验材料预处理的工作,再根据具体条件进行设计,确定提取分离路线。在实验技术上:强调学生的动手能力,注意实验操作过程中的技巧及经常发生的问题。如:将天然药物粉碎成粗粉,增加药材的表面积,以提高提取率。但粉碎过细,表面积太大,表面吸附作用也随着增加,反而影响溶剂扩散速度,同时,杂质的提取率也随之增高。因此,一般以能过2号筛的粒度为宜。当然影响提取的因素还有溶剂的选择、提取的方式、提取的时间、提取时的温度等。用各种提取方法得到的天然药物的提取液一般体积较大,所含成分的浓度较低,需进行浓缩以提高浓度。若溶剂选择合适,提取液略作浓缩,既有结晶析出,又如乙醇提取桔皮中的橙皮甙,用氯仿提取白花丹中的蓝雪醌,但这种情况是极个别的,通常所得的提取液是很多成分的混合物,往往需要经反复多次的分离纯化处理才能获得单体,分离和纯化是两个不可决然分割的步骤,它们经常是同时进行相互包含的过程。掌握色谱法、沉淀法、盐析法、吸附法、透析法、系统溶剂提取法、定向提取法、水蒸气蒸馏法、升华法、应用仪器法等分离手段。特别是熟练掌握薄层色谱法,包括:制版、点样、展开、定位等步骤。因色谱法是一种被广泛应用的物理、化学的分离纯化、分析的方法,色谱图具有良好的分离度、重现性和可鉴别性,它简便、快速、能有效地、直观地反映药品的真实性、稳定性,是天然药物分离、鉴别和质量控制的行之有效的方法之一。当然天然药物中要获得单体常常是多种分离手段结合运用,逐步分离,纯化的结果。天然药物化学成分经过提取、分离、精制成为单体化合物后,必须进行鉴定,确定其化学结构,才能为人工合成、结构改造和药物设计提供可靠的依据,一般按以下步骤进行鉴定:物理常数的测定-分子式的测定-化合物功能基和分子骨架的推定-化合物结构式的确定。总的来说,确定一个天然药物有效成分的分子结构,是一个系统工程,是一项较复杂的工作,设计面广,很难有一个严格的研究程序。往往是化学工作、仪器分析、植物化学分类学及文献工作的互相配合、综合分析而获得的结果。在今后的实验教学中还需要我们长期地摸索和总结。从上述的经验鉴别、理化鉴别发展到显微鉴别、分离、提取和含量测定,我系加大实验课程的比例和信息量,综合应用了多学科知识“形”似散而“神”不散。如:中药炮制前后有效成分的含量,及药理、药效对比实验,使学生在同一实验中,既掌握了天然药物的定性、定量分析及药理作用的基本技能,又深刻理解了天然药物炮制与其有效成分的含量及药理效应之间的内在联系,从而培养学生综合应用知识分析问题和解决问题的能力。我们深知实验教学对创新型、综合型和实用型人才的培养至关重要,创新、实用来源于实践且必须由实践来检验,因此在中药课程的实验教学中我们更注重培养学生的创新能力,在科学思想的指导下,学会利用条件和科学手段去探索未知或验证假说。
       (首都医科大学燕京医学院,北京  101300 )
        

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