原创《中医药院校制药工程专业《制药分离工程》课程的创建》
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摘 要：创建适合中医药院校的《制药分离工程》教学理念、教学内容、教学方法,加强实验教学,培养高素质、综合性药学人才.
关键词：制药分离工程；教学内容；教学方法；实验教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）51-0160-02
制药分离工程是一门研究药物的提取、分离与纯化的理论和技术的学科,集成了化学分离、生化分离和中药分离,对新药开发和临床治疗水平的提高具有重要意义.随着药物品种的日益多样化、药物分子结构的日趋复杂及药物质量标准的愈来愈科学严格,制药分离过程将在整个制药过程尤其在中药制剂方面显示出前所未有的重要地位.该课程最早开设在南京大学,被列为制药工程专业四大核心课程之一.我校2008年开设此课,为满足中医药综合型人才的培养目标,在合理借鉴综合性院校成功教学经验的基础上,尝试创新,融入中医药特色,对教学内容和教学方法进行了科学的整改.
一、课程定位清晰准确
《制药分离工程》是一门专业基础课,是联系基础课和专业课的桥梁,应发挥好承上启下的作用.本课程在大三上学期开课,学生已经系统学习了《基础化学》,牢固掌握了过滤、萃取、结晶、电泳等分离方法的原理和基本操作,能够灵活运用过滤方法得到澄明溶液、用结晶方式得到较纯净的合成产物、用萃取方法除去有效成分中的水溶性杂质,为本课程奠定了坚实的基础.与本课程同步开课的还有《物理化学》《化工原理》和《天然药物化学》,《物理化学》中的“相平衡”原理是双水相萃取和反胶束萃取的理论基础,《化工原理》中的“物料计算”是本课程中“能耗计算”的重要基础,《天然药物化学》中的各有效成分间化学性质的差异是将其分离的最基本条件.因此,在教学过程中应恰当采用案例教学或问题式教学等方法引入交叉学科知识,加深学生对各种分离原理的理解,培养学生将所学分离方法应用于实际案例,为接下来要学习的《药剂学》和《制药工艺学》提供合格的原料药物,形成连续的思维体系.
二、优化教学内容,引入学科前沿知识
《制药分离工程》涵盖了分离技术的所有门类,内容繁多,与化学、化工等多门课程有交叉,并且涉及很多枯燥的原理、设备、流程等内容,必须精练教学内容、增加案例,使每一个分离单元操作变得灵活生动,又能设法将各种分离技术巧妙地结合应用.例如,萃取过程的学习,以诺贝尔讲获得者屠呦呦发现的“”为例,给学生布置问题,为何青蒿水煎无效？而其提取物对疟原虫的有效率达100？并由此引发学生对提取溶剂、提取温度的讨论,进而引入的初步纯化路线：黄花蒿粗粉→20倍石油醚30℃恒温振荡24小时→活性炭脱色→减压回收→75%乙醇重结晶→白色针状晶体,将多种分离方法巧妙结合.
课程组还积极将各种新型分离技术充分整合到了教学内容中,尤其突出中药提取和中药制药方向特色,包括：双水相萃取、液膜萃取、反胶团萃取、超临界流体萃取、毛细管色谱分离、分子蒸馏、毛细管电泳、亲和纯化、细胞破碎和分离、泡沫分离以及半仿生提取法等.同时鼓励学生查阅文献,更多地接触新事物和新技术,关注学科领域发展,追踪知识前沿,拓宽视野,使学生受到现代科学技术的熏陶,培养科研兴趣.
三、改进教学方法,加强工程意识的培养
在以往的教学模式中,由于学生没有在药厂生产的直接体验,对制药生产的工艺流程没有立体的印象,无法想象各种分离设备的串接和理论计算在生产应用中的实际意义等具体问题,所学的理论知识在短期内无法应用于实践.因此在制药分离工程课程教学中,我们力求从工程角度启发学生,逐步培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力,加强理论和实践的结合,有意识地帮助学生建立工程意识.如超临界流体萃取技术,是一种新型提取分离技术,由于分离纯度高、绿色环保等特点,在制药行业中广泛应用,这一技术在《中药化学》课程中作为次重点仅简单介绍了分离原理,在《制药分离工程》课程中,我们以银杏叶作为提取对象,采用超临界流体萃取技术提取分离其总黄酮,目标使学生掌握超临界流体萃取技术的工艺控制.教学实施过程如下：（1 ）带领学生简要回顾银杏叶中的黄酮类成分（槲皮素等）的结构特性：亲脂性较强；（2）根据药物特性选择超临界流体：二氧化碳；（3）以多媒体图片形式展示超临界萃取设备：升压装置、换热器、萃取器、降压阀、分离器,核心部分是萃取器和分离器；（4）以流程图的形式讲解升压提取、降压解析的具体过程及影响提取效率的工艺参数；（5）以视频形式展示超临界萃取的操作过程；（6）让学生对提取分离工艺提出改进意见.围绕着具体工程实践展开教学,并通过恰当的问题设置,既调动了学生的学习兴趣,促进了思考,使对课程内容的理解不断深入,如果问题的难度适中,多数学习可以正确解答,对他们也将是一种积极的鼓励,激励他们将理论知识更好地应用到实践中.
四、理论与实践相辅相成
实践教学是实现人才培养目标的重要手段,对提高学生的综合素质,培养学生的动手操作能力和动脑思考能力,提高学生创造性思维能力,使学生成为一个复合型人才具有不可替代的作用.理论教学对实践教学具有指导意义,先进的理论可使实践事半功倍,同时实践教学也可以反馈理论教学、强化理论教学的教学效果.理论与实践合理配合可以保证教学过程的高质量完成.为此,我们不断研究实验内容,改革实验模式,优选两项实验项目：（1）设计性实验———超临界流体萃取银杏叶总黄酮：对理论课上重点讲解的教学内容进行深入学习,在实践中,充分尊重学生的主体地位,充分发挥其想象力和创造力,由学生自行设计实验方案,然后由指导教师对方案进行点评修改,师生共同讨论后得到最优工艺,进行实践操作.（2）创新型实验———双水相萃取分离螺旋藻中藻蓝蛋白：双水相萃取是一种较新型的分离,由于不适用有机溶剂,因此环保安全.螺旋藻是当今非常流行的保健食品,以聚乙二醇4000和硫酸钠作为双水相成相物质,富集分离藻蓝蛋白,收率可达87%,分离效果良好.在本次实验过程,学生第一次发现两种用水作为溶剂系统的溶液在混合时出现上下分层,感到非常新鲜,对新型分离技术的充满了好奇.
五、改革考试模式
《制药分离工程》具有交叉学科多、基础理论难、实践应用性强等特点,传统的闭卷考试,侧重学生的记忆能力,不能考查学生应用本课程解决实际问题的能力,因此,对教学模式进行改革,开展更多样的考核方式,课堂上讨论、互动、随堂测试,课下布置习题、作业,实验课上进行预习、操作和实验报告的全程考核,期末考核时让学生进行实践演练,给出某一粗提取物,让学生在已有知识的基础上,查阅文献设计方案得到纯度更高的提取物,如人参皂苷的纯化等.在八年的教学过程中,这种多样化的考核模式,深受学生的喜爱,也充分激发了学习热情,增加了学习的目标性,显著提高了教学水平.
六、小结
《制药分离工程》是一门实践性很强的学科,其教学内容应紧密围绕制药过程中的基本分离单元操作,同时要融入最新科技进展,重视工程意识的培养,密切结合交叉学科,开展案例式、启发式、问题式教学,理论联系实践,创建多样化考核模式,努力激发学生的学习兴趣、培养创新精神、培育高素质的药学人才,为发展振兴制药行业奠定基础.今后,我们还需要不断地完善教学内容,及时将分离技术领域及相关交叉领域的最新科研成果及时引入教学；积极研究和探索新的教学方法,继续深化分离工程设计理念、加强课程之间的连续性；加强实践教学环节与制药生产的一致性,不断探索适应人才培养需求的教学模式.
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