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天然藥物論文:中韓兩國天然藥物開發政策動向
【關鍵詞】 中國;韓國;天然藥物開發;中藥現代化
中韓兩國都是從制度上把傳統醫學和現代醫學放在同等位置的國家之一,因此,傳統醫學在兩國占據的比重及作用比較大。最近,全世界對于傳統醫學特別是天然藥物的認識逐步升溫,借此,中國和韓國試圖向外擴展傳統醫學。兩國都發表了天然藥物開發相關的中長期政策及其實施方案。如中國發表了綱領性文件——《中藥現代化發展綱要》,并實施了中藥現代化及產業化開發、創新藥物及中藥現代化等具體的項目;韓國則發表了《天然物新藥研究開發促進法》,并制定了天然物新藥研究開發促進計劃。筆者在本文重點比較分析了兩國的天然藥物開發政策,從而挖掘有合作潛能的領域。
1 中國中藥新藥開發政策[1]
中國是傳承并不斷發展其傳統醫學的典型國家之一。但是,在世界傳統醫藥市場上中國所占據的比重卻很少,部分傳統藥物還需靠一些跨國企業倒進口。在這種情況下,中國開始實施了中醫藥現代化建設,尤其加強了中藥現代化工程。1996年,原國家科學技術委員會和國家中醫藥管理局以“九五”計劃的重要內容實施了中藥現代化發展戰略研究。之后,1998年實施的中藥現代化科技產業行動計劃得到了“九五”計劃的優先支持。1999年,國家科技部發表了中藥現代化研究和產業化實施方案,同年仿制領域的基礎研究項目也被反映到“973”計劃里面。2001年,國家發展改革委員會發表了現代中藥產業化專項實施方案,后來此專項被選定為“十五”計劃優先扶持項目。2002年,國家科技部、國家發展改革委員會、國家中醫藥管理局等8個部門聯合發表了“中藥現代化發展綱要(2002-2010)”。中國自加入WTO以來把中醫藥產業視為了具競爭力的產業之一。中醫藥走向世界需得到包括中醫藥國際化、標準化等的中醫藥現代科學證明,為此,2006年國家中醫藥管理局又發表了中醫藥國際化、中醫藥標準化等計劃。
2 韓國天然物新藥開發政策[2]
韓國從制度上同樣重視傳統醫學和現代醫學,并重視天然物新藥的開發。韓國的天然物新藥開發政策是在如下情況下實施的:及時,在傳統醫藥領域擁有相對的優勢;第二,相比新藥開發主流趨勢的化學合成,基于天然物成分物質的新藥開發成功率更高;第三,利用天然物的新藥開發屬于高附加值領域,有利于確保國家競爭力。韓國的天然物新藥開發主要在天然物科學研究所、藥學大學、企業研究所里進行,最近,韓醫科大學和韓醫學研究院也開始了部分研究。20世紀90年代以后,天然物研究得到了政府的經費支持,科學技術部的“G7項目(先導技術開發事業)”和保健福祉部的“保健醫療技術研究開發事業”等成為了其典型。韓國政府發表了“天然物新藥研究開發促進法”(2000.1.12)和相關實施令(2000.8.17),并制定了及時個五年計劃——“天然物新藥研究開發促進計劃(2000-2005)”。
韓國的“天然物新藥研究開發促進計劃”從2000年開始正式實施。該計劃的主要內容是至2010年開發5種以上的天然物新藥,實現天然藥物國家戰略層次上的產業化。其最核心內容還是天然物新藥開發,而天然藥物產業升級為國家戰略產業是新藥開發的最終目標?!疤烊晃镄滤幯芯块_發促進計劃”確定了及時階段(2001-2005)、第二階段(2006-2007)、第三階段(2008-2010)、最終(2010以后)等4個階段性目標,見表1。 表1 “天然物新藥研究開發促進計劃”的階段性目標(略)
韓國“天然物新藥研究開發促進計劃”領域重點課題可以概括為培育天然物科學、促進天然物新藥開發、開發世界級天然物新藥等。其中培育天然物科學部分包括人才培養、擴建設施、挖掘產學研合作項目、建立天然物成分D/B、制定政府相關制度、實施國際規格化等建設天然藥物平臺相關的領域。促進天然物新藥開發部分主要集中于實現產業化、提升產業體研究能力、毒性試驗、臨床前試驗、創新新藥開發技術等實質性的新藥開發技術和產業化。開發世界級天然物新藥部分包括持續開發新藥候選物質、劑型研究及具體的工程研究、臨床試驗、新藥開發、開拓世界市場等新藥產業化所需的具體程序。
以上天然物新藥開發工作主管部門為保健福祉部,而合作部門包括教育人力資源部、產業資源部、科技部、海洋水產部、農林部、食品醫藥品安全廳等。實質性的研究參與機關包括各級大學、研究所、企業研究所等;專門研究機關包括漢城大學天然物科學研究所等;事業管理機關為韓國保健產業振興院。
3 中國和韓國的相關政策對比
中國的中藥新藥開發通過中藥現代化工程來實現。這個工程是一個巨大的平臺建設事業,它貫穿GAP-GLP-GCP-GMP-GSP等認證體系,涉及農業、工業、商業等相關領域。在這種巨大的平臺建設過程中,中藥新藥開發得到了政府和企業的大力支持,因此,中國的中藥現代化過程遠遠超過了單純意義上的中藥新藥開發。
韓國盡管發表了《天然物新藥研究開發促進法》,制定了“天然物新藥研究開發促進計劃”,卻不像中國系統規劃的發展計劃,只是聚焦于新藥開發;也沒有像中國國家中醫藥管理局那樣獨立的政府部門,只是在韓國保健福祉部內設立了韓方政策處,因此,大部分的天然物政策包含了很多一般性新藥開發的概念。在韓國,實質性的新藥開發事業由漢城大學藥學院下屬的天然物研究所主導。
中國和韓國各自制定了符合國情的政策,一般情況下,中國的計劃都能如期推進下去,相關政策的適用也非?;钴S;相反,韓國的考慮因素太多 ,很難按照計劃完成。實際上,韓國“天然物新藥研究開發促進計劃”及時個五年計劃的如期完成率僅為整個計劃的32.7%。
SWOT分析是制定并實施相關政策的非常重要的先行工作。從兩國天然物新藥開發SWOT分析可以看出,中國擁有豐富的資源和傳統知識,國家也大力支持中藥新藥創新;韓國則善于利用IT、BT等相關技術進行融合研究和產業化應用。見表2。表2 中國和韓國的天然新藥研究開發SWOT分析對比(略)
4 結語
目前,世界大部分的傳統醫藥市場被擁有跨國企業的美國、歐洲、日本等國家占據著。中國和韓國在傳統醫學領域有很多的共同點,這不僅形成了競爭關系,也意味著諸多合作的可能性。雖然中國的研究開發規模比較大,但其研究成果的產業化和產品化能力比較差,所以很難開拓市場。相反,韓國擁有應用化、產業化優勢。所以,兩國應更進一步加強傳統醫學領域的合作關系。最近,中韓兩國政府在天然產物新藥開發領域開展了一些示范性的合作項目,這預示著雙方合作的光明前景。
天然藥物論文:加強天然藥物產業建設并促進明溪縣域經濟發展
明溪縣是三明市生物醫藥產業的重點發展區域,天然藥物產業已經成為當地的新興支柱產業,是該縣經濟發展中的一項重要內容。
關鍵詞:天然藥物產業,縣域經濟發展
明溪縣是三明市生物醫藥產業的重點發展區域,天然藥物產業已經成為當地的新興支柱產業,是該縣經濟發展中的一項重要內容。自縣委、縣政府提出將明溪打造成“閩西北藥都”以來,出臺了一系列鼓勵和優惠政策措施,明溪天然藥物產業發展勢頭越來越猛。本文擬對如何加強明溪天然藥物產業建設,發展明溪縣域經濟作一初步探討。
1.明溪縣天然藥物產業發展的現狀
明溪縣天然藥物產業現有加工、種植龍頭企業福建南方生物技術股份有限公司、福建利科生物技術有限公司、福建省紫杉園生物技術有限公司、明溪縣大豐農林開發有限公司、明溪縣南方紅豆杉科技開發有限公司、明溪縣牡丹香料有限公司等6家,主要產品有99.5%紫杉醇、98%加蘭他敏及芳樟醇。2009年天然藥物產業總產值達2.6億元,占全縣工業總產值14.4%以上,實現稅收1600多萬元。同時在建和擬建項目有茶葉提取茶多酚、虎杖提取白黎蘆醇、三尖杉提取三尖杉脂堿、厚樸提取厚樸酚、人工栽培臺灣金線蓮等。至今,全縣共推廣種植南方紅豆杉3.05萬畝、石蒜3200畝、厚樸3萬畝、芳樟7000畝、三尖杉3000畝、臺灣金線蓮100畝。建立南方紅豆杉品質快繁基地305畝、石蒜品質種源基地200畝、純正芳樟苗木基地100畝、三尖杉苗木基地50畝。全縣共有5000余戶農戶參與種植天然藥物,年增加農民收入超過5000萬元。
2.加快明溪縣天然藥業發展的條件
2.1有利條件
2.1.1自然條件
明溪氣候條件溫和濕潤,日照充足,雨量充沛,水熱條件優越,適合多種林木生長。
2.1.2土地資源。
明溪土地資源豐富。全縣耕地面積17.3萬畝,農民人均1.9畝;林業用地218.9萬畝,農民人均23.8畝。土壤肥力較高。適合多種作物生長。有著不同海拔高度和立地條件,十分有利于各種植物的生長繁衍。
2.1.3社會條件
明溪縣現轄4個鎮5個鄉、88個行政村、7個居委會,總人口11.53萬人。自80年代末始,明溪有近1.5萬人遠赴西歐、俄羅斯、東南亞等國家經商、務工,在帶來大量外匯的同時,也造成了農村勞動力的極大剩余,發展天然藥物種植,有著豐富的農村勞動力資源優勢。
2.1.4生物多樣性豐富。
明溪是我國南方重點林區縣,生物資源極為豐富,被譽為我國的“綠海明珠”。明溪樹種繁多,有植物種類168科1059種,其中常見植物藥材有8類304種:子仁果實類42種,根莖類94種,全草類112種,藤木類24種,花葉類20種,樹皮類6種,菌藻類4種,其它2種。南方紅豆杉、厚樸、杜仲、三尖杉、茯苓、半夏、桔梗、遠志、柴胡、葛根、石蒜、喜樹等在明溪廣為分布。
2.1.5科技條件
明溪縣近年來大力開展“縣校合作”,先后與復旦大學、江蘇省中科院植物研究所、南京林業大學、中國藥科大學、中國林科院亞林所等科研院校簽訂協議,建立長期緊密的合作關系,深入發展“產學研”活動,結合明溪的實際情況,引進大量的實用有效的科研成果和適用的科技人才。
2.1.6政策條件
福建省高度重視包括天然藥物產業在內的生物醫藥產業發展。《福建省國民經濟和社會發展十一五規劃》明確提出,培育生物、醫藥等高新技術產業,著力搶占產業發展制高點,形成更多新增長點。
三明市同樣也對天然藥物產業的發展給予了高度關注,著力培育發展特色鮮明、支撐有力的“3+1”產業集群,把天然藥物產業提升到了對三明市經濟發展格局具有重要戰略意義的戰略產業來抓,編制了《三明市生物醫藥產業發展規劃》,并明確提出鼓勵支持明溪建設“閩西北藥都”的規劃。
依托省、市的各項支持,在“縣域經濟特色化、特色經濟產業化、產業發展規模化”思想指導下,明溪縣委、縣政府將天然藥物產業列為四大主導產業發展的重中之重?!睹飨h國民經濟和社會發展十一五規劃》更是明確地指出,在推進產業結構優化升級中“特別要充分發揮我縣生物資源優勢,依靠關鍵技術、重要產品研制和國內國外兩個市場的新突破,致力建設‘閩西北藥都’”。
2.1.7經濟條件
明溪是福建新興的內陸僑鄉,在國外務工、經商人數占全縣總人口12%以上,每年有大量的外匯轉入縣內,2009年末全縣儲蓄額 117459萬元,人均1.01萬元,民間資金量大,社會閑散資金多,這對天然藥物產業(尤其是天然藥物種植業)的發展提供了強大的資金支撐。
2.2不利因素
2.2.1傳統缺失
明溪沒有醫藥傳統,缺乏叫得響的地道藥材,在藥材種植、加工等方面的經驗、人才十分匱乏。目前僅有南方紅豆杉于2006年被福建省政府認定為明溪道地中藥材,與傳統藥鄉相比,在基礎人力資源的質和量方面,都處于不利地位。
2.2.2縣財不足
明溪是一個欠發達山區縣,年財政收入僅4000余萬元,資金實力明顯不足,產業發展主要依靠外來資本投入,在提供各種必要的配套公共資源方面,存在明顯不足。
2.2.3技術瓶頸
明溪天然藥物產業基 本上是靠外源性技術發展起來的,雖然近幾年明溪天然藥物產業發展迅猛,也取得了不少科技成果(如僅福建南方生物技術有限公司近年申報了6項專利,獲發明專利1項,受理公告5項),但在未來很長一段時間內,這是明溪天然藥物產業發展的出路。因此,需要在生產性技術層面,盡快取得突破。
2.2.4人才缺乏
天然藥物產業是知識型產業,需要大量產業工人和知識/技術型農民,以及大量營銷、管理人才。明溪現有各類科技人員2781人(不含行政管理及行政機關技術人員),從事科技活動人員占85.6%,但主要局限于農林、教育、醫療衛生等方面,就目前來看,明溪的人力資本積累尚遠遠不足以支撐產業發展的需要。
3.加強天然藥物產業建設,促進明溪縣域經濟快速健康發展的幾點建議
3.1天然藥物產業能規避明溪區位劣勢
明溪經濟發展最主要的劣勢,在于遠離經濟中心城市,交通條件極為不便,區位條件很不理想。近年來,盡管明溪的交通條件已經并正在繼續得到明顯改善,但其改善是在其他地區交通條件同時甚至先期得到改善的前提下獲得的。因此,在相當長一段時間內,交通條件仍將是明溪經濟發展的主要瓶頸??梢哉f,以交通運輸便利為基本條件的產業,都比較難以在明溪獲得較快的發展。而天然藥物產業終端產品體積小、附加值高,運輸量要求不高。因此,有可能在明溪得到迅猛發展。
3.2天然藥物產業有利于提升明溪經濟質量
首先,天然藥物產業能夠推動明溪綠色經濟的發展,在保護閩江流域上游水源保護地的生態環境的同時實現經濟總量的大幅度增長。明溪肩負著為閩江流域成百上千萬人民保護水源地的重任。因此,工業經濟發展面臨著十分苛刻的生態環境保護要求。而天然藥物產業主要依賴知識、技術和資源,無需進行掠奪性開發,無需注入大量能源,其部分廢棄物還能繼續用以生產,能大大降低產業發展對生態環境的影響,從源頭避免大量污染的產生。因此,符合閩江流域保護對明溪的要求。其次,天然藥物產業能夠促進明溪經濟的綜合利用水平,推動明溪循環經濟的發展。天然藥物產業的技術水平決定了產業對原料的利用水平。免費論文參考網。隨著天然藥物產業的發展,除植物的根、莖、葉等常規物質植物,產業的原材料可以擴展到動物屠宰后廢棄的各種臟器(如肉牛產業)、各種提取提純后的植物殘渣(現已能從紅豆杉的提取殘渣中再次提取有用成分)等等??梢灶A見,在產業發展到一定水平之后,產業內部(如提取提純殘渣重新變成新成分提取提純的原料)、產業之間(如天然藥物產業與畜牧業)甚至產業和社會之間都極有可能自發出現各種經濟循環鏈,將有力推動明溪經濟生態化和生態經濟化的實現。
3.創建和諧的產業環境,加快明溪生物藥業發展速度
3.1大力扶持現有天然藥物企業發展,充分發揮龍頭企業帶動作用
(1)政府出臺優惠政策,如在資金、人才、稅收、土地等方面給予一定的扶持,幫助做大做強明溪現有天然藥物企業,以形成明溪天然藥物產業的發展高地與示范模板。(2)采取措施,鼓勵農民種植天然藥物,如協調金融部門對農民種植天然藥物資金的放貸,解決農民種植資金缺乏的困難,解決企業在發展過程中所面臨原料供應不足問題,建設高質量的原料生產供應基地。(3)扶持龍頭企業創品牌、打品牌,擴大龍頭企業社會影響力。如著力將 “醇力康”、“福建利科”、“海天藍波”等打造成著名注冊商標,(4)延伸產業鏈。向后延伸至制劑生產、醫藥商業、藥包材生產等;中間延伸至同植物新的化學成分提取、半合成生產原料藥等;向前延伸至藥用植物種植專用生物制品生產(如專用肥生產)、種植技術服務、溶劑供應、專業設備維修生產等等。如福建南方生物技術股份有限公司除生產主要產品紫杉醇、半人工合成抗癌藥紫杉醇及多烯紫杉醇中間體7-木糖紫杉醇、10-DABⅢ,還需加大對其所含的其他有效生物堿如紅杉醇的研發力度,對提取后的廢料,可以生產專用有機肥。
3.2大力引進天然藥物企業與資本,努力降低企業發展成本,加快形成產業集群
(1)幫助企業拓寬融資渠道,鼓勵有條件的龍頭企業(如福建南方生物技術股份有限公司)上市。(2)進一步與復旦大學、江蘇省中科院植物研究所、中國藥科大學、福建農林大學、中國林科院亞林所等高等院校與相關科研院所的合作,以技術和項目為導向,引進近期科技成果,結合明溪縣生態工業園區招商工作,加大招商引資力度,大力引進天然藥物企業,壯大天然藥物企業集群。(3)鼓勵以投資辦廠、增資擴股、參股入股等多種方式,引入外部資本,擴大明溪天然藥物產業發展的資本總量。(4)鼓勵企業按市場需求,積極實現產品生產的配套和協作,通過分工協作,縮短營銷半徑,降低經營成本,做專做強。形成良好的集群效應。
3.3進一步加大力度,擴大對外合作,更有效地引進相關技術
(1)充分發揮福建南方生物技術股份有限公司--復旦大學博士后工作站、復旦大學技術轉移中心明溪工作站職能,有效引進相關技術。(2)加大“縣校合作”力度,進一步推動與其他高等院校和科研院所的合作,更有效地引進相關技術。(3)抓緊落實明溪天然藥物孵化器的落地工作,加快明溪天然藥物孵化器的建設步伐。(4)進一步完善明溪科技服務體系建設,發揮天然藥物產業區域性服務平臺作用。
3.4加大人力資源引進、培養力度,夯實天然藥物產業發展人力資源基礎
(1)認真落實《關于進一步做好我縣人才工作的意 見》,營造“尊重知識、尊重人才、崇尚創新”的濃厚氛圍,重點做好人才政策、人才激勵機制、人才利益分配制度、人才培養制度、人才競爭機制和人才管理制度,提高人才待遇、工作環境和發展機遇,從待遇上、環境上、事業上、情感上吸引人才,留住人才,培養人才,發揮人才的作用。(2)以明溪天然藥物研究所和福建南方生物技術股份有限公司--復旦大學博士后工作站、復旦大學技術轉移中心明溪工作站、明溪天然藥物孵化器為平臺,從明溪實際出發,采取“加強聯系、柔性引進”方式,吸引高端科研人才為明溪天然藥物產業發展服務。免費論文參考網。(3)圍繞天然藥物產業的發展,加強企業內部自有人才的培養和造就,自主培養大量技術工人和技術農民。(4)要借用"外腦",通過產學研聯合,廣泛利用現有國內外科研機構、高等院校及各方的人才為企業提供多方位的服務,建立"不求為我所有,但求為我所用"的靈活機制,與社會共享同行的人才專家。免費論文參考網。
3.5在大力開發天然藥物資源的同時,注重環境與資源的保護和培育
(1)在培育天然藥物資源的同時,注意保護好野生資源, 應正確處理好明溪縣野生藥材采摘與人工種植的關系,保護珍稀物種。(2)推廣種植天然藥物時,盡量利用閑地、山地、荒廢農田,保護好原有的生態環境,做到不與水稻等主要農作物爭良田
天然藥物論文:天然藥物漸成世界潮流
在線國際商報訊 面對某些無法治療的疾病和藥物的毒副作用,現代醫藥的窘境使得天然藥物又被重視。據世界衛生組織估計,中草藥的開發利用在未來10年內將在世界上興起。2008年,中國中藥出口克服重重困難,在經過8年沉寂之后再次突破7億美元,出口總值達7.12億美元?!暗诙弥嗅t藥現代化國際科技大會”組委會向新華社記者介紹,目前全球使用天然藥物的人數約為40億,使得世界各國不斷放寬對中醫藥的限制,其銷量也逐年攀升,中醫藥產業在全球正迎來一個新的發展機遇。
德國是西歐使用中草藥最多的國家,服用中草藥的德國人超過其總人口的58%。在德國的大部分藥店都可以買到中草藥,其生產的銀杏制劑年銷售額已超過1億美元。用甘草、穿山甲、知母、茯苓制成的中藥和用大蒜、山楂、蘆丁制成的青春活力片等,在歐盟各個國家中的年銷售額已達22億美元。由于中醫藥的廣泛應用,澳大利亞中草藥的進口量自1992年以來已增長了4倍,并逐漸成為澳洲醫藥市場的重要組成部分。
在美國,美國國立衛生研究院(NIH)設立了替代醫學研究辦公室,對包括中藥在內的傳統藥物進行評估,美國NIH和艾滋病防治中心還分別對300余種中草藥進行篩選和有效成分研究。1998年,美國NIH設立了補充與替代醫學中心;2002年,補充與替代醫學政策委員會向美國總統、參眾兩院遞交了最終報告,將中醫列為醫學保健系統之一。美國有關機構已不再要求中草藥是所謂“單體純品”,而可以是“安全、有效、可控的混合物”,為中藥走進美國主流市場清除了法律障礙。
受世界潮流的影響,包括中醫藥在內的天然藥物受到各國普遍關注,很多國家從戰略角度引導這些產業的發展,一些國家把此類藥物作為發展重點。如日本的漢方藥、韓國的韓藥,都從國家角度提出發展戰略、支持產業發展,并把中國作為競爭對手和趕超目標。
中醫在歐美發達國家也逐步取得了合法地位。在法國,針灸療法被承認是一種醫療行為,中醫學教育也已納入高等醫學院校課程,1999年起中草藥列入法國國家醫療保險。在澳大利亞,一年至少有280萬人次看中醫,悉尼、墨爾本目前分別有2000多名中醫師開業行醫。在美國,針灸已被衛生行政部門批準為公眾的合法醫療保健手段。
天然藥物論文:中韓兩國天然藥物開發政策動向
【關鍵詞】 中國;韓國;天然藥物開發;中藥現代化
中韓兩國都是從制度上把傳統醫學和現代醫學放在同等位置的國家之一,因此,傳統醫學在兩國占據的比重及作用比較大。最近,全世界對于傳統醫學特別是天然藥物的認識逐步升溫,借此,中國和韓國試圖向外擴展傳統醫學。兩國都發表了天然藥物開發相關的中長期政策及其實施方案。如中國發表了綱領性文件——《中藥現代化發展綱要》,并實施了中藥現代化及產業化開發、創新藥物及中藥現代化等具體的項目;韓國則發表了《天然物新藥研究開發促進法》,并制定了天然物新藥研究開發促進計劃。筆者在本文重點比較分析了兩國的天然藥物開發政策,從而挖掘有合作潛能的領域。
1 中國中藥新藥開發政策[1]
中國是傳承并不斷發展其傳統醫學的典型國家之一。但是,在世界傳統醫藥市場上中國所占據的比重卻很少,部分傳統藥物還需靠一些跨國企業倒進口。在這種情況下,中國開始實施了中醫藥現代化建設,尤其加強了中藥現代化工程。1996年,原國家科學技術委員會和國家中醫藥管理局以“九五”計劃的重要內容實施了中藥現代化發展戰略研究。之后,1998年實施的中藥現代化科技產業行動計劃得到了“九五”計劃的優先支持。1999年,國家科技部發表了中藥現代化研究和產業化實施方案,同年仿制領域的基礎研究項目也被反映到“973”計劃里面。2001年,國家發展改革委員會發表了現代中藥產業化專項實施方案,后來此專項被選定為“十五”計劃優先扶持項目。2002年,國家科技部、國家發展改革委員會、國家中醫藥管理局等8個部門聯合發表了“中藥現代化發展綱要(2002-2010)”。中國自加入wto以來把中醫藥產業視為了具競爭力的產業之一。中醫藥走向世界需得到包括中醫藥國際化、標準化等的中醫藥現代科學證明,為此,2006年國家中醫藥管理局又發表了中醫藥國際化、中醫藥標準化等計劃。
2 韓國天然物新藥開發政策[2]
韓國從制度上同樣重視傳統醫學和現代醫學,并重視天然物新藥的開發。韓國的天然物新藥開發政策是在如下情況下實施的:及時,在傳統醫藥領域擁有相對的優勢;第二,相比新藥開發主流趨勢的化學合成,基于天然物成分物質的新藥開發成功率更高;第三,利用天然物的新藥開發屬于高附加值領域,有利于確保國家競爭力。韓國的天然物新藥開發主要在天然物科學研究所、藥學大學、企業研究所里進行,最近,韓醫科大學和韓醫學研究院也開始了部分研究。20世紀90年代以后,天然物研究得到了政府的經費支持,科學技術部的“g7項目(先導技術開發事業)”和保健福祉部的“保健醫療技術研究開發事業”等成為了其典型。韓國政府發表了“天然物新藥研究開發促進法”(2000.1.12)和相關實施令(2000.8.17),并制定了及時個五年計劃——“天然物新藥研究開發促進計劃(2000-2005)”。
韓國的“天然物新藥研究開發促進計劃”從2000年開始正式實施。該計劃的主要內容是至2010年開發5種以上的天然物新藥,實現天然藥物國家戰略層次上的產業化。其最核心內容還是天然物新藥開發,而天然藥物產業升級為國家戰略產業是新藥開發的最終目標。“天然物新藥研究開發促進計劃”確定了及時階段(2001-2005)、第二階段(2006-2007)、第三階段(2008-2010)、最終(2010以后)等4個階段性目標,見表1。 表1 “天然物新藥研究開發促進計劃”的階段性目標(略)
韓國“天然物新藥研究開發促進計劃”領域重點課題可以概括為培育天然物科學、促進天然物新藥開發、開發世界級天然物新藥等。其中培育天然物科學部分包括人才培養、擴建設施、挖掘產學研合作項目、建立天然物成分d/b、制定政府相關制度、實施國際規格化等建設天然藥物平臺相關的領域。促進天然物新藥開發部分主要集中于實現產業化、提升產業體研究能力、毒性試驗、臨床前試驗、創新新藥開發技術等實質性的新藥開發技術和產業化。開發世界級天然物新藥部分包括持續開發新藥候選物質、劑型研究及具體的工程研究、臨床試驗、新藥開發、開拓世界市場等新藥產業化所需的具體程序。
以上天然物新藥開發工作主管部門為保健福祉部,而合作部門包括教育人力資源部、產業資源部、科技部、海洋水產部、農林部、食品醫藥品安全廳等。實質性的研究參與機關包括各級大學、研究所、企業研究所等;專門研究機關包括漢城大學天然物科學研究所等;事業管理機關為韓國保健產業振興院。
3 中國和韓國的相關政策對比
中國的中藥新藥開發通過中藥現代化工程來實現。這個工程是一個巨大的平臺建設事業,它貫穿gap-glp-gcp-gmp-gsp等認證體系,涉及農業、工業、商業等相關領域。在這種巨大的平臺建設過程中,中藥新藥開發得到了政府和企業的大力支持,因此,中國的中藥現代化過程遠遠超過了單純意義上的中藥新藥開發。
韓國盡管發表了《天然物新藥研究開發促進法》,制定了“天然物新藥研究開發促進計劃”,卻不像中國系統規劃的發展計劃,只是聚焦于新藥開發;也沒有像中國國家中醫藥管理局那樣獨立的政府部門,只是在韓國保健福祉部內設立了韓方政策處,因此,大部分的天然物政策包含了很多一般性新藥開發的概念。在韓國,實質性的新藥開發事業由漢城大學藥學院下屬的天然物研究所主導。
中國和韓國各自制定了符合國情的政策,一般情況下,中國的計劃都能如期推進下去,相關政策的適用也非?;钴S;相反,韓國的考慮因素太多,很難按照計劃完成。實際上,韓國“天然物新藥研究開發促進計劃”及時個五年計劃的如期完成率僅為整個計劃的32.7%。
swot分析是制定并實施相關政策的非常重要的先行工作。從兩國天然物新藥開發swot分析可以看出,中國擁有豐富的資源和傳統知識,國家也大力支持中藥新藥創新;韓國則善于利用it、bt等相關技術進行融合研究和產業化應用。見表2。表2 中國和韓國的天然新藥研究開發swot分析對比(略)
4 結語
目前,世界大部分的傳統醫藥市場被擁有跨國企業的美國、歐洲、日本等國家占據著。中國和韓國在傳統醫學領域有很多的共同點,這不僅形成了競爭關系,也意味著諸多合作的可能性。雖然中國的研究開發規模比較大,但其研究成果的產業化和產品化能力比較差,所以很難開拓市場。相反,韓國擁有應用化、產業化優勢。所以,兩國應更進一步加強傳統醫學領域的合作關系。最近,中韓兩國政府在天然產物新藥開發領域開展了一些示范性的合作項目,這預示著雙方合作的光明前景。
天然藥物論文:天然藥物中抗氧化成分研究進展
【關鍵詞】 天然藥物;抗氧化成分;自由基;綜述
自由基是人體進行生命活動時所產生的一種活性分子,在正常代謝過程中,自由基具有調節細胞間的信號傳遞和細胞生長、抑制病毒和細菌的作用;但如果體內自由基過多,將導致細胞和組織器官損傷,并誘發各種疾病、加速機體衰老。正常情況下,機體通過自我產生或者從外界攝取的方式獲得超氧化物歧化酶(sod)、過氧化氫酶(cat)等內源性抗氧化劑和維生素、微量元素等外源性抗氧化劑,這些抗氧化劑對自由基的損害構成了一個天然的屏障。
天然藥物對人體疾病的預防和治療作用,大部分歸因于其含有能清除人體過量自由基的抗氧化成分。而該抗氧化成分可歸納為6大類:黃酮類、苯酚類、皂苷類、鞣質類、生物堿類和其他類。筆者現歸納總結近年來不同類型抗氧化物的研究進展,供同行參考。
1 黃酮類
天然黃酮類化合物是植物多酚類的內信號分子、中間體或代謝物,廣泛存在于藥用植物、水果和蔬菜中,包括黃酮(flavone)、異黃酮(isoflavone)、黃酮醇(flavonol)、異黃酮醇(isoflavonol)、黃烷酮(flavanone)、異黃烷酮(isoflavanone)等。該類化學物質在心血管系統、內分泌系統和抗腫瘤方面具有明顯的藥理作用,黃酮類化合物羥基位置以及羥化程度是確定其抗氧化活性強弱的依據。研究表明,豆的提取物——異黃酮(isoflavin beta)在抑制脂質過氧化反應中表現出良好的活性(清除率ic50為21.03 mg/ml),可以穩定自由基dpph(清除率ic50為161.8 mg/ml),并且表現出劑量依賴性[1]。
在烏龍茶的提取物研究中,兒茶素和相關化合物可以抑制aaph誘導的熒光,呈劑量依賴性;延長小鼠體內的抗氧化時間,與模型組比較,小鼠口服烏龍茶的提取物可以緩解應激,增加血液中氧自由基吸收能力(orac)和維生素c的水平。血液中orac和維生素c水平的提高有可能與烏龍茶的應激緩解作用有關,表明烏龍茶對健康有益與它的抗氧化作用有關[2]。
可可巧克力中發現的黃酮類絕大多數都是黃烷醇。經過近10年對黃烷醇的研究發現,其具有多種有益的生物活性和抗氧化性,尤其是對血管功能的作用。研究通過磁共振功能成像,以血液氧合作用水平標準(bold)來探查黃烷醇在人腦中的影響。對16位健康青年檢測bold顯示,攝取含豐富黃烷醇的可可組(150 mg/d,共5 d)bold為增強信號。該結果表明,可能是由于黃烷醇改變了神經元活性和血管應答性,或通過協同作用達到改善血管血氧量的結果;單劑量(450 mg)給予黃烷醇不但可以增加腦灰質血流量,而且能治療受損的血管[3]。
2 苯酚類
苯環上的酚羥基是抗氧化活性基團,可通過消除自由基、抑制氧化反應,以及與生物膜磷脂結合保護膜脂質等多種機理拮抗自由基對組織的損害。據報道,葡萄籽提取物中含有2個主要的多酚類成分(兒茶素和原菌幕b4),可通過很多方式對心臟提供保護作用,主要歸結于其具有抗氧化性質。在培養心肌細胞h9c2中,加入微量濃度的兒茶素或原菌幕b4可以誘導細胞抗氧化酶出現,并具有濃度依賴性。此外,給予兒茶素和原菌幕b4后,可以顯著減少由黃嘌呤氧化酶(xo)/黃嘌呤誘導的細胞內活性氧簇(ros)的積聚,并且顯著減少心肌細胞凋亡,表明葡萄籽提取物能夠在心肌中增加內源性的抗氧化酶及細胞的防御力,從而提供對氧化損傷心肌細胞的保護 [4]。
烯丙基焦性兒茶酚(apc)是胡椒科萎葉的主要抗氧化成分。研究表明,apc可以通過抗氧化和保護粘蛋白的途徑來治療吲哚美辛誘導的胃潰瘍。sd雄性大鼠口服吲哚美辛(30 mg/kg)誘導產生胃潰瘍,4 h后處死,治療組分別給予apc(2 mg/kg)和膠體次枸櫞酸鉍(1.43 μg/kg)7 d后,測定潰瘍指數并進行組織病理學研究。結果表明,apc可以有效地愈合胃潰瘍,與潰瘍模型組比較,給予apc和膠體次枸櫞酸鉍后可以減少潰瘍指數,分別為93.4%和85.4%(p<0.05),兩組之間的愈合能力沒有明顯區別;另外,apc和膠體次枸櫞酸鉍治療組丙二醛(mda)接近正常組的水平(分別為正常組水平的86%和78%,p<0.05);同樣,這兩個治療組可以明顯增加sod、cat和粘蛋白水平(p<0.05),apc的作用尤為顯著[5]。因此,對于apc的愈合能力,可歸因于它的抗氧化活性和增加胃組織粘蛋白含量的作用。橄欖油是一種具有抗氧化活性的高酚類化合物,在地中海地區的研究表明,可以降低癌癥和心血管疾病的發病率。采用隨機化交叉試驗方法,讓絕經女子分別食用高酚濃度的初榨橄欖油(592 mg/kg)與低酚濃度的初榨橄欖油(147 mg/kg),并要求替換其平時所用的所有類型的脂肪和油脂,而改用實驗用油(50 g/d),8周后測量外周血淋巴細胞內的dna氧化損傷,同時在24 h后收集尿樣來檢測排泄的橄欖油苯酚。結果顯示,高酚濃度組的dna氧化損傷低于低酚濃度組30%,而低酚濃度組經尿排泄的羥基酪醇和其代謝產物明顯增加[6]。雖然該研究為小樣本,但已表明富含苯酚的橄欖油可以降低dna的損傷,尤其是可減少羥基酪醇的排泄。
羊蹄甲莖葉的甲醇提取物(mebr)主要是酚類化合物,從mebr中可分離出兒茶酚。研究表明,mebr有抗氧化活性,且具濃度依賴性,劑量為50、100、250、500 μg的mebr抑制亞油酸乳劑過氧化物的作用分別為62.43%、67.21%、71.04%、76.83%;并且mebr的dpph清除率ic50為152.29 μg/ml。與姜黃素(20.4 μg/ml)相比較,其一氧化氮(no)清除率ic50為78.34 μg/ml。此外,mebr同樣也可以抑制羥基,與兒茶素(5 μg/ml)相比較,清除率ic50大于1000 μg/ml[7]。近期的實驗研究發現,mebr可以通過抗氧化作用機制來保護由n-亞硝基二乙胺(ndea)誘導的肝癌形成。在ndea誘導的肝癌形成大鼠模型組,血清酶(sgot、sgpt和alp)、膽紅素、蛋白質、尿酸的水平明顯提高,脂質過氧化反應的最終產物mda水平明顯提高,并伴隨著抗氧化劑維生素c、維生素e水平的降低和還原型谷胱甘肽(gsh)、sod、cat的減少,給予mebr后,抑制了小結節的發展和肝細胞損傷的形成,提高了抗氧化劑水平,抑制脂質過氧化反應;mebr同樣也抑制了血清酶水平、膽紅素、蛋白質和尿酸水平[8]。該結果說明,mebr可以抑制小結節的發展和脂質過氧化反應,并且可以在ndea誘導的癌發生中提高抗氧化作用,減少自由基的生成。
姜黃素(curcumine)是從姜科姜黃屬植物姜黃根莖中提取的一種酚性色素,具有廣泛的藥理作用。研究表明,姜黃素是通過增加組織內的dna、蛋白總量、ⅲ型膠原內容物,使細胞增殖和膠原合成,從而起到創傷愈合作用。組織病理學檢查表明,姜黃素可以促進大鼠的上皮形成,增加傷口收合力和牽引韌力,并且可以降低脂質過氧化物(lps),增加sod、cat和谷胱苷肽過氧化物酶(gsh-px),顯示出姜黃可通過抗氧化作用加速創傷的愈合;同時還發現,姜黃素可以通過提高膠原的酸溶性,增加乙醛內容物,提高局部收縮溫度和膠原蛋白牽引韌力,加強膠原的交聯度和成熟度,達到促傷口愈合的作用[9]。
3 皂苷類
皂苷分為甾體皂苷和三萜皂苷兩類,人參、刺五加、升麻、黃芪中含有萜類皂苷;麥冬、洋地黃、黨參中含有甾類皂苷,均可抑制自由基的形成;三七總皂苷、西洋參皂苷、絞股藍皂苷、柴胡皂苷等均具抗氧化活性。
研究表明,platycodin d(一種皂苷化合物)在體內具有降低血膽固醇的作用,把platycodin d分為3個劑量組(15、30、50 mg/kg),給雄性icr小鼠口服8周,實驗期間定期測量體重和每日膳食攝入,測量三酰甘油和在血清、肝臟和糞便中的不同類型的膽固醇;并對platycodin d在膽固醇代謝中的作用做了進一步研究,包括低密度脂蛋白介導的抗氧化作用;抑制人體內酰基輔酶a、膽固醇?;D移酶(hacat)、血清脂蛋白聯合磷脂酶的活性;法呢醇x受體的調整;同時測量platycodin d與膽固醇生成不可溶的混合物。結果顯示, 8周后,口服platycodin d低、中、高劑量組小鼠的體重小于對照組高膽固醇飲食的小鼠,分別為(11.2±5)%(p<0.01)、(11.7±5)%(p<0.01)和(23.4±7.9)%(p<0.0001);三酰甘油和膽固醇在血清和肝臟的濃度與對照組相比較也降低,并在排泄物里增加;小鼠體內研究發現,platycodin d通過抑制hacat活性和法呢醇x受體拮抗作用來降低血膽固醇,并且發現在體內有生成不能溶解的platycodin d與膽固醇的混合物[10]。這些結果都表明platycodin d是通過抗氧化機制來實現抗高血脂作用的。
majonoside-r2(mr2)為越南人參中的主要化合物,富含皂苷。實驗研究表明,mr2對孤養小鼠有明顯的保護作用。小鼠孤養6~8周后,脂質過氧化反應中的一個終產物——硫代巴比妥酸活性物質(tbars)的水平增加,采用no代謝產物[no(x)(-)]測量方法同樣顯示出,隔離孤養小鼠大腦中no的產物明顯增多;此外,由于被隔離的小鼠腦部gsh內容物(內源性的抗氧化劑)的消耗,導致脂質過氧化加速反應,給藥組小鼠腹腔注射mr2(10~50 mg/kg)后,小鼠腦內的tbars、no、gsh水平與正常組相比較并無明顯變化;但被隔離組小鼠腦內的tbars和no的水平被明顯抑制,谷胱甘肽水平降低[11]。這些結果表明,對小鼠進行6~8周的孤養后,大腦氧化損傷,并部分引起no產物的增加,而mr2可對大腦內no和gsh系統進行調整,發揮抗氧化保護作用。
葛花為韓國治療糖尿病的傳統藥物。研究表明,從中分離出的皂苷ⅲ(ks-ⅲ)作用于鏈唑霉素(stz)損傷的大鼠后,可以延長出血時間和血漿凝固時間,提示ks-ⅲ對stz誘導大鼠損傷模型有抗凝血作用,并可抑制血液和肝臟中mda和羥自由基的生成,增加sod的活性;ks-ⅲ組mda濃度和醛氧化酶、黃嘌呤氧化酶活性降低[12]。這些結果顯示出ks-ⅲ可能有降血糖和促使血清脂質減少的作用。
4 鞣質類
鞣質具有與蛋白質發生結合使之沉淀的性質,稱之為收斂作用。鞣質傳統的藥理活性大部分都可歸因于其收斂作用,但目前的研究表明,鞣質還具有更廣泛的藥理活性,這些活性與鞣質的抗氧化性和與金屬離子絡合等其他性質相關。
對溫脾湯的抗氧化作用和它的生藥成分研究表明,溫脾湯可以明顯抑制在腎臟線粒體顆粒中由2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽(aaph)和偶氮二異庚腈(amvn)誘導的活性氧簇反應。在溫脾湯處方的成分中,大黃提取物對于氧化損傷抑制作用最強,同時有兩個鞣質類化合物(-)表兒茶素3-o-沒食子酸酯和原飛燕草素b-2 3,3'-二-o-沒食子酸酯,同樣明顯抑制了aaph和amvn誘導的ros反應[13]。因此,溫脾湯和其原藥材成分可以通過抗氧化和抗脂質過氧化物活性來防止氧化應激產生的毒性。
石榴樹皮具有很強的抗氧化和抗炎作用。甜石榴的丙酮提取并且通過質譜測定法分析,發現甜石榴包含花青苷(anthocyanins)、鞣花鞣質(ellagitannins)和可水解鞣質。進一步的研究證明了甜石榴具有促進抗癌抗菌作用,局部應用可以改善cd-1小鼠皮膚的腫瘤誘發;在小鼠皮膚上局部應用30 min后,對醋酸酯(tpa)造成的損傷有非常明顯的抑制作用,并且隨著時間的增加,還可以抑制tpa介導引起的皮膚水腫、增生和表皮鳥氨酸脫羧酶(odc)活性及odc、環氧化酶2的蛋白表達;局部應用還可以抑制tpa誘導的erk1/2、p38和jnk1/2磷酸化并且激活nf-kappab、ikkalpha磷酸化作用和ikappabalpha的降解作用;通過甜石榴皮膚預處理的實驗中發現,甜石榴可以降低腫瘤發病率和腫瘤體積,在tpa組中,16周內小鼠患上腫瘤的幾率是,而使用甜石榴治療組只有30%的小鼠得腫瘤,并且可以明顯延長腫瘤潛伏期(9~14周)[14]。
5 生物堿類
影響生物堿抗氧化活性的結構因素主要是立體結構和電性效應;雜環中的氮原子“裸露”在外,有利于充分接近活性氧并與之發生反應,使其具有抗氧化作用;供電子基團可使氮原子獲得電子的結構因素也可增加抗氧化活性。用甲醇提取蘿?科鵝絨藤屬隔山消曬干根部的化合物,通過培養大鼠的皮質神經元,可篩選出有神經保護作用的活性成分。結果表明,化合物cynandione a在濃度為50 μmol/l時,可以明顯減輕由h2o2誘導的神經毒性,降低gsh、sod水平含量;此外,cynandione a還可以減輕興奮性氨基酸-谷氨酸和紅藻氨酸鹽的生成[15]。
胡椒堿是一種源自植物的生物堿,作為藥物使用有悠久的歷史和廣泛的用途,在解熱、抗炎、抗抑郁和抗腫瘤方面表現出多種生物活性。體外試驗表明,胡椒堿在低濃度時是自由基清除劑,在高濃度時能使羥基增加,當其mic50為1.82 mmol/l時,表現為一種作用很強的超氧化物清除劑[16];胡椒的醇提物或單體胡椒堿對腹水淋巴瘤和埃利希氏腹水癌細胞有明顯的細胞毒作用,能抑制實體瘤的生長,延長埃利希氏腹水癌小鼠的生存期,并顯著增加balb/c小鼠的白細胞數和血小板數[17];胡椒堿還可抑制腸黏膜上致癌物質誘導的過氧化產物,增加gsh和na-k-atp的活性。因此,胡椒堿的抗氧化機制是通過抑制脂質過氧化,間接增加gsh的合成和傳導來調節抗氧化程度的[18];在攝入高脂飲食誘導的氧化應激大鼠模型上,給予黑胡椒和胡椒堿后,可維持sod、gsh-px和gsh等接近于正常組的水平[19];pc12細胞模型上,胡椒堿能明顯降低mpp誘導的核損傷、線粒體膜通透性改變、活性氧形成以及gsh的耗竭,呈現劑量依賴性[20];觀察鎘誘導的免疫缺陷時胡椒堿對胸腺細胞的影響發現,鎘誘導的細胞凋亡作用在6 h發生,先是ros和gsh改變,然后線粒體膜電位去極化,而后細胞凋亡蛋白激活致細胞凋亡,18 h時胸腺依賴性淋巴細胞表型發生改變。調節早期的氧化應激,可降低淋巴細胞的凋亡,抑制ros的產生并增加gsh,進而抑制下游的一系列反應,即抑制細胞凋亡和胸腺依賴性淋巴細胞表型發生改變[21]等。
6 多糖類
從銀合歡的種子中提取得到多糖化合物(e),并對其進行化學修飾,制備得碳苷2-丙醇衍生物(pe)。結果顯示,pe為有效的自由基清除劑,可以有效清除羥基、過氧和超氧負離子自由基;并且可以提高巨噬細胞的增殖和吞噬作用,抑制巨噬細胞株(raw264.7)經脂多糖(lps)刺激后所產生的no和腫瘤壞死因子α(tnf-α)。提示pe有可能成為潛在的抗氧化劑和抗炎劑[22]。
實驗表明,從酸果蔓的果實中分離出的果膠(oxycoccusan op)具有治療大腸炎的作用。小鼠口服op 2 d后,直腸注射5%醋酸,作用24 h后,肉眼觀察到口服op組小鼠和模型組小鼠的結腸痕線p<0.01,損害總面積p<0.01,較之模型組有很明顯的降低;通過光譜檢測(鄰苯二胺為底物)其含量發現,op還可以降低結腸內髓過氧化酶的活性(p<0.01),增加大腸炎小鼠的黏液含量(p<0.01);在op預治療組中,小鼠結腸的mda水平明顯降低(p<0.01),同時降低了血管滲透性(p<0.01),結果表明,op可降低小鼠炎癥體質;op組小鼠腹膜的中性粒細胞和巨噬細胞粘連程度也被降低(p<0.05),提示op可能是通過降
低中性粒細胞和抗氧化作用機制來起到保護作用的[23]。
從小白酒草中提取的多糖化合物具有抗氧化性且可以降低血小板中的過(氧化)亞硝酸鹽。過(氧化)亞硝酸鹽是很強的氧化劑,對血小板具有毒性作用;并且可以引發血小板蛋白發生氧化反應,如硫化、羰基化、硝化和脂質過氧化。以過(氧化)亞硝酸鹽引起損傷的血小板內血小板蛋白的羰基和硝基酪氨酸的含量(通過標記血小板蛋白硝化)為指標,并通過血小板內的細胞色素c減少規律,檢測該多糖化合物改變o2-生成的能力,同時觀察該化合物對adp引起血小板聚集作用的影響。結果發現,從小白酒草中提取的多糖化合物,可以明顯減少氧化作用,并可抑制過(氧化)亞硝酸鹽損傷血小板蛋白內的硝化反應和o2-的生成,同時,也可以抑制血小板的聚集[24]。
7 其他
還有許多成分如萜類(蒼術酮)、不飽和脂肪酸、維生素、礦物質等均為有效的抗氧化劑,一些中藥復方也有明顯的抗氧化作用,如柴胡清肝湯(chckt)。研究表明,不同濃度(125、250、500 mg/kg)的chckt水提取物對對乙酰氨基酚(apap)誘導的大鼠急性肝損傷可以起到保護作用。通過chckt的治療,可以明顯降低apap損傷組大鼠血清中谷氨酸草酰乙酸轉氨酶(sgot)和谷丙轉氨酶(sgpt)的水平,明顯降低脂質和增加抗氧化物酶的活性(如sod和gsh-gpx);病理組織學觀察更進一步證實了chckt的保肝作用,apap損傷后的中心性壞死和脂肪化改變得到明顯改善;值得注意的是,chckt的保肝作用在濃度為125~500 mg/kg時,表現出與水飛薊素同樣好的治療效果[25]。
8 結語
近年來,天然藥物的發展和廣泛應用為人類防病和治病發揮了極大的作用。其含有多種不同的抗氧化活性成分,受到了國內外醫藥工作者的重視??寡趸钚晕镔|具有多種藥理活性,如可以清除ros和活性氮(nos)。因此,抗氧化活性物質對人類健康,尤其是在防治受自由基損害所致疾病(如衰老、局部缺血-再灌注損傷、腫瘤、高血壓及糖尿病等)的影響越來越受到人們的關注。天然藥物抗氧化活性成分的深入研究,為這類藥物的研發提供了有利的基礎。
天然藥物論文:天然抗腫瘤藥物的作用機制探討
【摘要】 植物類(天然類)抗腫瘤藥由于近年來國際上對該類藥物研究開發的高潮不斷,更加加速了該類用藥水平的不斷提高,像紫杉醇、喜樹減衍生物等新品種上市以來,由于確切的療效和較小的毒副作用,已越來越受到臨床醫生和腫瘤患者的青睞,該類用藥在腫瘤大家族中已經確立了不可替代的地位。
【關鍵詞】 天然抗腫瘤藥 作用機制 死亡
引言
據國家衛生部統計資料表明,我國惡性腫瘤全國患病率達到1.15‰,良性腫瘤全國患病率達到0.93‰。今后我國每年的現有腫瘤患者人群正以每年約60萬人的速度膨脹。
我國抗腫瘤藥物的研究開發始于50年代末期,迄今為止,我國抗腫瘤藥物已發展到7大類,160多個品種。在這幾類常用抗癌藥物中,具特色的要數天然類(植物類)藥了,由于其確切的療效和較小的毒副作用,已越來越受到臨床醫生和腫瘤患者的青睞。
究其原因,天然類抗腫瘤藥及其有效成分的作用機制主要包括調節機體免疫功能、抑制腫瘤血管生長、誘導腫瘤細胞凋亡、誘導腫瘤細胞分化等。
1 誘導腫瘤細胞分化
植物藥誘導腫瘤細胞分化的基本特點在于不是殺傷腫瘤細胞,而是誘導腫瘤細胞分化為正常細胞或接近正常細胞甚至抗腫瘤細胞。
多種植物藥活性成分可誘導腫瘤細胞分化,包括苷類、黃酮類、多糖類等。黑豆中提取的多糖成分加入用單核細胞制備而成的條件培養基,可誘導u937細胞分化,人參成分g-rh2作用于肝癌smmc-7721細胞,結果顯示細胞形態和超微結構趨于正常。
誘導細胞分化是三七皂苷抗腫瘤的一個重要途徑。李曉紅等[1]采用硝基藍四氮唑還原試驗,發現三七總皂苷在形態及功能方面可誘導nb4細胞的部分分化,進而抑制nb4細胞的增殖。
2 誘導腫瘤細胞凋亡
細胞凋亡(apoptosis)是細胞在特定信號誘導下的主動死亡過程,受多種基因調控。腫瘤細胞的迅速生長、擴散、轉移與細胞凋亡過弱或過強有關。調節tnf的植物藥是其發揮抗腫瘤作用的機理之一。
目前已有多項實驗證明,多種黃酮類化合物可誘導多種腫瘤細胞周期阻滯,從而抑制腫瘤細胞增殖,誘導凋亡。高超等[2]研究表明,用不同劑量的白花蛇舌草治療u14宮頸癌荷瘤鼠后,腫瘤生長均可受到一定程度抑制,其抑瘤率隨白花蛇舌草濃度升高而呈上升趨勢。白花蛇舌草對u14細胞端粒酶活性的下調和誘導其凋亡有一定關系。
3 抑制腫瘤微血管生成
微血管生成是實體瘤生長、浸潤和轉移的一個重要因素,因此腫瘤微血管生成已成為抗腫瘤治療的新靶點。抑制腫瘤細胞誘導的微血管內皮增殖,抑制微血管內皮細胞(mvec)黏附分子(am)的表達,從而抑制mvec的分化。
參麥液是一種治療急癥的中藥急救制劑,但參麥液在抗腫瘤中也得到了越來越廣泛的應用,研究表明參麥液對小鼠多種移植性腫瘤有明顯抑制作用,且呈良好的量效關系[3]。徐莉[4]等研究表明參麥液能抑制mmp-2的基因表達并顯著抑制mmp-2蛋白以活性形式存在,增強timp-1的基因表達。結論:參麥液可能通過抑制mmp-2的基因表達和增強timp-1的基因表達而抑制腫瘤血管內皮細胞的遷移,使腫瘤組織內微血管的生成速度減慢,進而使腫瘤內的微血管密度降低,達到抑制腫瘤生長的目的。
4 調節機體免疫功能
研究證實,從植物藥中分離得到的一些多糖類藥物(如枸杞多糖、黃芪多糖、參多糖等)具有顯著的免疫增強作用和抗腫瘤作用。可以通過以下途徑調節機體免疫功能:(1)激活t、b淋巴細胞、巨噬細胞(mφ)、自然殺傷細胞(nkc)、等免疫細胞;(2)促進機體多種細胞因子的產生,如干擾素(ifn)、腫瘤壞死因子(tnf)等;(3)激活補體系統;(4)促進抗體產生。
胡玲等[5]實驗研究發現,熱休克蛋白(hsp)70的表達具有可誘導性,清熱解毒的白花蛇舌草可能上調小鼠活體腹水h22肝癌細胞hsp70的表達,增強h22肝癌細胞的免疫原性,從而誘導產生特異性主動免疫作用。
5 展望
天然類抗腫瘤藥作用的分子機制研究已有很大進展,但仍需進一步深入研究,如誘導凋亡、分化及抑制端粒酶活性的研究大部分停留在對現象的觀察及個別指標的檢測上。從植物中提取抗癌藥物不僅療效,還可為設計更理想的新藥提供新的化學結構。作用機制的深入研究可新為抗腫瘤藥的研制與開發提供新的動力。
天然藥物論文:天然藥物化學實驗微型化的教學實踐
【摘要】
從天然藥物化學實驗的教學實踐出發,對其中蘆丁的提取、分離和鑒定實驗進行了微型化探討,并進行了有益的教學嘗試,教學效果得到了較大改善。
【關鍵詞】 天然藥物化學實驗; 微型化; 教學實踐; 蘆丁
研究微型化學實驗的初衷是為了實驗室的安全和環境保護,2005年教育部、國家環??偩至岁P于加強高等學校實驗室排污管理的通知,要求地方各級教育和環保行政主管部門將高校實驗室、試驗場列入環境監測范圍。而天然藥物化學實驗中用到的揮發性、易燃易爆、有毒有害試劑很多, 實驗產生的“三廢”回收處理問題,需要投入大量人力、經費等等,同時因實驗時間較長,難在規定的學時內完成相應的教學任務,所以減少試劑用量和縮短實驗時間成為天然藥物化學實驗亟待解決的問題。改變教學手段,實施微型實驗是勢在必行的。本研究以天然藥物化學實驗教學中蘆丁的提取分離為例在這方面進行了有益的嘗試。
1 從教學實踐現狀出發,激發學生興趣
蘆丁的提取分離是實驗大綱中一個必做項目。蘆丁有比較廣泛的用途,在醫藥上用做高血壓病的輔助治療,在食品中做抗氧化劑,化妝品上做防曬霜成分之一。因其在槐米中含量為20%~25%左右,所以通常選用槐米做提取實驗原料。蘆丁提取有幾種方法:甲醇回流提取法、水直接提取法、超聲波提取法等。甲醇提取法雖然很快就能觀察到晶體,但提取率很低;水提取法時間較長,容易導致蘆丁水解,提取率不及堿提酸沉法;超聲波提取提取率較高但雜質含量多,收率較低。綜合以上因素,我們選用工業上用的堿提酸沉法。能從天然植物中提取出有效的活性成分(蘆丁的價格2.00元/mg),學生非常有興趣,但經過制藥工程2004、2005年級學生163人的教學實踐,發現教學效果不是很好。主要原因是:抽濾困難,真空泵及水槽中到處是液泡;因溶液量大調節酸堿度需用石灰乳及濃鹽酸,不易控制,而且教室中鹽酸的氣味很刺鼻;酸沉及重結晶的時間較長,很難在規定的教學時間內完成教學任務,通常需要在1~2 d的時間完成;大部分同學做出來的產品顏色呈褐色或偏綠色與標準品顏色相差較大;大量的殘渣很浪費,而且不好處理?;谶@樣的情況,我們發動學生進行思考,從原料取樣量、過濾、酸堿度上對原有操作進行改進。提出的問題很現實,再加上學生也想在短時間內完成實驗內容,所以該實驗大大激發了學生的興趣。
2 從實驗微型化出發,改變實驗條件
微型實驗不僅僅是表現為減量和小型化,更是對實驗裝置的設計改造,對實驗方案的改進與探索。例如我們常常需要根據實驗要求和具體情況,尋找適合材料或方法來改善方案,這也是發揮師生的自主創新精神的好機會。
為了便于過濾,我們從微型化出發,以減少過濾溶液的體積。結果發現溶液量縮小后雖然利于過濾,但實驗效果并不好,不易觀察到現象。經過進一步實驗對其中的一些細節進行了改動:原料稱樣量由以前的40 g減小到2 g(考慮槐米中蘆丁的含量、估計的提取率及后面的重結晶和鑒定實驗);分別用飽和石灰水代替石灰乳,15%hcl代替濃鹽酸調節ph(原因是溶液用量縮小后,酸堿調節ph的用量減少,所以要降低酸堿的濃度,否則溶液ph易過量);ph由以前的4~5調節至ph=3~4(目的是減少酸沉時間);加熱時用表面皿蓋住燒杯以減少水分的損失。條件改變后,實驗教學質量和效果都得到了較大改善。
3 從實驗目的出發,力求實驗效果
改進后的方法經過制藥工程2006級學生112人的實踐,效果明顯優于以前。主要表現在幾個方面:每一個學生均可做完整的實驗,一方面原料用料少,不會增加原料購買量(2 g/組,以前20~40 g/組),另一方面用到的耗才很普通,常規,不會增加額外耗才費用;實驗現象明顯,在短時間內能觀察到整個提取、分離和重結晶現象,以前重結晶需要放置過夜;用到的原料量縮小10~20倍后,溶液易過濾,不會產生大量的氣泡,布什漏斗內也不會有大量的濾渣堵塞孔道,從而使過濾容易時間縮短;用料少,提取液體積少,容易調節酸堿度;用料減少后并沒有影響實驗效果,提取率較以前的3%左右提高到10%左右,收率也保持在50%~60%左右;實驗時間縮短,在4 h內能完成提取、分離及簡單的鑒定實驗;產品與對照品比較一致(外觀呈淡黃色晶體;熔點:172~175℃;經色譜鑒定, rf與對照品一致)。
此方法簡單可行,經過制藥工程4個教學班(2006級)的實踐,效果顯著,完成了大綱中規定的教學任務,同時也避免了學時與實驗時間不一致的矛盾。它不僅可用做天然藥物化學實驗的實驗指導,同時也適合于相關課程如《天然產物開發與利用》的課程實驗指導。
4 微型實驗教學實踐中揭示的幾個問題
小型、微型化儀器精致美觀,引發了學生的實驗興趣。由于溶液量少,使學生普遍更加注意觀察實驗現象,關注實驗條件和精度純度,操作上粗枝大葉、不規范的現象大大減少,工作臺、桌面也明顯整潔。學生在實驗過程中提出的問題也比平時多,反映出學生的興趣和學習積極性有所提高。
實驗微型化后試劑用量少。半微量通常只有常規用量的~,微型實驗則通常只有常規用量的1/10,甚至更少,水電耗用大大減少,除節省資源、能源外,減少實驗中的“三廢”,大大改善實驗室的空氣環境,有利于保障師生健康,減少了固體廢棄物處理費用。
半微量法和微量法的實驗時間大為縮短,克服了以往實驗課普遍超時,工作量大的問題??稍谟邢薜恼n時內安排更多的實驗項目或進行設計性、開放性實驗,豐富教學內容。
半微量實驗試劑用量是常量1/5~1/2,儀器外型基本與常量一樣,體積縮小一倍以上,能夠較好保障教學效果。
在教學實踐中發現,現有的微型實驗技術還存在許多需要完善的地方,不能照搬教材和其他院校的經驗,應根據自身實驗室條件和教學要求采取實施方案。
天然藥物論文:新疆石榴皮等9種天然藥物植物雌激素活性的實驗研究
作者:帕麗達·阿不力孜,王曉文,熱娜·卡斯木‘
【摘要】 目的對幾種天然藥物進行植物雌激素的活性篩選。方法采用人乳腺癌細胞增殖法與酵母菌雌激素篩檢實驗法對9種天然藥物進行了植物雌激素活性的研究。結果成功地建立了e-screen法與yeast estrogen screen實驗法,此兩種方法均可檢測到1×10-13 mol/l的雌二醇。mcf-7細胞增殖實驗結果表明,鷹嘴豆、新疆石榴皮、羅勒、枸杞水提取物可促使er(+)mcf-7細胞的增殖(p<0.05),提示它們具有植物雌激素樣活性;酵母雙雜交(yeast two-hybrid)系統實驗結果表明,鷹嘴豆、石榴皮水提取物均能使酵母系統中的β-半乳糖苷酶的活性增強(p<0.05),提示它們具有植物雌激素樣活性。結論e-screen法敏感性高,并有快速、簡便等優點,適用于大量化合物的初選。
【關鍵詞】 人乳腺癌細胞增殖法; 酵母菌雌激素篩檢實驗; 雌激素活性
長期以來,許多中草藥植物被廣泛應用于婦科病的治療和保?。?],中藥所含植物雌激素成分在其中發揮的藥效作用不容忽視。因與雌激素化學結構相似[2],植物雌激素是植物中可以與哺乳類動物及人類的雌激素受體(estrogen receptor, er)相結合并將其激活的一類化合物,被證實存在于包括中草藥在內的多種植物中,而且在體內具有雙向調節作用,即一方面在體內雌激素水平較低時,可與er結合發揮雌激素樣作用;另一方面,在體內雌激素水平較高時,植物雌激素可通過競爭性結合靶細胞er而產生抗雌激素樣作用,即減弱靶細胞對雌激素的應答。因此,近年來植物雌激素又被稱為“選擇性雌激素受體調節劑”(selective estrogen receptormod-ulators, serms)或中藥選擇性雌激素受體調節劑。對中藥植物雌激素活性篩選、活性成分及其作用機制、特別是關于這些成分對雌激素依賴性腫瘤細胞增殖的影響的研究尚不夠深入。本研究在上報的茯苓等中藥雌激素活性篩選的基礎上,選擇課題組正在研究的富含黃酮類、香豆素類、木脂素類及二苯乙烯類成分的新疆石榴皮、紅景天、羅勒、阿里紅、枸杞、肉蓯蓉、鎖陽、鷹嘴豆、新疆鼠尾草等9種天然藥物,對其植物雌激素活性進行了初步的篩選。
1 材料與儀器
1.1 藥物新疆石榴皮punica granatum l. (購自新疆南疆);羅勒ocimun basilicum l. (采自新疆吐魯番市);紅景天rhodiola rose l.(購自新疆伊寧霍誠縣);阿里紅fomes officinalis ames.(購自新疆維吾爾醫院);鷹嘴豆cicer arietinum l.(購自新疆維吾爾醫院);枸杞lycium barbarum l. (購自新疆中新藥業公司);肉蓯蓉cistanche salsa.(采自新疆吉木薩鹽生肉蓯蓉人工栽培基地);鎖陽cynomorium songaricum rupr.(購自新疆烏魯木齊市);鼠尾草salvia deserta schang.(采自烏魯木齊市近郊)。各藥材分別用10倍量水煮提2次,過濾,合并濾液并減壓濃縮,真空干燥后配制成1 mg/ml的水提液。
1.2 試劑emdm培養基、無酚紅emdm培養基、17β-雌二醇、β-半乳糖苷酶、s.cerevisiac酵母菌株、sd培養基、zymolase試劑(為sigma公司產品),鄰硝基苯-β-d-半乳吡喃糖苷(onpg,日本和漢藥研究所提供),胎牛血清(fbs,日本和漢藥研究所提供),其余試劑均為日本產分析純。
1.3 儀器電子讀數分析天平(日本 shimaduz 公司);二氧化碳培養箱(日本sanyo公司),倒置顯微鏡(日本olympus);臺式高速低溫離心機(美國becton dickinson公司);全溫振蕩培養基(美國becton dickinson公司);bio-rad model 3550-uv紫外分光光度儀(日本sanyo公司);25 mm2培養瓶、96孔培養板(美國becton dickinson)。
2 方法與結果
2.1 細胞株及培養條件
雌激素敏感的mcf-7人乳腺癌細胞由日本和漢藥研究所提供。以含5%胎牛血清(hyclone)的dmem培養基培養傳代。培養條件:37℃,5%co2,相對濕度95%。
2.2 細胞增殖實驗
按e-screen法[3]并稍作修改,普通培養的mcf-7細胞經胰蛋白酶消化后以104個細胞/ml接種于96孔細胞培養板中,每孔100 μl,貼壁24h后去除原培養基,換成實驗用培養基:無酚紅的dmem基加10%熱滅活的無雌激素人血清,繼續培養5 d,此時加入陽性(雌二醇)對照組設10-13~10-9mol/l 5個濃度,不同濃度的受試物和陰性(溶劑)對照組,每個濃度設6個復孔。6d后棄上清液,每孔加5mg/ml的四唑鹽(mtt)30 μl,繼續培養4 h。吸去孔中的培養液,每孔加入150 μl的dmso,在540 nm波長測定吸光度并計算增殖率。結果見表1。
陽性對照(雌二醇)從濃度10-13~10-9 mol/l對mcf-7人乳腺癌細胞增殖力與對照組相比均有顯著性,并在10-10mol/l組實驗對mcf-7細胞增殖力最強,與其它各組相比差異有顯著性。說明本次實驗結果是的。在此實驗條件下,高劑量組鷹嘴豆(p<0.05)、石榴皮(p<0.01)、羅勒(p<0.05)、枸杞(p<0.05)水提液與正常對照組均有顯著性差異;在低劑量組鷹嘴豆(p<0.01)、石榴皮(p<0.01)、羅勒(p<0.01)水提液與正常對照組相比有統計學意義;而鼠尾草、肉蓯蓉、鎖陽、阿里紅、紅景天水提液與正常對照組相比無統計學差異(p>0.05)。
2.3 酵母菌株和培養基的建立
過夜培養的酵母轉種至新的sd液體培養基中,加入不同濃度的植物提取物,于30℃恒溫振蕩器中培養4 h,然后在595 nm測定吸光度。
2.4 β-半乳糖苷酶活性的測定
測定并記錄培養液的od595,離心,棄取上清液,加入zymolase 溶液,置37℃水浴中培養15 min,再加入onpg溶液,置30℃水浴中培養30 min,加入1 mol/l na2co3100 μl終止反應。在450 nm,540 nm波長測定吸光度,并計算β-半乳糖苷酶活性(u)值。結果見表1。表1 mcf-7細胞增殖實驗與酵母菌篩檢實驗結果(略)
(u)值=1 000×(a450-1.75×a540)/(onpg反應時間t×0.05×a595)
溶劑對照組的β-半乳糖苷酶活性為48.5,陽性對照組的酶活性為440.5,與溶劑對照組有顯著差異(p<0.05),說明本實驗系統,可用于對含有雌激素的樣品進行雌激素活性的測試。在此實驗條件下,鷹嘴豆(p<0.05)、石榴皮(p<0.05)水提液在高、低劑量組均與溶劑對照均有統計學差異;而枸杞、鼠尾草、肉蓯蓉、羅勒、鎖陽、阿里紅、紅景天水提液與溶劑對照組相比無統計學差異(p>0.05)。
2.5 統計學處理
所有數據均為3個重復的平均值,并表示為±s。利用dunnett′s 進行統計學處理。
3 討論
近年來,在圍絕經期綜合征等婦科病的治療中,雌激素替代療法因副作用明顯[4],人們將更多的關注投向了植物雌激素以及含有植物雌激素成分的中草藥及其復方。以此為切入點,采用目前較常用的篩選雌激素方法——人乳腺癌細胞mcf-7細胞增殖實驗,從影響er陽性mcf-7細胞增殖的角度進行了研究,結果顯示:石榴皮、羅勒、鷹嘴豆、枸杞水提物均能使er陽性mcf-7細胞增殖,提示它們具有擬植物雌激素樣活性,因中藥植物雌激素與雌二醇結構的相似性,可能與雌激素受體相結合而發揮一定的雌激素效應。該作用與這些中藥所含的木脂素、香豆素、黃酮類成分有關。
酵母雙雜交技術是fields等于1989年提出,是在重組基因酵母法基礎上發展起來的一種新的環境雌激素物質的檢測方法[5],是基于核激素受體和輔激活蛋白之間的配體依賴作用而建立起來的實驗系統。在酵母雙雜交系統中,雌激素受體(ers)與酵母轉錄子gal4的dna結合域(dna-bd)結合,輔激活蛋白與dna轉錄激活域(dna-ad)結合,構建質粒。由于er與輔激活蛋白相互作用bd與ad在空間上接近,從而激活gal4的激活序列(uas)下游啟動子調節的lac-z報告基因表達,產生β-半乳糖苷酶。因此β-半乳糖苷酶的活性大小就和ers與輔激活蛋白之間的相互作用強度大小一致。但只有在雌激素物質存在的情況下,ers才能和輔激活蛋白結合,引起bd和ad在空間上接近,從而激活lac-z報告基因表達,產生β-半乳糖苷酶。根據這一原理,通過測定β-半乳糖苷酶的活性即可反映受試物的雌激素樣作用。
近些年來,酵母雙雜交法應用范圍得到了較大擴展,不僅應用于檢測那些用于發展新牙科聚合物的化學物質的雌激素活性[6],也同時應用于檢測和評價羥基化多氯聯苯的雌激素和甲狀腺激素活性[7],以及評價多種化合物的抗雌激素活性[8]和天然藥物的雌激素活性的篩選研究[9]。本實驗結果顯示:鷹嘴豆、石榴皮水提液均能使酵母系統中β-半乳糖苷酶活性增加,表現出具雌激素樣作用。
有機體是一個復雜的體系,體外實驗結果仍需整體動物實驗加以驗證。因此,應當注意在選擇進行體外實驗的同時,為了避免實驗結果的假陽性和假陰性,再進一步進行傳統的體內實驗,以保障獲得更加的結論。
本研究用經典的e-screen和yeast two-hybrid assay實驗,篩選了9種受試物的雌激素活性。以人乳腺癌mcf-7細胞增殖實驗結果評價,石榴皮、鷹嘴豆、羅勒、枸杞均具有雌激素樣活性;以酵母雙雜交實驗結果評價,石榴皮、鷹嘴豆有雌激素樣活性。鼠尾草、肉蓯蓉、鎖陽、阿里紅、紅景天在兩種體外實驗篩選中均無顯示出雌激素樣活性,至于它們是否具有雌激素樣作用還需從其它途徑進行研究。
天然藥物論文:淺談對天然藥物化學實踐教學的思考
論文關鍵詞:天然藥物化學 實踐教學 管理方式
論文摘要:在天然藥物化學實踐教學中,通過實施ss管理,合理設計實踐教學項目、手把手教、放開手做、明確職責等措施,增強學生自我管理、自我服務意識及責任意識,規范學生操作,培養學生職業技能,促進學生發展
天然藥物化學是高職藥學專業的一門核心技能課程,該課程主要介紹天然藥物中各類化學成分的結構、性質和提取分離以及鑒定方法,是藥劑學和天然藥物學的前導課程。高職教育 強調學生實踐技能培養,強調理論知識對實踐操作的指導意義。如何使學生在掌握理論知識的前提下,提高實踐動手能力; 如何培養學生發現問題、分析問題和解決問題能力;如何培養學生自我服務意識、團隊意識,實現個人綜合素質的提高,就成為高職高專教育的重中之中。
1以5s管理方式進行教育實踐
5s是日文seiri(整理),seiton(整頓),seiso(清掃)、seiketsu(清潔),shitsuke(修養)這5個單詞的縮寫。5s管理是使眾多企業獲得成功的管理體系,它是指將混亂的辦公室收拾得井然有序;將必需品按類別進行分類,并擺放在指定區域;將工作場所清掃干凈,使現場處于無垃圾、無灰塵的整潔狀態;并且將以上工作和要求標準化、制度化,使工作人員自覺養成良好的習慣,規范自己的行為。5s管理可真正提高工作效率,改善工作環境,使每位員工形成積極工作、主動負責和愛崗敬業的品質。
為提高學生自我管理、自我服務意識和能力,培養學生良好的職業習慣,筆者力圖將5s管理理念貫穿于實踐教學的各個環節。實驗第1課,筆者首先向學生詳細講解執行5s管理的規定及要求,使學生了解5s管理方式,接著讓實驗課教師帶領學生徹底打掃實驗實訓室,如地板、天花板、墻壁、工具架、實驗臺和儀器設備等,使行道通暢,作業空間增大,實驗實訓環境優化。,教師按照實驗實訓教學需要,列出實驗器材清單,將實驗器材進行分類,并確定各實驗器材的擺放位置,規定其擺放方法,核對數量,作好標記,以便學生取放。在實驗室醒目位置張貼重要儀器的操作流程;實驗課上,教師在黑板上寫出實驗內容、目的要求、實驗步驟和考核細則,強調操作要點及注意事項。課后,要求學生徹底清掃實驗實訓室,教師清點實驗器材數量,檢查儀器設備是否正常運行,并作好記錄,對所使用的儀器設備進行日常保養。
實踐教學中通過運用5s管理,實驗環境有所改善,實驗效率明顯提高,學生規范操作意識、自我服務意識、責任感也逐漸增強,提高了學生的職業素質。
2合理設計實踐教學項目,培養學生基本技能
天然藥物化學有8一10個實踐項目,所以教師必須選擇代表性的實驗項目。在進行實驗項目篩選時,應以天然藥物化學成分提取分離和鑒定的基本方法為重點。為此,筆者選擇了槐米中蘆丁的提取分離和鑒定,大黃中經基蕙醒的提取分離與鑒定,八角簡香中揮發油的提取分離與鑒定,防己中生物堿的提取分離和鑒定及綜合技能實訓5個實驗項目,前4個實驗項目包括提取、濃縮、分離和鑒定方法,這些方法在實驗項目中雖重復過程,但不重復內容,實驗難度逐漸增強,可使學生通過多次實踐達到掌握基本技能的目的,第5個項目是對學生實踐技能的綜合考核,可用以評價學生實踐技能水平。
3手把手教,使學生掌握操作要領
學生操作技能培養要經過動作模仿、動作控制和動作固定階段to。當學生首次接觸某種實驗操作技術時,實驗教師應先演示并講解操作要領,然后手把手教,指導學生完成,并及時糾正學生的錯誤和不規范動作,使學生掌握規范操作要領,具備規范操作技能。
4放開手做,促進學生可持續發展
當重復進行某項操作練習時,教師設計好實驗方案后讓學生在做中學。運用理論知識解決實踐過程中遇到的問題,以培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力,同時,由于操作技術日益熟練,學生學習的主動性和積極性也大大提高。實現了學生綜合素質的提高,促進了學生的發展和可持續發展。
5明確職責,增強學生責任意識
在整個教學安排中,教師將學生分成若干組,并設組長1名。實驗課前,每組成員在實驗教師的指導下配制實驗所需試劑。試劑配制是否及時、,直接關系實驗教學效果,有利于增強學生的責任意識。
天然藥物化學是一門實踐性很強的專業課程,在教學過程中,教師要以學生為主體,以職業技能培養為目的,規范學生操作,注重學生素質的提高和可持續發展。
天然藥物論文:天然藥物概論課程設計初探
1天然藥物概論課程設計
在針對藥學專業本科學生的授課中,天然藥物化學教學內容主要包括各類天然藥物化學成分的結構特點、物理化學性質、提取分離方法、主要類型化學成分的結構鑒定及其生物合成途徑和生物活性等。但生物專業學生的學科知識架構與藥學專業學生差異較大,因此《天然藥物概論》相比于傳統的天然藥物化學課程在授課側重點上應有較大調整。基于此,在課程整體定位上,旨在要求學生能掌握天然藥物中主要類型成分的結構特征及基本理化性質,掌握典型天然活性成分的研究和開發過程,了解尋找中藥有效或活性成分的一般途徑和研發思路,從而為其日后從事生物醫藥相關行業奠定基礎。但現階段并沒有可參考的教材,因此如何把握教學大綱,合理設計授課內容是成功開設這門課程的核心所在。
1.1緒論部分的授課側重
緒論起到提綱挈領的作用,能夠使學生把握學科主脈。非藥學專業的學生,能從本課程中獲得什么,可能在及時次接觸時,將對他們有較大影響,因為這是建立興趣與感性認識的重要階段。在這一部分,可向學生介紹以下幾個方面的內容:①天然藥物的概念以及與此相關的幾個常見術語如中藥、中藥材、生藥、草藥、民間藥及民族藥等的概念,讓學生了解彼此之間的異同之處;②天然藥物的歷史、發展現狀和學科地位,旨在讓學生了解開展天然藥物研究的重要意義;③天然產物活性成分的研究方法,讓學生掌握來源于天然藥物的新藥研發過程,并結合學生的專業特點和學科近期研究動態,重點介紹生物活性研究相關的策略與方法,讓學生了解尋找中藥有效或活性成分的一般途徑。與此相比,對于《天然藥物化學》傳統教學中重點講授的提取分離和結構鑒定技術進行適當的簡化,讓學生了解主要方法和整體策略即可。另外,生物合成是近年來創新藥物研究的一個熱點領域,同時生物技術專業的學生對此也往往比較有興趣。因此,其相關內容可單獨作為章節內容進行授課,并結合具體的研究實例和目前的前沿動態(如生物信息學、組合生物合成、微生物轉化、細胞工廠構建等)向學生作更為的介紹。
1.2側重天然活性成分的典型化學結構類型的授課
在各論的教學中,對藥學以外專業的學生,一個重要的教學目的就是擴充他們的知識,使他們對天然藥物的基本結構類型及其特征有所了解,對每類化合物的生物活性有一定的認識,對各類化合物中臨床上使用的一些代表性化合物比較熟悉?;诖耍谑谡n中,并不像針對藥學專業學生那樣對各種類型的天然產物結構進行面面俱到的介紹,而是只選取幾大類典型結構類型展開授課,主要包括糖和苷類、黃酮類、萜類(包括三萜及其皂苷)和揮發油、甾體類及生物堿類化合物。在實際授課中發現,如果只是簡單的對這些天然產物類型的分類、結構特征及代表性化合物進行講解,學生很容易感到枯燥和無味。因此,針對生物專業學生的知識結構,一方面要做到“少而精”,即重點突出、條理清楚,另一方面在講授代表性化合物時可結合典型的、普通人所熟知的中(草)藥來講,同時將該代表性化合物的生物活性與該味藥材的藥理活性相關聯:如講到苷的分類時,醇苷可以紅景天及紅景天苷為例,而酚苷則可以天麻和天麻苷來展開講解。這樣學生既能從宏觀上把握活性天然產物的主要結構類型,又能通過典型藥材及其代表性化合物的重點講解來強化對這類天然化合物結構特點和活性的認知。另外,各類主要結構類型的授課側重點上也應根據授課對象的專業興趣做適當的調整。如糖類化合物(尤其是多糖)近年來研究比較熱,生物專業的學生也常常會碰到相關的內容,因此加大對糖和苷類化合物的授課力度也是非常有必要的。生物專業學生往往在糖化學方面的知識儲備比較薄弱,所以通過這個章節的學習能較系統地掌握單糖的立體化學、糖和苷的分類、糖的物理化學性質及糖鏈的結構鑒定方法等,將為他們以后科研工作中處理相關問題提供必備的知識基礎。又如有些學生對食品科學或藥膳等很感興趣,那么可以在黃酮這一章節通過與日常生活息息相關的實例(如很多蔬菜水果里都富含山萘酚和槲皮素等黃酮類化合物)來對相關知識點進行擴充和詳細講解。
1.3加強典型天然藥物的藥理活性及作用機制的授課
此部分應該是整個教學課案里最難的一部分,需要教師有良好的專業素養和廣博的學科知識,更需要教師在廣泛閱讀相關文獻和教材的基礎上進行提煉、總結,依此來合理組織授課內容。此部分內容可以專題講座的形式開展,以某一藥理活性(如抗腫瘤、抗病毒、抗炎、心腦血管及中樞神經系統相關藥物等)為中心線,圍繞不同靶點,將課程中涉及的重要天然藥物和實際中應用較多的藥物串聯起來講。如介紹抗腫瘤天然藥物時,可重點系統介紹鬼臼毒素類、長春堿類、喜樹堿類和紫杉醇類抗腫瘤藥物的發現、結構改造和近期研究進展,同時穿插介紹近年發展起來的美登堿、冬凌草甲素、combretastatin類以及來源于海洋的天然藥物如Et-743,Eribulin等。授課過程中,注意正確把握點與面的關系,做到以點帶面,串點成線,點面結合。
1.4弱化天然產物結構鑒定的授課
天然產物的結構鑒定本是天然藥物化學課程里最重要的內容之一,是針對藥學專業學生的授課重點和難點。但目前我國高等院校的生物專業往往不開設有機光譜分析方面的課程,如果強行向學生灌輸這些知識勢必收效甚微,甚至嚴重挫傷他們的學習熱情。因此,授課中對這部分知識進行簡單介紹即可,讓學生從宏觀上對天然產物結構鑒定的基本思路有所認識,了解結構解析的基本流程和策略,以后科研或工作中遇到相關問題知道如何去進一步提高或解決。同時在授課中采用生動靈活的語言表達方式,而不是簡單粗暴的灌輸式,將有助于克服學生學習過程中的畏難情緒。
2教學方法探討
相比于授課內容,生動靈巧的授課技巧可能更容易激發學生的學習興趣和熱情。因此,筆者在所授的《天然藥物概論》課程中,也主要從以下三個方面在教學方法上做了很多有益的嘗試。
2.1寓教于樂,引入生活細節
天然藥物化學內容紛繁復雜,課程本身比較枯燥和晦澀難懂。所以如果只是一味平鋪直敘地講授,很容易讓學生感到枯燥乏味。如果能在適當的時機引入一些與天然藥物化學知識息息相關的生活細節,則很容易將枯燥的知識變得有趣,將深奧的知識講得淺顯易懂,激起學生的學習熱情,也因此會對以后的課程有種特別的期待。比如,在講授典型的黃酮醇類結構如山萘酚、槲皮素等化合物時,可穿插這些化合物與人們日常飲食習慣的緊密關系;同時可引入“為什么說女性多飲豆漿可延緩衰老”這一話題,由此引導學生對異黃酮類化合物的基本結構特征及類雌激素作用展開學習;又如,在三萜及其皂苷類這一章,可引入“為什么蘆薈可以美白肌膚”、“為什么很多護膚品及化妝品里含有熊果酸”這些話題,從而導入烏蘇烷型三萜類化合物的學習;在講到木栓烷型三萜時,其代表性藥材是衛矛科植物雷公藤,學生可能不太熟悉,但若將其與中國武俠小說里經常提及的“斷腸草”關聯起來,并闡述其如何由一味毒藥發展成為目前治療類風濕疾病的有效藥物,學生勢必印象更為深刻。再如,在講授生物堿相關知識時,這類例子就更多了,類似嗎啡英文名morphine的來源;為什么說“啞巴吃黃連,有苦說不出”?是因為黃連中含有喹啉類原小檗堿型生物堿;為什么食用發芽的馬鈴薯會中毒?是因為其中一種甾體生物堿類毒性物質———龍葵堿的含量大大增加;三國演義中華佗為關羽“刮骨療毒”到底是何種毒,以及武俠小說中的“情花”毒性又是從何而來等等。通過穿插講授這些生動的生活實例,讓學生了解天然藥物并不只是一個個干燥、抽象、復雜的化學結構,而是與我們的生活息息相關,從而對本課程產生親切感,增強他們對天然藥物化學的學習熱情。
2.2任務驅動教學法
所謂任務驅動法強調在教學活動中以學生為中心,以任務為載體來激發學生的興趣,以項目導向、任務驅動來提高學生分析問題、解決問題的能力。與傳統講授式教學方法相比,更能調動學生的學習興趣和學習能動性,使學生從被動接受變為主動思考、積極參與。如在學期中,安排班級學生2-3人一組,每組選取一種感興趣的傳統藥材(如人參、枸杞等),對其化學成分及藥理活性研究狀況進行文獻調研,然后在課堂上以PPT報告的形式進行交流,同時教師引導學生進行自由討論并適當地予以點評。筆者通過近幾年的實踐發現,通過這樣的任務驅動方式,既加深了學生對這門課程的了解,又有助于培養他們的創新精神和團隊合作意識。一方面,有助于學生加深理解和掌握前面所學天然產物基本結構類型及其生物活性等相關的基礎知識;另一方面,課堂上因為時間有限,所傳授的天然藥物知識有一定的側重點。而通過文獻調研,可以進一步拓寬他們的知識范疇,從而更好地理解這些傳統中藥材的藥用價值和天然藥物的研究意義。如課堂上教師會重點講解青蒿素的結構、發現的時代背景和結構改造等知識,而學生通過資料查閱和文獻調研進一步了解到青蒿和黃花蒿兩種基源植物的差異。更重要的是,從這樣的交流與討論活動中教師可以更直觀地了解到很多學生自身相關信息,如學生主要對天然藥物的哪些方面更有興趣,他們目前階段的知識架構系統的長處與短處,他們對前期教學內容的掌握程度等。在此基礎上,根據學生群體之間的差異,因材施教,對癥下藥,提高教學效果。另外,筆者發現,這種形式的師生交流也具有很好的“教學相長”效果,不但學生有提高,教師也往往能從中學習到很多新的知識,實現“教”和“學”兩方面的相互促進和共同發展??傊?,對于具有惰性的學生而言,任務驅動法不失為一種良策。
2.3中英文專業名詞對照講授
隨著全球化的加速,如何培養具有國際化視野的學生,是當今大學教育最重要的目標之一。因此,除了在授課過程中注重向學生介紹本學科在國際上的前沿信息、國際上天然藥物研發的思路和策略外,也應注重加強學生對英文專業術語的掌握程度,為其將來繼續深造和工作打下良好的基礎。在教學過程中,通過強化中英文專業名詞對照講授,使學生能掌握本領域基礎的專業術語英文,做到可基本無障礙閱讀天然藥物化學領域的英文文獻。其實,本門課程出現的常用專業詞匯中大約有三分之一屬于基礎英語范疇,只是將其應用到了專業領域,而且專業詞匯大多是復合詞,只要學生掌握常見的前綴(如表示數量的mono-,di-,tri-等,表示結構變化的epi-,iso-,ent-等)、后綴(如表示結構特征的-ene,-ol,-one,-olide,-oside等)的含義,并具備一定的英文基礎,學習起來也會比較輕松。在此基礎上,鼓勵學生課外多閱讀本領域的英文文獻,這將有助于他們了解本專業研究領域的學術前沿信息。在條件成熟的情況下,還可以有選擇性地對部分章節開展雙語教學。
3結語
為提高《天然藥物概論》這門特色課程的教學效果,需要教師用清晰嚴密的思路來安排教學內容,突出重點、化繁為簡、以點帶面,盡量講授典型性天然藥物,同時緊密聯系日常生活中與天然藥物相關的知識,并通過任務驅動法等方式,培養學生的興趣,激發他們的學習熱情,以期達到學有所用的教學效果。當然,成功開設這門課程最需要的是教師有豐富的生活經驗,良好的專業素養以及生動靈活的授課技巧等,而這也是青年教師需要不斷歷練和努力的目標。以上是筆者近年在生物技術專業開授《天然藥物概論》課程以來對于授課規劃和授課方式、方法的總結與思考,還有諸多不完善或不妥當之處,于此只是拋磚引玉,與同仁和前輩共同探討,以利于改進教學效果,為我國天然藥物化學領域培養更多、更的學生。
作者:熊娟 胡金鋒 單位:復旦大學藥學院
天然藥物論文:天然藥物化學教學論文
1理論聯系實際,提高學生的學習興趣
在天然藥物化學的教學過程中如何充分激發學生的好奇心,從而培養他們學習該門課程的興趣是十分重要的。作者發現,在對不同章節的講授過程中,在不脫離教學大綱范圍的情況下,有針對性地選取重點、熱點等前沿問題,適當地列舉出相應的實例,能加深學生對相關章節內容的理解和掌握,從而激發學生的求知欲。以講授及時章緒論部分為例,可引入生活當中一些熟悉的例子,讓學生對天然藥物的作用、提取分離的方法等有直觀的認識。以日常使用的化妝品為例,相宜本草潤白滋養面膜中含有當歸提取物,因為當歸水溶液能抑制黑色素形成,具有抗衰老和美容作用,而起這些作用的是其中的維生素、有機酸等有機成分及微量元素;碧歐泉男士熾能醒膚爽膚水中含有人參精華,人參浸出液中的多種皂苷和多糖類成分可達到擴張皮膚毛細血管、增加皮膚營養的功效。再如目前市場上出售的中藥減肥膠囊,大多含有山楂、三七、黨參等中藥提取物,山楂中的黃酮類熊果酸、齊墩果酸等可降低總膽固醇,脂肪酸可促進脂肪氧化;三七中的三七黃酮A、三七氨酸降膽固醇效果顯著。通過這些熟悉的實例,學生探究天然藥物化學的欲望被激發起來,很自然地感受到學習這些知識的必要性和重要性。
2改革教學內容,突出重點和難點
學生在初學天然藥物化學時可能會對該門課程產生繁多、復雜的印象,而實際上該門課程具有極強的規律性。提取分離和結構鑒定是天然藥物化學的核心內容,在授課時針對不同章節著重講授各種類型天然藥物的理化性質、提取分離及結構鑒定的方法,但每一章節的重點和難點又不盡相同。如在講授蒽醌類化合物這一章節時將提取分離作為重點,結構鑒定作為輔助知識來講解;黃酮類化合物在講授時其理化性質、提取分離及結構鑒定均是重點內容,其中結構鑒定更是要作為難點內容來講授,并根據學生學習的情況適當調整課時,學生在掌握并牢記黃酮類化合物氫譜碳譜的特征性數據后結構鑒定就變得非常有規律可循了。
3調整教學方式,培養學生能力
作者發現,天然藥物化學如果采用傳統講授式即“滿堂灌”﹑“填鴨式”的教學方法,以教師為主體,學生往往處于被動接受地位,這種教學方法持續一段時間后學生會變得缺乏獨立思考和積極思維的能力,不僅影響學習的積極性,更加影響教學效果。因此,作者對教學方式不斷進行調整,使教學形式變得靈活多樣,如在講授緒論部分的提取和分離方法時采用多媒體模擬動畫的形式,模擬凝膠色譜的分子篩原理、連續回流提取等,使學生對不同的提取和分離方法的特點有直觀的認識并便于記憶;在講授糖和苷類化合物章節時引入球棍教學模型,讓學生自己動手搭出不同糖類的構型,分析其優勢構象,學生通過對模型的操作,對相關內容有了更加深刻的認識;在講授黃酮類化合物的結構鑒定時給出幾個具體的黃酮類化合物結構和譜圖數據,讓學生進行分組討論,之后每組選出學生代表闡述本組的觀點并進行結構解析,教師進行點評并最終總結,從而加深學生對相關知識的印象;對于某些類型的化合物,其化學位移數據具有很強的規律性,在為學生進行總結歸納的同時也鼓勵學生用自己的方式對這些數據進行總結和記憶,并互相交流經驗,學生通過自己動腦思考,達到了很好的學習效果。
4合理安排實驗,提高教學質量
天然藥物化學是一門實踐應用性很強的專業課程,本院天然藥物化學課程一直采取的是理論課和實驗課同時進行的授課方式。但過去由于課程時間安排得不夠合理,常常會出現某些章節理論課已經結束1個月余才開始進行相關章節實驗或某些章節還未講授理論課就已經開始相關章節的實驗,從而不利于學生對知識的及時理解和吸收。在掌握這一情況后通過多方協調,將理論課和實驗課的內容進行了更加合理的安排。即在講授某章節理論課后給予學生3d左右的時間進一步消化和復習課程內容,之后立即安排相關章節的實驗課,學生在進行實驗的同時很自然地回憶起前3天學到的相關理論知識,這樣更加有利于學生對理論課內容的掌握,從而提高了教學質量。同時,本院不斷增加實驗教學投入,將過去的4人一組的實驗分組方式調整為2人一組,鼓勵各組學生在實驗時進行合理的分工合作,學生動腦思考和動手實踐的機會增加,從而增強了學生動手能力,培養了實踐技能,為今后獨立設計和操作實驗打下了良好基礎。
5提供課外資料,開闊學生眼界
天然藥物化學的學習需要一個講授、消化、吸收的過程,因此,僅靠有限的課堂講授是遠遠不夠的,作者借鑒了其他高校的成功經驗,定期向學生提供課外資料(包括生產實踐資料、科研實踐資料、專業基礎資料等),如為基礎知識相對比較薄弱的學生提供一些內容較容易理解和掌握的藥學期刊,為基礎較好求知欲較強的學生提供一些英文期刊等。同時,為鼓勵學生閱讀課外資料,定期組織學生進行課外資料研討活動。學生通過互相討論從不同國內外期刊上學到的天然藥物化學相關知識,不但補充了課堂內容而且開闊了學生眼界。
6開設相關課程,緊跟學科發展步伐
海洋天然產物化學是研究從海洋生物中提取的有機物質及其分離、提純、性質及利用現代方法光譜技術,化學轉變確定化學結構的一門科學,是近年來發展十分迅猛的一門新興前沿學科,雖然,在天然藥物化學課程里被列為自學內容,但本院專門開設了海洋天然產物化學這門選修課為學生講授其發展及相關知識,使學生的學習水平和思維能力能緊緊跟上學科發展的步伐。此外,考慮到本科生未來的就業及部分本科生繼續攻讀研究生的需要,開設了藥學英語課,為學生介紹化合物英文命名規律、藥學文獻閱讀及翻譯技巧等相關知識;開設了英文文獻檢索選修課,指導學生如何快速、地檢索藥學相關文獻等。天然藥物化學是本校藥學專業學生的必修課程,作者一直將培養學生實際工作能力和解決問題的良好思維能力作為該門課程教學過程中的重要任務。為此,根據教材的不斷更新,結合學院對學生的要求及學生對課程的反饋意見,隨時調整課程的教學方式,嘗試引入理論聯系實際提高學生的學習興趣、改革教學內容突出重點和難點、調整教學方式培養學生能力、合理安排實驗提高教學質量、提供課外資料開闊學生眼界、開設相關課程緊跟學科發展步伐等一系列教學方法,有效提高了學生自主學習的能力,學生學習天然藥物化學的狀態從被動變成主動,達到了理想的學習效果,為其今后從事藥學相關工作打下了堅實基礎。
作者:陳廣通 李建林 宋妍 單位:南通大學藥學院
天然藥物論文:天然藥物化學實驗教學改革研究
天然藥物化學實驗課是藥學和藥物制劑專業的必修課,是運用現代科學理論與方法研究天然藥物中化學成分的實踐性學科,是天然藥物化學課程中重要的、必不可少的組成部分.天然藥物化學實驗課教學的主要目的是通過實驗檢驗課堂上所學的理論知識、加深對理論知識的理解[1].實驗內容主要是根據天然藥物化學成分(生物活性成分或藥效成分)的結構特點及物理化學性質,采用不同的提取方法進行提取分離,對所得成分進行定性鑒別及結構鑒定等[2].目前如何使學生真正掌握天然藥物化學實驗原理,解決實際問題,是老師們一直探索的課題.延邊大學藥學院通過優化實驗教學內容、改革教學方法與手段及實施多元考核方法對天然藥物化學實驗課的教學方法及內容進行了實踐性探索,取得了較好的教學效果.
1優化實驗教學內容
天然藥物化學實驗是基礎與實踐相結合的課程,應重視基礎知識.延邊大學藥學實驗教學中心選擇了具有代表性的4個實驗,即硅膠柱色譜分離技術,槐花米中蕓香苷的提取、分離精制和鑒定,虎杖中游離羥基蒽醌類的提取、分離和檢識,黃騰中掌葉防己堿的提取、氫化和鑒定.通過上述實驗教學使學生在較少的實驗學時內掌握天然藥物中典型化學成分的常用提取方法及分離和精制技術,訓練學生的柱層析、薄層層析、紙層析3種色譜法的操作方法及檢識等操作技術.重點講解實驗中的基本概念、基本原理、基本方法及基本操作,在實驗設備方面,搭配設備圖和操作規程采用多媒體方式進行教學.
2改革教學方法與手段
2.1優化實驗教學方法
實驗教學中調動學生學習的積極性和主動性是關鍵.延邊大學藥學院天然藥物化學實驗教學摒棄了刻板的程序化教學方式和注入式、封閉式的教學方法,通過設計教學目的、教學內容和操作步驟,推行啟發式、研究式、開放式教學模式.實驗過程中,以學生獨立操作為主,提倡自主學習、合作學習、探究學習,充分發揮學生在實驗教學中的主體作用.對于驗證性實驗,要求學生提前預習實驗理論,寫出詳細的預習報告,讓學生帶著問題進行實驗,培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力;對于綜合設計性和研究創新性實驗,要求學生在教師的指導下,學習相關理論知識,自行查閱文獻,設計實驗方案,準備試難材料,配制藥液,調試儀器,分析實驗數據,討論實驗結果,培養學生創新能力和獨立開展科研工作的能力.
2.2采用類比法教學
類比法教學是將未知的研究對象與已學過的研究對象進行比較,從實驗中找出相同點或類似點,如在槐花米蕓香苷的提取實驗中,采用堿性水作為溶劑進行提取,在虎杖大黃素的提取和黃騰掌葉防己堿的提取實驗中分別采用乙醇回流提取法和滲濾法.對上述有效成分的精制均采用了不同的純化方法,采用3種不同的提取及精制方法的原理與植物中有效成分的化學結構密切相關,學生明確有效成分的類型及結構特點,就可通過相似相溶的原則,有效地選擇提取及純化方法.在實驗教學中采用類比法對未知內容用已知內容進行推斷,對不同內容進行對比講解,提高學生分析問題的能力.
2.3采用先進的實驗教學手段,規范實驗操作技能
改革傳統的實驗教學手段,以信息化帶動實驗教學手段的現代化,提高實踐教學的直觀性、可學性和有效性,使復雜問題簡單化,微觀問題宏觀化,抽象問題形象化.精心選編各種文字、聲像的電子實驗教案及課件,廣泛使用計算機輔助教學、多媒體教學等現代教學手段[3].采用多媒體教學將中藥材的植物圖像及藥用部位的照片形象直觀地展現在學生面前;借助多媒體技術對儀器原理和實驗過程進行仿真模擬,展現各種儀器結構,動態演示提取分離、結構鑒定過程;采用錄像方式錄制真人演示的儀器操作規程及注意事項.實踐結果表明,采用多媒體規范實驗基本操作和技能,可強化學生的感性認識.如在藥廠生產工藝的講授過程中,讓學生在虛擬、仿真、模擬環境中實現操作,促進虛擬、仿真、模擬實驗與傳統實驗的有機結合;構建開放式的實驗教學平臺,讓學生根據自己的需要選擇實驗項目、實驗時間和儀器設備等,加大實驗室在時空、項目內容、方法上的進一步開放.規范化的操作糾正了學生可能出現的錯誤,培養了學生嚴謹的科學態度和良好的實驗室工作作風.近年來的教學實踐證明,天然藥物化學實驗課程根據教學內容所采用的多種教學方法提高了教學效果.
2.4開設討論課,增加課程小測驗
天然藥物化學實驗是藥學類專業學生的必修課程,是自然科學向工程科學過渡的課程,涉及面廣,內容繁瑣,不易理解掌握,為提高學生學習興趣及理解能力,實驗教學中增設了討論課及小測驗.討論內容以總結實驗內容為主,加強了對基本原理的理解,利用原理分析實際問題.注意原理和實驗操作的微小差別,教師從不同角度引導學生,使學生對問題有清晰、的理解.小測驗在每個實驗結束后進行,以對實驗進行復結.小測驗題型以選擇題為主,適當增加客觀題,選擇題主要涉及實驗原理和實驗操作過程中的注意事項,教材中的思考題可留做作業寫在實驗報告書上.開設討論課及增加小測驗培養了學生獨立思考、分析及解決問題的能力,增加了學生對新知識的吸收,且使教師為準備討論課及小測驗內容而亦更加鉆研備課.
3實施多元考核方法
實驗考核是督促學生學習的手段,是檢驗學生掌握所學知識和實驗技能的方法,亦是培養學生良好實驗習慣、激發學生學習熱情的有效措施.以往對天然藥物化學實驗課程的考核主要以實驗報告為主,學生實驗前不預習、實驗過程不認真、實驗后抄襲實驗報告的現象比較突出.為了改變這一局面,延邊大學藥學院在天然藥物化學在實驗教學的考核中,采用了平時評價與期末考試成績并舉,操作技能、創新能力與綜合能力并重,過程評價與實驗結果結合的實驗考核體系.成績包括出勤率、實驗預習、平時課堂回答問題情況、實驗操作與實驗結果、實驗報告與實結等,每次實驗單獨記分,采用權重法計算成績.期末考試采用實際操作等方式或以閉卷方式對所學的實驗相關內容進行考核.實踐結果表明,改革實驗課考核評價體系增強了學生的學習責任感,使學生的學習主動性提高,強化了學生的操作能力和提出問題及解決問題的能力,促進了學生知識、技能和創新意識的發展.
4結語
天然藥物化學是一門實踐性較強的學科,延邊大學藥學院天然藥物化學實驗教學注重學生基本實驗操作技能與綜合創新能力的培養.在實驗教學中既強調了基礎理論知識及基本操作技能,又給學生提供了有利于激發學習興趣、能夠自主思考、發揮想象力的空間.
天然藥物論文:天然藥物化學的分類教學分析
摘要:天然藥物化學成分的結構特征和分類是天然藥物化學課程教學中的重要內容之一。天然藥物化學成分的結構類型繁多,掌握不易。通過探索結構教學方法,把復雜和呆板的內容簡單化、趣味化,同時讓結構和分類的學習變得充滿奧妙和樂趣。
關鍵詞:天然藥物化學;結構識別;教學方法
根據結構決定化合物的理化性質,而理化性質又決定化合物的提取分離方法,提取分離的結果又需要闡明其化學結構,從這一關系來看,對有效成分結構特征的掌握是本課程的一項基本要求。因此,如何搞好天然藥物化學結構和分類的教學也成為一項重要的教學研究內容。
一、掌握結構識別的一般思路和分類規律
天然藥物成分的一級結構一般以基本母核分類,二級結構一般以取代基而分類。講解結構分類時,務必先交代清楚分類依據,再講具體類型,以此較大限度地避免學生對結構產生混淆。1.明確化合物定義天然藥物化學成分按照其結構類型的不同分為糖及其苷、苯丙素類、醌類、黃酮類、萜類和揮發油、三萜及其苷類、甾體及其苷類、生物堿等八大類,除萜類化合物是直接根據生源途徑定義的外,大多數天然藥物化學成分根據其母核結構來定義,如香豆素的苯駢α-吡喃酮結構,黃酮的2-苯基色原酮,醌類化合物的醌式結構,甾體化合物的環戊烷駢多氫菲。所以,掌握每一類化合物的定義對識別天然藥物化學成分的類型有重要意義。2.注意分類依據的不同如烏頭堿、紫杉醇即屬于生物堿又屬于萜類,這種情況在其他某些類型的化合物中與萜類有交叉的現象。再如三萜、甾體皂苷、強心苷三類化合物,有些教材將其分入皂苷類和強心苷類兩章中,而亦有將其分入三萜及其苷、甾體及其苷兩章中的。這就是分類依據不同造成的差異,甾體皂苷從理化性質上其水溶液與三萜皂苷有相似的起泡性,因此都屬于皂苷類。3.二級結構掌握分類規律,化繁為簡以黃酮為例,黃酮的二級結構類型可分為14小類,各種黃酮二級結構的區別就在于吡喃酮環的變化:B環苯基取代位置在2位或3位上為黃酮或異黃酮;吡喃酮環若開環則為查耳酮;變成5元環則為橙酮;吡喃酮環的2,3雙鍵變單鍵則為二氫類的黃酮;吡喃酮環3位有羥基的為黃酮醇,4位羰基消失的是黃烷或花色素??此茝碗s的黃酮二級結構分類,只要弄清了它們的分類依據,問題就變得簡單了。
二、具體方法及應用
1.骨架特征識別法不同的天然藥物化學成分在植物體內具有共同的前體物質,經由不同的生源途徑合成而來,因而同一類型化合物往往具有共同的骨架結構。骨架特征的識別對判斷化合物結構類型非常有用,筆者總結了基本化合物的類型,并編寫了識別歌訣:結構先看糖苷環,看糖區分糖、苷元;看環辨別氮、氧、碳;氮雜環,生物堿;氧雜環:鄰香對黃C63;碳環四大類:醌丙菲萜隨;環下三甲甾萜辨,同有多氫菲骨架;萜類骨架無特征,C5H8是通式。2.排除判斷法天然藥物化學成分中只有生物堿含氮原子,因此判斷生物堿類化合物最簡單的方法,就是看是否含氮;如果某個化合物,結構中不含氮,那么可以肯定此化合物不是生物堿。因此當一個化合物較難劃歸結構類型時,不妨使用排除法,通過骨架特征一一排除后,剩下的一般就是萜類化合物了。3.數碳法同有多氫菲結構的幾類多環苷類化合物,如三萜皂苷、甾體皂苷、強心苷,有學生反映容易弄混,這幾類的辨別不妨數一下苷元部分的原子。三萜皂苷的苷元屬于萜類化合物,當然是30個碳原子,甾體皂苷的苷元為27個碳原子,甲型強心苷23個碳,乙型強心苷24個碳。此方法對于萜類化合的二級結構判斷同樣適用。4.形象記憶法將抽象的化學結構與漢字形象相結合,可以使學生對化學結構的記憶變得容易和生動。如甾體化合物的“甾”字就是一個象形文字,很形象地表現了這類化合物的化學結構。甾體結構講述時不妨先對學生提問:甾體基本結構特征是什么?結構中有幾環幾側鏈?然后教師對“甾”字形進行“說文解字”“甾”上下結構,下為田,分四塊,即含4個稠環(環戊烷駢多氫菲)。上為“巛”像田里長出的三株植物,結構上寓意甾體上連有3個支鏈取代(10、13位各有1個角甲基,17位有側鏈)。再由“甾”字字形,編出順口溜:四環三側鏈,多氫菲駢環戊烷;山窩窩里兩根蔥,高山頂上一棵松;10、13,加17,步步登高去山峰。5.口訣記憶法口訣突出的特點:可將雜亂無章的知識,通過字、詞、數、字母等少量文字,概括出大量內容,進行組合編串,使之韻律化和意義化,應用時再經過聯想、展開,使知識再現。實踐證明,在天然藥物化學結構的識別和分類中,口訣是一種行之有效的教學方法。下面僅舉幾例,供大家參考。(1)生物堿的分類口訣“氮雜環類生物堿,吡莨喹哚有機胺”。生物堿一般為含氮雜環類化合物,其二級結構的類型主要包括:吡啶類、莨菪烷類、異喹啉類、吲哚類,及有機胺類等。(2)甾體類化合物的類型及區別口訣強心苷:四環三側鏈,17內酯環;甲型5元乙6元。甾體皂苷:四環三側鏈,17變螺環;異螺25平伏D,螺甾烷醇L站。甾體類化合物包括強心苷和甾體皂苷。結構的共同點都具有四個環和三側鏈的取代。兩者區別在17位取代類型的不同,強心苷17位取代基為內酯環,其中五元內酯環的為甲型強心苷,六元內酯環的為乙型強心苷。而甾體皂苷的17位接的是螺環,二級結構看25位取代基的構型,直立鍵(L型)為螺烷醇型,平伏鍵(D型)為異螺烷醇型。(3)三萜及其苷的區別口訣四環三萜:“側鏈同甾羊毛脂,碳8取代達瑪烷”。五環三萜:“偕二齊墩鄰烏蘇,五元羽扇有天線”。四環三萜中10、13、17有側鏈取代的為羊毛脂烷,而13的甲基移位到8位上時為達瑪烷型。五環三萜中20位有偕二甲基的是齊墩果烷型,29和30有鄰二甲基的是烏蘇烷型,羽扇豆烷型E環是五元環19位有一異丙基,就好像插了一根天線。(4)環烯醚萜特征的概括口訣“五六1、4、8,1位羥基掛;環烯醚萜樣樣有,找啥就有啥;7、8容易斷,裂環開了花;裂環內酯多,另有4去甲”。指環烯醚萜由五元環和六元環駢合而成,其中1、4、8有取代基,1位常為羥基取代。第二句話形容環烯醚萜結構包含了環狀結構、雙鍵、醚氧原子等。第三句說7、8位碳碳鍵容易斷裂,開裂后叫裂環環烯醚萜。一句說的是環烯醚萜的其他一些類型,如開裂后7位與4位??s合成內酯,4位的甲基也可降解脫掉。好的教學方法總在實踐中摸索和總結出來。不同方法對學生學習效果的促進作用也因人而異,上述方法只是筆者在教學實踐中的一些總結,具體適用與否,還需廣大師生親自實踐。
天然藥物論文:天然藥物化學教學評價的應用
[摘要]以天然藥物化學課程為研究主體,對期末考試成績作為大學生學習能力評價的傳統模式進行改革,探索過程性評價教學考核方式的組成及效果,實踐表明該評價考核方式改變了教學從教師為主向以學生為主的模式轉變,有助于教師及時了解學生學習情況,提高了學生自我學習、分析解決問題的能力,推動學生對專業知識的需求動力,增強了專業思維能力和創新意識,適應新形勢下的高等教育模式。
[關鍵詞]過程性評價;天然藥物化學;應用
長期以來,我國高等院校學生的學習成績以期末考試成績為主,參考平時成績如考勤、提問、實驗報告等教學環節的考核共同形成或者僅以期末考試成績作為考核指標[1]。以及時方式為考核指標的不同課程,期末考試成績與平時成績之比多為7∶3或8∶2[2]。由此可以看出,目前我國高等教育評價一個學生能力的高低,仍多以終結性考核成績為主[3-4]。這種傳統的考核評價方式,課堂上主要以教師為主體講授課程,學生被動聽講,沒有參與到知識的教授中,無法主動探究知識點的來龍去脈,易造成學生突擊應考,臨時記憶,只關注結果,對于有的學生來講,學習成為一種短期行為,臨近期末考試,很多學校圖書館均出現凌晨排隊,甚至是學生通宵熬夜背書的現象[5-7]。作為終結性評價的對立面,過程性評價日益受到人們的關注,這也是實施“素質教育”的必然需求。過程性評價是在教學活動中對學生學習的各類信息加以即時、動態的解釋,以揭示、判斷和生成教學價值的活動。從評價的價值取向來看,過程性評價是以優化學習過程、提高學習效果、促進個體生命發展為目的的評價活動;從評價對象看,學習過程中的知識構建、能力發展、學習動機激發、學習策略運用以及情感態度形成等過程性因素都應納入評價的范圍;從評價效果來看,過程性評價既要實現學生學習動機的激發和學習方式、學習效果的優化,也要促進教師的教學反思與教學方式的改進,實現教學效果的優化。過程性評價改變了教師為主要授課主體的模式,以學生為主體,關注學生學習過程,挖掘學生學習潛力,發展學生學習能力的可持續性評價,具有內容、反饋及時等優點[8-10]。從2010年起,作者一直對本科教學模式進行研究[11-12],已經在河南大學的中藥學專業構建了“產學研”互動模式[13-16],并嘗試對天然藥物化學這一高等醫藥院校藥學專業的必修課進行了過程性評價體系模式的探索。為突出對學生綜合能力與素質的培養,適應藥學領域發展的需求,根據天然藥物化學的學科特點,作者采用了以下幾項措施進行過程性評價的探索,收到了良好的效果。
1評價指標體系的組成
天然藥物化學課程成績評價分為過程性成績、終結性成績和平時成績3部分,總成績按照過程性成績∶終結性成績∶平時成績(6∶3∶1)的比例進行分配。過程性成績評價是在學生學習過程中進行的成績評價;終結性成績指的是在活動后為判斷其效果而進行的成績評價;平時成績主要包括考勤。過程性成績評價的主要目的是及時了解給定的學習任務被掌握的程度,幫助學生和老師把注意力集中在進一步提高學習效果方面,是對學生的學習過程進行的評價。過程性成績評價的指標分為課堂提問(10%)、角色轉換(30%)、實驗與實踐成績(20%)、課堂測試(20%)和互動教學(20%)。
2應用
2.1對象河南大學2007級、2008級、2009級、2010級、2011級和2012級中藥學專業的學生,學時數為54學時的理論教學。2.2應用2.2.1過程性成績2.2.1.1課堂提問每節課前回顧上次課的內容,對需要掌握的知識點對5~7名學生進行快速問答,用時在5~7min,根據同學回答的情況判斷對已學知識的掌握程度,有針對性地重點復習,再次加深學生對重要知識點的理解和掌握。在講述新課內容時,針對本次課教授內容涉及已經學過課程知識點對3~5名學生進行提問,并引導學生將二者知識點融匯貫通?;卮鸾Y果作為學生的課堂問答成績,分為A、B兩檔記冊。成績評分等級為A,即能掌握知識點,思路清晰,語言流暢,不扣分;為B則未掌握知識點,扣1分。該項成績低于5分的按不及格處理。課堂提問是了解學生對已學知識掌握程度的重要手段,也是引導學生將每門課程中相通知識點融會貫通的重要途徑,有助于學生分析解決問題能力和專業思維方式的提高,改變了學生單純聽課的模式,讓他們在課堂上隨時保持著學習的壓力,集中精力跟隨教師的知識點進行思考,將以往的被動學習變為主動思維,強化了教學效果。2.2.1.2角色轉換課堂教學過程中,根據每節課程的重要知識點,整理成若干個問題,引導學生參與知識的發生過程。要求學生通過查閱文獻資料,綜合分析后整理成自己的認識,制作成PPT,并鼓勵學生走上講臺與其他同學共同分享自己的認知過程,有利于培養學生的主動性,推動學生對專業知識需求及創新意識。依據以上目的,教師組織設計與生活息息相關的天然藥物化學專題討論,按照班級人數分成平均6人一組,平均每班設置6~8組,并給出6~8個主題,每個月及時次課程時在網絡教學平臺給出本月課程討論題目,設置5min。每組1名主講學生,教師和其他同學共同“聽課”、“評課”。角色互換是一種高級的學習活動,學生需要預習、查閱文獻、綜合分析、歸納整理和必要的領域前沿閱讀,同時主講的學生要具備良好的心理素質、高度的概括能力和規范的表達能力。在“備課”的過程中學習文獻查閱技巧,培養協作溝通能力,經歷由感性到理性,由已知到未知,能逐步將知識內化為自己頭腦中的認知結構。前期課堂實踐證明,這不僅有利于知識的鞏固深化,也有利于促進知識的遷移,從而發展學生的智能,使其充分感受到探索和成功的樂趣,達到高效學習的目的。我們利用每次課10min,每學期共18周,足夠保障每個同學有5min的鍛煉機會。課堂講授根據每組學生講授的條理性、正確性及其表達能力,自評和組間互評相結合,最終成績由教師評價(80%)和學生互評(20%)組成。2.2.1.3實驗或實踐成績天然藥物化學是一門實踐性很強的基礎學科,主要是運用現代科技理論和方法,來研究和探索天然藥物中所含有各類化學成分的結構特點、理化性質、提取分離、精制純化、鑒定檢識、操作技術及實際方法的運用,是中藥學教育中一門重要的必修課[17]。實驗教學對鞏固和加深理解天然藥物化學的理論知識,加強學生動手能力以及分析解決實際問題的能力具有重要作用,也是繼承和弘揚祖國醫藥學事業、實現中藥現代化的實踐基礎[18]。在突出基本理論、基本操作的基礎上選擇實驗內容,滿足學生對理論課所學知識進行實驗探究的需求;強化基本技能訓練、提高學生綜合素質及對知識的綜合運用能力。實驗課成績主要依據是實驗課堂考勤(20%)、實驗操作規范性程度(30%),實驗報告(50%),總評計入期終天然藥物化學實驗課成績。2.2.1.4課堂測試每學期設計4次隨堂即時檢測,每次3題,題型為論述分析、實驗設計等綜合性題目,測試學生對知識的綜合理解能力和掌握程度。測試中,學生可以依據自己的能力,任選其中1題進行測試,30min。通過測試,可真實了解學生對知識的掌握程度和理解的偏差,以便教師及時查漏補缺,及時調整自己的教學方法和手段。2.2.1.5互動測評建立天然產物貼吧,師生可在開放的網絡空間對自己課堂上的疑惑、問題、綜合知識和教師授課方式中存在的問題進行交流;并通過貼吧及時公布課程討論、復習要點、文獻傳遞和授課改進,要求學生隨時通過手機瀏覽貼吧,參與問題的答疑,及時提交貼吧上的作業。根據學生的互動頻率和參與課題討論的積極性來給予一定的分數。2.2.2終結性成績天然藥物化學課程卷面考核方式服務于學生應用能力的培養,采取多題量選答模式。涵蓋學科發展的前沿、社會關注的學科要聞、科學論壇上的學科熱點[19-21]。無需設標準答案和結論。教師評判時,不以結論為標準,而是從學生提出的論點和自我陳述中分析評價其對知識的掌握和理解程度,充分肯定具有創造性思維的答案。這種考核方式促使學生主動收集資料,積極思考問題,有效檢查學生的記憶能力、聯想能力、分析能力、創造能力和評價能力。比如“論述銀杏葉提取物事件的經濟、技術和市場影響因素,藥學研究人員如何看待此事件(從專業層次分析,不要網絡搜索)”、“如何解決紅豆杉資源與紫杉醇需求的矛盾(從市場需求和生物技術領域分析討論)”、“從屠呦呦獲諾貝爾獎看我國天然藥物化學科學的發展”等與天然藥物化學知識點相關的內容都可以在終結性考試中出現,其考核的目的也是過程性評價中分析解決問題,專業思維、歸納總結和專業判斷能力的綜合體現。2.2.3平時成績學生應積極主動地參與理論課程的各個學習環節,平時成績以考勤結果作為指標,無故缺勤者,每缺勤1次扣2分,3次及以上缺勤按不及格處理,缺勤5次及以上者取消考試資格。
3結果
從2010年開始,筆者不斷地完善天然藥物化學過程性評價內容和方式,在河南大學中藥學專業連續試運行了5屆學生,通過網絡互動、課間咨詢、期末總結報告和參與過程性評價學生的自我陳述,過程性成績的評價模式不僅增加了知識點的涵蓋面,也在很大程度上提高了學生的綜合能力,由原先的被動接受變為現在的主動思考、主動去解決實際問題,提高了學生的綜合素質,樂于被學生認可。由于教學過程的一個又一個環節,改變了以往學生聽課的注意力不集中、思維散漫和重點不突出等缺陷,同時在此過程中,授課教師可及時掌握學生的學習狀態,及時調整教學內容;學生在講解的過程中提出的一些問題引導教師進一步查閱資料,將學科前沿的情況在授課過程中有所滲透,以達到“教學相長”。
4問題
在對天然藥物化學進行過程性評價的過程中,雖很有成效,但也存在一些問題。小班級人數在40人以內授課,教學效果和互動以及評價成績都很好,如果是多達100人以上的大班級授課,每個學生的理解能力和程度不同,考核過程中需要考察每個學生的學習情況,需要教師批閱大量的試卷進行總結分析,需要統計每一個學生的每一項成績,工作量比較大,難以長時間堅持。在這種教學模式的探索中,筆者根據自己的經驗不斷向學院、學校教務部門反饋信息,爭取得到政策上的支持,并在授課過程中無法改變的大班教學中推行分小班討論,加強過程性評價的覆蓋范圍,達到提高教學質量的目的,實現提高學生自我學習、分析解決問題的能力,推動學生對專業知識的需求動力,增強了專業思維能力和創新意識。
作者:康文藝 王金梅 陳寅生 魏金鳳 郭秀春 李昌勤 單位:河南大學中藥研究所