时间:2024-01-03 14:38:32
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇药理学研究方法,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
[关键词] 高职 药理学 教学方法 改革探讨
药理学是一门研究药物与机体之间相互作用规律的一门科学,也是药学与医学之间的桥梁和纽带。学生通过学习和掌握药理学的基本理论、基本知识和基本技能,指导临床合理用药,开发新药和老药新用途,并为制药工程的发展提供理论依据。学习药理学的主要目的是使学生理解药物的作用、作用机制、临床应用以及不良反应,掌握药物的有效性、安全性及应用合理性。
药理学内容繁多复杂,理论抽象枯燥,学生不易理解,同时传统的药理学教学只是单一的课堂讲授, 同时传统的药理学教学只是单一的课堂讲授,教师通过语言、文字等向学生传达信息、面授知识,这种教学方法单调、乏味、空洞,学生死记硬背、生搬硬套、负担沉重,处于被动状态。由于药理学是高速发展的学科之一,新的药物不断出现,新的理论和治疗方法不断出现,加之药名繁多,且不易记忆。因此如何使学生变被动吸取知识为主动学习知识,引导和培养学生的获取和归纳药理知识,灵活运用药理知识的能力,是药理学教学改革的重点,对培养高素质制药人才具有重要意义。
1 理论教学方法改革
合理地使用多种教学方法。一般采用多媒体教学课件结合板书,以系统性讲授为主,引导学生全面了解、把握药理学基本知识、基本理论、基本方法;在课堂授课过程中,贯穿启发式教学理念,不断提出能促进学生思考引起学生重视的问题,激发学生的学习兴趣,加深学生的所学内容的理解,并提高学生的科学素养。为了提高学生学习的积极性,如果条件可以,适当制作些简单的动画,使药物作用机制的抽象内容变得生动形象,易于学生接受。
同时,为培养学生积极主动地学习知识,归纳知识和灵活运用知识的能力,还可以开展“问题式学习”的教学模式。由一名教师指导10-20名学生,针对典型病例和药理学习中的疑难问题组织讨论。上课90分钟内,前20分钟,教师做好课题内容介绍,并准备好有针对性的思考问题,经过10分钟思考准备,学生按照小组为单位发言(大概40分钟),其间老师作必要的引导和补充,最后20分钟教师对每个发言进行总结、点评[1]。该教学模式既调动了学生的学习积极性,促进了基本理论和基本知识的学习,同时充分发挥学生的主体性,增强学生自学能力、分析和解决问题的能力,以及团队合作精神。
2 实践教学改革
药理学实验课中不乏经典实验,对这部分实验内容实验目的要明确,教师所提出的问题应该是启发式的,同时切忌包办所有“问题”的设定,应该鼓励学生在分析教师设定的问题情景的基础上提出问题,并在教师的帮助下完成问题的解答,当然,问题的提出都应该围绕实验目的来完成。在实验结果的分析方面,应指导学生查阅相关文献和资料,鼓励学生大胆提出自己的看法。当然,药理学实验教学最好采用先进的生理药理实验微机教学系统,实现实验参数的统一性, 实验结果的平行性, 同时规范了学生的实验操作,实验结果随时可以存盘、读取和打印, 提高实验教学质量和安全性,提高学生对实验的兴趣。
3 教学手段改革
在科技高度发展的今天,教学手段日新月异。现在,我们基本停用了板书、挂图等手段,而以多媒体课件为主要手段进行教学,看标本、看录像、看临床上常用代表药物药品说明书等方法帮助学生更加了解药理学专业知识,掌握扎实的药理学知识,提高学习成绩,收到非常好的教学效果,也受到同学们的好评。对重要的的概念和代表药以教师讲授为主,尽可能讲深、讲透;对其它同类药的特点让学生讨论并列表比较或自学,删去教材中临床已很少使用的药物,增加部分教材中没有而临床常用的新药。注意调动学生学习积极性,指定自学参考书并布置一些课后思考题,督促学生进行自主学习。定期开展形成性评价,如提问、小测验、批改作业和实验报告等。
多媒体辅助教学能够充分利用色彩、动画、声音、图形等形式,以直观、新颖、活动的图像和画面展示教学内容。这种信息的表达形式具有很强的吸引力,可以让学生通过多个感觉器官来获取信息,最大限度地接收信息。药理学需要背诵记忆、抽象理解的内容很多,在学习过程中会显得枯燥乏味而导致厌学情绪。多媒体教学的优点是可以将动态影像、图片色彩、文字声音等各种信息紧密地结合在一起,提供图文并茂、声像俱佳、动静结合、新颖逼真的教学内容。特别是利用多媒体造成的视觉、听觉刺激,充分调动了学生学习的主动性,大大激发了学生的学习兴趣。例如通过观看具体药物口服的吸收过程,使学生非常形象地掌握了何谓“首关消除”以及首关消除显著的药物可以采用舌下含服的给药途径等比较抽象的概念,这样不仅加深了学生对所学知识的理解与记忆,也有助于知识要点的记忆保持,同时也可节约教师在传统教学模式中板书绘图的时间。另外,通过多媒体教学还可以展现板书教学无法演示的宏观和微观世界,使学生能更好地掌握教学内容。例如在讲授“抗心律失常药物”时,教师一般先要复习生理学中心脏电生理的有关内容,并讲解心律失常发生的机制,因为这些往往都是学生学习的难点[2]。可以采用多媒体教学,利用动画,通过直观的心肌电生理图像的展示和动态对比,引导学生比较、总结,这样可以使学生高效而牢固的掌握知识,同时多方面提高学生能力。利用多媒体技术信息量大、多渠道的特点,可以扩大课时容量,丰富教学内容。
4 考试方式的改革
考试是检查学生学习成果和教师教学效果的重要方式,是学生学习成绩的阶段性、总结性的检查与评定。药理学理论考试应做好有目的的要求,对于高职制药专业学生,偏向使用开卷考试的形式,考试内容要偏向于新药知识或药物新的使用方法等,让学生掌握今后制药发展的趋势。实践考试要求学生掌握基本的药理实验技术。改革考试题型,部分题型参照执业医师、药师、公共卫生医师等资格考试题型。及时更新试题库,考前自动组卷,实行教考分离。
参 考 文 献
关键词:血清药理学;肿瘤;细胞凋亡; 三磷酸腺苷酶;葡萄糖-6-磷酸酶
中图分类号:R285.5文献标识码:A
文章编号:1673-7717(2008)05-1108-02
Research Application of Blood Serum Pharmacology Method on Induction of Tumor Cell Apoptosisand Lowering of Enzyme Activity
CAI Shuo1,LIU Shan2,ZHANG Lihong1, Jin Chunfeng1, Liu Chunying1
(Liaoning University of TCM,Shenyang 110032,Liaoning China;2.Fourth People's Hospital of Shenyang,Shenyang 110032,Liaoning,China)
Abstract:Objective:To explore the application of blood serum pharmacology method in the research of inducing cell apoptosis and reducing the enzyme activity. Methods:Using Chinese native medicine serology method of treating the liver cancer, stomach cancer, lung cancer, big cancer of theintestines to discuss the effect of inducing tumor cell apoptosis, reducing the enzyme activity of ATP (Mg2+ - ATPase) and the glucose -6-phosphatase (G-6-Pase) of tumor cell. Results:①Four kind of different compound Chinese medicical blood serum all can induce the cell apoptosis of corresponding liver cancer cell lines ,A549 human lung cancer cell lines, CCL229 human colorectal carcinoma cell lines and cell line SGC7901. ②The activity of ATP and Glucose -6- phosphatase in tumor cell is decreased .Conclusion:The research application of blood serum pharmacology method on the induction of tumor cell apoptosis and the lowering of enzyme activity has the stability and the credibility.
Keywords:blood serum pharmacology;tumor;cell apoptosis;Mg2+-ATPase;glucose-6-phosphatase
20世纪80年代中期,日本学者Iwama H等率先提出“血清药理学方法”。此法是先给动物灌胃给中药,一定时间后再采集、分离其血清,并用此含药血清进行体外实验[1]。血清药理学方法已被广泛用于中医药作用机制的研究,研究层面已涉及到细胞增殖、分化、凋亡与细胞周期的调节以及基因表达等方面。本研究采用治疗胃癌、肝癌、肺癌、大肠癌等中药血清学方法,深入探讨其诱导肿瘤细胞凋亡、降低肿瘤细胞三磷酸腺苷酶(Mg2+―ATPase)与葡萄糖-6-磷酸酶(G-6-Pase)酶活性作用。
1 实验方法
1.1细胞培养主要试剂 抗肝癌、胃癌、肺癌、大肠癌等不同中药复方中的中药,均由辽宁中医药大学第一附属医院提供。
1.2中药制剂制备 将3个不同中药复方组成后传统煎制:中药清水浸泡2h,煮沸后文火煎15min,纱布过滤取汁,药渣加水再煎20min,两次药汁混合,浓缩为100%。
1.3药物血清制备 动物:SD大鼠由辽宁中医药大学实验动物中心提供。30只SD大鼠随即分为3组,即中药组10只,化疗组10只,对照组10只。实验前禁食12h,采用2次给药方法(第1次给药2h后重复等量给药1次),每100g大鼠灌胃中药制剂1mL,2次/日连续灌胃3天。化疗组、对照组生理盐水等量灌胃3天。分别在末次给药后1、2、3h采血,戊巴比妥钠麻醉,无菌条件下,下腔静脉取血,静置4h,4℃,3000r/min 20min离心,分离血清,同种条件药物血清混匀,过滤,56℃30min灭活,-20℃保存,备用。
血清分组:中药血清组(中药组)、化疗血清组(西药顺铂-DDP组)、对照血清组(对照组)。(1)中药血清组:临用前将中药组大鼠血清加入PRMI1640培养液,浓度分别为5%、10%、20%。(2)化疗血清组:用含10%化疗组大鼠血清PRMI1640培养液,DDP的终浓度为5%、10%、20%。(3)对照血清组:大鼠血清中加入PRMI1640培养液,终浓度为5%、10%、20%。
1.4细胞株 肝癌细胞株、SGC7901胃癌细胞株、细胞株 A549人肺癌细胞株和CCL229人大肠癌细胞株和均由中国医科大学生物教研室卫生部重点实验室提供。
2细胞培养
将细胞从冻存于液氮中的安瓶取出,放入37~40℃水浴中1min内融化,无菌条件下打开安瓶,接种于2只无菌培养瓶中。加入10%小牛血清PRMI1640培养液,在5%CO2,37℃条件下CO2培养箱中培养,倒置显微镜下动态观察细胞形态,24h后见细胞贴壁生长状态良好,弃培养液,分别加入各组血清,继续培养。
3标本制备
3.1细胞凋亡 生长在培养瓶内的贴壁细胞用2.5%戊二醛4℃原位固定2h,用橡皮铲刮下细胞,转至离心管内,低温高速离心机2000r/min,15min,琼脂处理成块,PBS冲洗,1%锷酸(OsO4)后固定1.5h,梯度乙醇、丙酮脱水,Epon812树脂包埋,超薄切片机(LKB-V)切片,醋酸铀和柠檬酸铅双重染色,透射电镜(JEM-1200)观察、摄片。
3.2酶细胞化学 取出培养皿中的载片,PBS冲洗,2%多聚甲醛固定30min,8%蔗糖脱水,3次×30min,分别加入Mg2+-ATP酶和G-6-P酶孵育液,37℃孵育45min,双蒸水冲洗,2min×3次,2%硫化铵成色,2min,双蒸水冲洗,2min×3次,梯度乙醇脱水各10min,甘油明胶封片,普通光镜下观察、拍片。
4 结果
4.1 细胞凋亡 ①正常对照组:各组肿瘤细胞株多为长梭形,表面可见较多的微绒毛,线粒体、粗面内质网、高尔基复合体、溶酶体等细胞器丰富、排列规则。②中药组:细胞表为椭圆形、圆形。表面微绒毛明显减少、消失。胞浆浓缩,可见大小不等的空泡,泡内容物电子密度与机制相似。细胞核变小、不规则,染色质浓缩、边集,呈断裂状,部分线粒体肿胀、空泡化。可见到典型的凋亡小体:圆形,可见从凋亡细胞脱落。位于凋亡细胞一侧,表面有完整的细胞膜包裹,小体内可见染色质碎片及破碎的内质网、囊泡化的线粒体等结构。③化疗组:结果与中药组相似,可见典型的凋亡小体。
4.2 酶细胞化学 ①Mg2+-ATP酶:光镜下可见对照组细胞Mg2+-ATP酶主要定位在细胞膜内侧,黑色酶反应颗粒大小均匀,密度大,呈线状规则排列,酶活性强。与正常组比较,中药组、西药组细胞的酶反应颗粒变小,数量减少,密度减低。提示酶活性明显下降。②G-6-P酶:光镜下可见对照组细胞的G-6-P酶主要定位在细胞质内,酶反应颗粒粗大,排列密集,呈融合状,酶活性强。与对照组比较,中药组、西药组细胞的酶反应颗粒变小,数量减少,密度减低,西药组部分细胞为阴性。提示酶活性明显下降。 采用Tiger图像分析仪测定Mg2+-ATP酶和G-6-P酶阳性细胞平均光密度(AOD)值,与对照组相比,P<0.01。
5 讨论
中药血清药理学方法是由日本学者于20世纪80年代首先提出来的。是给动物灌服中药一定时间后,取其血清进行实验的药理学研究方法。利用血清药理学方法,给大鼠灌服中药一定时间后,取出血清进行体外实验。能客观反映中药进入体内之后,经过消化、吸收、代谢等过程后发挥药效作用,中药血清药理学提示:中药复方诱导的肿瘤细胞株凋亡具有可靠性和可信性[2]。
本研究证实,4种不同中药复方的中药血清,均能诱导相应肝癌细胞株、A549人肺癌细胞株、CCL-229人大肠癌细胞株和SGC-7901胃癌细胞株发生凋亡,见到典型的形态学特征性指标――凋亡小体[3-4]。
Mg2+-ATP酶是质膜标志酶,主要定位于细胞膜内侧,此酶参与质膜上离子的主动转运,,维持细胞内K+和Na+浓度相对稳定状态,保持细胞膜内、外渗透压平衡以及参与保持细胞内外的化学梯度和跨膜电位,维持细胞内高钾低钠状态,从而保证细胞的活性。本实验中,药物血清作用后细胞的酶反应颗粒变小,数量减少,密度减低,提示酶活性明显下降。G-6-P酶是内质网标志酶,是一种多功能酶,是细胞内糖原异生作用中重要酶之一,被称为“代谢标志酶”之一。此酶在糖代谢、免疫球蛋白合成及其它蛋白质合成、浓缩、加工等方面发挥重要作用。本实验中,药物血清作用后细胞的酶反应颗粒变小,数量减少,密度减低,有的为阴性。提示酶活性明显下降[5-6]中药血清诱导肿瘤细胞凋亡,降低肿瘤细胞株酶活性可能是中药复方抗肿瘤的机理之一。笔者同样成功应用本中药血清药理学技术进行了胃癌宁对人SGC-7901胃癌细胞株p53、bcl-2基因表达影响的研究[7]。
(1)给药方案与采血时间。目前存在多种给药方案。但一般使用灌胃方式,也可通过皮肤、黏膜、呼吸道等途径给药。给药时间最短者为1天,最长者为10天;给药次数也各不相同,有每天2次的,也有每天3次的。尽管已有研究表明,连续用药5天和10天所制备的含药血清的生物学效应是相似的,但无论哪种给药方法都必须使药物浓度达到相对平衡状态。根据目前掌握的大量药物的有效成分的药代动力学数据,本实验采用与多数研究者一致的即时血清在实验前禁食12h,次日采用两次给药方式(一次给药后2h等量给药),连续灌胃3天,日两次;采血时相,分别在末次给药后1、2、3h采血。证明是研究中药复方作用肿瘤细胞株较为可靠的血清药理学方法血清[8-9]。(2)含药血清用量。目前中药含药血清的浓度还没有确切的规定,选用5 、10 和20浓度的含药血清进行实验所得结果的说法不一,进行细胞增殖抑制作用的实验采用高浓度的效果好,而进行细胞增殖促进作用的实验采用低浓度的效果好[10],本研究采用10的平均浓度进行实验,结果较好。当然,最佳血清浓度是因不同实验而异的,故最好的做法是通过预实验来确定。血清药理学可较好地克服了中药粗制剂直接进入体外实验的缺点,其结果的可信度明显优于中药粗制剂直接用于体外实验,不仅提示中药制剂在胃肠内处理过程中活性成分的转化与改变,而且有利于中药真正有效活性部位、有效成分的发现,将有助于促进中药药理现代化的发展,为新药开发奠定能基础。本研究进一步证实,血清药理学方法在诱导肿瘤细胞凋亡、降低酶活性等研究中的应用具有稳定性、可信性。血清药理学方法的应用将更多的相关中药方剂引入抗肿瘤细胞凋亡及诱导细胞凋亡方面的研究,筛选有效的中药成分与其有效组方来达到诱导大量肿瘤细胞凋亡,揭示中药的抗癌机理,为中药治疗肿瘤提供科学、客观和现代的手段与方法,是今后研究的重要内容,对人类攻克肿瘤有着重大意义。
参考文献
[1] Iwama H.Effect of shoszikoto,a Japanese and Chinese traditional herbal medical mixture on the mitogenic activity of lipopolysaccharide.A new pharmacology testing method[J].J Ethonopharmacal,1987,211:45.
[2] 米永杰、李健。中药血清药理学研究进展[J].四川解剖学杂志,2006,14(4):34-35.
[3] 蔡朔,刘芙蓉,邵亚群.胃癌宁诱导人SGC-7901胃癌细胞调亡的实验研究[J].中华现代中西医杂志,2006,4(3):206.
[4]刘春英, 王哲, 蔡朔,等.肺癌平诱导Lewis肺癌小鼠肿瘤细胞凋亡的形态学研究 [J].中国实验方剂学杂志,2005,11(2):132-134.
[5] 刘春英, 王哲, 蔡朔,等. 肺癌平药物血清对A549人肺癌细胞株Mg2+-ATP、G-6-P酶活性的影响[J].2004,11(11):969-971.
[6] 金春峰,刘春英, 蔡朔,等. 益肺饮对A549人肺癌细胞株酶活性的实验研究[J].中国肿瘤,2004,13(9):588-590.
[7] 蔡朔,刘芙蓉,刘山.胃癌宁诱导人SGC-7901胃癌细胞株p53、bcl-2基因表达影响研究[J].中华中西医临床杂志,2007,7(2):9-12.
[8] 刘成海,刘平,刘成,等. 抗肝纤维化有效中药复方血清药理学方法探讨[J].中国实验方剂学杂志,1998,4(2):16-17.
关键词:研究性;教学方法;兽医药理学
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)35-0087-03
以培养大学生创新精神和研究能力为目标的研究性教学已成为世界高等教育改革的趋势。然而,目前动物医学专业的大学生面对繁多的理论课程,多数是被动地应付,缺少主动学习意识。如何引导学生去主动学习并掌握专业知识和技能,毕业后能快速适应新形势和未来社会经济发展趋势的要求,是困扰教学的主要问题之一。围绕这个问题,有许多解决方法,其中研究性教学以学生为中心,辅以教师的指导,注重激发学生学习的主动性与积极性,既能发挥教师的主导作用,又能发挥学生的主体作用;既能培养学生的学习兴趣,又能培养学生分析问题和解决问题能力;既能使学生系统掌握本学科知识,又能培养学生的临床实践能力和创新精神[1]。因此,特别适于动物医学专业大学生的教学过程。本文以“兽医药理学”这样一门有代表性的专业基础课程为例,探讨研究性教学模式的实际应用,以期更好地提高教学质量。
一、建立研究性教学的理念
兽医药理学是动物医学专业一门重要的专业基础课,主要任务是培养学生在临床上合理用药、减少不良反应,具有教学内容多、教学时数少,理论性和实践性都很强的特点。教师上课“满堂灌”,学生下课背课本的传统教学模式,使学生处于一种被动的学习状态,学生不但无法深刻理解和掌握兽医药理学的基本原理和知识,而且不会灵活运用和创新,收不到理想的教学效果。开展研究性教学,有利于教会学生敏锐地发现问题、主动地提出问题、积极地寻求解决问题的方法,有利于培养学生的创新意识,锻炼和培养学生的创新能力,激发学生的学习积极性,提高学生解决实际问题的能力[2]。因此,开展研究性教学,首先要从三个方面建立研究性教学的理念。
1.教师应转变传统理念。在以往的教学模式中,教师是主体,对学生的关注较少。教师自己也习惯于认为自己应该知识渊博,所谓给学生一杯水,自己要有一桶水。但研究性教学是借助于问题或案例进行的一种开放性学习,不仅问题和案例对教师来说是新的,解决问题的方式、途径也不是唯一的,教师在这个过程中也成为一个学习者。因此,教师在开展研究性教学时,应转变自己的心态,深刻理解教师的主要作用不是回答学生提出的所有问题,而是注重培养学生解决问题的能力[3]。
2.教师应注重学生能力的培养。对于动物医学类课程,研究性教学的主要目的应是培养学生的能力,尤其是培养学生应用知识的能力。不同教师讲授同一门兽医药理学课程,即使采用相同的教材,其效果也不会完全相同。有些教师讲授的内容,学生考完试也就忘记得差不多了,到临床应用时仍然要去翻书,但有些教师讲授的内容,学生在临床上遇到相关的病例就会联想起来。根本原因在于授课教师的临床经验、对课程的研究程度、授课方法与理念的不同。教师在进行兽医药理学课程教学时应注重学生运用知识能力的培养,强调不要死记硬背课本上的内容,而要与实践相结合,引导学生应用所学理论知识解决实际问题。而研究性教学通过教师指导学生选择和确定与课程相关的专题或病例进行研究,使学生在主动探索、积极思考、大胆实践的研究和学习过程中,学习知识、应用知识、解决问题,从而提升学生的综合素质,培养学生的创造能力和创新精神[1],因此,尤其适合运用于兽医药理学课程教学中。
3.学生改变学习心理与学习习惯。任何的教学过程都离不开学生的参与。与传统教学方式相比,研究性教学对学生的学习方法和学习心理提出了挑战。研究性教学的顺利进行,不仅需要教师的努力,更需要学生学习心理与学习习惯的改变。兽医药理学研究性教学过程从临床病例或相关的专题开始,学生的作业没有现成的标准答案,需要去进行调查研究,并查阅一定数量的专业文献。对于习惯于传统的填鸭式教学模式的学生来说,参与教学、积极思考、大胆存疑、完成没有标准答案的作业是他们面临的新的挑战,而且从被动听讲到主动参与对话,学生也需要跨越心理界限。所以,在开展研究性教学时,要让学生明白,课程学习本身不仅在于学习知识,还在于掌握学习并运用知识的能力,应学会分析问题的思路和解决问题的方法。这样才能让学生更充分了解自己在学习过程中的角色,激发学习热情,真正发挥研究性教学中学生的主体作用[3]。
二、在兽医药理学课程中开展研究性教学的探索
1.病例分析教学。病例分析是一种将兽医学理论知识和临床实践能力有机结合起来的有效方法,具有以案释法、教学相长、注重分析、培养能力的特点,可以让学生把课堂上学习的理论知识运用到临床病例中,培养兽医专业学生的思考能力、判断能力、实践能力及创新能力。病例的选择与组织是病例分析教学目标能否顺利实现的关键。我们尝试的病例分析教学方法分为四个阶段:
第一阶段:在本课程实际教学活动中可以要求每一位学生到动物医院寻找某一个或某一类典型病例,通过观察动物医院医生在这些病例诊疗过程中的药物使用情况,结合理论教学内容,仔细分析所用药物的种类、应用方法、原因、效果等。在此基础之上,通过各种途径查阅文献,了解目前针对该疾病的药物治疗原则、影响因素、存在问题及发展趋势,然后提出应用药物控制疾病的有效措施。根据以上资料,让每一位学生撰写完成一份某疾病治疗中的药物应用分析报告。
第二阶段:教师根据学生的分析报告,按不同病例将学生分成不同的研究小组,小组成员在一起分析、讨论后,将同类分析报告综合,进行进一步的完善、整理,最后研究小组共同或指定专人撰写病例分析报告。这样既充分发挥了各研究小组成员的积极性和主动性,又强调了各研究小组成员的分工合作。
第三阶段:汇报研究成果阶段,由各小组推荐汇报人,向全班汇报研究过程和研究结果,回答来自同学和教师的提问,并尽可能让研究小组成员都有发表自己见解和意见的机会,同时允许小组之外的学生提问并展开讨论。最后由教师对研究情况进行归纳总结。这个环节重在增强学生的语言表达能力与应变能力。教师引导学生对研究病例涉及的主要问题进行总结,对研究成果进行分析归纳,并可联系实际,对当前知识点进行深化与迁移。
第四阶段:考核评定阶段。由教师根据病例分析报告、汇报表现、答辩情况进行评分,各部分均制定相应的评分标准,最终对学生在本环节学习中的表现给出评价。
在这样的病例分析教学过程中,教师不但要引导学生去思考、去争辩,做出决策和选择,解决特定病例中药物选择使用的问题,进而从中获得某种经历和感悟,而且要引导学生探寻特定病例的复杂过程及其背后隐含的各种因素和发展变化的多种可能性[4]。使学生通过对这些病例用药的分析,把所学兽药知识与真实病例系统地联系起来,不仅激发了学生浓厚的学习、研究兴趣,还使学生认识到在疾病治疗过程中药物选择、应用的灵活性与多变性,并初步掌握一般疾病治疗的原则,为他们今后合理应用兽药解决实际问题奠定了基础。
2.专题研究教学。专题研究教学模式是以研究组织教学,将科学研究方法和研究能力的培养融合在课程教学过程中,培养学生从事课题研究的创新能力和创新思维[4]。
培养学生的动态思维,动态地学习并运用兽医理论知识分析、解决各种临床实际问题是兽医专业大学生应具备的重要素质,专题研究就是直接服务于这一素质培养的重要教学方法。通过提出课题、进行准备、开展研究、汇报评价等教学过程,可以收到很好的激发学生自主学习和积极参与的热情、提高学生语言表达能力等教学效果。
在专题研究教学中,教师提供的课题应当富有启发性,能引发学生深入思考。例如,我们在针对动物医学专业学生开展的专题研究教学中,设计了“我校动物医院中常用药物应用主要不良反应调查?实际应用中如何避免这些不良反应的发生”“结合前一时期发生的“速生鸡”事件,阐述我国现阶段是否应禁止在饲料中应用抗生素作为促生长添加剂?并分析利与弊”“分析兽医临床用药中联合用药的利与弊”“当前我国动物源性食品中兽药残留的种类、残留的原因?如何有效控制”等多个课题供学生选择。专题研究教学始终诱导和鼓励学生发现更复杂、更深层次的问题,而问题的解决是基于已学知识的综合运用[4]。
与病例分析教学相似,专题研究教学环节也分为四个阶段:
第一阶段:由学生从教师提供的若干个课题中选择自己最感兴趣的一个进行调查、分析、查阅并研究相关资料,撰写完成专题报告。
第二至第四阶段与病例分析教学相同,依然是教师根据选题的不同,将学生分成不同的研究小组,各组学生在各自研究报告基础上组织讨论,最后形成书面报告,并以口头报告的形式完成工作任务。在完成调查分析、组织讨论、讨论纪要写作、项目报告的写作与宣讲等过程中,学生亦能很好地锻炼组织能力和交流沟通能力。
三、研究性教学方法实施中的难点
1.问题的设计。无论是病例分析教学还是专题研究教学,研究的主题均应围绕本专业培养目标以及学生未来工作实践所需进行设计。它们必须难度适中,不能太难或太大,否则在规定时间内难以完成;也不能太小或不具备足够的挑战性,否则难以引起学生的兴趣。还要适当联系本专业领域的难点和社会热点问题,使学生能够学以致用[4]。
2.教师对教学过程的掌控。教师对研究性教学过程有效性的把握亦是教学的难点。教师在研究性教学过程中的指导作用影响着教学过程的质量与效率,尤其是在学生刚开始尝试运用这种新方式进行学习时,因缺乏经验与训练,不知道该怎么去做,这时候教师的指导作用就显得举足轻重。因此,教师要充分发挥引导、支持作用,而非主导作用,重点是让学生充分发挥学习的主动性与积极性。教师的主要任务应当是精心准备,布置好研究任务,明确学习和研究的基本要求,及时解决学生在研究过程中遇到的困难和提出的问题,并引导学生对研究内容涉及的主要问题进行回答与总结,对研究成果进行分析归纳,并联系实际,对当前知识点进行深化与迁移[5]。
3.教学的评价。由于没有标准答案,解决问题的答案完全有可能超出教师的原有知识积累,教师在评价方案上也要花费更多的时间。同时,由于课题最后是以小组为单位完成的,对每个组员的评价也是一个难题。因此,最后学习结束时如何评价学生工作的优劣,对教师提出了比传统教学方法更高的要求[4]。
4.不利于知识的系统性学习。病例分析教学或专题研究教学这类方式的学习是基于问题的解决,因此,所有的知识因围绕该问题,而使知识的学习缺乏系统性和完整性。对于理论性强的基础知识,如兽药的作用机理、体内过程等部分内容,并不适用于研究性教学。
5.教师的投入不足。由于研究性教学过程中,教师在进行课题筛选、报告审阅、分组指导、组织讨论、总结汇报时,要花费几倍于常规课程的时间。同时,大学教师还面临着教学与科研工作的冲突,目前的评价体系更关注教师的科研成果,再加上目前对这种教学方法工作量的计算、教学效果评价难等问题,导致教师对研究性教学的投入不足,最终可能敷衍了事、草草收场,不能真正实现研究性教学的目标。这些问题的存在对大学管理模式的革新亦提出了更高的要求。
参考文献:
[1]赵洪.研究性教学与大学教学方法改革[J].高等教育研究,2006,27(2):71-75.
[2]夏锦文,程晓樵.研究性教学的理论内涵与实践要求[J].中国大学教学,2009,(12):25-28.
[3]刘赞英,王岚,朱静然,张瑜,张艳红.国外大学研究性教学经验及其启示[J].河北科技大学学报(社会科学版),2007,7(1):68-75.
[4]陈仕学,李宇阳.研究性教学方法在卫生法学课程教学中的应用[J].卫生职业教育,2013,31(1):49-51.
【摘要】 体内药物浓度(主要是血药浓度)的测定是研究药代动力学的前提,中药及其复方的药代动力学又是中药现代化的关键组成部分,所以体内药物浓度测定方法的发展是每个药代动力学研究者都应该关注的课题。随着先进仪器的开发和使用,体内药物测定方法取得了重大进步。该文综述了近年来中药药动学血药浓度分析的方法,包括分光光度法,色谱法,免疫法,同位素法和微生物法,并介绍了它们的优缺点。
【关键词】 分光光度法; 色谱法; 免疫法; 同位素法; 微生物法
中药药代动力学是近20年迅速发展起来的以中医药基本理论为指导,用药物动力学方法研究中药在动物或人体内的吸收、分布、代谢和消除过程的一门新兴边缘学科。血药浓度法[1]是药物动力学研究的经典方法,是计算药代动力学最常用最准确的测定方法,所以血药浓度准确的测定是中药药代动力学研究至关重要的环节。先进的测定方法是精确测定的前提,发展更先进、更合适的测定方法是中药面向现代化、面向世界的必经之路。
1 利用原子和分子对不同激发光谱的吸收特性,来鉴别确定指标成分
1.1 分光光度法[2]
包括紫外-可见分光光度法,荧光分光光度法及原子吸收光谱法。分光光度法仪器设备简单、投资少、成本低、操作方便,只要有一定吸收光谱的物质均能测得。曹蔚等[3]人用紫外分光光度法测定红花黄色素在家兔体内的药代动力学,结果表明:红花黄色素在健康家兔体内为一室模型,主要药动学参数:曲线下面积(AUC)为40 192.6μg·min-1·ml-1,半衰期为44.0min,消除速率常数为0.016/min,肾清除率为1.22ml/min。但分光光度法灵敏度较低,对体内许多内源性物质难以区分,所以分光光度法常与色谱法联用,目前紫外分光光度法和荧光分光光度法被广泛用作高效液相色谱仪的检测手段。
1.2 色谱法
包括薄层层析法、薄层扫描法、气相色谱法、气相-质谱联用,高效液相色谱法(单维、二维、三维、荧光)液相-质谱联用。色谱法尤其是高效液相色谱法,经过多年发展已趋于完善,其稳定性、可操作性、准确性、灵敏度均有了较大的提高,成为色谱法的代表。
1.2.1 薄层层析法
层析法是分析研究中最常用的分离手段,薄层层析是层析分离中应用最为普遍的方法之一。周继红等[4]用HP-TLC法测定了血清中大黄有效成分的含量。薄层层析分离效率高,不易受溶剂和杂质的干扰,其缺点是线性范围较窄,操作技术要求较高。
1.2.2 薄层扫描法
薄层扫描法系指用一定波长的光照射在经薄层层析后的层析板上,对具有吸收或能产生荧光的层析斑点进行扫描,用反射法或透射法测定吸收的强度,以检测层析谱。对于中成药复方制剂,亦可用相应的原药材按需要组合作阴、阳对照,然后比较其薄层扫描图谱加以鉴别。使用仪器为薄层扫描仪。贺浪冲等[5]用固相萃取-薄层扫描法测定兔血清中青藤碱浓度,他们用自制硅胶萃取柱及萃取仪,将血清中青藤碱净化后,点样于硅胶G硅胶GF254(2∶1)薄层板上,以氯仿甲醇(19∶2)为展开剂,在岛津CS-930上,用双波长(λS275nm ,λR320nm)锯齿法扫描测定。结果表明:血清中青藤碱的固相提取回收率为(96.95±7.59)%,用薄层扫描法测绘了两只家兔静注青藤碱后的药物浓度-时间曲线,青藤碱的薄层扫描测定法灵敏、准确。
1.2.3 气相色谱法(GC)
GC是一种高效能、高选择性、高灵敏度、操作简单、应用广泛的分离分析方法。在生物碱的血药浓度测定方面应用较多,如郭军等[6]用GC-FID法测定人含服速效救心丸后血中冰片、川芎嗪含量。不同时间点取健康志愿者含服速效救心丸后的血浆并分别测定其冰片、川芎嗪浓度,经3P97软件处理数据得其药动学参数。测得健康人血浆中两种成分线性范围为20~420 ng/ml,线性关系良好,健康人含服速效救心丸后血浆中体内药时过程符合开放性一室模型,吸收、分布、排泄较为迅速。但GC法受样品挥发性的限制,实际应用的比例很小。
1.2.4 气相-质谱联用(GC-MS)
GC-MS联用分析的灵敏度高、特异性强、实验简单高效,适合于低分子化合物分析,尤其适合于挥发性成分的分析,特别在中药挥发性成分的鉴定等方面。如杨赴云等[7]用气相- 质谱联用法测定大耳白兔中银杏内酯的血药浓度,计算其药代动力学参数,结果表明:大耳白兔静脉注射银杏内酯A、B后代谢符合二房室模型。
1.2.5 高效液相色谱法(HPLC)
高效液相色谱法(High performance liquid chromatography,HPLC)是在20世纪60年代末期,在经典液相色谱法和气相色谱法的基础上发展起来的新型分离分析技术,其采用高效固定相,以高压输送流动相,并配有各种检测器,使分离与测定组成一个统一系统。HPLC法具有适用范围广、分离效能好、分析速度快、流动相可选择范围宽、灵敏度及特异性高、高度自动化等优点,自20世纪80年代用于中草药药代动力学研究以来,现已成为中药药代动力学研究的主要手段[8]。其中反相高效液相色谱因条件温和、分离度好、适应性广、样品前处理简单、灵敏度高等优点,在实践中被广泛应用。一般应根据目标成分选择不同的检测器,最常用的是紫外-可见光谱检测器,若采用电化学或质谱作检测器则可使灵敏度提高几个数量级,但仪器过于昂贵限制了使用。
如李向阳等[9]采用 RP-HPLC法测定大鼠血浆中龙胆苦苷药物浓度,色谱柱为 Lichrospher C18(4.6 mm×250 mm,5 μm),流动相为甲醇-水(33∶67,V/V),结果表明:在1~20 mg/L范围内龙胆苦苷峰面积与浓度线性关系良好(r=0.999 7),最低可定量浓度为0.03 mg/L,绝对回收率为88.4%~96.2%,准确度为97.8%~104.9%,日内、日间RSD均小于10%。Kontani A等[10]用HPLC-ED测定大鼠体内黄芩苷和黄酮的血药浓度,结果显示黄芩苷和黄酮的血药浓度与注射剂量分别在2.2 pg~4.5 ng,1.4 pg~2.7 ng范围内线性关系良好。
孟宪生等[11]采用HPLC-FLU法研究家犬血浆中羌活提取物异欧前胡素的药代动力学,采用药代动力学软件DAS(ver2.0)处理,得到异欧前胡素的药代动力学参数。色谱柱为Phenomenex ODS(4.6 mm×250 mm);流动相为乙腈-0.025 mol/L磷酸水溶液(1∶1);流速为1.0 ml/min;荧光检测Ex=310nm,Em=480nm。结果表明:异欧前胡素在家犬体内的代谢过程符合一室模型,吸收消除较快。
1.2.6 高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)
HPLC-MS联用是将高效液相色谱仪与质谱仪用界面连接成一个完整的仪器,实现在线检测[12]。HPLC-MS法具有高度的专属性,对多数药物的检测灵敏度超过其他分析方法,使定量测试速度显著加快,可以对混合物中的微量组分进行分析,已成为药物分析中的主流技术。如张蕾等[13]用HPLC-MS法同时测定大鼠血浆中苦参碱、氧化苦参碱和氧化槐果碱的浓度及其药代动力学,血浆样品经氯仿液-液萃取后,以乙腈-0.1%甲酸水溶液(10:90)为流动相,用Kromasil C18色谱柱(4.6 mm×150 mm,5μm)分离,采用电喷雾离子化源(ESI)单重四极杆串联质谱,以选择离子检测(SM)方式进行检测。该法快速、灵敏、专属、适用于同时测定生物样本中苦参碱、氧化苦参碱和氧化槐果碱的血药浓度。
HPLC-MS联用法对不同的药物分子,随着离子化程度的难易其检测灵敏度存在很大差异。对有机碱药物的灵敏度最高定量限可达ng/ml或更低;对酸性、中性药物的灵敏度依次降低;对烃类化合物则没有信号响应,这是该法应用的最大局限[14]。
2 免疫分析法
免疫分析法的基础是免疫反应,即抗原与抗体结合,形成抗原-抗体结合物。这种结合是疏松、可逆的,利用样品中待测药物与标记药物之间的竞争,使标记药物从标记的抗原-抗体结合物上被取代,其取代量与加入的待测药物的量相关,通过测定被取代的标记药物来定量分析待测药物。主要包括放射免疫法和酶联免疫法。免疫法有较高的灵敏度和准确性,操作简单,适用于对大分子物质的检测,但对于许多内源性相似物质的辨别能力有待提高。曲静伟等[15]采用自动荧光偏振免疫法测定血清中地高辛的浓度,结果表明:在成年患者中84.6%例次的血清地高辛浓度在有效治疗范围(0.5~2.0 ng/ml),7.5%例次超过中毒浓度,7.9%例次低于最低有效浓度。可以得到对于肾功能正常或基本正常的成年患者,地高辛的日剂量不宜大于0.25 mg/d。
2.1 放射免疫法(RIA)
放射免疫法是利用同位素标记的与未标记的抗原,同抗体发生竞争性抑制反应的方法,研究机体对抗原物质反应的发生、发展和转化规律。RIA灵敏度高,专一性强,取样量少,简单易行,可广泛用于体液及组织微量激素、蛋白质、维生素和药物等的测定。在中药药代动力学的测定中也有较好的应用。如刘曙光等[16]应用了放射免疫测定法来测定口服黄夹次苷甲、乙和黄夹苷后的药代动力学。
2.2 酶联免疫法(EIA)
[17]EIA由于标记物的多样性,使其应用范围更广且无同位素污染。在均相酶免疫测定中,因不需分离使操作更方便、快速,广泛用于抗生素、抗癫痫药、平喘药、心血管系统药等多种药物的测定和药物滥用的监测。
3 同位素标记法
同位素标记法(Isotopic tracer method)是利用放射性核素(或稳定性核素)作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法。同位素示踪所利用的放射性核素(或稳定性核素)及它们的化合物,与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的,只是具有不同的核物理性质。因此,就可以用同位素作为一种标记,制成含有同位素的标记化合物(如标记食物,药物和代谢物质等)代替相应的非标记化合物。
3.1 放射性同位素标记法
利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质,就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等,放射性同位素与其它测定方法联用可以很好的完成中药代谢产物在体内的血药浓度测定。用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏,测量方法也简便易行,能准确地定量,定位且符合所研究对象的生理条件等特点,但放射性同位素法对环境有污染,因而实际应用较少。
3.2 稳定性同位素标记法
稳定性同位素虽然不释放射线,但可以利用它与普通相应同位素的质量之差,通过质谱仪,气相色谱仪,核磁共振等质量分析仪器来测定。但稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低,可获得的种类少,价格较昂贵,其应用范围受到限制。
4 微生物法[18]
具有抗菌活性的中药复方制剂,如黄连解毒汤、清瘟败毒饮、大黄牡丹皮汤剂等,可以利用微生物法测定体液样品的浓度,然后拟合模型计算药代动力学参数。潘嘉等[19]采用抑菌效应法测定川芎挥发油药动学参数,结果表明:川芎挥发油的药动学过程符合一室开放模型。
上述测定方法多是对中药有效成分的血药浓度测定,在某些情况下,有效成分可以代表中药复方,但大多数情况下中药复方中的成分复杂且不清楚,单一成分不能完全代表其作用。现在有很多人测定多种单体成分的血药浓度以避免脱离中医药整体观念思想,但是这种方法耗时耗力也并不一定能代表所有成分。为了更好的研究中药复方的药动学,中外学者提出了很多假说[20],比较有代表性的有“证治药动学”新假说[21],“复方效应成分动力学”新假说[22],“辨证药动学”假说[17],“中药胃肠药动学”[17]和“血清药理学”[23]等。但这些假说都比较片面,不能全面的说明问题。
研究中药制剂的药动学是中医药发展的趋势,对推动中医药学科的发展,促进中药现代化和中药走向世界具有极为重要的意义。为了能更好地为中药药代动力学服务,发展更高效、更灵敏的测定方法势在必行。
参考文献
1]李跃辉,杨永华.中药药代动力学研究方法进展[J].湖南中医杂志,2004,20(2):66.
[2]厉将斌,李海松,张 壮.中药药代动力学研究方法评述[J].北京中医药大学学报,2002,25(6):51.
[3]曹蔚,李教社,宋玉乔,等.红花黄色素在家兔体内的药代动力学[J].陕西中医学院学报,2002,25(1):53.
[4]周继红,袁倚盛,杨俊伟,等.高效薄层色谱法测定血清中大黄有效成分的含量[J].药物分析杂志,1995,15(6):36.
[5]贺浪冲,张阿慧,朱周才,等.固相萃取-薄层扫描法测定血清中青藤碱浓度[J].中国药学杂志,1997,32(2):110.
[6]郭 军,黄 熙,王骊丽,等.GC-MSD法同步测定人含服速效救心丸后血中冰片、川芎嗪含量[J].中草药,2003,34(8):730.
[7]杨赴云,王景田,金有豫.银杏内酯A、B在家兔体内的药代动力学研究[J].中国药学杂志,2000,35(8):541.
[8]李淑芳,吴秀君.HPLC法在中药药代动力学中的应用[J].实用药物与临床,2008,11(1):36.
[9]李向阳,苏效东.大鼠血浆中龙胆苦苷的检测[J].青海医学院学报,2004,24(1):12.
[10]Kotani A,Kojima S,Hakamata H,et al.HPLC with electrochemical detection to examine the pharmacokinetics of baicalin and baicalein in rat plasma after oral administration of a Kampo medicine Anal Biochem[J].Analytical biochemistry,2006,350(1):99.
[11]孟宪生,王海波,曹爱民,等.羌活提取物中异欧前胡素的药代动力学研究[J].辽宁中医杂志,2008,35(7):1069.
[12]孙毓庆.分析化学[M].北京:人民卫生出版社,2002:321.
[13]张蕾,王志伟,廉建伟,等.HPLC-MS法同时测定大鼠血浆中苦参碱、氧化苦参碱和氧化槐果碱的浓度及其药代动力学[J].药学学报,2008,43(8):843.
[14]钟大放.液相色谱-质谱联用法在药物研究中的应用[J].世界科学技术-中医药现代化,2003,5(4) :44.
[15]曲静伟,董文雅,洪中立.地高辛的血清浓度监测和剂量探讨[J].现代实用医学,2005,17(9):560.
[16]刘曙光.黄夹次甙甲和甙乙的放射免疫测定及其药代动力学[J].药学学报,1987,22(10):730.
[17]郭立玮.中药药物动力学方法与应用[M].北京:人民卫生出版社,2002: 106,289,297.
[18]伍小波.现代仪器分析方法在中药药动学研究中的应用[J].现代中医药,2004,6:51.
[19]潘 嘉,王家葵,邹文俊,等.抑菌效应测定川芎挥发油药动学参数[J].中药药理与临床,2002,18(4):18.
[20]周丽娟,许利平,陈慧娟,等.中药复方药代动力学常用研究常用方法评价[J].中华中医药学刊,2007,25(5):1041.
[21]黄 熙,臧益民,夏 天,等.试论“证治药动学”新假说[J].中药药理与临床, 1994,10(6):43.
【关键词】 龙血竭;含药血清;蛋白沉淀
龙血竭为传统中药,是龙舌兰科植物剑叶龙血树[Dracaena cochinchinensis(Lour)S.C.Chen]含树脂木材的乙醇提取物[1]。龙血竭总黄酮(sanguis draconis flavones,SDF)是从龙血竭中提取得到的主要成分[2],包括黄酮、二氢黄酮、黄烷、查耳酮、二氢查耳酮等20多种化合物[3]。动物实验表明,龙血竭总黄酮能对抗整体动物心肌缺血损伤[2]。本实验将龙血竭HPLC图谱征峰较明显的5个成分的峰面积作为检测指标(其中2个主要成分为龙血素A和龙血素B),以龙血竭原溶液为对照计算体外加样后提取百分率,进行血清处理方法的研究。
1、仪器与试剂
Waters高效液相色谱仪:515 HPLC泵,2487双波长吸收监测器,N2000双通道色谱工作站(浙江大学智能信息工程研究所);TDL802B台式离心机(上海安亭科学仪器厂);超声仪(上海超声波仪器厂);TU1810紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);ZH2 BLENDER涡旋混合器(天津药典标准仪器厂)。
广西产龙血竭(广西中医学院制药厂提供);龙血素A、龙血素B对照品(中国药品生物制品检定所提供);乙腈(色谱纯);甲醇,乙酸乙酯,丙酮,正丁醇,乙醚,三氯甲烷,正戊醇,95%乙醇,无水乙醇,三氯醋酸,均为分析纯;新西兰大耳白兔(广东省医学实验动物中心提供)。
2、HPLC法的建立
2.1色谱条件
色谱柱:Diamonsil C18(5 μm,250 mm×4.6 mm);保护柱:Easyguard C18 Replacement Cartridges Cat#6101;流动相:乙腈1%冰醋酸(体积比38∶62);检测波长:280 nm;流速:1.2 mL/min。
2.2溶液的制备
取龙血素A、龙血素B对照品适量,用甲醇分别配制成每1 mL含10 μg的溶液,作为对照品溶液。
取广西龙血竭,用甲醇配制成每1 mL含2 mg的溶液,0.45 μm微孔滤膜滤过,续滤液作为供试品溶液。
2.3线性范围
将龙血素A对照品溶液分别配制成浓度为0.925、4.625、9.250、13.875、18.500、23.125 μg/mL的溶液,进样10 μL,记录色谱图,进样量(m)与峰面积(A)的回归方程为:A=45 064 451m-10 379 768,r=0.999 2,线性范围为9.25~231.25 ng。
同上,将龙血素B对照品溶液分别配制成浓度为0.947、4.735、9.470、14.205、18.940、23.675 μg/mL的溶液,进样10 μL,记录色谱图,进样量(m)与峰面积(A)的回归方程为:A=33 227 615m-10 135 858,r=0.999 0,线性范围为9.47~236.75 ng。
2.4稳定性试验
取“2.2”项下的供试品溶液分别于0、2、4、6、8、24 h进行检测,分别记录5个特征性成分的峰面积,相应峰面积的RSD值分别为1.83%、3.09%、2.89%、2.47%、2.05%,即供试品溶液在24 h内保持稳定。
2.5供试品溶液HPLC图谱
取“2.2”项下的供试品溶液,龙血素A、龙血素B对照品溶液及空白血清样品,各进样10 μL,记录HPLC图谱,见图1。
图1供试品溶液(A)、龙血素A对照品(B)、龙血素B对照品(C)及空白血(D)HPLC图谱 略
含中药龙血竭的血清处理方法研究在供试品溶液图谱上选取5个特征峰较明显的成分作为检测指标,保留时间分别为10.232、15.498、26.665、35.732、38.732 min,其中峰4和峰5经验证,确定为龙血素A(4′羟基2,4二甲氧基二氢查耳酮)和龙血素B(4′羟基2,4,6三甲氧基二氢查耳酮)[4],峰1、2和3结构未知。由上图可知,空白血清样品无干扰。
3、结果与讨论
3.1提取率的计算
特征性成分的提取率=血清样品征性成分的峰面积/供试品溶液相应成分的峰面积×100%
3.2血浆样品的处理方法
3.2.1蛋白沉淀剂的选择
实验中发现,供试品溶液与10%三氯醋酸会发生反应,出现混浊现象,故使用常用的蛋白沉淀剂甲醇、乙腈、无水乙醇、丙酮进行处理。
由兔耳缘静脉取血约2 mL,置离心管中,加入供试品溶液1 mL,涡旋混合,分别加入各种蛋白沉淀剂甲醇、乙腈、无水乙醇和丙酮适量,离心,取上清液,水浴挥干后精密加入1 mL甲醇,超声溶解,0.2 μm微孔滤膜滤过,取续滤液10 μL进行HPLC检测。以供试品溶液5个指标性成分的峰面积为对照,计算得各成分的提取率见表1。
表1不同蛋白沉淀剂制备含药血清的特征峰的提取率 略
从表1可见,以甲醇作蛋白沉淀剂对5个特征峰的提取率均较低,丙酮次之,乙腈和无水乙醇相对高一些,但对峰3的提取率均低于50%,证明4种处理过程均无法避免血浆蛋白对药物的吸附,无法达到理想的提取效果。
按上述实验步骤,在分别加入蛋白沉淀剂后,加入与血样同等量的乙酸乙酯,提取3次,涡旋混合,离心,取乙酸乙酯层,合并提取液,水浴挥干,精密加入1 mL甲醇,超声溶解,经0.2 μm微孔滤膜滤过,取续滤液10 μL进行HPLC检测。以供试品溶液5个指标性成分的峰面积为对照,计算得各成分的提取率见表2。
从表2可见,含药血清在使用不同蛋白沉淀剂后,通过同种有机溶媒——乙酸乙酯进行提取,可不同程度提高5个特征性成分的提取率,以无水乙醇组提高效果最不明显,甲醇、乙腈、丙酮组均有显着提高,且乙腈组对5个特征峰的提取率均达到80%以上。
表2不同蛋白沉淀剂与溶媒结合提取制备含药血清的特征峰的提取率 略
3.2.2提取次数的选择
使用乙腈作为蛋白沉淀剂,加入与血样同等量的乙酸乙酯,分别按2、3、4次进行提取,水浴挥干后精密加入1 mL甲醇,超声溶解,0.2 μm微孔滤膜滤过,取续滤液10 μL进行HPLC检测。以供试品溶液5个指标性成分的峰面积为对照,计算得各成分的提取率见表3。
表3不同提取次数制备含药血清的特征峰的提取率 略
由表3结果可见,使用与血样同等量的乙酸乙酯提取3次(见图2)的效果明显优于提取2次,当提取次数为4次时,对各特征性成分的提取率影响则较小,再增加提取次数意义不大。
3.2.3提取溶剂的选择
使用乙腈作为蛋白沉淀剂,采用其他种类提取溶剂如正丁醇、乙醚、氯仿对血样进行处理。以供试品溶液5个指标性成分的峰面积为对照,计算各成分提取率见表4。
图2含中药龙血竭血清HPLC图谱 略
表4不同提取溶剂制备含药血清的特征峰的提取率 略
正丁醇对于峰2、4、5的提取率达到80%以上,但对峰1和3的提取率均低于75%;而乙醚和氯仿对峰3的提取率均低于50%,不及使用乙酸乙酯为提取溶剂的效果。
4、结 论
将含中药龙血竭的血清先通过乙腈沉淀血浆蛋白,再使用与血样同等量的乙酸乙酯提取3次,可使龙血竭中5个特征性成分的提取率达到80%以上。本研究结果可为中药龙血竭的体内药动学研究提供依据。
【参考文献】
[1] 孙胜利,宓鹤鸣,姚庆芳,等.不同来源国产血竭的薄层色谱和紫外光谱鉴别[J].中草药,2002,33(11):1033-1034.
[2] 方伟蓉,李运曼,邓嘉元.龙血竭总黄酮对动物心肌缺血的保护作用[J].中国临床药理学与治疗学,2005,10(9):1020-1024.
[关键词] 数理统计方法;配伍优化;配伍规律;配伍禁忌
[收稿日期] 2013-12-26
传统中医临床用药的主要形式和手段是方剂,而方剂的本质是各组分间的配伍。方剂配伍规律研究的内容主要是依据中医药基础理论,为达到防治疾病目的,而将两味或两味以上具有一定协同或拮抗作用的中药配合应用的药物间联系或内在规律。方剂配伍规律内涵的揭示是中医药现代化的要求,同时也是中医药走向国际化的必备要素,可为我国独立自主的知识产权与专利保护提供有力的科学依据。近年来,越来越多的现代科学技术和方法应用于中药复方配伍规律的研究,如复方配伍前后、不同配伍方法下药物化学成分[1-4]、药理作用[5-7]的变化规律和机制;采用血清药理学实验,揭示中药复方在体内发挥疗效的活性物质[8-10];复方药物在体内的代谢规律[11-13];中药复方谱效关系研究[14-15]等。而运用数理统计、数学模型等方法作为定量化分析与推断数据资料、探究事物内在规律的手段,从数学关系的角度对复方配伍规律进行阐述,既有助于科学认识复方配伍的实质,也有助于中药新药复方科学化组方,在揭示中药复方配伍规律内涵的研究方面起到了重要的作用。
目前对中药方剂配伍规律的数理统计实验研究主要集中在:数据处理和实验研究两方面。其中数据处理包括:数据挖掘、聚类分析、因子分析、主成分分析、相关分析、回归分析、方差分析等;实验设计包括:全方研究、撤药研究、直接实验设计、单味研究、药对研究、正交设计法、均匀设计、析因设计法、正交与均匀联合设计法等。利用现代数理统计理论方法与技术研究中药方剂配伍规律和内涵,一方面可以促进处方配伍配比的优化筛选,充分提高中药材的药物疗效,另一方面还将促进我国中医药事业走向现代化国际化,使中药方剂更易于被国际医药界所接受。本文就数理统计方法在中药复方配伍研究中的应用,从方药配伍剂量优化、中药配伍作用规律、中药配伍禁忌规律等方面进行综述。
1 方药剂量配伍优化研究
方剂疗效是复方药物相互作用所表现的综合结果。其中,影响方剂疗效的两大因素是复方的药味组成与药量配比。复方剂量配比优化不仅可以对处方药物进行优化筛选,提高药物疗效,同时也是中药新药开发的重要任务之一。基于此需求,许多学者利用不同的数理统计方法对中药剂量配伍优化进行了较多的研究。
1.1 实验设计方法
1.1.1 正交设计法 正交试验设计是为寻求最优化水平组合的一种高效的多因素实验。其特点表现在不仅消除了各效应间的相关性,使得药物各因素及其交互作用对指标的影响大小和变化规律更易于估计,即正交性;而且可以通过部分试验的结果反映全面实验的情况,便于数据结果的分析,即代表性。基于这两方面的特点,正交设计试验已被广泛应用于中药复方的组分优化筛选等方面。赵学军等[16]采用正交设计法对温肾咳喘片各组分的最佳剂量配伍进行了研究,得出其提取物的最佳配比为厚朴-蛇床子-甘草提取物4∶3∶3,并且按此比例制成的制剂有明显的药理作用,说明该组方剂量合理。张万龙等[17]采用正交试验对泽泻汤加味方进行最佳组分配伍研究,结果得出了泽泻汤加味方最佳降压效果的最优药用剂量为泽泻 21 g,炒白术 9 g,泽兰、石菖蒲各15 g。姚干等[18]采用正交设计法配合多药效指标综合评价,筛选出具有保肝和免疫调节作用的二至丸有效部位群组方,其最佳剂量比为女贞子总皂苷-女贞子多糖-墨旱莲黄酮 58∶367∶18(质量单位以mg计)。汪珊珊等[19]基于正交试验对由麻黄、杏仁和甘草三味药组成的三拗汤进行了最优配比的研究,结果最佳配比为麻黄6 g,杏仁9 g,甘草3 g,其主次关系为麻黄>杏仁>甘草,表明优选配比三拗汤对哮喘模型各指标均表现出明显的改善作用。此外,许多学者[20-26]还采用正交设计试验对复方药物剂量配伍进行实验研究与数据处理,从而优化药味和药量的最佳配比,以一个新的角度为剂量配伍优选从饮片配伍研究过渡到组分配伍研究提供了数据依据和方法参考。然而,相比于复方剂量配比优化的特殊要求,目前的正交设计试验还未能实现多目标优化,并同时具备良好的非线性拟合能力以及完善的试验设计方法,仅限于研究药味组成较为简单的处方,这对复方优化的效果及其优势的发挥都造成了一定的影响。
1.1.2 均匀设计法 相比于为了实现整齐可比性而导致每个因素的各水平必须重复,从而使得试验点相应增多的正交设计法而言,同样作为一种筛选研究手段的均匀设计方法,在实验过程中仅考虑实验点的均匀分散性,因而不会受因素数、因素水平的限制,实验次数可明显减少,而不导致试验所反映的信息量减少,适用于多因素多水平的试验研究。均匀设计法近年来被学者广泛应用于复方剂量配伍优化实验研究。兴等[27]采用均匀设计法对降尿酸方主效应中药的最佳配伍进行研究探讨,实验结果显示黄柏、秦皮及桑寄生三味中药组合是降尿酸的最佳配伍组合,而且实验明确了其最佳的剂量配伍分别为50,260,50 mg・kg-1。唐亚军等[28]通过均匀设计法对防治脂肪肝的复方中药“祛湿化瘀方”有效组分或单体(绿原酸、栀子苷、姜黄素、虎杖苷、白术多糖)进行筛选和验证研究,结果表明运用均匀设计筛选获得的组分方(栀子苷、绿原酸)对高脂饮食诱导的大鼠肝脏脂肪沉积及肝损伤具有显著的防治作用。贺燕等[29]采用均匀设计法探讨三七及山楂组合物中有效部位的最佳剂量配伍,实验结果得出山楂叶总黄酮与三七叶总皂苷的最佳组合比例为20∶15,并且在此条件下药效作用明显,说明运用均匀设计与药理学动物模型相结合的方法对中药复方进行研究是可行的。曾晓会等[30]采用均匀设计法寻找姜黄素与胡椒碱的最佳配比,结果显示在姜黄素为13 mg・kg-1和胡椒碱为5.81 mg・kg-1时可使姜黄素和胡椒碱有最大的降三酰甘油效应。高鹏等[31]应用均匀设计处理方法对丹心痛各味药所占比例进行筛选,从而确定川芎、香附、冰片、丹皮酚4种成分在复方中的最佳配比为5∶1.7∶1.4∶4.4(原提取物的质量比),剂量为138 mg・kg-1(折生药2.78 g・kg-1),证明均匀设计作为有效优化复方最佳剂量方法的可行性。基于均匀设计法可以更全面更充分地优化复方中剂量配伍的关系,许多学者都在这方面做了很多研究[32-37],这为我国现代中医药优化剂量配伍研究提供了很好的筛选手段与技术支持。虽然均匀设计法在一定程度上克服了早期试验设计的诸多弊端,明显减少了试验次数,提高了实验效率,但其仅考虑了均匀分散性,并没有以正交性与代表性为基础,因此可能造成试验结果不稳定及导致分析误差增大。
1.2 优化方法
响应面方法作为优化的常用工具[38],是研究实验结果与实验因素关系的方法,包括实验、建模、数据分析和最优化过程。目前响应面设计多与正交设计、均匀设计、星点设计、Doehlert设计、Box-Behnken 实验设计等联合应用在方药剂量配伍优化方面的实验研究中。谢臻等[39]应用Doehlert设计-渴求函数-响应曲面优化法,研究枳实、厚朴和芒硝的剂量配伍变化对大黄蒽醌类成分在大承气汤中溶出的影响,结果显示方中各味药剂量配比为大黄-枳实-厚朴-芒硝1∶4∶2.31∶2时,蒽醌类成分有较好的溶出率。这是Doehlert数学模型运用到中药复方配伍研究的初步探讨,为数学模型在中药复方配伍的推广和应用提供理论依据。黄美艳等[40]应用响应曲面分析法对不同制法与配比的药对当归-川芎的抗氧化活性作用进行研究,结果表明先水提后醇提其清除自由基的活性最好。邱玲玲等[41]以流感病毒神经氨酸酶活性抑制率为指标,采用Box-Behnken响应面设计法预测双黄连注射液组合成分的最佳配比。结果表明其最优配比为绿原酸-隐绿原酸-咖啡酸-黄芩苷107∶279∶7.99∶92。黄美艳等[42]采用响应面分析法对不同浓度当归-川芎药对配伍养血补血效应进行研究,结果显示当归与川芎的比例从4∶1到2∶1,从小剂量到大剂量,均表现为相加作用。而其他比例则表现出小剂量相加,大剂量协同的作用。陈海燕等[43]采用响应面法对丹参葛根的最佳组合比例进行了研究探讨,结果显示丹参葛根的最佳组合比例为6∶4。王睿等[44]采用实验设计(ED)-非线性建模(NM)-多目标优化(MO)的三联法,简称ED-NM-MO三联法,对经基线等比增减设计的丹参、三七不同配比的药效学数据进行非线性拟合和多目标优化,从而实现方剂剂量配比的非线性多目标优化。结果表明,可以根据实验目的对药效指标的不同要求设定不同的权重,获得各自药物相应的最优比例。这种适合复方特点的优化方法可用于多饮片多组分多成分复方药物的剂量配比优化。
此外,鉴于星点设计-响应面优化法有着操作简单、试验精度高、实验次数少等优点,其在工艺优化提取[45-48]以及制剂、食品、生化等[49-56]方面都有着广泛的应用,在药学领域有着较好的推广应用价值。
1.3 数据处理方法
数据处理是对数据的采集、存储、检索、加工、变换和传输。常用的数据处理方法有数据挖掘[57]、回归分析[58]等。数据处理方法可以从大量的、杂乱无章的数据中抽取并推导出特定的有意义的数据。基于此功能,许多学者都将数据处理方法应用于方药剂量配伍优化试验研究中。蔡文选等[59]应用化学计量学分辨方法-交互移动窗口因子分析法,对桂枝-茯苓配伍后挥发油成分中的共有成分、差异成分及各成分溶出率进行比较分析。结果显示少数组分配伍后溶出率显著增加,但大部分溶出率明显下降,甚至个别组分消失。这表明药对配伍后会改变其剂量。李伟霞等[60]基于人工神经网络法对当归-川芎药对中主要效应物质含量与其整合效应值进行拟合和分析,结果表明当归-川芎药对1.5∶1水提物的整体补血效应最好,1∶1醇提物的总活血化瘀效应最好,1.5∶1醇提物的总调经止血效应最好。蒋海强等[61]以钩藤总碱和莱菔子总碱有效组分的降血压效应为研究对象,采用偏最小二乘回归分析方法,探讨钩藤总碱和莱菔子总碱的最佳配比,结果显示钩藤总碱25 μg・g-1和莱菔子总碱30 μg・g-1时得到最佳配比。表明采用正交设计结合偏最小二乘回归分析的方法,能够消除各因素的交互作用,可用于中药的组分配伍及优化设计。施旭光等[62]采用非线性回归法分析不同剂量配伍所导致的乌头汤化学成分变化的内涵。显示不同剂量配伍的乌头汤各药味间主要存在非线性的关系,各因素间存在交互效应,不同的优化目标有不同的最优化配伍组合。商洪才等[63]应用多目标模糊优化法对丹参、三七不同剂量配比组合治疗实验性急性心肌缺血犬的数据进行处理,结果观察到丹参、三七在最优配比10∶1和10∶3时可明显改善模型犬的病变,同时,丹参、三七适宜的配比效果在整体调节功能上优于2种药的单独应用(10∶0,0∶10)。
虽然目前应用数学方法对方药剂量配伍优化的研究越来越多,但是试验研究方法中还没有能够充分利用数理统计方法的优势对中药复方药味组成与药量配比优化给予中肯的评价,同时数理统计方法本身存在的不足也未能很好的揭示方剂配伍内涵。因此,无论从试验方法上或是对数学方法本身都有待进一步完善。
2 中药配伍作用规律研究
中药方剂并不是几种或几十种药物的简单堆砌,而是依据药物各有所长的功用,在辨证、立法的基础上选药配伍而成并发挥整体增效减毒调节作用,使各具特性的群药组合成一个新的有机整体。方剂经过配伍必然使得复方成分变得更加复杂。为了更全面、深入地研究与数学特征相适应的中药复方配伍药理作用和化学变化之间的相关规律,许多学者在研究复方配伍作用规律的实验中引入了数理统计方法。
2.1 药理作用变化规律研究
药理实验是检验药物配伍药效的途径之一,其中中药药理包括整体、器官、细胞和分子4个水平。应用药理学的方法结合数学模型去探讨中药配伍的变化规律已有较多文献报道。余林中等[64]通过运用正交设计法对葛根芩连汤各配伍与解热药效之间的关系进行研究以探讨其配伍规律。结果显示对于解热指标最佳的配伍是葛根黄芩。任均国等[65]构建以中药为节点,中药配伍关系为边的网络理论,将网络效能与不同配伍方剂的药效进行直线相关分析,采用急性心肌缺血再灌注损伤大鼠模型研究加味生脉散中两两药物配伍规律,结果优化出药效最强、药味数最佳的方剂为4味方最高的是人参+麦冬+丹参+延胡索,三味方最高的是人参+丹参+延胡索。马秉亮等[66]应用正交设计法对泻心汤不同配伍抗炎作用进行研究,结果显示在抗炎方面,大黄是方中的第一要药,黄芩次之,且两者有协同作用,而黄连没有明显作用和影响。万海同等[67]通过由麻黄、桂枝、杏仁和甘草组成的麻黄汤对16种诱导的SD大鼠,出汗,缓解痉挛的豚鼠气管平滑肌,减轻疼痛与ICR小鼠动物模型组和正常对照组进行比较。基于结构方程模型,对中草药的路径图的绘制,用阿摩司(Amos)软件和4个中药和治疗效果的关系进行了测定,分析了结构方程模型的相关关系。根据测量的标准通径系数结果确定了麻黄汤中的君药为麻黄,臣药为桂枝,佐药为杏仁,使药为甘草。说明结构方程模型可从一个全新的角度用于定量分析中药复方方剂组成原理。
以中医药传统理论为基点,将数理统计方法理论与技术结合药理学实验对方剂配伍规律进行研究,通过对实验结果进行统计分析与综合评价,探讨复方中药味配伍与药理效应变化的相关性规律,有助于对方剂配伍规律进入更深层次的研究。
2.2 化学成分变化规律研究
中药数学模型的研究对象除了中药药理,还包括中药化学。方剂中各药味具有多部位、多组分、多成分的特征,是一种特殊的化学混合体,中药的配伍使化学成分变得更加复杂。如何全面揭示复方中药化学在全方、有效部位、有效组分和有效成分4个层次上的配伍规律是目前需要解决的问题,许多学者利用数学方法对此难题进行了较多的研究。李姝臻等[68]采用均匀设计法对黄芪桂枝五物汤中黄芪、桂枝、大枣、生姜与白芍不同剂量配比中白芍总苷含量变化进行比较,结果表明复方配伍使白芍中白芍总苷的含量下降24.5%,生姜对其影响最大,占10.2% 。徐培平等[69]采用均匀设计-偏最小二乘回归建模的方法,以小承气汤和厚朴大黄汤配伍组分为研究实例,分析了复方药物配伍规律和组方中各组分的相对关系。结果表明小承气汤和厚朴大黄汤虽然都由大黄、厚朴、枳实三味药组成,但两方的药味配伍比例不同,小承气汤中大黄和厚朴效应最大,而厚朴大黄汤以厚朴为君,大黄、枳实为臣使。陶静等[70]应用数据挖掘算法的频繁模式增长(FP-Growth)方法分析四物汤类方和药对、药组内部的组成关系,探讨四物汤的配伍规律。结果显示获得大于0.15置信度的四物汤配伍常用药有甘草、人参、肉桂和茯苓。王伟光等[71]采用正交设计法结合高效液相色谱对麻杏甘石汤不同配伍煎液主要化学成分含量进行分析研究,并探讨配伍对各化学成分含量的影响。结果显示麻黄碱、伪麻黄碱及苦杏仁苷的含量于全方去甘草组中含量显著降低,甘草次酸的含量于全方去杏仁组中也显著下降,其余各组含量变化不显著。周文俊等[72]应用偏最小二乘法对麻丸仁的2种剂型进行化学成分变化比较研究,结果发现2种剂型之间有差别的化学成分,最重要的主要来自枳实。还有部分学者利用主成分分析法和正交偏最小二乘判别法分析中药药对和方剂合煎液与分煎液中化学成分的差别,结果发现配伍合煎后化学成分的变化较大,应该是导致中药减毒增效原因[73-75]。
中药复方虽然疗效确切但组分成分相当复杂,借助于数学方法对方药配伍规律中化学成分的变化进行试验研究不仅为复杂的配伍系统研究提供了有力的方法支持,同时也对方药配伍规律内涵的揭示有着重要的现实意义。
3 中药配伍禁忌研究
中药理论中的“十八反十九畏”是目前中医药界共同认可的配伍禁忌之一。虽然历代医药学家多遵信十八反十九畏作为配伍禁忌,但亦有医药学家认为相反药同用,能相反相成,倘若运用得当,可产生较强的功效。近年来许多学者对十八反药对配伍进行了较多实验研究,尤其是结合了现代数理统计方法,观察逐渐深入,对十八反配伍规律的认识也趋于客观、准确。卢丹丹等[76]用定量药理学方法评价甘遂与甘草不同比例组合对肠运动的影响,采用均匀设计法以小鼠肠推进率和肠质量为指标,观察合并液和合煎液对肠功能的影响。结果表明:合并液可促进肠推进率,存在协同作用,两药合用大大增加肠推进功能。该研究为甘遂-甘草反药组合的毒效表征奠定了一定的研究基础。由此可看出,应用数理统计方法在一定程度上可以阐释中药十八反药物毒效与配比及剂量的关系。刘春芳等[77]分别以制川乌与生半夏的药理作用为观察指标,采用均匀设计法对制川乌与生半夏的配伍药效进行研究。结果表明制川乌与生半夏配伍比例为10∶1时,拮抗作用接近最大,能降低制川乌的镇痛、抗炎作用。制川乌与生半夏为1∶1时合煎液对气管酚红分泌量的增加作用最明显,能增强生半夏的祛痰作用,且其作用强度随配比和剂量的不同而改变。王艳丽等[78]采用均匀设计法结合动物急性毒性实验,探讨藜芦与细辛配伍的毒性规律。结果发现配伍后毒性并未随藜芦用量的增加呈严格的上升趋势,毒性由藜芦和细辛共同作用,且藜芦对毒性的贡献权重更大。当藜芦用量是细辛用量3~6倍时,毒性明显。当藜芦给药剂量低于临床安全最高限时,藜芦与细辛合用可视为安全的。当藜芦与细辛合煎,藜芦用量为5 g・kg-1时所产生的毒性大致与藜芦单煎所产生的毒性一致。表明藜芦和细辛配伍后毒性大小取决于两者的比例和各自用量大小。朱冠秀等[79]采用均匀设计法对南沙参、北沙参与藜芦不同比例配伍是否都产生相反毒性作用进行了研究,并考察了煎煮因素与毒性是否相关。结果显示南沙参、北沙参与藜芦配伍共同煎煮会使毒性增强,存在配伍相反的可能性。且在藜芦给药剂量相同的情况下,南、北沙参合并液毒性明显低于合煎组,提示共同煎煮过程是影响配伍毒性的重要因素。这为南、北沙参反藜芦之说提供了一定的实验依据。
此外,还有许多学者[80-85]在这方面进行了相关的研究,对中药十八反配伍药效的变化及配伍禁忌的组成特点进行了探讨,为相关的研究打下了一定的理论基础。但同样作为配伍禁忌的十九畏,虽然现代对其进行了较多较深入的研究,取得了不少成果,但应用数学方法对十九畏配伍特点进行研究的报道几乎没有。总的来说,目前应用数理统计方法对中药十八反十九畏的配伍特点进行的研究还处于初期阶段,揭示十八反十九畏药对配伍规律的内涵还有待进一步的深入研究。
4 基于临床处方配伍规律的研究
中药方剂配伍研究的内容还包括基于临床处方配伍规律的挖掘。通过将数学方法应用于临床处方分析中,挖掘处方用药的配伍规律,从而更好的指导临床用药。宋观礼等[86]应用频数分析、复杂网络分析、点式互分析等方法对中医诊断冠心病发病规律、症状规律、辨析规律、治法用药规律进行数据挖掘分析。其中对于冠心病治法用药规律的研究结果显示,临床治疗冠心病的核心处方用药为黄芪、党参、丹参、当归、川芎、茯苓、赤芍、瓜蒌、法半夏、麦冬、桃仁、红花、陈皮、甘草。其中,桃仁-红花的互信息积分最大(67.996 99),远远高于其他2个药物间的互信息积分,是目前治疗冠心病最常用的药对。妮等[87]应用复杂网络分析对李发枝教授治疗艾滋病带状疱疹及其后遗神经痛的用药规律进行研究,结果显示治疗艾滋病带状疱疹及其后遗神经痛的核心药物为黄芩、甘草、红花、车前子、全瓜蒌、当归、龙胆草。核心处方为龙胆泻肝汤加减和瓜蒌红花甘草汤加减。杜斌等[88]基于数据挖掘方法对溃疡性结肠炎方剂用药及配伍规律进行分析研究,结果显示方中白术、茯苓药对应用的频率最高,频数112次。而甘草、白术、黄连、茯苓、白芍、木香、党参、当归、黄芪、陈皮是出现频率最高的10味药。这些研究工作不但对深入探讨临床用药配伍规律及指导临床用药有重要的实用意义,且对于解放依赖传统中医主观性较强的辨证论治和经验水平的思维模式有着重要的指导意义。
5 小结与展望
中药方剂多组分、多成分、多药效的特点使得中药复方配伍成为一个复杂的组方系统。从方药配伍的剂量优化、中药复方配伍的药理效应、化学成分变化以及中药配伍禁忌这几方面进行实验研究与探讨,有助于对中药复方进行更好的优化筛选和对组方药物整体疗效进行综合评价,而且也在一定程度上体现了传统中医药整体观与系统论的思维模式。近年来,随着各学科间的相互渗透相互影响,以及中医药走向现代化国际化的进程中,要求用精确的方式及准确的语言表达和描述中医药学,尤其对于如何全面、客观、准确地揭示中药复方的配伍规律显得更为重要。如何找到更好的实验设计方法和更好的数学拟合模型,如何更好的挖掘和发现复方中蕴含的丰富的配伍规律内涵,是值得深入探讨研究的课题。
数理统计方法和计算机信息技术在医药领域中的应用,是现代科学技术迅速发展以及中药事业自身发展的需要。数理统计方法通过对数据资料的搜集、整理、分析和推断,探讨设计试验研究从而掌握事物内在客观规律,具有数学化、定量化且准确简捷的特点。将数理统计方法应用于中药方剂配伍规律研究中,不仅可以将中药方剂配伍定性与定量结合起来,用数学语言定性定量分析中药复方配伍的相互作用规律,而且能够做到客观准确,更有利于药物之间的优化筛选和进行药效的评价。然而,数理统计方法在中药方剂配伍规律的应用研究仍处于初始阶段,一方面,中药复方配伍在宏观上涉及药味的组合、剂量大小的变化以及药物间的相互作用,微观上牵涉到各化学成分的相互作用可能发生物理化学反应从而导致组分的改变,使得方剂配伍在多个环节上变得更复杂,这给全面准确地揭示方剂配伍规律的工作带来了更高的难度。另一方面,相对而言,虽然数理统计方法能更好的辅助研究中药方剂配伍规律,但目前的数学方法都在一定程度上存在着不足之处:首先,无论是方法上还是设计上都未能更好更完善的彰显出数理统计方法的优势从而导致无法更全面准确的揭示方剂配伍规律的内涵。比如析因设计法在因素增加的情况下,不但计算复杂而且难以解释众多的交互作用;正交设计法在多水平多因素的情况下试验次数较多,工作量亦大;均匀设计法须回归出与实际相符的定量方程式进行数据处理;响应面设计法得到的回归方程要求自变量必须是连续的而且需要被试验者自由控制;数据挖掘法要求试验者能深刻理解其所应用的领域,以便正确选择合适的模式进行试验;模糊数学方法的设计更多的是依靠试验者或专业人员的经验和知识,当缺乏这样的经验与知识时,很难获得满意的实验结果;偏最小二乘回归方法的解释矩阵中含有大量与响应向量无关的信息,可影响整个回归的效果;等等;其次,只是简单地套用数理方法和数学模型,还没有能够充分吸收和利用数理统计方法的理论成果和科技发展技术对中药复方的剂量配伍优化给予全面、客观、准确评价的试验研究方法,没有针对具体情况作改进,以适用于不同中药复方配伍规律的研究。此外,将数理统计方法应用于临床的研究较少[89-90],为了深入地阐明临床用药机制以及更好的为临床医师根据病理诊断提供用药参考,在数学方法的基础上结合临床特点进行深层次的研究还需要做出更大的努力。因此,在未来的方剂配伍研究发展中,如何以中医药理论为指导,同时引入数学模型,在现有的基础上突破传统思维进行技术改进和方法创新,是当前建立客观科学技术研究中药方剂配伍规律的关键。
[参考文献]
[1] 张振巍,张娜娜,李月梅,等. 黄芩、黄连配伍前后的主要化学成分含量变化[J]. 中国实验方剂学杂志,2012,18(24):58.
[2] 许妍妍,程丽丽,李遇伯,等. RRLC-QTOF/MS研究不同比例制川乌与瓜蒌配伍前后化学成分变化[J]. 中草药,2013,44(17):2372.
[3] 陈婷,宿树兰,钱叶飞,等. 乳香-没药配伍前后汤液理化参数变化与化学成分的关联分析[J]. 中成药,2012,34(8):1529.
[4] 陈婷,宿树兰,段金廒,等. 乳香-没药配伍前后化学成分溶出变化及其对LPS-诱导的巨噬细胞产生NO的影响[J]. 中国中药杂志,2013,38(2):179.
[5] 王茜,钟赣生,王宏蕾,等. 甘遂半夏汤中甘遂与甘草不同比例配伍对癌性腹水模型大鼠生物效应影响的研究[J]. 中国实验方剂学杂志,2013,19(4):177.
[6] 谢臻. 大承气汤方药物质基础及其配伍规律研究[D]. 广州:广州中医药大学,2009.
[7] 王红梅,赵怀舟,张玲. 丁香配伍郁金对胃肠运动影响的药理实验研究(I)――丁香与不同品种不同比例郁金配伍[J]. 时珍国医国药,2003,14(9):513.
[8] 张建永,晏仁义,王岚,等. 丹参山楂有效组分配伍抗动脉粥样硬化的实验研究[J]. 中国中药杂志,2013,38(12):1987.
[9] 向阳,陈楠楠,张德杰,等. 复方黄黛片中药血清药理学研究方法的建立[J]. 第四军医大学学报,2005,26(17):1594.
[10] 李静. 基于均匀设计的三首补肾阳类的配伍优化研究[D]. 广州:广东药学院,2011.
[11] 成龙,王岚,王彦礼,等. 金铃子散不同配比方对大鼠肝药酶CYP450 3A4活性的影响[J]. 中国实验方剂学杂志,2011,17(22):117.
[12] 吴艳萍. 葛根芩连汤配伍主要成分药代动力学研究[D]. 广州:第一军医大学,2006.
[13] 汪玉梅. 肾气丸有效成分的药代动力学及组分优化研究[D]. 广州:广州中医药大学,2012.
[14] 谢臻,王术玲,高峰,等. 大承气汤配伍变化的药效物质基础研究[J]. 中药新药与临床药理,2011,22(1):57.
[15] 成龙,王岚,王彦礼,等. 基于吸收-代谢模型的金铃子散复方配伍研究[J]. 中国中药杂志,2012,37(20):3130.
[16] 赵学军,李卫民,熊天琴,等. 温肾咳喘片组分的正交法优选及其主要药效学实验研究[J]. 成都中医药大学学报,2005,28(1):56.
[17] 张万龙,张树峰,范洪亮,等. 泽泻汤加味方治疗高血压最佳组方配伍的正交试验研究[J]. 世界中西医结合杂志,2013,8(2):128.
[18] 边洪荣,赵河山,王宇黄. 芪桂枝五物汤中不同剂量配伍对白芍总苷煎出量的影响[J]. 河北联合大学学报:医学版, 2012, 14(6): 779.
[19] 汪珊珊,范欣生,徐立,等. 基于正交试验的三拗汤配伍关系研究[J]. 中国实验方剂学杂志,2012,18(20):149.
[20] 戴开金,罗佳波,谭晓梅,等. 葛根芩连汤不同配伍对葛根素含量的影响[J]. 中草药,2003,34(6):506.
[21] 谭晓梅,戴开金,罗佳波,等. 葛根芩连汤不同配伍对黄芩苷含量的影响[J]. 中草药,2003,34(7):598.
[22] 陈金月,王力宁,刘倩,等. 麻杏二陈煮散汤剂质量优化影响因素的正交试验研究[J]. 中国药师,2013,16(3):342.
[23] 戴开金,罗佳波,吴昭晖,等. 配伍对葛根芩连汤中甘草酸含量的影响[J]. 中草药,2003,34(12):1084.
[24] 吴昭晖,奚林明,戴开金,等. 配伍对葛根芩连汤中小檗碱含量的影响[J]. 中草药,2004,35(1):33.
[25] 姚干,何宗玉,闫光凡,等. 正交设计法配合多药效指标综合评价筛选二至丸有效部位群组方的最佳配比[J]. 中成药,2009,31(9):1444.
[26] 胡金芳,刘静,冯,等. 正交设计筛选独一味和高乌甲素抗炎镇痛作用的最佳配比[J]. 中药药理与临床,2012,28(5):53.
[27] 兴,李晓刚,段君毅,等. 基于均匀设计的降尿酸方最佳配伍及其抗小鼠高尿酸血症效应研究[J]. 上海中医药大学学报,2013,27(3):87.
[28] 唐亚军,孟胜喜,冯琴,等. 基于均匀设计的防治脂肪肝中药有效组分复方筛选与验证[J]. 上海中医药大学学报,2013,27(4):53.
[29] 贺燕,温富春,纪凤兰,等. 均匀设计法筛选三七、山楂有效部位组合物剂量配比[J]. 中国实验方剂学杂志,2012,18(19):248.
[30] 曾晓会,赵自明,陈玉兴,等. 采用均匀设计法研究姜黄素与胡椒碱降脂作用的最佳配比[J]. 吉林医学,2009,30(9):772.
[31] 高鹏,安宁飞,赵明宏,等. 均匀设计在丹心痛最佳配比筛选中的应用[J]. 中草药,2003,34(2):123.
[32] 陈明珠,陈崇宏,卢惠萍. 均匀设计法在筛选丹参与黄芪最佳配比中的应用[J]. 海峡药学,2010,22(11):28.
[33] 胡占嵩,乔卫,金桂红,等. 均匀设计法优选酸枣仁合欢方抗抑郁作用的最佳配伍[J]. 中药材,2010,33(4):603.
[34] 李雪梅,甘雨,尤献民,等. 均匀设计法优化月安煎处方最佳配伍研究[J]. 西北药学杂志,2012,27(3):197.
[35] 杨东亮,马桂芝,滕亮,等. 均匀设计法优化杜麻方最佳配伍研究[J]. 西北药学杂志,2013,28(1):46.
[36] 傅琪琳,胡义扬,冯琴,等. 基于均匀设计的健脾活血方改善酒精性肠渗漏的主效应中药分析[J]. 中西医结合学报,2011,9(11):1234.
[37] 王秀凤,邓树泳,张磊,等. 基于粗糙集理论及均匀设计拆方的右归饮配伍规律研究[J]. 时珍国医国药,2013,24(5):1263.
[38] Bezerra M A, Santelli R E, Oliveiraa E P, et al. Response surface methodology(RSM)as a tool for optimization in analytical chemistry[J]. Talanta, 2008, 76: 965.
[39] 谢臻,曹骋,曾元儿,等. 基于Doehlert设计法的大承气汤配伍研究[J]. 中国中药杂志,2009,34(9):1090.
[40] 黄美艳,唐于平,尚尔鑫,等. 当归-川芎药对不同制法与配比抗氧化活性相互作用研究[J]. 中国中药杂志,2013,38(2):234.
[41] 邱玲玲,陈龙虎,鄢丹,等. 基于响应曲面设计的抑制流感病毒神经氨酸酶活性的组分中药筛选――以双黄连注射液为例[J]. 药学学报,2012,47(4):466.
[42] 黄美艳,尚尔鑫,唐于平,等. 基于药物相互作用对当归-川芎配伍养血补血效应研究[J]. 中国中西医结合杂志,2013,33(4):516.
[43] Chan H Y. Development of the quantified relationship between chemical compositions and antioxidant activity of Radix et Rhizoma Salviae Miltiorrhizae, Radix Puerariae Lobatae and the herbal formula of Danshengegen Tang(DGT)using liquid chromatography and chemometric techniques[D]. Hong Kong: Hong Kong Polytechnic University,2010.
[44] 王睿,商洪才,王永炎,等. ED-NM-MO三联法对丹参三七配比的多目标优化研究[J]. 天津中医药,2006,23(3):242.
[45] 谢臻,曹骋,曾元儿,等. 星点设计响应面法优化大承气汤中和厚朴酚与厚朴酚的提取工艺[J]. 中成药,2011,33(5):889.
[46] 谢臻,陈勇,曾海生,等. 星点设计响应面法优选地桃花中总黄酮的提取工艺[J]. 中国实验方剂学杂志,2011,17(12):27.
[47] 施俊辉,杨军宣,赵成城,等. 星点设计效应面法优化栀子的提取工艺[J]. 时珍国医国药,2011,22(3):667.
[48] 蔡恩博,张崇禧,朱启光,等. 星点设计效应面法优选暴马丁香树皮中紫丁香苷的提取工艺[J]. 药物分析杂志,2011,31(9):1808.
[49] 杨勇,奉建芳,张慧,等. 星点设计效应面法优化蟾酥固体脂质纳米粒制备工艺[J]. 中国中药杂志,2006,31(8):650.
[50] 汤秀珍,王承潇,张皓,等. 星点设计效应面法优化关节止痛膏贴剂处方[J]. 中草药,2012,43(1):86.
[51] 周绚,傅超美,黄逸维,等. 星点设计效应面法优化三七总皂苷生物黏附型缓释片处方[J]. 华西药学杂志,2010,25(4):406.
[52] 白艳杰,孙国祥,王平. 星点设计效应面法优化小檗碱环糊精包合物制备工艺[J]. 中国实验方剂学杂志,2012,18(4):63.
[53] Moreira N, Meireles S, Brando T, et al. Optimization of the HS-SPME-GC-IT/MS method using a central composite design for volatile carbonyl compounds determination in beers[J]. Talanta, 2013,117:523.
[54] Hasana S H, Srivastavaa P, Talat M. Biosorption of Pb(II)from water using biomass of Aeromonas hydrophila:central composite design for optimization of process variables[J]. J Hazard Mater,2009,168:1155.
[55] Firlbeck D, Faulstich M, Urmann C, et al. Central composite design for optimal technology of concentrating vanillic acid using foam fractionation[J]. Sep Purif Technol, 2013,119:28.
[56] 赵应征,鲁翠涛,梅兴国. 星点设计结合效应面法优化红豆杉细胞同步化条件[J]. 中国生化药物杂志,2004,25(5):291.
[57] 尚尔鑫,李文林,叶亮,等. 药对研究(Ⅱ)――药对的数据挖掘[J]. 中国中药杂志,2013,38(24):4191.
[58] 田茸,陈丽,杨延婷,等. 近20年心病中药用药规律研究及Logistic回归分析[J]. 中国中药杂志,2012,37(4):541.
[59] 蔡文选,王贤亲,于晓敏,等. 交互移动窗口因子方法在桂枝-茯苓配伍前后挥发油组分及溶出率变化研究中的应用[J]. 中国中药杂志,2008,33(18):2056.
[60] 李伟霞,唐于平,尚尔鑫,等. 基于人工神经网络的当归-川芎药对整体功效与化学物质关联性分析[J]. 中国中药杂志,2012,37(19):2935.
[61] 蒋海强,聂磊,周洪雷,等. 基于偏最小二乘回归分析的钩藤总碱和莱菔子总碱组分配伍优化研究[J]. 中草药,2013,44(18):2531.
[62] 施旭光,王沛坚. 非线性回归分析不同剂量配伍对乌头汤中主要化学成分的影响[J]. 中药新药与临床药理,2009,20(1):55.
[63] 商洪才,李梢,高秀梅,等. 丹参、三七不同配比的多目标模糊优化研究[J]. 北京中医药大学学报,2003,26(4):28.
[64] 余林中,伍杰勇,罗佳波,等. 葛根芩连汤配伍与解热药效关系研究[J]. 中国中药杂志,2004,29(7):663.
[65] 任钧国,马晓斌,林成仁,等. 基于网络方法的中药方剂药理作用配伍规律分析[J]. 中国中药杂志,2010,35(18):2469.
[66] 马秉亮,马越鸣,严东明,等. 泻心汤不同配伍抗炎作用比较研究[J]. 中草药,2007,38(11):1690.
[67] He Y, Gai Y Q, Wu X B, et al. Quantitatively analyze composition principle of Ma Huang tang by structural equation modeling[J]. J Ethnopharmacol, 2012,143(3):851.
[68] 李姝臻,边洪荣,刘晓龙,等. 均匀设计黄芪桂枝五物汤中不同剂量配伍白芍总苷含量变化比较的研究[J]. 贵阳中医学院学报,2013,35(4):297.
[69] 徐培平,张奉学,符林春,等. 基于均匀设计-偏最小二乘回归建模的中药复方配伍规律研究方法[J]. 中草药,2011,42(4):819.
[70] 陶静,范欣生,张欢,等. 基于FP-Growth算法的四物汤类方配伍规律及应用研究[J]. 世界科学技术――中医药现代化,2010,12(6):909.
[71] 王伟光,施旭光,翟理祥,等. 不同配伍对麻杏甘石汤主要化学成分含量的影响[J]. 中药材,2007,30(5):602.
[72] Zhou W J, Song J Z, Fu W W, et al. Chemical comparison of two dosage forms of Hemp seed pills by UHPLC-Q-ToF-MS/MS and multivariate statistical techniques[J]. J Pharmaceut Biomed,2013,84:59.
[73] 马增春,周思思,梁乾德,等. 基于UPLC-TOF/MS分析人参附子配伍减毒的物质基础[J]. 药学学报, 2011, 46(12):1488.
[74] Li S L , Song J Z , Qiao C F, et al. UPLC-PDA-TOF MS based chemical profiling approach to rapidly evaluate chemical consistency between traditional and dispensing granule decoctions of traditional medicine combinatorial formulae[J]. J Pharm Biomed Anal, 2010,52:468.
[75] Wan J B, Bai X, Cai X J, et al. Chemical differentiation of Da-Cheng-Qi-Tang, a Chinese medicine formula, prepared by traditional and modern decoction methods using UPLC/Q-TOFMS-based metabolomics approach[J]. J Pharm Biomed Anal, 2013,83: 34.
[76] 卢丹丹,卞勇,李,等. 基于均匀设计法评价甘遂与甘草反药组合对小鼠肠功能的影响[J]. 南京中医药大学学报,2012,28(2):143.
[77] 刘春芳,谭淑芳,华,等. 基于均匀设计法的制川乌与生半夏配伍药效研究[J]. 中国中药杂志,2013,38(13):2169.
[78] 王艳丽,王宇光,梁乾德,等. 基于均匀设计的藜芦与细辛配伍毒性研究[J]. 中国中药杂志,2012,37(14):2139.
[79] 朱冠秀,王宇光,李飞,等. 采用均匀设计研究南沙参、北沙参配伍藜芦相反的毒性作用规律[J]. 中国中西医结合杂志,2013,33(5):686.
[80] 张玉华,华浩明,范欣生,等. 基于关联规则方法探讨胸痹心痛方中十八反药对的应用规律[J]. 中国中药杂志,2011,36(24):3544.
[81] 李怡文,钟赣生,柳海艳,等. 基于均匀设计的海藻玉壶汤中海藻与甘草不同比例配伍对甲状腺肿大大鼠模型肝脏功能及病理形态的影响[J]. 中华中医药杂志,2013,28(5):1295.
[82] 尚尔鑫,范欣生,段金廒,等. 基于关联规则的中药配伍禁忌配伍特点的分析[J]. 南京中医药大学学报,2010,26(6):421.
[83] 孟莉,向绍杰,乔敏,等. 均匀设计法考察藜芦对人参的耐缺氧及抗疲劳作用的影响[J]. 实用中医内科杂志,2010,24(2):20.
[84] 李芸,范欣生,尚尔鑫,等. 基于关联规则等方法的十八反藜芦类反药配伍方剂特点分析[J]. 中国实验方剂学杂志,2012,18(18):332.
[85] 杨亮,王宇光,梁乾德,等. 藜芦与人参配比毒性与生物碱类成分变化的相关性研究[J]. 中草药,2012,43(8):1574.
[86] 宋观礼,刘保延,王映辉,等. 基于中医临床科研信息一体化技术平台的冠心病诊治规律研究[J]. 中华中医药杂志,2013,28(5):1247.
[87] 妮,李真,徐立然,等. 李发枝治疗艾滋病带状疱疹及其后遗神经痛的配伍精要[J]. 中国中药杂志,2013,38(15):2497.
[88] 杜斌,沈洪,王军,等. 基于数据挖掘方法对溃疡性结肠炎方剂用药及配伍规律分析[J]. 时珍国医国药,2013,24(10):2554.
[89] 方朝晖,罗云,陆瑞敏,等. 基于数据挖掘的中医药治疗糖尿病用药规律探析[J]. 中医药临床杂志,2013,25(8):670.
[90] 杨小波,张钢,梁兆晖,等. 基于粗糙集理论的溃疡性结肠炎中医主症分析[J]. 辽宁中医杂志,2008,35(5):687.
[基金项目] 国家自然科学基金项目(81360524);教育部科学技术研究重点项目(211140);广西自然科学基金项目(2012GXNSFBA053093);广西高等学校重点科研项目(201102ZD022)
[关键词] 药剂学;案例式教学法;基于问题式学习法;探究式教学法;直观教学法
[中图分类号] R94;G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742(2013)05(c)-0126-03
药剂学是药学及相关专业的主干课程之一,是一门综合性、实践性均极强的学科。该课程所涉及的知识面广,涵盖内容多,应用性强,既需有多学科相关的理论知识,又需与实际密切联系,这无疑对学生的学习和教师的教学都提出极大挑战。因此,就更需要教师在教学中不断创新教学方法,理论联系实际,根据教学内容和要求,综合应用与其相适应的教学方法,加强师生互动,才能取得更佳的教学效果。目前,在药剂学教学改革中,我们尝试将一些新的教学方法引入教学实践,取得了一定的教学效果。
1 案例教学法的应用
案例教学法(Case-Based Teaching, CBT)是一种根据教学内容的要求,通过对典型案例剖析组织教学的方法[1]。这种教学方法最大的优势是理论联系实际,有利于提高学生联系实际、分析问题、解决问题的能力。对于药剂学这样的一门实践性、应用性强,理论与实践并重的学科,采用这种教学方法往往可以起到事半功倍的效果[2-3]。
在讲授“灭菌制剂与无菌制剂”一章时,我们选用了曾发生于本省的药害“欣弗事件”为典型案例,以该案例为主线,组织、展开教学,既较好地阐明了教学内容、重点和难点,又激发了学生的学习兴趣,加深了对基本知识点的理解记忆,起到了警示作用。
“欣弗事件”是一起典型的因未严格按生产工艺操作导致药品不合格所产生的药害事件。2006年8月,国内多地相继发现,部分患者在使用了克林霉素磷酸酯葡萄糖注射液(商品名欣弗)后,临床出现胸闷、心悸、寒战、肝肾损伤、过敏性休克等症状,有多人死亡。经SFDA查证,这是由于厂家在生产中未严格按工艺参数灭菌,私自降低灭菌时间,增大灭菌柜载量,致使制剂灭菌、热原等项检验均不合格所致。
在确定了教学案例之后,我们按以下方式组织了“灭菌制剂与无菌制剂”一章的教学。①预习教材:同学预习教材相关内容,重点了解注射液制备工艺过程及灭菌制剂安全性保障措施;②资料检索:同学网上查阅“欣弗事件”及其他有关注射液安全事件的信息;③课堂讨论:重点讨论“欣弗事件”的主要教训及保证灭菌制剂安全性的措施、意义;④教师评论:根据教学要求和讨论中提出的问题,进行解答、概括、总结,以加深学生对相关知识的理解、掌握、记忆。
通过以该案例为主线展开教学,与传统的单纯讲授教学法相比,不但较好地使学生掌握了灭菌制剂安全性保障措施,树立了安全第一的观念,理解了严格执行灭菌技术各项参数的重要意义,还极大提高了学生学习的积极性、主动性,引导学生拓展思维,举一反三地应用知识。例如在讨论中就有同学提到“亮菌甲素注射液事件”及“鱼腥草注射液事件”等药害教训,使同学们从注射液的澄明度、辅料等各方面进一步认识保障灭菌制剂安全性的重要意义,并比照不同药物特点,如氧化性、pKa等性质,分析工艺关键点,选择更为适宜的制剂方案流程;另一方面,通过对实际案例的分析,加深了学生们对于比较枯燥、抽象的技术参数的理解,如热原的危害及去除方法等。
2 基于问题式学习法的应用
基于问题式学习法(Problem-Based Learning, PBL)于上世纪50年代始用于医学教育,现已成为一种较为多用的教学方法[4]。该法有益于营建主动、活泼的学习氛围,引导学生带着问题学习、思考,通过讨论分析充分表达自己观点,加深对知识的理解,培养学生学生分析问题、解决问题的能力,有利于克服、改变传统的教师讲、学生记为主的“填鸭式”刻板枯燥的教学模式[5]。
药剂学是一门综合性很强的应用学科,各类制剂介绍基本上按照配制理论制剂工艺技术要求质量控制合理应用的过程展开。若按传统授课方法逐一讲解,不仅会使学生感到内容繁杂、信息量过大,难以掌握重点内容,也会使讲课内容单调,课堂氛围沉闷,难以引起学生的兴趣,影响教学效果。
药剂学的固体制剂是重要的教学内容,常用剂型颗粒剂、胶囊、片剂等的制备工艺都有药粉的混合、制粒、分剂量等过程,而这些过程都涉及粉体学理论。因此,粉体学理论是学习掌握的关键,自然应当作为固体制剂的教学重点;而教材中粉体学相关内容却在“药物制剂形成理论部分”中独立成章,这就容易造成学生难以融会贯通,更因缺乏具体、直观的实例而增加了对相关理论理解上的难度。
为此,我们采用了PBL教学法,在讲完固体制剂的相关内容之后,向同学提出“粉体制剂有哪些特性?它们在固体制剂制备中有何种意义?”、“在固体制剂制备工艺和质量检查等过程中的注意要点里,有哪些可以用粉体学相关理论来解释和理解?”等一系列的问题,引导学生查阅资料,总结教材相关内容,开展讨论交流,使同学们对粉体学的概念,粉体的特性如粒径、形态、比表面积、密度、孔隙、流动性、湿润性等以及微粉化技术在各类制剂中的应用等内容问题有了较为全面的认识。再经教师总结、概括,对讨论中的疑难问题作重点讲解,使学生在理解的基础上,对固体制剂制备过程中易出现的技术问题及解决方法有了深入理解,对知识的应用起到融会贯通的效果,也使学生学会了在内容繁多的知识中,把握重点和关键知识的方法。对药剂学中一些理论性较强、内容抽象难懂及涉及面较广的章节,尤其是物理药剂学相关的制剂形成理论等内容,如溶液理论、表面活性剂应用等,我们也试用了PBL教学法。在进行教学时,教师先提出相关问题,让学生带着问题进行课前预习、查阅资料、听课、得出问题的初步答案,再通过讨论交流,弄懂知识要点,加深对理论的理解,完善问题的答案。教师通过参与、引导讨论,倾听学生的见解,发现带普遍性的疑难问题,在归纳总结中加以详尽解答[6]。
3 探究式教学法的应用
药剂学是一门应用性、实践性很强的学科,当前该课程教学仍以课堂讲授为主,因此,实验教学对培养学生的实践能力,提高教学质量就显得尤为重要。但传统的药剂学实验教学,内容陈旧,方法滞后,多数实验项目属于验证性实验,单调的操作程序和末试先知的实验结果,不仅不能激发学生的热情,调动学生的积极性、主动性,更无法启发学生的思考,培养学生的创新能力。
探究式教学法(Inquiry Teaching)是一种近年受到广泛关注的新教学法。该法旨在使学生在教师的指导下,通过亲历亲为,进行科研式的探究性学习,在掌握知识的同时,体验科学研究过程和方法,提高学习的能力、科研素质和创新精神[7]。该院在近年改革药剂学实验教学时,引入这种教学方法。在针剂制备实验中,我们选用维生素C针剂制为实验内容,该品种具有易氧化、不耐高温,制备过程中易分解破坏的特点,在处方选择、工艺流程设计等方面需要尽量减少成分的氧化[8]。针对这一关键点,我们在实验中要求学生自己设计处方和实验方案,在常用抗氧化剂中选择最适抗氧化剂及剂量,确定灭菌工艺条件等重要内容,完成试验设计书面方案,提交老师审阅,指出优劣,由学生自主完成实验全过程。这种实验一改“老师做,学生看”的沉闷局面,整个实验完全由学生担当主角,教师只适时地起引导、提示作用,充分发挥了学生的积极性和主动性。同学们都能在设计实验方案时,认真复习理论课内容,认真检索有关资料,通过小组讨论集思广益提出质量较高的设计方案。比如,很多同学都能理论联系实际,认识到抗氧化剂的作用与溶液的pH值相关,维生素呈酸性,宜选择偏酸性的抗氧化剂亚硫酸氢钠。在实验过程中,也能一丝不苟地完成每一个实验步骤,并用“正交法”摸索出维生素C流通蒸汽灭菌的最佳条件(100 ℃,15 min),求出其降解速率常数。
初步的实践表明,在药剂学实验教学中适当地应用探究式教学方法,能较真实地模拟实际工作场景、条件和方式,给学生预留下较大的思考、探究空间,使学生有机会在学习中实现动手―动脑―动口相结合,对提高学生的自主学习能力和创新意识,能起到传统教学方法所难以达到的效果。
4 直观教学法的应用
药剂学是一门工科特色很强的课程,这对药学专业理科学生有一定的难度,尤其是由于生活经历的局限,使学生对教材中许多内容缺乏必要的感性认识,给教学带来一定的困难。而增加直观教学法(Visualization Teaching)运用的份量,为学生提供更多的感性素材,增加学生的感性认识,可较好的提高学生的理解能力。
首先,教学中我们尽量增加实物的演示。比如,讲授药物制剂时,将相关药物制剂带到课堂上,让学生传看,在通过简要讲解、比较可以使学生很容易掌握普通片剂、糖衣片、含片以及颗粒剂、粉剂等类似制剂的区别。在此基础上,教师再分别讲解剂型定义、特点、质量要求等。同时,还可有意识的指导学生阅读制剂包装上的标签和药物说明书,增加学生对药物的全面认识。这样既活跃了学习气氛,也可提高教学效果。充分利用已有的制药设备,是进行药物制备工艺教学的可行的直观教学法。面对压片机、颗粒机、包衣机等讲解片剂制备工艺,面对灌封机、真空泵等讲解针剂制备工艺,可以更好地让学生理解这些设备的结构、工作原理,从而全面理解制剂工艺的全过程。实物教学可以让学生在掌握基本的感性的材料后,建立起正确的表象,进而通过比较、分析、综合、抽象、概括成正确形象,才能更好理解事物本质和规律。一步沸腾制粒机、流化床干燥机等制剂仪器的演示教学,有利于学生更为直观地理解药剂新工艺的运用和新仪器的基本原理。
充分利用教学中的素材,应用图片、视频、动画等形式,利用本校已建立的网络资源,制备多媒体课件,是直观教学的新发展趋势。尤其是多媒体课件,集图像、文字、声音、动画为一体,可以更形象、仿真地给学生以直观的印象。例如,在教学中,我们把一些制剂的工艺流程如湿法制粒、压片工艺等,及灌封机、滚动式包衣机、流化床制粒机等设备内部构造、运行机理等,以flas形式进行讲解;对各种制剂的特点、辅料、工艺、质控等主要内容以图表方式加以总结,以利学生比较、记忆。制备了多媒体课件,直观、形象、生动,激发了学生学习兴趣,拓展了他们的想象空间,降低了学习难度。
5 体会
初步的实践,使我们体会到,新教学法具有传统教学法所欠缺优势,应用适当,对提高药剂学的教学质量,深化教学改革,确有极大的益处。
①新教学法较好地确立了教学中的“学生中心地位”的理念,使师生关系、作用与传统教学方法发生根本改变。学生由知识的被动接受者转变为知识的探究者、加工者、应用者;而教师也不再仅是知识的灌输者,而是教学的设计者、组织者、引导者。师生处于完全平等的地位。
②新教学法更着重在教学过程中构建开放的环境和活泼的氛围,形成一种基于问题的、探究的学习方式。学生带着问题预习功课、检索资料、听课复习,在探究中寻找答案,获得成就感,从而调动他们的主动性,拓展视野,提高能力。
③新教学法更依赖于学生自主学习的欲望和能力,如预习中的阅读思考能力,信息检索中的总结分析能力,讨论中的交流表达能力,操作中的动手能力,协作中的团队精神等。新教学法有助于培养学生的“会学、会想、会做、会讲”的能力,改善和克服了传统教学造成的“高分低能”弊端。
但也应当看到,新教学法需具备一些必要的前提和条件。①新教学法尤其是PBL教学法和探究式教学法需在学生已经学习并掌握了相关专业知识之后才能实施,否则起不到应有的效果。②新教学法需组织者预先有严谨的设计,如案例的选择应与教学内容密切相关并具典型性、针对性;PBL法中问题的提出,探究法中课题的选择,应切合学生知识面的实际,过深、过浅均难以达到预期的目标。③新教学法要求组织者有较高的组织、指导、驾驭、总结教学过程的能力和技巧,才能使整个教学活动既生动活泼又不离教学主题;既发挥学生的想象力、创造力,又始终围绕教学大纲的要求展开。
总之,新教学法应用对教师提出了新的挑战和更高的要求,敦促我们不断提高自身的业务水平,与时俱进,才能完成“传道、授业、解惑”的任务。
[参考文献]
[1] 周川,主编. 简明高等教育学[M]. 南京:河海大学出版社,南京师范大学出版社,2006:155.
[2] 宋马林,金露,余华银. 案例教学法述评:基于文献统计的视角[J].安徽工业大学学报(社会科学版), 2012, 29(2): 121-125.
[3] 张俊.案例教学法常见问题探析[J].产业与科技论坛,2012,11(10): 176-177.
[4] Kaufam DM, Mann KV. Basis sciences in problem-based learning and conventional carricula[J]. Medical Education, 1997, 31(3):177.
[5] 马少华,应志国. PBL、TBL、CBE三种教学方法的比较研究[J]. 中国高等医学教育, 2012(10):109-110.
[6] 臧伟进,王渊,刘进军,等.医学课程整合背景下的《药理学》教学改革[J]. 中国药理通讯, 2012, 29(4): 17-18.
[7] 王琪, 王慧, 宫杰. 探究式教学在医学免疫学中的应用[J]. 医学教育探索, 2010, 9(6): 784.
【关键词】 数学 公理化方法 研究数学 作用
【中图分类号】 G424 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2013)02(b)-0042-01
1 数学公理化方法概述
1.1 数学公理化方法的内涵
纯形式公理化方法的特征是具有高度的形式化和抽象化,系统的基本概念、基本关系用抽象的符号表示,命题由符号组成的公式表示,命题的证明用一个公式串表达。一个符号化的形式系统只有在解释之后才有意义。同时,作为一个符号化的形式系统,可以用来提供简洁精确的形式化语言;提供数量分析及计算的方法;提供逻辑推理的工具。
公理化方法的具体形态有三种:实体性公理化方法、形式公理化方法和纯形式公理化方法,用它们建构起来的理论体系分别为《几何原本》、《几何基础》和ZFC公理系统。
1.2 公理化方法的基本思想
数学是撇开现实世界的具体内容来研究其量性特征形式与关系的。其结果只有经过证明才可信,而数学证明采用的是逻辑推理方法,根据逻辑推理的规则,每步推理都要有个大前提,我们不难想象到,最初的那个大前提是不可能再由另外的大前提导出的,既是说,我们的逆推过程总有个“尽头”,同样,概念需要定义,新概念由前此概念定义,必也出现这样的情况最原始的概念无法定义。
因此,我们要想建立一门科学的严格的理论体系,只能采取如下方法:让该门学科的某些概念以及与之有关的某些关系作为不加定义的原始概念与公设或公理,而以后的全部概念及其性质要求均由原始概念与公设或公理经过精确定义与逻辑推理的方法演绎出来,这种从尽可能少的一组原始概念和公设或公理出发,运用逻辑推理原则,建立科学体系的方法叫做公理化方法。
2 数学公理化方法的逻辑特征
2.1 协调性
无矛盾性要求在一个公理系统中,公理之间不能自相矛盾,由公理系推出的结果也不能矛盾,即不能同时推出命题A与其否定命题,显然,这是对公理系统的最基本的要求。如何证明给定的公理系统的无矛盾性呢?若想通过“由这一公理系作出全部可能的推论并指出其中没有矛盾”来证明是不可能的。
2.2 独立性
独立性要求在一个公理系统中,被选定的公理组中任何一个公理都不能由其他公理推出。独立性其实要求的是公理组中公理之间不能有依从关系,若某一公理被其余公理推出,那它实质上就是一个定理,在公理组中就是多余的,所以,独立性要求公理组中公理数目最少。
2.3 完备性
完备性要求在一个公理系统中,公理组的选取能保证由公理组推出该系统的全部真命题,所以,公理不能过少,否则就推不出某些真命题,这是关于完备性的古典定义。现代数学常借助模型的同构给公理系的完备性下定义,即如果公理系T的所有模型或解释都彼此同构,就称这个公理系是完备的。
在上述公理化方法的三个特征中,无矛盾性是最重要而又是非有不可的。独立性从理论上讲,从完美简炼上讲,应该要求,因为公理和定理在整个系统中处的地位不同,公理是出发点,定理是推出的,不能混在一块。但是,独立性要求有时可降低。现行中学几何体系就放弃了这一要求。至于完备性,要求就大大放宽了;而且“从研究完备的公理系确定的对象转向研究其公理系不完备的对象”被认为是现代数学的特征之一。
3 数学公理化方法在研究数学中的作用和意义
3.1 表述和总结科学理论
公理化方法使有关的理论系统化,把它们按照某种逻辑顺序构建成一个系统,因而便于人们系统地理解知识体系,便于掌握理论的本质。它是应用演绎推理的基本方法,它为认识世界提供了演绎推理的模式,提供了一种理性证明的手段,它是表述科学理论一种比较完善的方法,它为各门科学提供了一种思想方法上的示范和有效的表述手段,有利于促进理论的完善和严格化。它赋与数学内在的统一性,有助于人们了解数学各分支、各部门之间的本质联系。
3.2 完善和创新理论
公理化方法的应用要求一门科学的充分成熟:积累了一定数量的基础知识,进行了一定的系统分析和研究,对该门学科知识结构有了较深入的理解。因此,实现公理化的过程也是深入研究理论体系的过程。采用公理化方法还可以发现和补充理论系统中的缺陷和漏洞。从而有利于完善已有理论,创建新的理论。
3.3 培养和熏陶人们的逻辑思维能力
数学学习,重要的不在于只是记住概念、公式、定理和法则,而在于学会如何去获得这些知识,即学会正确地进行数学思维,逻辑思维正是数学思维的核心成分之一。逻辑思维能力是一种重要的数学能力。而公理化方法使逻辑思维在数学中的作用得以充分发挥,大大提高了数学教育的成效,实现高度的思维经济,这无疑对培养和熏陶学生的逻辑思维能力有其十分重要的作用和意义。此外,由于公理化方法可以揭示一个数学系统和分支的内在规律性,从而使它系统化,这也无疑有利于人们学习和掌握。
4 结语
公理化方法是是建立某些抽象学科的基础,是加工、整理知识,建立科学理论的工具,公理系统的形成是数学分支发展的新起点。公理化方法有助于发现新的数学成果,可以探索各个数学分支的逻辑结构,发现新问题,促进和推动新理论的创立和发展。对各门自然科学的表述具有积极的借鉴作用。同时公理化方法对于学生理解和掌握数学知识、数学方法及培养学生逻辑思维能力具有重要作用。公理化方法本身及其在数学理论和实践应用中的巨大作用,随着科学技术的发展还在继续向前发展。
参考文献
[1] 李文平.论数学公理化方法在数学发展中的推动作用[J].读写算,2010(16).