中国现代教育装备
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 教育科技  
微流控装置在药学综合实验教学中的拓展应用
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2021-4-30 10:44:39
  [导读]吉林大学生物国家级实验教学示范中心不断研发与改进实验技术与教具,探索前沿技术与实践教学的融合,通过将微流控技术应用于药学综合实验,并与高效液相色谱检测方法相对比实验,使学生对非接触电导检测法、芯片毛细管电泳、谱图分析处理等有更深的认识,了解前沿技术,拓展科研思路,取得较好地教学效果。

  微流控技术是一种精确控制和操控微尺度流体的技术,具有实验成本低、使用范围广、分析效率高等优势[1]。近年来,随着微流控技术的不断发展,微流控技术越来越多的应用在天然药物筛选,药物活性研究,药物分析与检测等领域[2]。涉及的剂型包括有片剂、注射液、颗粒剂、胶囊等常规剂型。检测内容可以是单一主成分检测也可以是多成分的同时检测,应用范围也拓展到了药动学研究、手性药物检测、组织样本中的药物浓度检测、尿药浓度检测、血药浓度检测等方面[3]。

  药物含量检测是药学综合实验中的重要组成部分,常采用高效液相色谱法、光谱法、滴定法等方法进行定量分析。其中高效液相色谱法是药物含量检测中比较常用的方法,具有高压、高效、高灵敏度、应用范围广、分析速度快的“三高一广一快”的特点[4]。但因仪器设备价格昂贵,普通高校教学时不能购置多台仪器设备,将1人一组或2人一组的实验变为5~10人一组的演示实验或观摩实验,未能切实锻炼学生的实践动手能力。如对乙酰氨基酚含量测定实验,因其药物原料易得、污染小、对照品价格低等因素,是各校药学相关专业药物含量检测的常规实验,一般高校在教学中无法满足多人同时操作;同时该实验耗时时间长,实验课程不好安排,无形中加大了教师工作量。

  吉林大学生物国家级实验教学示范中心在实践教学中不断进行改革,将前沿技术与方法融入实践教学中,提高学生科研思维和实践动手能力[5]。经过近几年的探索与实践,已将微流控技术应用于实验教学中,自主研发改进教具,拓展原有实验项目,进行对比实验,加深学生对药物含量测定方法学的理解,开阔学生的科研视野,取得了较好的教学效果。

  1 微流控分析实验装置的设计

  2 实验教学中的拓展应用

  3 结语

  药学综合实验中的药物分析部分不仅是学生学习掌握药物分析课程理论知识的补充和强化,也是培养学生良好的科研素质、操作技能和创新思维的重要途径。以微流控芯片替代毛细管柱,通过连接高压电源和非接触电导检测器组装成微流控分析装置,具有实验成本低、使用范围广、分析效率高等优点。通过开发研究微流控装置在药物分析实验中的拓展应用,有效解决了目前教学中实验耗时长、试剂消耗量大、技术方法落后等问题。使学生对非接触电导检测法、芯片毛细管电泳、谱图分析处理等有更深的认识,接触前沿技术,拓展科研思路。该实验技术可推广至其他离子药物含量测定的实践教学项目并开发开放性实验项目,仪器设备和实验内容均有优化拓展的空间及广阔的应用前景。

  参考文献

  [1] 陈昱.微流控技术中的微流体控制与应用[J].海峡科技与产业,2018(6):21-28.

  [2] 蔡亚梅,洪战英,朱臻宇,等.微流控芯片技术在药物活性研究中的应用进展[J].药物分析杂志,2013,33(11):2013-2018.

  [3] 李智磊,李静岚,陈缵光,等.微流控芯片技术在药物分析领域的研究进展[J].中国药房,2019,30(16):2279-2284.

  [4] 牟晓博,鲁金凤,任玉新.浅析高效液相色谱技术在药品检验中的应用[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(46):292.

  [5] 刘艳,权宇彤,邵妍,等.铭记历史 珍视现在 开创未来—吉林大学国家级生物实验教学示范中心的心路历程[J].实验技术与管理,2015,32(8):3-5.

  [6] 刘丹,钟伟军,徐新军,等.自制微流控芯片分析仪用于药物分析实验教学[J].实验技术与管理,2016,33(12):53-55.

  [7] 杨秀娟,陈缵光.微流控芯片非接触电导法测定感冒药中三种有效成分[C].第四届全国微全分析系统学术会议论文集.2007:203-204.

  [8] 杨秀娟,李偶连,陈缵光,等.微流控芯片非接触电导法测定感冒药中盐酸伪麻黄碱和氢溴酸右美沙芬[J].分析化学,2008(5):673-677.

  [9] 隋会敏,李莉,王慧玉,等.基于全程综合实验与案例教学的药物分析实验教学改革[J].药学教育,2018,34(3):24-27.

  [10] 宋丽丽,包玉莉,刘红玥,等.药物分析实验课程的综合设计性实验改革[J].实验室研究与探索,2016,35(6):185-189.

  [11] 刘艳,林相友,逯家辉,等.改革实践教学 推进创新创业教育[J].中国大学教学,2016(7):84-86.

  [12] 刘艳,孟威,孟令军,等.大学生创新实践教育模式的探索与实践[J].实验室研究与探索,2016,35(1):166-168.

  [13] 刘艳,周毓麟,闫国栋,等.生命科学大学生创新创业教育生态系统初探[J].生命的化学,2016,36(4):574-577.

杨雪薇 滕乐生 孟威 郑艳茹 刘艳 吉林大学生命科学学院


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