关于《海洋药物学》特色创新性实验设计的探讨

摘要：海洋药物学是基于现代药学理论的体现海洋药物研究特色的新兴交叉学科。通过探讨海洋药物学创新性综合实验设计，合理设计课堂教学和实验教学相结合的模式，体现海洋药物研究的特色，启发学生的创新性思维，构筑现代高等教育课堂教学的模式。

关键词：海洋药物学 创新性实验设计 教学模式

20世纪以来，随着世界范围对海洋药用生物资源的日益重视和规模化开发利用，海洋药物的研究领域不断扩展，在新技术的支撑下研究水平不断提高，越来越多的药用海洋生物资源被发掘，越来越多的海洋药物成功上市或进入临床研究，形成高新技术产业，目前已成为充满生机的新的科学研究领域。我国现代海洋药物研究经过数十年的发展和积累，已培养了一支较为完整的海洋药物研究队伍，逐渐形成较为完善的学科体系。海洋药物学在现代高新技术和新兴学科的推动下成为药学学科中成长迅速、快速发展的新兴交叉学科。

一、海洋药物学研究的主要内容

海洋药物学的研究领域涉及药物化学、药理学、分子生物学、基因工程等众多相关学科，所涉及的内容非常广泛，其发展也得益于上述学科的融合渗透及相关研究方法、技术的进步。近十年来，海洋药物研究的深入，吸引了一批药学专业人才从事海洋药物的相关研究，并开设了海洋药物学及相关课程，对培养海洋药物领域的后备人才、推动海洋药物的发展起着长远的积极影响。

目前，海洋天然产物、海洋多糖、海洋微生物和海洋生物技术的研究成为我国海洋药物研究的四大特点。药物先导物和多糖类海洋药物的研究已经达到或接近国际先进水平，而小分子化学药物和基因工程药物方面仍然存在着一定的差距。

海洋药物学课程的目标是让学生接触并了解海洋药物，学习海洋天然产物化学知识，掌握海洋生物资源利用，熟悉海洋来源的功能性产品的开发，了解最新海洋生物技术的发展，为培养海洋相关的医药人才打下一定的知识基础。

二、海洋药物学实验的必要性及设计原则

海洋药物学的内容涉及多学科交叉的内容，所以海洋药物学作为一门新兴课程，讲授的过程中主要是作为导论性质起到提纲挈领的作用，提高学生的兴趣，启发学生的思维。在有限的课时内，很难一一讲解，只能把最具特色和最前沿的内容呈现给大家。因为课时有限，开设海洋药物课程的很多学校并没有开设海洋药物综合性实验。综合创新性实验是启发学生创新性思维的重要方式，不仅可以检验学生的药物学综合知识，而且可以培养学生的科学研究素质。在综合性创新实验中，学生通过运用专业综合知识，查阅相关文献、团队协作，完成实验设计和实验报告。在这一过程中，可以对学生专业综合素质进行锻炼，并激发学生科学研究的热情。基于此，我校很早就尝试开设了海洋药物综合性创新实验，并积累了一定的经验。

开设海洋药物综合性创新实验，首先实验材料要易于获得，具有稳定的来源，一般不选择珊瑚、海兔这些较为稀少的资源；其次，实验方法的设计不能过于复杂，不能过分依赖仪器，但又必须能锻炼学生的综合素质和体现海洋特色，基于此，下面对海洋药物综合性实验进行探讨。

三、海洋药物学综合实验

（一）海洋药物学综合实验一

甘露醇作为一种己糖醇在临床上具有广泛的应用：1. 组织脱水药。用于治疗各种原因引起的脑水肿，降低颅内压，防止脑疝。2. 降低眼内压。可有效降低眼内压，应用于其他降眼内压药无效时或眼内手术前的准备。3.渗透性利尿药。用于鉴别肾前性因素或急性肾功能衰竭引起的少尿。亦可应用于预防各种原因引起的急性肾小管坏死。4. 作为辅利尿措施治疗肾病综合征p肝硬化腹水，尤其是当伴有低蛋白血症时。5. 对某些药物过量或毒物中毒（如巴比妥类药物p锂p水杨酸盐和溴化物等），本药可促进上述物质的排泄，并防止肾毒性。6. 作为冲洗剂，应用于经尿道内作前列腺切除术。7. 术前肠道准备。另外甘露醇还可以作为醒酒药。海带是甘露醇的主要来源，我国通过海带提取甘露醇已经有几十年的历史了，工艺简单易行，而且原料易于获得。所以实验设计可以通过从海带中提取、纯化和精致甘露醇，并对其进行纯度、含量分析和药理活性验证等一系列综合实验，使学生对药物化学、药物分析和药理学的知识有一个综合的应用。

具体而言，通过高浓度乙醇溶液对海带中的甘露醇进行提取，期间可以根据实验学时的安排穿插提取工艺优化、鲜海带中甘露醇含量的测定及得率分析。对乙醇提取物通过浓缩，冷却结晶和活性炭脱色洗涤的方法精致甘露醇。对精致后的甘露醇通过氧化还原滴定发测定其纯度和含量。具体为甘露醇加水稀释后取适量置于碘瓶中，加高碘酸钠溶液后，再加碘化钾试液，用硫代硫酸钠滴定液滴定，近终点时，加淀粉指示液，继续滴定至蓝色消失，并将滴定的结果用空白试验校正，根据滴定液使用量，计算甘露醇的含量。对甘露醇的药理活性，根据实验室的条件可以验证其渗透性利尿作用，以家兔为实验材料，通过和呋塞米进行对照来探索甘露醇利尿作用的浓度、剂量和作用特点。

（二）海洋药物学综合实验二

对于多糖的研究应用是我国海洋药物研究的一大特色，特别是海藻多糖的研究。藻酸双酯钠就是在褐藻胶分子的羟基和羧基上分别引入磺酰基和丙二醇基而成的治疗高脂血症的海洋药物，是我国第一个成功上市的海洋药物。我国很多海洋药物中进入临床或临床前研究的药物均是糖类成分，如抗老年痴呆症药物971、抗肿瘤药物YCP均是海洋来源的多糖和寡糖。所以通过多糖相关的实验设计能够加深学生对海洋多糖的认识和兴趣。

褐藻多糖是研究较为成熟的多糖，所以同样以海带为实验原料进行研究。海带属于褐藻，而褐藻中含有褐藻糖胶、褐藻淀粉和褐藻胶三种多糖。褐藻胶是生产藻酸双酯钠的原料，而褐藻糖胶也具有丰富的生物活性如抗凝血和降血糖等，有望开发成另一种海洋多糖药物。另外，这三种多糖的理化性质存在很大区别。褐藻胶是由甘露糖醛酸和古罗糖醛酸组成的酸性多糖，褐藻淀粉是由葡萄糖组成的中性多糖，褐藻糖胶是主要由岩藻糖组成硫酸酯化的杂多糖。所以为使学生对这三种糖有一个初步的认识，实验设计从海带中提取分离褐藻糖胶、褐藻淀粉和褐藻胶。用稀盐酸溶液加温搅拌提取藻粉后，提取液中含有褐藻糖胶和褐藻淀粉，可加不同浓度的乙醇分别将其沉淀出来，并进行精制。藻渣含有褐藻酸钠，可加温加碱而制备出，并用增加正交实验设计求出提取条件中的温度、pH 和时间的最适配比。

对褐藻糖胶、褐藻淀粉和褐藻胶三种多糖的理化性质进行对比分析，可以使学生有更清晰直观的认识。首先对这三种多糖进行红外光谱分析，不仅可以学习多糖相关官能团的特征，还能够获得褐藻胶中的羧基及褐藻糖胶中硫酸酯基的官能团的位置和区别。另外，这三种多糖的单糖组成差异很大，可以通过样品完全酸水解后的薄层层析色谱法来初步对其单糖组成进行对照分析。不同的单糖，其显色剂及迁移值都有区别，和标准样品进行对照就可以确定其单糖组成。最后可以通过硫酸苯酚法、硫酸咔唑和氯化钡明胶法这些化学显色的方法来对这三种糖的理化性质进行区别。有条件的实验室还可以开展体外抗凝血活性的实验，比较三种多糖抗凝血活性的差异。

通过本实验，学生对海藻多糖的基本研究方法有了一定的认识，对海洋多糖的特色研究、多糖结构特征和多样性有了初步的了解，激发了学生深入学习的兴趣。

由于海洋药物综合实验涉及到药学的多方面知识，虽然实验不是太难，但如何综合利用各方面的知识，分析结果并得到条理清晰的实验报告对学生的专业知识和综合素质仍然是很大的锻炼。对于开设海洋药物课程的涉海院校也可以因地制宜，结合地方资源和实验室研究特色，开展更多的海洋生物和海洋中药实验，最终达到海洋药物学课程教学和实验教学的合理设计模式，充分挖掘学生学习海洋药物的自觉性和主动性，也能够充分激发学生的想象力、创造力和继续深造的热情。

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