藥物分析實驗室開展綠色化學實驗的探究

湯小蕾，俞松林

（浙江醫藥高等專科學校 實驗實訓中心，浙江 寧波 315100）

藥物分析實驗室開展綠色化學實驗的探究

湯小蕾，俞松林

（浙江醫藥高等專科學校 實驗實訓中心，浙江 寧波 315100）

實驗室的綠色化管理具有重要意義。現針對本校藥物分析實驗室的課程內容、實驗環節等提出相應的綠色化方案，采取了一系列管理措施，以便取得更好的成效。

藥物分析實驗室；綠色化學；綠色管理

綠色化學是一種消除或減少有害物質的產生與使用，保證環境無損害的化學技術，是從源頭防止污染的科學方法，綠色化學實驗室則以綠色化學為指導，進行對環境無顯著毒副作用的實驗的場所。藥物分析實驗是以化學為基礎，應用于藥品質量檢測的一門學科，減少污染、杜絕浪費，實施綠色化實驗管理應是這門學科的首要任務。為此，筆者通過“5R”——減少用量（Reduction）、重復使用（Reuse）、可回收（Recycling）、能再生（Regeneration）、排斥有毒物（Rejection），對藥物分析實驗開展綠色化學實驗改革。

一、藥物分析實驗室開展綠色化學實驗的必要性

1.藥物分析實驗室開展綠色化學實驗，是時代賦予我們的重任。在過去幾十年間，社會快速進步，尤其是迅速發展的化學工業，給環境造帶來溫室效應、酸雨、白色污染、霧霾等公害，嚴重危及人類生存與健康，到了非整治不可的地步，而這些都與化學有關[1]。藥物分析是以分析化學為基礎的應用性學科，在實驗過程中需用到眾多化學藥品進行化學反應，產生化學物質。雖說排放污染物的量不大，但是與化工廠不同，藥分實驗所用藥品種類多、實際變化多，排放的污染物成分復雜，這些化學反應和化學物質或多或少都對人體、對環境有影響，污染的積累不容忽視。因此藥物分析實驗室開展綠色化學實驗，符合環境的可持續發展的需要[2]。

2.藥物分析實驗室開展綠色化學實驗，是實現縮小與發達國家差距的要求。綠色化學的口號最早產生于化學工業非常發達的美國，他們很多大學的化學實驗室都陸續接納了綠色化學實驗的理念，開發綠色化學實驗設備，提高社會公眾綠色化學意識；日本組建了綠色與可持續發展化學網絡，以推動這方面的信息交流、研究與開發、教育和國際交流與合作；德聯邦政府通過了“為環境而研究”的計劃。我國綠色化學實驗的提出已有近十年歷史，但是藥物分析實驗則較為滯后，因此必須趕上，以縮小差距。

3.藥物分析實驗室開展綠色化學實驗，是學科重要性的要求。藥物分析是一門運用經典和現代分析化學測定方法和技術研究藥品性質、制定藥品標準、控制藥品質量的綜合性學科，而藥品質量的優劣又和人們身體健康和生命安全息息相關，因此藥物分析實驗是藥學各專業最重要的專業課程。其目的是通過該課程的教學，讓學生規范、準確地掌握藥物分析實驗技能，培養良好的行為習慣和嚴謹求實的科學態度、一絲不茍的工作作風。因此探究創造藥物分析實驗室良好的綠色化學實驗條件和實驗環境，有利于學生進行各種藥品質量把關的實踐活動，培養合格的藥學人才[3]。

4.藥物分析實驗室開展綠色化學實驗，是培養創新性人才的需要。綠色藥物分析實驗的研究內容涉及到實驗方案優化選擇、實驗裝置和步驟的設計、改進等多個過程，尤其在廢物的回收和處理方面需要進行大量研究和探索。在這個過程中可以培養學生觀察、分析和解決問題的基本能力，激發創新欲望。因此通過綠色化實驗教學，不僅有利于提高實驗技能，對促進學生追求真理、勇于創新的科學精神和實事求是的價值觀也有潛移默化的作用。

二、藥物分析實驗室開展綠色化學實驗的可能性

1.采用和推廣藥物微量檢測分析，節約化學試劑用量，減少新化合物的產生。傳統的藥物分析方法所用藥物、試劑的量比較大，如滴定分析的體積一般在20～30ml之間，才能達到較好的精密度和準確度，如果改成微量或半微量滴定則可以大大減少用藥量。

如將定性實驗所用的試管改成點滴板，可使試劑消耗降低至常規實驗的；將實驗中所用的250ml容量瓶改為125ml，反應試劑全部相應減半，其結果與原先相比，效果相當。推廣微量、半微量或減量化實驗，能減少環境污染，是實現化學實驗綠色化的一個重要途徑。

2.培養學生實驗操作規范化，妥善處理化學實驗的廢棄物。在實驗教學中，大部分實驗的藥品用量在教材中都未明確給出限量。以至學生很難把握藥品的實際用量。這樣既影響實驗的科學性和實驗效果，又會造成藥品的浪費，還會對環境造成一定程度的污染，也不利于培養學生的規范操作和實驗品質。若將藥品規定了用量和濃度，既方便施教，又方便操作，更易讓學生接受、觀察和記憶，從而培養學生嚴謹的實驗態度和科學的實驗方法，同時節約藥品，減少環境污染。

3.采用和推廣藥物儀器分析。儀器分析的特點是用藥量小、精密、靈敏，是藥物分析檢測的發展方向，傳統的藥分實驗對化學分析、儀器分析、無菌檢驗和中藥檢測四部分各占一定比例，為了進一步適應檢測技術的發展，提高檢驗效率，減少污染排放，在教學中增加儀器分析的教學比重，也可以減少化學廢物的排放量[4]。

4.將藥物分析實驗與其他相關專業整合，建立綠色、仿真系列實驗[5]。我們將藥物分析實驗與其他相關專業整合，按圖1由化學制藥專業合成中間體、副產品、原料藥，交予藥檢專業檢測，檢測合格后由藥劑專業生產出制劑，經藥檢專業檢驗合格后由市場營銷專業銷售，藥檢專業再按GSP進行質控。

實踐教學中所有的試驗器材、試劑、儀器在內部循環使用，一個實驗的產物成為下一個實驗的原料。如圖2，試劑重復使用率提高，實驗產物充分利用，減少實驗原料的購買支出，降低實驗成本，最大程度地實現了資源共享。教學內容整合后打破各專業課程間的壁壘，加強課程間的交叉、滲透。學生經歷藥物生產、流通全過程，將跨學科的相關知識點實現了有機連接，獲到了單科教學難以達到的效果。

圖1 仿真企業型實訓教學體系

圖2 試劑、廢液循環使用示意圖

4.計算機虛擬實驗軟件的開發利用。對一些污染嚴重、耗能大的藥物分析實驗，設計虛擬實驗軟件，讓學生在計算機上完成藥物分析實驗，也實現了循環利用和零排放。比如我們開發制作了“高效液相虛擬實驗室”，該軟件基于flash技術，學生可以在人機交互界面完成高效液相色譜儀的“教”、“學”、“做”、“考”、“評”，突破了時間、地點、資源的限制。本軟件選取藥學專業核心課程——藥物質量檢測技術的單元實訓教學內容——《高效液相色譜法測定鹽酸環丙沙星含量》，學生進入虛擬實驗室，首先閱讀實驗須知，然后跟隨虛擬教師進入儀器講堂，聆聽關于高效液相色譜儀的結構、原理、使用、維護等方面的知識。走出儀器講堂，學生進入虛擬實驗室完成四大部分六個模塊的實操訓練及技能考核，并將數據填寫在實驗報告里，系統會針對學生的學習結果給出綜合評價。學生在學習過程中遇到困難，可以點擊答疑解惑尋求幫助。針對高職學生的特點我們還將儀器的重點、難點設計成游戲沖關，寓教于樂，幫助記憶。軟件使用兩年來歷經兩次改版，三次升級，2012年獲得全國信息化教學大賽一等獎、浙江省教學軟件比賽一等獎。

5.優化實驗管理，實現實驗管理的綠色化。優化實驗安排，減少中間環節的藥品用量，如將高錳酸鉀標準液的配置和標定與過氧化氫含量測定組合，減少實驗藥品用量；藥品、試藥使用和管理綠色化[6]。用低成本、低污染的藥品代替實驗用藥物。制定藥品科學管理方案，減少浪費；設立試劑、藥品回收制度和處置方案，做到減少污染和排放，如中藥質量檢測常常用到有機溶劑，必須回收處理；儀器設備管理綠色化研究。藥物分析實驗離不開各種儀器設備，尤其是貴重儀器，探討儀器設備分級是管理方案、定期維護制度、合理使用制度，使儀器設備發揮最大化效能；加強網絡平臺的信息化建設和利用，構建開放運行機制。實現實驗中心網上管理、資產設備網絡化管理和藥品庫管理。學生和教師可在網上瀏覽實驗教學文件、教學進度和查閱、領用藥品。中心主任和實驗教師可以通過網絡系統進行實驗教學信息發布和實驗教學管理。

總之，根據藥物生產經營企業的需要設置藥物分析實驗綠色化教學內容，引入微量、仿真、虛擬、循環、生態實驗技術。轉變教育觀念，達到藥物分析實驗廢物的零排放，實現可持續發展是我們的職責和任務。

[1]姜欣欣.淺論化學實驗室綠色化管理[J].考試周刊，2012，（55）：145.

[2]丁永蘭，彭圣明.高校化學實驗室綠色化管理[J].高校實驗室工作研究，2011，（9）：55-56.

[3]范東先.建綠色實驗室，促學院和諧發展[J].科技信息（學術版），2007，（2）：116.

[4]洪麗雅.高校綠色化學實驗室的建設[J].實驗室研究與探索，2008，27（7）：161-164.

[5]虞春妹，劉晟波.高校有機化學實驗的綠色化管理路徑探究[J].中國現代教育裝備，2010，（7）：119-122.

[6]仇念文，孫建迎.加強危險廢物管理，創建“綠色”環保實驗室[J].實驗室科學，2009，（4）：161-163.

G647

A

1674-9324（2014）20-0236-02

寧波市教育規劃課題：YGH116。

湯小蕾（1972-），女，浙江寧波人，本科，浙江醫藥高等專科學校實驗師，研究方向：實驗室管理；俞松林（1965-），男，浙江寧波人，本科，浙江醫藥高等專科學校副教授，研究方向：藥物分析。