潘建明
摘 要: 醫用有機化學作為醫學類本科專業的一門重要基礎課,不僅要為后續專業課程的學習奠定基礎,而且應注重培養具有創新精神和能力的醫學專門人才。作者結合自身教學實踐,就醫用有機化學教學中如何培養大學生的創新精神和創新能力談幾點看法。
關鍵詞: 醫用有機化學 創新教育 教學 探索
創新教育是當代世界教育改革的共同趨向,也是我國高等院校教學改革的熱門課題。醫用有機化學作為高等醫學院校中臨床、護理、檢驗、影像、制藥工程、藥劑等醫學本科專業的一門重要基礎課,不僅要為生理學、生物化學、藥劑學、免疫學和藥理學等后續專業課程的學習奠定基礎,而且應注重培養具有創新精神及創新能力的高素質醫學專門人才[1]。近年來,筆者多次承擔了江蘇大學醫學院臨床醫學專業醫用有機化學的教學工作,期間創新教學內容和方法,適時介紹化學科學發展成果,相關探索為今后醫用有機化學教學中創新教育提供前期經驗總結。下面是筆者在多個章節教學中探索創新教育的幾個實例。
一、共軛二烯烴的第爾斯-阿德爾反應
順式共軛二烯烴與具有碳碳雙鍵的含吸電子基的不飽和化合物發生第爾斯-阿德爾反應,簡稱雙烯合成或者周環反應。在這部分內容中,我們可以引入自愈合復合材料的概念,講述目前第爾斯-阿德爾反應來制備自愈合材料的原理及其利用材料自我感知能力引發自我修復的機制。即二烯烴和烯烴(或炔烴)在加熱的情況下能進行可逆的第爾斯-阿德爾反應[2]。如果在高分子主鏈上引入可以發生第爾斯-阿德爾反應的基團,則可通過該反應形成交聯高分子。第爾斯-阿德爾反應生成的單鍵鍵能較小,在外力作用下該單鍵斷裂,發生逆第爾斯-阿德爾反應,材料就會產生裂紋。但只要對材料進行加熱,使裂紋處重新發生第爾斯-阿德爾反應,即可愈合裂紋。通過這個內容的介紹,激發大家學習有機化學的興趣,培養學以致用的創新意識。
二、外消旋體的拆分之選擇吸附法
外消旋體是由等量的一對對映體混合而成的。選擇吸附法利用某種旋光性物質作為吸附劑,使之選擇性地吸附外消旋體中的一種異構體,從而達到拆分的目的。這部分一直是本章的難點,需要學生有一定的空間想象能力。在這個教學課時中,我們可以留出5-8分鐘時間列舉分子印跡聚合物分離扁桃酸或甲基氫化肉桂酸等手性藥物的例子,講解其在藥物分離和分析中的重要作用。在研究抗原和抗體相互作用后,從仿生化學的角度科學家們提出了以抗原為模板合成抗體空間識別位點的大膽設想。為了創造具有類似于“鎖孔-鑰匙”關系的分子識別體系,分子印跡技術先將模板分子與選定的功能單體相互作用形成超分子復合物,再在交聯劑作用下形成聚合物,最后用一定的手段去除模板分子后,獲得的分子印跡聚合物中就留下了對模板分子具有特異性識別的結合位點[3]。這個例子把抗原和抗體相互作用的啟示與有機化學精密聯系在一起,激發了同學們從生命活動的本源中尋找解決新問題的思路,喚起了大家踴躍發現新想法的熱情。
三、蛋白質的結構和化學性質
蛋白質是由多種α-氨基酸組成的一類天然高分子化合物,種類繁多,且結構復雜,根據化學組成又可分為簡單蛋白和結合蛋白。其中,結合蛋白按輔基不同分為糖蛋白、脂蛋白、磷蛋白、色蛋白和核蛋白。蛋白質與人類多種生命活動息息相關。在這部分內容中,我們可以介紹硼親和技術用于人體內腫瘤標記物甲胎蛋白的選擇性分離富集與檢測技術。甲胎蛋白作為糖蛋白的一種,具有順式二羥基的特殊結構。是指基于取代硼酸和順式鄰二羥基化合物之間的共價結合配位作用。硼親和技術作用機理是:當環境pH為堿性時,取代硼酸的硼原子與順式鄰二羥基化合物的鄰二羥基共價結合,生成五、六元環酯;當pH變為酸性時,五、六元環酯解離,順式鄰二羥基化合物則被釋放出來。由于共價鍵作用力的選擇性是最強的,因此基于硼親和的特異性識別和可控釋放能力被廣泛應用于糖蛋白等生物大分子的專一性識別與檢測[4]。通過這個科學成果的介紹拉近醫用有機化學基礎知識與臨床應用的關系,使同學們能在堅定學好基礎知識的信心的同時,產生利用多個渠道解臨床實踐的需求,樹立為醫學事業創新發展的信心。
通過對醫用有機化學教學內容和方法創新的探索,筆者成功嘗試了在課堂上適時引入前沿科技成果以激發學生的創新欲望。這一舉措培養了學生的創新意識,使創新成為學生自覺的需要,達到了創新教育的目標。
參考文獻:
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[2]王經逸,賈紅兵,房爾園,蔣靜,蔣琪.高分子聚合物復合材料的自愈合研究進展[J].合成橡膠工業,2012,35(4):247-253.
[3]彭友元.分子印跡技術的原理與應用進展.泉州師范學院學報(自然科學)[J].2007,25(4):50-55.
[4]鄒漢法,吳明火,王方軍,吳仁安,葉明亮.整體柱制備技術的新進展及其在蛋白質組學中的應用[J].色譜,2009,27(5):526-536.