基于混合式教学的“教-学-评”一体化实验教学体系探索

实验能力是医学专业研究生的重要科研能力,实验能力的培养与实验教学的方法与质量密切相关。文章针对传统实验教学受到时间和空间限制且评价指标较为单一的现状,提出构建基于线上自主学习和现场实践相结合的“教-学-评”一体化实验教学体系,建立覆盖课前线上自主学习、课堂现场实践、课后作业提交与考核教学全过程的评价体系,以评促学,以评促教,通过评价反馈激发学生的学习热情,改进教学内容和方法,不断探索与完善实验教学体系,提高实验教学质量,以期为培养具有实践能力与创新精神的医学科研人才发挥积极作用。

N6-甲基腺苷相关调节因子与骨关节炎:生物信息学和实验验证分析

背景:越来越多证据表明N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine,m6A)调节因子与骨关节炎密切相关,被认为是防治骨关节炎新方向,但具体作用机制不明。目的:通过对骨关节炎基因芯片数据集进行生物信息学分析,探讨m6A对骨关节炎的作用,解析骨关节炎发病机制。方法:首先利用R软件提取GEO数据库中GSE1919数据集中骨关节炎相关m6A调节因子及其表达量,进而对提取结果行基因差异分析及GO、KEGG富集分析;接着对PPI网络拓扑学分析结果和机器学习结果取交集得到m6A关键调节因子,并通过体外细胞实验验证。结果与结论:①提取得到16个骨关节炎相关m6A调节因子表达量,通过差异分析获得ZC3H13、YTHDC1、YTHDF3、HNRNPC等11个m6A差异调节因子;②GO富集分析显示,骨关节炎相关m6A差异调节因子在生物过程中主要于mRNA转运、RNA分解代谢、胰岛素样生长因子受体信号通路调控等发挥作用;③KEGG富集分析显示,差异调节因子主要参与p53、白细胞介素17和AMPK信号通路;④综合PPI网络拓扑学分析和机器学习结果获得m6A关键调节因子——YTHDC1;⑤体外细胞实验结果表明,m6A关键调节因子——YTHDC1在对照组与骨关节炎组中表达存在显著差异(P<0.05);⑥结果显示,YTHDC1与骨关节炎发生发展密切相关,有望成为m6A治疗骨关节炎的分子靶点。

基于抑菌实验和网络药理学探讨D-柠檬烯、2-茨醇对白色念珠菌的抑制作用

目的:采用抑菌实验研究蛇床子-冰片药对成分中的D-柠檬烯及2-茨醇的体外抗白色念珠菌作用,并运用网络药理学预测D-柠檬烯和2-茨醇治疗念珠菌病的核心靶点和通路。方法:以白色念珠菌为研究对象,K-B纸片扩散法分别测定0.5、1.0、1.5 mg的D-柠檬烯、2-茨醇、制霉菌素的药液抑菌圈直径;采用试管双倍稀释法和棋盘法,测定D-柠檬烯、2-茨醇的最低抑菌浓度(MIC)以及两两联用的MIC,计算出联合抑菌分数(FIC)。通过Pubchem、SwissTargetPrediction数据库预测D-柠檬烯、2-茨醇的有效靶点;通过GeneCards、OMIM数据库检索念珠菌病相关的疾病靶点;运用Venny软件获得两种化学成分和念珠菌病的共同靶点;运用Cytoscape 3.9. 0软件构建“成分-靶点-疾病”网络;利用STRING数据库构建蛋白互作PPI网络;利用R软件进行GO功能及KEGG通路富集分析。结果:D-柠檬烯的MIC为5 mg/mL,2-茨醇的MIC为2.5 mg/mL。D-柠檬烯与2-茨醇联用的FIC指数为0.75,呈相加作用。网络药理学筛选得到两种成分相关作用靶点152个,疾病靶点893个,两者交集靶点为24个;网络拓扑分析得到核心靶点为肿瘤坏死因子(TNF)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARG)、雌激素受体(ESR1)等;KEGG分析得到核心通路为C型凝集素受体信号通路(C-type lectin receptor signaling pathway)、Fc epsilon RI信号通路(Fc epsilon RI signaling pathway)、催乳素信号通路(prolactin signaling pathway)等。结论:D-柠檬烯、2-茨醇对白色念珠菌均有抑制作用,且2种组分药物联合使用具有一定的协同作用。网络药理学预测初步提示D-柠檬烯、2-茨醇可能通过作用于TNF、PPARG、ESR1等核心靶点调控C型凝集素受体信号通路(C-type lectin receptor signaling pathway)、Fc epsilon RI信号通路(Fc epsilon RI signaling pathway)等以治疗念珠菌病。

戴维孙-革末电子衍射实验数据的一点启示

1927年戴维孙(C.Davisson)和革末(L.H.Germer)的电子衍射实验第一次可争辩地验证实物粒子的波动性。事实上,与德布罗意(de Broglie)假设的理论计算相比,戴维孙-革末的电子衍射实验数据存在着一种明显的系统性偏离。在近百年之后的今天,该偏离或许为当前电子的电磁质量的研究提供一个有价值的启示和实验依据。

凝胶渗透色谱-光散射联用表征聚合物摩尔质量的实验教学改革

凝胶渗透色谱-光散射(gel permeation chromatography-light scatting,GPC-LS)联用是目前最常用的表征聚合物摩尔质量的方法之一,具有灵敏度高、结果准确等特点,在科学研究与生产实践中得到了广泛应用。“凝胶渗透色谱-光散射联用表征聚合物摩尔质量”是《高分子物理实验》课程中一个重要的教学内容。然而,目前的GPC-LS实验教学内容简单,缺乏深度。本文在该实验项目原有内容的基础上进行扩充,重新设计出多套实验项目:(1)选取商品化的聚苯乙烯为实验样品,利用GPC-LS对其摩尔质量、摩尔质量分布以及回转半径等分子结构参数进行表征;(2)选取两种分子结构参数接近的聚丙烯腈样品,借助质量微分分布曲线揭示这两种样品在摩尔质量分布中的细微差别;(3)选取一系列不同摩尔质量的聚乙二醇为实验样品,通过比较其色谱图分析摩尔质量的高低对色谱峰的影响;(4)选取3种不同的聚合物(聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚β-环糊精)样品,借助构象图对其分子链的构象进行分析。此外,本文对实验教学方法进行了改革,将被动学习转变为主动学习,提高了学生的自主学习能力。通过本实验项目的教学改革探索,使学生能更加全面地理解凝胶渗透色谱-光散射联用的原理及应用,开拓了学生的知识视野,激发了学生的学习热情,提升了实验教学效果。

以系统-器官疾病为中心的实验诊断学教学体系改革的调研

目的 通过调研对传统的《实验诊断学》教学体系和教学法改革,探讨以系统-器官疾病为中心的内容设置以及联合以问题为基础的学习(problem-based learning,PBL)和以案例为基础的学习(case-based learning,CBL)的必要性。方法选择2021年9月-2022年9月在哈尔滨医科大学附属第四医院见习的五年制临床医学本科生109人和检验科住培医师12人为研究对象,发放自制调查问卷。问卷涉及实验诊断学理论课和实验课课程内容安排、教学方式和课程发展等9个问题。结果 95.87%(116/121)被调研者认为有必要将实验诊断学教学改为以系统-器官疾病为中心的教学体系。90.91%(110/121)以上被调研者认为有必要引入PBL联合CBL教学法。更多住培医师希望课程加强实践操作、临床思维培养和检验新知识的介绍,高年级本科生希望加强临床思维的培养,而低年级本科生则更重视基础理论的学习。除了传统的课上讲授外,被调研者更愿意选择微课教学,住培医师相较于本科生更倾向于分组病例讨论模式。结论 建立以系统-器官疾病为中心的教学体系是《实验诊断学》课程教学发展的趋势。PBL联合CBL教学法、分组讨论、互动教学有利于调动学生学习的积极性,能够引导学生主动获取知识、解决临床实际问题,帮助医学生快速适应临床实践。

基于米特-霍恩模型的高校实验室安全管理制度执行困境及路径优化

为提高高校实验室安全管理规范相关文件的执行效果,以国家教育部、省教育厅、某高校发布的实验室安全管理相关制度为对象,引入米特-霍恩模型分析高校实验室安全管理制度的执行路径,并运用文本分析法寻找文件中与其作用因素相关的关键词,进行制度执行过程中的困境分析。研究结果表明,在实验室安全管理方面,高校可能会面临多重困境,包括实验室危险因素的多样化、实验室安全经费的不足、制度执行主体之间的交流分层化、职能重叠、制度执行者缺乏足够的实施驱动力等问题。文章对实验室安全管理制度执行进行了路径优化,旨在健全我国高校实验室安全监管机制,降低高校实验室事故发生率。

“项目驱动-智慧教学”教学法在“组织学实验技术”课程中的应用

文章首先阐述了“组织学实验技术”课程教学现状,接着介绍了“项目驱动-智慧教学”教学法的特点,最后从构思与设计、执行与实施、教学效果分析与评价三个方面论述了“项目驱动-智慧教学”教学法在“组织学实验技术”课程中的应用。

基于观念词“СЕМЬЯ/家”联想实验的俄汉语言世界图景研究

观念词“СЕМЬЯ/家”是俄汉语中都存在的、能反映民族观念的典型词汇之一。“家”观念涉及了一个民族的道德规范、生活习俗、传统文化等多个方面,是一个民族价值观的重要内容。本研究选取俄汉语中“СЕМЬЯ/家”这一重要的观念词,采用联想实验、观念分析等方法,从心理语言学、语言文化学视角阐释俄汉语中“СЕМЬЯ/家”观念的文化语义异同,揭示俄汉民族的语言意识及民族文化内涵,展示俄汉民族语言世界图景。

“虾壳生物质炭活化过硫酸盐降解2,4-二氯酚”创新实验设计

将科研成果与创新创业实践教学相结合,设计实施创新综合探究实验,以虾壳为原料制备虾壳生物质炭,用于活化过硫酸盐降解2,4-二氯酚。实验结果表明,虾壳生物质炭在酸性和中性条件下可以有效活化过硫酸盐去除2,4-二氯酚,去除率可达96%。通过该实验,学生能够掌握纳米材料的制备、表征等基本实验技能,能够对数据进行处理和分析,树立“以废治废”理念,增强解决实际问题的能力,提高创新意识。

基于网络药理学、分子对接和实验验证探讨莪术-鳖甲药对抗肝纤维化的作用机制

采用网络药理学、分子对接技术和实验验证探讨莪术-鳖甲药对(Curcumae Rhizoma-Trionycis Carapax,CRTC)抗肝纤维化的作用机制。首先搜集鳖甲和莪术的化学成分和靶点信息;然后将两味药的作用靶点合并去重。使用疾病数据库以获取肝纤维化的相关基因。提取CRTC和肝纤维化的交集靶点,进一步对“药物-潜在活性成分-潜在靶点”网络进行可视化展示。将交集靶点导入STRING数据库以构建蛋白-蛋白相互作用网络(PPI);然后进行GO功能和KEGG通路富集分析并可视化,再用Autodock Vina软件实现分子对接模型的构建。最后通过体内实验对网络药理学预测的靶点及通路进行实验验证。共筛选得到CRTC与肝纤维化的交集靶点共65个。PPI网络中筛选得到度值排名前四的靶点分别为白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(Akt serine/threonine kinase 1,AKT1)、信号传导及转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferative activated receptor gamma,PPARG)。GO功能富集分析显示涉及的生物过程有1025条,细胞组分有41条,分子功能有84条;KEGG通路富集分析得到149条通路,其中关键通路有EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药性。分子对接结果显示IL-6、STAT3等核心靶点与其对应成分均有良好的结合活性。体内动物实验结果证实CRTC能改善肝纤维化的病理学形态,且显著抑制了IL-6、EGFR、STAT3的表达。综上所述,CRTC通过多靶点、多通路发挥其抗肝纤维化作用,其机制与网络药理和分子对接技术预测的IL-6/EGFR/STAT信号轴相关。

基于网络药理学、分子对接和动物实验探究党参-茯苓药对对酒精性肝病的作用机制

目的研究党参-茯苓治疗酒精性肝病的潜在机制。方法利用TCMSP、Swiss Target Prediction获得党参茯苓有效成分及作用靶点;OMMI、DisGeNET、GeneCards数据库获取酒精性肝病(alcoholic liver disease,ALD)疾病靶点;STRING数据库构建PPI网络;使用Bioconductor软件进行GO、KEGG通路富集分析。Cytoscape3.7.1软件构建“药物-成分-靶点-疾病”网络,筛选关键靶点进行分子对接;通过实验验证党参茯苓对ALD大鼠的作用。结果剔除重复的靶点,获得36个化学成分和529个潜在作用靶点。GO富集分析,得到了生物过程2245条、细胞组成74条和分子功能相关125个。KEGG富集分析涉及了159个信号通路,其中包括PI3K-Akt、MAPK和AGE-RAGE信号通路。分子对接结果显示,AKT1、MMP9等靶点可能是党参-茯苓治疗ALD的关键靶点。实验表明,党参-茯苓能改善ALD大鼠肝细胞炎症水平,降低ALD大鼠TC、TG、AST、ALT、GGT水平,PCR检测得出党参-茯苓可降低PI3K、AKT表达,电镜结果显示党参-茯苓影响细胞自噬,促进自噬溶酶体生成。结论初步揭示党参-茯苓可能是通过影响AKT、TNF和MAPK的表达,减轻炎性细胞浸润,推测党参-茯苓可能通过PI3K-Akt信号通路影响自噬,从而治疗ALD,并通过PCR检测初步验证,为深入探索党参-茯苓药对治疗ALD提供依据。

基于井筒-地层定压实验的重力置换窗口研究

为了处理重力置换引起的溢漏事故,首先需要了解重力置换发生的条件,分析重力置换窗口,判断井下是否发生重力置换,并采取对应的处理方法。通过自主研制的井筒-地层重力置换实验装置,开展气液、液液重力置换临界点实验,基于理论及实验分析,定量计算地层重力置换窗口,并拟合了重力置换窗口临界点压力曲线,拟合公式与实测值误差小于10%。在该实验条件下,当钻井液密度为0.998 g/cm3时,气液重力置换窗口为-5 800~10.6 Pa,液液地层重力置换的窗口为-1 192~16.6 Pa。结果表明,气液、液液重力置换窗口与流体密度差基本呈线性关系;现场实际井下重力置换窗口远高于此,所以需要在钻进时考虑重力置换窗口的影响。据此,提出了预防重力置换发生的方法,以及发生重力置换溢漏事故后对应的处理方法。

基于网络药理学和动物实验探讨青皮-枳壳药对治疗动力障碍型胃肠疾病的配伍关系

基于网络药理学及动物实验探讨青皮-枳壳药对治疗动力障碍型胃肠疾病的配伍关系。利用青皮-枳壳与胃肠疾病的交集靶点构建蛋白质-蛋白质相互作用网络图并进行富集分析,选取“靶点-成分-通路”图中中介中心性值前5的关键靶点与其相应的活性成分进行分子对接;以小鼠的体重、胃残留率与血清胃动素浓度为指标,观察青皮-枳壳(1∶1、1∶2、2∶1)与其单味药治疗L-精氨酸溶液引起的小鼠胃肠动力障碍的差异。网络药理学的结果显示青皮-枳壳治疗胃肠疾病的核心靶点有CYP2C9、EGFR和HSD11B1;核心成分有β-谷甾醇、甜橙黄酮、柚皮素、新橙皮苷、橙皮素、马尔敏、百里酚、川陈皮素和5,7-二羟基-2-(3-羟基-4-甲氧基苯基)铬-4-酮;核心靶点与核心成分对接良好。动物实验的结果表明单行和配伍使用的青皮-枳壳均能改善小鼠胃肠运动障碍;配伍组的疗效优于单味药组,其中青枳1∶2组优于青枳1∶1组与青枳2∶1组。本研究初步揭示青皮-枳壳治疗动力障碍型胃肠疾病的最佳配伍比与作用机制,为青皮-枳壳治疗胃肠疾病的进一步研究提供参考依据。

探索性有机化学实验教学——以2-氨基-5-乙基-1,3,4-噻二唑的合成为例

有机化学实验是制药工程专业重要的基础课之一,既是对有机化学理论课的补充,又是学习药学专业课的基础。本文以氨基硫脲和丙醛为原料,通过改变溶剂、氧化剂种类、反应温度、反应时间及反应物投料比筛选出最优反应条件,从而提高2-氨基-5-乙基-1,3,4-噻二唑的产率。通过本次实验,不仅有利于学生巩固理论知识,提高实验动手能力,培养学生热爱化学,热爱科研,激发探索性思维具有重要的作用。

“双碳”背景下化学专门化实验设计——以锌-空燃料电池的组装及性能评价为例

为促进科教融合,针对能源研究热点,设计了以协同创新为特征,兼具安全性和可操作性的化学专门化实验。引导学生从文献调研和实验设计出发,了解锌-空电池研究进展,掌握其工作原理、组装技术及性能评估方法。通过模拟科研过程的系统训练,激发学生在科学领域锐意进取、探索求真的原动力,逐步培养科学素养、提升实践能力。

OBE理念下《物流生产运营管理课程》“理论-案例-实验-实践”耦合模式的教学改革

物流生产运营管理课程在物流相关专业中处于核心地位,优化物流生产运营管理课程教学设计与教学模式对于专业建设与人才培养都大有裨益。文章基于OBE理念,分析了物流生产运营管理课程的知识特点,提出“理论-案例-实验-实践”耦合模式的教学改革,让学生在日后的岗位上,能够以综合视角管理和协调物流和生产运营活动、物流规划与优化以及良好的协调与沟通,提高物流运作效率,确保其有效运营。从而达成本课程提高学生物流管理实践能力的教学目标,提高教学质量。

基于G1-熵权法的正交实验设计对比BP神经网络优化香芩解热颗粒水提工艺

目的优化香芩解热颗粒的水提工艺。方法以加水倍数、提取时间、提取次数为考察因素,以连翘酯苷A、黄芩苷、连翘苷、千层纸素A-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素含量和出膏率为评价指标,设计3因素3水平的正交实验,并利用G1-熵权法对上述指标进行综合评分,得正交实验优化的水提工艺。以9组正交实验结果为测试和训练数据,以加水倍数、提取时间、提取次数为输入节点,以综合评分为输出节点,利用BP神经网络建模进行网络模型优化和水提工艺寻优。验证并比较两种方法所得水提工艺参数,确定香芩解热颗粒的最佳水提工艺。结果香芩解热颗粒经正交实验优化后的水提工艺为加水倍数8倍、提取次数3次、提取时间1 h,综合评分为96.84分(RSD为0.90%)。BP神经网络建模优化后的水提工艺为加水倍数12倍、提取次数4次、提取时间0.5 h,综合评分为92.72分(RSD为0.77%),略低于正交实验所得工艺。结论本研究成功优化了香芩解热颗粒的最佳水提工艺,具体为加水倍数8倍、提取次数3次、提取时间1 h。

超临界CO_(2)萃取-气相色谱-质谱分析植物精油成分——仪器分析综合实验教学改革

气相色谱-质谱分析植物精油成分是我院“现代化学实验与技术(仪器分析部分)”的本科综合实验,以往采用水蒸气蒸馏法提取植物精油,存在提取率低、溶剂残留、工艺时间长等问题。超临界CO_(2)萃取是先进的绿色萃取技术,对于天然产物中有效成分提取有较大优势。本实验通过超临界CO_(2)萃取提取柑橘精油,并与传统水蒸气蒸馏法比较,共提取精油成分106个组分,各类成分相对含量从高到低的顺序是萜烯、醛、酸、酯、酮和醇类,其中萜烯类成分为89.55%。采用超临界CO_(2)萃取技术处理样品,可以让学生了解更多新型样品前处理技术,提高学生的实验技能、研究和创新思维,减少实验时间,减少有毒试剂使用,进行绿色实验教学。

不同促排卵方案对行IVF/ICSI-ET助孕治疗的PCOS患者妊娠结局及胚胎实验室参数的影响

目的分析不同促排卵方案对行体外受精/卵胞质内单精子注射-胚胎移植(IVF/ICSI-ET)助孕治疗的多囊卵巢综合征(PCOS)患者妊娠结局及胚胎实验室参数的影响。方法2018年6月-2019年9月内蒙古医科大学附属医院收治的行IVF/ICSI-ET助孕治疗PCOS患者134例,取得患者知情同意后,依据治疗方案的不同分为A组(早卵泡期长方案,47例,研究期间脱落2例,最终n=45,49个周期)、B组(长效长方案,32例,研究期间脱落1例,最终n=31,42个周期)以及C组(拮抗剂方案,55例,研究期间脱落3例,最终n=52,146个周期)。比较3组临床相关资料、妊娠结局、胚胎实验室参数及促排卵情况。结果与B组、C组比较,A组的新鲜胚胎移植率、临床妊娠率更高(P<0.05);与A组、B组比,C组的启动日促黄体生成素(LH)、雌二醇(E2)、HCG日LH水平均更高,促性腺激素(Gn)天数则更短,Gn剂量则更少(P<0.05)。结论IVF/ICSI-ET助孕治疗PCOS患者的三种促排卵方案中,早卵泡期长方案较其他方案,更能够提高患者的新鲜胚胎移植率、临床妊娠率;而拮抗剂方案较其他方案,则具有注射用醋酸曲普瑞林用药时间短、用药量少的特点,但在调节患者异常内分泌环境方面较差,因此临床应结合PCOS患者的实际情况,选择适合患者的促排卵方案。