浅谈高效液相色谱课程的教学改革与实践

赵文惠 张 慧 陈春丽 李新霞

新疆医科大学药学院，新疆 乌鲁木齐 830011

浅谈高效液相色谱课程的教学改革与实践

赵文惠 张 慧 陈春丽 李新霞

新疆医科大学药学院，新疆 乌鲁木齐 830011

高效液相色谱课程是一门实践性很强的课程，其中如何更好地使用高效液相色谱仪进行科学研究实验，提高学生的科研创新能力显得极为重要。文章总结了传统高效液相色谱课程教学中存在的问题，通过开设任意选修课、开放实验室、以研究问题为中心，开设综合性、设计性实验由浅入深的进行高效液相色谱仪器实践教学课程，激发学生的科研兴趣，培养学生独立进行科学实验研究的能力，提升高效液相色谱实验教学的整体质量和水平，取得了良好的效果。

高效液相色谱;教学改革;实验创新

随着科学技术的突飞猛进和国家经济建设的快速发展，高效液相色谱作为一种重要的分离分析技术，需求和应用越来越广泛，特别是在加入世贸组织以后，越来越多的技术标准、产品标准与国外对接，高效液相色谱法的应用越来越多，分析技术也越来越普及。［1］

学校分析测试中心自2001年成立以来，目前拥有一批当代先进的分析仪器，这些仪器在从事科学研究和仪器分析演示教学中发挥了重要作用。其中应用学科最广、使用频率最高的是高效液相色谱仪。目前本中心共有11台高效液相色谱仪。如何充分利用测试中心的所有的高效液相色谱仪器，以普及该仪器的教学与使用为基本手段，有效的提高大学生运用HPLC仪器进行科学研究的科研创新能力，同时进一步提高本科生的实际动手操作技能及研究生熟练掌握开发该仪器的使用功能。建立一套系统、渐进的实践教学新体系。经过几年的教学改革与实践，取得了较好的效果。

1 高效液相色谱仪器教学中存在的问题

高效液相色谱法 (High Performance Liquid Chromatography，简称HPLC)是分离分析混合物最有效的方法。广泛应用于各个领域:医药、环保、石化、生命科学、食品工业、农业等。该仪器分析是一门具有多学科交叉性、发展性和前沿性的学科。只有充分认识其课程特点，才能突破教学及教学改革中的难点。

HPLC仪器课程理论性和实践性很强。仪器分析理论较抽象，仪器结构复杂，理论学习涉及的相关学科较多。测试中心在接待前来要求使用该仪器的测试者时，发现大多数测试者的操作技能几乎为零，所以本中心人员承载着繁重的仪器培训任务。首先这是由于目前教学方法单一，以传授—强化—记忆为过程的填鸭式传统教学的基本特点是“以教师为中心”，教师讲、学生听。这种教学模式难以保证教学的质量与效率，不利于培养具有创新精神和实践能力的人才。其次是理论教学与上机实验脱节，仪器分析课选择开出的实验多数为演示型或验证型，学生只要按实验讲义进行实验，学生不必也不会主动利用课堂知识来完成实验，其结果是学生动手不动脑。第三，HPLC仪器课时少，仪器操作机时少。这些年学校扩招，班级容量太大，每个实验组的学生人数大于35人，学生多仪器少，不利于每个学生亲自动手学习HPLC仪。很多时候仪器分析实验课变成“参观仪器”。第四，分析仪器几乎每十年就有一个新的突破。HPLC仪的使用与功能开发和科研结果有着非常密切的关系。HPLC仪的教学体系未能跟上分析仪器的发展，因此HPLC仪器原理基础理论教学和实验教学急待完善、充实、深化与提高，根据教学大纲的要求，本课程要开设高效液相色谱的实验课程，以提高学生们的动手能力［2，3，4］。

2 高效液相色谱仪教学改革与实践

为解决HPLC仪器分析课程目前教学中存在的问题，在本中心负责人的带领下，充分利用测试中心的HPLC仪器的集中管理和使用，通过全校范围分层次、跨学科、跨专业开展由浅入深的HPLC仪器实践教学课程，激发学生的科研兴趣，培养学生独立进行科学实验研究的能力，提升实验教学的整体质量和水平。

2.1 开展任意选修课，对仪器进行现场培训

2008年开始在全校范围内以任意选修课的形式开设“高效液相色谱仪及联用技术”，结合挂图对仪器进行现场短期培训。每3人一组用一台仪器，每组样品不同。通过对具体样品的定性定量分析，掌握高效液相色谱仪的适用范围、仪器的基本原理、仪器的组成、基本理论参数、定性定量的方法，并计算样品的含量、写出完整的分析报告;课后及时总结学生的反馈信息，调整教学。基本达到普及高效液相色谱仪的使用，更新扩展学生的实践动手能力的目标。目前本中心已经面向全校开展的现代仪器技能培训反映良好，有利于该仪器的应用普及。

2.2 开放实验室，积极鼓励学生申报大学生创新实验项目

实验室是培养大学生实验技能，锻炼大学生亲自动手能力，进行科研活动的重要场所。对进行科研活动的大学生开放实验室，鼓励学生独立动手上机操作，独立完成仪器的操作。在教师的指导下，学生根据自己的科研要求，学生可以利用业余时间以小课题为问题中心参与该仪器的学习，自主进行实验。本中心在进行高效液相色谱仪技能培训时，积极鼓励学生申报大学生创新实验，在本中心老师的指导下，已经有6项通过立项并顺利结题。同时本中心鼓励更多的学生参加教师科研课题组，在“学中教，教中学”，师生受益颇大。

2.3 以研究课题为中心，开设综合性、设计型实验

中心工作成立以来，接待的大多测试者是研究生，他们迫切要求掌握HPLC的使用与开发研究。如何在研究生阶段让学生完成该仪器的从文献调研、实验设计、复杂样品前处理、柱子与流动相的选择，方法学的考察，结果分析等环节建立完整的仪器的使用与研发，提高学生的科研创新能力是我中心急需解决的一个问题。

我们根据测试中心现有的设备提出了设计实验的内容，针对传统仪器分析实验使用“三定式”的教学模式:实验技术路线及方案固定、实验结果已知或固定、规定有限的时间内完成，转变为以HPLC现场培训为依托、以解决实际问题为中心、开设综合性、设计型实验，有效的提高研究生运用现代大型仪器进行科学研究的科研创新能力。

为了抓好学生操作的规范性，注重实验过程。对研究生实行多元化的考核体系:考核内容分为4部分:①系统适应性实验:包括理论板数、分离度、拖尾因子，重复性占20%。②方法学考察:包括线性方程、相关系数、线性范围设计，精密度实验设计、回收率实验设计占30%。③样品测定:包括样品前处理、测定峰面积、测定结果及计算占15%。④仪器操作及报告:包括预习、原始记录、实验报告、操作规范占35%。

第一部分考核基本理论参数概念:通过学生实验得出的色谱图，要求计算理论板数、分离度、拖尾因子，重复性，加深对HPLC系统适用性的认识与理解。第二部分分别考核标准曲线方程、相关系数、线性范围，这部分实验由学生以小组为单位讨论设计好方案后，经过老师指导分析后开始实验，研究生通过对样品的前处理→配制对照品储备液→根据设计好的线性范围稀释对照品→样品经微孔滤膜过滤后进样→仪器采集数据后计算得出峰面积→求出标准曲线方程、相关系数、线性范围。设计该项实验时指导学生先利用“外标1点法”确定样品的大致浓度，再做设计，以便样品实际浓度落在线性范围内。精密度实验设计，该项主要考核学生对精密度概念的掌握;回收率实验设计，该项也是由学生设计，但学生普遍反映不知如何设计高、中、低具体浓度，本人总结的“三步走”很好的解决了这个问题:第一步:根据线性范围确定中浓度，比如:线性范围为5－100μg，则中浓度设定为50μg。第二步:根据中浓度和药典规定 (本底与加入值1∶1)确定样品的本底值，则本底值设定为25μg。第三步:根据线性范围浓度的1/3、1/2、2/3确定各浓度加入值，则低浓度加入5μg，中浓度加入25μg，高浓度加入45μg。第三部分考核数据的处理与计算规范性。第四部分考核学生课前预习及查阅相关文献，实验课开始之前，单独安排2节理论课，主要讲授HPLC仪器的理论知识、实验安排和考核要求，每次上课前，交一份预习实验报告或文献，该项占10%;强调原始记录的重要性:每人必须有原始记录本，规范其记录的内容和形式。通过这四部分考核，要求学生注重实验的过程，实验的每一部分环环相扣，在实验中培养学生严谨的逻辑思维和使用HPLC仪器时课题方案设计的思路。达到了良好的效果。

2.4 注重学术交流，积极参加相关HPLC仪器的讲座

在本中心和学院定期、不定期开展研究生课题有关效液相色谱仪的汇报与学习交流，形成浓厚的仪器学术交流气氛。积极参加各大公司高效液相色谱仪的讲座，及时了解仪器发展的最新动态。通过大量的课题研究及交流，培养具有创新科研能力和具有解决问题能力的高素质人才。

3 结语

通过任意选修课普及HPLC仪器在全校的教学应用，达到物尽其用;通过开放实验室及大学生创新实验项目培养本科生相关专业学生的使用HPLC仪器的实践动手操作能力、使学生进入实习点后可以独立操作HPLC仪器，同时总结分析实验结果，提高学生的动脑能力和科研创新能力;通过以研究课题为中心，开设综合性、设计型实验，提高研究生的科研创新能力、利用HPLC仪器系统全面的分析解决问题的能力，从复杂样品的前处理→仪器的操作维护及故障的排除等系统深入的学习，使研究生熟练掌握开发该仪器的使用功能。通过在本中心和学院开展研究生课题有关效液相色谱仪的汇报与学习交流，形成浓厚的学术交流气氛，有利于培养具有创新科研能力和具有解决问题能力的高素质人才。

通过本项目的研究，建立分析测试中心教学科研服务的运行模式，充分发挥我校HPLC分析仪器在高素质、高技能人才培养方面的作用，提升我校毕业学生的就业竞争力。

［1］陈立仁，蒋生祥.高效液相色谱基础与实践 (第一版)［M］.北京科学出版社，2001:4－6

［2］陈丽华.通过实验教学提高学生的综合素质［J］.实验室研究与探索，2003，22(3):12－13.

［3］谢友宝.大型综合性创新实验设计研究［J］.实验室研究与探索，2005，24(12):70－71.

［4］李少玲.实施开放实验，提高学生素质［J］.实验室研究与探索，2006，25(12):1569－1570.

R193

A

1007－8517(2012)02－0049－02

赵文惠 (1972－)，女，硕士，讲师，研究方向:新药研究。E－mail:whzhao2006@163.com。

李新霞 (1968－)，女，博士，教授，硕士生导师，研究方向:药物分析。E－mail:lxx6668@163.com。

2011.11.19)