高毅华,王秀季,张立坚
(广东医科大学仪器分析教研室,广东 东莞 523808)
体内药物分析是药物分析学的重要分支,是研究药物及其代谢物在生物体内数量及质量变化规律的学科。通过对生物体内药物的分析,获得药物的吸收、分布、代谢、排泄等各种动力学参数,以及药物与生物大分子之间的相互作用和代谢产物、代谢方式、代谢途径等信息,为临床合理用药和新药开发提供科学的数据[1]。而《体内药物分析》课程则是药学类药物分析专业本科及研究生的必修课,是药学类本科及非药物分析专业研究生的选修课。由此可见,体内药物分析已成为医药专业院校一门重要的专业课。我校于2010年将其作为选修课面向药学院药学本科学生开设,先后选用李好枝主编的《体内药物分析》(第一版)和姚彤炜主编的《体内药物分析》作为主讲教材。在过去的十年期间,作为课程建设负责人及主讲老师,本人一直没有间断对该课程的教学思考与探索。现将本人这些年在课程建设与实践中的教学体会总结如下。
教材是教学内容和课程体系的集中体现,好的教材除了具有科学性、系统性之外,更应具备教学实用性。体内药物分析课程开设之初,我们选择李好枝主编的《体内药物分析》(第一版)作为课程教材。该教材内容丰富,包括总论篇、分析方法篇、各论篇。总论分别从绪论、体内药物分析相关的基础理论概述、生物样品与样品准备、体内药物分析方法的建立与验证;分析方法篇则以光谱、色谱、免疫分析法以及其它分析方法为顺序展开;各论部分分别对几大类药物的体内分析方法做了详细阐述[2]。在经历了几年的教学实践后,我们发现这本教材在内容上相对于36个理论课学时显得偏多,基础理论部分因与其它学科有交叉而显得重点不突出。学生也感觉课本知识点多,跟其它学科交叉的内容较多而使体内药物分析的重点和逻辑不容易掌握。2017年,我们重新选择了姚彤炜主编的《体内药物分析》作为主讲教材。这本教材主要包括基础理论、分析方法以及体内药物分析方法在相关领域的应用,在内容上更加精简,并突出了近年来体内药物分析在分析技术方面的新进展。如以各种分析方法在教材中的排列顺序为例,色谱法在分析方法中被首先介绍,突出了其在体内药物分析中的地位越来越重要。而高效液相色谱法与液-质联用技术作为色谱分析法第一部分,说明其在体内药物分析领域具有主导地位。目前,学生对该教材普遍感觉满意,教师也能在规定的36学时内完成重点内容的讲授。
体内药物分析虽是药物分析的分支,但又不同于常规药物分析,具有其自身特点。与常规药物分析对象不同,体内药物分析以体内药物及其代谢物、内源性物质作为生物样品中的分析对象,被分析成分具有含量少、背景复杂的特点。因此,体内药物分析对方法学研究的要求更高。例如,在生物样品的预处理过程,由于被测药物本身含量较低,既要去除共存物干扰的影响,还应使被测组分在预处理过程中尽量没有损失;而分析方法的选择则需要满足选择性好、灵敏度高等特点。显然,很多适合于常规药物分析的预处理技术与灵敏度低、选择性差的分析方法都不适用于体内药物的分析。因此,我们的教学重点倾向于强调适合体内药物自身特点的生物样品预处理技术以及分析方法的建立。在分析方法的建立以及各论的讲授过程中,我们将重点放在各种分析方法的适用对象以及分析条件选择。根据近年来分析方法的应用广泛程度,我们对色谱及色谱联用技术、免疫学分析方法做重点讲授,突出了近年来体内药物分析的技术发展方向。针对不同的应用领域,我们则从体内药物分析的特点和分析目的两方面让学生理解这门课程在实际应用中需要注意的问题。
体内药物分析与前期课程仪器分析的联系也十分紧密,它是仪器分析对生物体内微量药物测定的应用,是建立可靠的微量体内药物的测定方法。在涉及仪器分析的分析方法讲授中,我们尽量避免“炒剩饭”,根据体内药物分析的特点展开理论内容。如分析方法部分的色谱、光谱法与仪器分析的相关知识有交叉,我们对仪器的构造及基本原理只做简单的归纳总结,把教学重点放在与实验条件优化相关的内容上,突出体内药物分析的应用性。这些在色谱分离条件的选择、紫外分光光度法中利用计算分光光度法去除干扰等内容的讲授中都有体现。
在理论课教学过程中,我们结合体内药物分析学科特点和药学专业学生的学习目的,采用多种教学模式相结合的方式推进教学进度,获得了较好的教学效果。
首先,体内药物分析是在临床治疗药物监测和制剂生物利用度测定的基础上发展起来的综合学科,并随着分析技术的不断发展逐渐与临床药理学联系紧密,成为研究药物体内过程的基础方法和手段[3]。体内药物分析内容不但涉及大量的先修课程仪器分析的相关知识,还要求学生对不同药物的化学结构、理化性质和光谱学特征有一定的了解,并熟悉临床药理学、生物药剂学等相关理论。如果学生对这些基础知识掌握薄弱,势必导致在体内药物分析课程学习中感觉难度大,容易产生疲惫心理,造成学习积极性受挫。而作为课堂活动组织者和讲授者的教师若忽略这些问题,一味坚持传统的“填鸭式”教学,自顾完成个人理论课堂教学工作量,学生很难从中收益,教学效果也较差。对此,我们采用师生课堂互动模式,通过课堂提问考察学生的掌握程度,这种模式不仅让老师了解学生的学习程度,还能提高学生的注意力,调动学生的学习积极性。例如,教师在绪论中的讲授中对涉及的药代动力学参数等相关名词以及分析方法的评价参数等知识进行课堂提问,促进了学生对整章内容的理解。
其次,以问题为中心的PBL(Problem-Based Learning)教学模式在近年来的高等医学教育中颇受重视[4]。该教学模式强调教师对学生进行启发式教育,从而引导学生主动学习。我们也就此进行了尝试。教材第三章的关于分析方法建立与评价的内容是体内药物分析的重要章节,也是历届同学感觉最难理解的部分。该部分内容需具有一定的分析仪器使用经验才会被深刻理解,对只有本科三年学习经历的学生来说难度较大。为了让学生充分了解方法建立的过程,教师先给出待检测药物,让学生通过文献查阅总结出所有有关该药物的检测方法。其后再将学生分成不同小组,按照分析方法建立的一般步骤要求各小组讨论完成方法的建立;最后,我们进行分组报告,将各组的方案总结、对比并讨论,按照评价标准的要求将建立的分析方法再做方案上的完善。在整个过程中,通过PBL模式引导学生按照理论知识思考问题,再通过讨论式教学帮助学生分析解决问题。经过以上教学模式的尝试,学生在课后普遍反映理论课堂学习的目标性更强,兴趣大增,学习效果更佳。
体内药物分析教材整体的系统性很强,但是各个章节内容涉及面广,知识点多且较为分散,如果没有系统性梳理,学生很难融汇贯通所有知识点。如生物样品及预处理方法一章,各种样品预处理方法罗列讲授后学生感觉很难理清思路。于是我们让学生在熟悉各种预处理方法后总结出各种方法应用的特点,做出思维导图,从而提升了对每种方法的理解。体内药物分析的很多技术还具有前沿性的特点,教材中涉及到的很多生物样品预处理技术在经典学生实验中较少应用,教师只能“纸上谈兵”。为了加强理解,教师还会在课堂教学中以视频的方式展示给学生。
体内药物分析是一门理论与实践结合相当紧密的学科,实际操作环节的重要性和理论知识掌握同等重要,甚至更为重要[5]。因此,实践性是其主要特点,实验课教学的必要性十分突出。但鉴于课程开设性质为选修课程,学时有限,学生来自不同班级,人数不定,组织管理难度大,我们在最初的几年一直没有开设实验教学。随着各方面条件的成熟,目前,我们已经着手体内药物分析实验教学工作的建设。
体内药物分析以生物体中微量药物及其代谢物为研究对象,以仪器分析技术为手段,通过进行方法学研究获得可靠(精密度、选择性、灵敏度、稳定性等满足一定的限度要求)的分析方法,为临床治疗药物监测及新药研究等各领域提供科学准确的数据依据。体内药物分析实验基于仪器分析实验技术但又明显不同于仪器分析实验。在仪器分析实验课中,通常以验证性实验为主,以定性、定量分析为实验目的,在实验中强调的是对不同分析方法(光谱学、电化学、色谱学等)原理的掌握,要求熟悉分析仪器的基本操作。而体内药物分析实验的目的是利用仪器分析方法解决体内药物分析中的实际问题,在实验课堂引导学生将理论与实际问题相结合,掌握查阅文献选择适宜的分析方法、样品预处理、实验条件的优化和验证这一完整的方法学研究过程并建立可靠的体内药物分析方法。基于以上不同,我们目前拟定的实验将生物样品预处理过程及分析仪器实验条件优化作为重点内容,对在仪器分析实验中并未涉及的方法学评价参数(如定量限、提取回收率等),教师将引导学生根据相关理论在实验中获得,以帮助学生更直观地理解方法学研究的手段和意义。结合实验室本身的条件以及学时数有限的实际情况,目前我们拟将龙胆苦苷的血浆蛋白结合率测定作为实验教学内容。该实验无需对实验动物做喂药采血处理,只需将龙胆苦苷与血浆混合平衡即可开展实验,适合有限的学时和场地。学生可以在操作上学习使用超滤法预处理技术,在实验条件和色谱条件的优化方面也可以得到训练。
体内药物分析的教学目的在于引领学生解决在临床药学及新药开发中的实际问题,方法学研究以在治疗药物检测、药代动力学研究、人群代谢分型、内源性物质监测以及滥用药物分析中的应用为首要任务。显然,单一的卷面考核方式并不适合这门实践性较强的课程。因此,除了部分理论知识采用传统的卷面考核方式外,我们还增加了平时成绩、文献检索、学习报告等方面的评价,对学生实施全方位的综合测评。目前,我们对学生的考核中,平时成绩占20%,主要包括课堂表现和出勤;作业成绩占30%,主要包括文献检索和学习报告;期末考试卷面成绩占50%。建立科学全面的考核体系,不但能客观地对学生进行评价,还能调动学生在各方面的学习积极性,获得良好的教学效果。
除了通过不断探索教学内容提高教学质量之外,我们还特别关注教学效果评价。目前开展的教学效果评价包括教师队伍的教学督导评价和师生互动评价两部分。教学督导评价以打分为主,对授课教师在教学准备、教学重点、课堂组织等方面进行考核。师生互动评价通过学生以匿名投票对授课教师作评价以及学生考核成绩两部分来反映。教学效果评价是一面镜子,在一定程度上反映了教学质量的好坏,也促进了教学质量的提高。
随着药学事业的迅猛发展和新技术新方法的不断涌现,体内药物分析在新药开发、安全评价以及临床合理用药中的作用愈来愈突出。围绕体内药物分析课程特点、任务、目的开展的所有教学活动都以提高教学质量、培养合格药学专业毕业生为目的。合理设计教学内容、采取有效的理论教学方式、合理安排实验教学、建立科学的考核方式,这一系列的教学工作探索都将对体内药物分析的教学效果产生积极影响,对临床药学专业学生的培养具有重要意义。