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化学分析研究

化学分析研究

化学分析研究范文第1篇

[关键词]指纹化学成分 内源性 外源性

中图分类号:TQ651 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)33-0128-01

1 指纹的成分

指纹中残存的分泌物和人体的代谢有关,因此指纹中微量化学成分分析同样具有生物体自身代谢识别和生物体活动的一些特点,随着现代分析测试仪器灵敏度的提高,可以通过探索以指纹作为生物基质的化学成分分析,从而对人们的行为、习惯以及所接触的物质成分进行分析。由于指纹化学成分复杂,确定指纹化学成分存在很多困难,可以认为指纹的化学成分是一个随着时间变化而发生在系统间不同状态下的演变。由于许多因素的作用,指纹的初始成分和老化成分都具有可变性,因此当分析指纹中化学成分时,必须重视初始成分和老化成分的结合以及影响因素的作用[1]。

2 指纹的初始成分

指纹的化学成分是由许多化合物混杂在一起形成的,而这些化合物主要来自于表皮、真皮中的分泌腺以及外源性物质。

2.1 表皮分泌物

人体表皮在皮肤的最上部,由表皮组织构成(组织由细胞紧密排列在一起),主要分为基底层、棘层、颗粒层、透明层和角质层共五层,。角质层是表皮的最外层,由多层已经角质化的扁平细胞组成,基底层随着细胞分裂增殖,新生细胞会迁移至表面,原先的死细胞脱落为皮屑,从而进行皮肤更新[2],这样的替换周期大约为3-4周。在脱皮过程中,蛋白质会进行表达[2-5],分泌物在角质层和客体接触的过程中遗留在客体表面。

有一项研究证明了蛋白质在表皮脱落过程中进行表达[3]:角蛋白1和10(56和64千道尔顿)和组织蛋白酶D(48和52千道尔顿)。这项研究运用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳技术(sodium-dodecyl-sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE) 和免疫印迹(Western Blotting)相结合来检测指纹中的蛋白质和多肽,但没能获得具体蛋白质的详细定量信息。

2.2 真皮分泌物

真皮位于表皮深处,包含了五百万的分泌腺,如泌离腺、汗腺和皮脂腺等,这些分泌腺的分泌物通过表皮毛孔到达皮肤表面[6]。

泌离腺主要分布于生殖器、、腹股沟和腋窝区域。由于外分泌腺和皮脂腺分泌物给泌离腺分泌物的分析造成了困难以及泌离腺分泌物对指纹化学成分本身影响较小,所以很少有研究关注泌离腺的分泌物,甚至从没有关注过泌离腺分泌物对指纹化学成分的影响,但泌离腺的分泌物对于性犯罪很可能具有重要意义。

汗腺分布于全身各处,对指纹化学成分具有重要影响,其分泌物的主要成分是水(99%),也包含有其它一些无机或有机化合物。

皮脂腺存在于除了手和脚以外的全身各处,皮脂腺分泌的油脂是指纹化学成分的重要组成部分。由于手和脚表面没有皮脂腺,因此只有当手接触到身体其余部位后油脂才会转移到指尖,从而遗留在客体表面。

许多研究利用汗腺和皮脂腺的分泌物进行皮肤病学和医学研究[2,3],但很少有人研究这些分泌物对指纹化学成分的影响。

2.2.1 汗腺的分泌物

汗腺的分泌物主要是蛋白质/多肽。然而到目前为止,仅认定了一小部分蛋白质。这其中就包括了通过SDS-PAGE确认的指纹中的清蛋白、角蛋白1和10和组织蛋白酶D[3,6];通过免疫检测反应确认的皮离蛋白,一种起保护抗菌的作用的缩氨酸[3]。研究还通过傅里叶变换红外光谱学(Fourier transform infrared,FTIR)和傅里叶变换红外光谱成像(FTIR-imaging)技术证明了蛋白质的存在,但是依旧没能具体识别和量化它们[1-3]。由于样品的浓度低(指纹中蛋白质的含量低)和环境干扰[4]给指纹化学成分的进一步分析造成了困难,也致使现在依旧没能完成。也许未来通过更先进的质谱分析技术和精细的样品制备会得到详尽的分析结果,但这些技术无疑要消耗大量的金钱和时间[5,6]。

2.2.2 皮脂腺的分泌物

指纹中的皮脂腺分泌的许多化合物都已被识别。皮脂腺分泌油脂的主要成分是角鲨烯、蜡酯、甘油三酯和磷脂。此外油脂中还含有甘油酯、胆固醇、脂化胆固醇和游离脂肪酸等,这些成分主要来自于表皮(皮脂膜)。采用不同分析技术,研究发现指纹中最丰富的脂质化合物是游离脂肪酸[1,2,3]。

3 指纹的外源性成分

指纹中的化学成分不仅仅来自于外分泌腺,还有大量的外源性物质,例如化妆品、食物残渣、灰尘和药品及其代谢产物。

通常利用GC-MS检测指纹中的化妆品成分,例如美发产品、残留香水、体乳等的成分[3,4]。需要说明的是,检测中很难把化妆品和指纹的固有成分区别开来,因为化妆品中可能包含一些指纹内源性的脂质分泌物。例如脂肪酸(例如软脂酸)或蜡酯(例如肉豆蔻酸、肉豆蔻酯)。

总之,研究指纹中的化学成分,可以为提高显现指纹技术水平提供坚实的理论支撑,未来指纹学研究内容的丰富将更多地依赖于对指纹中化学成分的分析。

参考文献

[1] J. Salama, S. Aumeer-Donovan, C. Lennard, C. Roux, Evaluation of the fingermark reagent oil red O as a possible replacement for physical developer, J. Forensic Ident. 58 (2) (2008) 203-237.

[2] E. Candi, R. Schmidt, G. Melino, The cornified enveloppe: a model of cell deatch in the skin, Nat. Rev. 6 (2005).

[3] V. Drapel, A. Becue, C. Champod, P. Margot, Identification of promising antigenic component in latent fingermark residues, Forensic Sci. Int. 184 (1C3) (2009) 47-53.

[4] R.L. Eckert, M.T. Sturniolo, A.M. Broome, M. Ruse, E.A. Rorke, Transglutaminase function in epidermis, J. Invest. Dermatol. 124 (3) (2005) 481-492.

化学分析研究范文第2篇

一分析化学实验存在的问题

目前,培养宽基础,大口径的多功能的毕业生,提高本科生的就业实力作为一项重要的目标来完成。要提高学生在各方面的竞争实力,就要增设一定数目的选修课程,来扩大学生的视野。在总学时数不变的情况下,我们院本科教学中对化学实验课课时进行了适当的压缩。[2]从而增加与化学相关学科的学习。在学时减少的情况下,学生对分析化学的基础操作和练习就相对少很多,而且重视程度也有所下降。只是在课堂上听老师讲解实验的理论,将分析化学实验变成了理论课来学习。整个学习过程,学生处于被动的学习和机械的操作,缺乏主动能动性,不利于学生创新能力和发散思维的培养。发生这样的问题,既有学生对于分析化学实验的学习,方式方法还不够正确,也有教师在授课中过多的注意理论的讲解,轻视了实验技能的培养。分析化学实验包含两大部分内容,即化学分析实验和仪器分析实验。首先,近几年的分析化学实验,大型仪器的使用程度远高于十几年前,在操作中仪器的自动化程度高,实验步骤简单,处理过程由工作站完成。教师在整个实验过程中,并没有完全注意到学生对于新的实验仪器是否有充足的认识,只将基本的操作方法告诉学生,让学生如何如何操作。教师没有做到积极的引导学生学习,学生也没有做到主动的学习。[3]其次,教材在设计上有相当一部分实验内容之间存在重复,实验题目过于陈旧,导致了学生所做的实验不能让其与未来的工作相结合。实验内容缺乏研究性、综合性,使学生所学的知识无法与实际情况相统一。对于仪器分析实验,科技都在日新月异,而学生使用的教材已经远远不能满足新的实验仪器对实验内容的要求了。最后,在实验的考核中,多数的学校的考核方法都大同小异,平时成绩加期末试卷作为总成绩。不能真实有效的反应学生的实际情况,也不利于激发学生学习的热情。学生把主要的精力都用在如何使实验数据更符合实验的要求。同学之间实验后会相互核对实验数据,更有人会更改实验数据。使实验课的真正目的失去了。

二分析化学实验教学模式改革与实践

1分析化学实验教学内容改革

(1)分析化学基础实验内容调整随着现代仪器分析方法的发展,仪器分析实验在分析化学实验中逐渐占有更高的比例。化学分析方法以化学反应作为测定样品质量或浓度的方法。化学分析实验应是学习分析化学实验的基础方法。化学分析实验与仪器分析实验内容上要融会贯通,相辅相成,学生在学习分析化学实验时不应有主次之分。分析化学实验是一个系统性、研究性、综合性相结合的实验,在实验内容上不能简单按照教材依次进行授课。对于化学分析实验,根据近些年在科研和工作中,各种化学分析实验测试方法的使用频率,我们将化学分析实验具体分为五大部分进行设置。分别为酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法和光度分析法。以酸碱滴定法为例,我们选择了2个基础实验,分别为以盐酸和氢氧化钠作为标准溶液的实验,将教材中的实验进行整合,调整。原教材中的盐酸溶液的配制及标定实验和混合碱成份的测定两个实验合并为一个基础实验。这样,学生在实验过程中能在一次实验中对盐酸标准溶液从配制、标定到测定有清晰的认识。帮助学生了解和掌握盐酸标准溶液的使用方法。也掌握了对于混合碱成份分析经常用到的双指示剂法的使用。同样氢氧化钠标准溶液的滴定实验中,将原教材中的氢氧化钠标液的配制及标定和甲醛法测定铵盐中氮含量的实验相结合。这样的设置通过多年的教学实践证明了,确实效果很好。学生反映通过基础实验能很好的掌握标准溶液的使用方法。在基础实验进行后,又设计一个与酸碱滴定法有关的综合设计实验,作为酸碱滴定法实验的考核内容,有机酸摩尔质量的测定实验。实验的内容以试卷的形式,学生要在规定的时间内对有机酸摩尔质量进行测定,并在试卷相应的位置填写实验的数据,得出实验结论。通过综合设计实验,可以有效的考查学生在酸碱滴定中的掌握情况和实验的基本操作。在仪器分析实验的内容上,我们更多的是在大纲的范围内,根据本院的大型仪器的特点设计了一些与实际生活相关的测定实验,比如测定白酒中酒精度数、味素的成份分析、果汁中维生素C的含量测定以及比较等。这些实验大多数是学生们生活中经常遇到的,增加了实验内容的实用性,使学生能更好的掌握大型仪器的使用。(2)设计分析化学综合性实验作为必修课程开设分析化学综合实验,主要实验内容以多个实验和内容综合设计,如室内空气污染物分析及浓度测定实验,涉及甲醛检测———酚试剂分光光度分析法;氨的检测———靛酚蓝分光光度法;室内空气中苯、二甲苯的测定———气相色谱法;室内空气中总挥发性有机化合物(TVOC)测定———气相色谱法。通过综合实验的开设,帮助学生进一步掌握分析化学基础实验中的测试方法。(3)开设分析化学创新实验与其他教研室合作,指定数名研究生导师每人带2~3名本科生共同参与科研工作,课程为选修课程,目标学生为学有余力并对分析化学研究方向感兴趣的本科生。选修课时长1年。通过几年的实践,对学生的实验技能,科研态度,综合应用能力都有很大提高,为学生考研及后续研究生学习做了很好的准备。

2分析化学实验教学方法改革

(1)实行小组责任制传统的实验课教学中,大多数都是一个老师在前面讲,一群学生在下面听,然后照着实验书看一眼,做一步,实验效果不好,学生实验后也根本就不理解,学习过于被动。近些年,我们尝试将学生分组进行,每组4人,设有小组长。小组长采用循环式,每次实验由小组中一人担任,组长负责制。教师对每个实验有针对性的提出几个思考题,引导学生思考实验中的关键问题和注意事项。小组长带领本组同学在实验预习时,对思考题进行讨论。并对实验中的疑问,通过讨论相互学习,使组员能掌握实验内容,抓住实验的要点。将原来被动的学习变为主动的学习。培养了学生对实验要质疑、多思考的习惯。在实验中,小组内部能够相互帮助,共同解决实验中遇到的问题。避免了学生遇到问题就问老师,使学生能在相互帮助的过程中相互学习。学习气氛浓厚,培养学生独立思考,相互协助的科研精神。(2)多种教学手段配合使用制作分析化学实验多媒体课件,将课件上传到分析化学公共邮箱,课件内容包括实验目的、实验过程、实验数据分析以及与实验相关的思考题,注意事项等,让学生能在课余时间下载。我们自己还在实验中录制标准实验操作的视频,学生下载后可以在课前对实验过程有所了解,掌握实验操作的重点。充分利用现代的科技通信方式,开通QQ群、微信群建立与学生之间的联系,及时一些实验前、实验后的问题。课堂上,不再使用单一的教学手段,我们统一印制了挂图,保证不同实验室实验内容一致。课堂使用多媒体投影教学,利用flas显示实验原理,播放录制视频演示实验过程,做到图文并举,让学生能更好的掌握滴定实验终点颜色。Flas能很好的演示大型仪器的内部构造,使学生能真正了解红外光谱仪、气相色谱仪、液相色谱仪等仪器工作原理。

3分析化学实验的考核机制

采用过程性评价体系,不单纯依靠一次期末考试判断学生的实际学习情况。将分析化学实验成绩分为平时成绩和考试成绩两大部分。平时成绩,分值100分,包括:实验预习(10分)、课堂表现(10分)、实验操作(50分)、数据记录及处理(15分)、实验报告(15分)等几个部分。实验预习,在每个实验着重检查5人左右的预习报告,对学生提出一些实验过程中可能会遇到的问题,从问题中检查实际预习情况。课堂表现,学生态度是否端正、实验台面卫生是否打扫、不高声喧哗、不迟到早退、注意安全。实验操作,着重考查学生实验过程中的滴定操作、天平称量、移液管使用等过程是否存在错误。实验结果分析,是否与实际样品真实质量或浓度一致。实验报告,如实记录实验数据并分析实验现象、实验数据。讨论实验过程中出现的问题等。将以上几个部分做成表格,统一发放到每位教师手中,教师通过具体化了指标给每一位学生的每一次实验进行评分。考试成绩,通过三次考试最后得出总的考试成绩。三次考试都采用多题目,学生自选题目进行。例如有机酸摩尔质量测定考试,设计了多个不同的有机酸,学生抽签后进行实验,充分保证实验考试的公证公平。总之,近些年,改革后的分析化学实验在化学教育、化学应用、制药工程、材料化学各专业的学生中开设,将原本被动式的学习主动化,激发学生学习的热情,将枯燥孤立的分析化学实验趣味化、实用化、综合化。通过全新的考核方式使实验成绩的给定更具有公平性。在未来的工作中,我们也会更加深化分析化学实验课程的改革,培养更具有竞争力的学生努力。

作者:吴红波 于泓 李萍 马亚杰 苏志兴 单位:哈尔滨师范大学化学化工学院

参考文献:

[1]曹俊涛.分析化学实验改革与大学生创新能力的培养[J].广州化工,2015,43(17):210-211.

化学分析研究范文第3篇

关键词:分析化学;研究型实验

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2015)07-0059-02

一、研究型实验开设的意义

分析化学实验课程是黑龙江大学化学专业、应用化学专业重要的基础课程,在实验教学中占有非常重要的地位。我们尝试在分析化学实验中开设研究型实验,培养学生掌握和应用研究方法,提高学生运用知识解决实际问题的能力,为培养创新精神、创造性思维打好基础。本文在吸收国内分析化学实验教学成果基础上,结合黑龙江大学现有的教学条件和实际情况,对分析化学研究型实验的内容及开展方式进行了一些探索和总结。

二、研究型实验的选题

在分析化学实验中开设研究型实验的关键是要找到具有挑战性而学生又感兴趣的项目,处理好研究型实验与验证性、综合设计性实验的关系。为此,我们将现有的实验内容进行扩展和提升,搜集并筛选了一定数量的与社会生产生活相关的项目和教师科研项目,经有关人员认真研讨、论证后确定为研究型实验选题。

(一)扩展现有实验教学内容

研究型实验的目的是培养学生应用知识、调配知识解决实际问题的能力,引导学生在实验中掌握和应用各种科学研究的方法[1]。我们将验证性实验《铁矿石中铁含量的测定》和《铜合金中铜含量的测定》分别扩展为研究型实验《铁矿石中金属离子含量的测定》《铜镍合金中金属离子含量的测定》。一方面学习实际样品的处理方法、干扰的消除以及方法的选择原则,另一方面学习综合运用所学知识科学地分析问题和解决问题,熟练掌握各种分析方法的测试条件,深入理解各种分析方法的优缺点和应用范围,学习基本的科研方法[2]。

在完成设计性实验《混合磷酸盐中各组分含量的测定》时,大多数学生选择百里酚酞做指示剂来测定磷酸一氢钠的含量,但由于终点突跃不明显,变色不敏锐,误差较大。有的学生选用酚酞―百里酚酞混合指示剂,终点时溶液由淡粉色变为蓝紫色,变色较为明显,终点容易观察,但两种指示剂配置的最佳比例、变色时pH值和指示剂加入量等因素对实验结果的影响有待进一步深入研究。因此将这个设计性实验提升为研究型实验《利用混合指示剂测定混合磷酸盐中各组分含量》,通过鼓励学生在实验进行中发现新问题,研究问题,积极寻找解决问题的方法,进行科学研究的初步锻炼。

(二)选择实用性项目

选择与生活密切相关的内容如《酸奶的酸度和钙含量的分析检测》《水果中维生素C含量的测定》作为研究型实验,学生将这类实验当作一件有趣的事情来研究探索。此外,我们引入松花江水质分析与治理、加碘食盐成分分析及碘的加入量控制等社会实际项目作为研究型实验选题,使学生在完成实验的过程中具有乐趣感、使命感与成就感,充分调动学生的研究兴趣。

(三)与教师科研课题相结合

为开阔学生的视野,我们尝试将教师的科研课题部分内容转化成研究型实验。纳米材料、碳纳米管一直是黑龙江大学教师研究的热点,而纳米材料是痕量元素分析较为理想的分离富集材料,因此将纳米材料、碳纳米管的吸附性能用于重金属离子的富集,应用于污水中重金属含量的测定,使得实验内容与实际需求联系紧密,而且学生可以了解专业领域的前沿与新进展,开阔了学生的视野[3]。

三、研究型实验的开设方式

在分析化学实验的绪论课,我们向学生介绍研究型实验,强调研究型实验内容多、时间长,并具有一定的复杂性,因此作为选做实验,可自由组成小组,每组3―6人不等。我们鼓励学生选择感兴趣的研究方向,明确研究型实验目的,要求学生在实验中能对知识运用、分析方法、实验技术、实际应用等方面有所创新。根据实验内容我们按以下几种方式开展研究型实验。

(一)与实验课程同步开展

我们将松花江水质分析分为pH、Ca、Mg、COD、P等多个测试项目组成的实验与实验课程同步开展。在课程初期布置给学生,学生们从刚刚学过的课程相关内容着手,查阅资料、设计方法、探索条件,随着课程的不断深入而由浅入深研究。这样安排实验,让学生应用已经掌握的理论、知识、技能和方法解决实际问题,从而加深对学过知识的理解和运用,真正达到理论与实践结合。

(二)集中时间开展

多数研究型实验是在完成验证性等实验结束后进行,学生可以利用整块时间进行查阅资料、设计方案、筛选方法和实验探究。因为只有经过充分的实验准备和实验练习,随着学生知识的积累和实验技能的提高,学生才会逐步体会到只有规范的操作才能获得准确的结果,这对于提高学生学习的主动性和科学严谨性以及提高学生的基本实验技能都有着良好的促进作用。

与实验课程同步开展和集中时间开展,这两种方式最后要求学生上交实验报告和查阅文献资料,根据实验结果和创新能力等综合评价,给出分数加在期末成绩中。

(三)以实验室开放项目开展

对于某些学时长且需要一定资金支持的难度较大实验,我们每年申请一到两个科技活动型实验室开放项目,选择综合素质较强的学生来完成。科技活动型项目是指由实验室提供的以科学研究为主要目的的开放实验项目。该类实验项目经学校审核后,由学生和指导教师进行双向选择,学生在教师的指导下完成实验项目的研究。学校设立实验室开放专项基金,对不同的项目给予不同的经费支持。对于参加科技活动型项目的学生,在完成项目时应提交结题报告,经指导教师考核后送交教务处组织认证,合格者可获得创新学分,每个项目可获0.5―2学分。

四、开展研究型实验的效果

(一)调动学生学习热情,激发学生探索兴趣

研究型实验以学生为中心,让学生自己动手动脑去研究完成,学生的主观能动性被充分调动起来,对所研究的课题充满了兴趣。

学生进行《水果中维生素C含量的测定》实验时,因为研究对象是诱人的水果,学生对这些具有实际意义的实验比较感兴趣。实验采用的碘量法简单快速,方法比较经典,难度不大,容易引起学生们的实验兴趣。但学生在测定时因为水果颜色对终点的干扰而影响测定的准确度,指导教师抓住这个问题引导学生发散式思维展开研究探索。通过师生讨论交流,学生决定将水果脱色后再进行测定,于是查阅资料寻找不同的脱色剂进行实验,并将测定的结果与电位滴定法进行比较。通过在研究中思考学习,在实验中操作摸索,大家互相交流讨论,实验时灵感的火花不断迸发,充分发挥学生的潜能。

(二)开阔学生的视野,提高学生的综合素质

学生在做研究型实验中通过查阅资料了解到材料市场发展前景,以及业内企业关注的焦点和解决环境污染等社会问题;通过研究型实验把分离技术引入分析实验中,一方面填补分析化学实验分离技术的空白,另一方面与社会生产项目接轨,解决了分析化学实验课程和实际生产生活脱节的问题,使理论与实践有机结合,同时也开阔了学生的视野。

学生在研究型实验过程中会遇到许多问题,这就需要对整个环节反复思考和检查,通过排除疑惑,找到问题的根源,有时又需要改变思路和方法。这个过程强化了学生深入思考的水平,全面提升学生的综合能力;研究型实验在开展过程中会遇到失败和挫折,让学生体会到科研的艰辛,也培养了学生不怕失败勇于探索的科研素质;研究型实验必须依靠同学间的协作与配合来完成,同时还能培养团结协作精神。总之,研究型实验教学充分激发了学生主体在建构意义知识过程中的“独特性探究和创造性发现”,促进学生的全面和谐发展[4]。

(三)实验设置应考虑学习安排的合理性和可行性

黑龙江大学的分析化学实验在学生大一的第二学期开设,与无机化学实验(下)同时进行。春季学期活动较多,学生较忙,研究型实验又需要花费更多的时间,有些学生查资料设计方案较为仓促,有些学生不能准时完成任务,只能在暑假或下学期初完成。理想的设置应该充分考虑学生学习安排的合理性和可行性。

(四)需要建立完善的考核评价体系和教师工作量认定机制

研究型实验要建立科学完善的实验教学考核评价体系,评估学生的知识量、学习态度以及运用知识的灵活性和创造性,让每个层次的学生都获得提高[5],合理地评价学生的作品成果才能调动学生研究型实验学习的积极性。研究型实验的教学工作需要付出更多的精力和时间,其工作量是一般验证性实验不可比拟的,但现在开展研究型实验教学的教师却没有任何报酬。建议管理部门应采取适当的倾斜与鼓励政策,制定出相应的措施和考核标准,激发教师的工作热情。

尽管我们在开设研究型实验实施过程中有诸多问题需要解决,但研究型实验能够最大限度地调动与发挥学生的观察能力与思维创新能力,全面提高学生的综合素质。我们将一如既往坚持不懈地研究和探索,不断完善分析化学研究型实验的教学模式,为全面培养学生的创新精神和实践能力探索新的平台。

参考文献:

[1]张建峡,徐云等,实验常用的研究方法[J].实验技术与

管理,2011,(5).

[2]陈怀侠,蔡火操等.研究型设计性分析化学实验改革与

探索[J].实验室研究与探索,2007,(8).

[3]朱慧群,丁瑞钦等.论综合性研究型实验教学[J].中山

大学学报论丛,2007,(7).

[4]何云峰.大学“研究性教学”的发展路向及模式建构[J].

中国大学教学,2009,(10).

化学分析研究范文第4篇

分析化学教学改革的目的是使教育体系更适合科学发展的需要,更有利于培养高素质创新型人才.所以,目前的教学改革最重要的不是简单地增加或减少分析化学课程的教学内容或与其它化学学科合并,而是如何激发学生学习分析化学课程的热情,使具备一定化学基础知识的学生能够运用所掌握的知识去发现和解决实际问题.因此,坚持以学生为主体,充分调动学生学习的积极性和主动性,以提高学生基础知识和基本理论,培养高素质创新型人才为目标,对高等农业院校分析化学课程的教学内容、教学模式、教学方法、考核体系、实验教学和实习创新等方面的改革进行了探索与实践.

2分析化学“三位一体”教学体系的实践

2.1完善理论课教学

结合农业院校分析化学课程的特点,注重分析化学的应用性、综合性和边缘性,2003年主编出版农业部“十五”规划教材《分析化学》,在此基础上对原有大纲进行了修订.经过5年教学实践与总结,于2008年主编出版了农业部“十一五”规划教材《分析化学》[5],这次教材编写注重了分析化学与相关学科相互交叉、相互渗透,合理穿插一些运用基础理论解决相关学科实际问题的例子,使之更具鲜明的农业特色.根据农业院校人才培养需求和这部特色教材,又对教学大纲进行了修订,将分析化学课程中的重点和难点,即四种滴定分析方法(酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定)的知识点进行了提炼,形成了“平衡原理——滴定曲线——指示剂——滴定误差——方法应用”五个模块.这种模块式的教学,不仅培养了学生分析问题和解决问题的能力,而且培养了学生总结归纳的能力,也使学生更容易掌握分析化学课程的精髓,增加学习的主动性和积极性.分析化学作为校级精品课,建设分析化学网络课程是教学改革的目标之一.为了充分发挥现有教学成果与资源的作用,调动学生的学习积极性,设计并制作了分析化学网络课程平台,平台包括教学大纲、教学日历、教案、授课录像、习题、实验演示、常用数据以及网上答疑系统和学生考试系统等内容.将传统教学形式和现代多媒体、网络教学形式综合使用,开展立体化教学.立体化教学的形式主要体现在以下几个方面:课堂教学立体化、辅导答疑立体化、学生作业立体化、学生考试立体化和实验演示立体化.分析化学网络课程平台的开发打破了时间和空间的限制,突破了以往只能在课上教学的束缚,留言板、论坛等形式使师生的沟通更加及时,充分提高了教学效果[6-7].在课堂教学中,针对分析化学的特点,以学生为主体,灵活运用多种教学模式,改变传统的以“教”为中心,树立以“学”为中心.采用问题式、比较式、讨论式、合作式、案例式、角色转换式和逆引式等多种教学模式,实现分析化学教学的“双向交流”.以问题式和讨论式教学法为例,教师在上课之前让学生带着问题去学习,能激发学生的学习兴趣,使学生积极主动地运用分析化学知识,对解决问题的可行性进行分析,这样可以最大限度地发挥学生的自主能动性及创造性,进而培养学生解决问题的能力.教师在讲解问题之后引导学生进行讨论,做出总结,教学中的讨论环节能够提高学生的归纳与综合能力,增强学生解决问题的信心,并使学生养成思考、分析和总结的良好习惯,使学生的整体能力得到了提高.考核的目的在于检查学生对知识的掌握情况,督促学生认真学习分析化学课程,从而具备分析与解决问题的能力.从培养学生具有扎实基础、宽知识面、创新能力强的角度出发,根据分析化学的课程特点,结合分析化学实验教学改革的总体思路,制作了分析化学考试的题库,同时对考核内容和方法进行了改革,构建出比较全面、系统、科学的考核体系,以期客观公正地评价学生对知识的掌握情况.将分析化学考核内容分为七个部分:平时作业(10%)、随堂测试(10%)、学生讲课(10%)、读书报告(10%)、外文文献翻译(10%)、网络测试(10%)和期末考试(40%).

2.2优化实验课教学

为适应人才培养目标和分析化学实验课程的要求,结合农业院校学生的自身特点,优化了分析实验结构和数量,主编了适合农业院校学生学习的农业部“十一五”规划教材《实验化学》[8].随之修订了分析化学实验教学大纲,在实验教学内容的选择上,紧密联系实际,注意将学科的传统内容和现状及发展相结合,开设学科间互相渗透的实验,关注有发展前景的领域,按照验证性实验——基本操作考核——综合性实验——考核性设计实验4个层次组织实验教学[9].使学生准确熟练掌握分析化学实验的基本操作技术是分析化学实验课的教学重要目的之一.每堂实验课前学生要对实验内容进行网络预习,通过预习来了解实验中的基本操作,在实验课堂上通过学生的实际操作和教师指导的授课方式,确立了学生在教学活动中的主体地位和教师在教学中的主导作用.验证性实验阶段是对学生进行基本操作训练,主要教会学生使用各种仪器和操作手法,侧重培养学生的动手能力和实验习惯,使学生能够准确、熟练地掌握基本操作,为以后的实验打下坚实的基础.实验基本操作考核的目的在于督促检查学生的学习情况,促进学生认真上好实验课,完成课程基本要求.在验证性实验阶段过后,对学生进行实验基本操作的考核.考核内容分为两部分:一部分是对学生的基本操作进行考核,以天平的使用、滴定管的使用、移液管的使用、定容操作等为考查内容,对学生逐个进行考核,发现学生存在的问题及时纠正;另一部分是让学生分析简单的混合酸和混合碱,在实验过程中教师引导学生如何设计整个实验,为综合性实验做好铺垫.经过基本操作技能训练后,学生的基本操作技能掌握得到了应有的锻炼与提高.这时再为学生开设数个综合性实验课,可以提高学生独立分析问题与解决问题的能力,培养创造性思维.综合性实验阶段是强化学生的基本操作,并学习氧化还原滴定、沉淀滴定、配位滴定、分光光度法、重量法等实验内容,为后续即将开设的考核性设计实验奠定基础.学生通过前三个阶段的学习,使学生掌握了分析化学实验基本的技能与方法,学会了独立操作.因此,这时对分析化学实验教学任务就要提高要求,以培养学生的科研素质和创新能力为重点.考核性设计实验选了有代表性的31个混合样品作为分析题目,这31个题目基本包含了分析化学课程的全部内容,要完成这些实验内容,要求学生必须具备较好的基础知识和一定的综合运用能力.本阶段由学生制定出可行的实验方案并独立实施,学生结束实验后,总结实验完成情况与体会.

2.3开展实习创新训练

首先,邀请校内外知名专家来给学生做专题报告,介绍学科前沿知识,扩大学生的知识面,并在实习周组织学生到分析测试单位进行观摩,掌握分析化学的发展趋势和实际应用情况.其次,结合研究生导师的科研项目,教师提出专题,学生自选题目,以小组为单位,提出实施方案,加强学生之间的相互交流,培养学生科研意识和团队精神[10].为向学生提供宽松的学习环境和实验空间,充分发展学生个性,培养他们的创新能力.分析化学教研室每年组织和配合学生申报开放实验基金项目和大学生创新基金项目,开放实验基金项目由学生和教师共同研究申报,获得审批之后,学生分组完成所申报的实验项目;大学生创新基金项目是学生想对自己感兴趣的问题进行研究或探索,由学生自行填报立项申请书并找合作教师,自行设计实验方案并完成实验,使学生的动手能力和创新能力在实验中得以体现,并得到了进一步提升,在解决问题的同时对所学知识也进行了串联和融合,对分析化学实验知识和技能有了新的理解,真正感受到学以致用的作用.

3结束语

化学分析研究范文第5篇

【关键词】 中药;杜仲;炮制;配伍;化学成分

文章编号:1004-7484(2013)-12-7630-02

1 资料和方法

1.1 一般资料 中药杜仲是指杜仲科植物杜仲体表干燥的表皮,是我国特有的珍贵中药材。杜仲喜好生长在温带阴凉地区,一般长在500米以上的高山上。其表皮,枝叶,雄性花朵都是非常难得的滋补原料。可以用于滋补肝肾,强壮筋骨,控制血压,对于肾脏亏虚,血压高等疾病有很好的保健作用。因为其药用功效显著,得到了医疗界的高度重视,国内外很多医疗机构都致力于研究其化学成分,以期待其更好的参与化学成分医学治疗,本文研究的中药杜仲,主要取其叶片,据权威资料记载:杜仲叶片的主要构成成分为木脂素,环烯醚萜类化合物,胶质,不同种类的微量元素,氨基酸等。本次研究采用三种不同加工方法对中药杜仲叶片进行炮制,将炮制后成品通过光谱分析法进行观察,研究中药杜仲炮制后化学成分的变化情况,希望通过本次研究和试验可以为中药杜仲用药提供更多的依据。

1.2 研究方法

1.2.1 炮制方式 中药杜仲并没有统一的加工方法,人们乐于采用以下三种炮制方式对其进行加工:清炒,砂烫,烘烤。杜仲经过炮制,化学成分往往会发生变化,这在很大程度上影响了其药用性能,它的配伍比例和配伍过程中需要注意的事项也应该相应发生改变。不同的炮制方法,成分的变化也不尽相同,炮制方式的选择相当重要。

1.2.1.1 清炒炮制法 清炒即在炮制过程中不加入任何辅助材料,清炒法一般分为以下步骤:①将药物按照品种和加工方式进行分类,并按照药物大小进行划分,分数次对其进行加工,避免药物因大小不同而受热不均。②将炒锅温度调至中档,夹取5克重量的杜仲,将其放置于炒锅中,先急火后慢火,不停翻炒。③肉眼观察杜仲出现断丝情况,还有的边框出现烟雾,表皮成黑色,炒制完毕,取出。

1.2.1.2 砂烫炮制法 砂烫法的主要原料为河砂。一般加工步骤为:①将适量的洁净河砂放置于锅内,加热并不断搅拌。②当河砂流动顺畅时,将分好类的药物放入其中,不断搅拌,当药物被烫至符合标准时,快速将河砂分离出来,并将其降温。③夹取5克重量的杜仲,将其放置于滚热的砂锅中,不停翻炒。④肉眼观察杜仲出现断丝情况,肉眼观察呈现深褐色,并散发焦香气味时,加工完成。

1.2.1.3 烘烤炮制法 烘烤法指将中药放置于烘烤仪器内,进行保温烘干处理,这种炮制方式简单便于操作,受到了医学界的普遍认同。本次加工中药杜仲,只需将5克重量的杜仲,铺平放置于铁盘之中,将铁盘放入烘烤箱,温度调节至180摄氏度,进行烘烤,当杜仲表皮呈现深褐色时,加工完成,停止烘烤。

1.2.2 中药杜仲炮制后化学成分分析 将炮制后的中药杜仲依次用紫外线――可见吸收光谱法,薄层色谱法,高效液相色谱法三种光谱分析法进行观察,统计杜中原产品和炮制后成品化学成分的变化情况。

1.3 统计学原理 使用SPSS13.1软件进行统计,将计算出的百分率进行对比,使用t检验结果,当P

2 结 果

2.1 三种炮制方法结果比较 见表1。

2.2 中药杜仲炮制后化学成分的变化情况 以烘烤炮制法为例来分析中药杜仲炮制前后化学成分的变化情况。经过统计学分析,符合规定,可以进行统计,结果如表2所示。

分析以上数据可知,炮制后杜仲的化学成分发生了较大的变化,特别是木脂素和环烯醚萜类化合物的含量在炮制后递减明显。

3 讨 论

中药杜仲含有大量的木脂素,环烯醚萜类化合物,胶质,不同种类的微量元素,氨基酸等。微量元素主要涵盖,钙,铁,锌,铜,磷,猛等。这些化学成分对人体有益,可以滋补肝肾,强壮筋骨,控制血压。经过提取分离本次炮制后的中药杜仲,可以得到两个化合物,经过科学检测可知,两个化合物均为环烯醚萜类化合物,这可以证明炮制对中药杜仲的环烯醚萜类化合物影响比较严重。鉴于环烯醚萜类化合物的特别性质,炮制者应该特别注意炮制对于环烯醚萜类化合物的影响,探究炮制后中药杜仲所含的环烯醚萜类化合物的含量变化很必要。

参考文献

[1] 白润娥,张晋阳.杜仲不同片型及其制品煎出率的比较[J].长春中医药大学学报,2009(03).