發布時間：2023-09-06 17:05:08
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的納米化學分析樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
關鍵詞：化學修飾電極；納米材料；環境分析
一、碳納米管修飾電極
1. 化學修飾電極的制備與分類
化學修飾電極的制備是化學修飾電極的關鍵問題，制備過程中關于修飾方法、過程步驟、制備的優劣都對化學修飾電極有著重要的影響。我們按照化學修飾電極上面固定材料的類型可以將其分為單分子層、多分子層以及組合型等三大類. [1]其中多分子層以聚合物薄膜為主。電極表面的修飾方法按照修飾類型的不同可以分為共價鍵合法、吸附法和聚合法三類。但是通常情況下我們不會使用單一的方法，而是這幾種方法組合使用完成對化學電極的修飾過程。大體的分類如圖1所示：
圖1 化學修飾電極的制備和分類
（1）共價鍵合型
我們實際生活中經常用到的固體電極如金屬、金屬氧化物以及石墨等等，表面存在著多種含氧基。我們可以對其進行氧化還原處理增加含氧基的數目，讓其與修飾化合物進行共價鍵合反應，把特定的功能基團留在電極的表面上。共價鍵合法的修飾物固定比較牢靠，但是修飾過程復雜，并且修飾效果不高。
（2）吸附型
吸附法最常見的應用是單分子層修飾電極的制備，有時也用于制備多分子層修飾電極。
（3）聚合物型
聚合物型是利用一些聚合方法方法在電極表面形成修飾膜。其中電化學聚合方法是很重要的薄膜合成法方法之一，它主要是利用氧化或者還原反應在電極上產生自由基，然后再經過縮聚反應制備該薄膜。聚合物方法形成的薄膜穩定，厚度均勻并且可控。因此在薄膜制備中得到了廣泛的應用。
2. 碳納米管修飾電極類型
納米材料表面覆蓋著的是一層非晶層，該層沒有短程序和長程序。由于原子的周圍原子很少，產生了許多懸空鍵表現出極大地極性。具有相當高的催化效率，因此其是一種很好的修飾材料，并且具有極大的潛力。現如今關于碳納米管修飾材料的研究很熱門。
鑒于碳納米管的良好的電子特性，其進行化學反應時能很好地促進電子的遷移。關于單壁和多壁的納米管都可以用來修飾電極和制備電極。其主要分為以下四種類型：
（1） 碳納米管糊電極
Britto 在1996年將碳納米管調勻后導入到玻璃管中，并用導線引出，制備出來了碳糊電極。這是碳納米管在點分析中的最早應用，隨后牛津大學、清華大學等也相繼制備出了各種糊電極應用于各個領域。[2]但是上述幾種納米管普遍存在著重復性較差、壽命較短等，雖然制備過程較為簡單，但是應用受到限制。因此，人們開始便致力于應用更廣泛的碳納米管薄膜修飾。
（2）碳納米管薄膜修飾電極
碳納米管有著諸多上述優良特性，但是其的不溶性大大限制了其在碳納米管薄膜修飾電極方面的應用。碳納米管的不溶性表現為其幾乎不溶于所有溶劑。我們在制備前需要將其進行超聲分散得到懸浮體系。根據所用分散劑的不同我們分為以下幾個體系：碳納米管-有機溶劑分散體系、碳納米管-硫酸分散體系和碳納米管-表面活性劑分散體系。
二、碳納米管修飾電極在環境分析中的應用
1.碳納米管修飾電極測定環境中的重金屬陽離子
環境中的重金屬陽離子Pb2+、Cd2+、Hg2+等是重金屬污染物，嚴重危害著人們的健康發育，因此對其檢測是至關重要的。利用納米管―石墨糊電極對水體進行測定，性能穩定，使用壽命長，是一種較好的選擇。
2. 碳納米管修飾電極測定環境中的陰離子及其化合物
存在于工業廢水以及食物中的亞硝酸根離子對人來有致癌的危險，研究其相關測定方法具有重大意義。人們借助一種對NO2-具有高靈敏度高選擇性的殼聚糖-碳納米管修飾電極可直接富集和測定水樣中的NO2-，檢測效果較好。
3.碳納米管修飾電極測定環境中有機污染物
為了測定水環境中的苯酚含量，我們采用多壁納米管修飾電極對其進行測定。該修飾電極具有較強的吸附特性，苯酚存在著較強的富集效率。使得苯酚在修飾電極上的氧化峰電流顯著增加進行測定。
三、展望
碳納米管修飾電極是一類新興的電極，在環境分析中有廣闊的應用前景。如能進一步研究碳納米管的分散劑，使碳管和分散劑的作用結合起來，利用吸附和鍵合作用于待測物質以提高對其測定的靈敏度，必將使碳納米管修飾電極的應用產生一個新的飛躍。
參考文獻：
[1] 姚佳良，彭紅瑞，張志琨1納米碳管的性質及應用技術[J]1青島化工學院學報，2002，23（2）：39～43
超分子化學，是研究分子間相互作用力，處于近代化學、材料化學和生命科學交匯點的新興學科。將超分子化學、無機固體材料學、納米技術等交叉融合已經在傳感、可控行為、傳輸等應用方面取得了巨大的進步。通過控制一些納米材料行為的技術開啟了超分子未來的一個嶄新的用途。本書對最近在這個領域發展極其迅速的幾個方面進行了綜述。
該書第一部分介紹了基礎材料的合成、表征以及基本性質。比如有機無機雜化材料硅基微米多孔材料；改性金納米粒子以及表面、有機功能半導體納米晶以及在光學領域方面的應用；功能碳納米管以及生物方面應用；金屬有機骨架等。該部分是本書重要方面，集中介紹了超分子領域幾類重要的功能材料。第二部分介紹了超分子化學表面自組裝的信號以及傳感。生物分子一納米粒子雜化超分子體系的電化學信號；改性納米粒子作為納米電催化劑以及改性傳感器；金納米粒子的光物理性能在傳感以及影像方面的應用；有機改性的納米量子點在化學和生物化學分析方面的應用。第三部分就控制超分子納米自組裝、超分子組裝行為以及形貌進行了研究。該部分重點介紹了納米粒子表面的自組裝化學作用力；表面生物分子的固定以及圖案化；表面的主客體可調控性；雜化材料的介孔介觀形貌的調控。該部分是超分子組裝最核心的部分，重點介紹了自組裝行為以及形貌可控方面的相關知識，體現了超分子特點。第四部分介紹了仿生化學。印記功能化硅材料；仿生嵌端聚合物雜化材料。最后部分就界面化學、多功能以及跨學科交叉視角介紹了一些交叉的概念，比如納米容器基的自我修復涂層；可調變的多功能材料；超分子化學與雜化材料的前景展望。
第一作者Kunt Rurack在柏林洪堡大學獲得博士學位，加入BAM聯邦材料研究與監測中心，現在他帶領的研究團隊主要集中于生物分析領域。他與別人合著約70余部著作，是德國化學會以及美國化學會的會員。
第二作者Ramon Martinez，Manez在巴倫西亞大學獲得博士學位，在英國劍橋大學讀博士后。目前是瓦倫西亞理工大學化學系的教授，出版170余篇著作，申請了8項專利。是美國化學會的會員。該書集合最熱門的兩大領域一超分子化學以及雜化材料設計進行了系統的綜述，適合從事自組裝、仿生化學、超分子、分析化學、材料科學等領域研究學者以及研究生閱讀。
趙宇飛，博士生
1引言
蘆丁是一種主要分布在植物體內的類黃酮化合物，有較好的抗氧化性，能夠維持并且恢復毛細血管彈性， 增強毛細血管的抵抗力，促進其細胞增生和防止血細胞凝集，是一種常用藥物。目前，測定蘆丁的方法有高效液相色譜法、毛細管電泳法、分光光度法、化學發光法和電化學方法等[1～4]。電化學方法具有靈敏度高、儀器價格便宜、重現性好和成本低廉的優點。蘆丁分子中含有4個酚羥基，具有電化學活性，因此可用電方法對其進行檢測，其在不同類型化學修飾電極上的電化學研究及測定均有報道[5～7]。
離子液體修飾碳糊電極（CILE）是以離子液體為修飾劑和粘合劑的一種化學修飾碳糊電極，在電中得到了較多的應用[8～10]。它具有電化學窗口寬、導電性好、具有一定催化能力等特點，被應用于測定多種電化學活性物質。本課題組也將不同類型的CILE應用于多種電活性物質（如單磷酸腺苷[11]、ssDNA[12]等）的測定，取得了較好的結果。近年來，納米材料修飾電極已被應用于電化學傳感器的研究。納米金是一種常用的金屬納米材料，具有導電性高、生物相容性好等特點，已被廣泛應用于化學修飾電極的制備與應用[13]。石墨烯（GR）是一種具有二維平面結構的碳材料，力學、熱學和電化學性質優異，近年來在電化學和電中得到了廣泛應用[14，15]。如Wu等制備了基于GR的電化學傳感器并用于NO的檢測[16]；Xu等研究了血紅蛋白在GR和ZnO復合材料修飾金電極上的電化學行為[17]；Ruan等研究了肌紅蛋白在GR和離子液體復合材料中的電化學行為，并應用于三氯乙酸的電催化檢測[18]。
本研究以CILE為基底電極，利用電化學沉積的方法將納米金和GR分步沉積到CILE表面制備了修飾電極。此修飾電極綜合了CILE、納米金和GR的優點：具有導電性好、電化學窗口寬、穩定性好等優點，離子液體的存在為其提供了良好的反應界面，非常有利于電化學沉積反應的進行；納米金在CILE表面的電沉積能夠形成一個比表面積大、導電性好的電極界面；而進一步電沉積GR在納米金的表面又可以形成一個三維的納米復合材料修飾電極。利用此修飾電極對蘆丁的電化學行為進行了研究，建立了一種檢測蘆丁的電化學分析新方法。
3結果與討論
關鍵詞：環境科學；無機及分析化學；教學
中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：2096-000X（2016）24-0140-02
Abstract：Accordingtotherequirementsofthecourse，thearticleexplainshowtoselectteachingmaterialsandteachingcontentofinorganicandanalyticalchemistrycourse.Atthesametime，onthebasisofthecharacteristicsoftheenvironmentalscienceandthestudents'situation，theteachingreformoftheclassroomteachingisdiscussed.
Keywords：environmentalscience；inorganicandanalyticalchemistry；teaching
在環境科學本科專業的培養方案中，化學課程占了比較大的比重。學生首先學習的化學專業基礎課是《無機及分析化學》（有配套的無機及分析化學實驗課程），由無機化學與分析化學的化學分析兩大部分內容整合形成。它將為后續課程的學習奠定基礎，如有機化學、儀器分析化學、物理化學和環境化學等。因此，有必要對無機及分析化學的教學進行探討，激發學生的學習興趣，提高課堂的教學效果，以適應科技的飛速發展。
一、教材的選擇
目前，該課程采用高等教育出版社的面向21世紀課程教材，《無機化學與化學分析》（第三版），史啟禎主編。教材分為兩大部分-主篇和副篇，主篇的內容是基礎，是對學生的基本要求，副篇的內容供教師選用和學生選讀。主篇共有19章，第1章到第12章為無機化學及分析化學的基礎理論知識，而第13章到第17章為元素、化合物知識，第18、19章分別介紹氫和核化學的一些相關知識。與舊版相比，新版引入了學科的前沿知識，選取的教材內容更加新穎，有助于學生初步了解學科的發展趨勢。為了適應新形勢下的課堂教學要求，新版也調整了部分章節內容的編排順序。別具特色的是，教材中的習題作業全部用英語表達，并且最后還給出了一些英文詞匯的解釋[1]。
二、教學內容側重點的選擇
該課程是對環境科學本科專業的學生開設的，而不是化學本科專業的學生，所以課時進行了一定的壓縮。因此教學過程中不可能面面俱到，不需要像化學專業的學生那么深入，要求講授基礎知識。
環境科學專業畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力：
1.掌握普通化學、分析化學、物理化學、工程力學、測量學、工程制圖、微生物學、水力學、電工學、環境監測與評價、環境工程學科的基本理論、基本知識；2.掌握水污染控制工程、空氣污染控制工程、噪聲污染控制工程、固體廢物處理處置與資源化工程的基本原理和設計方法；3.具有污染物監測和分析、環境監測、環境質量評價、環境規劃與管理的初步能力；4.了解環境科學與技術的理論前沿和發展動態；5.掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法，具有初步的科學研究和實際工作能力。由此出發，在主篇內容的教學中，應該把重點放在第1章到第12章的無機化學及分析化學理論知識上。
三、教學改革的四個方面
（一）在教學中滲透學科研究的前沿領域
高校教學必須重視各學科領域的最新發展，將其融會貫通到教學進程中，開闊學生的眼界，培養學生的興趣，提高學生的知識素養，使教學與時俱進，不斷推陳出新，保持足夠的吸引力，為培養創新型人才打下夯實的基礎。
對環境科學專業的《無機及分析化學》課程而言，教學中主要滲透的是環境學科以及無機、分析領域的發展。例如第六章《氧化還原反應與電化學》講授中，介紹了廢棄干電池是環境殺手，臺灣成功大學研發以硫酸亞鐵溶解廢電池，再萃取成為磁性納米吸附劑，反而成為污染防治的助手。第19章《核化學簡介》講授中，介紹了中國科學院東北地理與農業生態研究所環境修復材料與技術學科組研制出一種可凈化放射性銫污染的新型納米材料。同時，該材料還可在外加磁場作用下，實現吸附材料與廢水的簡便、快速分離，為土壤重金屬污染治理研究提供了一條新的思路[2，3]。
（二）在教學中多媒體教學與傳統教學相結合
目前，多媒體教學已經普遍應用于高校的各學科教學中，因其靈活多變，可以充分調動學生的積極主動性，大大提高了教學質量。
例如講授現代價鍵理論的要點-原子軌道最大重疊時，運用多媒體教學，可以直觀、具體、形象地演示這一抽象的微觀過程，學生在動態的畫面中，似乎看得見原子軌道的形狀和取向，這是傳統的教學手段無法達到的。
但也不能一味地全部采用多媒體教學，摒棄傳統教學。不是所有的教學內容都適合使用多媒體手段?！稛o機及分析化學》涉及到許多基本定律和公式，教師用粉筆在黑板上層層深入地推導，通過板書、語言、動作和表情與學生進行實時交流，這比用多媒體教學更能使學生深刻地理解基本定律和公式的關鍵之處。例如，在講授一元弱酸和弱堿平衡計算時，利用多媒體講授，教師被“固定”在電腦前面，與學生的交流很少，哪怕是逐步地呈現公式，學生也不容易掌握。而在傳統的黑板上，教師科學、嚴謹地一步步推導，加上富有邏輯性的推理語言、板書的停頓、近距離與學生眼神的交流，使學生更容易理清思路，緊跟教學的節奏，學生收獲的不僅是一條定律或公式，更是一種思考方法。
因此，如果教師針對不同的章節內容采用不同的教學媒體，將多媒體技術和傳統教學方式有機結合起來，將會達到事半功倍的效果[4]。
（三）在教學中創設問題情境
問題教學法是一種以問題為中心進行教學活動的方法。它是貫徹啟發式教學的基本教學方法。在傳統教學甚至多媒體教學中，“填鴨式”教學是主流模式，教多問少。教師即便提出一些問題，或者學生被動地回答，或者教師自問自答，或者教師只問不答，在教學中幾乎沒有給學生提供解決問題的時機，學生的能力也就無法提升。
在教學中如何創設問題情境？
1.利用學生代表性的錯誤創設問題情境
在講化學熱力學的基本概念-熱和功時，教師提問：熱和功屬于狀態函數嗎？不少學生聯想溫度和壓強，馬上回答是！這時教師要求學生回憶狀態函數的特性，討論熱、功與狀態函數的性質比較，最后由學生自己得出熱和功不屬于狀態函數。
2.利用學生固有知識與客觀事實的矛盾創設問題情境
同樣是在討論熱和功基本概念，教師提問：熱和功是系統的能量嗎？學生很有把握地說是。教師明確指出，并非如此。這時教師可以逐步地追問：系統的狀態沒有改變，有沒有熱和功？-系統從同樣的始態到同樣的終態，熱和功一樣？通過問題教學，學生真正理解和掌握了熱和功這兩個基本概念。
3.利用學生對同一問題的不同看法創設問題情境
在講價層電子對互斥理論時，教師提問：水和氨分子的鍵角大小比較？學生的意見不統一，教師要求學生利用VSEPR理論計算水和氨分子的分子理想模型，繼而通過電子對排斥力順序判斷分子的立體結構及鍵角大小，最后順利地導出答案：水分子的鍵角小于氨分子的鍵角。
4.利用提出的假設創設問題情境
在講化學熱力學的基本概念-自發過程時，教師提出假設：熱可以自動從低溫物體傳向高溫物體。創設如下的問題：熱從低溫物體傳向高溫物體，再從高溫物體傳向低溫物體，從始態到終態，系統和環境有什么變化？教師要求學生分組討論。
5.利用課堂演示實驗創設問題情境
對于化學課程來說，課堂演示實驗是很重要的一種教學形式。結合現代化的多媒體技術，還可以進行虛擬的實驗演示，在演示實驗過程中，可以詢問學生關于實驗操作或實驗現象的問題。
在教學中有時候會同時應用幾種創新問題情境的方法，如提出假設并且利用學生的不同看法來提出問題。這類方法很多，教師只要用心，都可以游刃有余地應用到教學中。
如何給學生提供解決問題的時機？
要留出足夠的時間給學生思考回答問題；要設計難度適中的問題給學生解決；給學生的提問要回答，切忌只問不答，盡量避免自問自答；
在教學中創設問題情境，不僅能使學生獲取知識，熟練掌握基本技能，更重要的是能調動學生的積極性和主動性，培養學生獨立思考、自主學習的能力[5]。
（四）在教學中加強各知識點的聯系
在多年的教學生涯中，教師對《無機及分析化學》每個章節的關鍵點和知識點都了如指掌，在教學中也會強調對每個知識點的講解，然而對知識點之間的聯系尤其是各章節知識點的聯系相對不夠重視，也較少融入到教學中。如何突出各章節知識點之間的邏輯關系？借鑒思維導圖，以圖形方式說明各章節的主要教學內容，直觀地給出各章節關鍵點與知識點之間的內在聯系，可以反映知識點之間的層層推進，使學生形成一個較為完整的知識網絡，培養學生的邏輯能力[6]，例如圖1反映了化學熱力學和化學動力學的關系。
目前，我們正在錄制慕課視頻。接下來，我們將會嘗試線上學習和線下教學按一定比例相結合的混合教學模式。總之，我們的教學模式也不是一成不變的，需要在教學中不斷前行，摸索總結經驗，提出更多、更好的教學方式、方法來改進教學質量。
作者；許妙瓊
參考文獻
[1]史啟禎.無機化學與化學分析（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2011.
[2]邱銳.中科院東北地理所制備出可凈化核污染新型納米材料[N].第四版.中國科學報，2014，3（6）.
[3]董斌，呂仁慶，曹作剛.無機化學研究的前沿領域在教學中的應用[J].高等函授學報（自然科學版），2011，24（2）：29-33.
[4]楊影洲.無機化學教學中使用多媒體技術應注意的問題[J].長春理工大學學報綜合版，2006，2（2）：113-114.
[關鍵詞] 中藥制劑；抗腫瘤；物質基礎；多靶點；制劑工藝
[中圖分類號] R285[文獻標識碼]A [文章編號]1673-7210（2010）10（a）-009－03
Multidimensional progress in anti-tumor preparation of Traditional Chinese Medicine
YAN Lu, HUANG Shengwu
(Pharmacy College, Zhejiang University of Traditional Chinese Medical, Hangzhou 310053, China)
[Abstract] Summarize the research of anti-tumor preparation of traditional Chinese medicine(TCM) on components,multi-target effects and preparation process and point out the contents which are needed to pay more attention on. Identify that the main research directions are components and multi-target effects.
[Key words] Preparation of Traditional Chinese Medicine; Anti-tumor; Components; Multi-target; Preparation process
惡性腫瘤已成為危害人類健康最嚴重的疾病之一。臨床上，對腫瘤采取綜合治療的措施，即手術、放療、化療相結合的治療方法。化療可起到一定的治療作用，但伴隨著免疫抑制、骨髓抑制等嚴重毒副反應，未必能確實提高患者的生存質量、延長壽命。中藥抗腫瘤制劑具有毒副作用小和多靶點抗腫瘤的優勢，在物質基礎及多靶點作用等方面的研究有很大進展，本文對此作一綜述。
1 中藥抗腫瘤制劑物質基礎研究
由于中藥作用的整體性、中藥成分和作用機制的復雜性，使中藥抗腫瘤制劑藥效物質基礎的闡明進展緩慢，成為制約共發展的瓶頸。尋找合理的研究方法，闡明藥效物質基礎及作用的本質，建立科學的質量控制方法，是研究的關鍵問題。
物質基礎的研究主要運用“分離解析”研究思路及植物化學逐步分離、藥理活性示蹤模式。從宏觀到微觀，從整體到局部，從3個化學層次(整體-部位-成分)、4個藥理水平(整體動物-組織器官-細胞-分子基因)進行篩選,確定藥效物質。雖然取得了一定進展，但存在活性成分≠藥效物質≠中藥，制劑整體臨床有效而“活性成分”效果較差甚至無效等諸多問題[1]。由此，提出了許多新的、合理有效的研究方法和技術，主要有：
1.1計算機輔助藥物設計分析技術
在計算機上建立三維化學分子結構模型，通過計算機模擬探討藥物與靶點的相互作用關系，從分子層面上闡釋中藥的藥效物質基礎。鄭春松等[2]研究槲皮素抑瘤物質基礎使用計算機模擬方法，通過分子對接，得到與靶酶最佳相互作用模式。槲皮素中色原酮結構可與COX-2多個部位作用，發揮抑瘤作用，驗證了其是藥效的物質基礎。
1.2血清藥理學和血清藥物化學分析方法
結合體外血清藥理活性測定方法，對血清中有效成分分離鑒定，將中藥入血成分進行體外活性篩選，最終確定有效成分和代謝產物。王喜軍等[3]對復方安替威膠囊物質基礎的研究運用血清藥物化學分析方法，分析其入血成分，認為綠原酸、黃芩苷既是入血的主要成分，又是眾多代謝產物的前體化合物，最有可能成為藥效的物質基礎，以其為指標進行工藝及其相關研究，能體現藥物的內在質量。
1.3譜效關系分析
通過建立各色譜峰表征的化學物質和以藥理指標為表征的藥效之間的關系，運用多元非線性回歸、主成分分析等方法分析數據，找出和藥效正相關的色譜峰，歸屬其代表的化學成分，確定中藥或復方的藥效物質基礎。
盧紅梅等[4]對魚腥草注射液進行譜效分析，發現色譜圖中17~21 min中的色譜峰是藥效的主要相關峰，包含的主要化合物有甲基正壬酮、癸酰乙醛、月桂醛、β-蒎烯、β-芳樟醇、1-壬醇、4-松油醇、α-松油醇，其中3種有效物質的活性與文獻報道相符。
1.4 生物色譜技術
以各種具有生物活性的材料作為固定相，將活性大分子、活性細胞膜、甚至活細胞固著在色譜載體上，作為生物活性填料用于現代色譜技術，形成一種能模仿藥物與生物大分子、靶體或細胞間相互作用的色譜系統。色譜中的各種技術參數可定量表征藥物與生物大分子、靶體間相互作用，研究藥物與各種生物活性材料間的特異性結合情況，模擬生理或病理狀態下藥物在體內生物活性表達的一些關鍵步驟，篩選活性成分，揭示藥物的吸收、分布、生物轉化、代謝等機理，探討藥物間的競爭、協同、拮抗等相互作用，具有一定的藥理學或生理學意義[5]。
H.L.Wang等[6]用人血清白蛋白生物色譜技術研究茵陳蒿甲醇提取物在色譜柱上的結合狀態，發現5個主要的保留峰并鑒定了其中兩個化合物濱蒿內酯和茵陳新酯，表明這兩個化合物具有生理活性。
1.5 系統生物學
將代謝組學、蛋白質組學、基因組學、轉錄組學等整合起來，使用高通量的篩選技術通過本質和表征的變化揭示體內物質的變化[7]。如利用代謝組學評價中藥對病理機體的回調能力及其影響機體的多種途徑；采用基因芯片技術、蛋白質組相關分析技術，將中藥的多組分、多靶點、多途徑作用特點與基因、蛋白表達關聯起來，比較各自不同的表達差異，確定不同有效成分對基因及蛋白表達靶點。對于復方，根據表達量的多少與復方的君、臣、佐、使理論和用藥劑量，分析不同有效成分對應基因及蛋白靶點的相互作用、復方各組成單藥之間的密切關系，闡明復方的組成原理[8]。
王喜軍等[9]將代謝組學用于茵陳蒿湯的研究發現茵陳蒿湯對造模后的標記物回調作用明顯，說明其對肝臟疾病有預防作用，從藥物代謝組學角度對經典方劑防治肝損傷給出了全新解釋。
近期提出了基于熱力學觀和還原整合的研究方法[1]及體內外物質組關聯網絡分析[10-11]。前者通過測定中藥的藥效活性物質對生物體生長代謝的干預作用引起的能量轉移和產熱變化，推斷藥物的生物活性，具有準確、靈敏、高通量、普適性好、實時、動態、在線等優點；后者在全面分析中藥組分及其在生物體內形成的代謝物組的基礎上，確定在生物體內具有適宜藥代動力學特征的成分組作為潛在藥效物質組，并通過化學信息學手段，闡明中藥成分組與其在生物體內的潛在藥效物質組之間的網絡對應關系，針對體內潛在藥效物質組進行多重藥效篩選與確證，在體外、體內兩個層次揭示中藥的復雜藥效物質基礎，是中藥物質基礎研究的一個重要補充。
2 中藥抗腫瘤制劑多靶點作用研究
以往對腫瘤的治療主要應用單靶點的高選擇性配體化學藥物分子，很難達到預期效果或毒性很大，難以治愈腫瘤這種涉及多基因，影響多個組織或細胞的疾病。因此提出了多靶點藥物治療以克服單靶點藥物的局限性，中藥抗腫瘤制劑是一種天然的多靶點制劑，具有多角度攻擊和調節疾病網絡系統中的多個環節、不易產生抗藥性等優點[12]。目前，對其多靶點作用的研究主要有：
2.1 抑制腫瘤血管生成
陳剛等[13]用C57BL小鼠接種Lewis肺癌細胞造模，用川芎嗪注射液50、100、200 mg/（kg?d）腹腔注射21 d后，檢測腫瘤體積、重量、肺轉移灶數及微血管密度，并用Western Blot法和免疫組化法分析腫瘤細胞VEGF表達，結果顯示川芎嗪能減少小鼠Lewis肺癌腫瘤體積、重量和肺轉移灶數，并降低腫瘤微血管密度，抑制腫瘤細胞VEGF表達。
2.2 誘導細胞凋亡
趙益等[14]研究腫節風注射液抗腫瘤作用，發現其可促使早期凋亡和中晚期凋亡的細胞出現凋亡小體，誘導細胞凋亡，對腫瘤具有良好的抑制作用。
2.3 抑制端粒酶活性
Kim等[15]實驗發現腫瘤組織中端粒酶活性表達呈陽性，正常組織中端粒酶活性表達呈陰性。腫瘤細胞由于缺乏調節端粒酶的機制，有無限增殖的能力。因此抑制端粒酶活性成為治療腫瘤的一個靶點。苦參堿是中藥苦參抗腫瘤的主要活性成分之一，將不同濃度的苦參堿加入肝癌細胞株HepG-2細胞，發現苦參堿在750 μg/ml濃度可抑制端粒酶活性，明顯下調人類端粒酶逆轉錄酶（hTERT）啟動子的表達[16]。彭彥輝等[17]研究苦參堿對腸癌HT-29細胞株作用表明苦參堿通過抑制DNA合成和誘導細胞凋亡來抑制腫瘤細胞增殖，抑制端粒酶活性是苦參堿抑制腫瘤細胞增殖的一個重要途徑。
3 中藥抗腫瘤制劑新工藝研究
3.1中藥抗腫瘤靶向制劑
中藥抗腫瘤靶向制劑可分為被動靶向制劑和主動靶向制劑。被動靶向制劑的研究主要有：脂質體、納米粒和乳劑等。El-Samaligy MS等[18]創造性地把水飛薊素包裹在由卵磷脂、膽固醇、環己胺、吐溫-80組成的脂質體中，并通過頰黏膜給藥提高水飛薊素的生物利用度。吳旭錦[19]等以小麥胚芽油為油相，聚氧乙烯氫化蓖麻油為表面活性劑，制備紫蘇子油納米乳，提高紫蘇子油的溶解度和穩定性，重現性好，有一定的靶向效應。
主動靶向制劑多由被動靶向制劑經修飾而來，可增加對特定組織或器官的靶向性，主要的研究有經修飾的脂質體、微球和微囊、納米粒等。時軍等[20]用聚乙二醇2000-二硬脂酰磷脂乙醇胺修飾足葉乙苷脂質體膜制得足葉乙苷長循環脂質體，提高了脂質體的靶向性、穩定性和包封率。張方宇等[21]采用逆向蒸發-短時超聲法制備苦參堿脂質體，用乳糖酰磷脂酰乙醇胺修飾苦參堿脂質體得到乳糖脂苦參堿脂質體，對肝區有特異性親合力，強化靶向作用，在肝臟中相對于其他臟器的靶向效率有顯著性差異。體外對人肝癌HepG2細胞的殺傷率也大大增加，有望成為一種新型靶向抗肝癌藥物。
3.2 中藥抗腫瘤緩控釋制劑
研究主要集中在：滲透泵片、微球和微丸、納米粒等。劉占軍等[22]以二羥基二過碘酸合鎳鉀為引發劑，在殼聚糖上接枝醋酸乙烯酯，后者水溶液中生成殼聚糖納米粒，再利用超聲震蕩技術將0.5～5.0mg的紫杉醇與上述納米?；旌现苽湄撦d紫杉醇的殼聚糖納米粒。制劑粒徑均勻，穩定性好，包封率高，體外釋藥具有明顯的緩釋作用。朱陵君等[23]以mPEG-PCL為原料，采用乳化-揮發法，制備負載漢防己甲素的高分子納米微球，制劑具有明顯緩釋特征。何燕等[24]比較了燈盞花素凝膠骨架片和滲透泵片的釋放行為，得出以L-PEO為輔料制備的燈盞花素雙層滲透泵片具有良好的控釋釋放行為，穩定性高，體內外順應性好，有較好的發展前景。
4 結語
我國中藥資源豐富，有著悠久的應用歷史和臨床經驗。近年來，我國學者在中藥抗腫瘤制劑方面做了大量研究，取得了顯著的成績。但仍需在以下方面深入研究:物質基礎方面，加強對中藥抗腫瘤制劑物質基礎和整體作用的研究等；制劑工藝方面，加強對主動靶向制劑、控釋制劑及二者相結合制劑的研究。同時，注意結合中藥藥理學、免疫學、細胞生物學、分子生物學等多學科研究方法和多種技術手段，推動中藥完善發展。為提高腫瘤患者的生命質量、促進人類健康做出更大的貢獻。
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[KH*3/4D][HTH]關鍵詞 [HTSS]納米功能化金電極; 微生物; 快速檢測; 脂質過氧化; 計時電流法
[HT][HK]
[FQ（32,X,DY－W][CD15] 20110826收稿；20111219接受
本文系蘇州市科技局項目（No. YJC0910） 及常熟理工學院畢業設計（論文） 團隊課題項目資助
* Email: tuyf@suda.省略；wxy62@cslg.省略[HT]
1 引 言
牛奶為人類生活中價值最高的營養物質之一，但易酸敗變質\[1\]。我國90％以上的奶牛由農民飼養，規模小、生產水平低、衛生設備不足，因而很多牛奶原料達不到一級標準。在牛奶的生產、運輸、銷售過程中，還可能受到多種細菌的污染，其中含有很多潛在的有害微生物，這些微生物不僅破壞牛奶質量，而且可能危害飲用者身體健康\[2～4\]。傳統的微生物檢測技術非常繁瑣，需要耗費大量的人力物力，而且檢測周期長。按國標GB/T 4789.2進行菌落總數檢測需要48 h才能得出結果，難以滿足食品安全檢測的要求。聚合酶鏈反應（PCR）\[5\]、酶聯免疫吸附實驗（ELISA）\[6,7\]等幾種快速檢測技術通過富集、分離、形態學檢測、生物化學測試來鑒別食品中致病菌，縮短了檢測時間，但檢測費用高、儀器昂貴。電化學阻抗技術亦可應用于細菌的檢測，但在分析含菌量較少樣品時，檢測時間較長，且只有當微生物數目達到106～107個/mL時，這種電阻的變化才能被記錄到\[8,9\]。因此，開發快速、簡易的適合于牛奶樣品中細菌檢測的方法具有十分重要的意義。電化學分析方法在這方面具備獨特優勢\[10～12\]，所需設備簡單、操作簡便易行、測定速度快、檢測成本低，可望開發出實用的檢測技術。
納米材料因具有高比表面積、高催化活性等獨特性質而備受關注，對許多物質有很高的電催化效應。納米修飾技術在電化學分析方面亦得到了廣泛的應用\[13～15\]。通過表面修飾或功能化獲得的化學修飾電極在分析性能上較傳統電極取得了長足的進步，從而為開發適合于特定目標的檢測技術奠定了良好的基礎。
納米功能化電極表現出巨大的潛在應用前景，特定的納米修飾電極可催化H2O轉化成羥基自由基（?OH），?OH具有極高的反應活性，可以使微生物細胞膜發生脂質過氧化\[16\]，在電極上產生氧化電流，且電流的大小與微生物的量成線性關系，通過電流檢測實現對微生物的定量檢驗。文獻\[11\]應用此原理成功地進行了水體中大腸桿菌（E. coli）的檢測。本研究采用控制電位電解法，以中性的磷酸鹽緩沖溶液（PBS）為電解質，一步操作實現對金電極表面的納米功能化修飾，使其表面形成一層蓬松的納米級粗糙層，并應用于牛奶中微生物的檢測。制備方法簡便，線性范圍為1.1×103～2.5×107 cfu/mL，檢測時間縮短至1 h以內。本方法重復性好、靈敏度高、不需要預處理，有望在牛奶及其它食品的微生物檢測中得到應用。
2 實驗部分
2.1 儀器、材料與試劑
CHI660C 電化學工作站（上海辰華儀器公司）；金電極（Φ2 mm）為工作電極，鉑電極（Φ2 mm）為對電極，飽和甘汞電極（SCE）為參比電極；Dimension Icon原子力顯微鏡 （美國Bruker 公司）；UV3600紫外可見分光光度計（日本島津公司）；YX400Z型電熱蒸汽壓力消毒器（上海三申醫療器械有限公司）；S?SWCJ?2F型超凈工作臺（上海博泰實驗設備有限公司）；303A3S型電熱恒溫干燥培養箱（上海浦東榮豐科學儀器有限公司）。
0.1 mol/L PBS溶液，pH分別為7.0和7.4。LB 培養基：牛肉膏3 g，蛋白胨10 g，NaCl 5 g，瓊脂20 g，蒸餾水1000 mL。大腸桿菌、嗜熱鏈球菌、金黃色葡萄球菌由常熟理工學院生物與食品工程學院發酵工程技術研究中心提供。牛奶樣品由常熟市圣力乳業有限公司提供。實驗用水均為二次蒸餾水。
2.2 納米功能化金電極的制備及表征
金電極用0.3 和0.05
SymbolmA@ m的A12O3粉拋光，依次在HNO3（1∶1, V/V）、無水乙醇及二次蒸餾水中超聲清洗5 min，紅外燈下烘干。上述電極置于0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.0）中,于2.0 V恒電位電解600 s; 在0～1.5 V范圍內循環伏安掃描至電流穩定; 用水反復沖洗，并儲存在水中備用。采用原子力顯微鏡表征納米功能化修飾膜的表面形貌。采用亞甲基藍檢驗法驗證納米功能化金電極的性能：用PBS溶液將8 mL 0.15 mmol/L亞甲基藍溶液釋至100 mL，分別以裸金電極和納米功能化金電極為工作電極，在1.0 V恒電位電解30 min，分別測定原溶液和電解后溶液的吸收光譜曲線。
分 析 化 學第40卷
第5期汪學英等： 原位制備納米功能化金電極快速檢測牛奶中的微生物
2.3 細菌總數的測定方法
大腸桿菌（E. coli）是生物腸道內和環境中最普遍存在，且最大量的細菌，通常作為細菌研究的模式生物。牛奶中的細菌總數在很大程度上決定于環境衛生、擠奶機、牛奶貯存和運輸設備的清潔程度和牛奶的冷藏溫度等因素，因此大腸桿菌是最可能存在的細菌。健康奶牛的內也總存在一些細菌，但僅限于少數幾種細菌，如小球菌、鏈球菌等，細菌數量約為102個/mL；如奶牛發生炎，則在奶中會檢出大量的金黃色葡萄球菌、鏈球菌和化膿桿菌等致病菌。因此，本研究主要以大腸桿菌作為研究對象，并分別考察大腸桿菌、嗜熱鏈球菌、金黃色葡萄球菌的響應，以進行比較，評估本方法對檢測不同種類細菌的適用性。
2.3.1 平板計數法 參照GB 4789.22010 《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》進行。
2.3.2 計時電流法 于37 ℃恒溫水浴中，用無菌移液管準確移取10 mL經高壓滅菌的0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.4）于電解池內，以納米功能化金電極為工作電極、鉑電極為對電極、飽和甘汞電極為參比電極，恒電位1.0 V進行計時電流測定，記錄加入一定量樣品后產生的電流響應值。
2.3.3 校正曲線與定量測定 對同一樣品用標準平板計數法和計時電流法同時進行測定，得到電流響應和牛奶中細菌數量的對應關系，建立校正曲線。根據儀器測定的相應樣品的電流響應，計算每毫升樣品細菌數量。
2.4 電極的活化再生
由于電極表面是納米尺度粗糙結構，具有較強的吸附性，測定中細菌氧化產物會吸附在電極上，所以測定中電流響應會逐步減小。因此，每次測定后需對電極進行活化再生處理。處理方法是用PBS液沖洗后，再在其中于2.0 V電解產生氧氣，利用氧氣帶走細菌被氧化的中間產物，從而使電極重新活化。3 結果與討論3.1 納米功能化金電極的性能和作用機理
采用AFM技術對納米功能化金電極表面形貌進行表征。從圖1可見，經陽極氧化活化處理后，電極表面形成了蓬松的結構。這是由于金電極表面吸附的?OH或O與Au原子發生交換，進入電極表層所致，電極表面的吸附的?OH或O和Au原子具有較強的活性\[17\]。
[TS（][HT5”SS] 圖1 金電極納米功能化表面的原子力顯微鏡圖（A）三維形貌，（B）2
SymbolmA@ m尺度，（C）500 nm尺度
Fig．1 Surface morphology of nanofunctionalized gold electrode （A） 3D AFM image, （B） at scale of 2
SymbolmA@ m and （C） at scale of 500 nm[HT][TS）]
圖2A為所制備納米功能化金電極在0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.4）中的循環伏安圖。在修飾電極上，除了在電位約為1.5 V處因產生氧氣而使電流增大外，還出現一對很強的氧化還原峰（a），而普通金電極幾乎不出峰（b）。據文獻報道，電流的增加主要是因為在納米功能層的催化下生成了?OH，且?OH被吸附于電極表面，占據著電極表面的活性位點\[17,18\]，其反應如下：
Au*＋H2OAu*OH（1
Symbolm@@ n）
Symbolm@@ ads＋H＋＋e
Au*＋OH－Au*OH（1
Symbolm@@ m）
Symbolm@@ ads＋e
[TS（][HT5”SS]圖2 （A） 納米功能化金電極（a）及裸金電極（b）在0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.4）中的循環伏安曲線（掃速：100 mV/s），（B） 1.2×10
Symbolm@@ 5 mol/L亞甲基藍溶液（a）及經裸金電極（b）或納米功能化金電極（c）電解30 min后的吸收光譜
Fig．2 （A） Cyclic voltammograms of （a） nanofunctionalized gold electrode and （b） bare Au electrode in phosphate buffer （pH 7.0, scan rate:100 mV/s）; （B） Absorption spectra of 1.2×10
Symbolm@@ 5 mol/L methylene blue （MB ） （a） and electrolyzed for 30 min with bare Au electrode （b） or nanofunctionalized gold electrode （c） as working electrode[HT][TS）]
圖2B采用亞甲基藍檢驗法進行了驗證。呈藍色的亞甲藍溶液遇到強氧化劑時失電子形成無色的3,7雙二甲氨基吩噻嗪離子，通過亞甲藍溶液吸光度的變化可確定?OH的含量\[19\]。以裸金電極電解30 min后亞甲基藍溶液,吸光度（b）較原溶液（a）下降并不明顯; 以納米功能化金電極電解后,亞甲基藍溶液吸光度值較電解前明顯減小（c），說明在此條件下，修飾電極上產生了?OH，使亞甲基藍失電子形成無色的3,7雙二甲氨基吩噻嗪離子。
細菌細胞膜主要由脂類和蛋白質組成的雙層膜結構，其脂質分子相當穩定，但當有活潑自由基存在時，就可以導致脂質過氧化\[16\]，從而在電極上產生電流。當將修飾電極置于含菌的PBS溶液中，電極表面活性位點的羥基自由基將會引起細菌細胞膜的脂質過氧化，細菌數量越多，產生的氧化電流越大。因此，可以根據氧化電流的變化與細菌數量變化的關系對牛奶中細菌總數進行快速檢測。
3.2 測定條件的優化
考察了計時電流檢測工作電位及pH值對測定結果的影響。結果（圖3）表明，隨著電壓的增大，響應電流隨之變大。但當電位超過1.0 V時，電流不穩定，故選擇測定電位為1.0 V。在所研[TS（][HT5”SS]圖3 （A）檢測電位及（B）pH值對測定響應的影響
Fig．3 Effect of （A） applied potential and （B） pH value of buffer solution on detection response
25
SymbolpB@ C，在0.1 mol/L PBS溶液，含菌量約1.1×106 cfu/mL。
Temperature: 25
SymbolpB@ C, substrate solution: 0.1 mol/L phosphate buffer containing 1.1×106 cfu/mL of bacteria.[HT][TS）]究范圍內，隨pH值增大，氧化電流變化值增加，至pH=8時達到一個平臺。但此時穩定性變差，故最佳pH值選取為7.4。
3.3 電極對細菌的響應特性
在選定的最佳工作條件下，向10 mL 0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.4）中依次加入10
SymbolmA@ L含1.1×106 cfu/mL細菌懸濁液，修飾電極上的計時電流曲線見圖4，表明修飾電極催化細菌脂質過氧化速度很快，可用于細菌的快速檢測。
培養基中的共存組分的干擾情況如圖5所示： NaCl、瓊脂對測定無影響；10 mL PBS溶液中加入100
SymbolmA@ L的蛋白胨、牛肉膏、牛奶時，電流響應略有波動，但并不產生明顯的電流響應，故亦不影響測定。分別考察了加入含550和1100 cfu/mL混合菌的牛奶，及分別加入同濃度的大腸桿菌、嗜熱鏈球菌和金黃色葡萄球菌的牛奶懸液后的電流響應， 從圖5可見，等量不同種類的細菌產生的響應值基本相同，表明本方法對各種不同的細菌產生基本相同的響應，而牛奶等基質不產生響應，因而可作為牛奶中細菌總濃度的測定方法。
[TS（][HT5”SS] 圖4 修飾電極對細菌響應的計時電流曲線，插圖A為電極響應對細菌總數的校正曲線
Fig．4 Chronoamperometric curve of response upon the adition of bacteria. Inset is calibration curve of current response versus concentration of bacteria[HT][TS）]
[TS（][HT5”SS] 圖5 培養基成分及等濃度不同細菌的電流響應
Fig．5 Current response of culture medium constitution and different bacteria
a, b為550、1100 cfu/mL的混合菌；c, d, e 分別為1100 cfu/mL的大腸桿菌，嗜熱鏈球菌，金黃色葡萄球菌。
a, b mixed bacteria at concentrations of 550, 1100 cfu/mL respectively; c, d, e Escherichia coli, Streptococcus thermophilus and Staphylococcus aureus respectively, at concentration of 1100 cfu/mL[HT][TS）]
3.4 電極分析性能及對實際樣品中細菌總數的測定
以計時電流法進行牛奶樣品中細菌總數的測定，同時用平板計數法進行對照，建立校正曲線 （圖4A），其回歸方程為：Δi （nA）＝1.43 logC
Symbolm@@ 4.58 （C為樣品中細菌的濃度，單位：cfu/mL），電流響應與細菌濃度在1.1×103～2.5×107 cfu/mL范圍內呈良好的線性
[FQ（9*2。19*2，Y－WZ][HT5”SS][*4]表1 本方法與平板計數法檢測大腸桿菌樣品結果比較
Table 1 Comparison of analytical results obtainedfrom present method and GB （national standard） method
[HT6SS][BG（][BHDFG3,WK5，WK7。2，WK6W]樣品
Sample本方法Present method國家標準方法GB Method相對誤差RE（%）152060482008.0
25576859500
Symbolm@@ 6.3361180570007.341536001470004.551367501300005.2[BG）F][HT][]
關系，r＝0.9959。制備5份牛奶樣品，用本方法進行測定，對每個樣品平行測定5次，并與GB4789平板菌落計數法相對照，結果見表1。從表1可見，用2種方法測定5個樣品， 其最大相對誤差為8.0%；同時采用t檢驗法判斷 2種方法所得結果之間并無顯著性差異（t＝1.375＜t0.05＝2.776）；電極經活化再生處理后重復使用所得相對標準偏差（RSD）為2.9%。
結果表明，本研究制備的納米功能化修飾金電極的方法簡便，性能穩定，電極可更新，使用壽命長。本修飾電極用于牛奶中細菌總數的測定是可行的。將此電極用于牛奶中細菌的測定相比于傳統生物學方法更簡單、快速和準確，大大縮短了分析時間，且檢出限低，具有一定的推廣應用價值。
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1（Department of Chemistry, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China）
2（Institute of Analytical Chemistry, Soochow University, Suzhou 215123, China）
Abstract An insitu, facile and rapid method was developed to prepare a nanofunctionalized gold electrode. By the electrolysis under applied potential of ＋2 V in PBS of pH 7.0 for 10 min, a rough nanoporous film formed on the surface of a polished gold plate electrode. This novel nanofunctionalized gold electrode could be applied for rapid detection of bacteria quantity in milk. The detection was based on the catalysis of lipid peroxidation on cell membrane of bacteria by the nanoporous Au film. The response of the current in chronoamperometry would linearly respond the bacterial content in milk which was calibrated by the national standard method （Standard plate count method）. Therefore the accurate quantity of bacteria was attained from the current response on prepared electrode. The results showed that the target bacteria could be detected at a content range from 1.1×103 cfu/mL to 2.5×107 cfu/mL. The whole process of the detection could be completed within 1 h.
Keywords Nanofunctionalized gold electrode; Bacteria; Rapid detection; Lipid peroxidation; Chronoamperometry
（Received 26 August 2011; accepted 19 December 2011）
中國化學會第十一屆全國分析化學年會
（第二輪通知）
由中國化學會、青島科技大學承辦的第十一屆全國分析化學年會，定于2012年10月26～29日在青島召開，10月26日報到。會議將就我國自上屆學術會議以來分析化學學科的新成就、新進展進行學術交流和討論，會議邀請國內外從事分析化學研究的著名科學家、中青年學者、技術人員和儀器生產廠商參加，熱忱歡迎踴躍投稿并到會交流。
一、征文要求
征文范圍詳見第一輪通知（可訪問會議網站ac.qust.省略/）。投稿論文要求主題明確、數據可靠、邏輯嚴密、文字精煉。文稿必須包括題名、作者姓名和單位、中文摘要和關鍵詞 （3～6個）、中圖分類號、正文、參考文獻、英文題名和作者姓名及單位。請嚴格按照論文模板投稿。模板見會議網站（ac.qust.省略/）。
在首頁頁腳處寫明第一作者簡介（出生年、性別、職稱、學位）以及基金資助情況（標出項目批準號）。請同時提供稿件聯系人的電話、傳真、詳細通訊地址和 Email。論文用Word文件，通過會議網站網上投稿系統提交會議論文。
本次會議將增設青年論壇及儀器專場報告會。
二、會議注冊和回執
1、注冊費標準、要求和匯款方式可登錄本會議網站ac.qust.省略/查詢。中國化學會會員和學生注冊后需提交有效證件以享受注冊費優惠。
2、2012年6月在會議網站上公布賓館住宿標準及預訂事項。請擬參加會議的代表請在線填寫會議回執。
三、其它事項
會議相關事宜請與青島科技大學化學與分子工程學院張書圣教授、丁彩鳳教授聯系?；I備組聯系電話：0532－84022750 （張書圣），053284022946 （丁彩鳳），傳真：0532－84022750。
論文相關事宜請與接桂芬老師聯系，電話： 15166038289
專業學術之路
孫益民教授是恢復高考制度后首屆大學生，就讀于安徽師范大學化學系，畢業后的第一份工作是在母校的化學系物理化學教研室從事《物理化學》等專業課的教學工作，第二年起擔任了化學系的實驗室主任一職。
孫益民教授兢兢業業，教學和科研工作兩手抓，兩方面都作出了突出成績。由于精湛的專業技術和深厚的學術功底，1987年國家教委將他派往到四川外國語學院學習，隨后前往瑞典皇家工學院物理化學系學習，從事計算機在物理化學、物理化學分析、化學工程教學與研究應用的課題研究。在瑞典學習期間，進行了包括紅外、紫外可見光譜、質譜、核磁共振、X射線、化學分析電子能譜等多項內容在內的波譜學及波譜儀器的使用維修理論和技術研究工作，均取得了優異的成績。
回國之后的孫益民教授返回母校工作，擔任化學系物理化學教研室的講師、副教授，從事多門課程的教學事務，同時還承擔了學校的多個科研項目，與此同時，他也沒有停下自己在科研道路上不斷求索進取的腳步。自1994年起他在北京科技大學物理化學系攻讀工學博士學位，研究方向是“稀土金屬鹵化物相圖計算與模式識別評估”，在此期間參與了兩項國家重點自然科學基金研究項目，其中“冶金物理化學若干前沿問題探討”為重大項目，同時還在“無鉛焊料研究”課題項目中擔任了神經網絡計算焊料的表面張力研究工作。
1996年至1998年，孫益民再次出國深造，就讀于加拿大蒙特利爾大學工學院，主要攻讀方向為材料熱力學研究。1998年10月份返回北京科技大學，就讀于冶金學院，1999年6月份以優異成績通過了博士論文答辯，之后回到安徽師范大學，歷任有機化學研究所所長、化學與材料科學學院科研副院長、教授、博導等專業技術職務。
回首孫教授的求學歷程，扎實的學術功底和嚴謹的治學精神為他今時今日取得的成就奠定了堅實的基礎。
用心培育人才
孫益民教授在國內外的權威學術刊物上發表了數十篇各類學術論文，在材料科學、物理化學、稀有金屬有機化合物物理性質研究、超臨界流體提取技術系統研究等多個專業領域均有不凡的建樹，但是談及自己，他對自己的身份定位始終有著“大學教授”這一項，教書育人、為國家培養科技人才既是夢想，也是他從未曾偏離的堅持。
早在上世紀80年代大學畢業初期，那個時代的大學生是時代的驕傲、社會各行業都緊缺的人才，孫教授就已經選擇了留校任教，從事緊張繁重的科研實驗工作的同時還擔任了化學系“物理化學”和“物理化學實驗”等課程的教學工作。
在瑞典皇家工學院學成歸國之后，回到安徽師范大學的孫益民作為科研中堅力量承擔起多個縱向和橫向研究項目，同時他依然沒有放松教學工作，擔任了“化工儀表自動化”、“分析儀器使用及維修”，用英文開設“物理化學”等多門課程的教學工作。
雖然因為繼續求學的原因，孫益民有五年時間分別在北京科技大學和加拿大蒙特利爾大學度過，取得博士學位回到安徽師范大學后的他研究工作更加繁忙、研究任務也更重，但是教學工作始終在他的工作當中占了相當的比重。他堅持在教學的第一線培養青年一代的科技工作者，在化學與材料科學學院先后擔任研究生導師和博士生導師，多年來，已經為祖國培養出了多位在化學與材料科學領域學有所長的青年人才。
研究碩果累累
孫益民教授的研究方向包括了材料熱力學的優化與計算、天然產物提取的物理化學機制研究、金屬有機化合物物理性質計算的應用研究、多組分共存物系濃度同時測定計算應用研究、相圖模式識別構筑、新型結構材料改性研究、微波法制備納米材料、熔鹽化學與技術、中藥現代化研究、農作物脫農殘研究、醫用復合材料研究、生物質殺菌劑研究、超臨界流體提取有效成分群工藝系統研究、活性炭綠色生產工藝、重金屬同時檢測及脫除、農藥殘留快速同時測定、大米脫農殘研究等多個領域的項目，2010年提出室溫（常溫）瀝青概念，為節能減排二氧化碳做出貢獻。
研究項目當中，其中有國家自然科學基金研究項目和安徽省自然科學基金項目以及高校自然科學基金項目，不少已經獲得了發明專利或實用新型專利，其中的醫用復合材料已經開始了有規模的產業化生產。
累累的研究碩果為孫益民教授贏得了榮譽，先后獲得北京市科學技術進步二等獎，中國高校科學技術進步二等獎以及安徽省教育廳優秀教學成果獎等多個科研和教學獎項。
工業技術優化
孫益民教授集三十年從事高等教育經驗，二十多年的科研經歷以及十多年的工業實踐，在數據采掘、神經網絡應用、非線性科學、材料計算設計等領域的探究，以及在化學化工領域、工業技術等方面積累的經驗知識，在21世紀初自主研發了多因素多水平多目標可視化分析m³VA方法?？梢暂^為有效地解決實驗科學和工業技術優化的“多因素多水平多目標問題(m³)”這一世界性難題。2005年起被聯合國經濟及社會理事會聘為諮商專家，諮商領域為材料科學、天然產物科學、物理化學、計算化學。
M3VA方法在多個工業技術領域方面得到了成功應用，確實解決了很多困擾各類企業的技術難題。如常溫瀝青、瀝青混料研究、高分子材料改性研究、中醫骨傷外固定材料、大米脫農殘、超臨界二氧化碳提取植物有效成分群系統研究、化工工藝優化、多元物質混合焓神經網絡模型研究、重金屬同時測定研究等多個工業領域中的問題。孫益民教授多次出訪美國、加拿大，2011年1月又隨安徽省新能源團去德國進行技術學習交流。在國內，孫益民教授一直堅持免費為企業提供工藝優化設計。
目前列入推廣的工業化技術有：I²S-MH (中藥-保健品原料工業信息化系統)；TOMDO(新材料設計與優化技術)；TOSMAS(一步法瀝青混料技術)；I²S-C (化工工藝優化技術)；ACIP(活性炭精深加工產業化)；I²P-1 (高分子材料改性系統技術)。
關鍵詞：電分析化學；藥物分析；實驗教學；課程改革
藥物分析是我國高等院校藥學專業的核心主干課程，旨在培養學生強烈的藥品質量觀念和規范的藥物分析操作技能。藥物分析以分析化學等課程為基礎，利用各種分析方法、技術和儀器對藥品的真偽、雜質和藥物主成分進行定性和定量分析。藥物從化學合成（或提取分離）、制劑生產再到臨床應用均離不開藥品檢驗[1]。學生只有通過對常見藥物分析方法、原理以及藥物檢驗項目的深入理解并接受規范的實驗操作訓練，才能建立嚴格的藥物質量安全意識，適應新形勢下社會對藥物分析人才的需求。目前，國內醫藥院校藥學專業藥物分析實驗教學內容設置大體相似，均采用常規的化學分析法、光譜法和色譜法對藥品進行質量分析和治療藥物監測，且對光譜法和色譜法最為倚重[2]。這些分析技術大多需要配置相應的大型分析儀器，教學成本高，不利于經濟欠發達地區高校的專業建設和可持續發展。
電分析化學是一類微型儀器分析技術，對于藥品檢驗具有獨到的優勢[3]；相比于現代大型光譜和色譜儀器，電化學儀器簡便靈巧、成本低，設備易于批量配置和更新，因此非常適合常規的本科教學[4]。國內高等院校化學、應用化學、化學工程等專業均開設有電分析化學課程，但至今未被納入到藥學專業的課程體系。
因此，在藥學本科專業中開設電分析化學實驗課程將是一項全新的教學體系嘗試，將電分析化學技術融入藥物分析實驗，可為其轉化為常規的藥品檢驗提供一定的實踐基礎，從而豐富藥物分析課程建設內涵。
我們利用指導藥學專業本科生開展“大學生創新創業訓練計劃項目”（以下簡稱“大創”）這一契機，將電分析化學實驗引入開放實驗和本科畢業論文設計等環節，通過構建實驗平臺、編寫實驗講義、設計實驗方案、指導實驗操作以及科研提升訓練等步驟循序漸進地加以落實，取得了一定的教學效果。
一整合實驗資源，構建實驗平臺
實驗平臺是開展實驗教學的基礎，我們從實驗平臺的構建入手。開展此類實驗所需基本硬件包括電化學分析儀（工作站）、電極系統（工作電極、對電極、參比電極）、電極拋光材料、電解池、個人電腦等。三電極體系連接電化學工作站，并通過電化學軟件進行控制。除此，我們整合了分析化學、無機化學、物理化學方面的教師和實驗人員，共同組成教學團隊。
二編寫實驗講義，突出課程特色
前已述及，目前電分析化學并未納入藥學及其相關專業分析化學課程體系，為了彌補知識上的缺陷，我們選用美國亞利桑那州立大學JosephWang教授[5]主編的英文原版專著《Analytical Electrochemistry,Third Edition》和北京大學邵元華教授[6]譯著《電化學方法—原理和應用，第二版》（原著為國際著名電化學家Allen J.Bard和Larry R.Faulkner）作為教材，旨在幫助學生快速熟悉電化學相關理論知識、方法原理、儀器構成以及分析應用。由于實驗的目的是利用電化學技術進行藥品質量分析，因此，對電化學理論知識的介紹不可能面面俱到。為此，我們精選幾個章節內容，編寫成實驗講義，內容包括電分析化學簡介、電化學工作站的基本原理、電極體系及常用電極的特點、電化學反應過程動力學、循環伏安法、微分脈沖伏安法、化學修飾電極、體內藥物分析和治療藥物監測等。
三精細編排實驗內容，培養協同創新能力
由于藥學專業學生并未接受電分析化學理論課程學習和實驗訓練，因此在實驗項目的設計上必須精心編排。特別地，電化學理論知識比較深奧，因此，實驗內容上應著重突出電分析化學技術在藥物分析中應用；力求將電分析化學技術和藥物分析實踐有機融合，不追求大而全，而應該做到由淺入深，循序漸進。為此，我們設計了幾個針對藥物質量分析的實驗項目，基本上涵蓋了常規的伏安分析方法，并適當引入納米電化學和生物電化學等前沿內容，見表1。
四實施全程引導，強化思維訓練，提升實驗技能
（一）集體備課
電分析化學實驗是對藥學專業藥物分析實驗全新的嘗試，項目實施前，對實驗室教輔人員進行適當的培訓和指導，并共同制定教學目標、實驗內容、實施方案、技術細節以及實驗討論等內容，形成統一的教學綱要和實驗講義。由于是針對大學生創新訓練計劃，培養學生創新能力是根本。因此，在教學模式上，我們采取科研實驗的思路開展教學實踐，引導學生進行自主性、開放性和研究性地學習。如表1所示，我們選擇幾個有代表性的臨床常用藥物作為實驗項目，所涉及的電化學測量技術也最為常用，但在分析策略上可以做出創新性的東西。實驗開始前，項目組成員進行集體備課，針對不同藥物的分析特點，共同討論并制定出詳細的計劃，包括實驗講稿、教案和PPT課件，PBL教學[7]中問題的設置、引導和展開，實驗教學手法的探索，試劑、藥品和常規儀器的準備等。
（二）課前互動
學生以2~3人組成實驗小組，接到實驗任務后，整個實驗小組共同準備，借助圖書館和網絡資源，制定實驗計劃，理解實驗原理、確定實驗步驟、標明注意事項等，并形成書面材料（實驗預習報告），在實驗開始一周前交給帶教老師，帶教老師對實驗預習報告進行審閱和評價，指出其中的問題，然后反饋給相應的實驗小組，讓實驗小組對即將開展的實驗項目的方案和步驟作進一步的優化。最后，集中時間，教學組對學生進行統一的開題論證報告，通過學生匯報、教師提問等互動環節，考查學生對即將開展的實驗理解和掌握程度，對學生存在的問題進行講解。
（三）實驗開展
在實驗實施階段，各小組自行操作并處理實驗數據，教師主要引導學生對實驗中遇到的問題進行分析，盡量保持學生實驗的獨立性，強化他們的自己解決問題的能力。特別地，在異煙肼、葡萄糖、地高辛的電化學檢測實驗中，教師在巡回觀察學生操作時隨行設置提問：（1）氧化過電位高的原因是什么？高的過電位給定量分析帶來什么挑戰？（2）為何糖類物質在銅和鎳表面具有較高的電化學活性？金屬納米粒子的形貌對其電催化性能有何影響？（3）構建電化學免疫傳感分析的基本策略是什么？與核酸適配體相比，抗體的優缺點有哪些？以上這些問題可以引導學生深入思考相關實驗的意義，培養學生創新性思維。實驗結束后，要求學生撰寫實驗報告和實驗總結。
五建立評測機制，考察實訓效果
為了有效地評價教學效果，建立發展性評價機制十分必要[8]。我們采用了終結性與過程性評價相結合的原則，評價內容包括實驗計劃、實驗操作、實驗報告以及實驗總結，涵蓋了實驗的全部環節，從中發現學生對該次實驗的掌握情況以及存在的問題，給出詳細的評閱意見，并形成最終的評測報告，該評測報告也為構建更加完善的藥物電分析化學實驗課程提供基本的素材。
六結語
以實驗課程為依托，訓練大學生的創新思維和能力，是培養高素質藥學人才的重要途徑。“藥物電分析化學實驗”給藥學本科生搭建了一個培養創新思維和提高專業技能的平臺?！督逃筷P于做好“本科教學工程”國家級大學生創新創業訓練計劃實施工作的通知》明確要求將大學生創新創業訓練計劃納入人才培養體系中，這也將是今后一段時期高校人才培養戰略的重要舉措[9]。為全面落實國家“大創”實施意見，我們以《藥物分析》課程為載體，將《電分析化學》的方法和技術引入“大創”課題。為突出創新這一要義，就必須要求學生在完成基本的電分析化學實驗之后，適度挖掘學科前沿性研究課題，做到學術性、創新性和實用性的統一?！按髣摗表椖康某踔栽谟趶娀究粕芯啃詫W習、自主性學習以及實踐性學習能力，因此必須得到教師的積極引導，教師將部分科研成果介紹給本科生，激發學生的科研興趣。
經過三年的嘗試，從實驗平臺的構建、實驗項目的設計，到實驗的實施，電分析化學與藥物分析兩門課程實驗教學達到了較好的融合。從基礎入門到科研提升，較好地訓練了學生的科研素質，提高了學生分析問題和解決問題的能力，形成了特色鮮明的“大創”實驗訓練體系。從課程教學角度而言，利用綠色環保、資源節約的實驗技術解決藥品質量控制的教學實際問題，對促進少數民族地區高等藥學本科教育的可持續發展具有重要意義。
參考文獻
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