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篇1

關(guān)鍵詞：鹿蹄草；生物學；化學成分；生物活性

Abstract：Pyrola calliantha H.Andres is China's traditional Chinese medicinal materials， which commonly used in all kinds of rheumatism bone disease syndrome.In recent years， many studies were carried out and new discovery was made in chemical composition and biological activity by scholars at home and abroad. Now we reviewed about its original plant morphology， ecological distribution， medicinal part morphological and biological characteristics such as the structure， the main medicinal components of phenol， quinone， glucoside， amino acids and their biological activities. Provide a reference for future research and development and utilization.

Keywords：Pyrola calliantha H.；biologiy；chemical constituents；biological activities

中藥鹿蹄草為鹿蹄草科（Pyrolaceae）鹿蹄草屬（Pyrola L.） 合瓣花亞綱杜鵑花目[1]的鹿蹄草（Pyrola calliantha H.Andres）或普通鹿蹄草（Pyrola decorate H.Andres）的干燥全草[2]。鹿蹄草的藥用記載最早見于《滇南本草》，其別名鹿安茶、紫背金牛草、冬綠和鹿壽草等[3]，俗名鹿銜草、鹿含草、破血丹等[4]?！吨袊幍洹罚?010年版一部）記載其味甘、苦，性溫，歸肝、腎經(jīng)，具有祛風濕、強筋骨、止血、止咳的作用，用于風濕關(guān)節(jié)痛，腎虛腰痛，腰膝無力，虛勞咳嗽。宋立人等 [5] 報道鹿蹄草還可用于崩漏，白帶，外傷出血，癰腫瘡毒，蛇咬傷等。目前，對中國產(chǎn)的鹿蹄草屬植物研究甚少。為此，本文就其生物學特性、主要藥用成分及生物活性的研究報道予以綜述為中藥鹿蹄草的進一步研究和開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 生物學特性

1.1原植物形態(tài)特征：《中國藥典》（2010年版一部）記載鹿蹄草為多年生常綠草本，根莖細長，莖圓柱形或具縱棱，長10-30cm。根狀莖長而橫生。葉基生，長卵圓形或近圓形，長2-8cm，暗綠色或紫褐色，全緣或有小鋸齒，邊緣略反卷，上表面有時沿脈具白色斑紋，下表面有時具白粉?？偁罨ㄐ颍谢?-10余多；花半下垂，萼片5，舌形或卵狀長圓形；花瓣5，早落，雄蕊10，花藥基部有小角，頂孔開裂；花柱外露，有環(huán)狀突起的柱頭盤。蒴果扁球形，直徑7-10mm，5縱裂，裂瓣邊緣有蛛絲狀毛。

1.2 原植物的分類：鹿蹄草屬（Pyrola L.）植物全世界約有30余種，我國為有27種3變種。該屬植物鹿蹄草和普通鹿蹄草是歷版《中華人民共和國藥典》收載的中藥鹿銜草項下的兩種原植物，均為中國特有種[6]。各地使用的鹿蹄草的種類很多，有圓葉鹿蹄草、長葉鹿蹄草、腎葉鹿蹄草等。此外，根據(jù)地域的不同，鹿蹄草還分為四川鹿蹄草、云南鹿蹄草等[1]。

1.3 分布和生長環(huán)境：鹿蹄草科科鹿蹄草屬植物原產(chǎn)我國，廣泛分布于華東、華南和西南等20多個省市區(qū)。生于海拔700-4100米山地針葉林、針闊葉混交林或闊葉林下。此外還分布在北半球的溫帶和寒溫帶地區(qū)，如亞洲的中國、朝鮮、韓國、日本、蒙古等， 北美的美國、加拿大，歐洲的俄羅斯、波蘭、挪威、瑞典、芬蘭等[2]。

1.4 藥材顯微結(jié)構(gòu)特征：本品葉橫切面，上、下表皮細胞類方形，外被角質(zhì)層。下表皮可見氣孔，內(nèi)方具厚角細胞5-7列。下表皮內(nèi)方有厚角細胞1-3列。柵欄細胞不明顯，海綿細胞類圓形。主脈維管束外韌型，木質(zhì)部呈新月形，韌皮部窄。薄壁細胞含棕紅色或棕黃色物[2]。莖橫切面類圓形，具1-3梭，導管多為孔紋，直徑粗者可見有網(wǎng)狀孔紋，纖維梭形，紋孔明顯[2]。

2 化學成分研究

鹿蹄草有多種種群系統(tǒng)，已形成不同的生態(tài)地理群[8]。不同的生態(tài)地理群之間其化學成分和含量都存在一定的區(qū)別。文獻報道從中分離得到的化合物主要有黃酮類、酚苷類和醌類等化合物[9-11]。

2.1 酚、醌類：

鹿蹄草素為氫醌類化合物，的化學名為2 - 甲基 - 1，4 - 苯二酚（ 2- Methyl- 1，4- Benzenediol） ， 又名鄰甲基對苯二酚、甲基氫醌， 別名為六茜素。鹿蹄草素的化學式為C7H8O2，分子量為 124[12]。梅笠草素[8]，化學名為3，7-二甲基-1， 4-萘醌，英文名Chimaphilin？。它為鹿蹄草植物所特有的次生代謝物。此外，鹿蹄草中還含有2種萘醌和萘酮衍生物 [12]。

2.2 苷類：王西發(fā)[13]對鹿蹄草亞種化學成分進行研究，認為鹿蹄草的化學成分含有高熊果苷和熊果苷。

2.3 氨基酸：羅定強等[6]報道測定紫背鹿蹄草中有16種氨基酸，羅文謙等報道其中有7種人體必需的氨基酸，還含有兩種人體半必需氨基酸：組氨酸（His）和精氨酸（Arg） [14-15]。

2.4 微量元素：劉存海等[16]報道鹿蹄草中含有14種人體所必需的化學元素，主要包括Mg、 Fe、K、Ca、P、Zn、Sr、Na、Li、Cu、Mn、 Ni、Co、Se。

2.5 其他：除了以上介紹的活性成分以外，還含有沒食子酸、烏蘇酸、齊墩果酸、原兒茶酸等有機酸、兒茶素、槲皮素、苦杏仁酶、蔗糖、揮發(fā)油、苦味物質(zhì)及鞣質(zhì)[18]和兒茶素[19]等多種成分。

3 生物活性

3.1 抗菌、消炎作用：通過動物體外藥效學實驗，表明鹿蹄草素是一種光譜抗菌藥，其水煎液有較好的抗菌、消炎作用。田玉先 [20]報道鹿蹄草水對金黃色葡萄球菌、傷寒桿菌、志賀氏菌、福式痢疾桿菌等正固紫色染色陽性及陰性菌都有較強的抑制與抗菌效果。

3.2 對心、腦血管的作用：王樹梓[21]報道鹿蹄草注射液具有明顯擴張兔腦血管等動脈管的作用。此外，馬樹德[22]用電磁流量計直接測定，結(jié)果顯示，鹿蹄草注射液能顯著擴張腦血管，增加腦血流量，降低腦血管阻力。

鹿蹄草浸劑能擴張家兔、蛙的離體器官的動脈血管，同時可以增強心肌收縮力，降低心肌耗氧量等作用[20]。鹿蹄草提取液可增加小鼠或麻醉犬、兔等動物冠脈血流量、心肌營養(yǎng)血流量及肝、腎、腦、脾等組織和四肢的血流量，降低腦血管阻力[22-23]。

3.3 增強免疫力：鹿蹄草5%提取液有提高機體內(nèi)活性E -玫瑰花結(jié)形成作用，對淋巴細胞轉(zhuǎn)化率有明顯促進作用。 [13、24]。

3.4 鎮(zhèn)咳作用：鹿蹄草中的熊果甙還可選擇性的抑制小鼠咳嗽中樞，而發(fā)揮較強的鎮(zhèn)咳效果[18]。

3.5 其它作用：除上述的生物學活性外，鹿蹄草的提取液還可抑制小白鼠的自主活動，并對抗中樞神經(jīng)興奮劑，具有較好的安眠效果 [18]。用鹿蹄草制備的注射劑還具有一定的護腎作用。

4 結(jié)語

以上研究報道表明，中藥鹿蹄草的藥用成分復雜，生物活性多樣，具有很好的藥用價值，同時在食品業(yè)還可作為添加劑，在工業(yè)領(lǐng)域也發(fā)現(xiàn)了一些新用途[8]。隨著對鹿蹄草素應用面的不斷擴大，相關(guān)功能性產(chǎn)品也在不斷增加，。為此，今后有必要開展鹿蹄草的結(jié)構(gòu)、生長發(fā)育、生態(tài)環(huán)境與藥用成分積累的關(guān)系研究，闡明機理，保證藥材質(zhì)量。目前，該藥材大多為野生，對其生物學特性尚缺乏系統(tǒng)研究，所以為保證藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量應開展人工栽培試驗，為今后深入研究，擴大其臨床用途和其他行業(yè)的應用提供重要的資源。

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篇2

 

關(guān)鍵詞生物正交化學，代謝工程，生物標記，活體示蹤，藥物傳遞

 

生物正交化學（bioorthogonal chemistry）反應是指在不干擾機體正常生物過程的情況下，可以在生物體內(nèi)進行的化學反應.這種化學反應即使在復雜的生理條件下也具有優(yōu)良的選擇性，反應過程簡單快速并且不會受體內(nèi)其他成分的影響，不會產(chǎn)生毒副產(chǎn)物，在生物醫(yī)學的研究中有著廣泛的應用前景［1-2］.該反應通過生物、化學反應將目的報告基團修飾到靶標物上，隨后與攜帶配對基團的標記物發(fā)生化學連接反應，從而實現(xiàn)標記物對靶標物的穩(wěn)定偶聯(lián)［3-4］.目前廣泛使用的生物正交反應包括：金屬催化或光催化的生物正交反應以及無需催化的生物正交反應.銅催化的疊氮和末端炔基之間的環(huán)加成反應（copper catalyzed azide-alkyne cycloaddition，CuAAC）是生命科學研究中常用的生物正交反應，但是銅離子對生物體具有毒性，不適宜廣泛應用.在此基礎(chǔ)上，Bertozzi等［5］于2004年開發(fā)了一種新型的無銅生物正交化學反應（strain-promoted azide-alkyne cycloaddition，SPAAC），該反應避免了銅作為催化劑所產(chǎn)生的細胞毒性，成功地將生物正交反應應用于活細胞（圖1）.常用的生物正交化學基團主要包括疊氮（N3）基團、二苯并環(huán)辛基（dibenzocyclooctyne，DBCO）、雙環(huán)［6.1.0］壬炔（bicyclo［6.1.0］nonyne，BCN）和雙苯并八元環(huán)炔（dibenzocyclooctyne，DIBO）等.其中，N3基團與炔基（DBCO，BCN）之間具有高度的反應活性.N3基團尺寸小，引入到活體系統(tǒng)中僅產(chǎn)生微小的結(jié)構(gòu)擾動，不影響生物分子的功能，并且天然的生物體內(nèi)不存在N3分子，因而不會與體內(nèi)的生物分子反應，是一種理想的生物正交功能基團［6-7］.

為了在體內(nèi)實現(xiàn)高效、特異的生物正交標記，首先需要將理想的正交反應基團（如疊氮基團）選擇性地引入到細胞或生物體的目標生物分子上，隨后利用配對基團修飾的標記物對目標生物分子進行選擇性連接.因此，如何安全、無損地將生物正交基團引入生物靶標物中仍然是一個亟待解決的問題.近年來，代謝工程（metabolic engineering）作為一種無損、高效的活體修飾技術(shù)，可利用生物體固有的代謝合成途徑將功能基團引入到活體系統(tǒng)中［8-11］.這是由于生物體在代謝過程中需要利用氨基酸、糖類或脂類等生物成分，通過將功能基團修飾到糖類或脂類等生物分子中，便可通過固有的生物合成途徑在體外或體內(nèi)直接將功能基團修飾到活細胞或活體生物中.基于代謝工程與生物正交化學的標記技術(shù)，通過在活細胞或整個生物體中引入特定的生物正交化學基團，隨后與配對基團修飾的探針或納米藥物通過生物正交化學反應連接，可以實現(xiàn)對目標分子或生物體的特定標記、細胞或病原微生物的成像示蹤、藥物的靶向遞送等（圖2）［6］.該技術(shù)通過細胞內(nèi)源性代謝過程而快速形成穩(wěn)定的共價連接，而且不受外源化學反應干擾，因此具有無損、高效、穩(wěn)定、特異的優(yōu)點，并成為研究者關(guān)注的焦點.本文主要從以下幾個方面闡述生物正交化學在活體系統(tǒng)中應用的最新研究進展.

1生物正交化學在活體標記與示蹤中的應用

 

為了了解細胞或病原微生物等活體系統(tǒng)的生物學機制，對目標生物分子在體內(nèi)進行特定的標記和追蹤是重要的研究手段.目前常用較為成熟的生物標記技術(shù)，包括熒光蛋白基因編碼和熒光染料抗體偶聯(lián).綠色熒光蛋白（green fluorescent protein，GFP）基因編碼標記常用于蛋白質(zhì)的功能研究，分析活細胞和整個機體中的蛋白質(zhì)表達和定位，但是此類較大的基因編碼標記物會對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擾動，從而影響相關(guān)蛋白質(zhì)的表達或功能，而且這種基因標記方法不適用于細胞中的聚糖、脂類、核酸等生物分子［1，7，12］.另外，雖然熒光染料抗體偶聯(lián)物也已廣泛應用于跟蹤活細胞和整個機體的生物分子，適用于多種生物分子的成像，但是這些偶聯(lián)試劑的大尺寸和物理性質(zhì)阻礙了它們在活體系統(tǒng)中結(jié)合抗原，從而限制了其在生物體內(nèi)的應用［1，6］.因此，尋找一個能在活體內(nèi)廣泛適用且對生物體幾乎沒有影響的標記技術(shù)，對于活體生物的功能研究具有極其重要意義.近年來，科學家們發(fā)展了基于代謝工程的生物正交化學修飾策略，該策略利用生物自身的生物合成和代謝機制，將獨特的功能基團（生物正交化學功能基團）整合到目標生物分子中，從而實現(xiàn)在復雜的生物體內(nèi)對目標分子的標記和研究.

 

1.1細胞的生物正交代謝標記

 

在活細胞中，蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)都可以被生物正交基團修飾［7，13］.通過化學合成的方法將生物正交基團連接到代謝類似物上，利用生物的代謝合成過程將生物正交基團引入細胞，隨后用配對基團修飾的反應探針連接，可以實現(xiàn)對目標生物分子的標記或成像，進而分析細胞或目標生物分子的定位和重要功能.

 

科學家研究證實了代謝標記的生物正交基團能有效標記細胞，Bertozzi的團隊［14］利用糖代謝工程與生物正交反應，分析了活斑馬魚的胚胎發(fā)育過程中多種糖類結(jié)構(gòu).該團隊在斑馬魚胚胎發(fā)育過程中，在不同的細胞發(fā)展階段加入環(huán)辛炔功能化的唾液酸，使其作為一種糖類衍生物可以被細胞利用并將功能基團引入細胞表面的糖蛋白上，隨后與配對基團修飾的熒光探針通過生物正交反應連接，可視化地研究斑馬魚胚胎發(fā)展過程中糖類表達的動力學和定位.Rong等［15］使用N修飾的糖類似物在體內(nèi)代謝標記大鼠的心臟聚糖，N3可與DBCO修飾的熒光探針反應，在活體心臟中可視化監(jiān)控心肌細胞表面糖蛋白.此外，將心臟分離裂解后，與炔烴修飾的生物素反應，用鏈霉親和素珠富集后，進行了蛋白質(zhì)組學的鑒定.這一研究在大鼠中實現(xiàn)了心臟聚糖的體內(nèi)代謝標記和成像，有利于探索心臟糖基在病理生理過程中的生物合成和功能應用.Lee等［16］開發(fā)了一種簡單可控的干細胞成像方法，首先利用疊氮化的代謝前體Ac4ManNAz，通過糖代謝在干細胞表面引入N3基團作為外源性化學受體，隨后制備攜帶BCN基團的納米顆粒BCN-CNPs，將Cy5.5熒光染料、氧化鐵納米粒子和金納米粒子分別偶聯(lián)或包封在BCN-CNPs上，用于光學、磁共振和計算機斷層掃描成像.這些可成像的納米粒子通過生物正交反應結(jié)合在干細胞表面上的化學受體，實現(xiàn)對干細胞的體內(nèi)追蹤.

 

1.2病原微生物的生物正交標記與示蹤

 

細菌和病毒等病原微生物嚴重威脅著人類的生命健康，探索病原微生物在活體內(nèi)的侵襲行為和相關(guān)機制顯得尤為重要.利用代謝工程和生物正交反應，可以實現(xiàn)對病原微生物的活體示蹤，有利于研究其致病機制.細菌多糖具有獨特的結(jié)構(gòu)，多與發(fā)病機制有關(guān)，是廣泛研究的靶點.通過代謝工程和生物正交化學對細菌多糖進行標記，能夠可視化地研究細菌的體內(nèi)侵襲行為［17］.Swarts等［18］設計了一系列含有N3基團的海藻糖類似物，分枝桿菌通過代謝合成途徑利用人工合成的海藻糖合成自身的細胞壁糖脂，從而在細菌表面引入N3基團.隨后與炔基功能化的熒光探針通過生物正交反應連接，用于后續(xù)糖脂分布、轉(zhuǎn)運和動力學成像以及代謝產(chǎn)物的分析和發(fā)現(xiàn).Geva-Zatorsky等［19］利用糖代謝工程和生物正交化學對腸道的各種共生厭氧菌進行標記，可視化地研究了厭氧微生物在小鼠體內(nèi)的分布和定位，以及微生物與宿主的相互作用.

 

病毒感染導致的疾病是對人類健康的一大威脅，了解病毒入侵的機制有助于我們更好地預防和治療病毒感染導致的疾?。?0-21］.通常使用基因工程技術(shù)使病毒表達熒光受體或者使用熒光試劑化學偶聯(lián)病毒，以實現(xiàn)對病毒的成像和跟蹤［20，22］.然而，這些標記技術(shù)容易影響病毒的侵襲能力，無法準確再現(xiàn)病毒在機體內(nèi)的感染過程，不利于病毒入侵機制的研究.由于病毒的蛋白質(zhì)和核酸等分子均可被標記，將代謝工程與生物正交化學結(jié)合，可實現(xiàn)對病毒的無損代謝修飾，最終實現(xiàn)對病毒的實時跟蹤或標記［23-24］.

 

病毒外部結(jié)構(gòu)的組成部分，如病毒衣殼、囊膜等，是由糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)構(gòu)成的，這些成分主要來源于宿主細胞.通過細胞的代謝過程，可在病毒進行復制與組裝時將攜帶功能基團的代謝衍生物嵌入到病毒的衣殼、囊膜等結(jié)構(gòu)中.Pan等［25］提出的利用生物正交和脂類代謝標記技術(shù)追蹤病毒的策略，減少了化學標記對病毒的干擾，有效研究了病毒的體內(nèi)感染過程.通過將疊氮化物修飾的脂類代謝標記到H5N1p病毒包膜上，利用DBCO修飾的近紅外熒光探針通過生物正交反應偶聯(lián)小鼠肺部的病毒，實現(xiàn)了體內(nèi)的病毒成像和追蹤.

 

2生物正交化學在靶向傳遞中的應用

 

通過代謝工程，生物正交化學基團可以被修飾到細胞或病原微生物的表面，以此構(gòu)建人工靶點.將其應用于藥物的靶向傳遞時，能顯著提高藥物的生物利用率，從而降低藥物的毒副作用.在納米材料的發(fā)展過程中，生物配體例如抗體、多肽、適配體等通常被連接到納米材料表面用于增加與特定細胞系的結(jié)合，從而實現(xiàn)藥物的靶向遞送［26-28］.然而，這種傳統(tǒng)的靶向修飾策略會增加納米顆粒制備的復雜性，給生物應用帶來潛在的風險［29-30］.近年來，基于代謝工程的生物正交化學標記作為一種有效的靶向修飾策略，被廣泛應用于藥物的靶向設計.

 

2.1抗腫瘤藥物的靶向遞送

 

傳統(tǒng)的靶向配體修飾策略已經(jīng)被證明具有較好的腫瘤靶向效果，例如抗體偶聯(lián)藥物.然而，基于抗體的藥物傳遞系統(tǒng)存在一定的局限性，包括腫瘤的異質(zhì)性以及由于長期化療或長期藥物暴露導致的癌細胞中抗原的下調(diào)，嚴重影響了抗腫瘤藥物的靶向應用［8，13］.代謝工程可以在包括腫瘤細胞在內(nèi)的各種細胞表面，人工引入生物正交功能基團（如N3基團）作為化學受體，并且不受限于細胞的表型，這些人工化學受體可大量表達，用于生物正交標記、靶向識別和藥物遞送［8，31-32］.

 

目前，生物正交化學反應已被應用于成像劑和抗腫瘤藥物的組織靶向遞送，具有很好的體內(nèi)示蹤和腫瘤靶向效果［33-34］.在癌癥治療中，體內(nèi)可視化的成像劑遞送以及針對腫瘤組織的特異性藥物的遞送是非常有必要的.可視化有利于體內(nèi)的腫瘤診斷，而高效特異的藥物傳遞可以提高藥物的治療效果，減少不良反應.基于糖代謝的生物正交化學使得生物體內(nèi)靶向的藥物傳遞以及腫瘤的診斷治療獲得進一步的改善.Lee等［31］通過兩步體內(nèi)腫瘤靶向策略實現(xiàn)了對腫瘤的高效特異性靶向.第一步通過小鼠尾靜脈注射包載了疊氮化糖Ac4ManNAz的納米顆粒，通過高滲透長滯留效應（enhanced permeability and retention effect，EPR）使其在腫瘤部位累積，并且通過細胞固有的生物代謝作用在腫瘤細胞引入N3基團.第二步尾靜脈注射包載了Ce6的BCN修飾的納米顆粒，通過體內(nèi)生物正交反應使含藥納米顆粒靶向富集在腫瘤部位，顯著提高了對腫瘤的治療效果.Du等［35］首先給小鼠尾靜脈注射裝載了疊氮化糖衍生物的納米膠束（Ac4ManNAz-LP），使其依靠EPR效應累積在腫瘤部位并對腫瘤代謝修飾N3基團，隨后將制備的DBCO修飾的光敏劑納米顆粒（DBCO-ZnPc-LP）注射到小鼠體內(nèi)，結(jié)果證明DBCO-ZnPc-LP通過生物正交反應能很好的累積在腫瘤部位，產(chǎn)生高效的光熱/光聲協(xié)同抗腫瘤效果.此外，我們課題組構(gòu)建了一種雙靶向的仿生納米顆粒［36］，將N基團引入到T細胞表面作為人工靶點，提取細胞膜包裹于納米顆粒表面，利用T細胞膜的免疫識別功能以及N3基團與BCN基團之間的生物正交反應，實現(xiàn)了對腫瘤的高效靶向和光熱治療（圖3）.

 

2.2免疫治療中的靶向應用

 

免疫治療是腫瘤治療的有效方法之一，生物正交化學反應可用于免疫刺激物的傳遞，增強免疫治療抗腫瘤的效果.Zhang等［37］通過在磁性納米簇的表面包裹被N3工程化的白細胞膜，然后通過生物正交反應在細胞膜表面修飾T細胞刺激物，設計了一種人工抗原呈遞細胞（aAPCs）.制備的aAPCs可以刺激抗原特異性細胞毒性T細胞（CTL）的擴增，并且通過磁共振成像和磁控技術(shù)，可以直觀有效地引導CTL進入腫瘤組織，增強T細胞的抗腫瘤治療效果.Mongis等［38］將不同的免疫刺激物與DBCO基團進行偶聯(lián)，用疊氮化的糖預處理腫瘤細胞使其表達N3基團，隨后通過生物正交化學反應將免疫刺激物連接到腫瘤細胞表面，成功引入的免疫刺激物可以激活小鼠的抗腫瘤免疫作用，顯著抑制腫瘤的生長.

此外，生物正交化學在免疫治療中也發(fā)揮著很大的作用，具有很好的應用前景.我們課題組基于生物正交糖代謝構(gòu)建了一類新型的非天然單糖類似物（Ac4ManN-BCN），并將其應用于T細胞的免疫治療研究.該單糖類似物高效地將化學報告基團BCN標記于腫瘤細胞表面，形成一種腫瘤表面的人工靶點，構(gòu)建一種人工T細胞-腫瘤靶向策略.疊氮修飾后的T細胞（N3-T細胞）利用生物正交反應快速地靶向BCN標記的腫瘤細胞（BCN-tumor細胞），并促進T細胞的快速激活及其對腫瘤的識別殺傷作用［39］.同時，我們利用前期細胞糖代謝工程將化學報告基團（-N3）嵌入T細胞膜中，構(gòu)建人源T細胞人工受體，病毒經(jīng)納米材料（PEI-DBCO）包裹后，病毒粒子表面的DBCO基團與T細胞人工受體（-N3）發(fā)生高效、特異的生物正交反應，促進病毒與T細胞的相互作用與基因轉(zhuǎn)導，從而構(gòu)建出安全、高效的CAR-T細胞，實現(xiàn)對腫瘤的免疫治療［40］（圖4）.

 

2.3抗菌藥物的靶向遞送

篇3

生物化學課程是生命科學領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)學科和前沿學科，是生物工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。教學中主要闡明生物大分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與功能，物質(zhì)代謝和能量代謝的基本規(guī)律及其與輕工發(fā)酵生產(chǎn)的關(guān)系，以及與生命活動有重要關(guān)系的酶類、維生素的結(jié)構(gòu)和功能，讓學生明確生命所需能源及物質(zhì)的來源和利用情況，以及生物體內(nèi)物質(zhì)、能量代謝的調(diào)節(jié)規(guī)律。我結(jié)合已有的教學經(jīng)驗，略談幾點在高職生物化學教學中滲透綠色理念的對策，意在起到一定的參考意義。

二、高職院校實施綠色生物化學教學的對策

1、使用多媒體教學

生物化學知識覆蓋面廣，內(nèi)容繁多，用傳統(tǒng)的板書教學方法很難在有限的學時內(nèi)完成全部課程的講授。我們不僅要教會學生書本上的基本知識，還要讓他們對生物化學取得的一些重大進展有所了解，從而使他們拓寬視野，開闊思路。因此，為了有效增加課堂容量，節(jié)約教師寫板書的時間，多媒體課件的開發(fā)與應用非常必要。比如在生物化學的天然態(tài)生物化學部分，涉及到許多生物大分子的結(jié)構(gòu)，我們在黑板上可以容易的寫出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，但是蛋白質(zhì)的二級、三級以及四級結(jié)構(gòu)，只有通過多媒體才能很好的展示在學生面前，增加他們的感情認識，從而更好地理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，使學生對蛋白質(zhì)形成更深刻的認識。在生物化學的動態(tài)生物化學部分，有關(guān)生物大分子在體內(nèi)的代謝變化，尤其是核酸以及蛋白質(zhì)的生物合成過程，用文字及圖片很難講清楚這樣一個動態(tài)的過程，而通過多媒體動畫就很容易做到。此外，教師還可以利用多媒體引入有關(guān)生物化學進展的一些文章、產(chǎn)品、相關(guān)的企業(yè)及人物等，為學生介紹生物化學綠色產(chǎn)品，比如微生物農(nóng)藥。丙烯酰胺，等，以此引導學生多認識生化綠色環(huán)保產(chǎn)品，樹立綠色生化意識。

2、尊重學生的課堂主體性

在生物化學課程教學過程中雖然以教師講授為主，但同時也強調(diào)學生更多的參與其中，使學生深刻意識到綠色化學生物的存在。學生參與課堂可以采取多種形式。比如每個教學單元的課前復習，教師可采取提問的方式，這樣可以督促學生課后復習課堂上講授的重點內(nèi)容。課后思考題的完成，可以使學生在更廣泛的范圍內(nèi)學習生物化學知識，從而開拓他們的視野。課堂上，也可以對涉及到的學生以前學過的知識、日常生活中接觸到的生物化學常識等與學生展開討論。針對某一熱點問題，開設專門的討論課。比如人類基因組計劃，討論其研究歷史、研究成果、我國在其中的貢獻、未來的發(fā)展方向等；討論轉(zhuǎn)基因食品的安全性，克隆人類胚胎的利與弊，當年諾貝爾與生物化學有關(guān)的獲獎者的主要貢獻等，這些話題都可以潛移默化地培養(yǎng)學生的綠色生化理念。同時，針對某一方面內(nèi)容，引導學生寫出研究進展的綜述，擇優(yōu)在討論課上進行演講。比如蛋白質(zhì)這一章，可以讓學生對其感興趣的某一蛋白質(zhì)寫出研究進展的綜述。學生通過大量資料的查閱，可以接觸到更廣泛的生物化學知識，拓寬視野，提高興趣，通過課堂演講可以活躍思維、鍛煉表達能力等。

3、重視實驗教學

生物化學是一門實驗性學科，書本上的理論知識都來自于科學實驗。因此，通過實驗可以讓學生更好的理解理論知識，也更能讓學生的綠色生化意識付諸于實踐。在實驗學時有限的情況下，我們可以安排生物大分子的提取、純化及含量測定等主要內(nèi)容，基本涵蓋離心、層析、電泳、比色等主要生物化學實驗技術(shù)，以此鍛煉學生的動手能力。此外，為了培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維，教師還可設計綜合性實驗，提高學生對多種實驗技術(shù)的綜合運用能力。比如從螺旋藻中分離純化藻膽蛋白，首先利用凍融法破碎細胞，然后用硫酸銨分級沉淀，通過多種層析技術(shù)(包括分子篩層析、離子交換層析和羥基磷灰石柱層析)，獲得高純度藻膽蛋白，用分光光度法測定其含量，變性電泳測定其亞基分子量等等。根據(jù)綠色生化的要求，教師要督促學生回收可以再次利用的試劑和實驗材料，比如實驗中用到的氯仿、乙醇等有機試劑，學生不能隨意倒在下水道中，可以在結(jié)束實驗課后集中到統(tǒng)一的收集瓶中，以供下次再次利用，這樣的行為養(yǎng)成可以使學生鞏固綠色生化思維方式。

三、結(jié)束語

21世紀是一個低碳時代，教師在生物化學教學中應該滲透綠色理念，要幫助學生理清概念、理順脈絡、闡述規(guī)律，領(lǐng)會現(xiàn)代生物技術(shù)實驗原理，獲得既有一定深度和廣度，又有一定歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展前景的“立體知識”。

作者:丁堅 單位:蘇州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學院

參考文獻:

[1]劉艷，顧戎西．綠色化學特征及其最新發(fā)展趨勢［J］．新疆師范大學學報（自然科學版），2014（1）

[2]王銀林，雷雪．選擇綠色化學是可持續(xù)發(fā)展的必由之路［J］．黃岡職業(yè)技術(shù)學院學報，2014（5）

[3]李守玲．淺議高等學校實驗室中的環(huán)境污染［J］．中國環(huán)境管理，2001（4）

篇4

【關(guān)鍵詞】地方高校 生物化學 化學應用 教學改革

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）18-0062-01

生物化學是從分子水平闡述生命體的化學組成、物質(zhì)代謝和能量代謝規(guī)律的學科，它既是現(xiàn)代生物科學及相關(guān)學科的基礎(chǔ)，又是其發(fā)展的前沿。該課程已成為各高等學校生物類、農(nóng)學類、食品類、藥學類等專業(yè)開設的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，教育部理科化學教學指導委員會在最新制訂的《理科化學專業(yè)和應用化學專業(yè)化學教學基本內(nèi)容》中列入了生物化學。本文針對生物化學課程的特點以及地方高?；瘜W、應用化學專業(yè)學生存在的實際情況，對兩個專業(yè)生物化學課程改革的必要性、教學內(nèi)容和教學方法改革等進行思考和嘗試，取得了較好的效果。

一 教學改革的必要性

經(jīng)過幾年的教學實踐發(fā)現(xiàn)，生物化學課程的內(nèi)容涉及學科門類較多、理論性較強、概念抽象，其中的代謝反應復雜，即使是生物專業(yè)的學生也感到理解難、記憶難、掌握難，更何況是基礎(chǔ)生物學知識相對缺乏的化學和應用化學專業(yè)的學生，尤其是地方院校的學生，知識的起點普遍偏低，容易導致與兩個專業(yè)的實際相脫節(jié)。學生的學習興趣也不高，甚至產(chǎn)生畏懼和排斥情緒等。因此，如何在有限的授課時間內(nèi)激活學生的學習思維，變被動學習為主動學習，使學生盡可能地掌握有足夠深度和廣度的生物化學知識，真正對其專業(yè)學習有幫助是生物化學課程教學過程中要解決的問題。

二 教學改革的內(nèi)容與方式

1.修訂教學大綱

教學大綱是根據(jù)學科內(nèi)容及其體系和教學計劃的要求編寫的教學指導文件，是以綱要的形式規(guī)定了課程的教學目的、任務、知識、技能的范圍、深度和體系結(jié)構(gòu)，教學進度和教學基本要求。作為一所普通的地方性高等院校，學校的辦學指導思想圍繞的是結(jié)合地方特色，培養(yǎng)為地方經(jīng)濟社會發(fā)展所需要的應用型人才，化學與應用化學專業(yè)的培養(yǎng)目標和就業(yè)目標也不相同。因此，作為指導性文件的教學大綱應根據(jù)不同專業(yè)人才培養(yǎng)目標的不同擬定不同的教學大綱。具體體現(xiàn)在教學內(nèi)容、課時分配以及教學進度、教學深度、教學重點和難點等方面。

2.教學內(nèi)容的改革

構(gòu)建適合化學和應用化學專業(yè)特點的生物化學課程教學內(nèi)容，應盡量避免已學知識的重復。兩個專業(yè)的學生由于基礎(chǔ)生物學知識相對缺乏，在學習中易出現(xiàn)“知其然，不知其所以然”的現(xiàn)象。因此，在教學中適當增加基礎(chǔ)生物學知識可為學生提供學習生物化學的基本背景性材料，從而有利于提高學生的學習積極性?；瘜W專業(yè)教學重點在生物大分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能，物質(zhì)代謝及其調(diào)控和現(xiàn)代化學技術(shù)在生物化學中的應用。對應用化學專業(yè)還需要講授生物化學知識在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的實際應用。構(gòu)建一個既有聯(lián)系又體現(xiàn)化學和應用化學專業(yè)特色，以適應不同專業(yè)學生的生物化學教學知識體系。

3.教學模式和方法的改革

教學過程中的教學模式和方法與人才培養(yǎng)質(zhì)量相關(guān)聯(lián)。目前，不少學校的生物化學教學工作者根據(jù)自己學校的實際情況對該課程的教學改革做了大量的研究工作，并獲得了一些經(jīng)驗。結(jié)合地方高?；瘜W和應用化學專業(yè)的實際和特點，認真研究教學方法，以不同的教學方式激發(fā)學生的學習興趣和廣泛參與的積極性。

第一，注意理論結(jié)合實際，用生物化學的知識來解釋和指導學生的日常生活，將教學內(nèi)容與生活息息相關(guān)的事物聯(lián)系起來，讓學生把學到的生物化學知識應用到實際中去。針對化學和應用化學教學內(nèi)容和教學重點的不同選擇不同的生活案例來促進學生對知識的學習和理解。這樣，不僅能調(diào)動學生學習的積極性和主動性，加深了學生對枯燥、抽象的基本概念和代謝途徑的理解，同時開拓了學生的思維并強化了記憶。

第二，采用啟發(fā)式、對比式教學方法，努力培養(yǎng)學生自主學習的意識和能力，以保證教學質(zhì)量和教學效果。教學過程中穿插講解與化學和應用化學專業(yè)相關(guān)的生物化學的最新研究進展，啟發(fā)學生自主思考來理解教學內(nèi)容，并用形象直觀的比喻幫助學生對抽象概念和機理的理解。此外，由于生物化學知識的邏輯推理性強，需要引導學生對已學過的知識進行歸納、對比和總結(jié)。

第三，合理利用多媒體技術(shù)。隨著計算機、網(wǎng)絡等現(xiàn)代教育技術(shù)的迅速發(fā)展和運用，多媒體已成為各高校普遍應用的一種教學輔助手段。將枯燥的化學反應方程式、抽象的體內(nèi)代謝變化規(guī)律以圖文并茂的形式直觀生動地展現(xiàn)出來，讓抽象難懂的理論知識變得更具體、更清晰。

篇5

【關(guān)鍵詞】高職院校 護理專業(yè) 生物化學 教學方法

高職院校護理專業(yè)的培養(yǎng)目標是適應社會主義市場經(jīng)濟需要，培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的，具有現(xiàn)代護理知識和技能的高等技術(shù)應用型護理專門人才[1]。在護理人才培養(yǎng)的課程中，生物化學是必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，為學生提供營養(yǎng)學、臨床輸液、臨床護理觀察和處理、生化檢驗和臨床治療用藥相關(guān)的基本知識。生物化學內(nèi)容抽象，代謝過程錯綜繁雜，而且知識發(fā)展很快，是護理專業(yè)基礎(chǔ)課最難學習的課程之一。目前，中國的高職護理生物化學教學方法是以教師為中心，以知識記憶為導向，以講授理論為途徑，以考試成績?yōu)榻K點開展教學，方法枯燥，扼殺了學生的學習興趣，導致部分學生厭惡而放棄學習，挫傷整個班級的學習積極性[2]。隨著高職院校教學改革的逐漸深入，生物化學教學面臨新的挑戰(zhàn)。要做好高職院校護理專業(yè)生物化學的教學工作，提高教學質(zhì)量，就要對教學方法進行改革與創(chuàng)新。

一、改進教學方法，激發(fā)學生學習興趣，使學生喜歡學習生物化學

布盧姆說過“學習的最大動力，是對學習材料的興趣”。但學習興趣不是每個學生天生就具備的，它需要教師在教學過程中運用各種教學方法積極地引導學生，充分調(diào)動學生的積極性和主動性，挖掘?qū)W生興趣的潛在因素，使他們很快進入最佳學習狀態(tài)。

1.PBL教學法：創(chuàng)設問題情境，發(fā)展學生思維，激發(fā)學習興趣

PBL教學法是以學生為核心，以問題為基礎(chǔ)，由精選問題、界定問題、解析問題、展示成果、總結(jié)與反思五個環(huán)節(jié)組成，其目的在于培養(yǎng)學生解析問題的能力和創(chuàng)新思維[3].設置的問題要有啟發(fā)性，要結(jié)合教學重點和難點，學生討論并給出問題的答案，那么學生也就掌握了學習的重點，理解了難點。例如生物化學緒論課的講解，傳統(tǒng)的教學方法就是平鋪直敘地講解生物化學的含義、學習內(nèi)容、發(fā)展簡史以及學習方法，這種教學方法很難達到通過第一次課來激發(fā)學生學習興趣、樹立學好生物化學信心的目的。很多學生把生化比喻為神話，對生物化學的學習有一種恐懼心理。為了消除這一恐懼心理，樹立學好生物化學的信心，可以以問題來引入，比如我們早餐吃的包子是如何進行代謝的，護士打針前為什么要用酒精消毒，這些生活中最常見的現(xiàn)象以問題的方式提出，可以迅速激發(fā)學生分析、解決問題的熱情，自然的引入到生物化學的學習中去，克服畏難心理。

2.形象化教學：抽象的世界直觀化，增強學生的感性認識，激發(fā)學習興趣生物化學是從分子水平探討、闡明各種生命現(xiàn)象的本質(zhì)，因此各種概念、分子結(jié)構(gòu)以及代謝反應都十分的抽象，學生普遍難以理解，學習興趣逐漸減少。而多媒體教學可以改變這一現(xiàn)狀。多媒體已經(jīng)廣泛應用于教學，具有生動形象、直觀具體、動靜結(jié)合的特點[4]。課堂上，教師可以利用大量的圖片、動畫，將抽象的事物直觀化。模擬微觀結(jié)構(gòu)，動態(tài)演示代謝過程，激發(fā)學生的學習興趣，從而提高教學質(zhì)量。例如應用三維動畫直觀演示DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的過程，利用圖片演示蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，為了使教學更加形象，教師還可以自帶鐵絲和紙張，演示蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的α-螺旋和β-折疊，使學生一目了然，便于理解教學中的重點和難點。

3.比喻的方法：增加學生對重點內(nèi)容的理解，激發(fā)學習興趣

應用比喻的方法，可將抽象的事物轉(zhuǎn)變成學生常見的情景，使學生學習生物化學時感覺很親切，很熟悉，更易激發(fā)學生的學習興趣。比如學習能量的儲存時，可將能量比喻成工資，磷酸肌酸比喻成銀行，工資花不完就要存進銀行，多余的能量就要儲存在磷酸肌酸中，缺錢花就要從銀行取錢，能量不夠用了，磷酸肌酸就要將能量轉(zhuǎn)給ADP使ADP生成ATP為機體提供能量。這樣講授使學生更易理解和接受。

二、改進教學方法，理論聯(lián)系實際，注重學生職業(yè)能力培養(yǎng)

現(xiàn)代高職院校護理專業(yè)課程教學要以職業(yè)能力為導向，培養(yǎng)具有很好職業(yè)素養(yǎng)、過硬職業(yè)技能的高素質(zhì)應用型人才[5]。高職護理生物化學教學為接下來學習護理技能操作提供理論基礎(chǔ)，針對性非常明顯[6]。

1.案例式教學法：變被動學習為主動學習，培養(yǎng)學生的職業(yè)能力

案例教學起源于“哈佛大學”的情景案例教學課，之后迅速成為一種全球公認的最行之有效的教學方法之一。傳統(tǒng)課堂講授式教學突出教師的主體地位，而案例教學則強調(diào)主體的轉(zhuǎn)換，以學生為主體，將傳統(tǒng)教學中的單向輸出改變?yōu)槎嘞蚧?。在實施案例式教學時，教師提前布置下一講的案例，讓學生下課后通過網(wǎng)絡或圖書館尋找案例的相關(guān)資料，找出案例與所學知識的相關(guān)聯(lián)系，在課堂上組織學生進行討論，找出問題的答案，教師最后總結(jié)評價。這種方法調(diào)動了學生學習的積極性，使學生享受到主動學習的成就感，培養(yǎng)了學生的職業(yè)能力，對學生將來的職業(yè)發(fā)展非常有幫助。比如講糖代謝時，可以與糖尿病結(jié)合起來，通過學生的分析討論，使學生主動的學習相關(guān)的理論知識，消除學生對復雜的物質(zhì)代謝途徑學習的恐懼感。。

2.探究式教學法：提高學生的主體地位，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

探究式教學是指學生在學習概念和原理時，教師只是給他們一些事例和問題，讓學生自己通過閱讀、觀察、實驗、思考、討論、聽講等途徑去獨立探究，自行發(fā)現(xiàn)并掌握相應的原理和結(jié)論的一種方法。它是在教師的指導下，以學生為主體，讓學生自覺地、主動地探索解決問題的方法和步驟，研究客觀事物的屬性，發(fā)現(xiàn)事物發(fā)展的起因和事物內(nèi)部的聯(lián)系，從中找出規(guī)律，形成自己的概念。所以，在探究式教學的過程中，學生的主體地位、自學能力都得到了加強。例如講解嘌呤核苷酸代謝時，可先引入痛風的病例，結(jié)合患者的圖片，通過分析疾病的臨床表現(xiàn)，引發(fā)學生主動探究痛風的發(fā)病機制及治療方法，使學習效果明顯提高。

生物化學學科發(fā)展日新月異，在高職院校護理專業(yè)的生物化學教學中，教學方法也要與時俱進，不斷改進。只有不斷的優(yōu)化教學過程，才能更好的激發(fā)學生學習生物化學的興趣，提高職業(yè)能力，培養(yǎng)出高素質(zhì)技能型護理人才。

【參考文獻】

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[4]李楠.讓多媒體融入課堂[J]. 課程教育研究，2013，（25）21-23

篇6

關(guān)鍵詞:配位化學;無機化學;配位化合物;研究方向

一、配位化學的起源與研究范圍

配位化學是在無機化學基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門邊沿學科。它所研究的主要對象為配位化合物(CoordinationCompounds,簡稱配合物)。早期的配位化學集中在研究以金屬陽離子受體為中心(作為酸)和以含N、O、S、P等給體原子的配體(作為堿)而形成的所謂“Werner配合物”。第二次世界大戰(zhàn)期間,無機化學家在圍繞耕耘周期表中某些元素化合物的合成中得到發(fā)展,在工業(yè)上,美國實行原子核裂變曼哈頓(Manhattan)工程基礎(chǔ)上所發(fā)展的鈾和超鈾元素溶液配合物的研究。以及在學科上,195l年P(guān)anson和Miler對二茂鐵的合成打破了傳統(tǒng)無機和有機化合物的界限。從而開始了無機化學的復興。

當代的配位化學沿著廣度、深度和應用三個方向發(fā)展。在深度上表現(xiàn)在有眾多與配位化學有關(guān)的學者獲得了諾貝爾獎,如Werner創(chuàng)建了配位化學,Ziegler和Natta的金屬烯烴催化劑,Eigen的快速反應。Lipscomb的硼烷理論,Wnkinson和Fischer發(fā)展的有機金屬化學,Hoffmann的等瓣理論Taube研究配合物和固氮反應機理,Cram,Lehn和Pedersen在超分子化學方面的貢獻,Marcus的電子傳遞過程。在以他們?yōu)榇淼拈_創(chuàng)性成就的基礎(chǔ)上,配位化學在其合成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和理論的研究方面取得了一系列進展。在廣度上表現(xiàn)在自Werner創(chuàng)立配位化學以來,配位化學處于無機化學趼究的主流,配位化合物還以其花樣繁多的價鍵形式和空間結(jié)構(gòu)在化學理論發(fā)展中。及其與其它學科的相互滲透中。而成為眾多學科的交叉點。在應用方面,結(jié)合生產(chǎn)實踐。配合物的傳統(tǒng)應用繼續(xù)得到發(fā)展。例如金屬簇合物作為均相催化劑,在能源開發(fā)中C1化學和烯烴等小分子的活化,螯合物穩(wěn)定性差異在濕法冶金和元素分析、分離中的應用等。隨著高新技術(shù)的日益發(fā)展。具有特殊物理、化學和生物化學功能的所謂功能配合物在國際上得到蓬勃的發(fā)展。

自從Werner創(chuàng)建配位化學至今100年以來,以Lehn為代表的學者所倡導的超分子化學將成為今后配位化學發(fā)展的另一個主要領(lǐng)域。人們熟知的化學主要是研究以共價鍵相結(jié)合的分子的合成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變換規(guī)律。超分于化學可定義為分子間弱相互作用和分子組裝的化學。分子間的相互作用形成各種化學、物理和生物中高選懌性的識別、反應、傳遞和調(diào)制過程。而這些過程就導致超分子的光電功能和分子器件的發(fā)展。

二、我國配位化學的研究現(xiàn)狀

我國配位化學的研究在前幾乎屬于空白。1949年后隨著國家經(jīng)濟建設的發(fā)展,僅在個別重點高等院校及科研單位開展了這方面的教學和科研工作,60年代中期以前。主要工作集中在簡單配合物的合成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及其應用方面的研究。特別是在溶液配合物的平衡理論、混合和多核配合物的穩(wěn)定性、取代動力學、過渡金屬配位催化以及稀土和W、Mo等我國豐產(chǎn)元素的分離提純以及配位場理論的研究。除了個別方面的研究外,總體來說與國際水平差距還較大。

80年代后。在改革開放政策指引下,我國的配位化學取得了突飛猛進的發(fā)展。我國配位化學研究已步入國際先進行列,研究水平大為提高。特別在下列幾個方面取得了重要進展:

(1)新型配合物、簇合物、有機金屬化合物和生物無機配合物,特別是配位超分子化合物的基礎(chǔ)無機合成及其結(jié)構(gòu)研究取得豐碩成果,豐富了配合物的內(nèi)涵。

(2)開展了熱力學、動力學和反應機理方面的研究,特別在溶液中離子萃取分離和均向催化等應用方面取得了成果。

(3)現(xiàn)代溶液結(jié)構(gòu)的譜學研究及其分析方法以及配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的基礎(chǔ)研究水平大為提高。

(4)隨著高新技術(shù)的發(fā)展,具有光、電、熱、磁特性和生物功能配合物的研究正在取得進展。它的很多成果還包含在其他不同學科的研究和化學教學中。

我國配位化學的進展具有一系列特點。作為化學的重要分支領(lǐng)域之一的配位化學。在其學科本身發(fā)展的同時創(chuàng)造出更為奇妙的新材料,揭示出更多生命科學的奧妙。在研究對象上日益重視與材 料科學和生命科學相結(jié)合。在從分子進到材料合成的研究中更加重視功能體系的分子設計。金屬離子在生物體系中的成鍵。除維生素B12中的Co-C鍵以外,幾乎都是以配位鍵形式結(jié)合。其功能體系組裝是一個更為復雜的問題。這時要求將正確的物種放在正確的位置(在與動力學有關(guān)的問題中,還要按著正確的時間)才能發(fā)揮應有的功能。高效、經(jīng)濟和微量的組合化學的應用,將有助于分子合成和設計的實踐。

從超分子之類的新觀點研究分子的合成和組裝,在我國日益受到重視?；瘜W模板有助于提供組裝的物種和創(chuàng)造有序的組裝,但是其最大的困難在于克服熱力學第二定律所要求的無序。這時配位化學家的任務之一就是和熱力學進行妥協(xié)。盡管目前我們了解一些局部的組裝規(guī)律和方法。但比起自然界長期進化而得到的完滿而言。還有很大差距。正如有了一群能分別演奏各種樂器的音樂家。若沒有很好的指揮。還不能演奏出一場滿意的交響樂。其原因就是缺乏有意識地進行組裝。對于組裝的本質(zhì)和規(guī)律。有很多基礎(chǔ)性研究有待深入進行。

三、配位化學的研究方向

作為邊沿學科的配位化學日益和其他相關(guān)學科相互滲透和交叉。正如Lehn所指出。超分子化學可以看作是廣義的配位化學。另一方面,配位化學又是包含在超分子化學概念之中。配位化學的原理和規(guī)律,無疑將在分子水平上對未來復雜的分子層次以上聚集態(tài)體系的研究起著重要作用。其概念及方法也將超越傳統(tǒng)學科的界限。我國配位化學家在進一步促進它和化學內(nèi)有杌化學、物理化學、分析化學、高分子化學、環(huán)境化學、材料化學、生物化學、以及凝聚態(tài)物理、分子電子學等學科的結(jié)合方面有了很好的開端。進一步的發(fā)展必將給配位化學帶來新的發(fā)展前景。

中醫(yī)是我國傳統(tǒng)、獨創(chuàng)的治療方式,但是,中藥制藥的制藥手段和方式正在突破傳統(tǒng)工藝,如中藥配位化學研究就是一個極有發(fā)展前途的新的研究方向。

我國幅員遼闊,資源豐富。經(jīng)濟建設中有備方面的要求。還存在一些無人問津的薄弱領(lǐng)域,例如配位光化學、界面配位化學、納米配位化學、新型和功能配合物以及配位超分子化合物的研究。金屬配合物的研究有明顯的應用背景,具有開發(fā)成重大經(jīng)濟效益的潛力。它的基礎(chǔ)和理論性研究也處在現(xiàn)代化學發(fā)展的前沿領(lǐng)域。對下一世紀我國化學學科的發(fā)展。必將產(chǎn)生深遠影響。

【參考文獻】

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論文摘要：本文主要敘述了生物無機化學的研究進展。主要從對含有微量元素的蛋白的突變、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的研究；酶的模擬；無機藥物化學；金屬元素中毒的研究等四個方面來介紹現(xiàn)在生物無機化學的進展。

論文關(guān)鍵詞：生物無機化學；蛋白質(zhì)；螯合劑；酶；無機藥物化學

生物無機化學是無機化學和生物化學交叉的領(lǐng)域。它的任務是研究金屬與生物配體之間的相互作用，它有賴于無機化學和生物化學兩門學科水平的發(fā)展。由于研究方法的進展，使得揭示生命過程中的生物無機化學成為可能。生物無機化學主要分為兩部分：一是研究生物體本身微量元素的作用，二是研究外界微量元素對機體的影響。

一、研究生物體本身微量元素的作用

（一）含有微量元素的蛋白的研究

含有微量元素的蛋白是生物無機化學中偏向生物領(lǐng)域的研究對象，做此項研究主要依靠生物化學技術(shù)。含有微量元素的蛋白是微量元素與蛋白質(zhì)形成的配合物，與酶的區(qū)別在于含有微量元素的蛋白并不表現(xiàn)催化活性，但卻有其他的重要功能?，F(xiàn)在的研究在于發(fā)現(xiàn)新的蛋白，確定其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)。

現(xiàn)在熱門的蛋白有硒蛋白，因為硒蛋白是硒在體內(nèi)存在和發(fā)揮生物功能的主要形式。硒的作用，主要在癌癥、神經(jīng)退行性疾病和病毒等方面，但結(jié)論不統(tǒng)一?，F(xiàn)在主要在探索新的硒蛋白作為預防藥物開發(fā)、癌癥治療和藥物篩選靶標。如杜明等通過硫酸銨沉淀等方法，從富硒靈芝中獲得了一種新的含硒蛋白，并研究了它的抗氧化活性與其硒含量間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)該蛋白的抗氧化活性與其硒含量具有相關(guān)性。

另外，也有對細胞色素進行研究。如官墨藍等對細胞色素b5的突變體做了研究。為了深入了解細胞色素b5的64位氨基酸對血紅素輔基微環(huán)境及蛋白性質(zhì)的影響，對細胞色素b5第64位氨基酸殘基進行保守性和非保守性突變。研究表明，細胞色素b5第64位氨基酸殘基對穩(wěn)定血紅素輔基和維持蛋白的結(jié)構(gòu)有重要的作用，在64位引入其他氨基酸殘基使蛋白結(jié)構(gòu)不太穩(wěn)定。

（二）酶的模擬

酶的模擬就是從酶中挑選出起主導作用的因素來設計合成一些能表現(xiàn)生物功能的、比天然酶簡單得多的非蛋白分子，通過研究它們來模擬酶的催化過程，找到控制生化過程的因素，從而得到更好的催化劑。

如硒酶的研究。通過對硒酶結(jié)構(gòu)與功能的模擬，人們不僅可以了解硒酶結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，還可以進一步開發(fā)與硒酶相關(guān)的藥物。對于硒酶的合成主要有三種方法，一是對硒酶進行化學模擬，二是對硒酶進行化學修飾，三是用基因工程方法生產(chǎn)含硒酶。對硒酶化學模擬主要集中在硒酶活性中心催化三聯(lián)體Se-N的相互作用的模擬中。在這個方面主要有合成含有Se-N鍵的硒酶模擬物和在硒原子的附近引入氮原子，用分子內(nèi)的螯合作用間接形成分子內(nèi)螯合物，達到Se-N鍵的作用。對硒酶化學修飾主要方面有：1、將天然酶改造為含硒酶；2、設計含硒生物印跡酶；3、設計含硒抗體酶。硒蛋白模擬物在理解硒酶的生化作用中起著非常重要的作用。硒蛋白模擬物在抗氧化、抗癌及抗濾過性病原體等范圍具有治療潛能。

又如劉海洋等對核酸酶的化學模擬。核酸酶的化學模擬對于生物技術(shù)和分子生物學研究具有重要意義，Corrole是具有共軛電子結(jié)構(gòu)的大環(huán)化合物，其結(jié)構(gòu)上導致其配位化學行為易與金屬形成配合物，其形成的配合物在許多反應中均有催化活性。該科研組研究了單羥基Corrole錳配合物對DNA的催化氧化斷裂作用。結(jié)果表明，錳Corrole配合物可催化DNA的氧化斷裂，而且斷裂程度隨著反應時間的增加而增加。宋玉民等研究了全反式維甲酸合釔配合物對DNA的切割和鍵合作用。實驗表明，該配合物在生理條件下比配體和金屬離子能更有效地切割質(zhì)粒DNA。岳蕾等研究了鉻配合物切割DNA的活性。研究表明，在H2O2存在條件下，Cr的配合物［Cr(bzimpy)2］+具有氧化切割DNA的活性，但被切割的DNA可被大腸桿菌修復。

對于固氮酶模擬的報道比較多。模擬固氮酶的目的主要是在溫和的條件下將空氣中的氮分子轉(zhuǎn)化成有機化合物，從而加以利用。對固氮酶的活性中心模擬主要是鉬鐵硫原子簇，另外還有鉬-硫醇等等的研究報道。

二、研究外界微量元素對機體的影響

（一）無機藥物化學

無機藥物的發(fā)展在生物無機領(lǐng)域中有很重要的地位。順鉑的抗腫瘤作用的發(fā)現(xiàn)開辟了無機藥物化學的新領(lǐng)域。在抗癌藥物應用中，順鉑藥物目前仍在臨床上使用，主要有四種鉑配合物：順鉑、卡鉑、順糖氨鉑、奧沙利鉑。從1980年發(fā)現(xiàn)二烴基錫衍生物具有抗癌活性以來，人們先后合成了具有順鉑結(jié)構(gòu)的二烴基二鹵化錫配合物，與卡鉑結(jié)構(gòu)類似的有機錫化合物，以及有機錫羧酸衍生物等等。在鍺化合物方面，從發(fā)現(xiàn)1971年合成的β-羧基乙基鍺倍半氧化物具有抗癌活性以來，人們先后合成了許多有機的鍺化合物。此外還有茂鈦衍生物和稀土配合物。因為癌癥是人類健康壽命最主要的殺手，所以在抗癌藥物的研究開發(fā)方面將有很大的發(fā)展前景。除了合成新的藥物外，在原有的藥物基礎(chǔ)上對原有的藥物進行改良也是未來的科研方向，因為原有的藥物具有較高的毒副作用，且抗癌范圍較小。所以在無機抗癌藥物這一方面，合成具有廣譜高效抗癌活性且有較低的毒副作用和較長的持續(xù)時候的抗癌藥物是主要發(fā)展方向；另外，對于無機金屬藥物的抗癌機理尚沒有統(tǒng)一的理論，因此研究無機抗癌藥物的作用機理也是主要研究方向。

無機藥物在其他方面也有重要的應用。如金配合物在抗類風濕方面的應用，應用治療類風濕關(guān)節(jié)炎有金Au的硫醇鹽。在治療胃病的過程中，鋁鹽也是主要依賴的藥物，含鉍的化合物是治療胃潰瘍的的主要藥物。在無機藥物的研究中，尚不清楚各種藥物對機體疾病的治療機理，所以研究無機藥物的作用機理具有較大的前景。

放射照影藥物的發(fā)展也是無機藥物的發(fā)展方向。由于放射示蹤、核磁共振在醫(yī)學上的應用，使得各種造影劑的成為醫(yī)生臨床應用不可或缺的一個方面，如鋇的造影劑。

（二）金屬元素中毒的治療

在外界的金屬元素超過機體所需的濃度后，該元素就會對機體產(chǎn)生負面效應，引起疾病。元素的毒性主要因為它與機體基團的強配合性。對金屬元素中毒的治療主要是研究具有更強螯合能力的的螯合劑，使其跟有毒的金屬離子結(jié)合形成更加穩(wěn)定配合物，然后排出體外。理想的螯合劑須滿足以下的條件：1、水溶性，且在生理的pH條件下有足夠的螯合能力；2、分子大小和結(jié)構(gòu)必須合適；3、必須專一迅速結(jié)合金屬元素；4、很容易從體內(nèi)排出；5、沒有明顯的毒性。如用EDTA來排出多余的離子，EDTA螯合性雖然很強，卻選擇性不強，在排出有害的金屬離子的同時，同時也會損失一些有益的離子。如用去鐵草胺B去除多余的鐵，但是它不能去除血紅素或運鐵蛋白中的鐵?，F(xiàn)在的醫(yī)用螯合物的研究方向主要是研究新的藥劑，因為現(xiàn)在的螯合劑無論是在種類還是排出金屬中毒的效率都不能滿足醫(yī)學的需要。

三、生物無機化學的發(fā)展趨勢

生物無機化學以后的發(fā)展趨勢是生命科學與技術(shù)進行有機緊密的融合。

篇8

課程群選擇了最能體現(xiàn)生物科學研究理論素質(zhì)和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的五門課程構(gòu)建網(wǎng)絡教學平臺。該基礎(chǔ)課程群中，《植物學》及《植物生理學》從植物的分類、結(jié)構(gòu)、生理特點等方面介紹生物學研究中必備的植物學知識基礎(chǔ);《動物學》介紹生物學研究中動物材料的分類、結(jié)構(gòu);《生物化學》從物質(zhì)組成及物質(zhì)代謝規(guī)律方面深化學生對生物體的理解并使學生掌握生物學檢測的基本方法;《分子生物學》從遺傳信息的傳遞角度闡述生命科學的最新理論和研究進展，同時《生物化學》為《植物生理學》、《分子生物學》的學習提供理論基礎(chǔ)和實驗技能。該課程群的設計理念是使生物科學專業(yè)學生認識生命科學的研究對象，研究的基本理論、基本技能和基本方法，使學生一定程度上掌握發(fā)現(xiàn)生命科學問題，并提出解決問題的思路，形成“大生物”的理念，成為系統(tǒng)全面地掌握生物學基礎(chǔ)理論和實驗技能，且基礎(chǔ)扎實、創(chuàng)新能力強、可持續(xù)發(fā)展的應用型人才。在各門課程的教學中注意各二級學科知識點的交叉，同時追蹤學科前沿，及時把最新發(fā)展和教研教改成果引入教學，課程群的建設同時為后續(xù)課程以及相關(guān)專業(yè)提供動物和植物的分類、生理、物質(zhì)組成和遺傳基礎(chǔ)。

2課程群優(yōu)化建設措施

課程群建設是課程組合知識體系的重組，同時也是對教學大綱和教學計劃的再設計，課程群的建設離不開精品課程建設和優(yōu)秀師資的培養(yǎng)。

2．1理論課程的整合

“生物科學專業(yè)基礎(chǔ)課程群”教學團隊主講教師經(jīng)過多年的教學實踐和溝通，在各門課程互通有無的基礎(chǔ)上，整體優(yōu)化教學內(nèi)容，避免交叉性內(nèi)容的重復。對于在前序課程中已經(jīng)出現(xiàn)的交叉內(nèi)容，主講教師通過適度引導方式，引導學生鞏固和復習，重點強化交叉知識在新課程中的運用和擴展。這樣既克服了學生的厭學情緒，又強化了對知識的運用，激發(fā)了學生的學習興趣，提高了教學效果。生物化學是生物科學專業(yè)學生的主要專業(yè)基礎(chǔ)課，不但內(nèi)容多，而且難度大，且與分子生物學的有些內(nèi)容高度重復。因此，有必要對教學內(nèi)容進行整合和優(yōu)化。生物大分子中糖類、脂類、蛋白質(zhì)和核酸等物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能及代謝等內(nèi)容在生物化學課中講授，而復制、轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯和基因表達調(diào)控等在分子生物學中講授。生物化學中涉及的光合磷酸化的內(nèi)容則在植物生理學中重點講述。教學內(nèi)容的重組可以避免課程內(nèi)容交叉、重復，使知識的系統(tǒng)性、連貫性增強，縮短了相應課程的理論教學學時，保證了在壓縮學時的情況下，有效地提高教學效果和效率。

2．2實驗課程的整合

實驗課程的整合主要體現(xiàn)在《生物化學》、《植物生理學》和《分子生物學》的實驗教學中，為了整合學院實驗教學資源，最大限度地利用現(xiàn)有的實驗教學資源，每學期以實驗內(nèi)容論證的方式，優(yōu)化整合課程群中實驗教學內(nèi)容。例如，把生物化學的酶學實驗和植物生理學中的植物抗逆性實驗整合在一起開設，既使學生掌握了酶的分離純化、活性鑒定的方法，也開拓了學生的眼界，增強了學生對酶活性測定在實踐中應用的理解，同時節(jié)約了資源。在生物化學實驗中強調(diào)蛋白質(zhì)的分離、純化的鑒定，而把核酸提取和檢測與分子生物學的相關(guān)內(nèi)容整合在一起，這樣既避免了實驗經(jīng)費的浪費，也大大增加了實驗項目的數(shù)目。在植物學實驗中開設顯微鏡使用方法課程，而在動物學實驗中不再設計顯微鏡使用方法的課時。在動植物野外實習中，將動物學實習和植物學實習結(jié)合在一起。同時，在實驗教學中采取“4+3+3”的內(nèi)容設置，即基礎(chǔ)性實驗占40%，讓學生掌握一些基本實驗儀器的使用和基礎(chǔ)理論知識的驗證，綜合設計性實驗和創(chuàng)新性實驗各占30%。綜合設計性實驗是在掌握基本實驗技能的基礎(chǔ)上，自行設計實驗方案，并檢驗方案的正確性與合理性;創(chuàng)新性實驗是對從未做過或還未完成的科學研究進行的探索性實驗，結(jié)合學院教師的科研課題進行。通過3種承載不同教學目的實驗的開設，鞏固理論知識，初步使學生建立設計實驗方案的思維方式，熟悉各類實驗室儀器設備的使用方法，提高實驗技能技巧，掌握獲得實驗數(shù)據(jù)的手段和方法，使學生學會實驗數(shù)據(jù)的處理方法，培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

2．3教學隊伍建設

師資隊伍建設是課程建設的主要內(nèi)容之一，以課程群為載體建設教學團隊，可以使團隊成員更好地進行教學技能的溝通、課程內(nèi)容的整合以及課程結(jié)構(gòu)體系的把握。根據(jù)課程特點，結(jié)合教師專業(yè)學科背景及教學經(jīng)歷，遵循“老中青”結(jié)合及“以老帶新，以老帶青”的原則，鼓勵年輕教師以主講教師助教身份聽課、批閱作業(yè)熟悉教學工作。其次，鼓勵年輕教師通過訪學及攻讀博士學位的方式深造，聘請學術(shù)帶頭人和學術(shù)水平較高的客座教授，引領(lǐng)教師整體教學、科研素質(zhì)提高。經(jīng)過幾年的師資隊伍建設，生物科學專業(yè)基礎(chǔ)課程群形成了由教授、博士、教學骨干組成的一流的師資隊伍。

2．4改革教學方法和教學手段

在課程群建設中，在教學方法和手段上進行了多方面的探索和改革，在各門課程講授基本理論的同時注重向?qū)W生傳授科學的學習方法，培養(yǎng)學生把握學科的思維方式和研究方法，如在生物化學糖酵解內(nèi)容講述過程中，首先將糖酵解途徑的研究歷程展現(xiàn)給學生，在這一過程中，使學生了解了生物科學研究的基本方法，同時培養(yǎng)了學生的研究思維，更培養(yǎng)了學生對科學研究的興趣。隨著計算機的應用，多媒體教學在當代教學中正發(fā)揮著越來越重要的作用。通過PPT和動畫的應用，將難理解的、枯燥的內(nèi)容通過精美圖片、動畫短片生動地展現(xiàn)出來，從而使枯燥乏味的課堂內(nèi)容變成生動有趣的探索過程，有效提高了學生的學習興趣。如在植物學教學中，將歷年野外實習中拍攝的植物圖片制作成課件，使理論內(nèi)容的講解更生動。在利用多媒體教學的同時，也積極運用傳統(tǒng)的板書教學，如在生物化學教學中，將三羧酸循環(huán)的內(nèi)容設計為傳統(tǒng)的板書教學，強化了學生對這部分內(nèi)容中物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的理解。此外，課程群的所有課程在開課前將所有信息，如教學大綱、教學方案、實驗計劃、實驗課件、理論教學課件等上傳到德州學院網(wǎng)絡教學平臺，有助于學生根據(jù)教學進度自覺地進行預習、復習。

3結(jié)語

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關(guān)鍵詞：生理學基礎(chǔ)；解剖學基礎(chǔ)；生物化學基礎(chǔ)；生物力學基礎(chǔ)

力量素質(zhì)是肌肉力量的綜合反應，無論是絕對力量還是相對力量，都離不開人體神經(jīng)肌肉系統(tǒng)完全被激活時所釋放出的力量，而肌肉全部力量的總和在實踐中又稱為最大力量，最大力量的激發(fā)，是生理、解剖學、生物化學和生物力學共同作用的結(jié)果。

1.肌肉力量訓練的生理學基礎(chǔ)

肌肉力量是機體依靠肌肉收縮克服和對抗阻力來完成運動的能力。從生理學角度來看，肌肉力量的大小取決于肌纖維的類型、肌肉的體積、肌肉的長度和收縮速度三方面。

1.1肌纖維的類型

肌纖維通常由慢肌和快肌組成，也稱為Ⅰ型和Ⅱ型，其中快肌又分為快縮無氧糖解肌纖維即Ⅱa型和快縮有氧糖解肌纖維即Ⅱb型兩個亞型。這兩類肌纖維具有完全不同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和機能特征，主要特征見表1。對處于自然生長發(fā)育中的青少年來說，肌纖維類型所占的百分比處于動態(tài)的發(fā)展，男性的Ⅰ型纖維從出生到35歲呈倒“U”型變化，9歲前Ⅰ型纖維的百分率顯著增加，19歲后則顯著減少；青春期男性的Ⅰ型纖維百分率比青春期女性的高，青春期女性的Ⅱ型纖維百分率比青春期男性的高，但20-29歲年齡段女性的Ⅰ型纖維百分率比男性高，Ⅱ型纖維在青春期后期達到成年人的百分率。

表1 肌纖維類型的主要特征

1.2肌肉的體積

肌肉的絕對力量與該肌肉的生理橫斷面積呈正相關(guān)，而肌肉的生理橫斷面積由肌纖維的數(shù)量和大小決定。肌纖維數(shù)量的增加是指肌纖維在運動訓練中表現(xiàn)出的肌纖維分裂或生成現(xiàn)象，增加的是肌肉中的蛋白質(zhì)，主要表現(xiàn)為肌凝蛋白的增加，其含量的增加可以使肌肉收縮的力量和速度得到提高；肌纖維的大小表現(xiàn)為肌纖維的增粗，當運動時，通過肌肉不斷收縮與放松，促使毛細血管增加，結(jié)締組織變厚，能量儲備增加，橫斷面也隨之增大。

對于青少年來說，肌纖維的大小從童年早期到青春期是呈線性、連續(xù)增加的。男性的平均肌纖維面積一直增長到25歲，男女肌纖維直徑在16歲時達到峰值。青春期男性的平均肌纖維面積和增長速度比女性大，女性平均增長約3.5倍，男性平均增長約4.5倍，且男性的Ⅱ型纖維尤其是Ⅱb型纖維的大小增加更多。下肢肌纖維面積增長約20倍，而上肢肌纖維面積在同時期增加7-12倍。

1.3肌肉長度和收縮速度

肌肉在收縮時的初長度與肌纖維中每個肌節(jié)的長度有關(guān)，肌肉收縮產(chǎn)生的張力大小很大程度上取決于活化的橫橋數(shù)目。肌肉收縮前初長度的增加可以通過運動訓練來達到。在訓練中通過增加用力距離來改進技術(shù)動作并積極發(fā)展身體各部位關(guān)節(jié)的柔韌性來增加肌肉收縮前的初長度，使粗肌絲和細肌絲處于最佳疊加狀態(tài)，使得肌凝蛋白絲和肌纖蛋白絲發(fā)生橫橋數(shù)目最多，致使肌肉的張力最大。

肌肉收縮速度與肌肉力量存在一定的關(guān)系，當肌肉做向心收縮的速度線性增加的時，肌肉力量表現(xiàn)出非線性下降，而肌肉做離心收縮的速度線性增加時，肌肉力量表現(xiàn)出相應的增加。

2.肌肉神經(jīng)系統(tǒng)的解剖學基礎(chǔ)

肌肉力量并不完全由肌肉的性質(zhì)決定，神經(jīng)控制能力也起著很大的關(guān)系，神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的抑制機能及自生抑制可以有效的阻止肌肉力量超出骨骼和關(guān)聯(lián)組織的承受范圍，力量訓練反過來又可以減低或抵消機體的自生抑制機制以保證肌肉能夠產(chǎn)生更大的力量。而神經(jīng)肌肉系統(tǒng)對肌肉力量的影響主要表現(xiàn)在牽張反射、腱梭、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的機能狀態(tài)和肌肉工作的協(xié)調(diào)能力四個方面。

力量訓練可使運動中樞產(chǎn)生強而集中的興奮過程，發(fā)放高頻率興奮沖動，募集更多的運動單位參與工作。運動單位的招募形式分為兩類，一是由激發(fā)頻率作為歸類向度，通過增加激活頻率，把多次牽拉疊加以產(chǎn)生較大的力量；另一種是由運動單位被激活的數(shù)量作為歸類向度，募集的運動單位越多，則產(chǎn)生的力量越大。當動員的運動單位數(shù)量不變時，中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)出的神經(jīng)沖動越高，肌肉收縮力量越大。因此，肌肉收縮的最佳效果是由神經(jīng)沖動的合理頻率的提高，即運動興奮性提高，而引起調(diào)動肌肉工作能力的較多腎上腺素、去甲腎上腺素、乙酰膽堿及其生理活性物質(zhì)的釋放，使力量增大的。因此，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能狀態(tài)可以直接影響肌肉的力量，并對力量素質(zhì)的發(fā)展和發(fā)揮起著極為重要的作用。

3.肌肉力量訓練的生物化學基礎(chǔ)

ATP是一種存在于細胞內(nèi)（胞漿和核漿內(nèi)）、由自身合成并課迅速分解被直接利用的一種自由存在的化學能形式，提供肌肉收縮的能量而產(chǎn)生人體動作。ATP在人體中的貯量極其有限，遠不能滿足身體活動的需要。所以，必須邊分解、邊合成，才能不斷的供應肌肉活動的需要。ATP再合成所需的能量來自三條途徑：（1）磷酸原系統(tǒng)； （2）糖酵解系統(tǒng) （3）有氧系統(tǒng)。見圖1

5.小結(jié)

生理學是肌肉量訓練的微觀理論基礎(chǔ)，可以較深層次的認識肌肉的內(nèi)部構(gòu)造、類型和特點；肌肉神經(jīng)系統(tǒng)的解剖學將應激反射性原理引入肌肉力量訓練，解釋了肌肉運動的神經(jīng)機制原理；生物化學的能量學理論基礎(chǔ)結(jié)合能量低些的特點解釋了肌肉在不同強度下共作的機理；生物力學則將數(shù)學和物理學的知識引入肌肉力量訓練中，便于數(shù)學化、精確化、科學化的解析肌肉動作技術(shù)，探尋最合理、最有效的動作方法。

參考文獻

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篇10

（南京曉莊學院生物化工與環(huán)境工程學院，南京 211171）

摘要：采用正交設計對水浸提法、水浸提＋微波輔助法、乙醇浸提法、乙醇浸提＋微波輔助法進行比較，以咖啡提取物中綠原酸的含量為評判指標，考察時間、溫度、乙醇體積分數(shù)、微波功率等對提取物有效成分綠原酸含量的影響。采用高效液相色譜法測定該成分的含量。結(jié)果表明，綠原酸最佳提取工藝為乙醇浸提＋微波輔助法，最佳提取條件為微波時間5 min，功率300 W，乙醇體積分數(shù)60％，此條件下提取綠原酸的含量最高。影響提取的主次因素為：乙醇體積分數(shù)＞功率＞微波時間。

關(guān)鍵詞 ：咖啡；綠原酸；高效液相色譜法；正交設計

中圖分類號：S571．2文獻標識碼：A文章編號：0439－8114（2015）05－1146-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.05.030

收稿日期：2014－07－10

基金項目：2013年度江蘇省高校自然科學研究面上項目（13KJD180001）

作者簡介：袁 ?。?972－），女，江蘇南京人，副教授，博士，主要從事分子生物學、生物化學的教學和科研工作，（電話）13951979990

（電子信箱）1439039＠qq．com。

綠原酸又名3－咖啡?？崴?，是植物在有氧呼吸過程中經(jīng)磷酸戊糖途徑中間產(chǎn)物合成的一種苯丙素類物質(zhì)［1］。綠原酸具有抗菌、消炎、解毒、利膽、降壓等作用［2－4］，其在食品、醫(yī)藥和日用化工等領(lǐng)域中有著廣泛的應用［5］。綠原酸作為一種具有多種生物活性的天然物質(zhì)， 已引起國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注， 其提取純化及檢測技術(shù)的研發(fā)已成為當前研究的重點。但國內(nèi)有關(guān)從咖啡中提取綠原酸的報道較少，大多數(shù)是從金銀花、杜仲等材料中提?。?－8］。咖啡是世界三大飲品之一，所含活性成分綠原酸在咖啡豆中的含量占2％～8％［9，10］。本試驗主要采用正交分析的方法研究從咖啡中提取綠原酸，用高效液相色譜法測定該成分的含量，以期為從咖啡中有效提取綠原酸提供參考。

1 材料與方法

1．1 材料與儀器

試驗所用咖啡豆為市售咖啡豆。綠原酸標準品、甲醇、乙醇為色譜純；冰醋酸為分析純。

Agilent 1100型高效液相色譜儀（配有紫外檢測器，美國安捷倫公司）；超聲波發(fā)生器（寧波新芝生物科技有限公司）；AUY120型電子天平（日本島津公司）；5418R型冷凍離心機（德國艾本德公司）；HH－4型數(shù)顯恒溫水浴鍋（國華電器有限公司）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）。

1．2 試驗方法

1．2．1 色譜條件 色譜柱為漢邦Hedera ODS－2（4．6 mm×250 mm，5 μm），流動相為甲醇∶0．1％冰醋酸＝30∶70（V/V），流速為1．0 mL／min，柱溫為30 ℃，檢測波長為330 nm，進樣量為5 μL。

1．2．2 標準溶液配制 精確稱取對照品綠原酸4．00 mg，以甲醇溶解，并定容至5 mL棕色容量瓶中，得到0．80 mg／mL的綠原酸標準溶液，備用。

1．2．3 樣品溶液配制 精確稱取咖啡豆粉末0．50 g，采用水浸提法、水浸提＋微波輔助法、乙醇浸提法、乙醇浸提＋微波輔助法4種方法進行綠原酸提取工藝的比較，并對其正交試驗影響因素和水平進行設定（表1～表4），以綠原酸含量為考察指標，確定最佳提取工藝和條件。

綠原酸含量＝C×V×N／W×100％

式中，C為測量液總綠原酸濃度（mg／mL）；V為粗提液體積（mL）；N為稀釋倍數(shù)；W為原料重量（mg）。

2 結(jié)果與分析

2．1 方法學考察

2．1．1 線性關(guān)系考察 分別吸取綠原酸標準溶液，用甲醇稀釋并在容量瓶中定容，使其濃度分別為0．04、0．08、0．20、0．40、0．60、0．80 mg／mL，按“1．2．1”的色譜條件測定綠原酸的峰面積，色譜圖見圖1a。以峰面積為縱坐標，綠原酸濃度為橫坐標繪制標準曲線，得到綠原酸的標準曲線方程為Y＝14 527X－3．377 6（r＝0．998 7），表明在綠原酸濃度0．04～0．80 mg／mL的范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。以咖啡豆粉末為研究對象分析其綠原酸的含量，色譜分析結(jié)果見圖1b。

2．1．2 精密度考察 取綠原酸標準品溶液，連續(xù)進樣6次，綠原酸保留時間的RSD＝0．986％，綠原酸峰面積的RSD＝1．054％，表明該液相色譜儀的精密度良好。

2．1．3 穩(wěn)定性考察 按樣品溶液制備方法制樣，制得的樣品溶液在室溫下放置0、4、8、12、16、20 h進行檢測。結(jié)果表明，綠原酸保留時間的RSD＝0．921％，峰面積的RSD＝1．236％，表明該樣品的穩(wěn)定性良好。

2．1．4 重復性考察 取咖啡樣品，按供試樣品溶液的制備方法得到6份溶液，精確吸取5 μL， 注入高效液相色譜儀檢測。結(jié)果表明，綠原酸保留時間的RSD＝0．753％，峰面積的RSD＝1．589％，結(jié)果表明該方法的重復性良好。

2．1．5 加標回收率試驗 準確稱量5份咖啡樣品，按照樣品中綠原酸含量的0．8、1．0和1．2倍加入對照樣品，在“1．2．1”的色譜條件下進樣5 μL分析，每個樣品重復3次進樣，按樣品溶液制備方法制樣，結(jié)果樣品的平均回收率為98．43％，RSD為2．32％，表明該樣品提取方法可行。

2．2 正交試驗結(jié)果

由表5可知，水浸提法提取咖啡中綠原酸的最佳條件為A2B1C3，即浸提時間為50 min，溫度為40 ℃，料液比為1∶30，在此條件下提取咖啡中綠原酸，含量為0．492％。各因素對綠原酸含量的影響大小順序為料液比、浸提時間、溫度。

由表6可知，水浸提＋微波輔助法提取咖啡中綠原酸的最佳條件為A1B2C1，即微波時間為5 min，功率為400 W，料液比為1∶10，在此條件下提取綠原酸，含量為0．362％。各因素對綠原酸提取率的影響大小順序為微波功率、時間、料液比。

由表7可知，乙醇浸提法提取咖啡中綠原酸的最佳條件為A2B1C2，即浸提時間為50 min，溫度為40 ℃，乙醇體積分數(shù)為60％，在此條件下提取綠原酸，含量為0．348％。各因素對綠原酸含量的影響大小順序為溫度、乙醇體積分數(shù)、浸提時間。

由表8可知，乙醇浸提＋微波輔助法提取咖啡中綠原酸的最佳條件為A1B1C2，即微波時間為5 min，功率為300 W，乙醇體積分數(shù)為60％，在此條件下提取綠原酸，含量為1．304％。各因素對綠原酸含量的影響大小順序為乙醇體積分數(shù)、微波功率、時間。

3 討論

微波提取技術(shù)具有快速簡便、高效、不易破壞天然活性成分等優(yōu)點。由于微波輻射對吸收介質(zhì)有瞬時加熱的特性，密封容器有與外界隔絕和增溫增壓的作用，故利用微波浸提技術(shù)，可使樣品在很短時間內(nèi)得以較完全的浸提［11］。本研究中采用高效液相色譜法分析從咖啡中提取綠原酸的4種方法，結(jié)果表明最佳提取工藝為乙醇浸提＋微波輔助法，最佳提取條件為微波時間5 min，功率300 W，乙醇體積分數(shù)60％，此條件下提取到的綠原酸含量最高。影響提取的主次因素為乙醇體積分數(shù)、功率、微波時間。本研究為從咖啡中提取綠原酸提供了一種高效、節(jié)能的新型提取工藝，為更加廣泛及合理地利用豐富的資源，大力開展綠原酸的提取、純化與綠原酸產(chǎn)品的開發(fā)研究提供了一些理論依據(jù)。

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