生物研究的基本方法篇1

关键词：药物化学药物设计教学研究教学改革

中图分类号：R914.2文献标识码：A文章编号：1672-3791（2014）03（a）-0173-02

Abstract：Rationaldrugdesignisimportantcomponentofmedicinechemistry，whichcanguidetheinnovativedrugresearch.Therationaldrugdesigncannotonlyimprovetheefficiencyandsavethecostofdrugresearch，butalsoacceleratethedevelopmentofmedicinechemistry.Here，someimportantmethodsofdrugdesign，suchaspropertiesbaseddrugdesign，ligandbaseddrugdesign，receptorbasedrugdesignareintroducedinmedicinechemistry，andthecorrespondingsamplesareusedtodemonstratetheideaofdrugdesign.Obviously，theinnovativedrugdesignintegratedintomedicinechemistryteachingnotonlybooststheinnovationconsciousnessindrugresearch，butalsoisthebasisforcultivationofcreativestudent.

Keyword：MedicineChemistry；DrugDesign；TeachingResearch；TeachingReform

随着药物化学的产生与发展，药物设计这一学科也应运而生。早在1919年，langmuir[1]就提出了电子等排体的概念；1925年Grimm[2]将电子等排体概念广义化；1932年Erlenmeyer[3]将有机化学的电子等排原理和环等当体概念用于药物设计，首次提出了具有理论性的药物分子结构修饰；1964年，Hansch[4-5]提出了线性自由能模型，即Hansch方程，使得药物设计由定性进入定量研究阶段。为在三维空间探讨药物结构与生物活性之间量变关系，19世纪80年代前后逐渐出现了三维定量构效关系研究方法。例如，1979年Crippen[6]提出“距离几何学方法”；1980年Hopfinger[7]等人提出“分子形状分析方法（MSA）”；1988年Cramer[8]等人提出了“比较分子场分析方法（CoMFA）”；1994年Klebe[9]在CoMFA基础上又提出“比较分子相似性指数分析方法（CoMSIA）”。三维定量构效关系的出现给药物设计注入了新的活力，让药物设计更趋于合理，也是目前应用最为广泛的药物设计方法之一。

20世纪70年代之后，随着分子生物学的进展与人类基因组计划的顺利完成，对酶与受体的认识更趋深入，更多酶的性质、反应历程、药物-酶复合物的结构得以阐明，使得药物设计更为合理。同时，计算机图形学、分子生物学、计算机科学等学科的发展与交叉应用，不仅为新药设计带来了更多的机遇，同时也让药物研究面临更多了挑战。显然，药物设计方法在药物化学中的地位也越发显得重要。目前，药物设计开始综合运用药物化学、生物化学、分子生物学、量子化学、药理学、计算机科学、信息学等学科的研究内容，使得药物设计受到药学研究人员的广泛重视，已成为药物研究中的基本工具与必备手段。

药物化学是药学学科的专业基础课，本身所涉及的药学研究内容较多，对教师的理论教学提出了较高要求。然而，药物设计因属于多学科交叉前沿研究领域，涉及多个学科的研究内容，对学生的理论基础知识提出更高的要求。此外，在传统的药物化学教学中并未将药物设计的概念、研究方法、研究手段单独提出，这就让学生对药物设计产生神秘感，增加了药物设计的教学难度。因此，如何将药物设计的理念、研究方法、研究手段有机融入到药物化学的理论与实践教学中，需要长时间深入的研究与探讨。该文将介绍药物化学理论教学中常见的几种药物设计方法，将药物设计理念融入到药物化学的教学内容中，为培养创新型药学人才奠定基础。

1药物化学教学中的药物设计方法

1.1基于性质的药物设计

基于性质的药物设计针对药物或先导物结构进行药物性质设计与优化，以改善药物或先导物的吸收、分布、代谢、毒副作用为目的。在药物化学理论教学中，药物设计案例随处可见，诸如软药设计、硬药设计、孪药设计、生物电子等排等，在先导化合物的优化中得到广泛应用。药物分子通过简单的设计或改造，可以改善其某些物理化学性质或不良效应，提高药物的选择性、稳定性、溶解性、作用时间、生物利用度、增强药效与降低毒副作用等。例如由乙酰水杨酸与对乙酰氨基酚拼合而成贝诺酯，不仅可以解决水杨酸对胃的酸性刺激，而且因协同作用而增强的药效。再如治疗前列腺疾病的已烯雌酚会产生雌激素副作用，将其设计成已烯雌酚二磷酸酯，因前列腺肿瘤组织中磷酸酯酶含量高于正常组织，可以在癌组织中酶解出高浓度的已烯雌酚，从而增强了对前列腺肿瘤组织的选择性。

1.2基于配体的药物设计

基于配体的药物设计是根据现有药物分子结构，分析结构与生物活性的之间量变关系，据此设计新的化合物以提高其的生物活性。定量构效关系研究在基于配体的药物设计中应用最为广泛，可分为二维、三维定量构效关系研究方法。定量构效关系研究可以追溯到1868年提出的Crum-Brown[10-11]方程，该方程认为化合物生理活性可用化学结构的函数式表示，但是并未建立明确的数学模型。直到1964年Hansch提出线性自由能模型，使得构效关系研究进入定量研究阶段。20世纪80年代，三维定量构效关系研究方法的出现使得构效关系研究更为直观，也大大提高了药物设计的效率。例如环丙沙星的发现就是基于系列喹诺酮类药物的Hansch方程，方程显示喹林羧酸的1位取代基的最佳长度是0.417nm，因此1位取代基为环丙基（0.414nm）比乙基（0.411nm）的生物活性更优，结果表明环丙沙星的抗菌效果优于诺氟沙星。

1.3基于受体的药物设计

基于受体的药物设计是指基于X射线衍射、核磁共振或同源建模等提供的受体三维结构信息，筛选或设计能够与其发生相互作用并能调节其功能的小分子化合物。随着人类基因组计划的完成，大量与疾病相关的基因被发现，且越来越多药物受体的三维结构被测定，尽管有些具有重要药理作用药物靶点地三维结构还未测定，但可以通过同源模建或从头计算方法获得相关信息，为创新药物设计奠定了基础。基于受体的药物设计包括如下步骤：（1）确定药物作用的是受体分子；（2）确定受体分子的三维结构以及结合位点；（3）基于受体与结合位点信息，设计或筛选小分子化合物，并模拟出最佳复合物的结构模型；（4）合成模拟得到的最佳化合物，进行活性测试；（5）重复上述过程直到满意为止。在药物化学的理论教学中，卡托普利是基于受体药物设计的典型案例。对血管紧张素转化酶的结构分析发现，该酶中有一个锌离子，对受体与配体的结合具有重要作用；此外，受体分子的精氨酸残基带有阳离子，可与带负电荷的基团形成离子键。卡托普利的巯基与羧基能够很好的满足与受体结合的要求，具有良好的酶抑制活性，因此卡托普利也是第一个上市的血管紧张素转化酶抑制剂。

1.4基于机理的药物设计

基于机理的药物设计是指基于疾病发生的全过程，根据药物靶点的结构、功能与药物的作用方式以及产生生理活性的机理，通过抑制某些与疾病相关的生理、生化过程以阻断疾病的发生，从而达到疾病治疗的目的。基于机理的药物设计技术建立对介导疾病病理生理过程的蛋白质分子结构和功能认识的基础之上。在过去，对药物作用机理的认识往往滞后于药物的发现，而现在药物研发的重心已经转到了探寻分子机理并据此设计药物上。基于机理的药物设计是药物设计发展的重要方向，相比基于结构的药物设计更为合理。例如在精神病药物的开发中，经典的多巴胺受体（DA2）拮抗剂容易产生锥体外系副作用，而5-HT2受体与情绪、抑郁等密切相关，当其拮抗时可使黑质-纹状体通路的多巴胺释放，使多巴胺神经节调节运动的功能恢复。基于该机理设计的利培酮可同时拮抗5-HT2和多巴胺DA2受体，具有很好的抗精神病作用而锥体外系的副作用很小。

2展望

合理药物设计在药物的研究中具有举足轻重的作用，在药物研究中使用好药物设计这一有利工具，将有效提高药物研发的效率与成功率。因此，在药物化学中介绍药物设计方法，让学生掌握药物设计的基本概念、原理、方法与技术，对培养学生的创新能力具有重要意义。尽管在药物化学的理论教学中让学生掌握药物设计的全部理论并不现实，但让学生了解相关的概念是可行的；此外，如能在药物化学实验中引入药物设计的相关实验内容，例如喹诺酮药物的二维定量构效关系研究、二氢叶酸钙离子通道阻滞剂的三维定量构效关系研究等等，可以让学生掌握基本的药物设计方法，提升其药物研发的创新能力。总之，让学生在学习药物化学的同时，了解药物设计的基本概念、理解药物设计的基本原理、掌握药物设计的基本技能，对培养具有创新能力的药学人才具有重要作用，也能促进其在药学领域中快速成长？。

参考文献

[1]LangmuirI.Isomorphism，IsosterismandCovalence[J].JAmChemSoc，1919（41）：1543-1559.

[2]GrimmHG.StructureandSizeoftheNon-metallicHydrides[J].ZElectrochem，1925（31）：474-480.

[3]ErlenmeyerH，LeoM.OnPseudoatoms.Isosteresarethoseatoms，ions，andmoleculeswithidenticalperipherallayerofelectrons[J].HelvChimActa，1932（15）：1171-1186

[4]HanschC，FujitaT.ρ-σ-πAnalysis：AMethodtortheCorrelationofBiologicialActivityandChemicalStructure[J].JAmChemSoc，1964（86）：1616.

[5]HanschC，StewardAR.TheUseofSubstituentConstantsintheAnalysisoftheStructure-ActivityRelationshipinPenicillinDerivatives[J].JMedChem，1964（7）：691-4.

[6]CrippenGM.Distancegeometryapproachtorationalizingbindingdata[J].JMedChem，1979，22（8）：988-97.

[7]HopfingerAJ.AQSARinvestigationofdihydrofolatereductaseinhibitionbyBakertriazinesbaseduponmolecularshapeanalysis[J].JAmChemSoc，1980，102（24）：7196-7206.

[8]CramerIIIRD，PattersonDE，BunceparativeMolecularFieldAnalysis（CoMFA）.1.EffectofShapeonBindingofSteroidtoCarrierProteins[J].JAmChemSoc，1988（110）：5959-5967.

[9]KlebeG，AbrahamU，MietznerT.MolecularSimilarityIndicesinaComparativeAnalysis（CoMSIA）ofDrugMoleculestoCorrelateandPredicttheirBiologicalActivity[J].JMedChem，1994（37）：4130-4146.

生物研究的基本方法篇2

1．1转化医学的发展历程及现状

转化医学提倡以患者个体为中心，强调多学科交叉合作。转化医学作为一个新的领域，从发展走向成熟，需要多专业的交流与协作。在国外转化医学起步较早。2003年，美国国立卫生研究院（NIH）宣布了发展生物医学的长期计划，主要是培养具有不同专业背景、能在基础研究和临床工作间互相协作研究的团队。在NIH的推动下，2011年美国已有包括哈佛大学、耶鲁大学、斯坦福大学等名校在内的38个大学和医学院建立了进行转化研究的医学中心；2005年苏格兰政府与惠氏制药公司合作，建立了世界上第一个转化医学合作研究中心；2007年，欧盟实施的第7个框架研究计划，将预算中的60亿欧元用于转化医学研究方面。同时世界著名医学类核心期刊都为转化医学开辟了专栏，相继组建了ScienceTranslationalMedicine、JournalofTranslationalMedicine和TranslationalResearch等国际性专业杂志。相比较而言，中国在转化医学的研究和实践方面尚处于初级阶段，但发展势头日趋高涨。2007年上海交通大学成立了专门从事转化医学研究的“Med－X研究院”；2008年上海复旦大学依托其附属医院，率先成立了“出生缺陷研究中心”；2009年中南大学湘雅医院组建了“湘雅转化医学研究中心”，研究恶性肿瘤；2011年总医院附属八一脑科医院建立了国内第一个“神经科学转化医学中心”等。

2010年陈竺等在《科学》杂志上发表了一项研究成果，揭示了砷剂治疗急性早幼粒细胞性白血病（APL）的直接药物作用靶点为PML－RARa。这一研究成果对于推动该类型白血病的分子靶向治疗具有重要意义。砷剂成功治疗APL的研究成果成为我国转化医学研究的典范之一。

1．2转化医学的研究内容

转化医学是蛋白质组学和基因组学及生物信息学等生物医学发展的时代产物，其中心思想是以解决临床和健康问题为目标的实验室基础研究。转化研究是转化医学中最重要的内容之一，主要包括：①分子靶向治疗；②寻找适当生物分子标志物，提高临床辅助技术对临床工作的辅助效力；③药物二期临床实验。此外，还有基因诊断治疗、干细胞与再生医学、基因组药理学与个体化医学。其中最重要的环节是生物分子标志物的研究。

1．2．1基于分子分型的个体化治疗恶性肿瘤、心脑血管病及糖尿病等大多数慢性病是多病因疾病，其发病机制复杂、疾病异质性很大，因此，对这些疾病不能采用单一方法来进行诊治。着眼于患者的遗传、分子生物学特征和疾病基本特征进行分子分型，以此为基础实施个体化治疗是现代医学的目标。实施个体化的治疗，可以对治疗方法、药物、剂量进行优化，达到最好的治疗效果。

1．2．2生物分子标志物的鉴定与运用基于各种组学方法筛选出早期诊断疾病、预测疾病、判断药物治疗效果和评估患者预后的生物分子标志物及药物靶标，如DNA、miRNA、蛋白质及多肽、炎性因子及其通路等，有利于针对性地探索新的药物和治疗方法，提高药物筛选的成功率，缩短药物研究从实验走向临床应用阶段的时间。这些分子标志物的开发应用，对疾病的预防、诊断、治疗和预后有重要指导作用。

1．2．3药物临床实验及研发美国曾有报告称，研制一种新药，从选题到临床应用，平均要用14年的时间。近40年来，美国在恶性肿瘤的研究方面投入2000多亿美元，收获了156万篇研究论文，但肿瘤患者的生存率却没有得到显著改变。转化医学通过收集和分析分子生物学和生物信息学的海量数据，筛选出分子标志物和药物靶标，有效地降低在临床二期实验中药物靶点验证性研究的失败率，提高了基础研究的转化率和速度，为新药的临床应用和个体化治疗研究开辟出一条革命性的道路。

2转化医学与中医药学的基本理念一致

中医学是我国医学重要的组成部分，进入新世纪，中医学先进的理念与落后的技术手段之间的矛盾愈发突出，限制了中医理论的广泛传播及其诊疗技术的普及与应用。然而转化医学的出现为中医药的现代化研究提供了一个良好的发展机遇。转化医学的基本理念与中医药学从临床到基础理论再到临床的发展历程和“辨证论治”的个体化治疗思想不谋而合。

2．1转化医学与中医学的运行模式相同临床实践一直是中医学产生、发展、繁荣的根本原因，从临床积累的经验中抽提理论，再用理论指导临床实践的过程是中医药发展的经典模式。基于基础科学与临床应用出现严重脱节而产生的转化医学，其主要目的就是加强基础医学与临床医学之间的联系，将实验室的研究成果快速转化为临床应用，同时临床上出现的新问题可以指导基础研究方向。虽然传统中医学不进行实验室研究，但其“临床－理论－临床”这个螺旋上升的模式与转化医学的运行模式是一致的。

2．2转化医学与中医学的理念统一基础医学与临床医学存在着方法论方面的差异，主要体现在：临床医学以系统论为导向，基础医学则以简化论为基础。转化医学研究的对象是人，人的健康除与人体结构与功能相关外，还涉及自然环境和社会环境因素的作用，这决定了转化医学必然是一种复杂性研究系统。以转化医学为基础的系统生物学应用系统工程的概念、定量分析生物系统若干组成部分的动态相互作用，通过反复计算和／或数学建模及试验来研究复杂的生物系统。中医学是借助古代哲学、自然科学和临床实践发展起来的一种系统科学，其蕴含的“整体观”、“天人合一”等思想，与系统生物学的理念相统一。

2．3转化医学与中医学所倡导的治疗方式相同现代疾病谱逐渐向慢性病方向转变，其发病原因有多种且机制复杂，以往的单一治疗方法难以奏效。转化医学针对这一问题提出了基于患者遗传、分子生物学特征和分子分型的个体化治疗方案。中医学治病的基本原则———辨证论治，其本质就是个体化医学，体现了现代个体化医学的特征。

3中医药转化医学的特点

3．1以中医基础理论为指导原则中医基础理论是中医学的精髓，如果中医药的研究忽视中医学的特色，一味地追求细胞乃至分子层面的机制，或盲目地模仿化学药物研发模式，必然导致临床与科研的脱节，最后中医临床只能依据古代经典，缺乏令人信服的科学证据。因此，中医药转化医学研究必须以中医基础理论为指导，才能更好地服务于临床。

3．2以患者个体为中心中医学的整体观既强调人是一个有机整体，又强调人与自然、社会环境的密切相关，并建立“观其脉证，知犯何逆，随证治之”的辨证论治体系，也是一种人本主义的医学研究模式。

3．3基础研究与临床应用之间相互促进的连续过程中医药转化医学的实质是理论与实践的结合，是基础与临床的整合，具有“实验室－临床－实验室－临床”不断循环的运作特色。中医学也是在不断的临床实践中逐渐发展壮大。只有通过基础与临床之间不断地循环转化，才能促进中医医疗技术水平的整体提高。

4中医药转化医学的实施

中医药转化医学研究如何开展，如何顺应世界医学发展潮流，是当前中医药界必须思考的一个重要问题，其中中医药语言现代化和中医临床、中药创新药物研究的现代化是中医药转化医学实施的关键。

4．1建立中医学转化研究机构有条件的研究型或教研型中医药大学、研究型医院或国家中医临床研究基地可采用加盟或联合方式进行资源整合，建立以临床和基础及药物研发为主体，结合中医古籍研究的跨学科中医药转化研究中心，并吸引相关企业共同参与，以平台管理方式进行统一部署和联合攻关，构建起一条高效率的转化链。此外，也可以通过内部选拔或对外招聘的方式组建一个交叉学科研究室。此外，生物医学信息学为解决转化医学相关问题提供了一系列方法学，其研究者应该成为中医药转化医学研究团队的核心成员。

4．2加强转化医学推广教育和转化型人才培养长久以来，基础研究领域人才的提拔和奖励主要依据研究者的论文，而不是其带来了多大的临床效果。而临床医生则缺少时间去阅读相关文献，这在相当程度上限制了基础研究与临床之间的交流。要解决这个问题，就必须加强基础研究者和临床医生之间的交流、合作。当前中医药基础研究的人才队伍建设比较薄弱，整体科研水平较低，知识结构也较单一，学科渗透和交叉能力相对欠缺，对世界医学最新进展和前沿动态信息了解滞后，创新能力不足。因此，需要加强对既懂中医又具有现代西医科学实验技能，并有转化医学理念的复合型人才的培养。国内中医药大学与开设的中医学国家理科基地专业是一个很好的探索。

4．3加大扶持力度与政策引导长期以来，高昂的经费支出是造成转化医学研究发展十分缓慢的核心问题，原因在于科研成果从实验室走向临床的转化过程成本高，前期的巨大投入使许多企业和医疗机构失去投资的动力。其次，中医药转化研究的过程涉及多学科、多部门的利益协调，很容易在关键环节产生脱节现象。因此，政府除了要在政策上加以倾斜和扶持，引导大型企业赞助中医药转化研究外，还应制定有效的体制、规定，将各学科、各部门紧密地联系在一起，形成一个团结高效的研究团队。

4．4紧密结合中医特色和优势，展开中医药转化研究中医药转化研究是中医药现代化研究的需求，有助于更好地促进和加快中医药向更深层次水平迈进。中医药转化研究的开展应紧密结合中医特色和优势。主要包括：①重视中医经典的指导作用：2006年颁布的《中医药创新发展规划纲要》，明确了中医药发展的“继承、创新、现代化、国际化”四项基本任务，强调在“继承”基础上加以丰富发展、充实完善，才会有中医的创新。②推动经典复方的方剂组学研究：方剂组学以中医方剂作为研究内容，以提取物的质量控制为前提，以临床疗效为基础，然后应用基因组学和蛋白质组学明确其作用靶点、研究其调控机制。③协作进行病证结合的转化医学研究：陈可冀院士认为，西医诊断与中医辨证的病证结合充分体现了中西医两种医学的优势互补，是中西医结合的最佳模式。④注重结合中医临床：进行中医药转化研究时，必须充分体现中医整体观及辨证论治的特色，针对证候的分类、治则治法、方药选用、证候转变、疗效评价等关键环节，应用各种组学技术，筛选出不同层面的与证候发生发展、辨证分类、治法方药和疗效评价相关联的敏感性生物标志物群，并给予其在脏腑及四诊信息中的定位。

5结语

生物研究的基本方法篇3

关键词：蛋白质组学；证本质；方证结合

中图分类号：R2－03文献标识码：A文章编号：1673－7717(2008)07－1551－03

1证本质研究的现状

证是中医辨证论治的核心，是理法方药一脉相承的桥梁和关键，多年来一直是中医研究现代化的突破口。人们普遍认为，抓住了证的研究，就抓住了中医现代化研究的瓶颈。其中证本质的研究是近年来中医学者瞩目的专题，也一直是中医学术界研究的热点，人们试图超越疾病探求证的本质，寻求证的客观指标，认为只要发现和证实了与证有关的特异性物质成分，便揭示了证本质，便可对证进行客观的解释和度量，并可实现中、西两种医学本质上的交汇与融合。

因此自20世纪50年代，在中医界全面开展了一场轰轰烈烈的证本质研究，取得了一定的成绩，主要表现在：根据中医文献及临床资料，明确病、证、症的关系，制订某些证的诊断标准，使辨证达到规范化，并将现代医学的实验指标结合到证的研究标准之中；由传统的对临床病人的研究，发展为结合证的动物模型，通过动物模型的研究来与人的辨证研究对照。并结合临床流行病学研究，在脏腑病证的规范化、标准化方面进行了一定探讨。

虽然我国在中医证的本质研究方面取得了不少成绩，但是我们并没有揭示证的本质，主要表现在：证候实质研究的传统目标是追求研究指标的高特异性，而其研究结果的特点却恰恰是弱特异性；动物模型研究的局限性；研究思路的片面性等。

2蛋白质组学简介

蛋白质组的概念最早是由澳大利亚Macquarie大学的Wilkim等于1994年提出的。蛋白质组学(protcomics)是上世纪90年代中期产生的一门新兴科学，它从整体的角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成成分、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，从而揭示生物学行为，以及基因表达调控机制的一个新的研究领域。蛋白质组学分为表达蛋白质组学(ExpressionProteomics)，细胞图谱蛋白质组学(Cell－MapProteomics)和功能蛋白质组学(Functionalproteumics)。生物功能的主要体现者是蛋白质，复杂的基因间和蛋白质间的相互作用、细胞内的活动和环境的影响都会影响基因的表达及蛋白质的翻译后加工。蛋白质组作为一个在空间和时间上动态变化着的整，体，各个蛋白质之间并非杂乱无章或者相互孤立，而是通过蛋白质与蛋白质之间的相互作用，密切有序地联系在一起，形成多个子系统，实现特定的生理功能。从基因水平向蛋白质水平的深化，已成为生命科学研究的迫切需要和新的任务。蛋白质组学的建立为研究蛋白质水平的生命活动开辟了更为广阔的前景，提供了新型有效的研究手段。

3蛋白质组学应用于证本质研究的可行性

3．1认知上的可行性中医理论认为，疾病的发生主要是机体整体功能的失调，证候是疾病在发生发展过程中某一阶段的病理变化实质的概括，是机体内因和环境外因综合作用的机体反应状态，随着病程的发展而发生相应的变化，可见证候有着明显的整体性。蛋白质组学不仅研究蛋白质的构象，更重要的是进一步阐明不同的蛋白质、不同的构象功能的表现。它不是单纯从蛋白的个体进行研究，而是从人体的整个蛋白质，即在蛋白质组的基础上进行研究。因此。蛋白质组学是证本质研究的最佳切入点。从中西医结合的角度，中医证本质的含义是指引起证发生发展的物质基础，这些物质决定着证发生发展的动态变化过程，是在证发生发展过程中产生的特殊物质。蛋白质组学对蛋白质研究的整体观念同中医对疾病认识的整体性有很多的共同之处。采用对整个细胞甚至整个组织的全套蛋白质的蛋白组学研究方法，对证候研究有着重要意义。现代医学也认为疾病的发生大多数是多种病因通过多种途径导致整体功能紊乱的过程，在生命大系统中，如果仅用单因素分析思路来研究多因素系统中的各种关系，往往陷入网络式联系中，难以理出头绪来。因此中医证候理论研究作为中医理论现代化的突破口是理所当然的，而蛋白质组学也是从整体水平上反映了疾病过程中蛋白质表达的动态演变过程，与中医的辨证论治的认识方法相似相通。

3．2技术上的可行性PatrickoFanell等于1975年建立了双向电泳技术，可同时分离数千种蛋白质。目前应用于蛋白质组学的主要研究技术有：①激光捕获切割技术(LCM)：该技术减少了由于样本成分复杂而造成的干扰或个体差异，提高了样本的均一性；②表面增强激光解吸电离－飞行时间－质谱技术：该方法通过选择性吸附的途径大大降低了样品中蛋白质的复杂性，而同时又保持对多样品、多蛋白的同时分析，从而把每个蛋白放在一个具有相互参照的背景里；③荧光双向差异凝胶电泳(DIGE)：该方法因为采用荧光染料，灵敏度高，故所需样品量非常少，而且一张胶可同时分析3个样品，省去了不同胶之间的匹配问题，减少了工作量，不仅重复性显著提高，而且也提高了分析通量；④蛋白质芯片技术：蛋白质芯片技术是把数以万计的蛋白质高密度排列在固相支持物表面，通过探针蛋白特异性的捕捉样品中的靶蛋白，洗去未结合的其他蛋白质，经相应的检测系统即可对靶蛋白进行定性及定量分析。这种技术可以快速、高效、高通量的分析蛋白质组，并能鉴定出蛋白质间的相互作用，利用此技术可以将一个细胞或组织的疾病和健康状态的蛋白质图谱进行比较，找出差异蛋白质，鉴定疾病过程中的标志物，也可通过对疾病发生的不同阶段蛋白质的变化进行分析，发现疾病不同时期的蛋白质标志物，为临床诊断提供量化指标。同时，随着计量化学、统计物理学、信息学的发展，生物信息学家AmosBai，roch和Appel发展了一种蛋白质专业分析系统，该系统将Geneva2Dgel数据库与SWISS－PROT蛋白质序列数据库联网，帮助研究者从蛋白质序列预测其功能。分析化学的迅猛发展，生物信息技术日新月异的突破，相关学科的交叉渗透，为蛋白组学应用于证研究奠定了技术基础。

3．3蛋白质组学引入证实质研究的优势首先，证作为相对独立的一个系统，只能用系统的语言来表达。蛋白组学应用于系统的证的研究，通过蛋白质芯片技术或建立蛋白质序列数据库，对各个症状、证进行蛋白质组分分析，明确各种病不同证之间的蛋白质组分的异同，在此分析还原的基础上进行综合归纳，概括其共性与个性。因而，蛋白质组学引入证实质研究，是用一种特殊系统语言对证的实质进行表达。

其次，将蛋白质组学引人证实质研究更符合证研究自身的特点。证在相当长的一段时间里一直被误认为是一种

“功能态”，这很大程度上是由于忽略了它的物质性所致。因而，对作为功能的物质载体一蛋白质进行整体性研究，可以跨越了单纯实体结构研究或功能模拟研究证实质的局限性；而且，由于内、外环境的影响，蛋白质的功能表现可表现出一过性或阶段性或持续性的特点，这些特点正符合证功能的活动性、过程性特点。将蛋白组学引人证实质研究，更有利于动态地揭示同一个研究对象不同时期的变动性，更符合证研究自身的特点。

再次，将蛋白质组学引入证实质研究，有利促进中医证型实验学的发育。将蛋白质组学引入证实质研究，可从功能表现的具体形式寻找其物质根源－蛋白质组分，然后针对需要模拟的功能形态进行基因－蛋白质的干预。这样能确保功能模拟的准确性和重复性，提高中医证型的实验室研究水平，对中医基础理论研究无疑是巨大的促进。

4证实质研究的思路与途径

4．1证的物质基础应是一组相关物质而非单一特异性物质因此蛋白质组学研究方法是一种有益的尝试要研究证的本质，首先对证要有真正深入的理解。从中西医结合医学的角度来看，中医证本质的含义是指证发生发展的物质基础，这些物质决定着证的发生发展之动态变化过程，是在证的发生发展过程中产生的特殊物质群。所以，证本质的研究归根结底也是探寻证物质基础的研究。到目前为止，人们对证先后提出了十几种定义，但仍对其内涵和外延没有得到一个明确统一的界定。如果我们暂不考虑证的定义，只从中医临床辨证的方法就可以看出，证实际上是外在疾病征象的某种排列组合，是症状和体征的集合，有集合论“群”的特征。再者，中医脏腑不单纯是一个脏器，包含着现代医学意义上的多个系统的功能。例如。肾虚证就可能涉及到泌尿系统、生殖系统等多脏器、多系统的生理和病理变化。中医学认为“有诸于内，必形诸于外”，现代医学也认为结构和功能是统一的，有结构改变就会有其功能表现，有功能改变就必有其结构基础。因此，根据以上分析我们可得出以下构想：呈现某证患者的机体内必然有引发该证一系列症状和体征的物质基础，且分布于机体各组织脏器中；正是由于存在于机体各组织脏器中的这些物质基础的某种改变引发了中医的各种证候。因而，证候物质基础不会集中在某一脏器，也就更不会是单一的特异性物质。

4．2方证结合以方测证以方验证是研究证本质的有效途径中医是以方治证，尽管中医理论博大精深，哲理性强，但在临床诊断上，无论是八纲辨证、脏腑辨证、气血津液辨证、卫气营血辨证、三焦辨证、还是六经辨证，最后的治疗都要落实到相应的方剂上去。

据此可以设想，中医的每一个证候最终都有相应的方剂可以给予治疗，如果该证候没有相应的治疗方剂，则该证候的命名和研究也就失去了意义。因为研究证候的最终目的是为了指导临床精确选方用药，不应存在只有名称而无相应治疗方剂的证候。如果此论可立，那么就可将某一方剂在治疗相应证候的患者或动物模型时所调节与纠正的那些物质视为该证候的物质基础。因为正是该方剂在机体内发挥其药理作用的过程中调节与纠正了这些物质后，才使该证候的临床症状得以缓解或消失。因此，方证结合、以方测证、以方验证是研究证本质的有效途径。

4．3蛋白质组学和代谢组学是适用的技术手段由于方剂一般由多味中药组成，其组分复杂，又是多靶点、多环节、多层次的整体性药理机制，对机体各个组织脏器有着广泛的调节作用。因此，方剂进人体内调节与纠正的物质应存在于机体各个组织脏器中。蛋白质组学和代谢组学的出现，使寻找这些物质有了可能。只要比较某方剂在治疗相应证候前后机体各组织脏器蛋白质组学、代谢组学的图谱，找出发生变化的那些物质，便可视其为该证候的物质基础。

蛋白质组学对蛋白质研究的整体观念同中医对疾病认识的整体性有很多的共同之处，蛋白质组学从整体水平上反映了疾病过程中蛋白质表达的动态演变过程，与中医的辨证论治的认识方法相似相通，因此蛋白质组学是研究证本质的适宜技术手段。

生物研究的基本方法篇4

实验动物学在本校是该专业的一门学科基础选修课，通过实验动物学的课程教学和实验教学，使学生掌握实验动物学的基本理论知识和基本实验技能，了解实验动物学对于生命科学发展的重要意义，了解国内外实验动物学科的发展状况及相应法律法规，培养学生的科研创新能力和解决实际问题的能力，使学生养成科学严谨的实验态度和良好习惯。要求学生能掌握实验动物学的基本理论知识，树立良好的伦理观念，熟悉动物实验的基本操作，对实验动物有深入的了解，能够正确地选择实验动物进行实验。

2实验动物学理论教学的改革

2．1贯彻实验动物标准化、实验动物伦理与福利、实验动物管理政策与法规的理念

随着实验动物管理的不断完善，课题申报、鉴定、文章发表都需要提供相关实验动物的伦理资料证明，对实验动物伦理福利与标准化的要求也日趋严格。因此，在授课过程中应加强实验动物伦理观念的灌输与标准化的介绍。不同国家对实验动物管理和立法有不同的尺度，但都是围绕保障动物福利和实验动物质量两个方面进行的［3－4］。自1988年我国先后了国家和地方法规100余项，《广东省实验动物管理条例》于2010年10月1日起正式实施，是指导本省实验动物管理具体做法的地方法规［5］，因此在实验动物管理法规介绍中，不仅要让学生对国内外的实验动物立法有一定的认识，还要重点解读关于广东省实验动物管理法规与实施现状。

2．2在保证实验动物基本知识系统学习的前提下，侧重前沿知识的更新

实验动物技术正朝基因工程技术发展，国内多家大学与研究所都相继建立了先进的模式动物研究平台，如南京大学模式动物研究所的“国家遗传工程小鼠资源库”，北京大学的“转基因/胚胎冷冻平台”、“人类疾病实验动物平台”等。实验动物教学必须随着实验动物研究的发展趋势及时地调整、改革才跟上形势。新的实验动物教学应该使学生既要掌握基本概念和理论知识，熟悉实验动物的实验技术，还要进一步了解实验动物的发展方向、动态及在生命科学中的应用。讲授基因工程动物制作技术及应用，介绍基因工程动物的制做流程、最新的模型种类、相关单位在该研究方向的研究进展等，并鼓励学生多看实验动物方面的研究文献，让学生对基因工程动物的研究方向有一定的认识，并了解国内外相关的研究机构。

2．3科研案例教学培养学生的科研创新思维

实验动物学的理论知识广泛，学习起来容易感觉枯燥，而且很难将理论与实际应用联系在一起，导致教学效果不理想。通过科研案例，使抽象的理论变得生动、具体，既提高学生的积极性，又能培养学生的科研创新思维。科研案例教学应如何实施?授课教师通过收集有关实验动物的科研项目以及文献资料中具有代表性的科研案例给学生举例讲解;随后拟一个研究方向，组织学生动手设计科研课题，由学生自己制订研究的目的、内容与方案，若条件允许可进行方案实施;最后，学生将得到的结果进行总结论述，由授课教师进行打分评价。使学生在实验过程中加深对基本概念和理论知识的理解，从而提高其分析问题和解决问题的能力，将教学和科研有机地结合起来。

3实验教学的改革

3．1强化基本动物实验技术的操作在实验动物教学中，动物实验技术是教学内容的重点之一，所占课时的比重较大，在本校实验动物实验课的学时与理论课学时都为16学时。作为生物专业技术的人才，动物实验技术是必备的实验技术之一，因此动物实验课要求学生对基本的动物实验操作技术必须熟练，坚实的动物实验基础是一切高深动物实验的技术储备。实验动物的基本实验内容，包括正确的抓取、固定、处死方法，各种给药途径，体液的采集和手术方法，不同种属的动物麻醉方法及急救方法等。若经费足够的条件下，在实验动物的选择除了大小鼠、豚鼠、兔子外还应适当增加大动物的实验内容，如犬或猪，让学生熟悉不同动物的生理学、解剖学特性与正确的基本实验操作，该部分课程设置为12个学时。

3．2锻炼动物模型的制作能力，增加实验设计环节

为结合前沿学科的发展，培养学生的创新思维，最后4个学时让学生结合实际应用，自主设计和完成一个实验方案，做一些疾病模型，如肿瘤模型、中风模型、皮肤移植模型等，以培养学生的科研思维和操作能力。实验设计过程由学生查阅资料，拟定具体实验方案和步骤。实施过程中鼓励学生独立思考与团队交流，每一步实验都要求学生仔细观察记录，实验结束后在教师的指导下及时整理、统计实验数据，分析实验结果。通过这一实验环节，不仅能验证学生基本实验操作的熟练程度，还能培养学生的科研思维，解决与分析问题的综合能力。

3．3完善动物实验平台的建设

标准化的实验动物饲养条件和环境质量控制是保证实验动物质量合格的重要条件，也是保证动物实验条件稳定的前提。随着科学研究的发展，对实验动物的要求越来越高，重视实验动物的饲养和研究平台建设，不仅能提高实验教学质量，对于实验动物学科的发展及科研实力的提升更具有重要意义。由于本校没有专用的动物饲育室与动物实验设施，对实验动物的教学与科学研究的发展构成了较大的障碍。为了满足本专业学生的培养要求，应争取上级部门的资金投入，筹划实验动物标准化平台的建设项目，建立属于佛山科学技术学院的实验动物中心，为教学与科研供应高质量的实验动物与提供标准化的实验环境设施。

4结语

生物研究的基本方法篇5

关键词：中药复方制剂；物质基础；研究思路；有效方法

中图分类号：R284文献标识码：A

一、中药复方制剂物质基础研究思路

1.传统中药复方制剂物质

由于中药复方制剂包括多种成分，而且具有很强的活性，是非加和性的，因此其作用效果并不是十分明显。而随着中药复方制剂研究的逐步深入，有很多学者都提出了与中药复方机制物质基础相关的理论。例如：王阶等人提出了综合调节理论研究思路，王本祥等人提出了复方药效主要分为有效成分和次要成分等。与此同时，传统中药复方制剂物质要体现中药成分的基本作用，需要提高中医药方法和技术水平，创新中药复方制剂物质基础方法。

2.现代中药复方制剂物质

早在20世纪70年代，相关科研人员就在中医学宝库中获得了一些研究方法，通过多年的努力，克服了其他药物的缺点，通过多年的研究可以发现，现代中药复方制剂具有速效、治愈率很高等优势，不仅能够提高化学合成物的质量和水平，同时还能够克服传统的药物杀菌不彻底等问题。现代中药复方制剂具有辅助增溶的作用，因此可以提高整个有效组的溶出[1]。

二、中药复方制剂物质基础研究方法

1.活性中药物质基础研究方法

由于传统中药物资基础研究常导致分离过程中会丢失活性成分或者有效成分，这样就会导致很多无活性成分的化验和分离占有大量的时间，从而降低了工作效率。为了能够更好地提高工作效率，有效解决上述重要问题，近几十年来，在研究的过程中逐步引入了以活性为导向的中药化学分析法，也就是说通过生物活性跟踪分离中药成分，这种研究方法，实现了便捷、可靠的中药活性物质分离和筛选。与此同时，只有将中药物质中的化学成分以及中药活性二者有机结合，才能够达到更好的效果。

2.化学中药物质基础研究方法

所谓化学中药物质基础研究就是利用中药或者是中药复方制剂中含有的相关成分进行化学物质之间的组合，通过这种化学组合方式形成中药物质的基础，将中药进行适当分离以后，再综合运用现代科学仪器分析方法，如现阶段比较常用的HPLC等方法，对中药物质各部分进行分析，这样才能够确定中药物质基础的活性部分[2]。

3.有效组分中药物质基础研究方法

有效组分中药物质研究方法具体是指：在整个中药物质基础研究的过程中，需要分离中药复方药物中的有效组分，并且在整个分离的过程中还要根据中药复方药物中所含有的药理活性成分，然后按照一定的规律对其进行分离，将中药复方药物当成一个整体，这样才能够按照固定的思路进行分析，主要采用系统溶解分离方法和现代技术分离方法等多种形式，对中药物质基础进行系统化研究。这种研究方法为中药复方制剂物质基础研究拓宽思路，提高了中药复方制剂物质基础研究的质量和水平。

综上所述，由于中药自身的复杂性，尤其是其中有很多成分的含量较低，因此要想提高中药物质活性，发挥药效，就需要对中药复方制剂物质基础进行系统化研究。但就目前而言，中药复方制剂物质基础研究工作仍然还存在着诸多问题，为了更好解决中药复方制剂物质基础研究过程中所遇到的问题，需要不断提高科学技术研究水平，从而真正做到与时俱进、开拓创新，在实践的基础上创新，在创新的基础上实践。这样才能够不断提高中药复方制剂物质基础研究的整体质量和水平，优化中药复方制剂的效果，促进我国中药复方制剂物质基础研究事业又好又快发展，从根本上不断完善我国医药制度。

参考文献：

生物研究的基本方法篇6

中学生物概念教学研究

课题研究的背景和意义

一、课题研究背景

《普通高中生物课题标准》明确提出：要求学生获得生物学基本事实，概念，原理，规律和模型等方面的基础知识，知道生物科学和技术的主要发展方向和成就，知道生物科学发展史上的重要事件。高中《生物课程标准》还指出：要注重学生在现实生活的背景中学习生物学，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念”。高中生物新教材在原大纲教材的基础上做了很大的变动,新教材重视以生物学概念构建知识体系。生物学科作为一门自然学科,在其知识体系中存在着大量专业性概念,仅高中生物学必修教材中比较重要的概念约有450个,有具体定义的概念有近200个,平均每节课中都要涉及4~5个重要概念。特别是近年来高考命题特别重视回归课本，避免学生陷入题海战术，而是更加注重考察学生对概念的理解和掌握情况。对近年来高考试卷的分析发现：大部分考生因为对基本概念记忆不清，对概念的内涵和外延理解有误而导致严重失分，造成高考成绩不理想。

二、课题研究的意义

生物的概念教学是生物学科建立和发展的基础,它能深刻地体现生物教学过程最本质的特征。对于生物概念的正确理解和运用，不仅有助于学生掌握基础知识，提高解题技能，而且能够提高学生的生物学素养。同时理解生物的基本概念也是教学大纲的基本能力要求，同时搞好生物学概念教学也是提高课堂教学质量的重要手段。因此学生只有深刻理解和准确把握生物学概念，才能构建良好的生物学知识结构，才能在考试中灵活运用，从而达到在生活实践中学以致用。更进一步完成课标提出的提高学生的生物学素养这个目标。

课题名称的界定和解读

生物概念生物学概念是人们对生物及其生理现象本质属性的认识。在生命科学中的许多规律、原理和方法都得借助于有关生物学概念，才能得以正确表述。

概念教学生物学概念常以最简洁的语言概括事物的本质和属性.生物学概念不仅仅是属于识记水平，它对提高学生知识水平和能力水平有重大的作用。每一个概念都有其内涵和外延，生物学概念的内涵是指反映生命现象和生命活动规律的本质特征;外延是指内涵所适应的范围和条件.准确理解概念的内涵和外延是掌握概念的先决条件。

研究内容以高中生物课的全册内容复习为例，研究高中生物概念教学的有效复习方法。同时对学生出现的混淆概念的原因以及对部分不完善的概念进行对比分析研究。

课题研究的步骤和举措

一、研究思路

首先要明确生物概念教学的含义，通过阅读相关资料全方位了解有关生物概念教学的研究现状及各地各校生物概念教学实行的现状。其次通过调查了解学生对生物学概念的学习方法及现状，调查了解教师(主要是本校)对生物概念教学复习方法及实行现状。进而进行分析选择学生乐意接受且效果好的生物概念教学方法，在我校实施并推广。从而促进我校生物学的教学和教育质量的提升。

二.研究对象

以我今年所带的高三年级14班——16班学生为研究对象

三.研究步骤

第一阶段准备阶段(XX年5月—XX年8月)

1.申报课题

2.学习与课题相关的知识

3.制定开题报告。

第二阶段研究阶段(XX年9月—XX年5月)

1.XX年9月—12月：

研究高中生物学科复习过程中学生对生物学概念的学习与理解及其教师对生概念教学复习的基本策略。方法是通过与教师沟通以及在学生中进行试卷调查来发现问题，根据学生出现的问题，认真学习生物课程标准及相关的教育教学理论。在此基础之上查阅资料针对问题寻求解决的最佳办法。

2.XX年元月：

汇总整理前期研究的相关资料，上传传课题中期总结报告。

3.XX年2月—5月：

将完善的概念教学复习策略实施到教学过程中。对部分班级进行教学实践，通过对比听课，对比教学，试卷调查与试卷测试，总结实施过程中任然存在的问题，并进行纠正。纠正以后再次应用于另外一些班进行教学，然后再对存在的问题进行总结，逐步完善，形成合理的高三概念教学复习模式。

第三阶段总结阶段(XX年5月)

1、完成课题研究的结题报告。

2、完成课题研究中的各种资料的整理、统计工作。

3、申请结题，完成课题研究工作。

课题成果的预期和呈现

一、主件：

《中学生物概念教学复习方法研究》结题报告