关键词 分子生物学 儿科 基因工程
中图分类号：Q7文献标识码：A
1 分子生物学为儿科的发展提供了新的驱动力
儿科这种称谓源自于欧洲，在15至16世纪之后，受到欧洲文艺复兴运动的影响，整个科学技术获得了极大的发展，医学也不例外，但是这一时期的儿科是包含在产科以及内科里的，产科与内科依据病儿的年龄分别诊断，也就是说这一时期，儿科并没有获得独立的研究与发展。世界上第一个儿童医院于1820年在法国巴黎诞生，14年之后的1834年俄国建立了世界上第二个儿童医院。此后，儿科作为一个独立学科进入人们的研究视野。早期的儿科研究内容主要针对的是小儿疾病的诊治。儿科疾病的诊治也主要是依据成人疾病诊治。对于儿童不同年龄所不同的生理、病理现象及其特点认识不足，对于儿童成长的环境、膳食、营养、卫生、保健等影响因素的认识也并不多。此后随着营养学、免疫学、细菌学等一些学科的快速发展，学术界对于上述问题也有进一步的认识。到了21世纪，物质代谢、免疫学等学科以前所未有的速度发展，抗菌素、激素、预防接种等获得极大发展，儿科领域的研究也突飞猛进，儿童的营养性以及感染性疾病有了新的控制方法，发病率与死亡率不断下降。尤其值得一提的是，以费明翰调查作为典型的第二次流行学革命对于学者们研究儿童的生活方式、心理－行为对疾病模式的意义产生了极大影响，甚至可以说是革命性的，这也是儿科首次对医学革命做出的巨大贡献。
不可否认的是，在分子生物学出现之前，儿科的研究基本上都局限在传统的疾病诊治的经验桎梏中。分子生物学虽然在20世纪50年代产生之后就是生物学研究的前沿，其深度和广度是人类有史以来从未达到过的。分子生物学的成果给儿科医学的发展提供了极其广阔的空间。在传统儿科研究的主要驱动力中主要包括三个驱动力，也即科学驱动、技术驱动与技巧驱动。在分子生物学产生以前，这些驱动力是分割的，但是分子生物学产生之后为儿科研究的这些驱动力进行了整合，分子生物学在针对儿科研究里的发现、分析以及解决问题等方面都展现出强劲的展动力。可以说在很大程度上，分子生物学为解决儿科发展所遇到的一些特殊性、个案性、疑难性问题时提供了清晰的思路、犀利的灵感以及独特的视角，为儿科的发展提供了全新的驱动力，从而大大促进了儿科的发展。
2 分子生物学拓展了儿科研究范围提高了发展质量
分子生物学理论主要包括DNA结构、中心法则、基因调控等方面的研究，分子生物学里基因工程的发展对于传统的病毒学、生物学以及遗传学都产生了革命性影响。众多常见儿科疾病的病原学诊断也获得了极大的发展。举例而言，目前已分离出的呼吸道病毒已超过百种、肠道病毒近百种。这些病毒参与了从呼吸道到消化道以及神经系统疾病的发生。疫苗和化学治疗的发展使过去的难治性疾病得到了较好的控制。有关遗传性疾病（染色体疾病、遗传代谢性疾病）诊断和治疗的理论、方法和技术使从前无法认识和处理的上百种疾病有了正确的解释与治疗手段。分子生物学的诊断方法以令人眩晕的速度遍及儿科各个疾病。分子生物学研究所带来的各种变化极大拓展了传统儿科学的研究领域，对于儿科学知识的丰富也起了很大作用，尤其是在阿波罗登月以及人类基因组计划等活动之后，分子生物学的发展也明显加速。这也使得人们更进一步的对儿科的疾病、健康以及生命现象本质的研究上达到的一个高峰。人们不再像传统的儿科研究，只关注儿童疾病的诊治了，对于儿童的健康以及生命质量也作为关注的重中之重。对于儿童成长的环境，研究已经不仅仅局限于自然物质环境，对于儿童成长的心理精神环境关注增多。分子生物学的产生及其发展，在很大程度上使得新一代的儿科研究工作者们所面临的任务、机遇以及（下转第53页）（上接第11页）挑战与前辈们发生了改变，前辈儿科研究工作者的重点在于通过儿童疾病诊治降低儿童死亡率和发病率，当前的研究者重点在于保持这一局面并提高儿童生活和生命的质量。如传统的研究对于儿童的孤独症抑郁症关注不够，但是分子生物学产生之后，人们的关注明显提高了，如北京大学医学遗传中心的钟南、张茜医生在其《儿童孤独症的分子生物学研究进展》中专门论述了分子生物学对儿童孤独症的影响。分子生物学的产生与发展也在很大程度上拓展了儿科研究的范围，大大提高了研究的质量，这种质量的提高主要是通过提供新的途径与方法来实现的，如朱汝南、钱渊、王芳、刘成贵等人的《分子生物学方法在儿童流行性感冒监测中的应用》一问中就认为流行性感冒（流感）病毒是引起急性呼吸道感染的重要病原，它可在短期内突然发生，起病急，蔓延快，往往造成不同程度的流行，甚至造成世界性大流行。儿科呼吸道感染病人的突然大量增加往往是流感流行的晴雨表，因此儿童中的流感监测有着特殊重要的意义。在他们的研究中，充分利用了经典病毒学方法（病毒分离和血凝 （HA）试验）对儿童中流感流行情况进行监测的同时，还建立了分子生物学方法检测和鉴定流感病毒，并对近年A3型流感病毒分离株的血凝素基因进行了序列分析。又如，著名遗传学家吴希如在20世纪90年代就逐步建立并开展了儿科分子生物学及分子遗传学研究。对于分子生物学在小儿惊厥、癫痫及其相关遗传病机制等领域的影响与作用进行了大量的研究，并取得了丰富的成果。
参考文献
[1]钟南,张茜.儿童孤独症的分子生物学研究进展[J].中国实用儿科杂志,2008(3).
[2]龙华.分子生物学前沿[A].全国首届动物生物技术学术研讨会论文集[C].2004.
关键词：分子生物学；技术；昆虫生态学
中图分类号：Q968. 1 文献标识码：A
分子生态学是应用分子进化和群体遗传学的理论、分子生物学的技术手段、系统发生学和数学的分析方法及其他学科的知识（如地理学、古气候学等）去研究种群、进化、生态、行为、分类、生物地理演化、生物保护等学科领域的各种问题。它主要通过大量使用分子生物学先进的技术和方法，在分子水平上研究生态现象，阐明生态现象的分子机制。昆虫分子生态学就是以昆虫作为研究对象，应用分子生态学的原理与方法研究昆虫进化和适应机制的一门科学。它主要通过分子生物学的方法检查昆虫种群或个体的遗传变异，分析和解释遗传变异的特点与规律，揭示遗传变异所反应的规律性的东西，从而进一步阐明昆虫之间一级昆虫与环境之间的相互作用关系。其研究的最典型特色是运用分子遗传标记来检测研究对象的遗传变异特征，揭示昆虫的演化规律。
在昆虫分子生态学研究中应用较多的分子生物学标记技术有：同工酶（蛋白质电泳）方法、限制性片段长度多态性（RFLP）方法、随机扩增DNA多态性（RAPD）方法、扩增片段长度多态性（AFLP）及微卫星标记方法（SSR）及单核苷酸多态性（SNP）。其中，目前应用最多，最简便的是SSR和SNP技术。下面我们主要介绍在昆虫生态学研究中几种常用分子标记方法。
1.同工酶方法的应用
同工酶是指具有相同或相似催化功能而分子结构不同的一类酶。自从Hunter和Markert创立同工酶酶谱技术后，同工酶谱的变化即可作为鉴定物种、研究分类与进化、遗传与变异的重要指标。在昆虫分子生态学发展之初，同工酶被广泛应用与昆虫的分类、种群间抗性的遗传变异等方面，随着分子生物学技术的广泛应用，同工酶技术已慢慢被淘汰。
2.RFLP技术的应用
RFLP又叫作Restriction Fragment Length Polymorphism，即我所说的限制性内切酶片段长度多态性，而且他作为第一代的生物分子类标记技术，这种技术是指通过已经发现的限制性内切酶来处理不同生物个体的DNA，通过利用限制性内切酶的多种特异性来达到获得不同的DN段的目的，这种技术一般是被应用于分子杂交，放射性同位素的显微技术中，而且也只是主要用于研究生物遗传的研究中，自问世以来已广泛运用于多门生物学科研究中。
在昆虫生态学研究中可以用于昆虫遗传谱图的分析、遗传连锁图的构建及数量遗传性状等方面的研究。
3.RAPD技术的应用
RAPD，俗名是随机扩增多态性DNA技术，它是由两位美国科学家Wiliams和Welsh在1990年提出的，而且他们并不是研究的合作者，而是分开研究的，这种技术又被称作任意引物PCR。对于RAPD来说，它所使用的物质是十分不相同的，但是对于现存的所有引发物来说，他对于在DNA序列碱基序列上的特定结合位点来说，一旦这些特异性DNA位点达到了基因组分布的扩增条件，他就会根据DNA碱基对的配位原则，完成DNA另一条链的合成。
4. AFLP技术的应用
植物基因组的AFLP中的酶切，连接和pcr问题，只要酶切出来能看到些许弥散，pcr就应该能看出结果才对，AFLP技术的关键就是把握体系的问题，每一个实验室应该有自己的一套体系，照着做一般没有问题，分子标记，就是纯体力劳动，做得很多一般就会有结果的，这是量变到质变的过程。 做AFLP需要用到试剂盒，但试剂盒不如自己做省事，也没必要。除非你做的量少。但是分子标记要的就是大量重复性的劳动。因此，试剂盒不如自己做省事，也没必要，并且试剂盒中很重要的酶往往量不够用，比如T4连接酶和内切酶EcoR I，除非你做的量很少，且不需要摸索体系。酶切出来能看到些许弥散，pcr就应该能看出结果，也不一定。接头制作和连接体系也很重要，连接时间一般影响不是很大。
5.微卫星标记技术在昆虫生态学研究中的应用
微卫星标记ms是一类由几个（多为1-5个）碱基组成的基序串联重复而成的DNA序列，其长度一般较短，广泛分布于基因组的不同位置，如（CA）n、（AT）n、（GGC）n等重复。自1981年 Spritz 首先在珠蛋白中发现微卫星序列到今天微卫星序列在生物学中的广泛应用，微卫星标记技术走过了近 30 多年的发展变化。其中，20 世纪 80、90 年代是微卫星技术从开始到逐渐成熟的关键阶段。1982 年Hamada 等在研究真核生物基因组中 Z-DNA 形成时发现了一种新的重复因素――选择性的嘌呤-嘧啶聚合物。Jeffreys 等通过对小卫星（minisatellite）的 DNA 指纹图谱鉴定证明了串联重复的 DNA 具有很高的长度差异性。与此同时，Tautz 等的研究表明，这种“神秘而简单冶的 DNA 序列是遗传变异的重要来源。1989 年Tautz 首次应用了基于 PCR 的微卫星分型技术。随着微卫星分子标记的广泛使用，科研工作者对其进化、功能及在基因组中的分布等研究的了解迅速增加。近年来，微卫星分子标记也被广泛应用于昆虫学研究的各个领域。截至 2012 年 6 月，共有 16396个昆虫上微卫星位点在 NCBI中记录，其中双翅目、鳞翅目和膜翅目昆虫的微卫星登录数量最多，占75%。 这些微卫星被广泛应用于昆虫遗传作图、种群遗传学研究、个体亲缘关系鉴定等方面。
6.SNP在昆虫分子生态学中的应用
SNP（Single Nucleotide Polymorphism）即单核苷酸多态性标记，又称单核苷酸多态性，指DNA序列中单个碱基的差别，碱基对由于排列方式不同，结合不同脱氧核苷酸对，这些核苷酸对构成密码子，密码子则以不同的排列顺序编码蛋白质，从而形成自然界多种多样的生命。SNP在基因组可以划分为两种形式：
一是基因编码区的功能性突变，主要分布在基因编码区，故又称为cSNP，这类SNP较少，其变异率仅占周围序列的1/5，但因其在遗传疾病研究中具有重要意义而备受关注；
二是遍布于基因组的大量碱基变异。就现在来说，SNP技术已经开始广泛用于昆虫分子生态学，包括昆虫种间鉴定，遗传图谱的分析、入侵害虫种群间亲缘关系的区分等研究。
生态学的发展，SNP技术的萌芽是古人生态意识的总和，在古时，古人并不了解整个自然界，但是他们通过长期的打鱼，农牧以及狩猎积累了大量的朴素的生态学知识，比如说农作物的生长与季候的关系、常见的动物有哪些习性等等，在公园前四世纪时，希腊学者亚里士多德就曾经粗略的描述了动物有种不同的栖息地，还根据动物生活栖息地的特点将其分为了水栖和路栖，根据它的食性分成肉食和草食，还有杂食动物等等。随着人类社会的发展，人们对于生态的认识不再仅仅局限于以往的知识积累，人们通过自己的主动探究从而能够获得有关于自然界的种种知识，最后能够形成一个全面的生态学理念极其生态学系统的认知应用。本文通过描述几种技术在昆虫生态系统的运用从而得到现在科技在生态系统中的应用等等相关关系，这种应用不仅使各种技术得到提高，还对我们生态系统的探索起着极大的作用。
参考文献
毕业设计(论文)开题报告
一、选题的目的和意义
定量结构活性关系(QuantitativeStructure-ActivityRelationships，简称QSAR)是20世纪60年展起来的一门新兴学科，是由结构活性关系（Structure-ActivityRelationship，简称SAR）发展而来的。QSAR是通过对已知结构且有生物活性系列化合物(如一系列有相同药理作用的结构相似的化合物)进行化学信息学的计算，选用适当的数学模型建立活性与化合物结构之间定量关系，解释由于分子结构的变化影响化合物生物活性的改变，推测其可能的作用机理。然后建立有效的QSAR模型，如果有新化合物的出现，且其结构数据已知，可以预测其生物活性，也可以优化结构改变现有化合物的结构以提高其生物活性。这种方法广泛应用于药物、农药、化学毒剂等生物活性分子的合理设计。在经历40多年的发展过程中，定量构效活性关系在国际上已成为一个相当活跃的研究领域。
长期以来，肿瘤一直严重威胁着人类的健康与生命。全世界的科学家在过去的几十年中付出了巨大努力，从多个角度来研究肿瘤的致病机制，采用各种手段来进行预防、诊断与治疗，但肿瘤的发病率与致死率仍然居高不下。WHO文件显示：过去数十年中，全世界每年有近700万人死于恶性肿瘤，估计2020年将升至1000万。对肿瘤的治疗主要包括外科切除、放射治疗和用抗肿瘤药物进行的化学治疗。抗肿瘤药物有“细胞毒”和促进分化等作用，可以杀死肿瘤细胞、抑制肿瘤细胞的生长繁殖和促进肿瘤细胞的分化等，从而可以治疗或治愈肿瘤，而且由于其相对低廉的费用，被大多数肿瘤患者所接受。
尽管肿瘤的化学治疗已取得重大进展，新的抗肿瘤药物不断出现，但肿瘤的化学治疗仍存在着许多问题，这主要是因为实体肿瘤占恶性肿瘤的90%但多数实体瘤如肺癌、肝癌、结肠癌及胰腺癌等还缺乏有效的药物；现有的抗肿瘤药物毒副反应太大，缺乏选择性；肿瘤细胞对抗肿瘤药物产生抗药性[1]。
QSAR主要侧重于药物早期的研究和发展，为新药物分子的筛选的和设计开拓了新的途径[2]，在受体结构已知的情况下，对抗肿瘤药物进行定量构效活性关系研究，用生成与受体结构互补的配体的方法来发现可以针对特定肿瘤、特定靶点的非细胞毒类药物，使之更具有选择性和针对性。随着新QSAR模型的建立，极大地缩短了新药合成的时间，降低了开发成本，并能在某种程度上预测药物对特定肿瘤人群的有效性。为肿瘤治疗起到了积极地推动作用。
二、国内外研究现状
肿瘤的化学治疗药物发展很快，每年都有大量抗肿瘤药物研究文献发表，各国对抗肿瘤药物的开发也予以高度重视和大量投资，美国就此专门成立了美国国立癌症研究（NationalCancerInstitute，简称NCI），成为了世界抗肿瘤的权威机构。
国内研发方向主要以含中草药及其活性成分的抗肿瘤药物，可以归纳为以下几个方面：（1）对现有药物进行结构改造以改善其药理学特性，如增加水溶性、降低毒副作用等；（2）以新的作用机理或作用靶点为指导寻找新的活性物质作为先导化合物；（3）发现新的作用靶点。在当前生物学的后基因时代，科学家们要面对数千个潜在的药物靶点，探讨它们与小分了化合物的相互作用；（4）加强定量构效活性构关系研究.
近年来随着分子生物学和计算机技术的迅速发展，使得开发新药的技术路线发生了重大变革。国际上越来越多的研究机构在新抗肿瘤药物的开发中使用计算机辅助分子设计，它大大加快了新药设计的速度，节省了创制新药工作的人力和物力，使药物学家能够以理论作指导，有目的地开发新药。计算机辅助分子设计主要分两种情况：一种是在受体结构已知的情况下，采用生成与受体结构互补的配体的方法来寻找新药物；另一种是在受体结构未知的情况下，采用对一组具有类似活性的化合物建立定量结构活性关系，在此模型基础上进行结构修饰来预测生成新的化合物。
QSAR作为抗肿瘤药物设计研究中的一个重要计算方法和常用手段，在新药的开发和研制过程中占据了重要位置。近半个世纪以来，QSAR研究对有机合成化学、药物化学及药物设计的发展起了巨大的推动作用，已经成为研究物质理化性质与生物活性以寻求分子解释的一个强有力工具。下面就定量活性结构活性关系研究的一些常见方法作简要地介绍如下。
1、二维定量结构活性关系方法(2D-QSAR)传统的二维定量结构活性关系方法很多，有Hansch法、基团贡献法和分子连接性指数法等[3]。
其中最为著名、应用最为广泛的是Hansch法。它假设同系列化合某些生物活性的变化是和它们某些可测量的物理化学性质(疏水性、电性质和空间立体性质等)的变化相联系的，并假定这些因子是彼此孤立的，采用多重自由能相关法，借助多重线性回归等统计方法就可以得到定量结构活性关系模型。
基团贡献法是Free-Wilson在对有机物亚结构信息和生物毒性的相关研究基础上建立的一种方法。这种模式认为有机物与受体间的毒性效应是该有机物特定位置上不同取代基团毒性贡献的加和。Free-Wilson法仅适用于具有相同母体结构的有机物，常被用来对有机物进行毒性初评。
分子连接性指数法(Molecularconnectiveindex，MCI)是由Kier和Hall提出的。它是根据分子中各个骨架原子排列或相连接的方式来描述分子的结构性质。MCI是一种拓扑学参数，有零阶项(0Xv)、易阶项(1Xv)、二阶项(2Xv)等等，可以根据分子的结构式和原子的点价(δ)计算得到，与有机物的毒性数据有较好的相关性。MCI能较强地反映分子的立体结构，但反映子电子结构的能力较弱，因此缺乏明确的物理意义，但由于其具有方便、简单且不依赖于实验等优点，近年来得到广泛应用和发展[4～8]。
2、三维定量结构活性关系方法(3D-QSAR)随着结构活性关系理论和统计方法的进一步发展，20世纪80年代，三维结构信息被陆续引入到定量结构活性关系研究中，即3D-QSAR。与2D-QSAR比较，3D-QSAR方法在物理化学上的意义更为明确，能间接反映药物分子和靶点之间的非键相互作用特征。因此，近十多年来3D-QSAR方法得到了迅速的发展和广泛的应用，研究方法也很多[9]，比如分子形状分(molecularshapeanalysis，MSA)，距离几何方法(distancegeometry，DG，比较分子力场分析(comparativemolecularfieldanalysis，CoMFA)，比较分子相似因子分析(comparativemolecularsimilarityindicesanalysiCoMSIA)以及虚拟受体(phesudoreceptor)等方法。其中应用最为广泛的CoMFA方法。
3、随着技术的发展和生产技术的进步，又出现了一些先进的方法来构建QSAR模型，都具有很好的预测能力。其中又以启发发（heuristicmethod，简称HM），支持向量机（SupportVectorMachine，简称SVM），基因表达式编程（GeneExpressionProgramming，简称GEP）比较常见。支持向量机（SupportVectorMachine）是Vapnik[10]等人根据统计学理论提出的一种新的通用学习方法，它是建立在统计学理论的VC维理论和结构风险最小原理基础上的，能较好地解决小样本、非线性、高维数等实际问题[11-12]，已成功地应用于分类、函数逼近和时间序列预测等方面[13-15]；基因表达式编程（GEP）是基于生物学遗传思想，保持了生物学的特性，具有良好的结果重现性，同时也能够进行“遗传变异”控制，最终能获得可靠的实验效果。
三、主要研究内容
1、查阅中外文文献选取数据来源。
2、理化参数与结构参数的计算。
3、具体的结构参数的分析。
4、SVM与GEP的方法研究。
5、定量结构关系式的建立。
6、定量结构关系式的验证。
7、得出结论和总结。
四、论文工作计划
3月中旬—4月初：选题。
4月初—4月底：查阅资料，熟悉实验原理及方法，准备开题报告。
5月10日：开题。
5月初日—5月底日：进行毕业设计实验，记录数据，撰写论文。
6月初日—6月中旬日：进行毕业论文答辩。
五、参考文献
[1]任华益.中华综合临床医学杂志(山东)，2005，7(2)：28-33.
[2]徐娟，王林编译.计算机辅助药物设计中的QSAR和QSMR研究.国外医学·药学分册，2003，30(3)：135-138.
[3]郭宗儒.药物化学总论.北京：中国医药科技出版社，1994.108.
[4]BakulhHRao，ShyamR，Asolekar.QSARmodelstopredicteffectofionicstrengthonsorptionofchlorinatedbenzenesandphenolsatsediment-waterinterface.WaterResearch，200l，35(14)：3391-3401.
[5]冯长君，堵锡华，唐自强.取代芳烃对发光菌、大型蚤、呆鲦鱼急性毒性的QSAR研究.应用化学，2002，19(11)：1037-1042.
[6]秦正龙，冯长君.取代苯酚的定量结构-活性P性质相关性研究.有机化学，2003，23(7)：654-658.
[7]堵锡华.取代芳香族化合物生物活性的拓扑学.南昌大学学报(理学版)，2005，29(2)：155-160.
[8]AleksandarSabljiC.QSARmodelsforestimatingpropertiesofpersistentorganicpollutantsrequiredinevaluationoftheirenvironmentalfateandrisk.Chemosphere，2001，43(3)：363-375.
[9]徐筱杰，侯廷军，乔学斌，章威.计算机辅助药物分子设计.北京：化学工业出版社，2004.
[10]VapnikVN.TheNatureofStatisticalLearningTheory.
NY：Springer-Verlag，1995.
[11]阎辉，张学工，李衍达.应用SVM方法进行沉淀微相识别.物探化探计算技术，2000，(2)：158-164.
[12]张学工.关于统计学习理论与支持向量机.自动化学报，2000，(1)：32-42.
[13]VapnikV，GolowichS，SmolaA.Supportvectormethodforfunctionapproximation，regressionestimation，andsignalprocessing.In：MozerM，JordanM，PetscheTeds.NeuralInformationProcessingSystem，MITPress，1997-09.
[14]马云潜，张学工.支持向量机函数拟合在分形插值中的应用.清华大学学报(自然科学版)，2000，(3)：76-78.
[15]MullerK-R，SmolaAJ，RatschG.Predictingtimeserieswithsupportvectormachines.In：ProcofICANN97，SpringerLectureNotesInComputerScience，1997：999-1005.
参考范文：
提高医学研究生科研课题开题报告质量的探索
摘要：目前我国医学科学学位研究生的学位论文的质量堪忧，尤其在创新性方面存在严重不足，把关研究生的开题报告是高质量学术论文的重要保证。针对提高研究生创新性，保证医学研究生开题报告质量，本文详细讨论我院如何在加强多环节质量控制以及人才与制度管理方面，有效培养研究生的科研创新能力，以期对培养创新型医学科学学位研究生献计献策。
关键词：医学科学学位；研究生；开题报告；创新能力
中图分类号：G643.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2014）44-0140-03
进入21世纪，我国作为一个发展中大国，迫切需要加快科学技术发展，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》中明确指出：要用15年的时间实现我国进入创新型国家行列的目标。高素质、高质量科研型研究生培养是高等教育改革的一个重要方面，是高校深化自主创新和向社会输送创新人才的突破口。研究生科研能力的培养并非是一蹴而成的，而是一个循序渐进的长期过程，贯穿整个医学研究生临床和科研的实践，是一项艰巨的任务和系统工程。随着社会的发展和医学研究的深入，越来越多的医学难题涌现，因此迫切需要培养出更多的医学创新型人才来解决一系列的医学难题。为了培养高素质、高创新型医学研究生，我院在研究生培养教育方面进行了不懈的努力，在研究生培养的多个环节，开展了有效的、可操作性的控制和管理，本文将着重在我院对医学研究生开题过程中的质量控制和管理方面的措施和成效进行探讨。
一、发挥研究生导师为主导、导师指导小组监督的综合培养优势提高研究生开题报告质量
研究生开题报告是研究生科研开展的起点，是高质量学术论文的前提保障，在研究生教育中起承上启下的作用，是研究生创新能力培养的关键。对研究生开题报告进行高质量的指导和管理，有利于研究生理清研究思路、明确研究方向、把握研究重点、熟悉研究方法，是成功完成科研课题的前提基础。在医学研究生的培养教育方面，我院实施以导师制为主，以其他手段为辅的综合培养模式，旨在提高研究生的教育质量。导师的榜样作用和影响力对学生来说是最直接也是最深远的，其思想意识、精神风貌以及科学作风无时无刻影响着学生，其学术精神和道德风范在很大程度上决定了学生的培养质量，在研究生教育指导中起着主导性作用。研究生作为新手，在科研课题的选择方面往往把握不住专业的方向及研究重点，导师自己的科研优势和学术特色，及其在研究领域取得的有特色、有价值的学术成果能有效地帮助研究生把握本研究领域的重点，启发其发现提出新问题，并针对科学问题进行着实有效的可行性分析。因此，研究生导师在研究生教育上具有主导性和不可替代的作用，建立一支高专业水平、责任心强的导师队伍是高水平研究生教育的基本保障。我院坚持严格的导师遴选和考核制度，支持奖励导师个人的专业水平的提升，并重视加强人才梯队建设，加强人才引进的力度，不断提升和充实我院的研究生导师队伍。在教育理念方面，我们提倡“因材施教”，以学生为中心的教育理念，根据学生的个性、兴趣、专业学术背景及思维方式，制定个性化的培养方案，在培养过程中，导师将学生放在主体地位，尊重其思想，鼓励其敢于怀疑，为其尽可能地提供发表自己见解的机会，鼓励和激发其创新激情。除了研究生本人的导师，我院利用研究院的平台，组织相关专业副教授以上职称的导师组成导师指导小组，固定每周开放咨询时间，保证了研究生多渠道的沟通方式，并以此避免研究生导师因为教学及其他工作安排不能及时和学生沟通时，研究生可以向导师指导小组中的其他老师咨询和讨论，使其在学术及科研中的问题得以及时有效的解决，并且研究生通过同不同研究方向的老师进行探讨的过程中，其科研思路可以得以拓展，有助于创造性科学问题的发现。
二、营造浓厚的学术氛围加强研究生相互监督激励环境的营造
营造浓厚的学术氛围和创新氛围是培养研究生创新能力的必不可少的保障条件。为了培养研究生的科研态度和科研精神，营造学术研究氛围，帮助研究生更好地融入科研环境，我院定期举办学术讲座，每月一次知名专家大讲座，让研究生能有机会与专家及大师们面对面的交流，感受学术大师们严谨的学术风范和勇于探索的学术精神，开阔眼界，启发科研灵感，激发科研的热情，学术报告中学科及交叉学科的前沿信息的传递，能有效促进学生垂直性思维与发散性思维、直觉思维与逻辑思维的有机融合，激发其科研创新性。针对全院研究生，我们举行每周一次的研究生科研学习论坛，由研究生根据专业领域的前沿知识技术进行学习报道，引导学生检索本领域在国内外的前沿发展，激发他们对新知识的渴求，有利于研究生更快更好地熟悉把握专业方向与重点技术，提高其科研创造性；每两周一次研究生科研课题报告进展会，着重讨论课题中遇见的难题及解决方案，这种由研究生为主题的学习论坛和科研报告，营造了研究生之间相互监督激励的环境，大大增进了研究生之间的交流与合作，提高了科研的热情性和主动性。
三、设立各种基金多角度鼓励科研创新
为了提高和激发研究生科研的积极性和创新性，增强其学习的主动性和创造性，我院设立了各类研究生创新基金，鼓励支持研究生参加学术活动及学科竞赛，奖励学术论文的发表。我院为各种基金的申请制定了完善的申请程序和评定标准，保证了申请过程和评审过程的公开、公正和透明度，大大提高了研究生们的科研热情。首先为了达到鼓励刺激科研的目的，我们确立了明确的研究生科研基金立项的指导思想：鼓励创新、力求精品、倡导国际性。鼓励研究生在国际高水平杂志或重要国际学术会议上发表研究成果。鼓励研究生自主创新、自由探索、不限制选题范围，对其成果不求大，但求新、求深、求独创。在资助形式上根据课题的大小，按重点项目1.5万元，一般项目0.75万元的形式予于资助，资助基金正式立项后一次性拨付方式发放。基金申请面对我院一二年级全日制所有研究生，每年9月开展申报，由专家委员会开展审批，我们确立了明确的评审标准，以确保基金申请的公正和透明度：（1）选题为本学科前沿，有重要的理论意义或现实意义；（2）前期工作基础好，已取得阶段性成果，特色鲜明；（3）在理论或方法上有创新，达到国内或国际同类学科先进水平，预期成果具有较好的社会效益或应用前景；（4）可望取得突破性成果或有望成为省级（含省级）以上优秀博士、硕士学位论文的课题。经批准立项的项目需在第二年12月30日之前结题。为了确保课题的顺利进展完结，在第二年5月，对所有开展项目进行统一中期考核。以上措施在管理制度上确保了研究生课题的顺利进展、科研基金的有效利用。自我院研究生科研基金实施4年以来，有效地促进了研究生科研创新性，提高了研究生科研热情。
四、完善细化研究生科研课题开题的制度化管理
创新性的实现，不仅要有创新素质的人才，还需要合理有效的管理制度。以往管理部门、导师、研究生三者均不同程度地存在着思想重视不够的问题，一定程度上视“开题报告为形式”，认为研究生培养质量的高低、能否顺利毕业关键看其论文情况，把开题报告与论文人为隔离开来，使开题报告成为可有可无的东西，学生任意写、导师轻易过；管理部门注重形式有，不管实际“有”，事后束之高阁，进人档案，因而造成了开题环节马虎拖沓的现象。没有起到研究生开题报告真正的指导性功能。为培养创新性人才，针对研究生开题中存在的问题，我院高度重视研究生开题报告，规范制度化管理，针对研究生的开题报告，我院规范了开题报告文本，实施统一集中报告的方式。我们要求《开题报告》有相对规范的文本格式，要表述的主要内容包括：一是研究课题选题的背景、理由及研究的意义；二是国内外关于该课题的研究现状及趋势；三是本人的研究工作计划，包括研究目标、内容、拟解决的关键问题、创新或特色、拟采取的研究方案与技术路线等；四是论文预期达到的研究目标；五是研究基础与论文撰写的进度安排；六是主要参考文献目录，包括中英文文献。在进行开题报告时，我院组织我院的学术委员会组成评审专家组，根据我们制定的开题报告评分表，专家们对每位研究生的开题报告的各个部分进行分析打分，着重审查研究生科研课题的选题、创新性、设计、实验方法、数据处理、可行性分析及科研经费预算，并针对研究生开题中存在的不足处，提出合理意见和建议。对于打分表分数不及60分者，限期修改，择期进行二次报告会，直至通过为止。通过专家组成员的评审，能够帮助研究生提高课题设计的水平与层次，加强了对科研课题设计的质量控制，促进了研究生科研综合能力与素质的提升，避免了研究生在科研过程中出现不必要的问题和坎坷，少走弯路。在我院对研究生开题实施规范管理，并建立开题审查长效机制以来，提高了研究生和导师的思想重视程度，能够使研究生在导师指导下按时完成科研课题选题与设计，并根据审查反馈结果有针对地进行修改和完善，并将审查结果与研究生学位申请、导师资格认定等挂钩，强化了制度约束，提高了教学双方的思想重视程度，改变了以往研究生开题环节马虎拖沓的现象，显著提高了课题的研究效率、节约时间与资源。把研究生报告纳入整个研究生培养质量保障体系中，我院通过管理者、导师、研究生的齐抓共管，养成严格遵守开题报告制度，从而使开题报告制度在研究生培养环节发挥实质性功能的指导作用，大幅提高了近年来研究生论文质量水平。
开题报告是研究生教育中的一个重要环节，也是研究生科研能力与学术论文撰写能力的有效实践活动。作为研究生教育管理部门，在实践中不懈的努力、动态地调整管理模式，我院在教育实践中总结发现发挥研究生导师为主导、导师指导小组监督的综合培养优势能大大提高研究生开题报告质量；营造浓厚的学术氛围和研究生相互监督激励环境以及建立创新性基金等措举，能极大地促进研究生科研的主动性和创新性；完善细化研究生科研课题开题的制度化管理更是保证了高质量研究生开题报告的顺利实施和完成。随着我国研究生培养教育质量问题的日益凸现，在制度和管理方面，必须加强各个环节的质量控制，积极做好引导工作，确立明确的创新型人才的培养目标，构建科学的培养模式，营造适宜创新素质发展的环境，才能大大地促进创新型医学人才的培养与成长。
参考文献：
[1]国发[2005]第044号，国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）[EB/OL].http：//most.gov.cn/mostinfo/xinxifenlei/gjkjgh/200811/t20081129_65774.htm.
[2]王红玲，曾凡义，邓长生，陈惠芳.临床型医学研究生优化培养的思考[J].医学理论与实践，2014，（04）：548-550.
[3]周利民，宋成文，李明.如何指导研究生作好开题报告[J].学理论，2011，（04）：186-187.
[4]俞洋.对医学硕士研究生培养的几点认识[J].大学教育，2013，（24）：14-15.
基金项目：重庆市研究生教育教学改革研究项目（编号：YJG110319）
通讯作者：于超，重庆医科大学教授。
关键词：化学教育；学科教育；研究；定位；转型
文章编号：1005－6629(2008)08－0001－04中图分类号：G633.8 文献标识码：B
20世纪80年代以来，我国化学教育及化学教育研究有了巨大的发展，成绩喜人。但是，跟一些发达国家比，跟相近学科比，在一些方面的差距很明显。我国的化学教育研究亟需克服浮躁，认真地、踏踏实实地总结，思考，探索，改进和突破。
1化学教育研究需要恰当地定位
要弄清化学教育的恰当定位，就要排除盲目自大和学科情结的影响。为此，首先需要弄清化学是不是一门中心学科。
1.1要弄清化学是不是一门中心学科
常常听到有人说“化学是一门中心学科”。姑且不说事实如何，让我们先看看是谁说的。
1985年皮门特尔（Pimentel）首次提出化学是一门中心学科，化学处于自然科学的中心位置[1]。 同年，美国国家研究理事会在其一份报告中正式地把化学称为“中心科学”（central science）[2] 。此后，不少人引用或者提出了类似的看法，例如，日本化学家福井谦一说：“在古老的物理学-化学-生物学的排序中，化学注定是中心位置的占有者[3]。”原美国化学会主席布里斯罗（R.Breslow）在其1997年编著的《化学的今天和明天》中提出：“化学是一门中心的、实用的、创造性的学科”， 他还用 “一门中心的、实用的、创造性的学科”作为该书的副标题[4]。不过，引用或者提出类似看法的几乎都是从事化学研究或教学的人士，几乎没有其他学科有影响的人士这么说（作者只看到一位医学界人士这么说的报道）。
为什么说“化学是一门中心学科”？归纳主要有下面几方面的理由：
化学与社会多方面的需求有关，能满足人们衣、食、住、行和增进健康、战胜疾病的需要，是现代社会中国民经济的重要支柱[5]。
化学是一门承上启下的科学，能在相关学科的发展中起基础、牵头、带动和推动的作用[6]。徐光宪院士曾指出：“科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游，化学是中游，生命、材料、环境等朝阳科学是下游。上游科学研究的对象比较简单，但研究的深度很深。下游科学的研究对象比较复杂，除了用本门科学的方法以外，如果借用上游科学的理论和方法，往往可收事半功倍之效。化学是中心科学，是从上游到下游的必经之地”；“化学与生命、材料等朝阳科学有非常密切的联系，产生了许多重要的交叉学科”[7]，以至化学成了有关学科群的中心。
化学“埋没在自己的成功之下”，面临着自己的学科声望问题：化学失去自己的光辉形象，在社会经济资源和人才的优化配置方面得不到应有的支持，存在着被遗忘和被忽视的危险”[5]， 有必要引起学生、媒体和公众的重视。
可见，化学是一门中心学科，其本意是指其他门类的自然科学之间，或者自然科学与工程技术之间的联系都需要以化学为中间媒介。例如，现代的生命科学和材料科学，如果缺少化学的介入，就不能达到高的水平；数学和物理科学，也需要通过化学的中介，才能在生物和材料科学中发挥较好的作用[8]。
说“化学是一门中心学科”，并不是说化学在所有学科中最重要，只不过是说明它在社会和科学系统中的多边关系和地位而已。我们不要只说“化学是一门中心学科”而不做解释，务必不要断章取义，错误理解，盲目自大。
唐有祺院士在评论“化学是一门中心学科”时就曾经提出，“更全面的提法是化学和物理一起是当代自然科学的轴心”[9]。这是值得思考和采纳的。
1.2 要抛弃“小学科情结”
盲目自大是表，学科情结是实。所谓，就是囿于本学科，忽视其他学科，包括上位学科，就是满足于、陶醉于已经取得的成绩，或者不顾全局地争课时、争地位。小学科情结危害很大，因为它会导致视野窄小、短浅，导致小打小闹；导致把化学教育跟科学教育对立，导致化学教育“自边缘化”而孤立于科学教育之外，不能及时吸收科学教育和其他相关学科研究和发展的成果。
化学教育是科学教育的重要组成部分，化学教育工作者首先是科学教育工作者，明确了这个归属，才可能抛弃小学科情结，真正把提高学生乃至公民的科学素养作为自己的首要责任。
1.3要弄清化学学科的本质特点
所有的理科教育都有实施科学素养教育的义务和责任，这就有了发挥各自优势，相互配合的问题。为此，需要弄清各学科的本质特点。有比较才能有鉴别，才能弄清化学的特点。跟化学最为接近的是物理学和生物学，它们同是“基础的自然学科”，对他们进行比较、区分，可以使我们迅速地接近化学的本质特点。
通常认为，物理学是研究宇宙中物质的基本存在形式、基本结构、相互作用和最基本、最普遍的运动形式（机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子运动等）及其相互转化规律的科学；生物学是研究生物各层次的种类、结构、功能、行为、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系的科学；化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。看起来，化学和物理学同属于物质科学，它们的研究对象差不多，其实两者是有差别的。它们的差别主要在于：
化学研究的物质运动不同于物理学研究的物质运动。
物质的化学运动主要表现为物质转变成其他物质，即产生新物质的运动形式，其实质乃是由于化学键合状况改变，引起宏观物质分解、化合或重组，导致物质分子组成和结构变化而产生新物质的特殊的物质运动形式。物理学研究的物理现象一般不包括物质的化学运动。
化学研究物质的广度不同于物理学。
化学研究的是实物（substance）。实物是狭义的物质，是具有静止质量、占有空间的物质。化学实物是具有特定物理性质和化学性质的单质、化合物或者混合物。而物理学研究的是实物和场（field），物理实物通常是指由物质形成的，以一定的形状、体积、大小、质量等为特征的物体。物理学不以研究实物具体的组成、结构和相互转化为任务。
化学所研究的物质也不同于哲学中的物质。哲学中的物质（matter）泛指具有客观实在性，能作用于人的感官而引起感觉的东西，是人感觉到的客观实在，其外延十分宽泛。
化学研究物质的深度（层次）也不同于物理学。
在对物质的存在方式、结构、相互作用、运动形式及其相互转化的研究上，物理学只是针对基本的、普遍的特点来开展研究。而化学对物质的研究比物理学具体，但概括性不及物理学。这个特点造成化学的内容十分丰富，以至于它成为一个庞大的学科，不能被其他学科兼并。
在解释宇宙物质进化的不同阶段时，化学、物理学和生物学具有不同的功能。
在解释宇宙演化史中物质进化的不同阶段时，化学、物理学和生物学鲜明地表现了不同的功能。在宇宙的创生期、极早期、早期和近期，先后形成“实时空”、各种基本粒子和原子，解释、说明这些过程是物理学的任务。然后，相继发生元素进化、星际小分子合成、生物小分子合成、生物大分子合成，宇宙物质由简单分子逐步进化为生物小分子，再逐步进化形成生命基础物质。解释、说明这些过程只能靠化学。随后，生命物质由简单到复杂、由低级到高级，逐步形成具有生命的生物的过程，这些过程的解释、说明则非生物学不可。
总之，化学的研究对象既不同于物理的研究对象也不同于生物学的研究对象，化学科学既不同于物理科学也不同于生物科学，然而又不可能在它们之间划出一条绝对严格分明的界限。
概括地说，化学学科有下列特点：
化学研究物质的性质、组成、结构、变化和应用，其基本问题是组成、结构和反应以及它们跟物质性质的关系。
化学研究的对象是泛分子[10]层次，构成泛分子的较低层次的微粒之间的相互作用十分复杂，使其整体的性质各不相同，很难用演绎的方式简洁地描述，这就决定了化学研究的个别化特点。
在研究方法方面，物理学方法注重分析，在本质上是机械论（或称还原论）的；生物学方法注重整体，在本质上是目的论（或有机体论、自主论）的；化学方法一方面把研究对象分解为若干组成成分，另一方面又把研究对象作为由某些微粒（或部分）组成的、复杂性不同于生物体的系统来研究其结构，研究实物的相互关系，既有跟物理学相似之处，又有跟生物学相似之处。但是，化学又具有跟物理学和生物学不同之处，表现出自己的特殊性。
化学的这些特征，应该在科学素养教育的实施中较好地得到反映。
2未来的化学教育研究需要把握好方向
为了把握好方向，化学教育要自觉地服从科学教育的目的、任务、规律等整体规定。
20世纪以来，科学教育的指导思想的变化有下列特征：由关注科学知识、技能，关注个体的认知发展，演变到关注人格或个性，关注个体的全面发展；再演变到突出重点，关注个体的科学素养；然后演变到关注更多人的发展，提出科学为所有人，关注公民的科学素养；再演变到关注人的和谐发展，关注人在科学技术领域发展的背景环境，注重环境教育、STS教育。
化学教育应该顺应科学教育的整体趋势，并为科学教育的进步作出自己的贡献。要真正着眼于促进学生更好地发展，重视科学文化建设，促进全社会爱科学、讲科学、学科学、用科学良好风气的形成。
当今世界，能源、资源、粮食、健康、环境等有关人类生存的重大问题的解决都离不开化学，需要更多、更优秀的化学人才。同时，向全体社会公民普及一些化学知识的必要性也日益增加，需要更多、更优秀的化学科学普及人才。对应于这种情况，未来的化学教育需求会出现“高端更高”“低端更低”的现象。未来的化学教育要努力满足“高端”“低端”两方面的需要。为避免和解决两难问题，未来的化学教育应该包括这相互协调的两翼。
3未来的化学教育研究需要采用适宜方法
化学教育系统涉及到人，是开放的复杂的巨系统。钱学森院士一再指出，研究开放的复杂的巨系统不能采用简单方法，综合集成法是研究复杂系统的有效方法。
综合集成方法的特点是：（1）以实践经验，特别是（实践）专家的经验为基础，把局部性的经验知识跟现代科学提供的系统的理论结合起来。（2）系统研究（整体研究）与分析还原相结合，获得关于系统整体的状态、特性、行为的描述。 （3）历史研究与现实研究相结合，发现、揭示、检验对象的内在逻辑。 （4）以经验为基础建立模型进行计算，把定性知识跟各种观测数据、统计资料结合起来，从局部的定性知识发展到整体的定量的认识。 （5）充分利用现代信息技术的优势，实行人-机结合，内省思辨与观察实验结合，宏观研究与微观研究结合。 （6）多种学科不同角度的研究相结合，最终产生新知识、新思想、新方法；等等。
化学教育是一种复杂性系统，研究复杂的化学教育系统，要运用综合集成法。在综合集成法的诸要素中，需要注意的是利用计算机进行建模。利用计算机来模仿系统的运行和演化，可以观察系统整体的涌现，预测系统的走向......因此，基于计算机建模成为许多领域发展很快的重要研究方法。在这方面，目前的化学教育研究还处于空白状态，亟需开展和加强。
模型是解决问题的一种十分重要的科学方法。人类对世界的探索过程，实际上就是建立各种模型表示的过程。模型是以文字、符号、图表、实物、数学式等形式对一个系统某一方面本质属性的描述、模仿或抽象。一个恰当的模型能够提供组织观察数据、资料和其他信息的框架，对原型系统的行为特征和演化规律作出解释，揭示其运行机制，预测原型系统未来的行为特性，提示按照一定目的影响和改变原型系统行为特性和进行控制的思路与方式，启示新事物、新技术的创造。通过模型的建立和研究，不但可以更好地认识、改进原型，而且可以进一步形成有关理论和实践模式。
建模的努力可以从确定系统的状态参数开始。
4未来的化学教育研究需要形成学科特色
未来的化学教育研究应该注意化学教育跟一般教育的区别，形成鲜明的学科特色，不能用一般的教育学研究、心理学研究来代替化学教育自身的研究。要形成鲜明的学科特色，就必须注意结合具体问题深入地、精细地搞好“个别化”研究。
未来的化学教育研究除了需要恰当地定位，把握好方向，采用适宜方法，形成学科特色之外，还应该关注化学教师教育的革新。未来的化学教师教育要减少空洞的、实效很差的理论内容，多结合具体内容进行实践训练。
更为重要的是，要重视改变现有的粗放的、不合理的教师教育体制。一些国家对化学教师培养采用两段制，即：取得理学士学位的大学化学系毕业生须在专门的教师教育学院接受培训，通过国家教师聘用考试后，再接受一年的教师职业培训, 取得教育硕士学位后才能被任用为教师。在教师职业培训中，除了教育理论学习和研讨外，要用相当多的时间结合中学教材具体内容的教学进行“精耕细作”式的培训。这样做有其必要性和合理性，能有效地保证化学教师的专业化，保证新教师能较快地适应实际教学、满足实际教学需要。我们应该立足于本国国情，善于取人之长，在总结以往经验教训的基础上，尽快建立有效和规范的化学教师教育体系。
参考文献:
[1]Pimentel G C．Opportunities in Chemistry．Washington DC：National Academy Press，1985.
[2]National Research Council．Opportunities in Chemistry．National Academy Press，1985.
[3]本刊评论员. 化学学科发展与基础教育改革的思考.化学教学，2005年第1-2期，第1页.
[4][美] R.布里斯罗. 化学的今天和明天：一门中心的、实用的、创造性的学科.北京：科学出版社，1998.1.
[5]张礼和主编．化学学科进展．北京：化学工业出版社，2005．201－203.
[6]王佛松等主编．展望21世纪的化学．北京：化学工业出版社，2000．134－138.
[7]徐光宪. 化学是一门中心学科. mydream.省略/
[8]徐端钧，陈恒武，李浩然.21世纪普通化学教学改革的思考. 高等学校理工科教学指导委员会通讯，2006年第1-2期. 省略/06first-two_747/
（一）在建筑材料方面的应用
水泥是重要的建筑材料之一。1993年，计算量子化学开始广泛地应用于许多水泥熟料矿物和水化产物体系的研究中，解决了很多实际问题。
钙矾石相是许多水泥品种的主要水化产物相之一，它对水泥石的强度起着关键作用。程新等[1,2]在假设材料的力学强度决定于化学键强度的前提下，研究了几种钙矾石相力学强度的大小差异。计算发现，含Ca钙矾石、含Ba钙矾石和含Sr钙矾石的Al-O键级基本一致，而含Sr钙矾石、含Ba钙矾石中的Sr，Ba原子键级与Sr-O，Ba-O共价键级都分别大于含Ca钙矾石中的Ca原子键级和Ca-O共价键级，由此认为，含Sr、Ba硫铝酸盐的胶凝强度高于硫铝酸钙的胶凝强度[3]。
将量子化学理论与方法引入水泥化学领域，是一门前景广阔的研究课题，它将有助于人们直接将分子的微观结构与宏观性能联系起来，也为水泥材料的设计提供了一条新的途径[3]。
（二）在金属及合金材料方面的应用
过渡金属(Fe、Co、Ni)中氢杂质的超精细场和电子结构，通过量子化学计算表明，含有杂质石原子的磁矩要降低，这与实验结果非常一致。闵新民等[4]通过量子化学方法研究了镧系三氟化物。结果表明，在LnF3中Ln原子轨道参与成键的次序是：d＞f＞p＞s，其结合能计算值与实验值定性趋势一致。此方法还广泛用于金属氧化物固体的电子结构及光谱的计算[5]。再比如说，NbO2是一个在810℃具有相变的物质(由金红石型变成四方体心)，其高温相的NbO2的电子结构和光谱也是通过量子化学方法进行的计算和讨论，并通过计算指出它和低温NbO2及其等电子化合物VO2在性质方面存在的差异[6]。
量子化学方法因其精确度高，计算机时少而广泛应用于材料科学中，并取得了许多有意义的结果。随着量子化学方法的不断完善，同时由于电子计算机的飞速发展和普及，量子化学在材料科学中的应用范围将不断得到拓展，将为材料科学的发展提供一条非常有意义的途径[5]。
二、在能源研究中的应用
（一）在煤裂解的反应机理和动力学性质方面的应用
煤是重要的能源之一。近年来随着量子化学理论的发展和量子化学计算方法以及计算技术的进步，量子化学方法对于深入探索煤的结构和反应性之间的关系成为可能。
量子化学计算在研究煤的模型分子裂解反应机理和预测反应方向方面有许多成功的例子,如低级芳香烃作为碳/碳复合材料碳前驱体热解机理方面的研究已经取得了比较明确的研究结果。由化学知识对所研究的低级芳香烃设想可能的自由基裂解路径，由Guassian98程序中的半经验方法UAM1、在UHF/3-21G*水平的从头计算方法和考虑了电子相关效应的密度泛函UB3LYP/3-21G*方法对设计路径的热力学和动力学进行了计算。由理论计算方法所得到的主反应路径、热力学变量和表观活化能等结果与实验数据对比有较好的一致性，对煤热解的量子化学基础的研究有重要意义[7]。
（二）在锂离子电池研究中的应用
锂离子二次电池因为具有电容量大、工作电压高、循环寿命长、安全可靠、无记忆效应、重量轻等优点，被人们称之为“最有前途的化学电源”，被广泛应用于便携式电器等小型设备，并已开始向电动汽车、军用潜水艇、飞机、航空等领域发展。
锂离子电池又称摇椅型电池，电池的工作过程实际上是Li+离子在正负两电极之间来回嵌入和脱嵌的过程。因此，深入锂的嵌入-脱嵌机理对进一步改善锂离子电池的性能至关重要。Ago等[8]用半经验分子轨道法以C32H14作为模型碳结构研究了锂原子在碳层间的插入反应。认为锂最有可能掺杂在碳环中心的上方位置。Ago等[9]用abinitio分子轨道法对掺锂的芳香族碳化合物的研究表明，随着锂含量的增加，锂的离子性减少，预示在较高的掺锂状态下有可能存在一种Li-C和具有共价性的Li-Li的混合物。Satoru等[10]用分子轨道计算法，对低结晶度的炭素材料的掺锂反应进行了研究，研究表明，锂优先插入到石墨层间反应，然后掺杂在石墨层中不同部位里[11]。
随着人们对材料晶体结构的进一步认识和计算机水平的更高发展，相信量子化学原理在锂离子电池中的应用领域会更广泛、更深入、更具指导性。
三、在生物大分子体系研究中的应用
生物大分子体系的量子化学计算一直是一个具有挑战性的研究领域，尤其是生物大分子体系的理论研究具有重要意义。由于量子化学可以在分子、电子水平上对体系进行精细的理论研究，是其它理论研究方法所难以替代的。因此要深入理解有关酶的催化作用、基因的复制与突变、药物与受体之间的识别与结合过程及作用方式等，都很有必要运用量子化学的方法对这些生物大分子体系进行研究。毫无疑问，这种研究可以帮助人们有目的地调控酶的催化作用,甚至可以有目的地修饰酶的结构、设计并合成人工酶；可以揭示遗传与变异的奥秘,进而调控基因的复制与突变，使之造福于人类；可以根据药物与受体的结合过程和作用特点设计高效低毒的新药等等，可见运用量子化学的手段来研究生命现象是十分有意义的。
综上所述，我们可以看出在材料、能源以及生物大分子体系研究中，量子化学发挥了重要的作用。在近十几年来，由于电子计算机的飞速发展和普及，量子化学计算变得更加迅速和方便。可以预言，在不久的将来，量子化学将在更广泛的领域发挥更加重要的作用。
参考文献：
[1]程新.[学位论文].武汉:武汉工业大学材料科学与工程学院,1994
[2]程新,冯修吉.武汉工业大学学报,1995,17(4):12
[3]李北星,程新.建筑材料学报,1999,2(2):147
[4]闵新民,沈尔忠,江元生等.化学学报,1990,48(10):973
[5]程新,陈亚明.山东建材学院学报,1994,8(2):1
[6]闵新民.化学学报,1992,50(5):449
[7]王宝俊,张玉贵,秦育红等.煤炭转化,2003,26(1):1
[8]AgoH,NagataK,YoshizawAK,etal.Bull.Chem.Soc.Jpn.,1997,70:1717
[9]AgoH,KatoM,YaharaAK.etal.JournaloftheElectrochemicalSociety,1999,146(4):1262
[10]SatoruK,MikioW,ShinighiK.ElectrochimicaActa1998,43(21-22):3127
[11]麻明友,何则强,熊利芝等.量子化学原理在锂离子电池研究中的应用.吉首大学学报,2006,27(3):97.
关键词： 分子生物学 经典实验 教学应用
现代分子生物学在60余年的发展历程中，许多已被公认的理论与机制是通过一些非常著名的经典的实验发现或验证的。比如证明DNA是遗传物质的肺炎链球菌感染实验、噬菌体感染实验；又如DNA半保留复制机制的验证及冈崎片段的发现等[1]。这些实验设计精巧、论述严密，其中有的研究方法现在仍然在分子生物学的研究中使用。通过对这些经典工作的分析与回顾，可以为科研工作者提供解决问题思路提供帮助，也可以帮助本科及研究生在专业学习中了解研究方法，提高对相关理论的掌握程度。在实际教学中，许多教师以对研究实例的分析作为课堂教学的手段[2][3]。
但也有一些实验并不像前述的那些例子那么众所周知，特别是一些学科跨越较大、研究思路或方法已很少应用在现在的科研实践中、非主要的理论成果等的理论证明过程中。这些结论在多数分子生物学的教科书中一般都是一句带过或者根本不提及其研究的过程。但如果仔细分析这样的一些研究论文，则仍然可以从不同角度帮助相关学科学习人员对该研究点的理解与掌握。
本文以三个教学实例为主线，探讨经典实验的分析在分子生物学课堂教学中的应用。
1.提高学生学习的兴趣
生物学科理论知识的学习，尤其是《分子生物学》和《生物化学》，因其研究对象都是在分子水平上，看不见摸不着，很难形成感性认识。而且这两个学科知识涵盖面广，理论框架繁复。特别是《分子生物学》主要讲述分子的结构与作用机制，单纯以传统的课堂讲授的方式授课，会给学生枯燥无味的感觉。另外，《分子生物学》部分内容在初中、高中的生物课程中都或多或少地有所涉及，国内外生物院系的相关专业许多专业基础课如《普通生物学》、《遗传学》等课程也与《分子生物学》有内容重复的地方[4][5]。这些重复的内容给学生“复习”的感觉。而单纯通过增加学习的深度区分这些不同的课程的内容会加重烦躁的情绪。
通过引入一些经典实验过程及其结果分析的内容，可以在很大程度上提高学生对相关领域的兴趣，增进对这部分知识的了解。比如，“DNA是遗传物质”的论点就主要是在几个主要的实验基础上得到最后的确证的。在“分子生物学研究历史”章节中，从最早的核酸发现开始，让学生了解分子生物学发展之初的研究基础与背景，引导他们通过讨论及问答解决“验证什么是遗传物质”这一命题；然后将这一命题的验证过程中包括肺炎链球菌感染实验、噬菌体感染实验等几个重要的实验设计思路、原理、讨论一一阐述，并与学生的思路相比较。通过这种方法，可以有效地把纯粹的理论学习置入该理论产生的时代，通过“侦破”式的线索游戏，提高学生的学习兴趣。
另外，近年来诺贝尔生理与医学奖及化学奖许多奖项都授予了与分子生物学相关的一些工作，如2012年山中伸弥的多能干细胞的诱导等；通过介绍这些工作，既可以提高学生的学习兴趣，又可以把国际上的研究热点与分子生物学的发展方向介绍给他们[6]，[7]。
2.启发学习过程中的创新思维
随着近年来基础教育的改革，学生创新思维不断得到发展，但应试的压力迫使中学阶段的教育在大多数的中学课堂遵循着以往的课堂讲授的方式，学生也更适应“老师讲，学生记”的灌输式的教育方式。如何在本科专业教学中进一步启发学生的创新思维是一项长期任务。
《分子生物学》本身是尚不完善的专业学科，新的知识新的发现和新的研究方法层出不穷。如小RNA的研究是近些年来分子生物学的研究热点[8]。小RNA的干扰作用的研究历史以故事的形式讲述，继而采用启发的方式引导学生讨论这一作用在研究中的应用[9]。通过这一启发过程，学生会充分了解在现代生物学研究中理论与技术的相互促进发展，鼓励他们对已有的知识充分思考，建立基础研究与社会应用间的联系，提高创新思维的主动性。
3.综合不同学科知识，开启学生进入科研殿堂之门
现代分子生物学在研究过程中综合了生物化学、遗传学、物理学、计算机科学等不同学科的技术与方法，目前的生物学研究也需要具备多学科知识的复合型人才。但限于实验条件与各学校的特点，大部分的教学实验室，尤其在多数地方性院校，几乎不可能具备条件让学生接触所有相关的实验过程，比如分子生物学最基本的放射性标记、分子杂交等。让学生知道这些技术、了解这些技术的原理与应用范围，对发展他们的科研思维具有重要意义。但仅通过幻灯片、多媒体等形式只能把这些方法的操作过程或仪器设备展示给学生，而不能让学生了解这些方法具体能做什么、得到什么样的结果、结果如何分析，等等。在经典的一些科研实例中，却不乏综合了多学科知识的精妙设计，对这些实例的分析可以具体地把其中使用的一些方法与技术的作用、结果分析等展示出来。
对于“mRNA的合成方向是5’―3’”这一过程的证明，早期发表的文献中便使用了多种不同的方法[10][11]。包括同位素标记、细菌生长曲线绘制、RNA的提取与纯化、RNA的浓度测定、RNA的碱水解等多种微生物学、生物化学的方法经过两个实验路线被串联起来，简单的方法却得到了可信的重要结论[11]。通过分析，学生认识到科学研究过程中结果讨论的严密性，认识到今天的许多成果与结论得来不易，改变他们“眼高手低”的惰性思想；另外，使他们认识到拓宽知识面在生活、工作中的必要性。
4.提高学生的检索能力和逻辑思维能力
学生自主学习的能力是他们走上社会后应对复杂环境的有力武器，对自主学习能力的培养要贯穿于整个教学工作过程。在教学实践中，一些细心的学生提出的一些有意义的问题，引导他们利用网络和图书馆资源，通过检索相关文献，得出问题的答案；最后与老师的结果对比印证。这种方法在提高学生自学能力的同时，提高了他们文献检索的专业技能，为他们未来的工作提供了一种新的工作方法。
仍以“mRNA的合成方向是5’―3’”这一问题为例。有学生在学习转录一章的内容后，想了解这一结论是通过什么方法获得的。但多个版本的《分子生物学》教学参考书中并没有提及这个问题。通过一些中文搜索引擎，也只能得到一些对这个问题并不确切的回答，只能查阅到在证明这个问题的过程中利用C14标记U。学生提出问题：起始和终止都有U，没办法证明转录的过程就是从5’到3’啊？
这个问题被作为课后作业布置给全班同学。在这个作业中，附带提醒学生注意这一问题作为研究热点所处的时间段，然后针对这个时间段通过学术检索系统检索最权威的文献。结果学生通过谷歌的学术搜索搜到了1960年表的两篇最相关的文献[11]。讨论后经过综合，这一验证过程可以描述如下：大肠杆菌在耗光培养基中所有的U后，0℃培养以放慢其mRNA合成的速度；加入放射性标记的U，在不同的时间点取细菌提取RNA，测定放射性掺入RNA的速度；用碱水解的方法从3’末端水解mRNA，最后检测水解后的单核苷酸及RNA的放射性。如果转录是从3’向5’方向的，那么单核苷酸中的放射性与RNA中放射性的比值会随着细菌培养时间的增加而减小；如果转录是从5’向3’方向，则这个比值会随着培养时间的增加而增加。实验的结果证明转录的方向是从5’向3’的。
通过这个作业，学生了解了专业文献检索中的一些方法，同时对前人工作中的逻辑推理过程也有了一定了解。另外，这个过程还帮助学生回顾了微生物培养中的生长曲线、RNA的生物化学性质等其他相关学科的知识。
总之，在《分子生物学》的教学过程中，充分利用经典实验的分析，可以在多方面强化教学效果，提高学生学习与掌握分子生物学基础知识与技能的能力。当然，这个过程要求任课教师充分了解学科发展历史和前沿，也需要系统的教学参考书籍、教学方案及媒体的支持。这需要一线教学工作者付出巨大努力，结合自己的科研，建立适合分子生物学这一重要的专业课程自身特点的教学方法，为国家与社会的发展培养更优秀的人才。
参考文献：
[1]Weaver.R.F著.郑用琏译.分子生物学[M].科学出版社，2010.
[2]蒋桂林.生物教学中的策略教育[J].生物学杂志，1999，16，（3）：36-36.
[3]李科友，朱海兰.创新理念，培养能力[J].微生物学通报，2011，38，（2）：250-255.
[4]梁顺祥，何涛，李淑娟，等.农林院校《遗传学》与相关课程间教学内容的重复及解决途径[J].遗传，2011，33（9）：1023-1026.
[5]王子健，张超，刘群红.生物化学和分子生物学课程整合的教学探索[J].基础医学教育，2011，13（12）：1061-1063.
[6]张凯，邱念伟.与分子生物学有关的诺贝尔奖简介[J].生物学通报，2012，47（8）：59-62.
[7]王长林，陈岩，魏力军.诺贝尔生理学或医学奖在“普通生物学”教学中的应用[J].微生物学通报，2013，40（011）：2123-2127.
[8]王云，罗勋，刘天骄，等.小RNA的生成机制与功能[J].生物学杂志，2011，28（2）：58-61.
[9]谢兆辉.小RNAs作用机制的研究进展[J].遗传，2009，31（12）：1205-1213.
[10]Maitra U，Hurwitz H.The role of DNA in RNA synthesis，IX.Nucleoside triphosphate termini in RNA polymerase products[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，1965，54（3）：815.
[论文摘要]：对细菌分类学研究的目的简单论述。对分类学研究中的多相分类方法包括经典分类，化学分类，分子分类，数值分类进行了详细的介绍，从而为临床和科研中细菌鉴定方法的选择应用提供参考依据。同时对分类学发展的研究趋势进行了简单的总结。
1.细菌分类学研究的目的
原核微生物系统分类是科学地研究微生物多样性及它们之间相互关系的基础学科[1]。细菌是原核微生物的重要成员，当前主要从两个方面进行细菌分类学的研究，一是为了实用的需要，建立各种细菌的信息库，从而更有效地开发利用细菌资源及有效地控制有害细菌。许多种细菌是微生物药物活性物质的重要来源。包括假单胞菌属(Pesudomonas)、微球菌属(Microcoeeus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、肠杆菌属(Eneturbacetrium)和别单胞菌属(Atleromonas)等。早在1966年，Burkholder从含溴假单胞菌分离到抗生素硝吡咯菌素(Pyornlirtin)[2]。二是建立反映细菌进化关系的自然分类系统，以揭示各种细菌的本质特征和相互关系，丰富生物多样性研究的内容。
2.细菌分类学研究方法
多相分类法是目前广泛使用的细菌分类学方法。在方法学上主要包括以下几种。
2.1经典分类
经典分类主要指依据形态特征和生理生化特征等表观分类学指征进行分类学研究，是多相分类研究的基础。
2.2化学分类
化学分类是根据生物细胞中某些特定化学物质的特征对生物个体进行分类的方法，是细菌属划分的主要特征之一。目前常使用的化学指征包括以下几种。
2.2.1磷酸类脂分析
磷酸类脂与蛋白质、糖等共同构成细胞膜，对于物种运输、代谢及维持正常的渗透压都有重要作用。具有分类学意义的磷酸类脂是：PE、PC、PME、PG和GluNus等五种。
2.2.2脂肪酸组分分析
脂肪酸的链长、双键位置和数量及取代基团在细菌中具有分类学意义。脂肪酸定性分析结果限于属和属以上的分类；脂肪酸定量分析结果可为种和亚种分类提供有用的基本资料。
2.2.3全细胞蛋白电泳分析
高度标准化的SDS-PAGE是对大量密切相关菌株进行比较归类的有效方法，研究证明全细胞蛋白组分和DNA-DNA杂交有很好相关性[3]。此法用于种或种以下分类单位的研究。
2.3分子分类
分子分类是在分子水平上对生物个体的DNA、RNA和蛋白质进行研究分类的方法。目前经常使用的分子指征包括以下几种。
2.3.1G+Cmol％测定
G+Cmol％主要用于验证已建立的分类关系是否正确。通常认为：种内菌株间G+Cmol％相差不超过4％，属内菌株间相差不超过10％。
2.3.2DNA同源性分析
分析DNA同源性的有效手段是DNA-DNA杂交，适用于种水平的分类学。1987年，国际系统细菌学委员会规定，DNA同源性≥70％为细菌种的界限。DNA-DNA杂交常用的方法有液相复性速率法和固相膜杂交等。
2.3.3DNA为基础的分型方法
以DNA为基础的分型方法指可将种分为不同型的技术。其中早期的RFLP，缺点是图谱复杂，难于比较。选用专一识别6－8个碱基序列的限制性内切酶，DN段数量就大大减少的LFRFA被认为是目前分辨率最高的DNA分型法之一。但这样切出的DN段太大，只能用脉冲场凝胶电泳分开。RAPDA、ARDRA、AFLP等技术多用于种水平的研究。
rep-PCR所采用的分类信息来自于全基因组。该方法分辨率高、重现性好，在一定程度上与16SrRNA基因序列比较结果相一致，可作为一种快速鉴定的方法[4]。
2.3.4rRNA同源性分析
现在一般认为，rRNA是研究系统进化关系的最好材料。它广泛存在，功能稳定，由高度保守区和可变区组成。最初人们通过rRNA-DNA杂交和寡核苷酸编目法间接研究rRNA的同源性。DNA-rRNA杂交反映的是属与属以上水平的信息[5]。
研究rRNA同源性最直接可靠的方法是rRNA核苷酸序列分析。目前，以16SrRNA序列分析的应用最为广泛。
2.3.5特异引物PCR
16SrRNA特异引物的设计是建立在大量序列分析基础之上的。若能设计出一系列特异引物，如属特异引物，则菌种筛选过程将大为简化。种特异的引物主要用于鉴定，结合属特异引物联合应用则可能发现新种。
3.细菌分类学发展的研究趋势
今后细菌分类学的发展将集中于以下几个方面：
(1)分析方法的标准化
有研究表明，细菌的脂肪酸、磷脂与醌类组成及含量随着培养条件的变化而不同[71]。所以化学分类必须建立标准化的方法，这样定量才有意义，更准确，更具可比性。
(2)多相分类方法的广泛应用及分子分类法的发展
由于各种分子生物学技术方法在分类学中的应用，细菌分类学家的研究重点已不仅是对某个分类单元的分类鉴定，而是通过分子分类的方法把分类与进化紧密的结合起来。在未来几年内16SrDNA/rRNA作为重要的系统发育分子仍将发挥主导作用，但是其它保守分子将更多的用于系统发育研究，如RNA聚合酶P,HSP60基因，延伸因子Tu,23SrDNA/rRNA,rDNA转录间隔区等。
(3)“在线分类”的发展
现代细菌分类研究越来越依赖于Internet，我们不仅需要大量的分子生物学和系统发育分析软件，更离不开网上丰富的信息资源。因此，Oren和Stackebrandt于2002年提出了原核生物“在线分类”(onlinetaxonomy)的概念[6]。
(4)分类学研究与细菌资源研究结合
很多科研单位己注意到将系统分类与细菌资源的开发研究相结合，例如日本的北理研究所、理化研研究所、明治制药等。
参考文献
[1]宋延龄,杨亲二,黄永青.物种多样性研究与保护[M].浙江科学技术出版社,1998.
[2]BurkholderPR,PfisterMR,LeitzHF.ProductionofapyrroleantibioticbyaMarinebaeterium.AppliedMierobial,1966,14:649-653.
[3]Kersters,K.,Pot,B.,Dewettinck,D.,etal.Indentificationandtypingofbacteriabyproteineletrophoresis.In：PriestPG,Ramos-CormenzanaA,andTyndallBed.Bacterialdiversityandsystematics.NewYork：PlenumPress,1994.
[4]张建丽,刘志恒.链霉菌的rep-PCR基因指纹分析.微生物学报,2004,44(4):281-285.
[关键词] 中药复方；药效成分；思路；方法
[中图分类号] R969.4 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2012）02（c）-0008-03
Advances in study on effective components of traditional Chinese medicine prescription
HUI Tingting1,2 XIA Zhongting2 ZHANG Lanlan2 ZHOU Shuiping2
Tianjin University of Traditional Chinese Medicine，Tianjin 300193, China; 2.Tianjin Tasly Group Co. Ltd., Tianjin 300410, China
[Abstract] This article reviews the researches in recent years about advances in study on effective components of traditional Chinese medicine (TCM) prescription. The methods of effective components of TCM prescription are summarized by checking the recent literature. With the rapid development of various disciplines, a variety of research methods of effective components of TCM prescription are generate，including decomposed recipes, fingerprint, spectrum-effect relationship, serum pharmacochemistry, serum pharmacology, molecular biochromatography, etc. The study of effective components of TCM prescription has promoted the process of modernization of TCM, and plays an important role in the study of TCM prescription.
[Key words] TCM prescription; Effective components; Suggestions; Methods
中药复方具有很好的疗效，但是由于它的药效成分不明确，从而阻碍了中药复方的现代化。中药复方的药效成分一般指单味中药以及中药复方中产生药效的化学成分，即有效成分，如苷类、生物碱、有机酸、黄酮、皂苷等。化学成分研究有助于中药复方药效物质基础突破研究现状，有利于解释中药方剂的配伍规律，以及配伍过程中化学成分的变化规律，为精简方剂、优化制剂工艺和提高制剂质量提供数据支持。在人类与疾病的斗争中中药复方发挥了巨大的作用，因此，中药复方现代化具有十分重要的地位。药效成分研究是其有神奇疗效的秘密所在。因此，复方药效成分研究在中药复方研究中占有重要地位。
1 中药复方药效成分研究的思路
中药复方是在中医药理论指导下，根据临床需要，按照一定的组方原则与方法，由多味中药形成的化学成分组合体。笔者认为，中药复方研究的思路是以药理、药效为导向的化学成分研究，其作用是由这个特定的组合体作用于机体所产生的，而中药药效成分是复方发挥药效作用的物质基础，所以对复方成分，即化学成分的深人研究是中药现代化的关键和核心[1]。近年研究表明，中药复方化学成分并不是单味中药化学成分的简单相加，可能有新成分的产生或可能产生一些其他动态变化。同样，其整体功效也不等于单味药功效的简单相加。因此系统的研究中药复方药效化学成分具有一定的必要性。
目前并没有统一的研究方法，研究者及学者达成一个原则性共识“搁置争议，全面发展”，从中医药特色理论开发，寻求符合中医药特色的中药复方药效成分研究之路。
2 中药复方药效成分研究的方法
2.1 拆方研究
拆方研究是将处方中的中药逐步减去一味或多味中药，观察疗效的变化，逐步缩小研究范围，最终搞清楚必须保留的药味，从中寻找有效成分[2]。
拆方研究主要有3个途径：①确定中药复方中的主要药物或活性物质，熊玉霞等[3]采用试管凝胶法和动态浊度法分别测定泻心汤及其拆方的含药血清体外抗内毒素活性，结果表明泻心汤组方中发挥抗内毒素作用的关键药味是大黄，其次是黄芩，大黄-黄芩为泻心汤抗内毒素的有效药对；②确定发挥增效减毒作用的最佳组合，蔡徐骄[4]研究表明，附子毒性成分的溶出和水解是一个复杂的有机过程，受糖、盐、溶剂和pH等多个因素的综合作用，附子配伍大黄后确实能促进总碱的溶出和醋性生物碱的水解，能够增效减毒；③确定复方药物间的最佳剂量配比关系，敖慧等[5]通过研究小半夏汤治疗化疗后呕吐模型的药效最佳配比，结果表明按1∶2配比效果最佳。通过以上途径，最终达到精简方剂的目的，刘鹏等[6]通过对降脂清肝方及其拆方的研究，证实虽各组肝脂酶（HL）无显著性差异，但丹姜组有升高趋势，可为进一步拆方研究提供依据。
中药复方拆方研究，有助于阐明中药复方的配伍组成原理及作用机制，明确中药复方的药效成分，为提高中药复方制剂质量和指导临床合理用药提供依据，同时也为创新型中药研发以及中医药理论的发展奠定基础[7]。
2.2 中药复方指纹图谱及其谱效关系
中药复方指纹图谱是复方制剂经一定处理后，采用现代的分析手段，表达的色谱、光谱或联用的图谱，用以表达复方化学成分的特征，是中药现代化的突破口与关键技术之一[8]。中药复方谱效学指将复方指纹图谱与药效结果结合起来，将复方指纹图谱中化学成分的特征与复方药效研究联系起来，建立有意义的复方谱效关系，从而反映制剂内在的质量[9]。
杨柳等[10]利用HPLC-DAD建立白芍的高效液相色谱指纹图谱，得到11个共有峰，采用质谱指认了9个峰。该指纹图谱特征性及专属性强，与含量测定结合可用于全面制约白芍的质量。中药质量控制是制约中药发展、走向国际市场的瓶颈。指纹图谱研究是中药质量控制的关键技术之一，可以完善表达中药的整体性特征，为现代中药的质量控制、鉴定提供新的思路和方法，同时为中药复方的药效物质研究奠定基础。窦志华等[11]通过谱效关系分析，研究复方五仁醇胶囊及药材的含药血清指纹图谱，目的是阐明复方五仁醇胶囊保肝作用的药效物质基础，结果表明，主要来自君药五味子所含的木脂素类成分。
中药谱效学是以中药指纹图谱研究为基础，并结合药理药效结果的科学研究。谱效学研究所获得的信息可以进一步阐明与机体相关的主要药效成分，为识别中药复方制剂药效成分研究奠定基础。
2.3 中药血清药物化学和血清药理学
“血清药物化学”和“血清药理学”的概念是由日本学者田代真一首次提出的[12]，该方法主要是用于观测血清中外源性生物活性物质以及这些物质的作用和代谢规律，整体的过程是，给动物灌服中药一定时间后，取其血清进行化学成分分析及其鉴定，并将鉴定出的化学成分进行药理学研究，这样就可以分析出具有药效的化学成分，从而推断出中药复方的药效成分。
常用研究方法即应用HPLC、HPLC-MS、UPLC-MS等仪器，分析动物含药血清中的成分，结合复方的药理药效，研究单个化学成分与复方药效的关系，最终确定复方药效物质基础。Yang等[13]采用光电二极管阵列检测器和质谱技术，研究猪口服补阳还五汤的入血成分，共有45个特征的高效液相色谱峰进行检测，其中9个峰已通过结构鉴定确定为原型成分并且与报道的相关药效成分一致，说明复方入血成分与药效成分具有一定的相关性。可见从中药复方的入血成分探讨其药效成分的方法是可行的。王宁宁等[14]通过研究给药后癫痫大鼠血清对离体海马脑片的作用，观察含药血清对癫痫大鼠海马脑片场电位的影响。结果表明，给癫痫大鼠灌胃中药复方提取液后，从眼眶静脉取出的含药血清均能使癫痫大鼠海马脑片诱发场电位的幅度明显下降，同时场电位恢复正常的时间也明显缩短（P ＜ 0.05），进而表明复方中药能降低癫痫大鼠海马脑片诱发场电位的幅度，证明该复方中药具有抗癫痫作用。
血清药理学和血清药物化学的提出，建立了新的复方药效评价体系，有助于中药复方药效成分的深入研究，为中药复方的二次开发提供了一种新的方法。
2.4 分子生物色谱
分子生物色谱技术在20世纪中后期问世，它的固定相是一种固着在色谱载体上的生物活性的材料作固定相，这些生物活性材料可以是活性细胞膜、活细胞，甚至活性大分子等，主要是研究药物与生物大分子、靶体或细胞间相互作用的一种色谱系统[15]。
Wang等[16]对中国传统处方龙胆泻肝汤进行全面的二维生物色谱指纹图谱分析，主要采用人血清蛋白柱和反向高效液相色谱，并结合HPLC-APCI-MS将中国传统处方龙胆泻肝汤与人血清蛋白相互结合的化合物进行分离分析，鉴定出了19种活性成分。结果表明，天然产物的生物指纹图谱分析可使用全面的二维生物色谱系统对其进行研究。Wang等[17]制订了一个全面的二维HPLC系统与固定化脂质体色谱（ILC）与RP柱串联，用于复方龙胆泻肝汤膜渗透性化合物的筛选和分析。结果表明，制订的全面二维色谱系统可识别复杂的矩阵，如传统的中医方剂提取物的膜渗透性的天然产品。
分子生物色谱技术与生物医学相结合，产生了许多新的技术与方法，并进一步推动了中药复方物质基础研究，从而为其走向国际市场鉴定了基础。
3 讨论
中医药是中华民族几千年历史和文化沉淀的巨大财富，具有广阔的市场。中医药讲究天人合一，目的是提高生命质量，与西药相比，其副作用小，疗效稳定，然而其作用机制无法明确解释，从而阻碍了中医药推向国际市场。中药复方药效成分研究可以明确中医药治疗疾病的物质基础，中药复方物质基础是复方具有神奇疗效的秘密所在。
近年，各个学科的飞速发展，例如细胞生物学、计算机技术、基因组学、蛋白质学等，使得中药复方药效成分研究产生了许多新的技术与方法，推动了中药现代化发展的历史进程。随着多学科的相互渗透以及不断的深入研究，产生了许多研究中药复方的新思路与新方法，并且进一步完善了传统中医药的相关理论，使中药复方的作用更明确，疗效更佳，配伍、剂量以及工艺等更科学。采用科学的方法研究复方，解开中医药神秘的面纱，从而使中药复方研究走向科学、面向世界，真正让中医药在人类对抗疾病的过程中做出巨大的贡献。
[参考文献]
[1] 刘建勋，任钧国.中药复方作用物质基础研究探讨[J].中药研究与信息，2004，6（12）：8-11.
[2] 李伟东，蔡宝昌.中药复方研究思路的探讨[J].中药新药与临床药理，2004，15（3）：216-218.
[3] 熊玉霞，孟宪丽，张艺，等.泻心汤及其拆方抗内毒素作用研究[J].中药药理与临床，2007，23（1）：7-9.
[4] 蔡徐骄.附子配伍大黄减毒增效物质基础初步研究[D].成都：成都中医药大学，2007.
[5] 敖慧，李生茂，蒲强红.小半夏汤治疗化疗后呕吐模型的药效最佳配比研究[J].辽宁中医杂志，2010，23（8）：1608-1610.
[6] 刘鹏，徐宗佩，任永丽，等.降脂清肝方及其拆方对脂肪肝家鸭FFA、LPL、HL的影响[J].实用中医药杂志，2007，23（9）：550-551.
[7] 吕祥，李柏.中药复方拆方研究进展[J].中国中医药信息杂志，2008，15（10）：105-106.
[8] 侯小平，何新新，苏薇薇.中药指纹图谱质量控制技术[J].中药材，2001，24（5）：370-371.
[9] 何毓敏，张长城，袁丁.探讨基于谱效关系的中药质量评价的物元分析新方法[J].中草药，2009，40（8）：1182-1185.
[10] 杨柳，许舜军，田润涛，等.白芍的高效液相色谱指纹图谱研究[J].药学学报，2007，41（1）：71-74.
[11] 窦志华，罗琳，丁安伟，等.复方五仁醇胶囊含药血清指纹图谱与保肝作用的谱效关系[J].第四军医大学学报，2008，29（2）：116-118.
[12] 王喜军，张宁，孙晖，等.六味地黄丸的血清药物化学研究[J].中国天然药物，2004，2（4）：219-222.
[13] Yang D，Cai S，Liu H，et al. On-line identification of the constituents of Buyang Huanwu decoction in pig serum using combined HPLC-DAD-MS techniques [J]. Journal of Chromatography B，2006，831（1-2）：288-302.
[14] 王宁宁，李月，姜明燕.血清药理学方法研究复方中药对癫痫大鼠离体脑片的作用[J].中药材，2008，31（4）：573-575.
[15] 方艺霖，张艺，肖小河，等.细胞膜色谱技术用于中药活性成分筛选的研究进展[J].中草药，2008，39（7）：1119-1121.
[16] Wang Y，Kong L，Hu L，et al. Biological fingerprinting analysis of the traditional Chinese prescription Longdan Xiegan Decoction by on/off-line comprehensive two-dimensional biochromatography [J]. Journal of Chromatography B，2007，860（2）：185-194.
关键词：bf生物膜；cbm仿生膜；cs细胞；脂双层；膜的制备
依据生物膜的双层脂膜结构的这种特殊结构，采用人工膜进行较易操作的实验做离体实验研究的方法，是不断深入掌控生物膜基本功能的重要研究方法之一。现在常用的两种人工膜模型，平板双层磷脂膜（BLM）和球形脂质体（Liposome）可以说是自然生物膜结构的充分体现。生物体生命活动的基本过程是以电荷为载体与生物膜结构息息相关的。用电化学的理论、方法和技术进行模拟生物膜功能的研究是认识生命活动最直接和明确的途径，模拟生物膜的电化学研究是近期生物电化学研究发展的必然。仿生膜的研究对生物膜研究具有极其显著的理论和应用价值，特别是膜的制备方面的相关问题研究。文章从多种途径，研究仿生膜制备的方法，列举了具体的制作过程，具有极大的现实指导意义。生物膜是细胞内膜和细胞外膜的统称，此外还包括高等动物体内的复合膜。生物体生命在进化过程中，膜的出现具有特殊的意义，质膜的形成是非细胞生物（如病毒、噬菌体）与细胞生物的一个重要分界点，细胞内膜体系的发展是细胞生物从低级向高级进化的反映。现代科学研究表明，生物膜特有的脂双分子层结构和DNA双螺旋结构、蛋白质a-螺旋结构一样，都是生命体系的基本结构，是细胞的重要特征之一。生物膜维持着细胞内各部分的结构有序性，它关系到细胞内的能量代谢转换、蛋白质等大分子的生物合成、细胞和外界环境的物质交换及信息传递等重要过程，因此，生物膜结构既是细胞结构的基本形式，也是生命活动的主要结构基础。总之，寻找新的仿生膜合成方法是当代科学家们理应担当的艰巨的研究任务，可以说，仿生膜制备方法的发展是仿生膜发展及对生物膜研究的基础。
1 生物膜
1.1 生物膜的组成原料
大量研究已表明生物膜基本原料是由水和类脂、蛋白质、糖（糖蛋白、糖脂）等组成，此外还有少量的核酸和无机离子[2]。脂类是一些不溶于水而溶于有机溶剂的大分子，在膜中主要起基础结构作用，其流动性可辅助蛋白质发挥功能，脂的极性端参与生物膜的相互作用，有少数几种脂类还参与信息的传递过程。多数膜蛋白是酶、受体或通道，具有一定的生物学功能，在细胞与外界的相互作用及物质和信息的交换中起着重要的作用。糖类多以复合物形式存在，通过共价键与某些脂类或蛋白质组成糖脂或糖蛋白。类脂和蛋白质是生物膜的主要成分，约占膜总重量的80%，水占膜总重量的15-20%。在不同的细胞中或在同一细胞不同的细胞器中以及不同的细胞膜层中，类脂和蛋白质比例相差很大。膜的蛋白质含量与细胞的代谢、吸收、分泌等生物活性有关。一般来说，功能越复杂多样的膜，所含蛋白质的种类越多，所占重量的比例也越大。
1.2 生物膜的结构（流动镶嵌模型）
70年代Simger和Nicolson[3]提出的细胞膜流动镶嵌模型至今仍被普遍采用（图1）。
该模型强调了生物膜的动态结构，特别是流动性和不对称性。其特征有五点：（1）类脂分子特别是磷脂分子是构成细胞膜的基本物质；（2）类脂分子以双分子层方式排列，其极性端朝向膜外；（3）蛋白质分子镶嵌在脂双层中；（4）类脂的各种成分在膜内外的分部是不对称的，膜蛋白的分布也表现高度的不对称性；（5）细胞膜不是静止的，而是流动的。类脂和蛋白质可以在脂双层内进行多种形式的运动。
1.3 生物膜的性质和功能组成
1.3.1 生物膜的性质
主要体现在脂双模的稳定性，生物膜脂双层的非对称性，膜的电惰性与可修饰性，相变温度，膜的通透性，膜的流动性，膜的多型性。
1.3.2 生物膜的功能
主要包括细胞膜的屏障作用，细胞膜的物质运输作用，细胞膜的受体作用，融合作用，细胞膜的信息传递作用。
2 模拟生物膜的模型
50年代末，Muller.P等人[1]在水溶液间成功形成自组装Planar Bilayer Lipid Membrane（简称BLM膜），这种膜与生物膜的组成和结构相似，因此可作为生物膜的模型用于各种研究。BLM膜与后来相继出现的各种模拟生物膜（包括L-B膜，支撑的BLM膜）为我们提供了研究生物膜的有效手段。如今，生物膜研究已经成为综合生物学、化学及物理学的跨学科工程。它的成就已在生物化学、细胞生物学、药理学等领域起到不可估量的作用。特别是70年代以来，各种物理化学新技术、新方法的应用使生物膜的研究已经深深地渗入到电化学、生物化学、生物物理学、分子生物学、生理学、病理学等各个学科领域，并极大地推动这些学科的发展。实际上，生物膜研究已成为分子生物学中最令人瞩目和最活跃的研究领域之一。
2.1 传统的类脂双层膜
实验中，传统的BLM是通过把类脂溶液铺展在界于两种不同水溶液间憎水部分的小孔上形成的。这种方式由Muller等在60年代首先报道。由此方法形成的BLM，其性能的变化如电势、电容及电流很容易由放置于膜另一侧的参比电极所测得。直到今天，这种传统的方法仍然是最简单可行的技术。
2.2 支撑的类脂双层膜
2.2.1 固体支撑的自组装类脂双层膜（s-BLM）
固体支撑的自组装类脂双层膜（s-BLM）克服了传统BLM膜稳定性不能持久的缺点，为发展实用的生物传感器提供了可能。这方面的工作可追溯到70年代，Mountz等[10]把具有一定强度和尺寸的类囊体膜作为模型系统用作太阳能转换装置。后来又发展了金属[11]、导电SnO。玻璃[12]、凝胶[13，14]等固体支撑的自组装类脂双层膜。
80年末，Tien及其合作者[15，16]发现可在金属（金、银、铂、不锈钢等）的新生表面上自组装形成类脂双层膜（s-BLM）。
2.2.2 固体支撑的自组装杂化类脂双层膜（s-HLM）
80年代初，Tscharner和McConnell[17]首先制备出烷基化的疏水基底支撑的双层膜。他们是根据Sagiv[18]在自组装单层中的工作，先将玻璃片用硅烷烷基化，再沉积上磷脂单层，其中关键是玻片的预处理。磷脂单层用L-B法制备，采用“dipping”方式将玻片从上向下，浸入水面上铺有磷脂单层的槽内，即形成硅烷/磷脂双层。1984年Horn[19]将新解理的云母片浸入含有脂质体的溶液中，脂质体会先吸附于云母片上，然后打开（一般采用带负电的磷脂制备脂质体，加入少量Ca2+以促进脂质体打开），最后完全铺展于云母片上形成双层。80年代中期，McConnell[20]等将玻片和石英片经亲水处理或烷基化处理后，采用L-B法连续两次将磷脂单层沉积到基底上，形成双层脂膜，这种方法可以使用所有种类的磷脂，也能将功能性物质在L-B膜池中重组入单层后带入脂双层。1991年Kalb等采用类似的方法将石英片亲水处理，然后用L-B膜法拉上磷脂单层，使石英表面烷基化，再将此石英片泡在磷脂泡囊中，就可以形成双层脂膜，其成膜过程如图2所示。另外在玻璃珠上、在亲水的聚合物上都成功地制备出支撑双层脂膜。
由于自组装烷基硫醇的高稳定性和容易使金属表面烷基化，在金属基底上制备烷基硫醇/磷脂双层膜也日益引起人们的重视。90年代初，Stelzle等首先报导采用自组装方法制备出金表面上的硫醇单层，然后将磷脂单层通过脂质体吸附并铺展于硫醇烷基化的金表面上，形成支撑双层膜。除了采用泡囊吸附的办法和L-B膜法外，Florin和Gaub报导了一种更为简单的方法――涂抹法，将磷脂的癸烷溶液直接涂抹在硫醇烷基化的金电极表面，几分钟后，在电化学池中±100mV的电位窗内连续扫描以促进磷脂单层的形成，并用光学显微镜观察了膜的形成过程。
2.3 脂质体
脂质体是由Bangham博士在剑桥大学首次发现并命名的，并于60年代中期在分子生物杂志上发表。脂质体是由类脂组成的双分子空心球。当类脂分散在水中时，类脂由于其固有的特性，在水中自发地形成空心的双层球，在球的中间可加载亲水成分，而在双层膜中间可加载脂溶性成分。现在类脂应用最多的是卵磷脂。脂质体根据其形态可分为三种：多层脂质体（MLV）、大的单层体（LUV）和小的单层体（SUV），这一般取决于制备工艺。其基本结构如图3。
2.3.1 固体仿生膜的制备方法
与传统的物化合成方法相比，膜的仿生合成具有以下特点：可以在较低的温度下以较低的成本制备膜材料；通常不必进行后续处理就可以获得致密的晶态膜；能制备厚度均匀、形态复杂的多层膜；由于仿生膜的微观结构易于控制，因此可以仿生制备具有纳米结构的膜材料。合成具有生物活性的仿生膜材料是许多化学家和生物学家追求的目标，对于仿生膜的制备，已经有了一些较为成熟的方法，其主要方法有自组装成膜法、LB膜法、接枝改性法、原位聚合法、烧铸法、化学气相沉积法（CVD）、分子沉积法。
2.3.2 仿生膜的合成
以有机大分子组装体引导下制备完整、均匀的无机膜为研究目标，以两亲性有机大分子──十六烷基三甲基溴化铵（简称CTAB）和硅源──正硅酸乙酯（简称TEOS）为原料，研究了影响仿生膜生成的关键因素，在有机大分子组装体引导下合成了完整的无支撑仿生膜，从研究发现影响仿生膜生成的关键因素有：pH值对成膜的影响，CTAB初始浓度对成膜的影响，CTAB/TEOS配比对成膜的影响。
3 结束语
实验以正硅酸乙酯为硅源、CTAB有机大分子的组装体为模板制备仿生合成膜的过程进行。初步研究结果，首先，溶液pH值、CTAB初始浓度、CTAB/TEOS配比对仿生合成膜的生成有显著影响。实验范围内优选的操作条件为：CTAB：TEOS：H2O（摩尔比）=0.08：0.07：120，pH=0，CTAB初始浓度0.037mol・L-1。在优选条件下，制成了表面完整、有弹性、结构呈梯度分布的仿生合成膜。其次，例举一些仿生膜的制备方法供读者参考。
参考文献
[1]P.Muller，D.0.Rudin，H.T.Tien，W.C.Wescott，Nature 1962，194：979-980.
[2]杨铭.结构生物学与药学研究[M]科学出版社，2006：142-162.Yang Ming， structural biology and pharmaceutical research，science press， Beijing， 2006：142-162.
[3]S.J.Singer，G.L.Nicolson，The fluid mosaic model of the structure of cell membranes：Cell membranes are viewed as two-dimensional solution of oriented globular proteins and lipids，Science 1972，75：720-731.
[4]I.Langmuir，J. Am.Chem.Soc，1917，39：1848.
[5]D.B.Blodgett，J. Am.Chem.Soc，1935，57：1007.
[6]G Roberts，Langmuir-Blodgett Films.Plenum Publishing Corporation，1990.
[7]G.C.Robert，Adv.Phys.1985，34：475.
[8]J.D.Swalen，J..Mol.Electronic.1986，2：1557.
[9]S.H.Chen，W.C.Frank，Langmuri，1989，5：978.
[10]J.R.Bolton，Solar Power and Fuels，New York：Academic Press.1977：167.
[11]H.T.Tien，Adv.Mater，1990，2：316.
[12]A.L.Ottova，T.Martynski，A.Wardak，H.T.Tien，In：Brige R.Molecular
Electronics and Bioelectronoics.Adv.Chem.Serirs，Washington，DC：ACS，1994，240：439.
[13]X.D.Lu，A.L.Ottova，H.T.Tien，Bioelectrochem.Bioenerg.1996，39，275.
[14]M.Uto，M.Araki，T.Taniguchi，S.Hishi，S.Inoue，Anal.Sci.1994，10，275.
[15]A.Wardak，H.T.Tien，Bioelectroehem.Bioenerg.1990，24：1.
[16]H.T.Tien，Z.Salamon，Bioelectrochem.Bioenerg.1989，22：211.
[17]v.v.Tscharner，H.M.McConnell，Physical properties of lipid monolayers on alkylated planar glass surface，Biophys.J.1981，36：421-427.
[18]J.Sagiv，Organized monolayers by adsorption.I.Formation and structure of oleophobic mixed monolayer on solid surfaces，J.Am.Chem.Soc.1980，102：92-98.
购物车(0)