生物研究的基本方法篇1
【关键词】哲学；基本问题；社会科学
社会科学是用科学的方法，研究人类社会的种种现象的各学科总体或其中任一学科，包括经济学、政治学、社会学、历史学等。社会科学的研究，与哲学有着生死相随的紧密联系。哲学为社会科学的研究提供世界观和方法论的指导，确立了一般性原则。马克思主义哲学，作为彻底的、实践的、科学的唯物主义哲学，为社会科学研究确立了科学的一般性原则。
一、社会科学研究一般性原则的理论基础――哲学基本问题
马克思主义哲学认为，劳动实践是人的本质属性，也是社会的本质属性。人在劳动实践中与自然界和其他人发生相互联系，形成社会关系，构成了人类社会存在的必要因素。社会科学把人类社会作为研究对象，实际上是研究人在劳动实践中的各种现象和问题。可见，马克思主义哲学为社会科学研究提供了科学的世界观和方法论。在马克思主义哲学的视野中，人的劳动实践，即认识世界和改造世界的活动，是遵循一定的基本原则和规律的，因而社会科学也存在一般性原则，并且与哲学基本问题的原则一脉相承，也就是说，社会科学的一般性原则体现在马克思主义哲学在哲学基本问题上科学立场。恩格斯明确指出：“全部哲学，特别是近代哲学的重大的基本问题，是思维和存在的关系问题”。[1]因而，思维与存在的关系问题所包含的内容就是社会科学一般性原则的基本内容。
1.社会科学研究的唯物主义原则。哲学基本问题的第一个方面是精神与物质的本源问题。对这一问题的不同回答是唯物主义和唯心主义的分水岭。唯物主义哲学认为，物质是第一性的，精神是第二性的，世界的本源是物质，精神是由物质所派生的。在现实社会中，人是以劳动实践区别于动物而显示其社会存在的，人类社会存在的各种现象，从根本上说，都是人的劳动实践产生的。我们可以从三个方面理解这一观点：第一，生产力水平从根本上决定着社会经济、文化、政治等各个领域的基本状态；第二，社会的经济基础决定着上层建筑；第三，人民群众是历史的创造者，是社会的主体。马克思主义哲学的基本立场为社会科学树立了第一个科学的一般性原则，即唯物主义原则。
2.社会科学研究的辩证性原则。哲学基本问题的第二个方面，是如何理解世界的存在状态以及用什么样的思维方法来把握世界。辩证法认为，世界是普遍联系和发展的，世界的任何事物都不是孤立存在的，也不可能是静止的，而是与其他事物相互联系的，并且不断运动变化的。在马克思主义哲学中，辩证法与唯物主义是统一的。虽然物质是世界的本源，精神由物质派生，但是精神反过来也会影响物质，人们的社会意识也会对社会存在起着巨大的反作用。这一基本问题反映在在社会历史中就具体体现在生产关系对生产力的反作用上。当生产关系适应生产力的发展要求时，就会对生产力的发展起到推动作用。反之，当生产关系不适应生产力的发展时，就会成为生产力发展的障碍。哲学基本问题的第二个方面为社会科学研究树立了第二条基本原则，即辩证性原则。
3.社会科学研究的实践性原则。实践是马克思主义哲学的基础。马克思在批判费尔巴哈旧唯物主义时指出：“全部社会生活在本质上是实践的……哲学家们只是用不同的方式解释世界，问题在于改变世界。”[2]马克思主义哲学发现，物质生产活动是人类的第一个历史活动，生产实践既是人与自然之间物质变换的过程，又是人与人之间互换活动的过程，同时还是人与自然之间物质和观念的变换过程。[3]哲学基本问题，即思维与存在关系问题，实际上是建立在实践的基础之上的，可以说马克思主义哲学的最大特点就是其实践性。运用马克思主义哲学认识世界、改造世界的基本要诀就是必须从人的实践活动出发分析问题、解决问题。
马克思主义哲学的实践特性为社会科学研究提供了第三条一般性原则，即实践性原则。社会科学研究的实践性原则是唯物主义原则与辩证性原则统一的基础。社会科学研究的唯物主义原则强调物质对于人的意识的决定性作用、经济基础对于上层建筑的决定作用、人民群众在社会历史中的主体地位，辩证性原则强调社会各个事物之间的相互联系，而实践性原则贯穿于前两种原则之中，成为这两种原则融合统一的基础。物质与意识、经济基础与上层建筑、人民群众与社会历史，都是因为人的劳动实践而相互联系、相互影响的，因为人的社会存在方式就是劳动实践，没有人的社会存在就没有社会的存在，也就没有社会科学这个概念。因此，离开了劳动实践，唯物主义原则和辩证性原则就都将不存在；有了劳动实践，唯物主义原则和辩证性原则就具有统一性，统一于人的劳动实践。
二、社会科学研究一般性原则的方法论基础――世界观、历史观、整体观、发展观
社会科学研究一般性原则是马克思主义哲学对社会科学研究的方法论指导。具体说来，社会科学研究的方法论主要受到马克思主义的世界观、整体观、历史观和发展观的指导。世界观是人们对整个世界即对自然、社会和思维的根本看法，历史观是世界观的一个重要组成部分。世界观不仅是认识世界和改造世界的指导思想，同时也是社会科学进行研究的科学方法，而社会历史观则是社会科学研究的基础。社会科学的研究只有以正确的世界观作为选择方法的指导思想，才能坚持唯物论、排除主观先验论；才能从特殊中把握普遍性、从复杂现象中把握本质规律；才能坚持历史方法与逻辑方法的辩证统一。整体观是指从全局考虑问题的观念。作为整体的客观事物是一个有机的系统的结构体系，包含着物质多样性、丰富性。因此，作为反映这一整体性的人的观念有整体与局部、整体与层次、整体与系统、整体与个别、全面与片面等哲学范畴。社会科学的研究只能以整体之中的某一局部、某个层次或系统中的某个方面作为研究对象，但社会科学研究同时遵循着整体性原则。发展观是指物质世界的一切事物、现象及其在思维中的反映，由简单到复杂、由低级到高级、由旧质到新质的有规律的运动和变化过程。发展观是马克思主义科学辩证法的基本观点，它是世界观理论体系中的一个重要组成部分，也是社会科学研究的重要方法。
马克思主义哲学是世界观和方法论的高度统一。马克思主义的世界观，包括历史观、整体观和发展观，为我们在社会科学研究中遵循辩证唯物主义、历史唯物主义、实践唯物主义基本原理提供了具体的方法论指导和运用这些原理时的基本规范，实际上就从方法论上为社会科学研究确立了一般性原则。在社会科学研究中，坚持马克思主义的世界观、历史观、整体观和发展观，是坚持社会科学研究一般性原则的基本前提和方法论基础。
【参考文献】
[1]马克思恩格斯选集（第4卷）[m].人民出版社，1995：223.
生物研究的基本方法篇2
关键词：高中生物；研究性学习；方法
中图分类号：G633.91
现行的高中生物教材对于实验教学这一块，较以往的老教材相比有了重大的突破。根本就在于增加了学生动手能力和实践能力的培养项目。比如“媒体针对生物科学技术的报道”、“被子植物花粉管的观察探析”、“人类的遗传病探析”等等贴近实际生活的教学版块，在教学方法上主张培养学生研究性学习的能力。高中生物研究性学习的开展，有效地打破了传统生物教学死板单一的模式，对于学生实际能力的提高具有很大的作用。
一、学习内容的选择
高中生物研究性学习的开展，是基于一定的总体原则指导下的，具体可以分为五项基本原则：
（一）需要性原则
对于研究性学习内容的选择上，首先要遵守需要性原则。一切研究开展的目的是为了更好地认识事物，处理事物，并且为人类的生存发展提供技术支持和保障。研究性学习要选择那些人们看得见、摸得着、用得上的项目进行研究，这样可以更好地实现生物研究的价值。
（二）开放性原则
高中生物研究的内容要是开放的、广泛的，不能只局限某个领域的某项实验，要结合当今生物界的整体发展方向，对于研究内容进行选择。
（三）实践性原则
高中生物研究性学习不是简单的课后作业，靠的是学生切身参与到研究学习的所有阶段，不能简单地糊弄了事，要让学生在研究学习的过程中提升自己的实践能力。
（四）新颖性原则
事物都处在不断变化发展之中，为了更好地适应社会的发展，在研究内容的选择上要与时俱进，注重创新。
（五）可行性原则
高中生物研究性学习内容的选择要以可行性原则为基础，不能天马行空的发挥想象，从实际出发，对最贴近学生本身的内容进行着手。
二、学习的基本方法
在坚持上述基本原则的基础上，高中生物研究性学习还要讲求科学的方法，这样才可以切实提高学生的实践能力，增加学生的认识。
（一）观察与实验法
观察与实验法是进行生物研究最基本的方法。观察法就是通过肉眼直接观看或是借助仪器细致观看的方法，对所研究的事物或者现象进行仔细的、直观的认识，比如对植物的花粉管研究时的仔细观察。实验法就是参杂人为因素，对所研究的事物和现象就行干预并获得相关数据，通过数据得到研究结果。比如在研究生长素对于植物发育的影响时人为的对植物添加生长素，以此来获得实验结果。
（二）调查法
调查法也是研究性学习常见的方法之一。顾名思义，就是学生依靠各种方式对所研究对象的调研、考察，并且结合相关的理论，从而得到研究结果。这主要适合研究范围较大的使用。例如研究人类遗传病，就需要做大量的调查记录才能获得较为有代表性的结果。
（三）文献法
文献法本质上属于调查法。但是由于它主要是针对各类历史文献进行的调查，所以可以自成一法。学生在研究学习过程中，通过翻阅相关内容的文献资料，既可以指导自身的研究活动，又可以丰富自己的理论知识。此外，对于时间较长的文献，由于事物的变化发展，可能在数据上偏离真实水平，这时也可以起到纠正的作用。
（四）比较与分类法
生物研究结果的最终得出，往往是通过多次重复实验的结果，而每次实验的数据对比就显得尤为重要，要尊重事实，对实验的结果进行记录对比，保证实验的客观性与准确性。另外，为了使研究学习更加富有代表性，常常会将实验的对象内容进行分类。
三、学习的实施过程
（一）确定研究课题
在研究课题的确定上，要注重和老师的合作。要在老师的指导下，坚持研究性学习的几项基本原则，结合学校或学生的实际情况，经过讨论之后确定研究课题。课题的选择最好是与学生学习生活息息相关，并且从小问题进行着手，这样实施起来效果会事半功倍。比如食堂中的饮食问题等。
（二）搜集资料并制定研究计划
在成功确定了研究课题之后，成立课题小组，由课题小组围绕研究课题先行收集研究资料，为研究课题制定方向、目标以及研究计划。计划中要尽可能符合生物研究的规范，名称、目的、内容、步骤、预期等等都要体现在书面计划上，为研究学习的具体实施提供基础。
（三）分析资料并实施研究计划
上述准备工作均已顺利做好后，就要进行实质性的研究。首先要结合搜集的资料，对此次研究内容进行系统的分析，把所有能想到的可能出现的结果都要预测到，对于超出自己知识水平能力范围的要及时与老师沟通，做到不盲目、不回避，细致认真地做好资料分析与知识储备，并按照研究计划，一步步的实施。比如在研究生长素对植物生长的影响过程中，综合分析可能出现的结果，可能是促进植物生长，也可能是损害植物生长，还可能是不影响。在实验过程中，要重视过程，重视体验，在相同的条件下滴入不同剂量的生长素，观察植物生长的变化，并将这些变化详细的记录在案。
（四）撰写研究报告
研究报告是整个研究实验的集中体现，学生在研究结束后，要及时总结实验结果，撰写研究报告。报告内容要实事求是，不能弄虚作假，报告格式上要符合相关的规范。比如在研究人群中的传染病的报告上，要结合研究小组的调查统计，将各种传染病的比例、传染方式、传染几率等都要详细的体现出来，并且要提出如何预防在人群中被感染的方法和建议。
总结：
现在高中生物教学，一方面要向学生讲解足够的理论知识，另一方面要提供给学生足够的实践平台。开展研究性学习是提高学生实践能力、深化学生理论知识的有效途径。在高中生物开展研究性学习的过程中，老师要做好学生研究性学习的指导工作，注意保护学生的人生安全。在坚持开放性、需要性、新颖性、可行性等基本原则的基础上，制定详细的计划，并认真的实施，科学的总结，这样，学生才能在生物学习上不断提升自己。
参考文献：
[1]杨雄珍.关于研究性学习的理解与实践[J].广西教育，2011，（08）.
[2]招清.研究性学习中存在的问题及其解决对策[J].教育探索，2011，（01）.
生物研究的基本方法篇3
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4
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5
关键词：代谢组学；中医证候；应用
中图分类号：R2-03文献标识码：a文章编号：1673-7717(2012)01-0149-03
ReviewonapplicationofmetabonomicsinResearchofSyndromeandSymptomoftCm
HonGJing,LiFufeng,wanGYiqin
(SyndromeLaboratoryoftraditionalChinesemedicine,ShanghaiUniversityoftCm,Shanghai201203,China)
abstract:metabonomicsisanewdevelopingomicsaftergenomics,transcriptomicsandproteomics.metabonomicswhichbecomesoneoftheeffectiveapproachesformodernobservationsontraditionalChinesemedicine(tCm)iswidelyappliedforstudyingsyndromeandsymptomoftCm.thisreviewsummarizedtheapplicationsofmetabonomicsforstudyingsyndromeandsymptomoftCminlasttenyears.
Keywords:metabonomics;SyndromeandsymptomoftCm;application
代谢组学是一门对生物体内所有代谢物进行定量分析，并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系，揭示机体生命活动代谢本质的科学，其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。中医证候是通过中医四诊获取的基本信息，概括人体在病程中某一时间段的病理状态。因此，通过祖国医学对人体所处证候的分类研究，用代谢组学方法对生理病理信息进行分析，认识人体的状态特征，从更深层次沟通中西医两种医学体系，是实现中医学证候现代化的有效途径之一。现将代谢组学在中医证候本质研究中的应用概况论述如下。
1代谢组学
1.1概况
国际“代谢组学之父”、英国帝国理工大学JeremyK.nicholson教授基于长期对生物体液的研究，于1999年提出了代谢组学的概念：定量测量生物系统对病生理刺激和基因修改所做的与时间相关的多参数代谢应答[1]。从健康到病理改变，从体质到证候，人体的代谢产物会随之发生动态变化。所以，利用代谢组学研究人体代谢物组，可以用于疾病的诊断和中医证候的判断。
1.2研究方法
代谢组学的研究一般包括代谢组数据的采集、数据预处理、多变量数据分析、标记物识别和途径分析等步骤。生物样品(如尿液、血液和培养液等)采集后进行生物反应灭活、预处理。运用核磁共振、质谱或色谱等检测其中代谢物的种类、含量、状态及其变化，得到代谢谱或代谢指纹，再使用多变量数据分析方法对获得的多维复杂数据进行降维和信息挖掘，并研究相关代谢物变化涉及的代谢途径和变化规律，以阐述生物体对相应刺激的响应机制、发现生物标记物[2]。
1.2.1生物样本采集血浆或血清、尿液、粪便提取物、舌苔液、唾液，以及生物组织样品等各种生物体液，都是代谢组学的生物样本。王全军等[3]研究Z24染毒大鼠血浆的代谢表型改变，及其与组织病理、血液生化指标的相关性，探讨代谢组学在药物毒性早期筛选中的应用。雷荣辉等[4]运用代谢组学检测纳米铜染毒大鼠的血清代谢成分变化，结合常规血液生化和组织病理学检查，寻找损害早期的代谢标记物，揭示血液代谢表型变化与纳米铜靶器官损害间的关系。王勇等[5]研究三聚氰胺对儿童尿液代谢的影响，阐明代谢组学能应用于三聚氰胺导致的代谢异常研究，以及三聚氰胺导致肾损伤的无创检测。
1.2.2测定方法完成生物样本采集后，需要对代谢产物进行测定。纵观诸多文献，色谱、质谱（mS）、核磁共振谱（nmR）、红外光谱、电化学检测等都被广泛应用于代谢组学的研究中。其中，色谱-质谱联用、nmR成为最主要的测定方法。黄强等[6]概括了色谱-质谱联用技术在代谢组学中的广泛应用，分别介绍了气相色谱-质谱联用(GC-mS)、液相色谱-质谱联用(LC-mS)、毛细管电泳-质谱联(Ce-mS)，以及基于色谱-质谱联用技术的代谢组学数据处理。危阳洋等[7]基于核磁共振(nmR)代谢组学方法，研究甲亢患者和健康人群的血清和尿液特征代谢物。
1.2.3多变量数据分析方法基于代谢组学得到的海量信息，主成分分析（pCa）、偏最小二乘法-判别分析(pLS-Da)、非线性映射（nLm）、聚类分析（HCa）、人工神经元网络(ann)等模式识别技术成为数据分析的主要应用手段。其中，pCa和pLS-Da是代谢组学研究中常用的分析方法。
2代谢组学在中医证候本质研究中的应用
中医证候是一个复杂的生命现象。近年来孕育而生的代谢组学，能整体反映生物体功能水平，还能精细测量代谢产物。融入当前系统生物学的学术内涵对于中医证候的本质研究将是必然的趋势。后基因组时代的到来，分子生物学作为现代生命科学的前沿学科，为中医证候的本质研究提供了新的研究思路和技术平台。运用代谢组学这一现代最新技术探讨中医证候的本质内涵，为从微观解读中医证候的本质提供了可能，更为中医证候现代研究开辟崭新的研究领域。因此，查阅了近10年来的相关文献，总结了以下代谢组学在中医证候本质研究中的应用概况。
2.1肾阳虚证
董飞侠等[8]选择慢性肾病Ⅲ期患者60例(肾阳虚者、非肾阳虚者各30例)和体检健康志愿者30例，运用尿液代谢组学指纹谱方法进行研究。结果观察到慢性肾病Ⅲ期与正常样本代谢模式差异非常显著，建立的预测能力也很强。25个差异代谢物排序后，经过标准品鉴定差异性物质的关键代谢成分分别是丙氨酸、胺基丙二酸二乙酯等物质，并且明确变化方向和代谢途径，能很好区分肾阳虚证与非肾阳虚证的差异性。杨丽萍等[9]采用代谢组学研究发现肾阳虚模型动物的代谢网络明显偏离正常组动物，而用温阳中药干预后，模型动物的代谢谱回归至正常范围，呈现网络修复的结果。
2.2虚寒证
徐斌等[10]观察大鼠灌胃给予龙胆水煎剂(RGD)后其尿液代谢谱变化及其与龙胆寒性作用的相关性。测定大鼠尿样的核磁共振氢谱([1H]nmR)数据表明，RGD组与对照组在主成分分析得分图中呈聚类型分布，两组间未见重叠。RGD组尿样中葡萄糖、氨基酸等明显增加，牛磺酸、氮氧三甲胺等明显减少。长时间给予较大剂量RGD可使大鼠出现虚寒证体征，给药后尿液[1H]nmR谱变化与龙胆寒性作用相关。
2.3寒证与热证
汪江山等[11]采用基于超高效液相色谱-时间飞行质谱(UpLC-Q-toF)的血浆代谢组学方法，分析类风湿性关节炎(Ra)的疾病分型。结果可明显区分Ra的不同病程(稳定期与活动期)和中医特定证候(寒证与热证)等疾病亚型。因此，代谢组学在阐明传统中医理论，促进中医与现代医学的交流上有着广泛的应用前景。
2.4血热证
刘卫红等[12]采用核磁共振谱仪技术，分析53例银屑病血热证治疗前后及31例健康志愿者血浆代谢产物谱的差异。结果显示银屑病血热证患者与健康对照组能被明显区分，银屑病血热证治疗前后也能较好分开。凉血解毒汤能调节银屑病血热证患者的糖脂类代谢，使其代谢网络呈现向正常状态修复的趋势。所以，代谢组学方法能较全面反映生物体的生理病理及代谢状态，并可应用于药效评价研究。
2.5肝火亢盛证、痰湿雍盛证及阴虚阳亢证
陆益红等[13]探讨原发性高血压辨证分型与基于GC/mS血清代谢组学的关系。应用GC/mS测定健康人及原发性高血压病人血清内源性代谢物，分析他们的代谢谱后表明健康人与高血压病人血清代谢谱有明显差异，上述三种证型的高血压可被清晰区分，高血压的发展过程也可显示。可见，基于GC/mS和模式识别的代谢组学技术在揭示传统中医理论本质上有着广泛的应用前景，不失为探寻证候物质基础的较适宜手段。
2.6肝郁脾虚证
等[14]探讨慢性束缚应激大鼠（肝郁脾虚模型）的血浆代谢表型改变。经过对慢性束缚应激大鼠血浆1HnmR谱的分析，表明各组大鼠血浆1HnmR代谢谱之间存在差异，而且可能从代谢组学分析中找出特异的标志性代谢产物，阐释中医肝郁脾虚证候的生物学本质，探讨代谢组学在中医证候学研究中的应用。因此，代谢组学分析是一种有良好发展前景的中医证候学研究方法。
2.7痰瘀证
刘卫红等[15]探讨痰瘀证候的动态演变、时相特点和由痰致瘀在代谢方面的变化。分析高脂血症模型大鼠血浆1HnmR谱，显示各组大鼠代谢谱各不相同。随着造模时间的延长，不同时点模型组大鼠的代谢谱亦各不相同，表明高脂血症前期以脂质代谢紊乱为特点，随着病程进展，参与血液凝固过程的乙酰糖蛋白出现，说明凝血机制出现异常，同时酮体及乳酸的升高说明脂质代谢紊乱进一步加重。所以，可能从代谢组学分析中找出痰瘀演变过程特异的标志性代谢产物，以阐释中医痰瘀证候的生物学本质。
2.8痰阻心脉证、气阴两虚证
王广基等[16]基于GC-toF/mS代谢组学方法，对痰阻心脉和气阴两虚型冠心病患者血浆中小分子化合物进行全面检测，以探索血浆内源性化合物的差异。结果表明代谢组学方法可区别这两证型冠心病，还可以与健康组明显区分。而且，这两证型间多个内源性代谢物的含量存在明显差异，并与能量、氨基酸和核苷酸代谢异常相关。可见，代谢组学的整体数据和标志物信息均显示出痰阻心脉和气阴两虚型冠心病的差异，提示代谢组学所研究的体内小分子化合物可能正是中医分型的物质基础。
2.9气虚血瘀证
李林等[17]利用核磁共振氢谱方法研究气虚血瘀证大鼠对比于正常大鼠尿液的组成变化，发现病变大鼠尿液中甲酸、肌氨酸酐、α-酮戊二酸、柠檬酸等成分含量发生了变化，为进一步提示气虚血瘀证的产生机制和病症治疗提供了证据。此外，用GC-mS方法研究慢性心肌缺血属于气虚血瘀证的小型猪血浆样本发现[18]，脂质代谢物如甘油、醋酸等，肌醇，氨基酸和脯氨酸的代谢水平明显提高，而葡萄糖、氨基酸和脂质代谢物的含量大幅下降。可见，这个代谢模式可用于临床诊断和治疗慢性心肌缺血，也可为中医气虚血瘀证的研究提供新思路。
2.10湿证
本课题组中医湿证的代谢研究，如：慢性肾衰中医湿证的尿液代谢组学研究、慢性胃炎中医湿证的舌苔液代谢组学研究等都是采用了色谱-质谱联用方法进行了研究，并得出了相应的代谢产物。
基于以上各种代谢组学方法对于中医证候的本质研究，总结其优缺点如下。核磁共振谱（nmR）和色谱-质谱联用是中医证候本质研究的两种常用方法。核磁共振谱方法，很适合研究代谢产物中的复杂成分，核磁共振氢谱([1H]nmR谱)最为常用。nmR法极具实用性，对生物样品的预处理快速又简便；可检测整体动物或人体特定器官细胞内的代谢物组而无损伤性。但其缺点是灵敏度较低。色谱-质谱联用，如GC-mS、超高效液相色谱-时间飞行质谱(UpLC-Q-toF)、GC-toF/mS等都被应用于中医证候的本质研究。对生物样本内复杂代谢物中的多种成分进行定性和定量分析，无偏性、高效快速、灵敏度高。不过，每种色谱-质谱联用技术都有其不足之处。GC-mS预处理过程较繁琐，衍生化方法复杂，GC分离效率不高；LC-mS缺少谱图数据库，难以鉴定化合物的结构；GC-toF/mS的数据处理甚为复杂，不易灵活运用。
3目前存在的问题
代谢组学在中医证候本质研究中的应用广泛，并取得了一定的研究成果。目前，基于代谢组学技术在中医证候本质研究方面依然存在一些不足之处。①中医证候本质的代谢组学研究平台尚不完备。由于代谢组学研究的仪器设备成本较大，研究单位难以有足够的资金加以引进来研究。②中医证候的临床研究病例数偏少，代谢组学结果难以与临床病证相衔接，不能很好进行数据分析。③代谢组学研究中医证候本质的背景资料积累很少，难以建立数学模型。要进行有意义的中医证候代谢组学研究，必须有大量正常生理状态的研究基础作为背景资料，从而运用生物信息学技术解决数学建模。④代谢组学研究的影响因素很多，各项中医证候临床质量控制标准(如饮食、年龄等)不均衡，不能保证研究结果的可重复性。⑤各种组学数据的不对接，得出的结果会有片面性，不能全面说明中医证候的本质。
4未来展望和思考
运用代谢组学研究中医证候的本质，有着无限发展的空间。完善代谢组学的研究平台；临床研究中要进一步扩大样本量，以加大说服力；注重代谢组学背景资料的积累，为数学建模做铺垫；尽量控制中医临床数据采集的影响因素；综合分析基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学等系统生物学的共同数据，加强多学科交叉融合，降低研究成本……强调中医基础理论的支撑作用，完善代谢组学的研究技术，避免理论研究与临床实践脱节，提高中医证候研究的可操作性和数据分析的针对性。
采用代谢组学相关技术与方法进行中医证候研究，有望在中医药领域取得突破性进展。结合中医基础理论和临床实践，充分借助现代技术，采用现代语言阐释中医独特的思维方式和治疗方法，这是实现中医证候本质研究的必由之路。相信随着人力和物力的不断投入，以及应用范围的不断扩大，基于代谢组学的中医证候本质研究必将在未来实现质的飞跃。
代谢组学实质上是采用系统生物学思路进行研究代谢小分子组的一种高通量分析方法，通过比较不同条件下的小分子代谢谱的异同，在医学上用于诊断、毒理和药理研究，并且通过对小分子代谢谱的全面定性、定量分析[19]，可有效找到生物标志物或生物标志模式。运用代谢组学进行中医证候的本质研究，为中医证候客观化研究提供了新的思路和线索，更为中医药的现代化和国际化开辟新的方向。随着当代生物科学技术的飞速发展，中医证候本质的现代化研究正面临借鉴新观念和新技术，寻找合适的切入点，来促进自身发展的机遇。代谢组学将为中医药现代化研究提供一种非常有用的技术手段。
总之，代谢组学是一门前沿性科学，研究方法多种多样。中医证候的本质研究，有无限的挖掘空间。基于代谢组学来研究中医的诸多证候本质，已初步显现出了明显的优势。虽然目前还存在一些地方需要改进，但随着现代科学技术的不断进步，代谢组学势必将对中医药的现代化研究起到推波助澜的作用，对推进未来中医药现代化的进程具有重要的现实意义。
参考文献
［1］nicholsonJK,LindonJC,Holmese.‘metabonomics’:understandingthemetabolicresponsesoflivingsystemstopathophysiologicalstimuliviamultivariatestatisticalanalysisofbiologicalnmRspectroscopicdata[J].Xenobiotica，1999,29(11):1181-1189.
［2］许国旺,路鑫,杨胜利.代谢组学研究进展[J].中国医学科学院学报，2007,29(6):701-711.
［3］王全军,颜贤忠,吴纯启,等.Z24经口染毒大鼠血浆的代谢组学研究[J].卫生毒理学杂志，2004,18(2):74-76.
［4］雷荣辉,吴纯启,杨保华,等.纳米铜经口染毒大鼠血清的代谢组学研究[J].癌变•畸变•突变，2008,20(1):22-26.
［5］王勇,江芝婷,梁琼麟,等.代谢组学法研究三聚氰胺对儿童尿液代谢的影响[J].高等学校化学学报，2010,31(1):57-60.
［6］黄强,尹沛源,路鑫,等.色谱-质谱联用技术在代谢组学中的应用[J].色谱，2009,27(5):566-572.
［7］危阳洋,王彩虹,李伟,等.甲亢患者血清和尿液的核磁共振代谢组学研究[J].高等学校化学学报，2010,31(2):279-284.
［8］董飞侠,黄迪,何立群,等.iii期慢性肾病肾阳虚证患者尿液代谢组学特征的研究[J].中华中医药杂志，2008,23(12):1109-1113.
［9］杨丽萍,陆明,王米渠,等.免疫代谢类基因差异表达评价肾阳虚骨关节炎个案疗效[J].河南中医，2004,17(9):1.
［10］徐斌,赵毅民.大鼠口服龙胆水煎剂后尿液代谢谱的变化[J].中国药理学与毒理学杂志，2008,22(3):221-226.
［11］汪江山,赵欣捷,尹沛源,等.类风湿性关节炎疾病分型的血浆代谢组学研究[J].世界科学技术:中医药现代化，2009,11(1):201-205.
［12］刘卫红,李萍,王萍,等.银屑病血热证患者治疗前后血浆代谢组学分析[J].首都医科大学学报，2009,30(4):430-435.
［13］LUYi-hong,HaoHai-ping,wanGGuang-ji,等.高血压病中医分型的代谢组学研究［J］.中国临床药理学与治疗学,2007,12(10):1144-1150．
［14］LuoHG,DingJ,YueGX,etal.metabonomicstudyofsyndromeofliverqistagnationandspleendeficiencyinrats[J].ZhongXiYiJieHeXueBao，2007，5(3)：307-313.
［15］刘卫红,张琪,颜贤忠,等.高脂血症及动脉粥样硬化痰瘀演变的代谢组学研究[J].中医杂志，2008,49(8):738-741.
［16］王广基,阿基业,严蓓,等.代谢组学研究冠心病中医分型的体内物质基础[J].世界科学技术:中医药现代化，2009,11(1):127-133.
［17］李林,王建农,任建勋,等.气虚血瘀证大鼠尿液的核磁共振谱代谢组学[J].科学通报，2007,52(15):1758-1762.
生物研究的基本方法篇6
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7
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
生物研究的基本方法篇8
【关键词】基因组学;教学改革;Cai课件;蛋白质组学
生命科学是21世纪学科发展的主流，人类的医学史证明了仅依靠单一学科，如：细胞学、发育学、肿瘤学、人类遗传学或分子生物学难以完成人类对自身的认识和保护。人类基因组学的产生和人类基因组计划（humangenomeproject，HGp）的完成，使得人类能够对生命现象进行系统和科学地认识，揭示疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象。本科生通过对基因组科学与人类疾病课程的学习，能够了解什么是基因组科学，其主要研究方法和手段，如何从基因水平认识疾病、诊断疾病和治疗疾病，为今后更深入地在临床上应用这些知识为患者服务或是继续更深入地进行理论研究奠定基础。
1课程改革的特点
弥补本科生对于生命科学，特别是基因组科学与人类疾病关系的认识，提高学生的科研能力，为将来的研究生阶段的学习打下基础，或是对于走上临床认识疾病、治疗疾病有促进作用。本课程是我校在本科生中新开设的一门选修课，本课程的开设得到了学校有关领导的高度重视，经多次论证和在学生中征求意见，学生的反响强烈，因此可以看出本科生对于本课程有极大的兴趣，期望通过老师的讲授能对于人类疾病从基因水平有全新的认识，对自己的科研能力有一定的提高。
2教学研究探索的几个方面
2．1更新教学内容课程讲授是当前生命科学中前沿领域的热点问题。主要课程安排如下：前言；人类基因组计划与Dna测序（包括基因组测序的发展、方法、Dna测序的规模化与工业化）；cDna测序和基因表达谱的研究（包括cDna文库的构建、全长cDna的克隆、基因表达谱的概念及其在医学应用中的意义）；人类基因组Dna序列变异及其分析方法（包括人类基因组序列及其变异、基因组序列变异检测的常用方法及基本原理、突变检测在识别疾病相关基因中的应用）；基因治疗（包括基因转移和基因治疗的早期历史、基因治疗的现状、遗传型基因治疗、表遗传型基因治疗、基因治疗的问题与展望）；基因工程技术（包括理论依据、基因工程技术的内容—目的基因获取、克隆、表达、基因工程技术在临床医学中的应用现状）；生物信息学（包括生物信息学的概念、产生的背景、生物信息学的研究现状与发展趋势、生物信息学在医学领域中的应用）；蛋白质组学（包括蛋白质组学的概念及其在生命科学研究中的意义、国内外相关研究动态、蛋白质组学研究发展展望）；生物芯片（生物芯片的原理、种类及在医学领域中的应用）；生物安全（包括生物安全的概念及含义、转基因生物的安全性、转基因动物及其产品的安全性、转基因食品安全性、医药生物技术及其产品的生物安全、国内外生物安全法规及管理）等内容。
2．2本课程将采取理论与实验相结合的教学方法鼓励学生敢于提出问题，独立思考问题，老师与学生共同参与教学内容。根据学生人数安排一定的动手操作实验的课程［1，2］。
2．3采用多媒体教学形式，加深学生的理解一方面，可以加深同学的理解能力；另一方面，对于条件不允许的实验，学生可以通过多媒体的形式了解实验过程［3］。
2．4将科研的思路、科研的方法融入教学之中，提高学生的科研能力课堂教学中和课下作业安排一定量的文献检索、文献翻译阅读、科研方法设计、预测实验结果等内容。
2．5改革考试形式采取闭卷笔试与课下查文献、答题相结合的形式。
2．6改革课程用教材重新更新编写适合本科生参阅并适合当前基因组科学最近发展的教材，并计划出版发行。
3教学效果的学生评价
听取学生反馈意见分为3种形式。
3.1采用不记名问卷的形式反馈学生意见问卷内容包括实验内容的安排、教师授课质量、希望的授课内容方式、感兴趣的实验内容等等。
3.2建立学生公共信箱一方面可以将某些授课内容、习题、思考题等通过公共信箱让同学下载，另一方面学生可以将公共信箱作为与老师的互动平台，及时反馈对课程提出的建议和意见，老师定期浏览信箱，及时调整课程安排。
3.3整学期课程进行中期和结课前安排两次学生课堂讨论讨论时间20min左右，及时反馈信息，提高理论与实验教学质量。
总之，本科生的基因组科学与人类疾病课程是一门较新的课程，在诸多方面需要进行改革探索，以适应当前生命科学发展的需要并满足学生汲取新知识的需要。
【参考文献】
1常冰梅，王惠珍，张悦红.医学七年制生物化学教学方法探索.山西医科大学学报(基础医学教育版)，2005，(6):37.
生物研究的基本方法篇9
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10
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.