血液中乙醇浓度检测的开放性实验教学

孙茂 ，吴丹

1.空军军医大学 1DNA分型中心，陕西西安 710032；2.基础部生物化学与分子生物学教研室，陕西西安 710032

血液中乙醇浓度检测的开放性实验教学

孙茂1,2，吴丹1

1.空军军医大学 1DNA分型中心，陕西西安 710032；2.基础部生物化学与分子生物学教研室，陕西西安 710032

目的探索开放式实验教学在法医毒物分析实验中的应用效果。方法 设血液中乙醇浓度检测为开放式实验内容，由学员自行设计实验内容、自己动手操作、结果分析、并最终提交实验报告，由指导教师进行讲评。结果 通过对血液中乙醇浓度检测的自行实验设计，学员更好地掌握了实验原理、步骤和开发实验的设计等相关理论知识。结论 该学习方式能有效培养学员的动手能力和分析解决问题能力，是提高学员综合素质的有效途径。

法医；毒物分析；开放性实验；乙醇检测；血液

目前高校的法医实验课教学多是封闭的，并且受理论教学的约束，在有限的学时内仍以验证性实验为主，教学的目的也是为了验证所学理论知识的正确性，这种教学模式对提高学员的创新能力极为不利[1-2]。该课题组面向临床专业五年制大二学员开设了法医学选修课教学，其中法医毒物分析实验的教学一直采用开放性实验的教学方式，通过转换教学主体，比起常规教学更多培养学员的创新能力。

学员通过开放性实验学习，不仅增强了实验操作能力，更加通过查阅大量的文献并设计出可行的实验方案，极大培养了学员分析问题和解决问题的能力。下面以血液中乙醇浓度检测实验教学为例，初步探讨开放性实验在法医毒物分析实验教学中的运用。

1 材料与方法

1.1 实验材料

试剂：色谱乙醇、色谱叔丁醇、纯净水（二级）、乙醇标准储备液（浓度为：10 mg/mL）和叔丁醇储备液（浓度为：5 mg/mL）；储备液4℃冰箱保存，建议6个月之内用完，不同浓度的工作液均由储备液稀释而来，建议3个月之内用完。

气体：氮气（N2，纯度≥99.999%）、氢气（H2）和空气（Air）。

仪器：Agilent 7890B气相色谱仪，配有火焰离子化检测仪（flame ionization detector，FID）和 Agilent 7697A顶空自动进样器。

实验教学中所需血液样本、试剂和仪器等由DNA分型中心提供。

1.2 实验设计

学员以小组为单位，每组3名，自行设计实验。（1）资料查阅：学员利用课余时间，通过互联网、三大全文数据库（维普网、万方医学网和中国知网）和图书馆等方式查找资料，资料包括图书、期刊、会议文献、学位论文和专利文献等形式；（2）查阅笔记撰写：查阅的资料，学员可以按不同的内容进行分类摘录，如进展、研究方法、实验方法和研究结果等，并可加上学员自己的批注。（3）实验设计：以小组为单位，充分讨论前期资料，设计实验方案，应遵循3个基本原则：①对照性原则：实验中设立对照组；②单因子变量原则；③平行重复原则：为了避免实验过程中的偶然性，相同的条件下的平行重复实验后，出现相同的结果，更有说服力和科学性。（4）方案指导：指导教师审阅学员的设计，并给予宏观的启发式指导和鼓励；（5）实验报告和总结：实验结束后，学员每人提交1份详细的实验报告，总结得失，提出自己对实验改进的建议。

1.3 样本处理

用移液器取血液样本0.15 mL于样品瓶内，再加入30 μg/mL 0.5 mL叔丁醇，盖上硅橡胶垫，用密封钳加封铝帽，混匀，待测[3]。

1.4 进样设置

顶空自动进样器设置：温度：传输线110℃和定量环115℃；时间：样品瓶加压0.1 min，样品瓶加热平衡9min，定量环平衡0.05 min，定量环充满0.1 min，加热箱温度68℃，进样时间 1 min。

气相色谱仪设置：石英色谱柱DB-ALC2（长度：30 m，内径：0.32 mm，膜厚：1.2 μm），柱恒温 50℃，检测器温度250℃，进样口温度150℃，N2和H2的流速均为40mL/min，Air流速为 420 mL/min[4-5]。

1.5 标准曲线

配制乙醇浓度为 0.1、0.2、0.5、0.、1.0、2.0、3.0 mg/mL的水溶液，每一浓度点取2份，以乙醇与内标叔丁醇的峰面积比（A乙醇/A叔丁醇）为纵坐标（Y），乙醇浓度为横坐标（X），计算回归方程（Y=aX+b）和相关系数，绘制乙醇标准曲线。

1.6 数据分析

计算双样相对相差，不超过5%，计算公式中C1和C2分别是两份平行样本定量测定的浓度，C是两份平行样本定量测定的浓度的平均值。

2 实验结果

2.1 绘制标准曲线

通过2.5浓度设定，以乙醇与内标叔丁醇的峰面积比（Y）对乙醇浓度（X）做标准曲线，见表1，为 Y=1.100 5X-0.006 6，R2=0.999 9。

表1 不同浓度乙醇数据列表

2.2 血液样本乙醇的检测情况

该实验GC色谱图中，乙醇的保留时间是1.515 min，叔丁醇的保留时间是2.029 min，见图1，最高乙醇浓度为84 mg/mL，最低为22 mg/mL；双样相对相差均小于5%。

图1 乙醇和叔丁醇的GC色谱图

3 讨论

在法医毒物分析实验教学中，引入开放性实验教学，以研究性学习为核心，促进学员实践技能的培养，激发学员的学习兴趣，同时培养学员的团队协作意识和创新精神，大大提高了学员的分析问题和解决问题的能力[6-8]。该课题组开展开放性实验教学多年，总结起来目前仍存在的问题如下。

3.1 重视程度不足

由于考核制度和教学观念的原因，学员担心开放实验会过多占用理论课的学习时间，导致学员参与实验的积极性和主动性不高，甚至敷衍应付。

3.2 设备保养任务重

在开放实验中指导教师直接参与指导的力度减少，不同学员的操作技能、知识水平存在较大差异，更容易造成设备的损坏，使得对设备的维护保养任务更重，难度更大。

3.3 实验的评定

开放性实验的评定包括两方面，一方面是对实验客体的评定，主要是对实验内容的评估；另一方面是对实验主体的评定，主要是对学员实验能力，特别是综合能力、创新能力等方面的评估。由于开放性实验中指导教师无法在实验的全过程中进行监督，因此也无法正确区分学生综合能力的高低，只能通过学员实验报告和教师印象为主要依据进行考核，目前很多教师只采用了“合格”或“不合格”两档进行成绩评定。

为了解决以上问题，更好地开展开放性实验，建议①明确开放性实验中指导教师的作用；②建立开放性实验教学新体系，深入研究开放性实验教学方法，精选教学的内容。③重新制定开放实验室管理办法，应明确实验室开放的模式（如：教学时间上的开放、教学场地上的开放或教学内容上的开放等），实验室开放后的组织和管理、实验室开放的经费等，其中设备管理办法、消耗品领用办法和实验室安全规定等一系列规章制度也是必须完善的；④逐步建立健全开放性实验激励机制，充分利用情感激励、动机激励、兴趣激励和目标激励等方式激发学员学习和探索的兴趣。总之，法医毒物分析实验的开放教学目前还处在积累经验阶段，如何完善教学方法，提高教学质量，还需进一步的探索和优化，最终形成规范的课程标准。

[1]刘秋玲,黄斌,赵虎,等.培养应用型法医学创新人才的实验教学探讨[J].基础医学教育,2013(9):850-852.

[2]顾芝亚,罗承良,张明阳,等.基于培养科研素养的高校法医学实验教学改革[J].教育现代化,2015(12):145-147.

[3]中华人民共和国司法部司法鉴定管理局.血液中乙醇的测定顶空气相色谱法[Z].2010-04-07.

[4]廖林川,金鸣.法医毒物分析实验指导[M].北京：人民卫生出版社,2008:40-42.

[5]向晓霞,周江,李世荣.顶空进样气相色谱法测定血液中乙醇的运用研究[J].中国卫生检验杂志,2010(6):1569.

[6]黎春红.开放性实验教学与应用型人才培养关系研究[J].安徽农学通报,2010(3上半月刊):170-172.

[7]俞远志,张立庆,傅晓航.开放性实验教学模式的实践与思考[J].实验室研究与探索,2012(3):153-155.

[8]洪军,胡建业,王福梅.基于创新型人才培养的开放性实验教学在生物专业的实践[J].实验室科学,2013(1):71-73.

R7

A

1672-5654（2017）11（b）-0087-02

10.16659/j.cnki.1672-5654.2017.32.087

第四军医大学教学改革研究项目（JG201609）。

孙茂（1985-），男，山西太原人，硕士，助理实验师，研究方向：分子生物学、遗传代谢病诊断和法医毒物分析，E-mail：sm060075@fmmu.edu.cn。

2017-08-16）