案例分析法在中药化学教学中的探索*

左赛杰，李 菁，马东来，周 莉

(河北中医学院药学院，河北 石家庄 050200)

案例分析法，又称为个案研究法，是由哈佛大学法学院克里斯托弗教授于1880年创立的一种教学方法，后被哈佛商学院用于培养高级经理和管理精英的教育实践，并逐渐发展为今天的“案例分析法”[1]。案例分析法利用生产生活中的案例引出问题，要求学生利用所学知识对问题进行探索，并从问题中发散思维，提高分析问题、解决问题的能力。在案例分析教学中，案例是基础，合适的案例是教学成败的关键，而案例在选择上应该符合相关性、实践性、真实性和启发性的要求[2]。

中药化学是一门结合中医中药基本理论和临床用药经验，主要运用化学理论和方法及其它现代科学理论和技术等研究中药化学成分的学科，研究内容涉及中药有效成分的化学结构、物理化学性质、提取、分离、检识和结构鉴定，是中药学专业的一门重要的专业基础课程。由于中药化学的教学内容繁杂，各类中药有效成分需记忆的知识点较多，在传统的中药化学教学中，教师授课的重点往往集中在大纲要求的书本内容上，要求学生死记硬背，而忽视了对学生通过理论解决实际问题的能力的培养。因此，如何在中药化学教学中培养学生理论联系实践的意识，提高学生的学科思维能力，是目前中药化学教学亟待解决的问题。

笔者在中药化学教学中，引入了与生活和科研相关的案例，组织学生在课上、课下进行案例分析。下面通过两个中药化学教学中使用的案例，进行案例教学法的剖析：

1 人参皂苷Rg3的提取、分离流程

1.1 背景介绍

人参皂苷Rg3是人参的有效成分，是我国开发并拥有完全自主知识产权的第一个中药单体Ⅰ类抗癌新药[3]。国内开发的以人参皂苷Rg3单体为主要活性成分的参一胶囊，已由国家药品监督管理局比准上市成为我国首个一类中药单体抗癌药物。研究表明，人参皂苷Rg3具有提高机体免疫力、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞增殖和肿瘤新生血管生成和抗肿瘤转移等作用，故近年来临床常将其应用于多种肿瘤的辅助治疗[4]。

1.2 发现过程

人参是传统的中草药，已有上千年的药用历史，被《神农本草经》列为上品，有“补五脏、除邪气、轻身延年”之作用。人参含有多种成分，包括人参皂苷、多糖、萜类、维生素、氨基酸、寡聚肽及无机盐等。人参可以对身体虚弱的病人，起到补血补气的作用，同时人参对于一些癌症患者有一定的延长生存期的作用。对人参中的化学成分进行提取、分离、结构鉴定和药理活性研究，发现人参皂苷Rg3对多种癌症具有较强的抑制作用。

1.3 人参皂苷的提取方法

加热提取法：包括煎煮法、回流提取法、微波提取法和仿生提取法。分别介绍各类方法的提取原理、条件和适用范围。其中煎煮法是最常用的中药提取方式，利用水作为提取溶剂，将药材用水煎煮沸腾进而得到该药材的煎煮液，可以提取各类人参皂苷。常用于提取极性较强的原人参三醇型皂苷Re，Rg1，Rf等。回流提取法以多种有机溶剂作为提取溶剂，混合不同溶剂可以改变溶剂的极性和沸点，从而得到适合提取不同极性人参皂苷的溶剂。微波提取法和仿生提取法通过视频演示操作方法。

冷提法：包括渗漉法，超声提取法，超临界流体萃取法。渗漉法将中药粗粉装于渗漉筒中，先浸后渗，不断添加溶剂渗过药粉，从渗漉筒下端不断流出渗漉液。提取人参皂苷时常用水或稀醇作为提取溶剂。相较于热提法，具有不破坏热敏性成分的优点，但缺点则是所需提取溶剂体积较大，提取时间较长。采用多媒体演示的方法介绍超声提取法和超临界流体萃取法。

1.4 人参皂苷的分离方法

介绍各类色谱分离方法，重点介绍硅胶吸附色谱法。硅胶色谱的原理是利用吸附剂对被分离化合物分子的吸附能力的差异进行分离。当流动相流经固定相，各化学成分不断发生吸附-解吸附过程，不断放大各成分与固定相吸附能力的差异，从而完成分离。硅胶做吸附剂可用于分离各类弱酸性或中性物质，特别适用于极性不同的各类人参皂苷的分离。

1.5 介绍人参皂苷Rg3的提取分离流程

分析人参皂苷Rg3的结构，启发学生根据已有的知识，探究人参皂苷Rg3的分离方法，并不断与之前学习的内容进行印证。最终，引导学生设计出适宜的提取分离流程：人参的有效部位人参根，以有机溶剂甲醇提取数次，合并提取液；提取液浓缩后，加水，用氯仿萃取，除去脂溶性杂质，人参皂苷混合物残留在水相；水相以正丁醇萃取数次，除去水溶性杂质，人参皂苷残留在正丁醇相；正丁醇浓缩至干后，通过硅胶柱色谱纯化，得到纯品人参皂苷Rg3。

2 聚酰胺色谱分离黄酮类化合物

2.1 黄酮类化合物的分离方法简介

黄酮类化合物的分离方法主要包括溶剂萃取法、pH梯度萃取法和色谱法。溶剂萃取法主要用于分离极性差异较大的黄酮苷和黄酮苷元；pH梯度萃取法则用于分离酸性强弱不同的黄酮类化合物。然而，对于极性和酸性差异不大的黄酮类化合物则更广泛的采用色谱法进行分离纯化。黄酮的分离可以采用常用的硅胶柱色谱，而对于黄酮苷和黄酮苷元的混合物则更多的用聚酰胺色谱分离[5]。

2.2 聚酰胺柱色谱的氢键吸附原理及特殊案例

聚酰胺色谱的固定相是由酰胺聚合而成的一类高分子化合物，按照分子量的不同可以分为锦纶-11、锦纶-46、锦纶-1010等不同种类，这些高分子的结构中都具有酰胺基团，而酰胺中则包含了氢键受体羰基和氢键供体氨基，因而聚酰胺可以和不同结构的化合物形成氢键结合，根据不同成分与聚酰胺色谱结合能力的不同完成分离，这就是聚酰胺色谱的氢键吸附原理。根据氢键吸附原理，化合物与聚酰胺色谱的结合能力取决于其形成氢键能力的强弱，在含水溶剂系统中，化合物与聚酰胺形成氢键的能力满足以下规律：(1)化合物结构中可形成氢键的结构越多，吸附能力越强；(2)形成氢键的能力与取代基的位置有关，例如同样是二羟基酚，吸附能力满足间二羟基酚>对二羟基酚>邻二羟基酚；(3)化合物中芳香环、共轭体系越大，吸附能力越强；(4)形成了分子内氢键的化合物，吸附能力较弱。根据上面的规律，我们可以对不同结构的黄酮进行分离，然而，当用聚酰胺色谱分离黄酮苷和黄酮苷元时，却产生了不符合上述规律的案例：以含水洗脱剂分离黄酮苷和苷元的混合物，按照氢键吸附原理，黄酮苷结构中具有更多的氢键供体羟基，理应与聚酰胺吸附能力较强，比黄酮苷元后出色谱柱，然而实际情况却是黄酮苷元相较于黄酮苷后出色谱柱。

2.3 聚酰胺色谱特殊色谱行为的剖析

引导学生对聚酰胺色谱分离黄酮类化合物的案例进行分析，并引出聚酰胺色谱的双重层析原理：当用含水流动相洗脱时，聚酰胺色谱可看做非极性固定相，色谱行为类似反相分配色谱，所以极性大的黄酮苷类先洗脱下来，极性小的黄酮苷元后洗脱下来；当用有机溶剂洗脱时，聚酰胺色谱可看做极性固定相，色谱行为类似正相分配色谱，所以极性小的黄酮苷元先于极性大的黄酮苷洗脱下来。后续通过科研中槲皮素和芦丁的分离实例，让学生自己基于双重层析原理设计二者的分离流程图，学以致用，进一步巩固聚酰胺色谱的双重层析原理。

3 结 语

案例分析法要求教师精选案例，案例来源可以是生活实践，也可以是实验现象和科研问题，在保证教学内容和真实性的前提下，力求案例生动有趣，能够吸引学生深入研究学习。案例分析法应用于中药化学教学，其根本目的是将书本知识联系实际，提高学生逻辑思维和科研思维能力，因而需要在教学过程中培养学生的创新精神与创新能力。案例剖析的关键步骤始终由学生完成，允许学生有不同的见解和解决方法，而老师在其中则起到主持或引导的作用，这种通过“攻坚克难”解决问题获得的知识更容易被学生接受和运用，在实际教学中具有良好的效果。