基于“岗课赛证”的高效液相色谱法在药品检验技术中的应用
2023-02-24刘竺云刘晓敏张茂风袁鹰陈亚运
刘竺云,刘晓敏,张茂风,袁鹰,陈亚运
(1.泰州职业技术学院,江苏泰州 225300;2.江苏省智能制药产教融合集成平台,江苏泰州 225300)
2021 年10 月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》,提出要“完善‘岗课赛证’综合育人机制,按照生产实际和岗位需求设计开发课程,开发模块化、系统化的实训课程体系,提升学生实践能力”。“岗课赛证”指结合专业对应岗位设置课程,“岗”对应工作岗位,“课”指课程体系,“赛”对接职业技能大赛等,“证”代表职业技能等级证书,其中,课程体系架构与课程内容的设置是关键。
安全性、有效性、质量可控性是药品的特性。为了确保药品的质量,在药品的生产、贮藏、供应和临床使用等各个环节都应进行严格的分析检验,药品检验是确保药品质量的重要环节,包括药物生产过程的质量监控和药物制剂成品的质量检验。药品检验技术是一门研究药品全面质量控制的学科,是高职高专药学及相关专业开设的一门核心课程[1]。课程以基本化学技术、应用有机化学、仪器分析、药物化学等前期课程的学习为基础,通过系统地讲授中国药典的常规检验分析方法,使学生掌握药物分析的基本原理和操作技能。课程中主要学习的检测方法有:薄层色谱法、红外鉴别法、紫外可见分光光度法、高效液相色谱法。在化学药品含量测定方法中最常使用的是高效液相色谱法(英文简称HPLC),HPLC 分析不受温度和样品沸点限制,有更高的速率、灵敏度[2],具有非常广阔的应用前景。经过近几十年的发展,高效液相色谱法的基本理论、仪器装置等方面的研究趋近成熟,已经成为化工、医药、食品等多个领域中颇具应用优势的分离分析技术之一[3-5]。
1 高效液相色谱法在药品检验技术中的应用
1.1 定性分析
在药品检验中,鉴别是药品检验的首项任务,只有在鉴别无误的情况下,进行杂质检查和含量测定等分析才有意义。鉴别试验通常选用药物的化学反应、红外特征吸收、紫外—可见吸收特征、色谱行为、生物活性及熔点、旋光性、折光率测定等方法对供试品进行鉴别,做出判断。在色谱法中,药品成分与色谱出峰保留时间有很大的关联。在高效液相色谱法中常用的定性分析方法主要有:利用保留时间定性、利用光谱相似度定性、利用质谱检测器提供的质谱信息定性。例如头孢尼西钠的鉴别(1)试验的标准为在含量测定项下记录的色谱图中,供试品溶液主峰的保留时间应与对照品溶液主峰的保留时间一致。对联用有质谱分析仪的高效液相色谱仪,可以通过比较碎片峰进行比较鉴别。对于色谱法,可以在同等色谱条件下进行定性分析和定量分析,节省时间成本。
1.2 定量分析
药品分析主要采取了主成分分析法和针对杂质检查的定量分析。尤其是近几年,药品质量受到了高度关注,许多杂质逐渐被列为已知杂质并需要进行定量分析。在中国药典中规定的定量分析方法有内标法、外标法、加校正因子的主成分自身对照法、不加校正因子的主成分自身对照法、面积归一化法。在药品检验中,定量分析结果以检验报告出具,因此,提高定量分析结果的准确性尤为重要。诸多因素,如检测人员、仪器设备、实验环境、化学试剂、检测分析方法和检测程序等均会影响实验结果的准确性[6],在定量分析方法中,色谱法可以克服化学分析法和光谱法专属性差的缺点,尤其是复方制剂,色谱法可以同时分离复方制剂中的多种组分以测定含量。而且,高效液相色谱仪重复性高,可自动操作,分析精密度高,可以提高定量分析结果的准确性。目前,高效液相色谱是药物分析最重要的仪器之一,多用于样品纯度检测、稳定性测试和溶解度测试。
2 HPLC 在药品检验技术课程中的应用
2.1 改革教学方法
在目前的药品检验技术课程教学中,教师多是基于校本教材或者立体化“工作手册式”活页教材[7],以课堂讲授和实训教学为主,教学质量不佳。为了提高教学质量,教师可以利用超星泛雅MOOC 平台,建立网上资源,包含高效液相色谱法理论知识讲解、液相虚拟软件、色谱保留行为模拟、色谱峰处理软件、检验报告书写、液相故障排查等模块。这些模块有助于学生获取知识,并且可以重复练习以掌握相关技能。这种模块设计能够激发学生对液相的兴趣,并且成功使用虚拟软件可以提升学生的成就感。在前期线上学习过程中,教师适当增加关于液相使用技巧的教学小视频,使学生能掌握液相使用的规范操作,发挥学生学习的自主性。药品检验实训改革需要从三个方面入手:一是加强药品检验实验室安全教育,增强学生安全意识;二是着重培养学生基本操作技能,培养学生严谨和实事求是的实验态度;三是严格要求检验原始记录填写规范,使学生形成标准化检验习惯。教师应当主动探索改变“教师讲,学生做”的传统教学模式,采用项目教学法,增强学生的自主性,即教师导入案例,引出任务,学生可以根据任务进行项目选择,而后自行分组;每个小组分析项目后,制定相应计划方案,查阅资料文献,准备相关玻璃仪器、试剂、试药,各组学生根据所查资料配制试剂、药品溶液,再与配对组进行交换,用对方所配试剂、药品溶液进行实验,完成任务,然后进行数据处理、整理检验记录,并出具检验报告[8]。通过此种方法进一步增强学生的自主性,培养学生团队协作的精神。
2.2 完善实践实训条件
校内实践教学环节的主场所是实训基地,在培养学生分析、解决问题方面发挥着不可或缺的作用,所以在深化职教改革的过程中,高校需持续更新实训教学条件建设标准[9]。一方面,建立兼具举办职业技能大赛和培训职业技能等级证书资质的综合性培训中心。建立综合性高水平实训基地能够持续输出技能复合型人才,推动实训基地持续发展[10]。与此同时,增加高效液相色谱仪数量,可以使学生在分组练习时不仅懂原理,还熟悉仪器的操作与维护。另一方面,建立园校企产学研合作平台[11],作为学生认知实习、暑期社会实践和顶岗实习的重要基地。对于一些高校而言,短期内添置足够数量的高效液相色谱仪,使每名学生人手一台是较难实现的,建立园校企产学研合作平台可以弥补缺少仪器这一短板,学生既可以练习高效液相色谱仪的使用,完成学校的学习任务,又可以熟悉企业检验系统和化验室管理体系,使学生毕业之后可以快速适应工作岗位。中国(泰州)医药城园区有大量医药企业,每年有很多应届毕业生在这里就业,园校企合作有利于中国(泰州)医药城园区、学校和企业多方共同参与人才培养,通过合作,学校可以保证教学设备的及时更新,提升学生的实验技能,企业可以获得技术创新,获得具有更高水平的专业人才。
2.3 以就业“岗”位为导向,教学过程参照药品检验过程
学校的实验过程与实际药企药品检验过程有一定差距。高校实验室通常为演示性实验室,不具备药企药品检验的必要环境,绝大多数企业已经通过了中国合格评定国家认可委员会(英文名称为:China National Accreditation Service for Conformity Assessment,英文缩写为CNAS)实验室认可,而很多高校的实验室不具备CNAS 实验室要求的一些资源、设备管理体系要求。以高效液相色谱仪检测甲硝唑片的含量测定为例,需要学生查询药典制定方案,依据方案准备检验器具与仪器,对于该实验,学校实验通常会比较注重实验操作过程,但是在实际工作中更加注重细节,例如检验过程中最常用的仪器电子分析天平。高校通常观察、确认天平水平以后就开始使用。在药企实际工作中,电子分析天平每天使用前需要先进行预热,在经过砝码校准天平合格以后方可使用。电子分析天平需要定期做重复性核查和四角误差(偏载)核查,这些都是高校不具备的实验条件。放置电子分析天平的房间的温湿度也需要达到一定标准,这些都是很多学校实验并未关注的细节。学生根据制定的方案配制溶液、设置仪器参数,在此过程中,教师需要向学生反复强调数据记录的及时性。在色谱法实验操作中,高效液相色谱仪使用前后的冲洗程序以及仪器的维护保养也是不可或缺的。含量测定的计算也属于重点内容,学生需要掌握含量的计算,而学校的仪器与企业的仪器有一定差别,存在更新不及时的问题,因此,学校需要及时引入新型仪器,更新软件,使学生能使用不同软件计算含量,获得切合实际需求的岗位技能。由此可见,要使得学生毕业即上岗,教学过程应当参考企业真实的检验标准,以培养学生的科学思维。
2.4 以“课”程内容为重点,实施项目化式教学
以药品检验技术课程中的项目11《高效液相色谱测定甲硝唑片的含量》为例,共分为以下7 步。第一步,下达任务通知单,教师下达项目11 的任务单,要求学生查阅标准,制定检测方案,完成相应的配制与标定任务。第二步,查阅甲硝唑片质量标准,制定操作规程,学生分组查阅药典,确定甲硝唑质量标准,制定操作规程;解读质量标准,确定检测操作步骤以及所用到的试剂与试液与仪器;讨论交流各组制定的操作规程,集体讨论测定过程要点,教师辅助指导。第三步,样品预处理。按照质量标准对样品进行溶解、过滤,脱气处理。第四步,流动相的配制。按照操作规程要求配制流动相。第五步,液相色谱仪的操作。打开工作站,设定色谱仪参数;调整基线;进样,并采集数据,打出图谱。第六步,讨论与考评。学生分组汇报测定过程和测定结果;教师讲注射液检查的操作要点,点评学生操作中的问题;学生完成组内互评、组与组互评,教师对小组进行评价。第七步,拓展。教师补充讲授色谱操作的相关知识,学生也可以通过超星泛雅课程平台查阅相关学习资料。
2.5 以技能竞“赛”为指引,推动课程教学改革
“药品检测技术”专业技能大赛由全国食品药品职业教育教学指导委员会主办,2018 年、2019 年的两届大赛由山东药品食品职业学院承办,两届大赛先后有44 所、62 所高职院校累计318 名选手参赛,比赛内容包括基础知识及信息化仿真考核、容量分析技能操作考核、光谱分析技能操作考核和色谱分析技能操作考核四个单元。比赛内容涵盖了药品检验领域所需的主要知识点和技能点,力求通过竞赛考查参赛选手利用中、大型分析仪器进行药品质量检测的能力。技能竞赛是学生综合能力的检阅场,能够为参赛学生提供高水平竞技与切磋的舞台,药品检验技术大赛实质是课程教学质量的重要体现,教师需要围绕技能竞赛大纲及内容进行课程教学改革,“以赛促教、以赛促学”,从而不断提升学生的实际操作技能[12]。
2.6 以职业技能“证”书为目标,促进高效液相色谱法应用技能培养
2019 年4 月,教育部、国家发展改革委、财政部、市场监管总局联合印发《关于在院校实施“学历证书+若干职业技能等级证书”制度试点方案》,部署启动“学历证书+若干职业技能等级证书”(简称“1+X”证书)制度试点工作。这里的“1”指学历证书,“+”代表综合发展,“X”指若干个职业技能证书,学生在“1+X”证书制度下,完成学校规定的学习年限和学分要求,通过考核后由学校颁发学历证书,也获得职业技能证书,兼具教育性和职业性。
在药品检验技术课程中,开展“课岗赛证”融通研究和探索,构建模块化教学模式,尤其是建立起液相模块,可将紫外分光光度法和红外分光光度法作为一个重难点内容。学生学习掌握液相色谱基础知识和实验技能的同时,以课程对应岗位的职业技能需求为导向进行专业学习,知行合一,岗位和学校知识相匹配。近年来,各院校对各种职业技能大赛的关注度较高,调动了学生参加职业技能大赛的积极性。职业技能大赛对提高学生职业能力有天然的优势,契合职业教育的核心目标,教师应对有意向参与职业院校技能竞赛和创新创业大赛的学生进行技能培训,实现以赛促教、以赛促学。教师应当根据制药企业对仪器化验员的岗位需求、用人数量等设计课程体系,培养毕业即能上岗、上岗即能操作的高技能人才。
2.7 改革课程考核制度
药品检验技术是一门以操作为主的课程,要求改革以期末考试成绩为主的考核方式,尤其是大型仪器高效液相色谱仪模块。课程要求学生能根据《中华人民共和国药典》正文中不同品种的药品选择合适的色谱条件,也需要学生熟练掌握药品的溶解、离心、过滤、脱气等一系列预处理操作。对色谱的适应性进行测试,验证色谱条件,进行液相色谱的检验操作,以及熟练使用色谱工作站采集、处理、分析药品色谱图,选择正确数据处理方式,对药品含量做出判断,对于这些内容,不能仅依据考试分数考查学生的学习掌握情况。结合药品检验技术课程以操作为主的性质,可将学生综合成绩的考核分为三个部分:综合考核成绩=在线学习成绩(占比为30%)+实训操作成绩(占比为30%)+期末笔试成绩(占比为40%)。其中:在线学习成绩=课程视频(占比为25%)+仿真实训(占比为30%)+章节测验(占比为20%)+访问签到(占比为5%)+作业(占比为20%),实训操作成绩为本学期所有实训项目成绩之和/项目数量,期末考试笔试为理论考核(闭卷)。以往以期末考试成绩为主的课程教学考核体系需要改变,教师可以根据学生在药品检验技术课程实验中的实践操作情况及熟练程度有效评价学生的实际能力。在考核过程中,教师需要充分调动学生学习的主动性,让学生变为主动学习。这种全程式、过程化考核方式可以构建以培养应用型人才为导向的教育模式,使学生理论学习和实践操作同步发展[13-14]。
3 结语
高效液相色谱法可以分离高达80%的有机化合物,广泛应用于天然产物、生物活性物质、生物大分子等有机物的分离分析,是目前企业最常用的分离检测方法之一。近年来,药品检验机构呈现增长趋势,药品检验机构进入活跃期。药品检验标准也已转变为以仪器为主的检验,高效液相色谱法具有较强的专属性和较高的灵敏度,在药品检验中的应用会日益广泛。
本文以高效液相色谱法在药品检验技术中的应用为例,对“岗课赛证”融通育人机制进行了讨论与研究。总体来看,在对接职业教育的过程中,将职业资格证书考核内容与专业课程教学相衔接,做到课程与考证相结合、课程与职业资格证书融合,“以赛促教、以赛促学”,提升学生的动手能力,将大大增强学生的综合技能。