化学生物学实验的教学实践及其安全管理.docx
化学生物学实验的教学实践及其安全管理化学生物学实验的教学实践及其安全管理 本文关键词：生物学，安全管理，教学实践，化学，实验化学生物学实验的教学实践及其安全管理 本文简介：【第三篇】论文题目：化学生物学实验的教学实践及其安全管理摘要：作为化学领域的新兴二级学科,化学生物学利用化学的原理、方法和具有生物活性的化合物来研究生命过程中的问题。本文主要介绍了清华大学为学堂人才计划学生培养建立的实验课程平台化学生物学实验的教学实践及其安全管理 本文内容： 【第三篇】论文题目：化学生物学实验的教学实践及其安全管理 摘要：作为化学领域的新兴二级学科, 化学生物学利用化学的原理、方法和具有生物活性的化合物来研究生命过程中的问题。本文主要介绍了清华大学为学堂人才计划学生培养建立的实验课程平台化学生物学实验课程的教学实践、体会和安全管理。关键词：化学生物学实验; 教学实验; 安全管理;实验室是国家高等教育发展必不可少的重要组成部分1。面向培养学生综合素质和创新能力的教学实验室建设, 不仅要有前沿的实验教材, 同时也要让学生在实验开始前就了解所涉及的生物、化学样品的性质、各种仪器的安全使用规则以及它们对环境的影响2-4, 从而让学生真正体会到做中学的道理。化学生物学实验课5的主要授课对象是高年级化学专业本科生。实验课程强调了对知识体系的拓宽及相关实验技术能力方面的培养。实验安全的重要性在第一堂课上进行重点的强调, 这包括学生已经耳熟能详的实验室要求, 如进入实验室必穿实验服、操作时戴手套、处理较危险样品时戴护目镜、进行刺激性气味实验时在通风橱内操作并戴口罩等。医药箱、洗眼器、灭火器等也都设立在实验室内部, 以应对突发情况的发生6,7。本文重点介绍了清华大学化学系化学生物学实验课程的主要内容、实验中所涉及的相关仪器设备、试剂药品等的安全使用, 并分享了笔者在实验教学过程中的心得体会。1 化学生物学实验作为一门强调实验技术的学科, 化学生物学实验课程内容涵盖了合成化学、生物化学、分子生物学、生物医药等前沿研究在学科各方向的代表性工作, 诸如生物大分子的固相合成及质谱分析, 天然及非天然蛋白质的表达与活性表征, DNA及蛋白质的点击化学反应, 小分子与蛋白及蛋白质组之间的相互作用等5。每个实验内容都包括背景知识、实验设计、实验操作、分析讨论及总结与思考五部分。举例来说, 在生物大分子的固相合成与质谱分析实验中, 学生会首先简要了解生物大分子如核酸、多肽、蛋白质、脂类以及多聚糖的合成方法, 之后再以多肽的固相合成为例, 具体了解合成的原理、表征方式以及作为鉴定方式之一的质谱分析技术。实验内容上, 选取具有生理意义的胸腺五肽 (TP-5) 为代表进行手工固相合成8。TP-5是基本序列为H-Arg-Lys-Asp-Val-Tyr-OH的氨基酸片段。它具有免疫调节作用, 对恶性肿瘤及自身免疫性疾病等有着较好的疗效。TP-5合成后的处理及质谱鉴定完成后, 会引导学生对在实验中遇到的问题, 如氨基酸偶联对产率的影响等予以讨论。实验中, 使用哌啶和主要成分为三氟乙酸的切割试剂时, 需要在通风橱内进行操作并佩戴护目镜、口罩, 做好防护。三氟乙酸与N, N-二甲基甲酰胺 (DMF) 放热也可能会导致多肽变质, 因此DMF需要在处理过程中完全除去。沉淀多肽所需的冷却乙醚, 要在冰水浴中而非冰箱中冷却, 防止由于冰箱启动时闪烁起火而造成危险。多肽固相合成的其他方法以及固相合成技术在其他生物大分子中的应用也会留给学生做进一步的思考。通过完成这个实验, 学生能够理解多肽固相合成的原理、多肽/蛋白质药物及生物大分子的检测与鉴定技术, 为进一步了解蛋白质的半合成技术打下铺垫。蛋白质连接反应与蛋白质半合成技术实验讲述了表达蛋白连接技术、内含肽 (Intein) 蛋白的自剪切原理及蛋白质翻译后修饰的重要生理意义。有了前面蛋白质全合成实验的铺垫, 蛋白质半合成的实验教学进展较为顺利。学习过生物化学课程的学生对蛋白质翻译后的修饰并不陌生, 体内各种各样的信号通路研究与修饰蛋白都密切相关。然而翻译后修饰的蛋白由于稳定性等方面的原因并非都可以从蛋白生物表达中直接获取, 而化学全合成则在合成分子量大的蛋白时存在困难, 因此, 蛋白质半合成就利用生物表达的方法得到自然化学连接中分子量较大的构建单元, 然后将化学合成的多肽与重组表达的蛋白质片段进行连接, 从而得到目标蛋白质。学生在实验中运用基于内含肽的蛋白质半合成技术完成泛素蛋白 (Ubiquitin) 的荧光标记, 并运用泛素水解酶及酶标仪来对产物的活性进行鉴定。实验操作中, 根据实验目的不同会使用到三种不同p H的PBS缓冲液。学生需要理解每一步当中使用不同p H的目的。在荧光标记泛素蛋白的步骤中, 我们发现问题最多的是将p H从3调节到6.8的实验细节。这个步骤需要一直在冰盐浴上操作以防止蛋白质的降解。前期实验结果表明, p H高于7会导致泛素酰肼蛋白水解而最终无法完成蛋白质的半合成。在实验进行中, 我们注意到在调节p H步骤上耗费较长时间、且没有注意控制温度的学生未能得到目的蛋白。但是, 积极地探索、思考问题的本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页
