实验动物学概念范文
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篇1
关键词:五年制高职;数学教学改革;任务驱动教学法
目前职业院校招收的五年制高职学生,大部分是中考成绩一般或较差的学生,他们大多数学基础薄弱。现行的五年制高职数学教材基本上都依照高中数学简缩版+高职数学的思路,以数学体系的严谨性和完整性为依据编写,没有太强的针对性。课堂教学也以课堂上教师讲授知识点与例题,然后学生做练习的模式为主进行,学生普遍κ学学习兴趣不高,甚至看到数学犹如惊弓之鸟,望而生畏,学习参与率低,学习效果不佳,教师也为上课无人呼应、唱独角戏、教学效果差而叫苦不迭。
笔者认为出现上述问题的根本原因来自于以下矛盾:数学知识体系有其自身连续性的特点,环环相扣,前面一环扣不好就会影响后续环节的学习,然而五年制高职教育面临的学生恰恰初中数学基础薄弱,甚至小学数学功底也不扎实,若还是依照高中数学+高职数学的思路来,就会出现初中数学基础差导致高中数学难以学好,高中数学学不好进一步导致高职数学也难以学好的结果,这样只能一步步将他们隔离在层层数学大门之外。以往学习数学失败的体验已经挫伤了他们学习的积极性甚至扼杀了他们的好奇心,这样做只会进一步打击他们学习的积极性,从而在数学的知识殿堂前望而却步,失去了对数学进一步学习与探讨的动力。
德国著名教育学家斯普朗格曾说过:“教育的最终目的不是传授已有的东西,而是要把人的创造力量诱导出来,将生命感、价值感唤醒。”教育的本质是引导和唤醒,没有必要囿于数学体系的完整性和现有的教学内容与模式,于是我们针对五年制高职学生的特点,大刀阔斧地对课程进行了一系列变革,变革的思路以任务驱动教学法为指导,主要包括以下内容:
首先是教学理念的变革。教师以提高五年制高职学生的学习兴趣为出发点,让学生在探究问题、解决问题过程中体会成功的快乐与喜悦,一扫他们以往在考试中失利的阴霾。瑞典儿童文学家林格伦曾说:“如果学校不能在课堂中给予学生更多成功的体验,他们会以既在学校内也在学校外都完全拒绝学习而告终。”不以生僻的理论让学生退避三舍,以贴近实际贴近应用的任务为驱动,激发学生探究的欲望,对学生的进步予以及时的发现与肯定,把每个学生学习数学的激情激发出来。
其次是统一梳理协调现有的五年制高职数学体系,开发针对性更强的五年制高职数学教材。教材以一个个来源于实际生活或生产实践的任务构成,任务由易到难,由简到繁,少而精,能提纲挈领,任务的完成基本能涵盖所有高职学生必需的基本知识点,根据需要或学生的探究情况可以有所扩充。教材完全打乱原有高中+大学的数学模式,不拘于数学体系的完备性,完全根据任务的需要将知识点整合起来。
再次是教学手段实现多样化,切实提高学生学习的参与度,而教师在教学过程中以提出任务,引导评价为主。数学教学引入数学实验室,让学生在学中做,做中研,研中学。例如在涉及要计算极限、不定积分等任务时利用Matlab软件来辅助完成,让学生从繁杂的解题技巧的学习中解脱出来;引导学生利用Matlab软件的绘图功能直观准确地演示函数图形;在涉及平面解析几何知识点时,引导学生利用几何画板软件设计动画,在互动中更形象更深刻地理解知识点。为充分发挥学生学习的主动性,调动学生学习的积极性,指导学生分成学习小组,分工协作探究解决给定的任务,通过查阅资料、讨论辩论、汇报演示、互相评价等形式,让学生自主学习掌握,在探究中提高学习兴趣。
最后是全面改革教学评价机制。我们构建了五年制学生的数学学业评价体系,根据各小组任务解决的情况和学生在解决每个任务过程中的贡献进行综合评价,实行学生内部评价与教师外部评价结合,评价他们的查阅文献能力、学习以及综合应用知识能力、解决问题能力、团队协作能力、实际操作能力、演示汇报能力等,全面综合立体地反映学生学习的过程和结果,促进学生综合素质的提高。
我院的五年制高职数学课程经过几年的任务驱动教学改革实践后,在教学思路、内容、方法及评价机制等方面都得到了很大改善,教师改变了以往单调僵化的教学模式,学生从中享受到了学习的乐趣与成功的喜悦,学习数学的热情也被充分调动起来,取得了良好的教学效果。
参考文献:
[1]周立伟.浅谈中高职贯通国际商务专业数学学科的教材开发[J].课程教育研究,2016(3).
篇2
关键词:实验动物学;创新性教学;教学理念;教学方法
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)19-0150-02
科技发展的日新月异,使得实验动物学在科学研究和相关产业发展中的支撑与促进作用不断加强,实验动物科学的重要性在于:一方面它是医学、生物学研究的重要手段和支撑条件,直接影响着许多生物学、医学研究课题的确立、实施和结果的可靠性;另一方面,它的提高和发展又把许多领域课题的研究引入新的境地,其发展水平的高低也是衡量一所医学院校教学、科研水平的重要标志之一[1]。本文就南通大学实验动物中心为了提高教学质量,培养理论知识丰富、实践动手能力和创新意识强的实验动物专业人才,对教学内容及教学方法等方面进行的创新性改革总结如下。
一、更新教学理念,体现创新思想
创新教育理念从根本上包含以下三个方面:即以人为本的教育观念、促进学生全面发展的质量观念及培养创新人才的教育价值观念。要树立创新教育理念,必须彻底转变传统的“三中心”(课堂、书本、教师)教学观念,将创新教育的思想渗透在教学中。学生在校时间近80%是在课堂教学中渡过的,自然而然,课堂教学就成为实施创新教育的主渠道。那么,如何在实验动物学课堂教学中实施创新教育呢?
首先,教师需要更新教学理念、转变角色行为,从知识的传授者转变为学生学习的组织者、引导者和合作者。其次,实验动物学本身是一门综合性新兴学科,随着生命科学技术的飞速发展而不断产生新技术,不断出现开拓性、前沿性和应用性较强的知识,这些知识信息量大、内容丰富、涉及学科广泛,如实验动物的居住涉及建造学,空调送风系统涉及到电子信息学,动物的饮水饮食涉及营养学等。这就要求教师必须树立终身学习的观念,更加关注本学科最新的科研动态、进展,吸纳最新科研成果,把握专业知识的前沿。或通过自身的学习、或通过进修、或通过实践环节完善知识结构和专业技能。只有这样,教师在课程教学时,才会有最新的视角、最充实的内容,让学生感到学有所得,大大提高课堂的创新性效果。
二、整合教学内容,丰富教学方法
实验动物学学科特点在于专业性强、应用性强,但系统性较差,理论课的教学往往比较枯燥和晦涩。因此,我们对教学内容进行了整合修订,对实验动物学传统理论进行了必要的删减及压缩,围绕学习目标巧妙地激发学生的学习兴趣,产生兴趣和疑问,并最终在教师的引导下解惑。
我们开设本课程的专业学生在其他基础课如生理学、病理学、细胞生物学等课程中,都已经使用到部分实验动物。但我们的调查表明,这些学生对实验动物理解并不是很透彻,对实验动物及动物实验在生物医学研究中的地位和作用认识不足,认为“实验大、小鼠必须在屏障环境中饲养,操作很不方便,费用也大,不就是用个老鼠做实验,需要那么复杂吗?”我们在教学中将这样的问题留给学生去思考,归纳分析实验动物使用清洁级或SPF级的必要性,配合多媒体课件展现不同等级实验动物对于饲料、垫料、生活环境等的差别,最后再总结实验动物微生物等级分类。通过这样的方式,将一系列教学内容联系在一起。学生均反映这种教学方法使“教条化”的理论变得生动,贴合实际,易于接受。“动物实验很残忍,是不是应该终止动物实验?”“终止动物实验医学发展会不会停滞不前?”对此开展一个实验动物伦理专题,通过实例论证动物实验的重要性、动物实验和动物福利的辩证关系,或者让同学分为正、反方,分别查阅相关资料,利用课堂进行辩论,这样不仅在教学过程中体现了动物伦理道德教育,还激发了学生主动学习的热情,提高了学生分析问题、解决问题的能力。
在合理整合教学内容的同时,针对不同的教学内容还需使用多样化的教学方法。如实验动物环境控制这一部分,涉及空调温湿度调节系统、通风净化系统、消毒隔离系统,录像监控系统以及屏障系统中的人员流动、物品流动、动物流动等知识。纯粹在课堂上讲解理论知识既抽象又枯燥。我们根据教学目的采取“实践教学法”,组织学生对屏障设施、普通设施、隔离设施进行实地观察,并在老师的指导下亲身体验整个环节,取得了非常好的教学效果。教材建设总带有一定的滞后性和局限性,难以反映当代科技发展的现状。在基因敲除动物、转基因动物、生物反应器,胚胎移植、ENU诱变技术等前沿知识学习过程中,我们单纯以传统的讲授方式,学生会觉得既抽象又离我们的现实生活很遥远。在教学过程中,我们以引导学生对本章节相关内容进行文献检索和查询,慢慢过渡到由学生自主阅读医学、生物学发展史中与实验动物相关的具有里程碑意义的经典文献或最新文献的方式,真正把学生带到实验动物学发展的前沿,加强对学习本学科意义的认识,了解课本中学不到的知识、概念和最新进展。
三、转变实验教学模式,注重实践能力培养
诺贝尔物理奖得主美籍华人朱棣文曾一针见血指出:中国学生学习非常刻苦,书面成绩优秀,但动手能力差,创新精神明显不足。传统的实验动物学实验教学模式多采用注入式,大部分实验是遵循传统的教师实验前准备、讲解操作步骤并进行示范、学生实验、形成实验报告的模式。因此学生仅需机械性、按部就班地“依样画葫芦”进行模仿,不需主动思维和创新。这样的教学方式限制了学生的思维空间,难以培养学生的创新能力。实验动物科学是基础医学与临床医学之间的桥梁学科,是一门实践性很强的学科,为学生提供从事生命科学研究领域不可或缺的有关实验动物和动物实验的基本理论知识和基本技能[2],需要学生不断动手操作积累经验。在教学过程中,我们发现有的学生出于恐惧心理或觉得动物实验很残忍,只是在旁边观察同组另外同学的操作,自己却不动手;甚至还有学生听完老师讲解不做实验就开始急于写实验报告了。而对于一些大动物,只能在老师和几个学生的操作下完成,大部分同学只能是旁观者,只记下实验数据,这完全是实验的“大锅饭”,学生做这种实验自然无趣。机械、呆板、不够贴近真实过程的实验教学就不能与理论教学很好地结合互动,限制了学生创造力、想象力的发挥。通过对学校的办学定位、本科生教学目标、毕业生就业方向等问题的系统性分析,我们在教学过程中采取以下措施。
1.针对基础验证型实验进行“示范式教学”,如大、小鼠、豚鼠、兔、犬等常用实验动物的抓取、固定、雌雄鉴别、编号标记、常用给药及取血方法等,鼓励学生参与到整个实践教学过程中。不仅应该强调让学生熟练掌握这些技术的操作要点,更应该注重学生对实验原理、适用范围、影响因素等的理解,增强学生的“触觉”、“视觉”,真正做到举一反三,学以致用。此部分实验内容不仅要考虑到其经典性,更应注重科学的设计和周密的组织,在实验开始阶段有针对性地进行专门训练。只有这样,学生才会有扎实的实验基础,对今后综合设计实验及研究创新型实验的完成起到事半功倍的作用,有利于学生创新性思维的逐步形成。
2.针对综合设计型实验进行“开放式教学”,通过实验项目的实施,使得学生主动地获取信息、查阅文献、搜集资料、做好实验记录、分析实验结果,并将实验结果通过小论文的方式总结出来,成为自己的知识,变被动学习为主动学习。同时,学生通过对文献资料的筛选、思考,寻找研究的创新点,设计出有效可行的设计方案,并将自己的设想及时与同学、老师进行交流,变主动学习为创造性学习。
3.针对研究创新型实验进行“自主式教学”,借助本中心江苏省开放性动物实验中心及南通市动物实验公共服务技术平台等有利条件,为学生搭建参与创新型实验的平台。针对部分学有余力的学生,支持其参与课外科研训练,使学生能根据自己的实际情况(个人兴趣、发展方向、今后从事专业等),选择合适的实验内容和时间主动学习。一方面提高学生科研能力,另一方面又可“反哺”教师科研,促进教师申报各级各类相关课题。
以上综述了本教研室近年来实验动物学教学改革创新的具体内容与取得的效果,供同行评议、参考。在以后的教学活动中,我们将不断完善理论知识和创新实验技能,发挥好医学实验动物学支撑医学、生命科学研究的学科职能,使学生深入领会实验动物学在生命科学、医学研究中的地位与作用,培养更多具有较高动手能力、适应社会需求的专业人才。当然,我们的探索还处于初步阶段,通过什么途径、方式、策略进一步完善实验动物学创新教育内容和体系,更好地培养学生的创新思维模式、加强学生的创新意识、提高其创新能力,还有待实验动物科学教育者们不断的探索和努力。
参考文献:
篇3
【关键词】中药药理;动物模型;病症
中药的药理研究从20年代初,陈克恢开始麻黄研究[1]以来,研究方法逐步完善,研究领域日益扩大,研究水平不断提高,形成了自己的学科体系,这就是中药药理学。其中一个重要标志,就是中药药理动物模型的研究和应用。中药药理动物模型是中药药理学独具一格的研究方法,它使中药药理学从中药和药理学脱胎而出,形成了独特的学科体系。因此,有必要对中药药理动物模型进行整理、探索为进一步指导中药药理学发展、丰富实验动物学的内容起作用。故本文较系统地论述了中药药理动物模型的概念、分类、现状和作用,探讨了中药药理动物模型的发展趋势。
1 中药药理动物模型的概念
中药药理动物模型是指根据中医药基本理论,为进行中药药理研究而对人类疾病原型的某些特征进行模拟复制,创造出的具有人类病证表现的动物实验对象及相关材料, 包括人类疾病动物模型、人类证候动物模型、人类病证动物模型三部分的内容,它既是实验动物学的范畴,又是中药药理实验方法学的核心。
2 中药药理动物模型的分类及现状
中药药理动物模型的研究历经几十年的发展,已研制出百余种证型,其造模方法大致可归纳为以下三类:
2.1 依据中西医结合病因学说塑造动物模型:又称为中药药理病证动物模型[2]、病因病理结合型模型[3]
这类模型的造模方法是既运用了中医的发病学说, 又考虑了西医的致病原理, 将现代医学的人类疾病动物模型与中医证候动物模型嫁接,建立病证结合动物模型。如高脂性疾病血瘀证动物模型、失血性贫血血虚证动物模型、感染性休克厥脱证动物模型等,把现代医学的辨病论治与中医学的辨证论治结合起来,中西汇通[4]。这方面的工作急待开展,以深化中药药理模型的研究,纠正证候动物模型难于深化、不好应用的不足。
2.2 采用西医病因病理复制动物模型
又称为中药药理疾病动物模型[2]、病理型模型[3],其可分为自发性的和诱发性的。自发性疾病动物模型是指实验动物未经任何有意识的人工处理,在自然情况下,发生染色体畸变、基因突变,并通过定向培育而保留下来的疾病模型,如无胸腺裸鼠、重症肌无力小鼠、青光眼兔、高血压大鼠、肥胖症小鼠等;诱发性疾病动物模型是研究者通过使用物理、化学、生物等因素作用于动物,造成动物组织、器官或全身一定的损害,出现某些人类疾病的功能、代谢或形态结构方面的改变。如发热动物模型、四氧嘧啶糖尿病(消渴)动物模型、肥胖症动物模型等,此类模型目前应用最为广泛。
2.3 模拟中医传统病因建立动物模型
又称为中药药理证候动物模型[2]、病因型模型[3],自20世纪60 年代邝安堃建立第一个“阳虚”动物模型[5]以来,已用200 多种方法,复制建立了肾虚证、脾虚证、肺虚证、心虚证、血瘀证、血虚证、肝郁证、寒证、热证、痹证、里实证、厥脱证、温阻证、温病等证候动物模型。中药药理证候动物模型是指在中医药理论指导下,在动物身上复制的中医药证候,是中药药理动物模型独具一格的有别于人类疾病动物模型的方法。而中药药理证候动物模型的研究还远远不能满足中药药理学发展的需要,急待增加研究投入,提高研究水平。
3 中药药理动物模型的作用
3.1 中药药理动物模型是中药药理学的基石
中药药理学是以中医药理论为指导,用现代科学方法研究中药对机体的作用和作用机理以及体内过程,从而阐明其防治疾病原理的学科。它包括中药药性药理、中药实验药理、中药临床药理3部分的内容,而中药药理动物模型在中药药性药理、中药实验药理、中药临床药理的研究中均发挥着重要作用。
3.2 中药药理动物模型是实验动物学发展的新领域
中医以系统——综合医学模式为特征,坚持功能主义的原则和视角来研究人体。在中医药理论指导下对中药药理动物模型生物学性的认识,将弥补现代以形态结构为原则进行研究的不足,建立新的指导标准体系,丰富实验动物生理学,实验动物医学和比较医学的内容。而中药药理动物模型的研制与增加,又将丰富实验动物病理学和动物实验技术的内容,对实验动物疾病的病理过程和实验操作,技术进行重新认识,故中药药理动物模型的建立与深入研究,将成为实验动物学发展的新领域。
3.3 中药药理动物模型是中医药现代化的突破口
中医药的学术发展相当缓慢,其原因就是缺乏实验研究体系,缺乏与现代自然科学的沟通与融合,忽视基础理论的研究,未建立起自己的科研规范,指标体系和方法论,致使其理论研究对实践缺乏推动作用,与世界医学缺乏共同语言,而中药药理动物模型就是在中医药理论指导下,应用现代科学方法以实验动物器官、组织、细胞为研究对象,建立的具有人类病证表现的实验模型,弥补了中医药研究的不足,成为中医药理论与现代科学的中介部分。故中医药药理动物模型的研究与发展必将促进中医药的现代化。
3.4 中药药理动物模型是中药新药有效性评价的工具
中药新药有效性评价,可用正常动物观察药物对生理状态下各种生理、生化、形态等方面的影响,以判断新药的疗效。但生理状态与病理状态有本质的区别,对药物的反应常有质的不同。有些药物对正常动物无药效作用,而对中药药理动物模型则有治疗作用,如清热药对发热动物有降温作用,而对正常动物体温则无影响,因此仅用正常动物不能全面准确地评价新药有效性,必须选用中药药理动物模型,观察新药,对病理状态的影响,才能更准确地评价其有效性。故中药药理动物模型是中药新药有效性评价的工具。
4 中药药理动物模型研究的发展趋势
中药药理动物模型研究近年来其应用范围日趋广泛,今后将在中医药基础研究方面发挥更大的作用。除新药药理研究之外,纯基础研究能更完美地体现动物模型的优势和特点,反映中医药理论现代化的本质要求。因此,可望成为其主要发展方向,要实现这一点,必须在以下两方面取得进展:
4.1 重建开放的中医药理论体系以融贯新知
中医药理论体系有明显的超稳定性,使中医药基础理论研究的许多成果在融入这一体系时遇到障碍。动物模型研究的许多发现,已从多个方面,如病、证概念,证、病关系,不同证候鉴别,同一证候内进一步分型,证候重新分类,治疗反证的意义,中医方剂、中药的功用主治规律性等方面提出现有中医药理论体系难以容纳的内容[8]。因此,很有必要以实证性方法重建开放的中医药理论体系。
4.2 相对独立于临床以充分完善自我
基础研究有其自身内在的发展规律,必须相对地独立于临床进行发展才能真正完善中医药基础科学,并更好地促进临床发展。
【参考文献】
[1]陈克恢. Schmidt T. Pharmacol Expt Therap[J]. 1924,24(5):B339.
[2]彭成.试论中药药理动物模型[J].中药药理与临床,1999,15(5):47-49.
[3]傅益群,吕健.动物模型与中医证候关系释义[J].中医药学刊,2004,22(9): 1665-1666.
[4]曾茂贵,郑沁鈊.中药药理研究中证候动物模型的选择和(下转第267页)(上接第228页)应用[J].福建中医药, 2007,38(3):60-62.
[5]邝安堃,吴裕欣,丁霆,等.某些助阳药对于大剂量皮质激素所致耗竭现象的影响[J].中华内科杂志,1963,11(2):113.
篇4
在本科免疫学实验教学中,凝集反应、沉淀反应、补体参与的免疫反应、免疫标记技术、细胞免疫功能测定等实验是经典实验,也是医学生必修实验。由于课时数的限制,以往实验教学模式是技术人员将一些耗时长的实验环节事先完成,学生按照课本指示完成其中一些操作。结果导致学生难以理解各个孤立的实验项目之间的有机联系以及实际意义,难以掌握实验的基本操作技能,也缺乏继续学习的兴趣和积极性。为了改变这些弊端,我们以医学免疫学基本理论和基本技能为主线,将传统的实验内容设计为一个系统的整体性研究项目,包括了从抗原制备动物免疫、免疫血清采集和分离、抗体效价测定和功能分析、免疫酶标记技术测定等一系列实验项目。根据实验教学的指导思想及目的,本项目设置了两大主体实验,“绵羊红细胞抗血清(溶血素)的制备及效价观察”和“牛血清白蛋白抗血清的制备及效价观察”。前者是颗粒性抗原,后者是可溶性抗原,制备的抗血清检测方法均不同。这两大实验从脱纤维绵羊红细胞的制备和牛血清白蛋白抗原浓度、免疫佐剂的配制,免疫程序、途径的设计,抗原剂量、动物注射次数的掌握、免疫时间间隔的确定,家兔心脏采血,抗体的提取,直至运用直接凝集法、电泳检测技术、双向扩散实验等检测相应抗体效价等一系列实验活动,将以往单个独立的实验贯穿起来,组成一个大实验,基本知识和基本技能训练融于项目之中,增强了学生动手能力,促进大学生科技创新活动展开。
2实验教学模式改革
为了改变由实验指导老师“抱着走”的传统教学方法,我们在本次实验改革别注重对学生自主学习能力的培养。实验开始前,将实验课件挂在教研室的网站供学生提前预习,学生们利用课余时间到图书馆查阅相关资料并设计实验方案。根据不同的抗原、免疫途径和剂量,有意识地将每班分成三个实验小组,从两种免疫抗原———颗粒型抗原和可溶性抗原入手,使学生在进入实验时就必须搞清楚这两种抗原的概念,促使学生不得不翻阅书本和查阅资料。在弄懂了实验原理和方法的基础上,学生自己设计方案,在带教老师的指导下,着手实施实验步骤,分析实验中出现的问题,以确保学生在实验时能够全面理解免疫概念、方法、效应机制等问题。本实验免疫的抗血清由于动物机体的差异,免疫的抗血清效价均不同,每一组的抗血清检测结果均未知,这就避免了同学之间抄袭实验报告的情况。“连贯性模块式”教学综合运用病原生物学、免疫学、生物化学、分子生物学、实验动物学等实验技术和方法;采用课堂内外相结合,学生为主体、以组为单位的项目制教学模式。具体实施过程中学生以小组为单位,利用课余时间来完成部分实验,学生对配制试剂、动物免疫、血清制备等过程都亲自操作,掌握了实验项目的整体性和连续性。开展本项目第2、3次实验上课要连续,不能隔周,因为凝集反应中的绵羊红血球要求新鲜配制,心脏抽取的溶血素要马上测定效价,补体参与的免疫反应试验要在第3次实验课完成,第2次和第3次实验课程安排时间要在同一天,分上下午完成,第4次实验安排免疫酶标、金标记技术测定和细胞免疫功能测定,在第5次实验开始前,学生继续利用这段业余时间进行可溶性抗原的免疫工作来提高抗体效价。对流免疫电泳和双向琼脂扩散试验则安排于最后阶段的功能检测实验中。本实验项目的每一个步骤都是学生自己安排,大大提高了学生继续学习的兴趣和积极性,培养了学生实践能力和协同能力,增强其在今后工作中的责任心和使命感。
3实验教学评价体系改革
本次改革的另一重点是对学生成绩评定系统的改革。每个学生在完成项目教学后要求撰写一份规范的研究小论文,成绩评定采用百分制。评分标准包括:方案设计、实验操作和习惯、团队合作能力、数据记录和分析、综合分析和科学思辨能力等内容。学生通过实验设计、实验记录、实验报告、实验讨论、结果报告这一系列的项目实施锻炼后,学习的主动性和积极性有明显的提高。
篇5
中医院校学生在本科学习阶段接受的教育多是理论性的、传授性的,真正走进实验室完成科研项目的机会非常少,毕业实习的内容多是涉及临床的,对实验室的相关工作缺乏概念性的认识,到了研究生阶段,只有涉及毕业课题的开展时才发现对科研实验室知之甚少,对论文涉及的基本技术和仪器设备一无所知,仅有的一点经验都是在本科阶段的实验课中获得的。然而在本科阶段,学生接触的实验内容多是验证性的,步骤和涉及的仪器较简单,而研究生阶段的实验是探索性的,通常需要借助于先进的仪器,结果也具有不确定性,如果缺乏相关的知识,就会举步维艰,实验结果杂乱无章。此外,医学领域的科研常常涉及生物材料,如细菌、病毒、肿瘤细胞等,存在较大安全隐患,如果对这些实验室安全知识一无所知,在进行实验的过程中,无疑会对自身和他人造成巨大的伤害。但是由于多种因素的存在,目前在许多中医院校研究生教育阶段并没有真正开设针对实验室安全教育相关课程,取而代之的做法是对有需要进行实验室研究的人员进行简单的培训,或者是“传、帮、带”,由自己的师兄师姐将实验室相关技术传授给师弟师妹,这种做法明显是不可取的。
2中医院校实验室安全教育的改进措施
2.1开设实验室教育的相关课程
针对研究生一年级的课程进行调整和补充,对部分专业,如中医学、中药学、药理学等常常涉及实验室研究的专业开设《实验动物学与动物实验技术》《细胞培养技术》《分子生物实验技术》等课程,让学生根据自己的需求和兴趣选修相关的课程,储备丰富的理论知识。
3.2严格实验室的准入制度
新进实验室的人员(包括研究生和本科生)在开始正式实验之前必须经由专职人员进行相关的培训,内容包括实验室规章制度、仪器设备的使用维护、生物安全培训、突发事件应急处理等内容,可采用授课和实际操作结合的方式,让学生熟悉实验室环境、了解仪器操作的步骤和注意事项,对接触的化学药品或生物材料充分了解,掌握正确的使用方法和处理方式。对培训结果进行考核,考核合格的人员才能进入实验室。
3.3加强实验室废弃物处理培训
在学生实验过程中,实验室每天产生的大量的废弃物,其种类繁多,主要可包括化学品、药品、生物材料、耗材类等等,实验室管理人员应针对如何妥善的处理这些废弃物开展专项培训,如化学品注意酸碱中和、混悬沉淀等处理;剧毒或致癌的化学试剂和药品要分类弃置,不能直接排入环境中;生物材料如动物尸体、器官、血液标本须使用专用医疗废弃物包装袋,由专业的医疗垃圾处理机构进行处理,并对相关区域进行彻底的消毒;耗材类如注射器、一次性手套、口罩、吸头、离心管等塑料制品应使用特制的耐高压容器收集,定期由实验室统一处理。但是在实际的工作中,我们发现在这个环节出问题的几率最高,实际操作起来步骤烦琐,学生乱丢乱放,不按照规定处理废弃物的现象严重,需要老师及时发现并劝阻、教育。
3.4教育宣传针对涉及全校的安全管理
注意事项,如安全用电、安全用水、防火防盗、灭火器的使用、火灾应急处理、水管爆裂处理等可以通过定期举行讲座、校园多媒体播放教学片的方式来进行;对于近期频发自然灾害如地震、洪水等,学院应开展全校师生的自救演习,以保证学院师生的安全。
4结语
篇6
【关键词】 热处理 磁流体 抑瘤作用 血管内皮生长因子(VEGF) 凋亡
0 引言
近年来随着纳米材料与技术的发展,Jordan等[1]提出了“磁流体热疗”的概念。
目前磁流体热处理对肿瘤生长的抑制作用,已有一些实验证据支持,但其抑制肿瘤的分子机制和作用途径,尚不清楚。本文观察了磁热处理对H22移植瘤生长的影响以及热处理后不同时间肿瘤组织的血管内皮生长因子(VEGF)表达和凋亡状况,对磁热处理抑制肿瘤生长的机制进行初步探讨。
1 材料与方法
1.1 动物及细胞
20g左右雄性Balb/c小鼠(SPF级)购自上海实验动物中心。小鼠H22肝癌细胞株引自河北医科大学实验动物学部。
1.2 移植瘤模型的建立与处理
Balb/c小鼠后腿根外侧皮下接种H22肝癌细胞1×107/0.1ml,4d后随机分为4组,每组8只。1组注射生理盐水不加磁场;2组注射生理盐水加磁场;3组注射磁流体不加磁场;4组注射磁流体加磁场。分别对小鼠移植瘤内及瘤周分5点注射0.2ml葡聚糖磁流体(含24.16mg磁性粒子,粒子平均直径为15nm,自制)或等体积生理盐水后,置于交变磁场中(纳米超顺磁热疗仪,自制,磁场强度55kHz,20kA/m),作用一次,10min。每组随机抽取3只动物,用光纤温度计(FTI10光信号处理器和FOTM医用光纤温度传感器,FISO公司,加拿大)实时监测移植瘤中心部位的温度,另3只监测直肠温度。两周后处死动物,称瘤重,计算抑瘤率。
抑瘤率=(对照组瘤重 - 处理组瘤重)/对照组瘤重×100 %
另两组动物如前法接种,分组,注射,分别瘤内注射0.2ml磁流体和等体积生理盐水,在经磁场处理后1h、5h、24h、48h和336h处死,每次3只,以注射但未经磁场处理1h后的动物作为对照,检测组织中的VEGF表达和凋亡情况。
1.3 组织学观察
对肿瘤组织的石蜡切片做HE染色后,进行组织学观察。
1.4 VEGF表达检测
1.4.1 免疫组化法 对肿瘤组织的石蜡切片做免疫组化检测。一抗为兔抗小鼠VEGF多抗(购自友谊中联生物科技有限公司),二抗为生物素标记的羊抗兔IgG(购自华美生物工程公司)。以磷酸盐生理盐水缓冲液(PBS)代替一抗作为对照。
1.4.2 流式细胞分析 将肿瘤组织研过铜网,用PBS缓冲液制成细胞悬液,调细胞浓度为1×106/ml,加入兔抗小鼠VEGF抗体,作用1h,PBS洗3次,加入FITC羊抗兔IgG(购自华美生物公司)30min,PBS洗3次,过滤,上机检测。(FACS Aria 流式细胞分析仪,BD公司,USA,激发光波长488nm),以PBS代替一抗作为对照。
1.5 凋亡检测
1.5.1 原位凋亡检测 对肿瘤组织的石蜡切片做原位凋亡检测,TUNEL法(TUNEL试剂盒购自华美生物公司)。
1.5.2 流式细胞分析 肿瘤组织用PBS研过铜网制成细胞悬液,调细胞浓度为1×106/ml,加入碘化丙啶(PI)染色,过滤,上机检测。
2 结果
2.1 磁热处理对移植瘤生长的影响
磁流体加磁场组瘤内温度可以达到46℃~48℃。磁热处理后各组的瘤重,见表1。与3个对照组比较,磁流体加磁场组抑瘤率均大于30%,但只与盐水组比较,差异有显著性P
表1 经磁热处理后各组的瘤重(略)
1. 注射生理盐水;2. 注射生理盐水加磁场;3. 注射磁流体;4. 注射磁流体加磁场(*P
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2.2 组织学检测
瘤内注射后磁流体可以渗透到临近的肿瘤组织中,但分布不是很均匀。磁流体本身没有引起组织细胞坏死。比较磁热处理1h和48h后的组织切片,可见,处理后随时间推移,坏死的组织面积增大。与注射盐水加磁场处理后48h时的组织相比,注射磁流体加磁场作用48h后,坏死的肿瘤组织面积大,且主要分布在磁流体周围。各组肿瘤组织的HE染色结果,见图1。
2.3 VEGF检测
2.3.1 免疫组化法
检测磁热处理后,不同时间点移植瘤组织中的VEGF表达情况,可见,注射磁流体组与注射盐水组表达强度差异并不显著。磁热处理24h后组织的VEGF表达,见图2。
2.3.2 流式细胞分析
分别检测磁热处理1h、5h、24h、48h和336h后,盐水加磁场和磁流体加磁场组肿瘤组织中VEGF的表达情况,结果见图3。不同时间点间差异无显著性。相同时间点,各处理组与对照组表达量比较,差别均无显著性,与免疫组化的检测结果一致。
图3 流式细胞分析经磁场处理后肿瘤组织的VEGF表达情况(略)
2.4 凋亡检测
2.4.1 原位凋亡检测 磁热处理后不同时间点,磁流体加磁场组与盐水加磁场组和磁流体组比较,凋亡细胞数基本相近。磁热处理后48 h组织的原位凋亡情况,见图4。
2.4.2 流式细胞分析
分别检测磁热处理后1h、5h、24h、48h和336h盐水加磁场和磁流体加磁场组肿瘤组织中的凋亡百分比,结果见图5。
图5 流式细胞分析经磁场处理后肿瘤组织的凋亡情况(略)
3 讨论
热疗用于肿瘤治疗已有悠久的历史。本文结果也支持单次磁流体热处理(46℃~48℃)可以抑制移植瘤的生长。从解剖和切片观察可见,磁流体还不能均匀地渗透、分布到整个移植瘤内,因此热处理组抑瘤的均一性较差,只与盐水组比较有显著差异,而与注射磁流体组和注射盐水加磁场组的差异没有显著性,与Jordan等[1]的实验结论一致。
Vertrees等[2]将正常人支气管上皮细胞BEAS2B和其相应的恶性细胞BZRT33,分别在43℃处理180min。与正常细胞相比,处理7天后,恶性细胞存活率低,成瘤性差,凋亡比例增加。但是,关于热处理是否导致肿瘤细胞凋亡目前也有不一致的看法。Nakahata等[3]对几种正常二倍体细胞和肿瘤细胞做43℃、2h处理,发现随热处理后时间的延长,具有多个核仁的肿瘤细胞增多,虽然从核的形态看这些细胞像是凋亡细胞,但热处理后4d内没有检测到DNA梯带,原位凋亡检测也未见凋亡信号。由此推测,热处理引起的肿瘤细胞死亡不是由于凋亡而是与有丝分裂紊乱有关[3]。由本文结果可见,46℃~48℃处理两周后,肿瘤组织的凋亡率与对照组相比差异并无显著性。在热处理后不同时间点检测肿瘤组织的凋亡情况,与对照组比较差异均无显著性。提示启动凋亡不是细胞热敏感性的必然反应,诱导凋亡并不是磁热处理抑制移植瘤生长的主要原因。
体外实验证明,41℃处理90min,使HUVEC分泌的VEGF下降[4]。体内实验也证明热处理可以增加血管的通透性[5]。由此推测,热处理可能通过抑制血管生成来抑制移植瘤的生长。但Eikesdal等[6]对荷神经胶质瘤大鼠腹腔注射30mg/kg血管生成抑制剂Batimastat,结果显示Batimastat单独或与热疗联合使用均不能抑制肿瘤生长。我们分别检测了热处理后不同时间肿瘤组织的VEGF表达情况,与对照组相比均无显著改变。VEGF是促进血管生成的特异性作用因子,提示,抗血管生成作用不是磁热处理抑制移植瘤生长的主要原因。
Nikfarjam等[5]以CBA鼠的正常肝组织和结肠癌肝转移组织做为研究对象,分别在热处理(2W,50秒,100焦耳)后24h、48h、72h、120h和168h观察组织的坏死、血管损伤和凋亡情况。结果表明,局部热处理使得瘤组织血流量降低,血管通透性增高,会立即引起微血管损伤和组织坏死[5,7],并使凋亡水平增高[8]。热处理结束后仍可见渐进性的组织和血管损伤增加,血管损伤早于组织损伤[5],而凋亡状况比较稳定[8]。这个结果与我们观察到的肿瘤组织中坏死的面积随时间的延长有所增加的结果和凋亡比例随时间变化的趋势一致。由此推测,本文中磁热处理后短暂的VEGF表达下降可能主要是因组织、血管的坏死引起的。磁流体热处理抑制移植瘤生长的主要原因可能是导致组织坏死。
热疗抑制肿瘤的方法由来已久,但局部热疗引起组织损伤的确切机制或说是热疗抑制肿瘤生长的确切机制还尚无定论[7]。磁热疗的机制也如此。而且,体外实验显示,磁性粒子本身就可以抑制体外培养的人成纤维细胞增殖,降低细胞存活率[9],诱导Hep6肝癌细胞凋亡[10],使细胞裂解[11]。虽然从本文切片观察,磁流体注射到移植瘤内后,未见磁性粒子进入细胞内;从抑瘤效果看,单独注射磁流体组与注射盐水组之间差异也没有显著性,但也不能完全排除,磁流体本身对移植瘤的生长也有一定的抑制作用。因此,磁性粒子对组织、细胞的影响还有待更长期、深入的观察。磁流体热处理抑制肿瘤生长的机制还有待进一步研究。
4 结论
单次磁流体热处理(46℃~48℃)可以显著抑制小鼠H22移植瘤的生长。诱导凋亡和抑制VEGF表达不是磁热处理抑制移植瘤生长的主要原因。
【参考文献】
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[2] Vertrees RA, Das GC, Coscio AM, et al. A mechanism of hyperthermiainduced apoptosis in rastransformed lung cells[J]. Mol Carcinog, 2005, 44(2): 111121.
[3] Nakahata K, Miyakoda M, Suzuki K, et al. Heat shock induces centrosomal dysfunction, and causes nonapoptotic mitotic catastrophe in human tumour cells[J]. Int J Hyperthermia, 2002, 18(4): 332343.
[4] Gnant MF, Turner EM, Alexander HR Jr. Effects of hyperthermia and tumour necrosis factor on inflammatory cytokine secretion and procoagulant activity in endothelial cells[J]. Cytokine, 2000, 12(4): 339347.
[5] Nikfarjam M, Muralidharan V, MalcontentiWilson C, et al. Progressive microvascular injury in liver and colorectal liver metastases following laser induced focal hyperthermia therapy[J]. Lasers Surg Med, 2005, 37(1): 6473.
[6] Eikesdal HP, Bjorkhaug ST, Dahl O. Hyperthermia exhibits antivascular activity in the s.c. BT4An rat glioma: lack of interaction with the angiogenesis inhibitor batimastat[J]. Int J Hyperthermia, 2002, 18(2): 141152.
[7] Nikfarjam M, MalcontentiWilson C, Christophi C. Focal hyperthermia produces progressive tumor necrosis independent of the initial thermal effects[J]. J Gastrointest surg, 2005, 9(3): 410417.
[8] Nikfarjam M, Muralidharan V, MalcontentiWilson C, et al. The apoptotic response of liver and colorectal liver metastases to focal hyperthermic injury[J]. Anticancer Res, 2005, 25(2B): 14131419.
[9] Berry CC, Wells S, Charles S, et al. Dextran and albumin derivatised iron oxide nanoparticles: influence on fibroblasts in vitro[J]. Biomaterials, 2003, 24(25): 45514557.
篇7
关键词:动物福利;水产养殖;应用
1822年,第一部与动物福利相关的法案《禁止残酷和不当对待牲畜法》在英国颁布,史上又称《马丁法案》[1]。自此,发达国家对动物福利问题日趋重视,制定、颁布了包括水生动物领域在内的多部动物福利法律。2004年,世界动物卫生组织(OIE)将水生动物福利内容写入《水生动物卫生法典》中,强调保障水生动物福利是保证水产品安全的基本准则,并要求各成员要执行其中规定的最低动物福利标准。作为发展中国家,我国在动物福利方面,尤其是水生动物福利方面缺少相关宣传;同时,由于缺少完善的法律法规体系,公众的水生动物保护意识也相对薄弱,因此我国的水生动物福利情况与发达国家相比存在着很大差距。本文阐述了水生动物福利的定义、我国水生动物福利现状以及水生动物福利的应用,通过对比国内外水生动物福利法律体系的差距,提出了改善我国养殖水生动物福利现状的方法,对我国水生动物福利的立法。
1动物福利概述
1.1动物福利定义
1976年,英国动物学家Hughes[2]首次提出动物福利(Animalwelfare)的概念,出动物福利即指动物生活在适宜的居住环境,表现为身心健康、环境舒适、个体安全、行为正常、无不必要痛苦的状态;1986年,有学者将动物福利定义为“指动物适应其环境的状态”。目前,国际公认的动物福利标准为动物“五大自由”标准,即免受饥渴的自由,享有舒适生活的自由,免受痛苦、伤害和疾病威胁的自由,表达天性的自由,生活无恐惧感和悲伤感的自由。在水生动物方面,动物“五大自由”标准依然适用,即享有生理、心理、环境、卫生和行为方面的福利与自由。与野生水生动物的生长环境不同,人工养殖动物具有饲养密度大、环境条件单一等特点[3]。在养殖、捕捞和运输过程中,技术落后、操作不规范、环境监管不力等因素致使水生动物生存环境恶劣,极易受到不必要的伤害,严重时会导致水产养殖病害频发,威胁水生动物的健康。因此,在养殖过程中,有关专家逐步确立了一套水生动物健康评估体系,包括水生动物的生理状态、生长率、死亡率、应激反应等福利指标[4]。
1.2OIE水生动物立法及实践
OIE的《水生动物卫生法典》在水生动物的运输、宰杀方面制定了具体的福利指导标准。1.2.1提前制定完整的运输规划和紧急应对措施。选择合适的运输车辆和运输设备,预测运输路线、天气或海况,提前估测运输时间,确定运输过程中水生动物的管理方式,评估生物安全水平。指标包括运输设备的清洗和消毒、安全换水位置、运输水体的选择和处理等。1.2.2对车辆和设备提前进行设计选择和维修检查。选择适合水生动物品种、大小、重量和数量的车辆和集装箱运输,检查车辆和集装箱质量,防止直接或间接伤害水生动物健康。车辆或集装箱内应有循环水和制氧设备;必要情况下在运输途中进行水生动物健康检查和记录,建立水生动物库存数量、基本信息、发病或死亡情况记录的运输日志;及时更换或保养水生动物相关设备,如渔网、抽水设备和捕捞设备,降低接触伤害。1.2.3保证运输途中水质严格符合标准。水质应符合水生动物需求。监测指标包括溶氧量、水体中CO2和NH3含量、pH、温度和盐度;长途运输途中应开启相关设备,监控并保持水质健康。1.2.4水生动物运输前应做好充分准备。根据水生动物品种和生理周期决定饲料量,评估水生动物健康状况,参照近期运输情况和处理方式预测运输方式。在水生动物表现出某种疾病的典型临床症状或受到严重物理伤害、行为异常时不宜运输;水生动物因应激反应而产生不良行为或生理状态时不宜运输;由于禁食而导致水生动物个体大小未达标不宜运输。1.2.5对于特殊水生物种,应提前准备适合的运输程序。参照水生动物行为和具体需要设置运输程序;应当注意同一种运输方式并不通用于所有种类的水生动物;处于某生命阶段的水生动物需要采取一定措施,使其提前适应环境,如禁食、渗透适应性等。1.2.6设置运输过程中的应急计划,防止运输过程中对水生动物健康的进一步伤害。对于突发事件,应记录责任人员和采取的应急措施方案。1.2.7水生动物宰杀应遵循水生动物福利。对宰杀设备进行定期维护和性能测试,确保功能完好;按照规范操作宰杀设备;根据水生物种特点选择适当的宰杀方式,如敲击(鲤鱼和鲑鱼)、电击(鲤鱼,鳗鱼和鲑鱼);为应对水生动物死亡前可能出现的意识恢复,应做好必要的昏迷预案;宰杀前进行昏迷处理,减少昏迷后等待时间;水生动物昏迷的辨别标准为鱼类鳃盖丧失活动能力、视诱发反应丧失、前庭眼反射丧失等。
2我国水生动物福利发展现状
我国传统思想推崇“善待万物”,即关爱和保护动物。但直到2003年,动物福利才真正走进我国公众视线[5]。目前,我国的水生动物福利仍基本处于初期发展阶段,相关法律法规不完善。随着国际贸易往来愈加频繁,动物福利贸易壁垒成为我国水产品出口贸易的阻碍[6]。
2.1动物福利法律制定现状
目前,发达国家制定了一系列关于实验动物、农场动物、娱乐动物、经济动物、工作动物福利的法律法规,覆盖面广,条文详细,可操作性强。相比之下,我国关于动物福利相关的法律法规极其匮乏。目前,我国主要颁布了《中华人民共和国野生动物保护法》(1988)、《中华人民共和国进出境动植物检疫法》(1992)和《中华人民共和国动物防疫法》(1998)[10]。我国于1986年颁布的《中华人民共和国渔业法》和1993年颁布的《中华人民共和国水生野生动物保护实施条例》中,虽然有涉及水生动物福利的法律条文,但法律体系单薄,法律制度仍需完善[11],法律法规可操作性较发达国家相比差强人意[12]。当前,国家和社会对水生动物福利的关注度还有待提高,因此制定有关养殖水生动物福利的法律法规是一条艰难而又长远的道路,需要社会各界给予更多的关注与努力。
2.2动物福利的国际贸易壁垒
自我国加入世界贸易组织(WTO)以来,水产品出口贸易量持续增长。2002年起,我国水产品出口额一直位于世界首位[10]。据海关统计,至2014年11月,我国水产品进出口总量为765.3万吨,进出口总额达278.9亿美元,同比分别增长3.1%和6.7%[11]。但与此同时,发达国家的动物福利相关立法日渐完善,国际贸易政策明令禁止进口在养殖、捕捞、运输及宰杀等环节不符合动物福利法律规范的水产品[12]。由于我国动物福利意识薄弱,立法缺失,与国际标准尚有较大差距,因此动物福利壁垒必然会对我国水产品出口造成威胁。
3水生动物福利应用
3.1水生动物福利立法与宣传
一是要提高水生动物福利的认识。将水生动物福利立法上升至国家层面,重视相关法律的立法工作。二是要广泛搜集世界范围内有关水生动物福利相关先进经验和资料信息,依据国际标准,制定适合我国国情的水生动物福利法规和相关行业条例[10],并严格依照法律规范和监督水产养殖过程。三是要加强水生动物福利宣传。政府的广泛宣传,有利于增强公众的水生动物福利意识,有利于使社会逐步接受、认同并自觉维护动物福利。四是要扶植水产养殖龙头企业,鼓励养殖户进行符合动物福利标准的规模化养殖[10]。这有利于水产养殖福利意识在养殖户中广泛推广,有利于水产养殖福利法律法规的执行和监管。五是要借助媒体力量,加大对水生动物福利的宣传力度。加强各地高校水生动物福利知识普及,增设相关动物福利课程[13]。
3.2水产养殖中良好动物福利的具体措施
3.2.1维护水生动物福利应创造良好的养殖环境。按照标准设置和监督适应水生动物的水深、pH、盐度、溶氧量、重金属含量等相关指标。对于水体指标异常和疾病暴发等特殊情况,及时、合理地采取科学防治措施,维护水生动物福利,尽量降低经济损失。3.2.2应依据科学研究和法律法规,制定适合水生动物的科学养殖管理模式。养殖密度是影响水生动物死亡率、生长率、摄食情况以及应激反应的重要因素,合理的养殖密度可以最大程度地保证水生动物福利[14],降低因接触造成的物理伤害、个体间的攻击与胁迫、空间和饵料的争抢、疾病和寄生虫的传播等情况的发生[11]。按照水生物种和生活史,配制健康安全的饲料,为水生动物提供足量的蛋白质和脂肪。通过合理的投喂方式和投喂量,有效降低饲料对养殖水体环境的污染,提高饲料利用率。3.2.3应采取预防为主的疾病综合防治措施。对疑似发病的水生动物应及早诊断并采取适当防范措施。疾病暴发时,则应按照标准使用符合安全规范的疫苗或药品,合理用药,降低水生动物的药物残留和耐药性。对死亡的水生动物应及时捞出并深埋,防止其与健康水生动物交叉感染[1]。
4小结