景永帥，張丹參，戎欣玉，謝英花，杜紅霞，栗章彭

（河北科技大學，河北石家莊050018）

綠色化學在藥學和藥物制劑專業(yè)實驗中的探索和應用

景永帥，張丹參，戎欣玉*，謝英花，杜紅霞，栗章彭

（河北科技大學，河北石家莊050018）

結合河北科技大學藥學和藥物制劑專業(yè)的實驗教學改革實施情況，從實驗教材編寫、實驗安排優(yōu)化、綠色實驗室建設以及規(guī)章制度完善等方面，探討在藥學實驗教學過程中實施綠色化學改革的實踐和經驗。

綠色化學；藥學和藥物制劑；實驗教學

在環(huán)境污染問題日益嚴重的當今社會，化學污染為主要的污染源。因此，綠色化學應運而生。綠色化學又稱清潔化學、環(huán)境無害化學或環(huán)境友好化學，是指在沒有或者只有盡量小的環(huán)境副作用的情況下，在經濟和技術上可行的設計和生產的化學品和化學過程［1］。綠色化學旨在利用能夠保護環(huán)境的化學技術，考慮節(jié)約資源、減少廢棄物的排放，從而從根本上解決化學污染。

實驗室是高校進行教學和科研的重要基地，是激發(fā)學生學習興趣和培養(yǎng)學生實踐能力的重要場所［2］。然而，目前許多高校實驗室都存在濫用化學制劑、不合理處置“三廢”等現象，這不僅會造成環(huán)境污染，而且不利于培養(yǎng)具有可持續(xù)綠色發(fā)展意識的專業(yè)型人才［3］。我校藥學和藥物制劑專業(yè)學生從二年級開始進行藥學相關實驗的理論和操作的學習，如開展藥物分析、藥物化學、天然藥物化學、藥劑學等實驗。在實驗教學中，要大量使用有機溶劑，不可避免地會產生化學污染物，因此，在藥學實驗教學中，我校采取一些切實有效的辦法解決實驗造成的環(huán)境污染問題，在培養(yǎng)學生實驗技能的同時，增強其保護環(huán)境的意識。筆者結合本校的實驗教學改革實施情況，從實驗教材編寫、實驗安排優(yōu)化、綠色實驗室建設等方面談談綠色化學在藥學和藥物制劑專業(yè)實驗改革中的應用體會。

1　修訂實驗教材，培養(yǎng)學生綠色化學新理念

本校以傳統(tǒng)藥學實驗內容為基礎，加大綠色化學實驗教材的改革力度，在保證教學目標達成的同時，將綠色化學內容逐步滲透。例如：采用無毒無害的碳酸鈉作為催化劑合成阿司匹林，比原來將濃硫酸當作催化劑的加熱合成法速度更快，產率和純度均有所提高，無污染，操作更安全。另外，本實驗合成的乙酰水楊酸粗品，可作為基本操作實驗“重結晶”之用，精制以后的乙酰水楊酸純品又為基本操作實驗“熔點的測定”之用，這不但可以節(jié)省試劑和原料，而且可通過熔點檢查學生做的產品是否合格。

此外，本校在實驗教材中添加開放性實驗課題供學生選擇，如中藥的有效成分提取工藝優(yōu)化、蔬果中有機磷農藥的含量測定以及非諾貝特膠囊的制備研究等。學生可以結合自己的興趣愛好選擇課題，查閱相關文獻，設計實驗方案并加以實施，同時，教師在潛移默化中將綠色化學的理念灌輸到學生心中，從而讓學生樹立可持續(xù)發(fā)展的綠色觀念。

2　優(yōu)化實驗安排，深化綠色化學教育

2.1選擇無污染替代品

依據綠色化學的理念，在實驗設計中應該充分考慮試劑和產物的毒性以及“三廢”的處理。在設計實驗時，本校選用無毒或低毒的試劑代替有毒的試劑，從而在源頭減少污染物的排放，如用溴乙烷代替溴苯、用食用乙醇代替工業(yè)乙醇、H2O2和ClO2代替氯氣發(fā)揮漂白作用等。這樣，在不影響教學實驗的前提下還能夠達到保護環(huán)境的目的。

2.2設計循環(huán)實驗

循環(huán)實驗即通過調整實驗的順序，將上個實驗的產物作為下個實驗的原料，努力延長產物的使用周期，從而構成一個有機結合的實驗序列，達到循環(huán)使用的目的［4］。如我校開展的“乙酸乙酯的合成與水解實驗”和“蘆丁的提取實驗”，乙酸乙酯水解得到的產物乙醇可以作為溶劑提取槐米中的蘆丁成分。這樣就可有效利用產物，既節(jié)省時間和藥品，又減少污染。設計循環(huán)實驗，不僅可以節(jié)約實驗經費，使本來存在的幾次污染變成一次污染，甚至變得沒有污染。

2.3設計微量實驗

一般微量實驗所使用的試劑是常規(guī)試劑的1/10甚至更少，但不影響實驗結果的清晰度和準確性，這樣可以在試劑使用方面控制到最少量，最大限度地減少源頭污染［5］。本校的多個藥學實驗已采用微量或半微量實驗方法，比如在“天然藥物化學物質性質分析”實驗中利用點滴板，實驗效果較明顯，且在試劑方面控制到最小的計量，大大減小了對環(huán)境的污染。另外，在“維生素C注射液的處方考察與制備實驗”中，原實驗采用5 mL安瓿瓶灌封，經實驗改革后采用2 mL安瓿瓶，這樣不僅可以減少實驗經費，縮短實驗時間，還可以減少實驗廢棄物排放量。

3　多方面進行改進，建立綠色實驗室

3.1開展虛擬仿真實驗，減少試劑使用

運用現代化教學手段，以多媒體為載體進行模擬仿真實驗可以達到化學試劑以及儀器設備“零投入”和廢棄物“零排放”［1］。本校引進“藥物制劑虛擬仿真實驗”，采用計算機虛擬仿真技術，涵蓋GMP標準下的藥物顆粒制劑生產、片劑生產、膠囊劑生產、水針劑生產以及衛(wèi)生水系統(tǒng)、空調空壓設備等場景。通過仿真實驗，可以更好地培養(yǎng)學生的實踐能力。另外，本校以實驗原理、實驗過程、實驗現象和實驗數據為基礎，引進和改進實驗模擬軟件，可以讓學生在機房通過計算機直觀地體驗實驗過程。通過開展仿真實驗，既解決了環(huán)境污染的問題，又達到了教學目的。

3.2引進新技術和新設備降低能耗、減少污染

我校實驗室引進微波、超聲波以及超臨界萃取等設備建立綠色實驗室。在天然藥物化學實驗中，采用超聲波輔助提取技術提取板藍根中的有效成分，與傳統(tǒng)的電爐加熱提取方法相比較時間更短、提取率更高。

3.3利用有利條件種植綠植凈化環(huán)境

綠色植物如萬年青、蘆薈、月季花、吊蘭等對甲醛、硫化氫、乙醚、苯等有害氣體有很強的吸收能力，種植綠色植物既能美化環(huán)境，又能吸收一些有毒有害的氣體，使實驗環(huán)境綠色化［5-6］。本校在實驗樓周圍種植樹林和草坪，在實驗室的角落或周圍擺放一些價格便宜且容易栽種的蘆薈、吊蘭、綠蘿等植物，不僅能有效地吸收有毒有害的氣體，凈化空氣，還能美化環(huán)境。

3.4妥善處理“三廢”

實驗過程中產生的廢棄物主要包括廢氣、廢液和固體廢棄物［7］。對于廢氣，一般的有毒氣體本校通過改進實驗通風裝置、添加尾氣吸收的設備來減少污染。部分氣體如氯化氫、二氧化硫等可以用水吸收，苯和甲苯經酒精吸收后回收。對于廢液，按照其理化性質，按照酸、堿、重金屬溶劑等分類處理，使用專用的廢液桶收集，之后集中處理。對于固體廢棄物，能夠回收的直接回收，不能回收的由專業(yè)人員進行掩埋、焚燒處理。破損的實驗儀器盡可能修復后再使用，減少廢棄物。

4　健全實驗室規(guī)章制度

實驗室建立了一套《藥學實驗教學中心規(guī)章制度匯編》的規(guī)章制度，對于實驗室安全管理、應急預案、試劑及儀器的使用、人員崗位職責以及實驗室“三廢”處理辦法等，均有嚴格的管理制度。學院設置專門的機構和負責人負責廢棄物的處理，同時實驗中心設有安全專員，定時檢查實驗室的設備和安全情況，以保障師生的安全。對于有毒試劑也有專員負責，放在專門的加鎖安全柜中，防止學生濫用、亂用試劑。

5　結語

本校藥學和藥物制劑專業(yè)在綠色化學理念的指導下，通過修訂實驗教材，優(yōu)化實驗安排，選用綠色試劑，減少實驗中“三廢”的產生，建立完善的規(guī)章制度等方面的工作，形成了較為完善的實驗教學體系，將綠色化學理念深深植入教師和學生心中，起到了節(jié)約實驗資源、改善實驗環(huán)境、防止環(huán)境污染的作用。

［1］張賽男，施偉梅.“綠色化學”在醫(yī)學院校藥學實驗中的應用初探［J］.考試周刊，2015（91）：132.

［2］胡馨，周振環(huán)，黃子豪.在藥學專業(yè)化學實驗教學中滲透綠色化學新理念［J］.考試周刊，2014（94）：135-136.

［3］張?zhí)m芳，何文涓.高職藥學專業(yè)藥物化學實驗教學綠色化［J］.職業(yè)技術，2009（10）：34.

［4］趙英福，吳兆華，李春彥.在藥學專業(yè)化學實驗課中滲透綠色化學新理念［J］.解放軍藥學學報，2008（1）：90-91.

［5］楊美珠.“綠色化學”在藥學實驗中的應用探索［J］.教育教學論壇，2014（8）：211-212.

［6］苑娟，王俊敏，李曉飛，等.藥學專業(yè)物理化學實驗教學的綠色化改革［J］.藥學教育，2011（4）：57-59.

［7］趙英福，汪洋，孫長安.在藥學專業(yè)化學實驗課中強化“綠色化學”理念［J］.西北醫(yī)學教育，2007（4）：669-671.

（*通訊作者：戎欣玉）

G424.31

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1671-1246（2016）22-0083-02

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