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藥學學科

1.1學科背景

藥學是連接健康科學和化學科學的醫(yī)療保健行業(yè),它承擔著確保藥品的安全和有效使用的職責,藥學主要研究藥物的來源、炮制、性狀、作用、分析、鑒定、調(diào)配、生產(chǎn)、保管和尋找(包括合成)新藥等,傳統(tǒng)的藥學實驗在開展時遇到問題主要包括:

(1)實驗試劑管制藥品,真實實驗中無法開展:如藥物化學中氰化物的檢測,所用試劑氰化物為劇毒試劑且屬于管制藥品,一般的實驗過程中,不具備實驗環(huán)境進行開展實驗;

(2)實驗危險性高、難度大、消耗大:藥學實驗在開展時,通常需要用到蒸餾操作,易燃易爆品在蒸餾時,因操作不當會造成爆炸危險;

(3)實驗周期長,實驗室不具備實驗環(huán)境:GMP實驗中所用設備比較專業(yè),以及受到場地和實習時間的限制,學生無法進行開展實驗,導致在教學過程中,理論與實際操作結合困難。

隨著計算機技術和信息技術的發(fā)展,結合高等教育信息化建設開展藥學類專業(yè)實踐教學改革是克服實踐教學環(huán)節(jié)技術困難的一個重要途徑。

1.2解決方案

北京潤尼爾具有豐富的藥學類虛擬仿真實驗項目建設經(jīng)驗,采用三維仿真虛擬技術開發(fā)了藥學類系列虛擬仿真實驗資源。

合作的院校包括:首都醫(yī)科大學、浙江中醫(yī)藥大學、福建醫(yī)科大學、南方醫(yī)科大學、浙江工業(yè)大學、空軍軍醫(yī)大學、海軍軍醫(yī)大學、陜西中醫(yī)藥大學、青島農(nóng)業(yè)大學、天津商業(yè)大學、眉山藥科職業(yè)學院、青海衛(wèi)生職業(yè)技術學院、錫林郭勒職業(yè)學院等。

北京潤尼爾藥學類虛擬仿真實驗資源涵蓋:有機化學、大學化學實驗、生物化學與分子生物學、藥物化學、藥劑學、藥理學、藥物分析學、生物藥劑學與藥物動力學、藥事管理等9個專業(yè)核心課程,總計130多個實驗。

1.3典型案例

1.3.1GMP阿司匹林片劑生產(chǎn)虛擬仿真實驗

1.3.1.1建設內(nèi)容

GMP生產(chǎn)工藝虛擬仿真實驗系統(tǒng)虛擬出實際實驗中的壓片機、配漿鍋、制粒機、整粒機、萬能粉碎機、振蕩篩、可傾式反應鍋、三維運動混合機、鋁塑包裝機、裝盒機、裹包機、裝箱機、碼垛機等。真實模擬阿司匹林生產(chǎn)工藝,取阿司匹林、淀粉和枸櫞酸置高效濕法制粒機中混合均勻,用淀粉漿制粒、干燥、壓片、瓶內(nèi)包裝及外包裝等工藝流程。

1.3.2實驗室安全系列(APP)

1.3.2.1建設內(nèi)容

實驗室安全系列虛擬仿真實驗(APP)內(nèi)承載專業(yè)課程資源,可進行視頻課程學習,虛擬實驗采用三維人物及場景模型、人物動畫等方式全程模擬實驗室安全培訓課程,通過進行不同實驗模塊操作,使用戶享受虛擬操作的樂趣。實驗中包括實驗前準備、安全滅火、火災逃生、鋼瓶的使用、高壓蒸汽滅菌鍋的使用、生物安全柜的使用、腐蝕試劑的應急處理、有機中毒的應急處理、無機中毒的應急處理、垃圾分類等10個實驗。

1.3.3植物生長調(diào)節(jié)劑2,4-DI制備、質(zhì)量控制與活性評價貫通實驗

1.3.3.1建設內(nèi)容

植物生長調(diào)節(jié)劑2,4-DI制備、質(zhì)量控制與活性評價貫通實驗共分為3個模塊:植物生長調(diào)節(jié)劑2,4-DI異辛酯的合成及鑒定、2,4-滴異辛酯微囊懸浮劑的制備及性能測定、活性測定。學生在實驗操作的過程中,能夠熟悉整個實驗完整的流程,掌握實驗設備的組裝、調(diào)節(jié)、應用,實驗試劑的量取、添加等操作,將傳統(tǒng)的實驗以三維仿真的形式體現(xiàn),使學生更好地掌握實驗內(nèi)容。實驗還包含考核模式,完成考核模式后,系統(tǒng)會根據(jù)學生的操作準確程度給出評定分數(shù),從而考察學生對知識點的掌握程度。

1.3.4生殖毒性虛擬仿真實驗

1.3.4.1建設內(nèi)容

生殖毒性虛擬仿真實驗共分為三個模塊:實驗預習、屏障進出、虛擬實驗。在實驗預習模塊中,通過圖文介紹、界面交互等方式,豐富實驗知識點的趣味性,提升學生學習的興趣。在屏障進出和虛擬實驗模塊中,通過三維場景的瀏覽和交互操作,熟悉生物安全實驗室實驗操作的注意事項,虛擬再現(xiàn)生殖毒性實驗的操作流程,解決生物安全實驗室實際操作資源有限、實驗過程接觸有毒有害試劑的問題,增強學生的安全意識和知識儲備。

1.3.5抗PD-1抗體生產(chǎn)虛擬仿真實驗

1.3.5.1建設內(nèi)容

抗PD-1抗體生產(chǎn)過程中高效液相分析抗體含量的操作技能對藥學專業(yè)學生的儀器分析能力培養(yǎng)非常重要,但由于其操作復雜、實驗要求高和條件限制,在實體實驗中難以完成。學生通過在三維場景中實現(xiàn)從流動相脫氣、儀器預熱、參數(shù)設置、高效液相使用、分析方法設置、數(shù)據(jù)整理等方面的演練操作,熟悉高效液相分析的操作過程,根據(jù)實驗操作提示和物體高亮提示,使用各種工具進行實驗操作,最后完成整體的實驗流程;關鍵計分點在無操作提示條件下進行實驗操作,系統(tǒng)可自動判斷操作是否正確,實驗操作結束后,針對操作過程設置考核點可彈出最終操作得分。

1.3.6浙江省道地藥材浙貝母的施肥技術虛擬實驗

1.3.6.1建設內(nèi)容

浙江省道地藥材浙貝母的施肥技術與含量分析的操作技能對藥學專業(yè)學生的儀器分析能力培養(yǎng)非常重要,但由于其操作復雜、實驗成本時間較高和場地條件限制,在實體實驗中難以完成。學生通過在三維場景中實現(xiàn)從各周期浙貝母植株施肥方案設計、植株生長數(shù)據(jù)分析、浙貝母收獲、高效液相使用、分析方法設置、數(shù)據(jù)整理等方面的演練操作,熟悉浙貝母施肥方式方法、高效液相分析的操作過程,根據(jù)實驗操作提示和物體高亮提示,使用各種工具進行實驗操作,最后完成整體的實驗流程;關鍵計分點在無操作提示條件下進行實驗操作,系統(tǒng)可自動判斷操作是否正確,實驗操作結束后,針對操作過程設置考核點可彈出最終操作得分。

1.3.7磺胺類藥物的藥代動力學測定虛擬仿真實驗

1.3.7.1建設內(nèi)容

該實驗可以作為實物動物實驗的補充和替代,在虛擬實驗環(huán)境中,用戶可以根據(jù)系統(tǒng)文字圖片提示,控制鼠標鍵盤進行交互,多視角觀看動物實驗操作、選擇注射器、手術刀、藥劑、鑷子等實驗儀器或工具進行操作,掌握相關知識點。用戶能通過完成該虛擬實驗,達到認知實驗總體流程,掌握病毒感染動物的過程及檢測指標;中毒模型的建立及解救;容積測量儀的使用等操作方法,掌握實驗相關理論知識。

1.3.8貝諾酯合成生產(chǎn)實訓虛擬仿真實驗

1.3.8.1建設內(nèi)容

在GMP標準下的潔凈車間藥物合成操作技能對藥學專業(yè)學生的能力培養(yǎng)非常重要,但由于其儀器設備操作復雜、實驗成本時間較高和潔凈場地條件限制,在傳統(tǒng)實驗教學中難以完成。學生通過在三維場景中實現(xiàn)從阿司匹林合成工段、阿司匹林離心洗滌工段、阿司匹林干燥工段、撲熱息痛合成工段、撲熱息痛溶解脫色工段、撲熱息痛結晶干燥工段、貝諾酯合成工段、貝諾酯溶解脫色工段以及貝諾酯潔晶干燥工段等方面的演練操作,熟悉大型化工制藥儀器的操作過程,根據(jù)實驗操作提示和物體高亮提示,使用各種工具進行實驗操作,最后完成整體的實驗流程;關鍵計分點在無操作提示條件下進行實驗操作,系統(tǒng)可自動判斷操作是否正確,實驗操作結束后,針對操作過程設置考核點可彈出最終操作得分。

1.4建設效果

虛擬仿真實驗包括有機化學、大學化學實驗、生物化學與分子生物學、藥物化學、藥劑學、藥理學、藥物分析學、生物藥劑學與藥物動力學、藥事管理等專業(yè)核心課程,選擇現(xiàn)實教學中難以開展、含有劇毒、高腐蝕性管制藥品、儀器昂貴或維護成本較高的實驗進行項目研發(fā)。在虛擬實驗中,學生任意視角觀察實驗場景及器材,在GMP實驗中,學生可掌握片劑生產(chǎn)不同崗位的儀器操作、GMP法規(guī)要求、廠區(qū)規(guī)劃、車間布局等要求,了解現(xiàn)實中藥品生產(chǎn)步驟。

通過開展虛擬仿真實驗,可再現(xiàn)大型儀器設備的操作、應急事件的處理、強酸強堿、劇毒物質(zhì)的使用等情景,虛實結合,不限制學生做實驗的時間、地點,強化學生對相關高危操作的記憶,提高應急實驗的處理能力等。

附錄:藥學虛擬仿真實驗產(chǎn)品目錄

產(chǎn)品類別

實驗目錄

產(chǎn)品型號

單位

備注

藥學類

有機化學

強酸性脫保護試劑氯化氫/乙酸乙酯的脫保護基實驗虛擬仿真實驗

EYPD-QSXTE V1.0

3D

無水、無氧實驗:2-甲基-2-己醇的制備虛擬仿真實驗

EYPD-WSWYE V1.0

氯化氫高溫制備芐酯虛擬仿真實驗

EYPD-LHQGE V1.0

多聚磷酸高溫制備芐酯虛擬仿真實驗

EYPD-DJLSE V1.0

強酸催化的Pictet-Spengler反應制備四氫咔啉羧酸衍生物虛擬仿真實驗

EYPD-QSCHE V1.0

強酸性脫保護試劑氯化氫/乙酸乙酯的制備虛擬仿真實驗

EYPD-QSLYE V1.0

甲氧芐啶(TMP)的非水滴定虛擬仿真實驗

EYPD-JYBDE V1.0

乙酰水楊酸的制備和純化虛擬仿真實驗

EYPD-YXSYE V1.0

阿司匹林含量的測定(滴定)虛擬仿真實驗

EYPD-ASPLE V1.0

高沸點溶劑DMF的減壓蒸餾虛擬仿真實驗

EYPD-GFDRE V1.0

有毒、有味試劑吡啶的常壓蒸餾虛擬仿真實驗

EYPD-YDYWE V1.0

低沸點、易燃品乙醚蒸餾操作虛擬仿真實驗

EYPD-DFDYE V1.0

強酸性、強腐蝕性化學反應實驗:酰氯法制備酰胺類化合物虛擬仿真實驗

EYPD-XLFZE V1.0

有機強酸(三氟醋酸)脫除保護基實驗虛擬仿真實驗

EYPD-YJQSE V1.0

混合有機強酸(三氟甲磺酸和三氟醋酸)脫除保護基實驗虛擬仿真實驗

EYPD-HHYJE V1.0

金屬鈉回流法制備無水四氫呋喃虛擬仿真實驗

EYPD-JSNHE V1.0

無機強酸硫酸高溫制備芐酯虛擬仿真實驗

EYPD-WJQSE V1.0

易爆化學反應實驗:疊氮法制備酰胺類化合物虛擬仿真實驗

EYPD-DDFZE V1.0

高毒類腐蝕性HF的脫保護實驗虛擬仿真實驗

EYPD-HFTBE V1.0

高毒類腐蝕性HF的制備實驗虛擬仿真實驗

EYPD-HFZBE V1.0

強還原性試劑氫化鋁鋰的化學反應虛擬仿真實驗

EYPD-QHYJE V1.0

強刺激強酸性?;噭┎蒗B鹊闹苽鋵嶒炋摂M仿真實驗

EYPD-QCJQE V1.0

無機及分析化學

高溫、高熱藥物分析方法:灰分的測定虛擬仿真實驗

EYPD-GWGRE V1.0

3D

貴重試劑葡聚糖凝膠脫鹽實驗虛擬仿真實驗

EYPD-GZSJE V1.0

強腐蝕性試劑溴的使用操作虛擬仿真實驗

EYPD-QFXDE V1.0

劇毒試劑氰化物的檢測實驗虛擬仿真實驗 (古蔡法)

EYPD-JDQGE V1.0

劇毒試劑氰化物的檢測實驗虛擬仿真實驗 (三硝基苯酚鋰法)

EYPD-JDQSE V1.0

劇毒試劑砷鹽的檢測實驗虛擬仿真實驗 (古蔡法)

EYPD-JDSGE V1.0

劇毒試劑砷鹽的檢測實驗虛擬仿真實驗 (Ag-DDC法)

EYPD-JDSAE V1.0

過氧化氫的催化分解虛擬仿真實驗

EYPD-GYHQE V1.0

生物化學

超低溫試劑液氮凍存細胞實驗操作虛擬仿真實驗

EYPD-CDWSE V1.0

3D

PDE5酶抑制劑的計算機篩選虛擬仿真實驗

EYPD-PMJSE V1.0

PDE5酶抑制劑與小分子藥物對接設計實驗虛擬仿真實驗

EYPD-PMXFE V1.0

小分子藥物與DNA對接設計實驗虛擬仿真實驗

EYPD-XFZYE V1.0

藥物體外抗血小板聚集活性測定虛擬仿真實驗

EYPD-YWTWE V1.0

血清學實驗仿真實驗

EYPD-XUXSE V1.0

抗體ELISA虛擬仿真實驗

EYPD-KTELE V1.0

物理化學

阿司匹林燃燒熱測定虛擬仿真實驗

EYPD-RSRCE V1.0

3D

CoCl?·6H?O脫水過程的差熱分析虛擬仿真實驗

EYPD-COCLE V1.0

固體吸附劑硅膠比表面的測定虛擬仿真實驗

EYPD-GTXFE V1.0

電動勢法測鋅電池溫度系數(shù)虛擬仿真實驗

EYPD-DDSFE V1.0

硝酸鉀積分溶解熱的測定虛擬仿真實驗

EYPD-XSJJE V1.0

二元體系沸點組成相圖的繪制虛擬仿真實驗

EYPD-EYTXE V1.0

純?nèi)軇╋柡驼魵鈮旱臏y定

EYPD-CRJBE V1.0

藥理學

磺胺類藥物的藥代動力學測定

EYPD-HALYE V1.0

3D

阿司匹林與氯丙嗪對體溫的影響

EYPD-ASPLE V1.0

地塞米松對大鼠足腫脹的抗炎作用

EYPD-DSMSE V1.0

青霉素G的體外抗菌作用

EYPD-QMSGE V1.0

抗腎綜合征出血熱病毒抗體的治療作用

EYPD-KSZHE V1.0

有機磷酸酯類中毒與解救

EYPD-YJLSE V1.0

大鼠腦血栓模型的建立實驗

EYPD-DSNXE V1.0

大鼠下腔靜脈血栓模型的建立實驗

EYPD-DSXQE V1.0

大鼠體內(nèi)溶栓模型的建立虛擬仿真實驗

EYPD-DATNE V1.0

大鼠抑制動脈血栓形成模型的建立虛擬仿真實驗

EYPD-DSYZE V1.0

家兔呼吸、泌尿影響因素虛擬實驗

EYPD-JTHXE V1.0

生殖毒性虛擬仿真實驗

EYPD-SZDXE V1.0

儀器分析

紫外分光光度計虛擬仿真實驗

EYPD-ZWFGE V1.0

3D

紅外光譜儀虛擬仿真實驗

EYPD-HWGPE V1.0

核磁共振波譜儀虛擬仿真實驗

EYPD-HCGZE V1.0

質(zhì)譜測定虛擬仿真實驗

EYPD-ZPCDE V1.0

高效液相色譜儀虛擬仿真實驗

EYPD-GXYXE V1.0

二氧化碳分子振動與紅外光譜虛擬仿真實驗

EYPD-EYHTE V1.0

二氧化碳臨界點的三相圖虛擬仿真實驗

EYPD-EYLJE V1.0

綜合熱分析的使用虛擬仿真實驗

EYPD-ZHRFE V1.0

500M核磁共振波譜虛擬仿真實驗(c13cpd)

EYPD-FCGCE V1.0

500M核磁共振二維氫氫相關譜(H-H,COSY)虛擬仿真實驗

EYPD-HCGHE V1.0

500M核磁共振二維異核多鍵相關譜(HMBC)虛擬仿真實驗

EYPD-HCEYTE V1.0

500M核磁共振二維異核單量子相關譜(H-C,HSQC)虛擬仿真實驗

EYPD-HCEWE V1.0

500M核磁共振氮譜虛擬仿真實驗(N15)

EYPD-HCDPE V1.0

500M核磁共振二維氫氫遠程相關譜(NOESY)虛擬仿真實驗

EYPD-HCEQE V1.0

500M核磁共振氫譜虛擬仿真實驗(PROTON )

EYPD-HCQPE V1.0

液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定禽畜中沃尼妙林和泰妙菌素的含量虛擬仿真實驗

EYPD-YXSPE V1.0

藥物制劑/藥事管理

GMP片劑生產(chǎn)粉碎過篩崗位虛擬仿真實驗

EYPD-GMPFSE V1.0

3D

GMP片劑生產(chǎn)稱量崗位虛擬仿真實驗

EYPD-GMPCLE V1.0

GMP片劑生產(chǎn)制粒崗位虛擬仿真實驗

EYPD-GMPZLE V1.0

GMP片劑生產(chǎn)總混崗位虛擬仿真實驗

EYPD-GMPZHE V1.0

GMP片劑生產(chǎn)壓片崗位虛擬仿真實驗

EYPD-GMPYPE V1.0

GMP片劑生產(chǎn)包衣崗位虛擬仿真實驗

EYPD-GMPBYE V1.0

GMP片劑生產(chǎn)內(nèi)包崗位虛擬仿真實驗

EYPD-GMPNBE V1.0

GMP片劑生產(chǎn)外包崗位虛擬仿真實驗

EYPD-GMPWBE V1.0

GMP片劑生產(chǎn)成品檢驗崗位虛擬仿真實驗

EYPD-GMPCPE V1.0

GMP片劑生產(chǎn)產(chǎn)品放行崗位虛擬仿真實驗

EYPD-GMPCPE V1.0

GMP廠區(qū)規(guī)劃虛擬仿真實驗

EYPD-GMPCQE V1.0

GMP車間布局虛擬仿真實驗

EYPD-GMPCJE V1.0

GMP制藥車間潔凈區(qū)人員凈化程序虛擬仿真實驗

EYPD-GMPZYE V1.0

GMP潔凈人員第三更衣室虛擬仿真實驗

EYPD-GMPSGE V1.0

化工制藥

阿司匹林合成車間虛擬仿真實驗

EYPD-ASHCE V1.0

3D

阿司匹林離心洗滌車間虛擬仿真實驗

EYPD-ASLXE V1.0

阿司匹林干燥車間虛擬仿真實驗

EYPD-ASGZE V1.0

撲熱息痛合成車間虛擬仿真實驗

EYPD-PEHCE V1.0

撲熱息痛溶解脫色車間虛擬仿真實驗

EYPD-PRRJE V1.0

撲熱息痛結晶干燥車間虛擬仿真實驗

EYPD-PRGZE V1.0

貝諾酯合成車間虛擬仿真實驗

EYPD-BNZHE V1.0

貝諾酯溶解脫色車間虛擬仿真實驗

EYPD-BNZRE V1.0

貝諾酯潔晶干燥車間虛擬仿真實驗

EYPD-BNZJE V1.0

藥物制劑

三黃片的制劑處方前研究與處方研究虛擬仿真實驗

EYPD-SHCFE V1.0

3D

三黃片的制劑成型工藝研究虛擬仿真實驗

EYPD-SHZJE V1.0

浙江省道地藥材施肥技術虛擬實驗

EYPD-ZJSDE V1.0

藥物分離與純化

黃芩總黃酮的提取虛擬仿真實驗

EYPD-HQZHE V1.0

3D

黃酮類成分富集純化虛擬仿真實驗

EYPD-HTLCE V1.0

藥物分析

黃芩苷分析-高效液相色譜法鑒別虛擬仿真實驗

EYPD-HGXYE V1.0

3D

黃芩苷分析-薄層色譜法鑒別虛擬仿真實驗

EYPD-HQBPE V1.0

黃芩苷分析-紫外分光光度法測定總黃酮含量虛擬仿真實驗

EYPD-HQZWE V1.0

大黃藥材鑒別虛擬仿真實驗

EYPD-DHJBE V1.0

黃芩藥材鑒別虛擬仿真實驗

EYPD-HQJBE V1.0

黃連藥材鑒別虛擬仿真實驗

EYPD-HLJBE V1.0

三黃片的質(zhì)量檢查和含量測定虛擬仿真實驗

EYPD-SHZLE V1.0

微生物限度測定虛擬仿真實驗

EYPD-WSWXE V1.0

植物生長調(diào)節(jié)劑2,4-DI制備、質(zhì)量控制與活性評價貫通實驗

EYPD-ZWSZE V1.0

 

標準化操作

馬弗爐的標準化使用虛擬仿真實驗

EYPD-MFLDE V1.0

3D+數(shù)據(jù)手套

500M核磁共振儀原理及標準化使用

EYPD-WHCGE V1.0

通風櫥的標準化使用虛擬仿真實驗

EYPD-TFCDE V1.0

鼓風干燥機的標準化使用虛擬仿真實驗

EYPD-GFGZE V1.0

離心機的標準化使用虛擬仿真實驗

EYPD-LXJDE V1.0

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的標準化使用虛擬仿真實驗

EYPD-XZZFE V1.0

標準化量取虛擬仿真實驗

EYPD-BZHLE V1.0

酒精燈的標準化使用虛擬仿真實驗

EYPD-JJDDE V1.0

藥事管理學

災害救援應急藥品倉庫管理虛擬仿真實驗

EYPD-ZHJYE V1.0

3D

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