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1高校綠色化學實驗教育現狀

1.1綠色化學概念的普及。綠色化學，聽起來很簡單，但是教師要將其豐富的內涵發掘出來讓每一個藥學研究生熟悉卻并不簡單。學生普遍認為綠色化學強調的是環境保護，是讓盡可能多的實驗步驟都趨向綠色方向。然而，真正意義上的綠色化學卻是將傳統實驗綠色化的開發過程與實驗的效果放在同樣重要的地位進行自身的調整并研究的［2］。教師只有將綠色化學這種兼顧實驗效能與環境友好的理念傳遞給學生，才能從思想上根本扭轉學生對于綠色化學不會影響課題實驗進度或者效果的偏見。1.2實驗室管理制度。實驗室是藥學專業研究生的科研第一陣地，因此實驗室的管理無論對于保證每個學生實驗的順利進行還是貫徹綠色化學實驗制度都十分重要。隨著綠色化學理念的普及，全國高校實驗室，特別是研究生進行科研課題的實驗室大部分是學校軟件與硬件設施都是最好的實驗室，一些經典的綠色化學實驗制度都寫進了實驗室的管理制度中。比如早期提出的5R原則，但是由于學校實驗室管理人員或者導師對于學生綠色化學實驗方面監督力度不夠，研究生在實驗時往往容易疏忽。1.3課題的設計。藥學研究生課題的來源大都是國家、部門或者地區相關科研基金的申請。目前，越來越多的專家評委開始從綠色化學實驗的角度去評審項目申請書。比如在天然產物的提取過程中要求全程不使用有機試劑，其目的就是為了保證用于細胞和動物實驗的天然產物不受污染，保障實驗人員的安全，更是為環境保駕護航，所以，藥學類綠色化學實驗不僅僅是保護環境，更是保護人類自身身體健康不受有毒化學物質的損害。1.4實驗室差距。我國藥學專業研究生實驗室大都集中在醫科大學、中醫藥大學和綜合性大學的藥學院，由于地區和綜合實力等差異往往造成各校實驗室硬件設施的差距很大，有些大學對于綠色化學實驗的主觀重視程度往往不夠，此外由于經費不夠、設施不完善等客觀因素造成的沒有能力配套相關綠色化學實驗設施，致使綠色化學實驗的開展情況存在差距。1.5綠色化學實驗的具體應用。1.5.15R原則。5R原則，即在綠色化學實驗中:拒用危險品(Reject);減量使用(Reduce);循環使用(Recycle);重新使用(Reuse);再生(Regenerate)［3］，是目前推廣的較為典型的綠色化學策略。各高校無論從無機化學、有機化學到藥物化學的實驗教學還是實驗室的教育管理都已應用該原則。白廣梅［4］等將經典的5R原則應用到了高校化學的實驗教育中，在多相離子平衡實驗中將傳統的沉淀離子及沉淀劑Pb2+和K2CrO4經過反復實驗更換成Cu2+和NaOH，避免了Pb、Cr有毒重金屬的使用，實驗現象顯著。曹忠［5］等在針對教研室研究生的綠色化學教學研究中，從基礎化學實驗抓起，從研一開始就灌輸學生綠色化學的理念，利用博士直接監管研究生的機制配合5R原則，將強酸強堿試劑進行中和后再回收，取得了一定的成果。1.5.2半微量實驗。微量實驗不僅僅是減少試劑的使用量那么簡單，其要求實驗室配套的設施也應在常量操作的基礎上有所調整。比如稱量用具、反應容器、測定儀器都要進行一定程度的更新。介于微量實驗對于綠色化學實驗改革帶來的效果最為明顯，并且改革不需要耗費太多的精力用于替代反應或者試劑的摸索，故該法常被許多實驗室所采納。付引霞［6］等在推進有機化學實驗微量化改革的實踐中，先通過推廣半微量化實驗在學生實驗具體操作中的應用，進行教學改革評估后再對微量化實驗改革進行設計，效果顯著。因微量化實驗不僅對學校實驗設施的更新上有一定的要求，而且更主要對實驗操作人員技術提出挑戰。因為傳統的經典實驗，特別是驗證性的實驗經過多年的發展其反應試劑的量已經控制得很小，再進行微量的改進勢必造成誤差的放大，無論對于學生還是教師都是一種考驗。但是，微量實驗是今后發展的必然趨勢，隨著科學研究水平的提高，細胞、分子和基因水平的科學研究已成為熱點，培養藥學專業研究生微量化學實驗的能力，有助于他們更好地完成研究課題。1.5.3實驗廢棄物的綠色化處理。藥學專業研究生化學實驗所產生的廢物大都是一些強酸強堿或者有毒物質。對于此類廢棄物的處理，高校實驗室大部分都有著明確的規定，有專門的人員負責回收，也有固定的時間、場地和容器統一回收。像垃圾分類那樣，實驗廢棄物可簡單地分為無機試劑和有機試劑，而有些國家卻將可以回收的垃圾再次細分，而將化學試劑廢棄物盡可能精細地分類是新時期綠色化學的更高要求。馬曉光［7］在研究高校化學實驗廢棄物的分類回收時提出了按照實驗廢棄物的具體理化性質進行處理后再回收的方法，將實驗廢棄物對環境的污染降低后再丟棄。比如一些劇毒的金屬鹽類廢棄物，可以將金屬沉淀后使其與電解質溶液分開再進行回收。1.5.4新型實驗技術與方法的引入。藥物合成實驗中經常用到有毒、有害、易燃易爆的試劑，而且廢氣、廢液和廢渣的排放如果不合理處置也會對環境造成一定的污染。對這些試劑及廢物的回收已經不是解決綠色化學實驗的根本所在，而應該從實驗試劑和實驗方法的更換上去著手。任巧等［8］提出了將高效能的生物催化劑和過渡金屬催化劑引入藥物合成實驗過程中，以提高反應效率，節省實驗試劑使用量;在實驗方法上引入離子液體、超臨界CO2和超臨界H2O代替傳統有機溶劑。

2藥學研究生綠色化學實驗教育改革

基于當前全國高校綠色化學實驗的現狀及改革方向分析，結合本校自身特點，筆者提出以下幾點改革建議。2.1研究生綠色化學意識的培養。2.1.1綠色化學基礎理論的教育。藥學專業的研究生不只來源于藥學專業，通常還包括農林、生物、化工、醫學及護理等跨專業的生源。針對有些本科化學基礎薄弱的研究生，教師要推廣綠色化學實驗教育，首先要幫助他們鞏固掌握基礎化學實驗原理和提高操作技能。教師可以在開展正式課題實驗之前安排他們參加本科生的化學實驗課程，使他們掌握相關化學實驗的基本原理，操作步驟，這樣有助于更好地開展綠色化學實驗教育。2.1.2綠色化學教育考核的推進。本校研究生實驗室由學校統一進行管理，每名研究生在進實驗室之前都有入站培訓教育，通過考核后才能進站。目前，對于入站的培訓大多數內容都是針對實驗室安全方面的，所以研究生對于實驗室的安全守則掌握較好，那么適當地加入綠色化學實驗的培訓與考核機制，使綠色化學實驗的考核結果與其能否進站以及平時的考評掛鉤，將使綠色化學實驗的地位得到顯著提升，可增強研究生綠色化學實驗的意識。2.1.3少數民族研究生的教育。本校藥學研究生有一半以上為新疆少數民族學生，這些學生中又有一大部分為本科“民考民”生源，他們的漢語水平相對較弱，這就造成在一定程度上綠色化學實驗的推廣會遇到語言文字溝通方面的障礙。比如少數民族研究生導師和實驗室管理人員是漢族，那么綠色化學實驗的具體教育就會受到影響，因為它不同于傳統的教育模式，更多的要求新思維和新信息的滲入，有些概念即使漢族學生領會起來也沒有那么容易。所以學校可以考慮為這類研究生安排一位少數民族實驗室管理人員或者漢語水平高的研究生對其指導。2.2實驗試劑的入庫管理。本校地處祖國西部邊陲，化學試劑生產企業較少，藥學研究生使用的試劑大部分需由內地試劑生產企業或經銷商經長途運輸送達。由于許多化學試劑性質不穩定，廠家在考慮運輸問題時往往又忽視了長途和極端氣候的影響，這些因素會造成部分試劑在運輸過程中出現一系列問題。比如95%乙醇常會由于運輸過程中的震蕩造成容器密封性降低，引起揮發。所以各個課題組在采購試劑時應盡可能多地考慮到長途運輸過程對試劑造成的影響，選擇正規廠家，做到試劑入庫前的檢查，以防止失效或者變質試劑流入實驗過程中，從而對整個實驗造成影響，避免浪費更多的化學試劑，從源頭試劑質量的控制上來節省試劑。2.3實驗室節能減排。綠色化學實驗不僅要求對化學試劑的綠色處理，更要求整個實驗過程的綠色化。學校實驗室由于采用公共平臺管理模式，每個課題組水電的使用情況都得不到統計，這極易造成研究生節能減排意識淡薄。比如旋轉蒸發儀的使用過程需要循環水的接入冷卻，而且其水的使用量很大，水龍頭一開就是幾個小時，造成自來水嚴重浪費，那么引入一套自來水的回收加冷卻裝置便可以解決這個問題。2.4實驗室試劑的回收循環利用。乙醇是目前藥物提取實驗中耗費比較多的一種試劑，其常作為某些藥物的溶劑或者沉淀劑使用，藥物提取出來后又需將其除去，而乙醇是一種易揮發物質，收集相對簡單，而且回收后的溶劑純度較高，可以在經過一定雜質和濃度的檢定后反復使用。一些催化劑，比如［Ru2Cl3(p-cymene)2］［PF6］也可以通過萃取反復循環使用［9］。所以利用化學實驗自身的一些特點，使更多試劑可循環利用，將為綠色化學實驗的構建增加更多的內容。2.5仿真實驗的引入。隨著計算機技術的發展，越來越多的軟件被開發出來應用于各行各業，朱平平等［10］將檸檬酸法制備SDC的實驗操作步驟放入了電腦中，方便學生的學習。陳田［11］利用計算機虛擬實驗室軟件對一些高危實驗進行了模擬操作教學，讓學生在電腦上動手操作每一個步驟。這樣學生不僅避免了有害試劑的接觸，也在增加他們興趣的同時讓其掌握了更多實驗。實驗往往避免不了操作不當帶來的誤差，操作的失誤不僅影響整個實驗結果，而且會造成試劑和實驗材料的浪費。教師利用計算機軟件模擬研究生藥學實驗，讓學生實驗前先在電腦上操作一遍，包括試劑的處理、儀器的操作、反應條件的選擇及結果的預期分析等每一個步驟，使學生做到心中有數，可以從一定程度上降低預實驗的操作失誤，提高實驗效率。所以，各課題組或者實驗室可以根據自己實驗的需要購買相對應的軟件，模擬實驗操作，避免試劑不必要的浪費與污染。2.6微信平臺的搭建現代研究生時刻都在關注微信，因為學校的重要通知以及導師的工作安排幾乎都是通過微信平臺進行傳遞。相關實驗室可構建一個綠色化學實驗公眾號或者交流群讓所有實驗室的管理人員和實驗人員進入，管理員可以綠色化學實驗的最新動態、制度和具體要求，方便實驗人員及時了解遵守;實驗人員也可以在線提問，方便實時溝通和交流。此方式將綠色化學實驗融入實驗人員每天的學習工作中去，讓其變成科研實驗的一部分。

3結語

綠色化學實驗是目前全社會都在提倡的一種實驗新思維，藥學實驗應當努力深化綠色化學的理念，構筑人類的綠色健康，藥學專業研究生更要樹立綠色化學實驗的意識，積極實踐，相關教師也要加大綠色化學實驗的教育，更好地指導研究生參與綠色化學實驗。雖然目前全國高校實驗室綠色化學實驗的推進存在一定的問題，但也取得了一定的成果，每位教育工作者從自身工作崗位出發，不斷地提出新問題、新思路和新方法必將為全社會的綠水青山貢獻出自己的一份力量。

參考文獻

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［6］付引霞，李曉芳．有機化學實驗半微型化改革探索［J］．實驗室科學，2018，21(3):38-40.

［7］馬曉光．無機化學實驗的綠色化研究［J］．中國石油和化工標準與質量，2018，38(4):47-48.

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［10］朱平平，馮紅艷，金谷，等．大學化學實驗安全教育和管理的創新與實踐［J］．大學化學，2017，32(12):48-52.

［11］陳田．關于無機化學實驗綠色化教學的探討［J］．實驗室科學，2014，17(6):114-116.

作者:海力茜•陶爾大洪 單位:新疆醫科大學藥學院