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《制药工艺学》是制药工程、药物制剂专业的专业核心课程，课程内容主要以阐述原料药及其制剂研发与生产中的制药工艺学问题为主线，分别介绍了化学药物、生物制品、中药和天然药物等原料药制药工艺学的研究内容和方法，以“安全、有效、经济和环保”为制药工艺理念，培养学生解决复杂实际生产问题的能力[1-2]。在传统的《制药工艺学》教学中存在着以下问题：①《制药工艺学》开课前学生接触工程实际问题的机会较少，实践基础薄弱，学生没看见实际制药工艺路线，所以不能深刻理解制药工艺学。②教学主要以课堂讲授为主，学生兴趣不高，教学效果不好。③教材中的实际列子很少，显得陈旧，学生不能及时了解目前最新制药工艺技术。④《制药工艺学》是一门实践性很强的课程，传统的考试模式是以闭卷笔试为主，不能提高学生运用基本原理和技术解决实际问题的能力[3-4]。在当前着力培养解决实际问题、有创新能力的高素质人才的背景下[5]，为了能使学生运用课程中的基本原理和技术解决实际问题的能力，笔者在教学安排上增加《制药工艺学》教学实践环节。

1 实验教学的方法

1.1 目的

通过《制药工艺学》教学实验设计，调动学生学习积极性，引导学生应用制药工艺知识解决药物制备的实际问题。培养学生运用知识的能力、综合思考的能力及团队合作能力，为后续的科研和实际工作打下基础。

1.2 实验教学的实施方法

总课时数18个学时，每组6人，实验前请安全老师现场进行实验室安全培训并考核安全操作知识（此部分成绩占30%），之后指导老师现场详细讲解“灯盏花乙素制备工艺”的制备原理及实验过程，并指导实验记录和数据的收集处理的方法及规范书写实验报告的技巧。

实验中期，每个小组推荐一名同学以PPT的形式汇报自己的工作进展，研究并解决实验中出现的问题，补充实验方案并请老师进行审阅，指导老师从“安全”、“环保”和“经济有效”方面考虑，形成具有的实验方案，完成相关记录。

实验结束后，每个小组推荐一名同学做结题报告，报告内容包括“灯盏花乙素制备工艺”的背景、方案、步骤、结果和结论，重点突出本组制备工艺的创新点。指导老师和其他同学提出问题学生答辩，最终指导老师从PPT汇报质量、工艺路线经济有效、工艺路线科学和创新性给出成绩（此部分成绩占50%）。最后按照《昆明理工大学学报.自然科学版》格式让学生书写“灯盏花乙素制备工艺”研究论文，指导老师根据论文的逻辑性、科学性和可读性给出成绩（此部分成绩占20%）。综合以上教学环节给出学生成绩。通过以上实验教学，对比几组学生做出的结果，本研究提出较为安全、经济、有效和环保的“灯盏花乙素制备工艺”路线。

2 实验的具体过程

2.1 实验设计对象的选择

昆明理工大学生命科学与技术学院制药工程中心在《制药工艺学》教学实验设计时，以云南特色药用植物资源为出发点，选择原料易得到和有药效的植物开展《制药工艺学》教学实验。

灯盏花为菊科飞蓬属植物短葶飞蓬，灯盏花主要分布在云南，约占全国资源量的 98%[6]，资源极易得到，具有良好的疗效，民间用于头痛、风湿痛、脑血管意外引起的瘫痪等[7]。灯盏花乙素是灯盏花中的主要有效成分，具有抗凋亡[8]、抗纤维化用[9]、神经保护，减轻神经细胞损伤[10]和抗凝及改善循环的药理作用[11-12]。目前，临床应用灯盏花乙素有较多剂型，包括片剂、颗粒剂、注射剂、注射粉针剂等[13-15]。综合以上，灯盏花原材料在云南资源丰富、易得、具有良好药效，可以作为《制药工艺学》实验教学实践的良好素材。

2.2 实验仪器和试剂

2.2.1 仪器回流提取罐（20 L小型多功能提取罐，上海雅程仪器设备有限公司），旋转蒸发器（R-1050Ex防爆旋转蒸发仪，郑州长城科工贸有限公司），硅藻土过滤机（WK220，广东恒东科技有限公司），真空干燥箱（YZF-6020T台式真空干燥箱，上海姚氏仪器设备厂），核磁共振仪（Bruker AV-600，布鲁克（北京）科技有限公司）。

2.2.2 试剂乙醇、氯仿、正丁醇、甲醇和丙酮均为工业级，购自于昆明有机化工原料有限公司；聚酰胺酚树脂购自于无锡市阿尔兹化工有限公司；NaOH和盐酸为分析纯，购自于国药集团化学试剂有限公司；薄层层析板购自于青岛海洋有限公司。

2.3 实验设计的方案

通过文献调研和实验条件的摸索，对比了几条实验路线，结合制药工艺学教材内容和云南红河灯盏花生物技术有限公司的实际生产工艺，最终确定以下实验方案。

2.3.1 灯盏花乙素的提取取2.0 kg阴干的灯盏花，粉碎至4～5 mm，回流提取罐中提取，加入10 kg乙醇溶液（75%，V/V），60℃下回流提取 3次，浓缩得粗提物（195.5 g），于 1.0 kg的热水中（50 ℃）搅拌超声辅助分散均匀，冷却，先后用等体积的氯仿和正丁醇萃取3次，氯仿萃取部分备用，将正丁醇萃取部分浓缩至固液比为1:2，冷却，硅藻土过滤后得到A液。

2.3.2 灯盏花乙素的分离将聚酰胺酚材料与A液按1 L︰120 g比例混合，混合物置于旋转蒸发器中减压回收正丁醇后置于玻璃柱中，分别用体积比为7:1、5:1、3:1、2:1、1:1和0:1的氯仿甲醇二元溶剂梯度洗脱，合并2:1和3:1洗脱部分，加适量水，将氯仿从中萃取并回收，剩余物置于旋转蒸发仪中浓缩至无醇味，升温至 60℃，搅拌逐滴加入 NaOH（2 mol/L）溶液，调pH7.0，热过滤，将滤液浓缩至固液比为1:5，在30 r/min的搅拌速率下，降温至15℃（速率为10℃/h）静置24 h，过滤，水洗至无色，可得灯盏花乙素钠盐。以上操作所得物均与灯盏花乙素对照品进行薄层分析，粗判灯盏花乙素的存在和含量，证实工艺操作有效性。

2.3.3 灯盏花乙素钠盐的还原将灯盏花乙素钠盐置于65%的丙酮水溶液中，加热至60℃，30 r/min搅拌使之完全溶解，逐滴加入盐酸（6 mol/L）溶液，调pH为 5.0，将灯盏花乙素钠盐还原为灯盏花乙素，降温至15℃（速率为 10℃/h）静置 12 h，过滤，少量水洗涤，将产物于40℃真空干燥8 h，可得含量大于90%的灯盏花乙素。

2.3.4 灯盏花乙素的结构鉴定所得化合物与灯盏花乙素对照品进行薄层分析，初步鉴定为灯盏花乙素，通过核磁共振测定，所得数据如下。ESI-MS（m/z）:463[M+H]+，1H NMR （500MHz，D VERTICAL-ALIGN: sub">6）δ:7.94（2H，d，J=8.5 Hz，H-2，6）,6.98 （1H，s，H-8），6.93 （2H，d，J=8.5Hz，H-3，5），6.81 （1H，s，H-3），5.20 （1H，d，J=7.5 Hz，H-1）；13CNMR（125 MHz,D VERTICAL-ALIGN: sub">6）δ：163.5（C-2），102.4（C-3），182.1（C-4），149.8（C-5），147.1（C-6），161.4 （C-7），94.1 （C-8），153.2 （C-9），104.6 （C-10），121.8 （C-1，），128.5 （C-2），116.6 （C-3，），129.9（C-4，），116.0（C-5，），129.6（C-6），100.1（C-1），71.2（C-2），75.3（C-3），74.8（C-4），72.2（C-5），207.1（C-6）。与文献[16]进行数据对比，鉴定该化合物为灯盏花乙素。

3 实验教学中的注意事项

3.1 灯盏花采收和灯盏花乙素成分的预判

采收灯盏花全草后，取10 g样品粗提后进行预实验，通过与灯盏花乙素对照品进行定量薄层分析，预判灯盏花全草中是否含有灯盏花乙素，根据展开斑点的大小初步判定灯盏花乙素的含量。

3.2 灯盏花乙素制备工艺

在灯盏花乙素制备工艺制备过程中，从安全、经济、有效和环保的角度出发设计灯盏花乙素制备工艺路线的可行性和合理性，具体分析如下。

3.2.1 安全环保在实验之前请安全老师现场进行实验室安全培训并考核安全操作知识，重点围绕实验所用到的危险化学物质的安全措施、规范化操作（包括加压、减压、加料、加热、冷却、过滤、旋蒸和干燥），操作中使用可回收的有机溶剂包括乙醇、乙酸乙酯和氯仿等，做到零排放。

3.2.2 经济有效 ①本实验采用热提取罐，将60℃的乙醇溶液连续加到灯盏花全草上部，由上至下通过灯盏花堆积层，进而溶解和提取灯盏花全草中的有效成分，在这一自上而下的过程中，灯盏花中的有效成分含量与提取溶剂中有效成分含量保持高梯度，灯盏花全草中的有效成分快速溶出，提取效率增加。②提取后采用50℃热水分散粗提物，采用氯仿和正丁醇萃取，氯仿和水可去除小分子、叶绿素、糖、大分子蛋白质等杂质，之后的硅藻土过滤操作可除去正丁醇萃取部分的大颗粒胶质和悬浮物等杂质，以上操作可显著减少杂质，便于后续操作，提高灯盏花乙素的产率。③因硅胶吸附量较大，导致灯盏花乙素产率降低，本实验不采用硅胶柱层析法纯化。聚酰胺酚选择性吸附黄酮类物质[17]，易于购买，死吸附少，可重复利用。本实验采用干法装填聚酰胺酚柱，将灯盏花提取物中的黄酮类物质（包括灯盏花乙素）充分吸附在聚酰胺酚上，灯盏花乙素大多易被氯仿-甲醇（2:1）洗脱，少量被氯仿-甲醇3:1洗脱，将2:1和3:1洗脱部分合并，灯盏花乙素成分得以富集，同时也减少了损失率。④经聚酰胺酚柱分离操作后，灯盏花乙素得以富集，加适量水，灯盏花乙素转溶到乙醇水液中，同时萃取回收氯仿。⑤灯盏花乙素结构中糖单元6位是羧基，与碱成盐后水溶性增强，用酸还原可得灯盏花乙素，溶解性改变[18-19]。根据这一特性，反复调节pH，不断改变溶解度并结晶，通过以上操作就能得到纯度大于90%的灯盏花乙素。

4 实验教学心得

本实验涵盖了《制药工艺学》教学内容的中药制药工艺和药物纯化工艺，通过以上实验，使学生加深了以上教学内容的思考和理解，掌握了中药制药的基本工艺流程和药物后处理工艺流程，引导学生学会从安全、有效、经济和环保的角度出发思考制药工艺路线的合理性和可行性，培养学生解决复杂实际生产问题的能力。同时，在实验过程中还碰到了一些具体问题，如提取率降低、杂质多等，通过对以上问题的分析和解决，加深了对制药工艺的认识和理解。

综上所述，通过灯盏花乙素的制备工艺实验教学，有效提高了学生《制药工艺学》的积极性，加深了学生对本课程的思考和认识，提高了教学质量。

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