《生物藥物分離提取技術》課程標準

《生物藥物分離提取技術》課程標準一、課程性質(zhì)本課程是中等職業(yè)學校制藥類生物制藥工藝專業(yè)必修的一門專業(yè)核心課程，是在《微生物基礎》《生物化學》基礎上，開設的一門理論與實踐相結合的專業(yè)課程，其任務是培養(yǎng)學生從生物原材料中提取分離生物活性物質(zhì)的能力，為后續(xù)《生物制藥工藝技術》《生物藥物檢測技術》等課程的學習奠定基礎。二、學時與學分144學時，8學分。三、課程設計思路本課程按照立德樹人的要求，突出核心素養(yǎng)、必備品格和關鍵能力的培養(yǎng)，兼顧中高職課程銜接，高度融合生物藥物分離提取的知識和技能學習與職業(yè)精神的培養(yǎng)。1.依據(jù)《中等職業(yè)學校制藥類生物制藥工藝專業(yè)指導性人才培養(yǎng)方案》中確定的培養(yǎng)目標及綜合素質(zhì)、職業(yè)能力要求，按照知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度，突出生物藥物分離提取技術能力培養(yǎng)，結合本課程的性質(zhì)和職業(yè)教育課程教學的最新理念，確定本課程目標。2.根據(jù)“中等職業(yè)學校生物制藥工藝專業(yè)‘工作任務與職業(yè)能力’分析表”，依據(jù)課程目標和發(fā)酵液提取崗位需求，圍繞生物藥物分離提取技術工作實際，體現(xiàn)科學性、適用性原則，確定本課程內(nèi)容。3.以生物物質(zhì)分離提取的典型單元操作為主線，將相應的專業(yè)理論知識、專業(yè)技能與職業(yè)素養(yǎng)有機融入所設置的模塊和教學單元，根據(jù)學生認知規(guī)律和職業(yè)成長規(guī)律，以分離提取生物活性物質(zhì)的常規(guī)流程為參考，序化教學內(nèi)容。四、課程目標學生通過學習本課程，掌握生物活性物質(zhì)分離提取的基礎知識和基本技能，能進行活性物質(zhì)的提取，初步建立良好的職業(yè)意識，養(yǎng)成良好的職業(yè)習慣。1.了解發(fā)酵液及動植物細胞的特性，掌握預處理及固液分離的基礎知識，熟悉各種分離提取技術的基本原理。2.能實施固液分離的操作，能對發(fā)酵液進行細胞破碎、固相析出、萃取的操作，能依據(jù)不同操作要求選用合適的設備。3.能對初步純化的粗品進行膜過濾、色譜精制、濃縮與干燥。4.能對各種分離提取過程中出現(xiàn)的常見問題進行分析和處理。5.具有規(guī)范操作的職業(yè)習慣和安全、環(huán)保意識，形成科學的工作態(tài)度和嚴謹細致的工作作風。五、課程內(nèi)容與要求模塊教學單元內(nèi)容及要求參考學時基礎知識分離純化的基本知識1.能用文字描述生物藥物分離純化的概念，明確生物藥物分離提取的對象為生物活性物質(zhì)，知道研究對象存在于多組分、低濃度的生物材料中；2.理解生物藥物的特點，能總結并用文字清晰地表達出來生物藥物與化學藥物的區(qū)別之處；3.能說出分離提取技術的發(fā)展過程，明確分離提取技術的發(fā)展方向2分離提取的策略1.掌握分離提取技術的特點，理解分離提取技術特點總結的依據(jù)，并能寫出各個特點；2.知道生物分離純化的原料主要包括的類別，明確提取的對象與原材料之間的關系，能綜合考慮各種因素選取合適的原材料；3.了解生物制品分離的一般工藝流程，能用簡單路線圖表達出來，并能說出每個步驟的涉及到的分離提取的技術名稱4預處理技術發(fā)酵液的特性1.理解發(fā)酵液的特性，知道發(fā)酵液的特性對后續(xù)分離提取操作的不利影響；2.理解為何要對發(fā)酵液過濾特性進行改變，能說出改變發(fā)酵液特性對后續(xù)處理的影響；3.能寫出各類改變發(fā)酵液特性的技術的原理，并能說出這些技術使用時的注意事項；4.了解發(fā)酵液的相對純化的含義10絮凝與凝聚技術1.會描述凝聚技術的定義并能完整正確的寫出；2.能概括凝聚技術所用試劑、原理與操作方法，并能說出常用的試劑、寫出原理和操作方法；3.會描述絮凝技術定義并能和凝聚技術的定義進行比較，說出兩者的異同；4.熟悉絮凝技術所用試劑、原理與操作方法，并能說出常用的試劑、寫出原理和操作方法，且能和凝聚技術對應的內(nèi)容進行比較，概括異同點；5.了解混凝技術的概念，能復述即可8細胞破碎技術1.理解植物、微生物細胞的細胞壁結構及特點，知道動物、植物、微生物細胞破碎的難易程度及影響因素；2.會使用組織勻漿機，能一邊操作一邊講解操作注意事項；3.理解超聲波破碎儀各部分的結構，能在圖片上指出超聲波破碎儀的各部分名稱；4.會使用超聲波破碎儀，能根據(jù)破碎的對象選用合適的容器，能根據(jù)破碎次數(shù)、破碎時間和間歇時間計算超聲破碎總時間，能一邊操作一邊說出步驟和注意事項；5.能說出高速珠磨法是最有效的破碎方法，高壓勻漿法的步驟，以及X-press法和高壓勻漿法的區(qū)別；6.知道物理破碎法包括溶脹、凍融等各種細胞破碎技術，能寫出溶脹、凍融法的原理，能說出溶脹、凍融法的操作步驟及注意事項；7.知道化學破碎技術包括化學試劑法和酶溶法，能說出化學試劑法的缺點和適用范圍，能寫出酶溶法的優(yōu)點和常用的各種酶的名稱和適用范圍，并要明確酶溶法無法適用大規(guī)模生產(chǎn)的原因14固液、液液分離技術離心分離技術1.能理解并能熟練寫出離心分離的基本原理；2.熟悉沉降系數(shù)、分離因數(shù)等概念，并能依據(jù)分離因數(shù)的大小推斷離心機的性能；3.掌握差速離心法、速率區(qū)帶離心法、等密度區(qū)帶離心法的原理或者操作步驟，能區(qū)分三者的適用范圍，能說出速率區(qū)帶離心法的缺點，并能指出圖示的離心法代表哪一種；4.能說出影響離心分離的因素；5.掌握離心機的定義，會對常用的離心機進行分類，能按分離因數(shù)不同將離心機分為常速、高速、超速三類；能按作用原理不同將離心機分為過濾式、沉降式，并說出適用范圍；6.會熟練操作臺式大容量低速離心機和高速小容量離心機，能準確對離心物質(zhì)進行配平的操作；7.能說出冷凍離心機的特點、操作步驟及操作注意事項12過濾與膜分離技術1.理解過濾技術的定義、裝置、原理及常用過濾方法，熟悉過濾介質(zhì)和過濾裝置的區(qū)別，能說出影響過濾效果的因素；2.掌握膜與膜組件的概念，能比較四類常見的膜組件的分類、性能，并能分析膜組件中涉及的過濾方法；3.理解微濾的概念、原理、特點和常用的操作模式，能進行微濾的操作，能根據(jù)待分離粒子的范圍選擇合適的微濾膜；4.理解超濾技術的定義和特點，能說出超濾能分離的粒子范圍，能根據(jù)圖示說出超濾的截留原理，能說出常用的超濾膜材料；5.能列表比較微濾和超濾技術在定義、原理、特點、應用范圍等方面的異同點；6.會獨立進行透析操作并檢驗是否透析完成；7.掌握透析的原理、概念、特點和操作注意事項，能畫出透析的原理示意圖12萃取技術1.掌握萃取的概念、分類和特點，知道萃取技術采用的是相似相溶原理；2.掌握溶劑萃取技術的原理，并能明確區(qū)分萃取劑、萃取液、萃余液等相關概念；3.理解分配定律的含義，明確其為衡量萃取體系是否合理的重要參數(shù)，并能根據(jù)公式進行簡單的計算，依據(jù)結果判斷萃取體系是否合理；4.掌握溶劑萃取技術的過程和分類，明確各類的原理和特點，明確多級逆流萃取技術收率最高，溶劑用量最少，在工業(yè)中被普遍采用；5.能說出雙水相萃取技術以及超臨界流體萃取技術的原理；6.能說出雙水相萃取技術的工藝流程、特點及應用，明確雙水相萃取體系的分類；7.理解超臨界流體萃取技術的工藝流程、特點及應用，能寫出目前常用的超臨界流體為二氧化碳；8.明確溶劑萃取技術、雙水相萃取技術以及超臨界流體萃取技術所使用的儀器和設備14固相析出技術沉淀析出技術1.理解固相析出的概念，知道固相析出的意義；2.明確固相包括無定型沉淀和結晶，并能列表寫出兩者在構成單位、析出條件、固相含量方面的區(qū)別；3.明確沉淀技術包括鹽析、有機溶劑沉淀、等電點沉淀、選擇性變性沉淀以及有機聚合物沉淀等技術；4.重點掌握沉淀技術的原理及常用試劑，能熟練寫出并能列表進行比較；5.能說出影響各種沉淀技術的因素；6.能熟練進行各種沉淀技術的操作，并能依據(jù)條件綜合選擇合適的沉淀技術16結晶技術1.能寫出結晶技術的定義；2.能說出結晶的過程，應用簡練的語言進行概括，并能寫出結晶各個步驟的順序；3.理解過飽和溶液的概念，知道制備過飽和溶液的方法有溶劑蒸發(fā)、飽和溶液溫度改變、解析法化學反應等，明確各種方法的應用范圍，能依據(jù)給出的條件判斷采用哪些方法制出過飽和溶液；4.知道幾種制備晶核的方法，知道晶體生長速度與晶核生成速度的最佳關系為晶體生長速度大于晶核生成速度；5.能進行基本的結晶操作，能熟練使用顯微鏡觀察結晶的各個階段并進行生物作圖；6.知道常見的結晶設備及影響結晶的因素12色譜分離技術吸附色譜分離技術1.明確色譜分離技術在分離提取提取工藝過程中的地位，知道色譜技術的發(fā)展概況和特點，能說出茨維特是發(fā)明人，能寫出色譜分離技術的優(yōu)點；2.能說出色譜的組成部分的名稱，理解色譜技術是高度純化手段的原因；3.明確吸附色譜的定義、原理和分類，能正確寫出定義，根據(jù)圖示說出原理，理解依據(jù)吸附色譜的外觀形式的不同將吸附色譜分為薄層吸附色譜和柱吸附色譜，并能熟練說出這兩類色譜各個組成部分的名稱；4.能根據(jù)動圖描述吸附色譜分離的具體過程；5.能正確進行薄層吸附色譜的分離操作，并說出鋪板、點樣、顯色的方法和注意事項，能正確計算比移值，并理解比移值的意義；6.能正確進行柱吸附色譜的分離操作，并說出裝柱、上樣、洗脫、接收的注意事項；7.在了解吸附色譜常用的固定相、流動相種類基礎上，能制備平板吸附色譜10離子交換色譜分離技術1.明確離子交換色譜的定義、原理和分類，能正確寫出離子交換樹脂和離子交換技術的定義，能根據(jù)圖示或者反應方程式說出離子交換的原理；2.理解離子交換色譜的分類，并能熟練說出陽離子交換色譜和陰離子交換色譜的區(qū)別；3.能根據(jù)動圖描述離子交換色譜分離的具體過程；4.能正確進行離子交換色譜的分離操作，并說出裝柱、上樣、洗滌、洗脫、接收的方法和注意事項，能比較與柱吸附色譜的異同；5.能說出樹脂再生的定義，理解再生的方法，并能與樹脂的毒化進行比較；6.區(qū)別離子交換色譜技術的靜態(tài)交換法和動態(tài)交換法的不同，理解間歇式操作、管柱式以及流動床式操作8凝膠色譜分離技術1.知道凝膠的特點和結構，明確凝膠色譜的定義、原理和分類，能正確寫出定義，根據(jù)圖示說出原理，理解為何凝膠色譜技術也可以稱為凝膠過濾技術，能說出與過濾的不同；2.能明確大小分子的先后流出順序，能根據(jù)給出的不同分子的大小進行判斷；3.能根據(jù)動圖描述凝膠色譜分離的具體過程；4.能正確進行凝膠色譜的分離操作，并說出裝柱、上樣、洗脫、接收的注意事項；5.理解對凝膠進行與處理的原因，能正確進行凝膠的預處理操作，能對使用過的凝膠進行保存；6.能說出凝膠色譜分離的特點、常用的凝膠以及應用范圍，明確凝膠色譜的優(yōu)缺點6親和色譜分離技術1.明確親和色譜的定義、原理和分類，能正確寫出定義，根據(jù)圖示說出原理；2.理解親和力、載體、配基等概念，能正確說出親和色譜各個組成部分的名稱；3.能正確描述吸附色譜分離的具體過程；4.能正確進行親和色譜的分離操作，并熟練說出裝柱、上樣、清洗、洗脫、接收的方法和注意事項，能說出清洗的意義；5.能寫出親和色譜與吸附色譜、離子交換色譜、凝膠色譜的區(qū)別，明確親和色譜的分辨率很高的原因；6.能說出親和色譜吸附劑制備的過程以及影響親和色譜親和力大小的因素；7.能說出親和色譜的應用，理解其應用范圍比較狹窄的原因4濃縮與干燥技術濃縮技術1.能說出濃縮的定義，明確濃縮的幾個目的；2.會區(qū)分常壓蒸發(fā)濃縮和真空蒸發(fā)濃縮技術的異同，明確真空蒸發(fā)濃縮的優(yōu)點是保護熱敏成分；3.理解冷凍濃縮、膜濃縮以及凝膠濃縮等技術的定義和特點；4.會對濃縮技術進行分類，能說出各類濃縮技術的適用范圍6干燥技術1.能說出干燥技術的定義；2.能寫出脫水的主要方法：蒸發(fā)脫水和升華脫水，并由此推出干燥技術的分類：加熱干燥和冷凍干燥；3.能列表區(qū)分加熱干燥和冷凍干燥技術的異同，明確冷凍干燥的優(yōu)點—保護熱敏成分；4.理解常用的熱干燥技術，如微波干燥技術和紅外干燥技術，能說出定義和特點；5.能寫出冷凍干燥技術的原理和設備，能說出冷凍干燥技術的操作過程6六、實施建議（一）教學建議1.充分挖掘本課程思政元素，積極組織課程思政教育，將立德樹人貫穿于課程實施全過程。2.貫徹以學生為中心的教學理念，發(fā)揮教師的主導作用，突出學生的主體地位，增強學生的自主學習能力。3.突出教育教學活動的實踐性和職業(yè)性，圍繞發(fā)酵液及動植物細胞分離提取崗位的工作任務和內(nèi)容進行教學設計，依托校內(nèi)、外實訓基地，為學生營造真實的工作情境，讓學生在情景化教學過程中學習知識和技能，形成良好的工作習慣。4.根據(jù)不同教學內(nèi)容，靈活運用多種教學方法和手段。在基礎知識學習中，結合實物、圖片展示、視頻、動畫等信息化教學手段和教學資源，采用啟發(fā)式、討論式、講授式等教學方法，調(diào)動學生學習的積極性和主動性；在細胞破碎、離心、萃取等基本技能教學訓練中采用直觀演示、分組練習等教學方法，實現(xiàn)做中學、做中教。5.融合操作規(guī)范和安全環(huán)保。應將分離提取的設備操作規(guī)范，生物藥品質(zhì)量安全，環(huán)境保護等內(nèi)容融入教學過程中，使學生形成良好的職業(yè)習慣和安全環(huán)保意識，在萃取操作時通常使用有機試劑，操作時的規(guī)范要求以及后續(xù)試劑的處理均需要納入教學過程中，讓學生在學習的過程中耳濡目染地培養(yǎng)安全環(huán)保意識。（二）評價建議1.樹立正確的教學質(zhì)量觀，突出評價的教育功能和導向功能，強化以育人為目標的考核評價。將評價結果及時、客觀的向?qū)W生反饋，指出被評價者需要改進的方面，商討改進的途徑和方法，調(diào)動學生學習積極性，同時促進教師教學方法和手段的改革。2.結合發(fā)酵液提取、微生物發(fā)酵藥品精制等崗位的要求、職業(yè)技能鑒定標準等