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無機化學的作用范文1
關鍵詞:生物無機化學 應用 研究
一、生物無機化學的概念
生物無機化學的概念如下:生物無機化學作為自然科學其中一個分支,主要內容是就生物體內的生命元素之間所產生的化學反應進行探討。此學科的主要任務為于分子水平上,對金屬同生物配體間的相互作用進行研究。”
二、生物無機化學的主要研究內容
下面從六個方面對我國生物無機化學的研究現狀進行介紹:
1.無機物對生物大分子的作用
此方面主要指的是金屬離子以及配合物等對生物體內的蛋白質以及核酸等的作用。對金屬配合物同核酸間相互作用進行研究對分子水平上進行生命現象本質的探索十分有利,同時為科學設計并尋找高效無副作用的治療藥物提供了一條有效的途徑。
2.無機藥物相關研究
當前,無機藥物領域中發展較迅速的一個研究方向是對順鉑類抗癌藥物的研究,但由于此類藥物的抗癌譜較窄、毒副作用相對較大以及耐藥性明顯等的缺點,因而需對其進行螯合配位等的方式變化、多功能化等分子設計方法合成出高效的抗腫瘤配合物。研究顯示,科學的分子設計方法能夠使得鉑類配合物同核酸分子間的結合方式發生改變,使其抗癌譜得以改變,可使其毒性得以有效降低。
3.金屬蛋白質及其酶類
眾所周知,蛋白質是生物的物質基礎,而作為占蛋白質三分之一的金屬蛋白質,其作用范圍相當廣泛,如電子傳遞、物質及其能量的代謝、內穩態的調節、氧化應激、基因調控、信號的轉導以及藥物等的代謝等多個方面。對此方向的研究可將金屬中心結構同功能關系、金屬蛋白所具有的生物學調控機制、結構及功能改變同疾病之間的關系等進行揭示,有利于從分子水平上對人類相關疾病的發病機制進行闡釋,為防治疾病以及新藥的設計都提供了一條有效的途徑。
4.仿生材料相關研究
研究仿生材料可以使人們對自然的認識及學習同對其的利用和超越進行良好的結合。科學界對仿生合成越來越關注,而仿生合成其中的一個方面即為生物礦化研究,即通過對骨組織進行學習和模仿,進行結構及功能仿生的人工修復材料的研制,此領域也相當熱門。
5.環境生物無機化學領域
此領域的研究多集中于以生物酶類作為催化劑來進行無污染新型燃料的合成及其對污染物的處理等方面。其中,氫化酶為微生物體內所發現的一類金屬酶,其具有高效的制氫功能,科學家試圖根據此功能實現溫和條件下將水還原為氫氣作為燃料來解決全球所面臨的能源危機以及環境污染等的問題。
6.生物無機化學的理論研究
此研究領域主要是通過進行理論計算對生物體內的特定化合物的幾何構型、譜學特征、反應活性及其電子結構等進行預測,同時對其生物作用機理進行揭示,進而對實驗研究進行指導。
三、生物無機化學在我國醫藥領域中的應用
1.臨床藥用
生物無機化學在醫學臨床中的應用主要體現在根據其原理對生命元素種類及數量進行研究,進而提出具有藥用作用的金屬配合物。如,不少科學家正在研究金屬奶粉以及更多的能夠有效除去人體有毒金屬的一些解毒劑,即稱為藥用配體。
2.對我國中藥治病機理的揭示
中藥是指以傳統中醫理論的指導下,用來預防以及治療疾病的物質。但由于中藥的有效成分復雜,因此目前仍無有說服力的科學理論對其致病機理進行解釋。從生物無機化學角度對中藥的致病機理進行研究,似乎為其帶來了一絲曙光。從生物無機化學來看,若人體內缺乏某種生物金屬或配體時,就無法正常發揮其生理功能,也就導致了疾病的發生。而中藥正由于其含有人體所必須的那部分生物金屬及其配體,因此中藥可以對多種疾病進行治療。也就是說,中藥能夠治病的實質即為生物金屬同生物配體間所發生的相互作用。當然,使用生物無機化學對中藥治病機理進行研究仍有很長的一段路要走。
3.生物無機化學為中藥提供了可靠的物質基礎論據
由于中藥多為植物藥,且中藥治病的理論依據建立在此結論之上:人體中所存在的基本元素同植物體內的大體相同。而生物無機化學證明了此結論的正確性,因此為中藥作用機理提供了物質基礎論據。
4.生物無機化學還為中藥體內的有效活性成分的研究提供技術手段支持生物無機化學所具有的實驗手段如紅外光譜、核磁共振譜以及光譜儀等都為中藥中有效成分的定性和定量提供了技術支持。
四、結語
總之,生物無機化學對我國中藥領域的發展至關重要,相信隨著生物無機化學的迅速發展,我國擁有兩千年多年歷史的中藥學定然能夠得到充實和完善,中藥所帶來的福祉定能使更多的人受益。
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無機化學的作用范文2
[關鍵詞] 緒論 科研前沿 興趣
緒論課作為新課程的第一次課,無論對教師順利開展該門課程的下一步教學工作還是學生學好該門課程都具有至關重要的作用。《無機化學》是藥學專業首批開設的一門專業基礎課,但剛入校的大一新生對化學的認識僅僅局限于抽象概念、化學方程式和相關計算,而對化學在生產、生活、醫藥中的作用認識不足。如何激發學生學習化學的興趣,一堂成功的緒論課十分關鍵。學生往往對一門新課的第一節課充滿期盼、新奇和學習的熱情,緒論課在教學內容上應該讓學生產生耳目一新的感覺。對于藥學專業的學生最感興趣最為關心的是化學與他們的專業之間有什么樣的關系,學習這門課程在他們未來專業發展中能發揮什么作用,因此緒論課在內容設計上要求突出化學、藥學及醫學的學科特點和內在規律。實踐表明適當講解關于無機化學在新藥研究開發過程中的前沿內容,對于提高藥學專業學生學習無機化學的興趣具有重要作用。
一、化學與藥學
藥學科學的任務是研制預防和治療疾病、促進身體健康,保護勞動力的藥物,并揭示藥物與人體及病原體相互作用的規律。無論是合成藥物的研發、天然藥物的提取,還是藥物劑型、藥理和毒理研究,都要離不開化學知識。
針對藥學專業的學生,進行緒論課的教學中以“醫藥”為橋梁在化學與藥學之間建立關聯,讓學生明白,學好化學對于藥學專業的學生有著至關重要的作用。例如,在中藥研究過程中,要想搞清楚中藥中起作用的有效成分,必須用化學知識對其進行分離提純,然后研究藥物的穩定性、生物利用度和藥物代謝動力學,在對病理、藥理、毒理的解釋過程中也離不開化學的知識。新藥研究開發的過程中一個重要的環節,是對一些具有優良活性的天然產物進行結構修飾,以期獲得藥效更好,生物利用度更高,毒副作用更小的新藥,這些工作的進行更離不開化學,通過這些科研知識的講授,能讓學生深刻體會到學好藥學必須以學好化學為前提,從而增強學生學好化學的自覺性和責任感。
二、無機化學與藥學
無機化學與藥學之間有著什么樣的關聯呢?結合近年來中藥配位化學的研究成果,可以讓學生切實體會到無機化學對中醫院校藥學專業的學生學好后續課程的重要性。近年來的研究發現,中藥有效成分越提純療效越差。隨著研究的深入,發現在中藥中起作用的不是純粹的有機成分,中藥真正有效成分是有機成分與無機金屬離子之間結合而成的配合物,這可能是由于有機成分和金屬離子之間具有協同、拮抗作用存在,有時候二者結合,還能降低某一成分的毒副作用,甚至有時還會產生新的生物活性。更有甚者,是某些有機成分單獨存在時無明顯藥效,但與無機金屬離子結合后卻具有顯著的藥效。藥物在與金屬離子作用后可以改善其溶解性,增加其生物利用度,從而增強其療效,甚至可以產生新的藥理作用。
目前,對一些藥物活性分子進行結構修飾后與金屬離子作用合成新型藥物的研究,越來越受到科研工作者的關注,如β-欖香烯是我國自行從中藥莪術中提取的一種抗腫瘤有效成分,已被批準為二類抗癌藥物應用于臨床,其細胞毒性及不良反應均小于一般的化療藥物,且對肝、腎功能無損害,無骨髓抑制,具有抑制腫瘤細胞和提高免疫功能的雙重療效,研究還發現β-欖香烯對已耐藥的腫瘤細胞仍敏感,不易產生耐藥性。然而,β-欖香烯屬揮發油類,水溶性差,不易為人體所吸收,科研工作者為了改善它的性能,對其進行結構修飾,在β-欖香烯分子中引入氮、氧原子,然后將其與人體內一些必須的微量金屬元素作用生成配合物,這樣可以提高藥物的水溶性、抗腫瘤活性及其靶向性。這些最后發揮藥效的配合物正是無機化學研究的內容,因此,可以給學生灌輸要想在藥學研究中有所突破,必須學好無機化學的思想。實踐證明,在緒論課的教學中引入科研前沿,一方面,使學生在學習知識的同時了解科學研究的方法;另一方面,使學生變被動學習為主動學習,提高學生學習的自覺性,增強學生學習無機化學的興趣,讓學生自己認識到學好無機化學是他們學好專業的基礎,是以后工作的必備知識。
良好的開始是成功的一半。教師不斷總結教學經驗,通過滲透科研前沿,培養學生對無機化學的學習興趣,激發學生的求知欲,學生變被動接受為主動學習,變被動的積累知識為知識的綜合應用,同時也使他們充分體會和感受到學習知識、掌握知識、應用知識的樂趣,這將對全面提升學生的綜合素質,為其進一步學習專業課及以后的就業打下良好的基礎。
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無機化學的作用范文3
化學反應重的原二色譜(circulardichroism,CD)從化學本質上而言就是不具有對稱性的有機化合物分析,正是這種化合物,導致平面偏振光的左旋與右旋振光吸收系數并不相等,采用式子表示就是εL≠εR,而不對稱的吸收光系數差則可以采用這種等式進行來表示波長,即(Δε=εL-εR),而這也就是該種化合物的圓二色譜[1]。在構型與構象的過程中,應用這種光譜能夠獲得良好的效果,也即使在此過程中需要將譜線的譜形或者Cotton效應與構型或者構象之間的關系,隨后就可以將一些具有規律的譜線與結構之間相互聯系推到,進而確定結構。目前已知的規律有飽和環酮的“八區律”、Klyne的內酯扇形區規律、共軛雙鍵和共軛不飽和酮的螺旋規律等。在實際應用的過程中,圓二色譜激子手性方法,是一種不是根據經驗來測定化合物構型的有效措施。該種時間措施的應用原理就是將量子力學作為理論基礎。時間表明,采用該種方法測定的結果準確性非常高。并且在測試的時候如果將少量的測試物品混合成溶液進行測定,同樣可以達到滿意的效果。并且這種物質混合成溶液后再測定的時候不容易形成結晶,進而也就可以充分顯示該種物質與其他物質所不同的特點。根據激子手性方法的規則,人如果多個生色團電子越牽的空間在一定條件形成順時針的方式,那么就可以測定出正手性圖譜;相反,如果形成的是逆時針的形勢,就會測定出負手性的圖譜。激子手性法對測定有機物絕對夠型的重要步驟就是利用衍生化將合適的發色團引入其中。該種測定方法已經對不同的天然化合物的絕對夠型后者構象的發色團是苯甲酸酯系列,衍生對象為具有鄰二醇結構的化合物。
2核磁共振測定天然藥物化學成分絕對構型中有機化學反應在的應用效果
可以說實際生活的多個領域都可以應用磁共振,從本質上而言,磁共振屬于物理能的一種。但是不將映體的共振信號區分開來。在天然化學物成分構型的研究中,其實最主要的就是測定R或者是S手性試劑,這樣就能夠觀察出數據的方面位移數據的產生,進而得到δ值與模型比較來推定底物手性中心的絕對構型[2]。當前采用的手性試劑方法有很多種,較為常用的是Mosher等提出應用的手性衍生試劑MTPA(α-甲氧基-α-三氟甲基-α-苯基乙酸,或稱Mosher試劑)也就是說將R和S-MTPA試劑分別于手性醇、胺發生反應,進而聲稱相應的Mosher脂在衍生物種,α-三氟甲基與MTPA羰基處于重疊式排列為其優勢構象,利用苯基的正屏蔽效應對R-MTPA衍生物和S-MTPA衍生物的差異,再根據構象相關模式圖進行手性醇、胺的絕對構型確定。
3結語
無機化學的作用范文4
關鍵詞:無機化學;科研潛質;培養;能力
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)08-0068-02
化學是一門重要的自然科學學科,其在人類社會發展和科技進步中發揮著舉足輕重的作用。對于我國而言,傳統的化學教育僅僅重視知識的傳授,而忽視知識創新,在實際教學中缺乏對學生科學研究能力的培養,造成培養的畢業生素質下降。無機化學作為化學學科中的基礎學科,對于培養化學專業的高級專門人才具有重要作用。本文中,筆者將結合自身的教學經驗與體會,淺談高校無機化學教學中如何加強對大學生科研潛質的培養。
一、重視緒論教學
無機化學課程的緒論部分旨在對課程的研究背景、研究對象、研究方法和研究意義等進行總體上的概括。然而,傳統的教學模式卻忽視了緒論部分的講授,造成學生學習興趣難以激發,學習主觀能動性和創造性受到了抑制,教學效果不理想。考慮到緒論對于整個課程無機化學教學的重要性,筆者認為講授該內容要注重以下兩個方面。
1.借助現代自然科學知識,從宏觀到微觀讓學生感受化學的魅力,了解化學的重要性。如可以從宇宙元素的起源到形成現在生命體的DNA過程,從大到天體物質演變到微觀的原子運動等具體實例向學生展示化學的奇妙之處,以便激發學生好奇心,培養其學習興趣。
2.明確無機化學是化學學科和其他自然科學的基石,借助具體的實例說明無機化學的重要性。教師要把握教材,但不能局限于教材的內容。當今社會處于知識爆炸的階段,知識更新非常迅速,而教材通常承載著經典但已經過時的知識信息。教師需要在備課時查閱大量最新前沿的研究成果,將其圖文并茂地融入到緒論介紹中,如既要講到“門捷列夫發現世界是由一系列周期性遞變的元素組成”這些經典知識,又要講到“現在的納米技術已經合成出機械強度超過鋼鐵幾百倍的碳納米管材料”等先進前沿的化學研究成果。這樣,學生就能直觀地感受無機化學的魅力和發展前景,激發其學習的動力和熱情。
二、運用動畫模型教學
雖然多媒體教學已經深入到課堂,但是大多教師的課件仍然缺少直觀形象的動畫模型,影響了教學效果。為了解決此問題,筆者認為多媒體動畫模型教學將會極為直觀地呈現基本原理和過程,幫助學生建立化學空間思維,顯著加強對基本知識和原理的理解,激發其思考和創造力。如在講述元素和元素周期律的章節時,概念繁多,知識抽象,教師若僅僅語言闡述“元素的種類是由原子核內質子數決定的,而元素周期律是原子核外電子周期性排布造成的”,此時,初學者常常因概念不清而不能理解。教師若能運用三維動畫模型,逐一呈現核內質子數遞增對應元素種類的變化,進而展現核外電子如何進行周期性的排布,學生理解掌握就容易多了。實踐證明,運用動畫模型教學,學生將會迅速接受并理解嶄新概念和原理,容易形成獨立思考解決問題的能力。
三、改革實驗課程的設置和實驗模式
傳統的無機化學課程均有配套的實驗課程,然而實驗課程的模式和設置存在不合理之處,主要體現在:(1)理論課和實驗相互脫節。傳統的理論課和實驗課在不同的時間段進行,授課教師往往也不同,造成學生的理論學習難以得到及時針對性的實踐,從而削弱理論和實踐之間相互促進的關系。(2)針對本科生的開放實驗室缺乏。傳統實驗課程常實行集中時間集中地點實驗,不允許學生依據自己學習需要隨時實驗,對本科生的開放實驗室很少,從而缺乏對學生創新研究能力的鍛煉。為了解決該問題,筆者認為可以從以下兩個方面進行實驗課程的改革。
1.將實驗演示融入到理論課教學中。課堂實驗,能夠實現理論和實踐之間的相互促進,提高學生發現問題,解決問題的能力。如,在講授沉淀溶解平衡溶度積規則這一章節時,教師若僅僅進行理論講授,往往顯得簡單,學生們也認為沉淀過程很簡單,似乎都不存在問題。然而,實際情況并非如此,沉淀實驗的操作,通常會涉及到很多問題,如過飽和效應,配位效應,離子效應等。事實上,當今的研究熱點――納米材料的合成就是建立在沉淀形成的形貌控制上。如果沒有實驗和理論的結合,人們是不會發現諸多的自然科學規律,更難以有科學技術的進步。因此將實驗演示融入到理論課教學中將顯著鍛煉學生發現問題、思考問題、解決問題的能力。
2.設立固定的開放實驗室,以供不同學生依據自身有針對性地進行實驗。筆者在教學中發現,不少學生對實驗有較大的興趣,僅僅教學計劃安排的實驗內容很難滿足其需要。結果造成很多具有較好創新能力的學生得不到充足的科學研究訓練,阻礙其科學素質的提高。如果能夠設立開放的實驗室,那么每一個學生都可以依據自己感興趣的方面進行針對性的實驗,一方面能夠很好地鞏固理論課知識,同時還能鍛煉其科學研究的能力,這對于培養21世紀新型創新性人才是非常有利的。
四、改變評價機制
傳統的無機化學評價機制多側重于用考題對學生掌握情況進行考核,通過考試分數的高低對學生學習效果進行評估。事實上,這種評價機制往往誘使學生走向題海,而非綜合能力的鍛煉。事實證明,高分的考生在步入研究生階段往往表現平庸,其主要原因是科學研究需要活躍的思維,強烈的好奇心和探索精神,而非考試分數。良好的科學潛質需要在大學基礎課程學習中得到培養,讓學生樂于學習,樂于鉆研。因此,筆者認為,可以考慮在傳統考題模式外附加大學生科研立項考核。教師引導大學生,依據自身的興趣,去發現問題,通過查閱各種資料,建立適合大學生自身的科學研究項目。最后,通過項目完成過程對學生綜合能力進行全方位評估。實際上,國內已有不少高校正在嘗試這樣的評價機制,已經獲得良好的效果。
總之,為了滿足新世紀國家對新型創新型人才的需要,筆者作為一名高校化學專業一線教師,結合自身的教學經驗與體會,就高校無機化學教學中如何加強對大學生科研潛質的培養做了一些有益的探索,相信在這些措施的積極作用下,無機化學專業的大學生將會顯著提高學習興趣,提升自身的科研能力,為后續繼續深造奠定良好的基礎。
參考文獻:
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無機化學的作用范文5
關鍵詞:生物無機化學;蛋白質;螯合劑;酶;無機藥物化學
中圖分類號:O62 文獻標識碼:A
文章編號:1009-0118(2012)07-0207-02
生物無機化學是無機化學和生物化學交叉的領域。它的任務是研究金屬與生物配體之間的相互作用,它有賴于無機化學和生物化學兩門學科水平的發展。由于研究方法的進展,使得揭示生命過程中的生物無機化學成為可能。生物無機化學主要分為兩部分:一是研究生物體本身微量元素的作用,二是研究外界微量元素對機體的影響。
一、研究生物體本身微量元素的作用
(一)含有微量元素的蛋白的研究
含有微量元素的蛋白是生物無機化學中偏向生物領域的研究對象,做此項研究主要依靠生物化學技術。含有微量元素的蛋白是微量元素與蛋白質形成的配合物,與酶的區別在于含有微量元素的蛋白并不表現催化活性,但卻有其他的重要功能。現在的研究在于發現新的蛋白,確定其結構、性質。
現在熱門的蛋白有硒蛋白,因為硒蛋白是硒在體內存在和發揮生物功能的主要形式。硒的作用,主要在癌癥、神經退行性疾病和病毒等方面,但結論不統一。現在主要在探索新的硒蛋白作為預防藥物開發、癌癥治療和藥物篩選靶標。如杜明等通過硫酸銨沉淀等方法,從富硒靈芝中獲得了一種新的含硒蛋白,并研究了它的抗氧化活性與其硒含量間的關系。研究發現該蛋白的抗氧化活性與其硒含量具有相關性。
另外,也有對細胞色素進行研究。如官墨藍等對細胞色素b5的突變體做了研究。為了深入了解細胞色素b5的64位氨基酸對血紅素輔基微環境及蛋白性質的影響,對細胞色素b5第64位氨基酸殘基進行保守性和非保守性突變。研究表明,細胞色素b5第64位氨基酸殘基對穩定血紅素輔基和維持蛋白的結構有重要的作用,在64位引入其他氨基酸殘基使蛋白結構不太穩定。
(二)酶的模擬
酶的模擬就是從酶中挑選出起主導作用的因素來設計合成一些能表現生物功能的、比天然酶簡單得多的非蛋白分子,通過研究它們來模擬酶的催化過程,找到控制生化過程的因素,從而得到更好的催化劑。
如硒酶的研究。通過對硒酶結構與功能的模擬,人們不僅可以了解硒酶結構與功能的關系,還可以進一步開發與硒酶相關的藥物。對于硒酶的合成主要有三種方法,一是對硒酶進行化學模擬,二是對硒酶進行化學修飾,三是用基因工程方法生產含硒酶。對硒酶化學模擬主要集中在硒酶活性中心催化三聯體Se-N的相互作用的模擬中。在這個方面主要有合成含有Se-N鍵的硒酶模擬物和在硒原子的附近引入氮原子,用分子內的螯合作用間接形成分子內螯合物,達到Se-N鍵的作用。對硒酶化學修飾主要方面有:1、將天然酶改造為含硒酶;2、設計含硒生物印跡酶;3、設計含硒抗體酶。硒蛋白模擬物在理解硒酶的生化作用中起著非常重要的作用。硒蛋白模擬物在抗氧化、抗癌及抗濾過性病原體等范圍具有治療潛能。
又如劉海洋等對核酸酶的化學模擬。核酸酶的化學模擬對于生物技術和分子生物學研究具有重要意義,Corrole是具有共軛電子結構的大環化合物,其結構上導致其配位化學行為易與金屬形成配合物,其形成的配合物在許多反應中均有催化活性。該科研組研究了單羥基Corrole錳配合物對DNA的催化氧化斷裂作用。結果表明,錳Corrole配合物可催化DNA的氧化斷裂,而且斷裂程度隨著反應時間的增加而增加。宋玉民等研究了全反式維甲酸合釔配合物對DNA的切割和鍵合作用。實驗表明,該配合物在生理條件下比配體和金屬離子能更有效地切割質粒DNA。岳蕾等研究了鉻配合物切割DNA的活性。研究表明,在H2O2存在條件下,Cr的配合物[Cr(bzimpy)2]+具有氧化切割DNA的活性,但被切割的DNA可被大腸桿菌修復。
對于固氮酶模擬的報道比較多。模擬固氮酶的目的主要是在溫和的條件下將空氣中的氮分子轉化成有機化合物,從而加以利用。對固氮酶的活性中心模擬主要是鉬鐵硫原子簇,另外還有鉬-硫醇等等的研究報道。
二、研究外界微量元素對機體的影響
(一)無機藥物化學
無機藥物的發展在生物無機領域中有很重要的地位。順鉑的抗腫瘤作用的發現開辟了無機藥物化學的新領域。在抗癌藥物應用中,順鉑藥物目前仍在臨床上使用,主要有四種鉑配合物:順鉑、卡鉑、順糖氨鉑、奧沙利鉑。從1980年發現二烴基錫衍生物具有抗癌活性以來,人們先后合成了具有順鉑結構的二烴基二鹵化錫配合物,與卡鉑結構類似的有機錫化合物,以及有機錫羧酸衍生物等等。在鍺化合物方面,從發現1971年合成的β-羧基乙基鍺倍半氧化物具有抗癌活性以來,人們先后合成了許多有機的鍺化合物。此外還有茂鈦衍生物和稀土配合物。因為癌癥是人類健康壽命最主要的殺手,所以在抗癌藥物的研究開發方面將有很大的發展前景。除了合成新的藥物外,在原有的藥物基礎上對原有的藥物進行改良也是未來的科研方向,因為原有的藥物具有較高的毒副作用,且抗癌范圍較小。所以在無機抗癌藥物這一方面,合成具有廣譜高效抗癌活性且有較低的毒副作用和較長的持續時候的抗癌藥物是主要發展方向;另外,對于無機金屬藥物的抗癌機理尚沒有統一的理論,因此研究無機抗癌藥物的作用機理也是主要研究方向。
無機藥物在其他方面也有重要的應用。如金配合物在抗類風濕方面的應用,應用治療類風濕關節炎有金Au的硫醇鹽。在治療胃病的過程中,鋁鹽也是主要依賴的藥物,含鉍的化合物是治療胃潰瘍的的主要藥物。在無機藥物的研究中,尚不清楚各種藥物對機體疾病的治療機理,所以研究無機藥物的作用機理具有較大的前景。
放射照影藥物的發展也是無機藥物的發展方向。由于放射示蹤、核磁共振在醫學上的應用,使得各種造影劑的成為醫生臨床應用不可或缺的一個方面,如鋇的造影劑。
(二)金屬元素中毒的治療
在外界的金屬元素超過機體所需的濃度后,該元素就會對機體產生負面效應,引起疾病。元素的毒性主要因為它與機體基團的強配合性。對金屬元素中毒的治療主要是研究具有更強螯合能力的的螯合劑,使其跟有毒的金屬離子結合形成更加穩定配合物,然后排出體外。理想的螯合劑須滿足以下的條件:1、水溶性,且在生理的pH條件下有足夠的螯合能力;2、分子大小和結構必須合適;3、必須專一迅速結合金屬元素;4、很容易從體內排出;5、沒有明顯的毒性。如用EDTA來排出多余的離子,EDTA螯合性雖然很強,卻選擇性不強,在排出有害的金屬離子的同時,同時也會損失一些有益的離子。如用去鐵草胺B去除多余的鐵,但是它不能去除血紅素或運鐵蛋白中的鐵。現在的醫用螯合物的研究方向主要是研究新的藥劑,因為現在的螯合劑無論是在種類還是排出金屬中毒的效率都不能滿足醫學的需要。
三、生物無機化學的發展趨勢
生物無機化學以后的發展趨勢是生命科學與技術進行有機緊密的融合。
對蛋白質分子進行研究,研究其具有生物功能的原理。人類的基因僅有幾萬個,而蛋白質卻有十幾萬種,這說明生命的復雜性需要從蛋白質上去解釋。而目前已知的蛋白和酶約有1/3需要金屬離子作為輔助因子才能發揮作用,所以闡明這些生物大分子的結構和生物功能非常重要。對核酸的研究。研究金屬元素對核酸的序列、構型、區域的選擇性識別調控是生物無機化學的一個主要熱點。如現在發現許多鋅脂蛋白對DNA或RNA有調控作用。對這方面的研究將對以后的無機藥物產生重要的影響。
既然21世紀生命科學會是研究熱點之一,那么與生命科學緊密聯系的生物無機化學也必將因此得到極大的發展,因此也將為人類作出更大的貢獻。
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[8]楊頻.我國生物無機化學的發展[J].化學通報,1999,(12):1-11.
無機化學的作用范文6
(1)武漢工程大學化工與制藥學院從優化課程內容入手,對無機化學的教學方法進行了改革[2];
(2)欽州學院化學化工學院從無機化學的重要地位出發,結合無機化學的教學目的,對無機化學多媒體課件進行了構建和探討[3]。菏澤學院是一個應用型的地方性教學型本科院校,于2012年成功申請了與國家戰略性新興產業密切相關的能源化工專業。我系主要從教學目標、教學內容、現代化的教學手段等方面對無機化學的教學進行了改革與探索。
1明確合理的教學目標
根據能源化學工程專業的培養目標及培養模式,結合無機化學課程特點,菏澤學院化學化工系于2012年制定了能源化工無機化學教學目標。通過該課程的理論基礎及實驗實踐的學習,能夠使學生掌握無機化學基本知識和技能,為培養成高素質勞動者和化工專業技能人才做好準備;同時,也為今后學習專業知識和職業技能打下堅實的基礎。此目標主要分為以下幾個方面的目標。
1.1知識目標
主要分為了解、理解、掌握三個層次方面目標。通過該課程的教學,應使學生了解:氣體的擴散定律,氣體分子的速率分布和能量分布;反應速率的概念及反應速率理論;強電解質解離、離子氛、活度系數的概念;微觀粒子運動的特殊性;路易斯結構式,等電子體原理,分子軌道理論;化學電源與電解;鹵素單質的物理性質,金屬鹵化物、擬鹵素和擬鹵化物、互鹵化物和多鹵化物;硫和硫化物、單質硫、硫化氫和氫硫酸的物理性質;硅的單質、硅烷、硅的鹵化物、硅的含氧化合物。通過該課程的教學,應使學生理解和掌握:氣體的狀態方程及混合氣體的分壓定律;熱力學第一定律,化學反應的熱效應、熱化學方程式、蓋斯定律、生成熱的概念及應用,化學反應進行方向的判斷方法;濃度對反應速率的影響;緩沖溶液的原理及應用;沉淀溶解平衡及移動;核外電子運動的描述,核外電子排布和元素周期律及基本性質的周期性;價鍵理論,價層電子互斥理論及雜化軌道理論;基本概念:原電池、電極電勢和電動勢及能斯特方程;鹵素單質的化學性質,鹵化氫和氫鹵酸的化學性質;氧、氧化物、臭氧、過氧化氫的物理化學性質,硫的含氧化合物的化學性質。掌握氮的氫化物、氮的含氧化合物的化學性質。
1.2專業能力與素質目標
能力目標方面主要是培養學生謙虛的品格、勤奮好學的習慣以及知識遷移的能力;培養學生勤于動手創作、做事嚴謹的良好作風;培養學生學會運用唯物主義辨證的思維分析問題及解決問題的能力;培養學生工程質量意識和規范意識以及嚴謹、認真的工作態度。專業能力目標方面使學生能夠掌握重要元素及其化合物的主要性質、結構、存在、制法、用途等基本知識;培養學生獨立進行化學計算和利用參考資料等方面的能力;具有通過對實驗數據的分析,繪制出特性曲線,能夠寫出規范實驗報告并加以總結概括的能力。素質目標方面主要是培養學生具備良好的職業道德;培養學生勤苦奮斗、勇于創新、敬業樂業的工作作風。
2豐富合理的教學內容
2.1科研成果與課堂教學相結合,保持教學內容的前沿性
科研成果與課堂教學相結合包含兩部分內容:一是在教學過程,教師能將自己的科研成果帶入教學內容之中。這就要求教師教學的同時展開科研,而科研課題也要緊緊圍繞教學內容展開,這樣會更能了解學科的前沿動態并能深入把握,有利于增強教學的深度、廣度,有效地提高教學質量[4]。另外教師將科研成果帶入課堂分析中,將科研成果與教學有機地結合起來,將最新知識與信息傳遞給學生,科研推動教學,教學促進科研。二是在教學過程中結合學科發展情況,充分利用別人的研究成果,及時補充教學內容,進行教材建設。另外,在教學實踐中可采用“案例教學”,對具體科研案例進行討論、分析,比較各種方案的優缺點及產生原因,選擇合理方案。在項目設計過程中,通過教師的引導作用,學生可以自主查閱資料并開展項目的研究性學習。
2.2建設開放的無機化學實驗教學環境,理論與實驗相結合
充分利用我系基礎實驗室和化學工程實驗中心的儀器設備和師資力量,結合我系化學能源工程專業及無機化學教學內容的特點,試圖探索出一套完善的開放式無機化學實驗教學模式,注重實驗與課堂教學相結合、開展系內實驗技能競賽及無機化學創新實驗設計競賽等項目,激勵學生的學習積極性及培養今后創新實踐的能力。開展大學生創新研究計劃,引導學生在大三下學期進入教師的科研室進行鍛煉,參與課題的研究,培養學生的創新意識和實踐能力;鼓勵大二學生參加無機化學實驗技能競賽,鼓勵學生進行科技創新;另外聘請國內外無機化學研究領域的專家學者來我系作學術報告,增加學生的科研興趣及全面了解無機化學的前沿動態,為今后的科研之路做好準備。
3多媒體與板書相結合的現代化教學手段
針對目前無機化學課時縮減而傳遞信息量大的情況,傳統的板書教學手段已不能滿足時代的需要,因此多媒體技術已廣泛使用在課堂教學中。這樣一方面將節省下的板書的時間能夠用于重點難點的講解,另一方面多媒體中引入一些無機化學演示實驗、實物圖像,將枯燥的理論教學表現的更加生動直觀,提高了學生的學習積極性。然而僅利用多媒體也有一定的缺陷,如對一些公式的推導,僅利用多媒體會受到一定的限制,因此多媒體跟板書結合會更加有利于公式的推導。另外,還會避免僅利用多媒體的教學進度過快,學生不能融會貫通的缺點。總之,鼓勵學生課前預習,采用板書與多媒體技術相結合既能考慮教師的教學進度與學生的掌握程度,又能兼顧教學的廣度與深度的問題,取得了較好的教學效果。
4結束語