董 楠， 曹穎男

（廣州新華學院a.醫(yī)學公共課教學研究部，b.藥學院，廣州 510520）

0 引 言

生物化學實驗作為重要的實踐教學環(huán)節(jié)，在鞏固和加深理論知識、鍛煉學生掌握實驗操作技能、提高學生分析和解決問題能力、培養(yǎng)嚴謹治學的態(tài)度以及創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)上，有著不可替代的作用［1-3］。傳統(tǒng)的生化實驗教學檢測手段單一，學生能掌握到的檢測方法有限，在生化檢測技術(shù)方面的知識得不到拓展，學生做實驗缺乏積極性和主動性，達不到理想的教學效果，所以將部分研究型儀器拓展到實驗教學應(yīng)用中，已成為近年來改進實驗教學方法的重要手段之一［4-6］。酶標儀作為生物檢測技術(shù)常規(guī)儀器被廣泛應(yīng)用于臨床檢驗、生命科學研究、農(nóng)業(yè)科學、食品和環(huán)境科學等領(lǐng)域［7-10］，所以掌握該技術(shù)對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)至關(guān)重要，但目前酶標儀大多應(yīng)用于科研領(lǐng)域，在本科教學中少有涉及，本研究在生物化學實驗教學過程中引進酶標儀檢測技術(shù)，該技術(shù)具有操作簡便快速、節(jié)約耗材成本、減少對環(huán)境和儀器污染等優(yōu)點，在教學過程中能夠提高實驗效率，激發(fā)學生實驗興趣，培養(yǎng)學生科研創(chuàng)新能力，為學生今后走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。

1 實驗教學改革設(shè)計依據(jù)

由于酶標儀的工作原理與紫外分光光度計的原理類似［11］，基于此可將原來用紫外分光光度計測試的實驗改進后應(yīng)用酶標儀進行測試。本科生物化學實驗涉及用紫外分光光度計測試多為定量測定實驗，根據(jù)實驗項目可操作性，將實驗“3，5-二硝基水楊酸（DNS）法測還原糖含量”改進后，應(yīng)用酶標儀代替分光光度計，對番茄汁中總糖含量進行測試，并與紫外分光光度計測試方法進行對比，體現(xiàn)酶標儀檢測方法在實驗教學過程中的優(yōu)越性。

2 實驗部分

2.1 實驗儀器和試劑

SpectraMax iD3 型酶標儀（美谷分子儀器有限公司）；HH-ZK8 型恒溫水浴鍋（鄭州英峪予華儀器有限公司）；移液器（上海寶予德科學儀器有限公司）。

番茄汁（新鮮）；實驗用水均為arium mini plus 超純水機制備。

HCl溶液（6 mol/L）；NaOH 溶液（6 mol/L）；酚酞指示劑；3，5-二硝基水楊酸溶液（DNS）；葡萄糖標準溶液（1 mg/mL）；葡萄糖標準儲液（0.2 mg/mL）；總糖樣品（濃度分別為0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mg/mL）。

2.2 實驗操作方法

（1）番茄總糖溶液制備。番茄榨汁后放入離心管中，3 000 r/min 離心10 min，取出。取番茄上清液1 mL加入大試管中，再加入6 mol/L 鹽酸5 mL，沸水浴30 min，取出，冷卻后轉(zhuǎn)移至100 mL 燒杯中，加入20 mL蒸餾水。滴入1 滴酚酞，用6 mol/L NaOH中和溶液后定容至100 mL 容量瓶中，即待測番茄總糖溶液。

（2）葡萄糖標準曲線繪制。取葡萄糖標準液0，20，40，…，200 μL到1 ～11 號小試管，每個試管中加蒸餾水至總體積200 μL，再加入200 μL DNS混勻，沸水浴4 min，取出冷卻，每管中加入1.600 mL蒸餾水混勻。各取200 μL 樣品依次加入酶標板中（3 個平行樣），用酶標儀在波長540 nm 下測試各樣品吸光度值，以葡萄糖含量為橫坐標，吸光度值（A540）為縱坐標，得到葡萄糖標準曲線。

（3）番茄總糖含量測定。取200 μL 待測總糖溶液到小試管中，加入200 μL DNS，沸水浴4 min，取出冷卻，每管加入1.600 mL蒸餾水混勻，取200 μL樣品加入酶標板中，540 nm 波長下用酶標儀進行測試，計算番茄總糖含量：

式中：C為總糖含量（g/L）；M為測得的糖含量（μg）；V為加樣體積（μL）；N為樣品稀釋倍數(shù)。

（4）加標回收率試驗。量取5 種不同濃度總糖樣品各200 μL，加入到5 支小試管中，分別加入葡糖糖標準儲液200 μL，再加入200 μL DNS，沸水浴4 min，取出冷卻，加入1.400 mL 蒸餾水混勻。各取200 μL樣品加到酶標板中，540 nm 波長下用酶標儀進行測試，計算加標回收率。

2.3 實驗教學實施方法

教師講解完實驗內(nèi)容后，帶領(lǐng)學生進入儀器室講解演示酶標儀的操作方法、測試注意事項以及數(shù)據(jù)的處理方法，之后學生回到課室進行上述實驗操作內(nèi)容，2 人/組，15 組/班，完成實驗操作過程后，每組學生將加好樣品的酶標板放入酶標儀中依次進行測試。

為規(guī)范學生操作，統(tǒng)一規(guī)定酶標板中加樣模式如圖1 所示，每個樣品均設(shè)置3 個平行樣呈垂直分布，綠色孔為空白樣（1 號標準樣作為空白樣）；粉色孔區(qū)依次為標準樣1 ～11 號；紅色孔區(qū)依次為未知樣1 ～6

號，標紫色底線的1 號未知樣，即總糖含量待測樣，標綠色底線的2 ～6 號未知樣，即加標回收率試驗待測樣。學生需將所有樣品均加入酶標板后一次完成測試。

圖1 酶標板中加樣模式

2.4 結(jié)果與討論

葡萄糖含量的標準曲線和線性方程如圖2 所示，R2值為0.997 1，標準曲線的線性良好，酶標儀測得標準樣結(jié)果數(shù)據(jù)如表1 所示，1 ～11 號為標準曲線實驗的標準樣測試結(jié)果，以1 號標準樣作為空白樣，測試時樣品與空白樣的吸光度值自動相減，差值即為樣品的吸光度測試結(jié)果值，因為酶標儀精確度較高，測得的1號標準樣可能會有微小數(shù)值（可能為負值），同時因3個平行樣數(shù)值很小，即便微小差值也會導致CV 異常變大（如1 號標準樣CV）。檢測結(jié)果顯示SD 值在0.001 ～0.014 之間，CV 值基本小于5%，具有較好的精確度和準確性，說明酶標儀檢測方法適用于糖含量測定實驗。

圖2 葡萄糖標準曲線及線性方程

表1 標準樣品測試數(shù)據(jù)結(jié)果

1 ～6 號未知樣測試結(jié)果數(shù)據(jù)如表2 所示，1 號未知樣為番茄汁總糖含量測試結(jié)果，3 組平行樣均值為47.48 μg，代入式（1）中可計算出番茄汁中總糖含量為23.74 mg/mL。

表2 未知樣品測試數(shù)據(jù)

為培養(yǎng)學生科研創(chuàng)新能力，增設(shè)加標回收率試驗，結(jié)果見表2 中2 ～6 號樣品數(shù)據(jù)，未知樣的SD值較小，CV值均小于5%，說明測試結(jié)果具有良好的準確性和精密度，回收率計算結(jié)果見表3，5 種總糖樣品回收率在97% ～110%之間，平均值為104.31%，且RSD ＜5%，說明采用酶標儀檢測方法測試番茄汁中總糖含量方法準確可靠。

表3 加標回收率試驗結(jié)果

DNS比色法是常用的多糖含量測試方法，一般采用紫外分光光度計為測定儀器，但由于其樣品池位數(shù)有限，樣品較多或多波長測定時，操作時間較長，步驟繁瑣，極大地影響了學生實驗效率［12］，同時因測試時間長，對于不穩(wěn)定的樣品可能會造成實驗結(jié)果誤差。本實驗采用酶標儀代替分光光度計進行總糖含量測試，在文獻［13-14］研究的基礎(chǔ)上，選取合適的測量波長和葡萄糖標準液濃度，同時通過前期實驗探索出總糖溶液制備最佳條件、回收率試驗5 種總糖樣品的適宜濃度以及可行的實驗操作實施方案，最后通過實踐測得實驗數(shù)據(jù)結(jié)果良好，大大提高學生實驗效率，與紫外分光光度計方法對比，酶標儀檢測技術(shù)在測試時間、操作過程、實驗結(jié)果以及創(chuàng)新性等方面體現(xiàn)出優(yōu)良的特性，具體如表4 所示。

本實驗采用的SpectraMax iD3 型多功能酶標儀具有光吸收、發(fā)光和熒光3 種功能，根據(jù)不同功能可以進行生物化學實驗中的DNA、RNA及蛋白定量和純度檢測、ELISAS/酶學動力學檢測、細胞活力和細胞增殖檢測、綠熒光蛋白檢測、激酶和ATP酶分析等實驗，為我校醫(yī)學相關(guān)專業(yè)的學生進行科研實驗學習研究提供了有力保障。

表4 酶標儀檢測方法與紫外分光光度法的對比

學生實驗課全程表現(xiàn)出較高的學習熱情，實驗操作過程認真積極，并會針對感興趣的知識點及操作要點等提出問題，教學互動氛圍良好，普遍受到學生歡迎。后續(xù)可根據(jù)學生實驗教學內(nèi)容需要，以學生興趣班、選修課以及大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目等形式，開展相關(guān)生化實驗項目研究，拓展學生課外實驗操作技能，提高學生自主科研創(chuàng)新能力。

3 結(jié) 語

將科研儀器應(yīng)用到本科生物化學實驗教學當中已成為現(xiàn)在高等教育改革中非常重要的環(huán)節(jié)之一［4］，隨著酶標儀的廣泛使用，其被證實可替代分光光度計，測試的結(jié)果數(shù)據(jù)線性關(guān)系良好，具有較好的準確度、精密度和穩(wěn)定性。采用酶標儀檢測技術(shù)進行本科生物化學實驗教學能夠提高學生實驗效率，培養(yǎng)學生科研實驗技能，拓寬學生專業(yè)知識面，同時也能激發(fā)學生的學習熱情，提高綜合素質(zhì)，更能適應(yīng)當今社會對人才培養(yǎng)的需求。