《生物分析及診斷綜合實訓》教學大綱一、課程基本情況實踐環節代碼：1061149044實踐環節名稱：生物分析及診斷綜合實訓/ComprehensiveTrainingforAnalysisandInspectionofBiologicalProducts課程類別：專業實踐課程開課學期：第7學期學分：4周數：4適用專業：生物技術適用對象：本科先修課程：生物產品分析與檢驗、分子診斷學開課學院：環境工程與化學學院二、實訓簡介《生物分析及診斷綜合實訓》是在學生完成專業理論課及實驗課教學基礎上的綜合性實踐教學環節。通過設定與生物發酵和生物分析診斷結合緊密的綜合性或設計性的實驗，使學生掌握實驗方案設計和實驗數據處理的方法，培養學生綜合運用所學專業知識和技能，獨立分析和解決實際問題的能力，同時拓展學生的知識面，提高學生的創新能力，增強學生的專業興趣和團隊協作能力，為學生開展科學研究和從事生物發酵和生物分析診斷方面的工作打下堅實的基礎。三、課程教學目標1．課程對畢業要求的支撐指標點6.1基于生物技術相關的原理，采用科學方法，針對生物發酵、生物分析及診斷領域的實際問題設計實驗方案，并具備進行實施的操作能力；指標點6.2具備準確采集、整理實驗數據，對實驗結果與實際問題進行關聯分析和討論，獲取合理有效的結論；指標點7.2具有國際化視野，了解生物技術領域的全球發展前沿和趨勢，具備一定的創新能力。指標點8.1具備運用信息技術工具對本專業文獻進行檢索、資料查詢及信息挖掘的能力；指標點9.3具有較強的環境適應、溝通及協調能力，能夠在多學科背景下的團隊中承擔個體、成員及負責人的角色，并履行相應的職責。2.課程教學目標（1）掌握生物發酵和生物分析檢驗診斷的基本原理和操作技術，能夠就實際問題設計實驗方案并進行具體實施；（2）能夠對實驗結果數據進行有效分析，并獲取合理有效的結論；（3）通過實驗過程中的團隊協作，培養學生勝任團隊中的角色，并能夠在團隊中開展工作的能力；（4）培養學生在文獻查閱和方案設計過程中的創新思維和創新意識。3.主要教學內容與課程教學目標之間的對應關系課程教學目標教學內容教學設計目標1：掌握生物發酵和生物分析檢驗診斷的基本原理和操作技術，能夠就實際問題設計實驗方案并進行具體實施文獻查閱、方案設計、方案實施1.啟發式教學2.案例分享3.翻轉課堂與討論4.操作指導目標2：能夠對實驗結果數據進行有效分析，并獲取合理有效的結論數據整理和分析1.啟發式教學2.案例分享3.翻轉課堂與討論4.操作指導目標3：通過實驗過程中的團隊協作，培養學生勝任團隊中的角色，并能夠在團隊中開展工作的能力撰寫研究報告答辯ppt的制作1.啟發式教學2.案例分享3.翻轉課堂與討論目標4：培養學生在文獻查閱和方案設計過程中的創新思維和創新意識方案的設計與實施撰寫研究報告答辯ppt的制作1.啟發式教學2.案例分享3.翻轉課堂與討論四、實訓內容和要求1.實訓內容實訓項目一天然產物的提取與分析低溫花生餅粕前處理：利用溶劑低溫去除花生粕殘油，再采用酸法或堿法從低溫花生餅粕中提取高純度花生蛋白（純度＞80%）。工具酶篩選：在超聲波或者微波輔助作用下，以功能性酶的產率，呈味肽得率和感官評分為評價指標，對堿性蛋白酶、風味蛋白酶、內肽酶、端解酶等工具酶進行篩選，確定復合酶的種類。酶解工藝優化：設計優化酶的組合、酶用量、酶作用時間、料液比、溫度等影響因素進行單因素試驗，篩選出影響顯著的因素進行正交試驗得到優化工藝。酶解產物呈味肽的定向分離：得到的酶解液采用葡聚糖凝膠過濾柱法進行不同分子量多肽的分離。首先以葡聚糖凝膠G25為填料填裝層析柱，以水、乙醇-水、磷酸鹽緩沖液（phosphatebuffersolution，PBS）、NaCl-PBS四種洗脫液分別洗脫，考察得到最優的洗脫液種類；再分別以G25、G15、G10為填料填裝層析柱，在其他條件不變的情況下，考察得到最適的填料種類。實驗利用自動餾分收集器進行級分收集，間隔時間為5min，洗脫速度為1mL/min。產物分析鑒定：呈味肽測定：采用凝膠過濾色譜法測定多肽分離效果，實驗儀器為HPLC，色譜柱選用TSK-GELG2000SWXL7.8mm×300mm，色譜條件為柱溫30℃，流動相乙腈∶水∶三氟乙酸=45∶55∶0.1，流速為0.5mL/min，檢測波長220nm，進樣量為10mL。以標準品細胞色素C、抑肽酶、桿菌肽、甘氨酰-甘氨酰-酪氨酰-精氨酸、甘氨酰-甘氨酰-甘氨酸做分子質量分布標準曲線。不同分子質量多肽的風味評價美拉德反應：分別稱取得到的不同分子質量肽段多肽、未分離多肽、空白對比樣，與其他美拉德反應原料一同投入反應釜中，溫度升至99℃時，開始計時，保持（100±1）℃，反應90min，冷卻降溫，取樣品進行感官評價。取上述美拉德反應后的樣品，用55℃純凈水稀釋100倍后，進行感官評價。感官評價小組由8名訓練有素的感官評價員組成，每評價一個樣品后需用清水漱口。感官評價指標包括雞肉特征、鮮味、醇厚感、持續性、嗜好性，每個指標按照強度的由弱到強，在0～9分范圍內評分。實訓項目二藥物成分的提取和分析（1）了解藥物的化學鑒別法、一般雜質的檢查、容量分析法和紫外可見分光光度法測定含量，掌握鑒別、檢查、含量測定的方法，掌握雜質限量的計算和含量的計算方法；（2）藥物的定性鑒別：對阿司匹林片、鹽酸異丙嗪片、維生素C片、VE膠囊、鹽酸土霉素用化學鑒別法進行鑒別；（3）葡萄糖的一般雜質檢查：使用納氏比色管對葡萄糖中氯化物、硫酸鹽、鐵鹽進行限量檢查；（4）對乙酰氨基酚片的含量分析：用容量分析法進行滴定，測定含量；（5）對乙酰氨基酚片的紫外含量測定：通過預處理，用紫外可見分光光度法測定含量。實訓項目三發酵食品的制備與分析（1）酸菜中乳酸菌的分離純化：無菌稱取酸菜及菜汁，用研缽磨碎，梯度稀釋，取稀釋液分別涂布于MRS、LM17、LBs、牛奶固體平板上，37°C厭氧培養72h。挑取典型單菌落，在固體培養基上劃線分離，反復純化后進行革蘭氏染色、接觸酶試驗和凝乳試驗，初步判定為乳酸菌，并保存于甘油中（2）乳酸菌發酵酸菜條件優化：應用所分離的菌株作為發酵劑，參考文獻，選定發酵溫度，進行發酵；以菌種比例、葡萄糖添加量、食鹽濃度）、初始發酵劑載體和原料漂燙與否為因素進行正交試驗。酸菜發酵所用容器為6L酸菜壇，裝菜量約為2.5kg，加水約為2.4L，壇口水封，每組處理只發酵一壇。（3）感官評價：使用10分制評分法進行檢驗，評分法是最常用的一種感官分析方法，是以數字標度形式來檢驗產品質量，所使用的標度為等距標度或比例標度。感官評定在試驗室玻璃房內進行，室內通風良好，無不良氣味，采用白色光燈照明，環境溫度22-25°C。評審團成員：邀請名學生和一位老師擔任評審員。要求評審員身體狀況良好且內不得食用刺激性食品。評帝前半小時對評審團全體成員進行簡單培訓。器具：白色潔凈的一次性紙盤和紙杯。樣品處理：各取樣品，編號，置于一次性紙盤中央。評定方法：品評兩個樣品需間隔分鐘以上，純凈水漱口后方可進行下一樣品的評定。感官評分主要從樣品的色澤、香氣、質地與味道進行評分，各評分權重為3:3:4。（4）理化指標測定：pH和總酸的測定：直接使用pH計測定酸菜發酵液的pH。總酸使用滴定法測定，以乳酸計。精確吸取酸菜發酵液，放入瓶中，加入酚酞指示劑。用氫氧化鈉標難溶液滴定至微紅色，以30s內不退色為終點。根據氫氧化鈉消耗量計算。酸菜乳酸菌菌數測定：無菌稱取酸菜及菜汁，用研缽磨碎，梯度稀釋，取稀釋液涂布于MRS固體平板上，37°C厭氧培養48h。對菌落數在3-300范圍內的平板進行菌落計數。（5）其他指標分析：有機酸分析，有機酸含量的測定采用HPLC法。色譜條件參考文獻方法，制作標準曲線，各待測進行樣品處理后上機檢測，記錄數據，與標準曲線對照定量計算。咯用用糖度計測量果汁糖度,以便于確定加入多少糖，預測最終酒精度(一般是12℃左右)加17-18克糖,酒精度可提高1度。測PH：使PH約4.5-5。揮發性風味成分的測定：使用固相微萃取聯合氣相色譜/質譜測定傳統酸菜與人工接種發酵酸菜產品揮發性風味物質。實訓項目四抗生素的提取和效價測定（1）緩沖液制備：磷酸鹽緩沖液（pH7.8）：取磷酸氫二鉀5.59g與磷酸二氫鉀0.41g，加水使成1L，在115℃滅菌30min。（2）菌懸液制備：將枯草芽孢桿菌接種于瓊脂培養基的培養瓶中，在37℃培養7天，用革蘭染色法涂片鏡檢，芽孢達到85%以上。用滅菌水將芽孢洗下，在65℃加熱30min，備用。取適量菌懸液，用滅菌水稀釋至培養基儲備混懸液的比例達到中間濃度的抑菌直徑約為14～16mm。（3）雙碟制備：取直徑約90mm，高16～17mm的平底雙碟，分別注入20mL加熱融化的抗生素培養基，凝固后作為底層；另取含菌液的培養基5mL倒在底層平板上，作為菌層，并放置在水平玻璃板上凝固。在每一個雙碟中以等距離均勻放置牛津杯6個，用陶瓦圓蓋覆蓋，備用。；（4）標準曲線制備：中心濃度的選擇：根據量反應平行線原理設計，通過檢測抗生素對微生物的抑制作用，在抗生素項下規定的劑量與反應線性范圍內選擇一個中間濃度。標準溶液濃度的確定：依照標準品說明書規定，將標準品溶液按等比級數稀釋。計量間的距離為1:1.25，算出中間劑量鄰近的高低2個濃度，再分別計算各劑量的濃度。標準核糖霉素溶液的制備：精密稱取核糖霉素標準品，用滅菌水制成1000U/mL，精密吸取20mL至200mL量瓶中，加磷酸緩沖液（pH7.8）稀釋制成100U/mL。再制成不同濃度的標準溶液。標準品測定：取已制備的不同濃度的標準品溶液每組3～5個碟子，每個碟子放置6個牛津杯，在37℃下培養18h，測得每個抑菌圈直徑。（5）供試品測定：將供試品稀釋成與標準品中間濃度一致的濃度U。與標準品條件一致，在37℃下培養18h，測得每個抑菌圈直徑。（6）初始計算及變異性的適用性檢查：對于每種濃度的3個碟，分別求出對應的9個中間濃度標準品的平均值XR及各組求得的總平均值P。然后求出每3個碟得到的9個數值的標準偏差，進而計算出其相對標準偏差（RSD，該值應不超過10%）。測糖度：用糖度計測量果汁糖度,以便于確定加入多少糖，預測最終酒精度(一般是12℃左右)加17-18克糖,酒精度可提高1度。測PH：使PH約4.5-5。加入發酵助劑：加酵母后24小時，應該加入5克發酵助劑（直接加或者取部分果汁溶解后加進去）。加發酵助劑的同時應該加糖；（7）建立標準曲線：以標準品所致的抑菌直徑平均值的校正值XC為縱坐標，相應標準品濃度的對數值為橫坐標，進行線性回歸，得回歸方程。（8）重現性試驗：取注射用硫酸核糖霉素，按本法測定3次，計算平均值，相對標準偏差（RSD）。2.實訓要求（1）實訓動員：開展實訓動員，介紹實訓的內容和分組安排，講解相關實驗原理，要求查閱資料，設計實訓方案。（2）安全教育：實訓中對學生進行安全培訓和教育，講解實驗儀器設備的使用方法和操作步驟，要求學生嚴格按照操作規程進行。（3）實訓指導：實訓過程中，學生需按照要求完成實訓內容，指導老師需按照實訓整體安排現場指導實訓進展，并進行討論和答疑。（4）實訓日志：實訓日志是檢查學生實訓情況的一個重要方面，學生以小組為單位，記錄實訓的內容、心得和問題討論等內容。（5）實訓答辯：實訓結束后，學生應根據實訓的內容進行答辯，答辯內容包括應包括課題背景、材料與方法、結果與分析、討論與結論，實訓中存在的問題及解決方案，答辯時間為5-8分鐘。（6）實訓成果要求：學生完成實訓后，應提交實訓設計方案1份、實訓日志1份、實訓研究報告1份、實訓答辯ppt1份。五、實訓時間安排序號內容天數1選題及文獻資料查詢1天2實訓方案制定1天3實驗的具體實施16天4整理實驗日志、撰寫研究報告及匯報答辯2天總計20天六、考核方式與評分標準1.課程考核方式實訓環節的成績構成主要由實訓表現、理論知識測驗、實訓方案、研究報告和匯報答辯5部分組成，實訓表現（考勤、參與度、實驗操作、實訓日志）占20%；理論知識測驗占10%；實訓方案占20%；研究報告占20%；匯報答辯成績由指導教師評分（60%），學生互評（40%）構成，折算30%計入總成績。2.課程教學目標的考核方式序號課程教學目標考核內容考核方式1掌握生物發酵和生物分析檢驗診斷的基本原理和操作技術，能夠就實際問題設計實驗方案并進行具體實施實驗方案的科學性和可行性分析、方案實施情況，實驗操作熟練度以及階段性問題的分析理論知識測驗、實訓方案、研究報告2能夠對實驗結果數據進行有效分析，并獲取合理有效的結論實驗結果的正確性、分析討論的系統性和深度、報告撰寫的質量以及匯報答辯的情況實訓方案、實訓表現3通過實驗過程中的團隊協作，培養學生勝任團隊中的角色，并能夠在團隊中開展工作的能力實驗方案的討論制定、方案實施情況以及階段性問題的討論分析。研究報告、匯報答辯4培養學生在文獻查閱和方案設計過程中的創新思維和創新意識實驗方案設計的新穎性、實驗結果分析討論的系統性和深度實訓方案、實訓表現、研究報告、匯報答辯3.成績評定標準考核環節考核結果及標準評估項目及權重優秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（<60分）實訓表現（20%）參與度高，按時出勤、小組討論準備充分；實驗操作規范；實訓日志記錄詳細充實，有文字，有圖表、思路清晰、書寫整潔參與度較高，有1次請假或缺勤、小組討論準備較充分，實驗操作規范，實訓日志內容較完整，有文字，有圖表、思路清晰、書寫較整潔參與度較高，有2次請假或缺勤、小組討論有準備，實驗