参加首届吉林省大学生生命科学竞赛的收获与体会

    姜丽艳 闫国栋 李宇航 李雅静 苏丰

    

    

    摘 ?要 以“乙酰化芹菜素的酶法制备及其抗氧化活性的研究”为题，参加首届吉林省大学生生命科学竞赛。该学科竞赛培养了大学生的创新意识、团队精神和实践能力，拓宽了科学视野，并增强了学生的社会责任感。参赛者在基础理论知识、科学动手能力和创新意识等方面都得到提高。该参赛项目获得首届吉林省大学生生命科学竞赛二等奖，以此过程的收获与体会说明参加大学生科学竞赛的重要性。

    关键词 大学生;生命科学竞赛;实验;创新能力;芹菜素

    中图分类号：G645文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）14-0100-03

    Abstract With the title of Enzymatic Synthesis and Antioxidant Activity of Acylated Apigenin， we participated in the first life science?competition for college students in Jilin province. In the process， the?innovative consciousness， team spirit and practical ability of college?students were cultivated; the vision of scientific field was broadened;?sense of social responsibility was enhanced. The basic theoretical knowledge， scientific practical ability and innovative consciousness of participants have been improved. Eventually we won the second?prize project， and the importance of participating in science compe-titions has been proved by the harvests and experience in the process.

    Key words college student; life science competition; experiments; innovative ability; apigenin

    1 引言

    学科竞赛是大学生实践教学环节的重要载体，对大学生创新思维训练、创新能力培养和综合素质提升具有重要作用[1-2]。首届吉林省大学生生命科学竞赛由东北师范大学负责主办。要求学生围绕生命科学相关领域的任何科学问题，开展自主性设计实验或野外调查工作，让学生了解生命科学的发展，寻找解决生命科学问题的有效方法以及防控措施。各参赛队利用课余时间进行实验设计，开展实验研究或野外调查，记录实验或调查过程，获得实验或调查结果，形成作品，撰写论文。

    竞赛旨在培养大学生的社会责任感、创新意识、团队精神和实践能力，掌握与生命科学领域有关的调查、监测、检验、检疫、诊断、分析、预防和控制的基本实验技术与方法[3-4]。省内高等学校普通全日制本、专科在校大学生均可报名参加，要求每支参赛队伍由1～2名指导教师和不超过五人的参赛学生组成，严格按照时间要求，在全国大学生生命科学竞赛网络平台完成报名，上传实验综述、实验设计和实验数据工作。

    本参赛团队以“乙酰化芹菜素的酶法制备及其抗氧化活性的研究”为题，充分查阅植物多酚的衍生化研究进展，总结对比植物多酚的多种衍生化方法，旨在通过环保高效的非水相酶催化技术酶促合成芹菜素衍生物，改善芹菜素的生物活性，拓宽芹菜素的应用领域。该项目荣获首届吉林省大学生生命科学竞赛二等奖，笔者对此感悟颇深。

    2 参赛项目简介

    立题意义 ?芹菜素是一种植物黄酮类化合物（图1），有植物雌激素之称，具有多种生物学活性和药理作用，如抗肿瘤、抗氧化、抗炎、镇静、神经保护和抗氧化等作用（图2），并且具有低毒、无诱变性等特点[5-6]。但由于芹菜素具有多个水溶性酚羟基的结构特点，致使其脂溶性差，难以到达靶向作用点，而且在生理环境下稳定性差，生物有效利用度不高[7]。

    围绕如何提高芹菜素的稳定性及其生物活性的问题，科学家开展了芹菜素衍生物研究工作[8]，但相关的物理或化学的方法步骤多、产率低、生物活性的提高有限[7-9]。所以，急需开发一种新型的芹菜素衍生物以改善其物理性質，进而提高其抗氧化等生物活性。

    研究内容 ?本项目首次利用非水相酶催化技术酶促合成芹菜素衍生物，获得乙酰化芹菜素衍生物。同时，考察乙酰化芹菜素的亲脂性及抗氧化活性。项目研究的主要内容如下。

    1）芹菜素的非水相酶促乙酰化修饰。研究非水相酶促芹菜素乙酰化的最佳反应条件，对影响乙酰化反应的主要因素如酶源、溶剂、水活度、酰基供体、反应温度和加酶量等进行优化研究，提高芹菜素乙酰化反应的酶活，获得最优的非水相酶促芹菜素乙酰化反应的工艺条件。

    2）考察乙酰化芹菜素的抗氧化作用。通过经典的总抗氧化能力、DPPH和ABTS自由基清除活性等实验，研究乙酰化芹菜素衍生物的体外抗氧化性能。

    3）研究乙酰化芹菜素衍生物的亲脂性及对细胞的抗增殖作用，对比芹菜素和乙酰化芹菜素衍生物的体内抗氧化性能。

    研究路线 ?本项目首要的任务是完成芹菜素乙酰化的酶促反应条件优化，然后对比研究芹菜素和乙酰化芹菜素衍生物的体外抗氧化活性、亲脂性能和细胞抗增殖作用。项目的关键点是查阅文献，确定每项实验采用的具体实验方法，并考虑可行性和平行性问题。项目的难点是解决乙酰化芹菜素衍生物的结构鉴定和分离纯化问题。本参赛项目的研究路线如图3所示。

    3 准备过程与感想

    经历了近三个月的实验研究，受益匪浅。对于大学生，虽然科研能力有限，课程安排紧张，并且对酶学研究处于接触学习的状态，但是可以通过自己不懈地尝试、理解交流，基于教师的帮助，充分利用课余时间，尽自己的全力完成该项实验任务。经历许多摸索和尝试，甚至实验结果的多次失败，都能够及时调整实验方案，改变实验方法，不断尝试和创新。笔者庆幸自己的执着与坚持，最终体会到收获结果时的满足感。

    通过参加该学科竞赛项目，学生不仅提高了学习能力，磨炼了精神意志，而且掌握了很多有关的生物学实验的知识。更重要的是，学生了解了什么是科学研究，对科学研究有了新的理解。现就参赛时的准备过程和真实的感想进行分享[10-13]。

    查阅文献，启动科学研究 ?科学研究首先是从课题调研掌握资料起步的。充分地查阅文献是开展科学研究的第一步[14]。竞赛网上报名后，需要提交研究项目的《实验综述报告》和《实验路线及设计》。只有充分查阅文献，才能掌握本课题研究的进展动态，学习相关的实验方法，制定合理的实验方案，“站在巨人的肩膀上”拓展思路，把研究水平提到新的高度。根据参赛项目内容，需要查阅三方面的文献资料，分别为芹菜素的酶促反应实验进展和方法、芹菜素的体外抗氧化实验进展和方法以及芹菜素相关的细胞实验文献。

    以上三方面的文献资料必须查阅全面，从中选择质量好的、相似性高的文献进行阅读，总结、归纳，借鉴。“读书不知要领，劳而无功;知某书宜读而不得精校精注本，事倍功半。”对于当代的大学生而言，文献检索、挑选、阅读及总结能力是必要的实验技能。

    实验记录，见证科学研究 ?严谨的实验态度是科学研究的必要品质，实验记录的真实性与完整性更是科学研究价值的表达和体现。竞赛要求每天要在网上上传实验记录，包括文字和图片。所以，建立实验随笔录和实验记录本。边实验边记载相关的实验参数和实验数据，形成实验随笔录，以防实验后有遗忘或遗漏，体现了实验记录的即时性。实验记录本即是在部分实验完成后，进行正规的实验数据总结记录，要求记录工整，数据全面，以备重复实验和考察实验的真实性。起初，感觉很烦琐，总结实验记录也很困难，但坚持下来后，亲身体会到实验记录的重要性，它是实验过程的见证者、回顾者，也是与研究同伴沟通交流的重要依据。深切了解到真实、及时且规范地完成实验记录，是作为一名科研工作者所必须具备的素质。

    沟通包容，助推科学研究 ?沟通与包容是一个团队能够坚持下去的关键。“三个臭皮匠赛过诸葛亮。”虽然资历尚浅，能力有限，但是笔者团队在此次竞赛中相互沟通分享，共同克服了一个又一个的实验难题，比如芹菜素的酶促反应产物的鉴定、抗氧化实验的反复平行性实验以及培养细胞的染菌问题等。这期间有过争执，有过困窘，甚至想放弃，但团队依然通过理解與沟通，坚持按照实验计划按时完成实验内容。通过此次竞赛项目的合作，使团队能够更清晰地认识到自己的不足，也看到了他人的闪光点。同时，更是对耐力与恒心的考验[15]。

    另外，良好的心态更是实验素质的关键。没有一帆风顺的成功，只有千锤百炼的磨砺，人要学会在失败中思索，往往宝贵的真理就隐藏在某一次的失败中，摆正心态，好好面对，努力坚持，总会有柳暗花明。但很遗憾，实验的结果没有做到最完美，与最初的设想还存在一些差距。虽然比赛项目已经结束，但笔者团队仍会继续实验，对乙酰化芹菜素衍生物的性质与结构做进一步的分析，探究其在生物体内的生理活性机制。

    4 结语

    首届吉林省大学生生命科学竞赛旨在培养大学生的创新意识、团队精神和实践能力，拓宽科学视野，增强社会责任感，促进生命科学学科教学改革，提高人才培养质量。通过参加“乙酰化芹菜素的酶法制备及其抗氧化活性的研究”参赛项目，有效地培养了大学生的科学意识，提高了大学生的综合素质，而且让学生深刻体会到实验是科学研究的唯一方法，实践是检验真理的唯一标准，唯有不断尝试，不懈探索，才能有所收获，并对今后的科研道路又多了一份严谨与期待，望砥砺前行，终有所获。

    参考文献

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    [5]窦笑菊，周子琪，谢东锋.芹菜素的生物学活性研究进展[J].科技风，2018（4）：171.

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    [14]李建霞，周文和，李志伟.打造学科竞赛平台 促进创新人才培养[J].实验室研究与探索，2017，36（5）：216-218.

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