科研选题、设计与相关要素药学会讲座.ppt
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1、Soochow University,科研选题、设计 及关键要素,苏州大学 药学院 张学农 教授,一、什么是科学研究? 二、科学研究的范围 三、科学研究的步骤与程序 四、科研立项、设计及科研成果 五、科研要素 六、举例,一、什么是科学研究?,探索未知事物 揭示事物发生的本质 了解事物演变的规律 了解事物变化的影响因素 改变事物的现状 创造新生事物 消灭不良事物,科学研究的目的,中国古代四大发明,这些是否是科研?,这些小发明是否是科研?,杂交是科研?,二、研究范围与重点 (一、)研究范围,1、基础研究探索未知、认识自然现象、揭示客观规律。 2、应用研究 应用基础研究围绕重大或广泛的应用目标,探索
2、新原理、新方法,开拓新领域的定向研究; 应用研究解决临床上诊断和治疗的问题,如诊断试剂、诊断方法、治疗仪器的研究,药物、药剂和保健品的研究。 3、开发研究技术改造、工艺革新、产品更新,使科学知识转化为生产力的主要环节。,(二)、医学科学研究的重点,医学研究的重点是应用基础研究, 加强基础研究, 加强源头创新, 也要重视开发研究 新技术。,是对现有“框架”的超越或突破,,是从“另类角度”上的探究或求索,,是在更高层次上对既有“模式”的新认识或新观点。,(三)、科学研究的创新,是在更高层次上对既有“模式”的新认识或新观点。,三、研究步骤,制定研究方案,选择课题 建立假设,收集资料,整理分析资料,结
3、果解释 撰写研究报告,新的研究,1、提出问题 1、实验设计 1、撰写论文 2、查阅文献 2、调研计量 2、验收鉴定 3、形成思路 3、积累数据 3、申报成果 4、想法叙述 4、处理数据 5、设计分析,科学研究的基本程序,选题,执行,总结,(一)、选题,选题是研究的起始步骤,是科研重要环节,关系到研究的成效。 选题的科研思路 (idea) 目的性要明确 要注重实用性; 先进性(即创新性)科研的灵魂; 要有科学性和可行性。,(二)、选题的要素,解决科学技术问题的 科学意义、应用前景目标 科学设想及其依据 立论、创新 设计方案、技术路线 科学性、先进性 完成目标资源条件 可行性 (人、财、物和管理)
4、,选题的关键(key point):提出问题,善于发现问题是研究的起点: “提出一个问题往往比解决一个问题来得更重要”(爱因斯坦)。 良好的开端是成功的一半。 “Well begun ,half done.”,(四)、选题的原则,1、需要性原则 2、创新性原则 3、科学性原则 4、可行性原则 5、效益性原则 6、目的性原则,(五)、选题的来源和范围,选题的来源 1.指令性课题 2.指导性课题 国家自然科学基金 政府管理部门科研基金 单位科研基金 3.委托课题 4.自选课题,2013年度“苏州药学会-常州四药临床药学科研基金”资助项目汇总表,1、青年教师为主体; 科研基础平台作用 2、项目水平逐
5、年提高; 发展趋势良好 3、项目的覆盖面广泛; 涉及医院药学各方面 4、推动作用明显; 全苏州市范围内具有一定的影响力,常州四药课题特点与意义,1、在学术上有创新性 创新是科研灵魂 创新性是项目评议重点 2、独特的学术思想 新的学说或理论 3、理论上有重要突破 4、开创性新方法研究,五、科研工作的基本要素,(一)基本要素,(二)、合理可行的技术路线和手段 1 、具体合理技术路线 2、研究手段: 包括研究方法和使用技术(仪器设备) 3、 研究手段创新和正确选择,关系研究时效性 、结果准确可靠性 4、先进、可靠(省时又省钱)适宜手段实现目标,(三)、结构合理的研究队伍 1、专业上:包括研究题目所涉
6、及领域范围; 2、学术素质上:应有完成项目必要条件; 3、成员结构上:既有高学术水平带头人; 4、又有掌握研究技术,实施具体研究人员; 青年科学基金:研究队伍以青年为主。,(四)、文献检索,1、光盘检索:CA、IPA、Medline、中国生物医学文献光盘数据库、中国科技期刊光盘数据库等。 2、网络检索:Medline、pharmacy、US patent、FDA、中国生物科技期刊库、万方数据库、CPA等。,(五)、实验设计,实验设计的3个要素 实验因素(处理因素)通过实验研究某因素 作用大小的因素 实验单位(受试对象)实验因素所作用的对 象(人、动物、细胞、样品等) 实验效应(观察指标)实验因
7、素取不同水平 时在受试对象上所产生的反应和结果, 一般以数值的大小来体现,实验设计的基本原则,重复足够的样本含量 随机每个实验单位(研究对象)有同等的 机会被分配到任何一个组中去 均衡使各条件下的受试对象受到非实验因 素的干扰和影响的机会和数量基本相等 对照设立参照物 盲法临床以病人为研究对象,实验设计方法 单纯随机设计最常用的研究设计,适用范围广、设计和分析简单;但只能进行单因素分析,与配对设计相比,需要样本量大些,统计效率较低。 配对设计凡能满足配对条件要求的实验均能采用配对设计。 (1)自身前后配对设计多用于凑效迅速的实验 (2)自身左右配对设计多用于局部用药治疗研究 (3)异体配对设计
8、用于同期平行观察,急性试验、慢性实验都可以,多因素且因素间有交互作用的设计,析因设计适用于两个或两个以上因素同时存在时,有的表现为各个因素独立作用,没有交互作用;有些情况下,某个因素的效应随另一个因素水平的变化而变化,因素间存在交互作用。 设计方法: 确定研究因素及每个因素的水平 研究因素和水平排列组合,确定处理组数及处理方法 采用随机方法分组 实验所需样本量=实验组合数实验重复数,处方的优化设计,1 优化过程: 选择可靠的优化设计方案以适应线性或非线性模型拟合; 建立效应与因素之间的数学关系式,并通过统计学检验确保模型的可信度; 选择最佳工艺条件。,2、优化法,处方优化设计方法主要有, 正交
9、试验设计 均匀设计、 效应面优化法和拉氏优化法等, 目前以前两种应用最为广泛。,正交设计: 正交设计是一种高效的多因素实验方法,它利用一套规格化的正交表合理的安排实验。从统计学原理去理解,正交设计的特点是要求实验中各因素达到均匀分散,整齐可比。因此它的实验次数是水平数的平方。 正交设计的实验步骤:首先是根据工艺路线的要求,通过文献调研和预试验确定因素水平;再根据因素水平数选择正交表,并制定实验方案;将试验方案中评价指标数据进行直观分析和方差分析,在结合生产实践确定最佳工艺条件,建立最佳提取生产工艺。,均匀设计:均匀设计是一种多因素实验方法。 正交试验设计的特点是在各因素考察范围内使实验点“均匀
10、分散,整齐可比”。为了达到“整齐可比”目的。实验点的数目必然要多,一般实验次数至少为水平数的平方。例如若各因素取7水平,则至少要做72=49次实验,这在实际中往往难以实现。 1980年我国数学工作者方开泰将数论用于实验设计,创立了一种用于多因素,多水平而实验次数又比较少的实验设计方法一均匀设计。,举例:,无粮上浆用化学原料来替代淀粉的一项改革。CMC-Na替代淀粉的最佳工艺条件,考察三个因素:碱化时间、烧碱浓度和醚化时间。范围选择为: 碱化时间A( min ) : 120180 烧碱浓度B(Be ) : 2529 醚化时间C( min ) : 90150,实例,欲观察甲、乙两药治疗高血脂症的疗
11、效,及甲乙两药疗效有无交互作用,研究者将甲乙两药定为“不用”和“用”两个水平,因素及水平数如下: A因素(甲药):A1(不用甲药), A2(用甲药) B因素(乙药):B1(不用乙药), B2(用乙药) 用22析因设计,拉丁方设计也称正交拉丁方设计,当实验过程涉及3各因素,且各因素水平相等、因素间无交互租用时和采用这种方法。 设计时将3个因素按水平数r排列成r行r列的方阵,如33拉丁方,44拉丁方等,然后按照拉丁方阵型将受试对象分配到各个处理组中去。,研究指标的选择原则,1、客观、定量 2、简便易行 3、特异、敏感 4、经济、可靠(可重复、无争议、标准化) 5、安全 6、试验材料有保证 7、使用
12、多项指标,各指标之间要有联系,研究中的对照,目的去除非研究因素的干扰 原则:要同步进行调查研究或以同质的条件 进行比较 比较的指标:计数资料率或比计量资料 有度量衡单位的数据 统计学方法:计数资料X2、 U检验、 R检验 计量资料t检验、F检验、U检验 (SPSS SAS软件等应用),对照的形式,1、无处理的对照 (1)正常对照以正常人的各种数据或反 应为对照 (2)非正常对照以未作特殊处理的病人 为对照(安慰剂对照) (3)自身对照用药(或处理)前后的对照 (4)空白对照 对照组不施加任何因素,2、有处理的对照 (1)标准对照用现有的标准方法或常规 方法作对照 (2)平行对照对照组不施加处理
13、因素,只 用一般的因素处理 (3)交叉对照 (4)相互对照 3、其它对照 (1)历史对照 (2)潜在对照,两种或多种治疗措施的比较 两种或多种预防措施的比较 两种或多种保健或康复措施的比较 两种或多种因素处理后的比较 一种因素与多种因素的比较 一种措施应用前后的比较 一种措施与空白对照比较 两种或多种诊断方法诊断效果的比较 医疗卫生政策实施前后的比较 国内外或两个地区的比较 正常与异常的比较 短期处理与长期处理的比较,比较内容,利用小分子物质作为特异性配体,通过被相应受体识别达到靶向性。 肝细胞中去唾液酸糖蛋白作为主动肝靶向的有效靶点。利用乳糖、半乳糖可以被去唾液酸糖蛋白受体特异性识别。 低分
14、子量壳聚糖作为原料,用半乳糖的衍生物乳糖酸与之发生N位的酰化缩合反应,制备含有半乳糖基的N-乳糖酰壳聚糖,可作为新型肝靶向药物载体。,例一、去甲斑蝥素N-乳糖酰壳聚糖纳米粒,去甲斑蝥素N-乳糖酰壳聚糖 纳米粒的制备及表征,(3)温度对粒径影响: 40: (215.063.31)nm; 35: (185.430.44)nm; 30: (149.623.21)nm, 25: (37.647.267)nm (133.137.31)nm。 温度对粒径及其分布有重要影响。温度越低,纳米粒粒径越小。但温度过低时纳米粒粒径分布不均匀。,粒径分布图,肝靶向性研究-动物成像技术,举例 二、 低密度脂蛋白偶联N-
15、琥珀酰壳聚糖纳米粒共转运siRNA/阿霉素肿瘤靶向递药系统,Low-density lipoprotein-coupled N-succinyl chitosan nanoparticles co-delivering siRNA and doxorubicin for tumor-targeted therapy,70,低密度脂蛋白(low-density lipoprotein, LDL),内源性纳米结构 生物相容性好,可生物降解 无免疫原性 不被体内RES系统识别而快速清除,与LDL受体识别 LDL受体在一些恶性肿瘤细胞上高表达,如急性骨髓性白血病、肝癌、肺癌,脂质核心可包载脂溶性药物,
16、71,多聚体纳米粒构建,包载效率低 对药物脂溶性和拓扑结构选择性高,72,图1-1 密度梯度离心法分离低密度脂蛋白,最上层乳白色液体为极低密度脂蛋白(VLDL, 0.951.006g/mL),第三层浅黄色为低密度脂蛋白(LDL, 1.0191.063g/mL),第五层为高密度脂蛋白(HDL, 1.0631.21g/mL),最底层为无脂血清(LPDS),其余为NaCl和KBr溶液。,73,粒径分布和形态,1.2 LDL的表征,图1-2 LDL粒径分布和透射电镜图(75,000),LDL平均粒径(23.45.8)nm,PDI为0.298,Zeta电位为(-1.650.04)mV,74,2.1 N-
17、琥珀酰壳聚糖(SCS)的合成,2 LDL偶联N-琥珀酰壳聚糖纳米粒的制备与表征,SCS反应路线,表2-1 正交实验结果,75,图2-3 直观分析结果,表2-2 方差分析表,F0.05(2,2)=19.00,76,77,Fig.2-4 Dox-LDL-SCS-NPs的粒径分布(A), TEM 图(B) 和原子力显微镜图(C),平均粒径 206.49.2nm ,PDI 0.215 包封率71.061.42% ,载药量12.350.87%,粒径分布和形态,B,A,C,79,RNA酶保护试验,NC siRNA、chol-siRNA和siRNA/LDL (siRNA均为0.06 nmol) - 未处理组
18、 + 与RNase A孵育 * 与50%血浆孵育,图3-2 RNA酶保护试验,80,图3-3 不同处方纳米粒对HepG2细胞(A) 和 L-02细胞(B) 的细胞毒性 (n = 3),纳米粒对HepG2 和L-02 的细胞毒性,3.2 共转运纳米粒逆转MDR评价,81,纳米粒对HepG2/ADM 的细胞毒性,A:不同Dox浓度,作用24h B:不同chol-siRNA浓度 (Dox浓度均为1gmL-1),图3-4 Dox及其纳米粒对人肝癌耐药细胞HepG2/ADM的细胞毒性(n=3),82,纳米粒细胞摄取,图3-5 (A)荧光显微镜观察HepG2/ADM细胞对Dox-siRNA/LDL-SCS
19、-NPs的摄取. (B)流式细胞仪检测纳米粒的细胞摄取,83,Fig.3-10 小鼠腹腔巨噬细胞对不同浓度(A)和不同孵育时间(B)的Dox及其纳米粒的摄取(n=3),巨噬细胞摄取考察,A,B,分离小鼠原代腹腔巨噬细胞,以巨噬细胞摄取考察纳米粒逃避巨噬细胞吞噬能力,84,活细胞工作站观察动态摄取过程,chol-siRNA浓度:100nM , 观察时间:给药后1h内,组织结构分布,药学院,药学院办公室,系、教研室,药 理 系,药 物 化 学,药 剂 学,药物分析学,中药系 生 药 学 天然药化,生物制药系,研究生教育概况,药学院博士、硕士点情况,药 学 一级 硕士 点,药学一级学科博士点,药 理
20、 学,药 物 化 学,药 剂 学,药物分析学,生 药 学,微生物与生化药学,制药工程硕士点,药 学 专业硕士,研究生教育概况,制药工程专业硕士,化学工程制药,药物制剂工程,中药工程,生物制药工程,药物制剂质量工程及安全性评价,张学农教授情况简介,学历:研究生 学位:博士 职称:教授、博士生导师 专业:药学、药剂学 职务:苏州大学药学院副院长 联系方式 苏州大学医学部药学院 药学系 苏州市工业园区仁爱路199号 邮编:215123 联系电话&传真:0512-65882087 E-mail:,研究方向,1、靶向递药系统的研究 以环孢素A、紫杉醇、阿霉素及大分子疫苗等为模型药物,制备和研究质量可控、
21、性质稳定的多功能性(包括温度/pH敏感性、受体介导、抗体修饰)纳米粒、脂质体、聚合物胶束等靶向给药系统,并进行细胞和动物体内的靶向性与药效学评价。口服药物的吸收机制与生物利用度提高研究:采用纳米药物载体和定位释药系统,进行改善难溶性药物、膜通透性差和具有吸收窗药物的生物利用度研究,并阐明其机制。,靶向递药系统,研究方向,2、缓控释新材料与新技术 依托现代丝绸国家工程实验室,从家蚕中提取纯化得到丝素蛋白,经修饰与改性合成成为新型良好生物相容性与可降解高分子材料,用于微球、经皮给药系统的药物载体,用于多肽和核酸类和镇痛类药物的新药研究。以丝素蛋白、壳聚糖、泊洛沙姆、HMPC、PLGA、丙烯酸树脂类
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