科研选题与实验设计.ppt

1、内容：一、目的意义二、科研选题三、文献检索四、实验设计,一、目的与意义,当今社会是一个以创新为特征、知识经济占主导地位的新世纪。作为培养人才、发展科学和服务社会的高等学校，要以培养学生创新精神与能力为己任，全面推进素质教育。 实验教学是实现素质教育和创新人才培养的重要环节。,本科教学工作水平评估指南,把培养厚基础、宽口径、高素质、强能力，具有“创造、创新和创业”精神与能力的复合型人才作为现阶段本科人才培养的目标与模式。,武汉大学 “三创”教育的新理念,基础性实验 40 学时 探索性实验（设计性实验） 20 学时 综合性实验 39 学时,医学机能实验学教学内容 （三理生理、病理生理与药理）,基础

2、性实验（40学时） 以三个学科的基础性实验为主，重在基本知识和基本机能的介绍； 探索性实验（20学时） 以探索性实验为主线，重在科研选题、科研设计、文献阅读的培训； 综合性实验（39学时） 以三个学科共同的综合性实验和病案讨论为主，重在综合分析能力的提高。,机能实验学（1） 机能实验学（2）,医学机能实验学教学计划,机能实验学（1） 第 3 学期 包括基础性实验32学时、探索性实验20学时。 机能实验学（2 ） 第 5 学期 包括基础性实验8学时、综合性实验39学时。,机能实验学教学计划 （五年制）,机能实验学（1） 第 4 学期 包括基础性实验32学时、探索性实验20学时。 机能实验学（2

3、） 第 6 学期 包括基础性实验8学时、综合性实验39学时。,机能实验学教学计划 （七年制）,*其中的探索性实验与医学科学训练课程衔接,机能实验学（1） 第 5 学期 包括基础性实验32学时、探索性实验20学时。 机能实验学（2 ） 第 8 学期 包括基础性实验8学时、综合性实验39学时。,机能实验学教学计划 （八年制）,*其中的探索性实验与医学科学训练课程衔接,教学成果：构建基础医学本科创新人才培养的教学模式与实践,探索性实验与流程,调动了学习的主动性和积极性； 掌握了与科研相关的基本知识和实验技能； 体会了科研的全部过程； 提高了发现问题、思考问题和处理问题的能力； 培养了科学的创新性思维

4、和批判性思维； 培养了团队协作精神； 树立了良好的科研精神和态度。 选自学生教学论文,学生的主要收获和体会,二、科研选题,科研选题流程,立题 根据流行病学调查结果和临床发现提出立题依据。 立题依据 包括研究意义、国内外研究现状及分析。 基础研究 需结合科学研究发展趋势来论述科学意义。 应用研究 需结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。,科研选题与文献检索,为了立题和提出立题依据，必须进行文献检索，包括本研究领域内的国内外研究状况、最新热点和前沿问题等。,选题主要来自于： 科学领域中存在的空白之处 文献检索给予的启发 文献报道中存在的矛盾与争议问题 前期研究中的新发

5、现,选题的基本原则”三性”,科学性： 选题应建立在前人的科学理论和实验研究基础之上，应符合科学规律，而不是毫无根据的胡思乱想。 创新性： 选题具有自己的独到之处，或提出新规律、新见解、新技术、新方法，或是对旧有的规律、技术、方法有所修改和补充。 可行性： 选题切合研究者的学术水平、技术水平和实验室条件，使实验能够顺利实施。,选题基本程序,初始意念,查阅文献,立出题目,陈述问题,专家论证,发现问题并提出问题，形成一个初始的意念。,使意念更系统、更深刻，形成科学假说。,将科学假说加以概括，即可形成科研题目。,陈述内容，包括立题依据、研究意义、研究内容及实验方案、创新点与可行性分析、预期进展、经费预

6、算等。,内容确立后请专家论证，并根据论证意见，修改选题。,曲克芦丁（troxerutin）系芦丁经羟乙基化制成的半合成黄酮化合物1。具有抑制红细胞和血小板凝集作用，能改善微循环，保护内皮细胞，对急性缺血性脑损伤有治疗作用；并有抗放射性损伤、抗炎症、抗过敏、抗溃疡等作用。但未见其有关镇痛方面的研究。据文献报道2,3，芦丁具有镇痛作用，该作用通过小鼠扭体、热板等动物模型得以证实，并推断其镇痛活性来源于其槲皮素母核3。由于曲克芦丁是芦丁的水溶性衍生物，具有与芦丁相似的槲皮素母核，因此推测曲克芦丁可能亦有镇痛作用。为此，本研究采用醋酸诱发小鼠扭体反应和小鼠热板法，研究和证实曲克芦丁的镇痛作用。,曲克芦

7、丁的镇痛作用研究,实例1,曲克芦丁的镇痛作用 细辛水煎剂与硝苯地平协同镇痛作用的实验研究 阿魏酸钠对雷公藤多甙所致小鼠急性肝损伤影响的研究 辛伐他汀耐缺氧、抗心律失常作用的研究 异烟肼的急性毒性实验 左旋舒必利促进肠蠕动作用的研究 无花果叶提取物镇静催眠作用的实验研究 草酸铵对青霉素致痫大鼠治疗作用研究 硝苯地平对尼美舒利治疗小鼠痛经疗效的影响 槟榔水提取液对小鼠应激抑郁模型的影响 大蒜素对甘油所致肾损伤的保护作用 党参水提取液抗炎作用的研究 人参皂甙对阿魏酸钠在急性酒精中毒小鼠保护作用的影响 蒺藜皂甙抗疲劳作用的实验研究 。,学生的选题摘录,三、文献检索,文献检索内容,研究领域的国内外研究状

8、况（如综述、论文前言和讨论） 最新热点和前沿问题（研究意义显著、近年内论文篇数） 研究空白点（相关研究论文的篇数） 研究内容（借鉴其他相似研究） 技术路线 检测指标 研究手段 统计方法 .,中文文献检索方法,中国期刊网,外文文献检索方法,1.利用外网资源,/entrez/query.fcgi,输入关键词,可看全文,外文文献检索方法,2.利用校内资源,外文文献检索方法,外文资源,四、实验设计,实验设计的“三个基本要素”,处理因素 实验对象 实验效应,根据研究目的由研究者人为施加给受试对象的因素。,处理因素,1. 处理因素的标准化 有来源、批号、

9、剂型、给药途径、给药剂量等 2. 处理因素的数量、水平与设计 分：单/多因素设计、单/多水平设计等。 3. 消除非处理因素干扰 年龄、体重、性别等，注意构成比，要一致。,实验对象（动物或人）,1. 可在不同水平进行研究 整体动物：正常动物、病理模型、转基因动物等 离体器官：子宫、心脏、小肠等 组织：肛尾肌、血管条等 细胞：肝细胞、心肌细胞等,2. 动物种属的选择 首选小鼠、大鼠 中枢神经猴 心血管猫 抗过敏豚鼠 3. 正常动物选择的一般原则 (1) 年龄、体重 如小鼠1828 g, 大鼠180280 g (2) 性别 药效多有差异 (3) 生理与健康状况 需动物合格证,一、肝损伤动物模型 四氯

10、化碳所致动物肝损伤法 醋氨酚所致动物肝损伤法 二、肾损伤动物模型 阿霉素所致动物肾损伤法 甘油所致肾损伤法 庆大霉素所致肾损伤法 三、哮喘动物模型 组胺和乙酰胆碱引喘法 血小板活化因子诱发哮喘法,常用实验动物模型,四、疼痛动物模型 化学刺激法 热板法 电刺激法 五、炎症动物模型 耳肿胀法 棉球植入法 六、惊厥动物模型 化学物质惊厥法 电惊厥法,常用实验动物模型,七、心律失常动物模型 哇巴因诱发心律失常法 乌头碱诱发心律失常法 八、其它疾病动物模型 查阅文献和相关书籍,常用实验动物模型,实验效应（指标）,计量指标及统计方法 计数指标及统计方法 等级指标及统计方法,计量资料（定量指标）,用定量的方

11、法测定所获得的资料，如血压、血糖、血细胞数等。常带有度量衡单位，如cm、mg、ml等。,常用统计方法：,(1) t 检验 用于两组均数、前后对比或配对对比差值均数的显著性检验，包括完全随机化设计的两样本均数的t 检验和配对t 检验。 (2) 方差分析 用于多组样本均数间差别的显著性检验。,计数资料 （定性指标）,将观察单位按某种属性或类别分组计数，得到各组观察单位的个数，如患病与未患病的人数；某人群中 O、A、B、AB 各种血型的人数。率(如阳性率、死亡率)是最常用的指标。,(1) 22 表的2检验 (2) 2K 表的2检验,常用统计方法：,等级资料 (半定量资料),将观察单位按不同程度分组计

12、数，得到各组观察单位的个数，如疾病痊愈、显效、改善、无效和恶化的人数；组织病变程度为、的人数；疼痛缓解为高度、中度、轻度、无效的人数等。其准确性介于计量资料和计数资料之间。,等级资料多属于偏态资料，其分析常用非参数统计法，如等级序值法、秩和检验等进行显著性检验。,常用统计方法：,特异性：反映某一特定现象，且不与其他现象相混淆。 客观性：易于量化的、经过仪器测量和检验而获得的。 重复性：在相同条件下指标可以重复出现。 灵敏性：根据实验要求相应显示出微小的变化，由实验方法和仪器的灵敏度共同决定。 可行性：既有文献依据，又符合本实验室条件和研究者实际水平。,指标选择注意事项,【目的】了解大剂量可拉明

13、的中毒表现惊厥，观察巴比妥类 药物的抗惊厥作用。 【器材】250ml烧杯，铁丝笼，1ml注射器，注射针头。 【药品】1%苯巴比妥钠，0.5%戊巴比妥钠，5%可拉明，生理盐水 【方法】取体重相近的小白鼠3只，称重，编号。 1 号鼠腹腔注射2%苯巴比妥钠溶液0.1 ml/10g， 2和3号鼠腹腔注射 生理盐水0.1 ml/10g，15 min后 3只鼠同时皮下注射5%可拉明 0.2 ml/10g，待发生惊厥后(以后肢强直为惊厥指标)， 2号鼠立即腹腔注射0.5%戊巴比妥钠溶液0.1 ml/10g，1和3号鼠不再给药（仅腹腔注射生理盐水0.1 ml/10g） 。观察3只鼠出现的症状。,巴比妥类药物的

14、抗惊厥作用,体会“三要素” 处理因素、实验对象、实验效应,巴比妥类药物的抗惊厥作用,1#鼠,2#鼠,3#鼠,1.预防给药,i.p. 2% 苯巴比妥钠 0. 1ml/10g,不预防i.p. NS 0. 1ml/10g,2.给致惊厥剂,15 min后三鼠同时S.C. 5%可拉明 0.2ml/10g,3.抢救,不再给药 i.p. NS 0. 1ml/10g,惊厥后抢救 i.p. 0.5%戊巴比妥钠0.1ml/10g,惊厥后不抢救 i.p. NS 0. 1ml/10g,体会“三要素” 处理因素、实验对象、实验效应,【目的】观察肝功能损伤对戊巴比妥钠作用的影响。 【器材】天平，1 ml注射器，组织剪。

15、【药品】25四氯化碳油溶液，0.15戊巴比妥钠。 【动物】小白鼠。 【方法】在实验前24h先取小鼠2只，乙鼠25四氯化碳油溶液灌胃0.1 ml/10g造成肝损伤。实验时取给予四氯化碳小鼠（乙）和正常小鼠（甲）各2只，均腹腔注射0.15戊巴比妥钠0.2 ml/10g，观察动物反应。记录各鼠翻正发射消失和恢复时间，并计算入睡时间和睡眠时间。,肝损伤对药物作用的影响,肝损伤对药物作用的影响,甲鼠 (正常),乙鼠 (肝损伤),1.给药,i.p. 0.15%戊巴比妥钠 0.2ml/10g,2.记录: 给药时间 入睡时间 苏醒时间,入睡所需时间 = 入睡时间- 给药时间,睡眠时间 = 苏醒时间 - 入睡时

16、间,翻正反射,实验设计的“三个基本原则”,对照原则 随机原则 重复原则,对照原则,以消除各非处理因素的干扰 实验对象来源、种属、性别、年龄、体重构成等要一致。 实验室条件和实验方法一致。,(1) 空白对照(正常对照，阴性对照) 在不加任何特殊处理条件下所设的对照，如生理盐水对照、DMSO对照等 (2) 实验对照(模型对照) 在某有关实验条件下所设对照，如疾病模型对照、老年对照等 (3) 自身对照 用同体实验前后对照、左右肢对照等 (4) 相互对照 实验中各实验组之间互为对照 (5) 标准对照(阳性对照) 用已证实有效、公认或已批准上市的药物作为对照,常设的对照组,巴比妥类药物的抗惊厥作用,1#

17、鼠,2#鼠,3#鼠,1.预防给药,i.p. 2% 苯巴比妥钠 0. 1ml/10g,不预防i.p. NS 0. 1ml/10g,2.给致惊厥剂,15 min后三鼠同时S.C. 5%可拉明 0.2ml/10g,3.抢救,不再给药 i.p. NS 0. 1ml/10g,惊厥后抢救 i.p. 0.5%戊巴比妥钠0.1ml/10g,惊厥后不抢救 i.p. NS 0. 1ml/10g,0#鼠,i.p. NS 0.1ml/10g,i.p. NS 0. 1ml/10g,S.C. NS 0. 2ml/10g,4#鼠,惊厥后抢救 i.p. 受试药 0. 1ml/10g,(1) 正常对照组（溶媒对照） (2)受试

18、药大剂量对照组 受试药小剂量组 受试药中剂量组 受试药大剂量组 (3)模型对照组 (4)阳性对照组,量效关系,造模,常用的实验分组,随机原则,使每个研究对象有同等的机会被分配到各组中，以均分样本的生物差异,随机数字表常用于抽样研究及动物、病例、标本等随机分组。表内数字相互独立，无论从横行、纵行或斜向等各种顺序均呈随机状态。使用时可从任一个数字开始，按任一顺序录用。 例如：拟将受试者12 名中6 名用甲处理，另 6 名用乙处理。应先把受试者编号，再依次将查得的随机数字标于编号下面，如遇单数分入甲组，遇双数分入乙组，随机数字取附表中11行第611列，共12 个数字,结果3、4、5、7、10、11、

19、12 等7 个受试者分入甲组，1、2、6、8、9等5个受试者分入乙组。如要求各组受试者数相等，就应从甲组中拨出一个到乙组。拨的方法是看下一个随机数是几就拨甲组的那一个，本例下一个随机数是 8 ，因一共甲组七个受试者，故应再往下查一个是3，就把甲组第三个5号受试者拨入乙组。,随机化的应用随机数字表法,(1)简化分层随机法 常用于单因素小样本的一般实验。即将同一性别动物按体重大小顺序排列，分组时由体重小的到大的按次序随机分到各组。在一个实验中体重不宜相差过大。一种性别的动物分配完后，再分配另一性别的动物。各组雌雄性别数目应一致。,完全随机法 主要用于单因素大样本的实验。先将样本编号后，按随机数字表

20、任取一段数字，依次排序各样本。然后按这些新号码的奇偶(两组)或除以组数后的余数(两组以上)作为分配归入的组次。最后仍同前再随机调整，以使各组样本数达到均衡。,常用方法,重复原则,一般而言，计量资料的样本数每组不少于5例，以10 20例为好。计数资料的样本数则需每组不少于10例，以30例为好 。,表9-1 动物实验每组所需的样本数,阿魏酸钠对雷公多藤甙所致小鼠急性肝损伤的影响,实验方法 取小鼠40只，随机分为5组，每组8只。模型对照组灌胃雷公藤多甙片悬液900 mg/kg 每天2次，连续6天。阿魏酸钠小、中、大剂量组分别腹腔注射50、100、150 mg/kg 连续9天，于第4天起于注射阿魏酸钠1 h 后，灌胃雷公藤多甙片悬浊液900 mg/kg，4 h 后再重复灌胃雷公藤多甙片悬液一次。空白对照组给予等量的生理盐水。末次给药4 h后眼眶取血，放置1 h后制备血清，并剪开腹腔取出肝脏，测定肝脏指数。,体会“三原则”对照原则、随机原则、重复原则,无花果叶提取物的镇静催眠作用研究,实验方法 1. 对小鼠自主活动次数的影响 取小鼠50 只，雌雄各半，随机分成无花果叶小、中、大剂量组，阳性对照组和空白对照组，每组10 只。各给药组按0.2 ml/10g分别灌胃给予3、6、12 g生药/kg的无花果叶提取物6，阳性对照组给予2 mg/