药学学科
1.1学科背景
药学是连接健康科学和化学科学的医疗保健行业，它承担着确保药品的安全和有效使用的职责，药学主要研究药物的来源、炮制、性状、作用、分析、鉴定、调配、生产、保管和寻找（包括合成）新药等，传统的药学实验在开展时遇到问题主要包括：
（1）实验试剂管制药品，真实实验中无法开展：如药物化学中氰化物的检测，所用试剂氰化物为剧毒试剂且属于管制药品，一般的实验过程中，不具备实验环境进行开展实验；
（2）实验危险性高、难度大、消耗大：药学实验在开展时，通常需要用到蒸馏操作，易燃易爆品在蒸馏时，因操作不当会造成爆炸危险；
（3）实验周期长，实验室不具备实验环境：GMP实验中所用设备比较专业，以及受到场地和实习时间的限制，学生无法进行开展实验，导致在教学过程中，理论与实际操作结合困难。
随着计算机技术和信息技术的发展，结合高等教育信息化建设开展药学类专业实践教学改革是克服实践教学环节技术困难的一个重要途径。
1.2解决方案
北京润尼尔具有丰富的药学类虚拟仿真实验项目建设经验，采用三维仿真虚拟技术开发了药学类系列虚拟仿真实验资源。
合作的院校包括：首都医科大学、浙江中医药大学、福建医科大学、南方医科大学、浙江工业大学、空军军医大学、海军军医大学、陕西中医药大学、青岛农业大学、天津商业大学、眉山药科职业学院、青海卫生职业技术学院、锡林郭勒职业学院等。
北京润尼尔药学类虚拟仿真实验资源涵盖：有机化学、大学化学实验、生物化学与分子生物学、药物化学、药剂学、药理学、药物分析学、生物药剂学与药物动力学、药事管理等9个专业核心课程，总计130多个实验。
1.3典型案例
1.3.1GMP阿司匹林片剂生产虚拟仿真实验
1.3.1.1建设内容
GMP生产工艺虚拟仿真实验系统虚拟出实际实验中的压片机、配浆锅、制粒机、整粒机、万能粉碎机、振荡筛、可倾式反应锅、三维运动混合机、铝塑包装机、装盒机、裹包机、装箱机、码垛机等。真实模拟阿司匹林生产工艺，取阿司匹林、淀粉和枸橼酸置高效湿法制粒机中混合均匀，用淀粉浆制粒、干燥、压片、瓶内包装及外包装等工艺流程。
1.3.2实验室安全系列（APP）
1.3.2.1建设内容
实验室安全系列虚拟仿真实验（APP）内承载专业课程资源，可进行视频课程学习，虚拟实验采用三维人物及场景模型、人物动画等方式全程模拟实验室安全培训课程，通过进行不同实验模块操作，使用户享受虚拟操作的乐趣。实验中包括实验前准备、安全灭火、火灾逃生、钢瓶的使用、高压蒸汽灭菌锅的使用、生物安全柜的使用、腐蚀试剂的应急处理、有机中毒的应急处理、无机中毒的应急处理、垃圾分类等10个实验。
1.3.3植物生长调节剂2,4-DI制备、质量控制与活性评价贯通实验
1.3.3.1建设内容
植物生长调节剂2,4-DI制备、质量控制与活性评价贯通实验共分为3个模块：植物生长调节剂2,4-DI异辛酯的合成及鉴定、2,4-滴异辛酯微囊悬浮剂的制备及性能测定、活性测定。学生在实验操作的过程中，能够熟悉整个实验完整的流程，掌握实验设备的组装、调节、应用，实验试剂的量取、添加等操作，将传统的实验以三维仿真的形式体现，使学生更好地掌握实验内容。实验还包含考核模式，完成考核模式后，系统会根据学生的操作准确程度给出评定分数，从而考察学生对知识点的掌握程度。
1.3.4生殖毒性虚拟仿真实验
1.3.4.1建设内容
生殖毒性虚拟仿真实验共分为三个模块：实验预习、屏障进出、虚拟实验。在实验预习模块中，通过图文介绍、界面交互等方式，丰富实验知识点的趣味性，提升学生学习的兴趣。在屏障进出和虚拟实验模块中，通过三维场景的浏览和交互操作，熟悉生物安全实验室实验操作的注意事项，虚拟再现生殖毒性实验的操作流程，解决生物安全实验室实际操作资源有限、实验过程接触有毒有害试剂的问题，增强学生的安全意识和知识储备。
1.3.5抗PD-1抗体生产虚拟仿真实验
1.3.5.1建设内容
抗PD-1抗体生产过程中高效液相分析抗体含量的操作技能对药学专业学生的仪器分析能力培养非常重要，但由于其操作复杂、实验要求高和条件限制，在实体实验中难以完成。学生通过在三维场景中实现从流动相脱气、仪器预热、参数设置、高效液相使用、分析方法设置、数据整理等方面的演练操作，熟悉高效液相分析的操作过程，根据实验操作提示和物体高亮提示，使用各种工具进行实验操作，最后完成整体的实验流程；关键计分点在无操作提示条件下进行实验操作，系统可自动判断操作是否正确，实验操作结束后，针对操作过程设置考核点可弹出最终操作得分。
1.3.6浙江省道地药材浙贝母的施肥技术虚拟实验
1.3.6.1建设内容
浙江省道地药材浙贝母的施肥技术与含量分析的操作技能对药学专业学生的仪器分析能力培养非常重要，但由于其操作复杂、实验成本时间较高和场地条件限制，在实体实验中难以完成。学生通过在三维场景中实现从各周期浙贝母植株施肥方案设计、植株生长数据分析、浙贝母收获、高效液相使用、分析方法设置、数据整理等方面的演练操作，熟悉浙贝母施肥方式方法、高效液相分析的操作过程，根据实验操作提示和物体高亮提示，使用各种工具进行实验操作，最后完成整体的实验流程；关键计分点在无操作提示条件下进行实验操作，系统可自动判断操作是否正确，实验操作结束后，针对操作过程设置考核点可弹出最终操作得分。
1.3.7磺胺类药物的药代动力学测定虚拟仿真实验
1.3.7.1建设内容
该实验可以作为实物动物实验的补充和替代，在虚拟实验环境中，用户可以根据系统文字图片提示，控制鼠标键盘进行交互，多视角观看动物实验操作、选择注射器、手术刀、药剂、镊子等实验仪器或工具进行操作，掌握相关知识点。用户能通过完成该虚拟实验，达到认知实验总体流程，掌握病毒感染动物的过程及检测指标；中毒模型的建立及解救；容积测量仪的使用等操作方法，掌握实验相关理论知识。
1.3.8贝诺酯合成生产实训虚拟仿真实验
1.3.8.1建设内容
在GMP标准下的洁净车间药物合成操作技能对药学专业学生的能力培养非常重要，但由于其仪器设备操作复杂、实验成本时间较高和洁净场地条件限制，在传统实验教学中难以完成。学生通过在三维场景中实现从阿司匹林合成工段、阿司匹林离心洗涤工段、阿司匹林干燥工段、扑热息痛合成工段、扑热息痛溶解脱色工段、扑热息痛结晶干燥工段、贝诺酯合成工段、贝诺酯溶解脱色工段以及贝诺酯洁晶干燥工段等方面的演练操作，熟悉大型化工制药仪器的操作过程，根据实验操作提示和物体高亮提示，使用各种工具进行实验操作，最后完成整体的实验流程；关键计分点在无操作提示条件下进行实验操作，系统可自动判断操作是否正确，实验操作结束后，针对操作过程设置考核点可弹出最终操作得分。
1.4建设效果
虚拟仿真实验包括有机化学、大学化学实验、生物化学与分子生物学、药物化学、药剂学、药理学、药物分析学、生物药剂学与药物动力学、药事管理等专业核心课程，选择现实教学中难以开展、含有剧毒、高腐蚀性管制药品、仪器昂贵或维护成本较高的实验进行项目研发。在虚拟实验中，学生任意视角观察实验场景及器材，在GMP实验中，学生可掌握片剂生产不同岗位的仪器操作、GMP法规要求、厂区规划、车间布局等要求，了解现实中药品生产步骤。
通过开展虚拟仿真实验，可再现大型仪器设备的操作、应急事件的处理、强酸强碱、剧毒物质的使用等情景，虚实结合，不限制学生做实验的时间、地点，强化学生对相关高危操作的记忆，提高应急实验的处理能力等。
附录：药学虚拟仿真实验产品目录
|
产品类别 |
实验目录 |
产品型号 |
单位 |
备注 |
|
|
药学类 |
有机化学 |
强酸性脱保护试剂氯化氢/乙酸乙酯的脱保护基实验虚拟仿真实验 |
EYPD-QSXTE V1.0 |
个 |
3D |
|
无水、无氧实验：2-甲基-2-己醇的制备虚拟仿真实验 |
EYPD-WSWYE V1.0 |
||||
|
氯化氢高温制备苄酯虚拟仿真实验 |
EYPD-LHQGE V1.0 |
||||
|
多聚磷酸高温制备苄酯虚拟仿真实验 |
EYPD-DJLSE V1.0 |
||||
|
强酸催化的Pictet-Spengler反应制备四氢咔啉羧酸衍生物虚拟仿真实验 |
EYPD-QSCHE V1.0 |
||||
|
强酸性脱保护试剂氯化氢/乙酸乙酯的制备虚拟仿真实验 |
EYPD-QSLYE V1.0 |
||||
|
甲氧苄啶（TMP）的非水滴定虚拟仿真实验 |
EYPD-JYBDE V1.0 |
||||
|
乙酰水杨酸的制备和纯化虚拟仿真实验 |
EYPD-YXSYE V1.0 |
||||
|
阿司匹林含量的测定（滴定）虚拟仿真实验 |
EYPD-ASPLE V1.0 |
||||
|
高沸点溶剂DMF的减压蒸馏虚拟仿真实验 |
EYPD-GFDRE V1.0 |
||||
|
有毒、有味试剂吡啶的常压蒸馏虚拟仿真实验 |
EYPD-YDYWE V1.0 |
||||
|
低沸点、易燃品乙醚蒸馏操作虚拟仿真实验 |
EYPD-DFDYE V1.0 |
||||
|
强酸性、强腐蚀性化学反应实验：酰氯法制备酰胺类化合物虚拟仿真实验 |
EYPD-XLFZE V1.0 |
||||
|
有机强酸（三氟醋酸）脱除保护基实验虚拟仿真实验 |
EYPD-YJQSE V1.0 |
||||
|
混合有机强酸（三氟甲磺酸和三氟醋酸）脱除保护基实验虚拟仿真实验 |
EYPD-HHYJE V1.0 |
||||
|
金属钠回流法制备无水四氢呋喃虚拟仿真实验 |
EYPD-JSNHE V1.0 |
||||
|
无机强酸硫酸高温制备苄酯虚拟仿真实验 |
EYPD-WJQSE V1.0 |
||||
|
易爆化学反应实验：叠氮法制备酰胺类化合物虚拟仿真实验 |
EYPD-DDFZE V1.0 |
||||
|
高毒类腐蚀性HF的脱保护实验虚拟仿真实验 |
EYPD-HFTBE V1.0 |
||||
|
高毒类腐蚀性HF的制备实验虚拟仿真实验 |
EYPD-HFZBE V1.0 |
||||
|
强还原性试剂氢化铝锂的化学反应虚拟仿真实验 |
EYPD-QHYJE V1.0 |
||||
|
强刺激强酸性酰化试剂草酰氯的制备实验虚拟仿真实验 |
EYPD-QCJQE V1.0 |
||||
|
无机及分析化学 |
高温、高热药物分析方法：灰分的测定虚拟仿真实验 |
EYPD-GWGRE V1.0 |
个 |
3D |
|
|
贵重试剂葡聚糖凝胶脱盐实验虚拟仿真实验 |
EYPD-GZSJE V1.0 |
||||
|
强腐蚀性试剂溴的使用操作虚拟仿真实验 |
EYPD-QFXDE V1.0 |
||||
|
剧毒试剂氰化物的检测实验虚拟仿真实验 (古蔡法) |
EYPD-JDQGE V1.0 |
||||
|
剧毒试剂氰化物的检测实验虚拟仿真实验 (三硝基苯酚锂法) |
EYPD-JDQSE V1.0 |
||||
|
剧毒试剂砷盐的检测实验虚拟仿真实验 (古蔡法) |
EYPD-JDSGE V1.0 |
||||
|
剧毒试剂砷盐的检测实验虚拟仿真实验 (Ag-DDC法) |
EYPD-JDSAE V1.0 |
||||
|
过氧化氢的催化分解虚拟仿真实验 |
EYPD-GYHQE V1.0 |
||||
|
生物化学 |
超低温试剂液氮冻存细胞实验操作虚拟仿真实验 |
EYPD-CDWSE V1.0 |
个 |
3D |
|
|
PDE5酶抑制剂的计算机筛选虚拟仿真实验 |
EYPD-PMJSE V1.0 |
||||
|
PDE5酶抑制剂与小分子药物对接设计实验虚拟仿真实验 |
EYPD-PMXFE V1.0 |
||||
|
小分子药物与DNA对接设计实验虚拟仿真实验 |
EYPD-XFZYE V1.0 |
||||
|
药物体外抗血小板聚集活性测定虚拟仿真实验 |
EYPD-YWTWE V1.0 |
||||
|
血清学实验仿真实验 |
EYPD-XUXSE V1.0 |
||||
|
抗体ELISA虚拟仿真实验 |
EYPD-KTELE V1.0 |
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|
物理化学 |
阿司匹林燃烧热测定虚拟仿真实验 |
EYPD-RSRCE V1.0 |
个 |
3D |
|
|
CoCl₂·6H₂O脱水过程的差热分析虚拟仿真实验 |
EYPD-COCLE V1.0 |
||||
|
固体吸附剂硅胶比表面的测定虚拟仿真实验 |
EYPD-GTXFE V1.0 |
||||
|
电动势法测锌电池温度系数虚拟仿真实验 |
EYPD-DDSFE V1.0 |
||||
|
硝酸钾积分溶解热的测定虚拟仿真实验 |
EYPD-XSJJE V1.0 |
||||
|
二元体系沸点组成相图的绘制虚拟仿真实验 |
EYPD-EYTXE V1.0 |
||||
|
纯溶剂饱和蒸气压的测定 |
EYPD-CRJBE V1.0 |
||||
|
药理学 |
磺胺类药物的药代动力学测定 |
EYPD-HALYE V1.0 |
个 |
3D |
|
|
阿司匹林与氯丙嗪对体温的影响 |
EYPD-ASPLE V1.0 |
||||
|
地塞米松对大鼠足肿胀的抗炎作用 |
EYPD-DSMSE V1.0 |
||||
|
青霉素G的体外抗菌作用 |
EYPD-QMSGE V1.0 |
||||
|
抗肾综合征出血热病毒抗体的治疗作用 |
EYPD-KSZHE V1.0 |
||||
|
有机磷酸酯类中毒与解救 |
EYPD-YJLSE V1.0 |
||||
|
大鼠脑血栓模型的建立实验 |
EYPD-DSNXE V1.0 |
||||
|
大鼠下腔静脉血栓模型的建立实验 |
EYPD-DSXQE V1.0 |
||||
|
大鼠体内溶栓模型的建立虚拟仿真实验 |
EYPD-DATNE V1.0 |
||||
|
大鼠抑制动脉血栓形成模型的建立虚拟仿真实验 |
EYPD-DSYZE V1.0 |
||||
|
家兔呼吸、泌尿影响因素虚拟实验 |
EYPD-JTHXE V1.0 |
||||
|
生殖毒性虚拟仿真实验 |
EYPD-SZDXE V1.0 |
||||
|
仪器分析 |
紫外分光光度计虚拟仿真实验 |
EYPD-ZWFGE V1.0 |
个 |
3D |
|
|
红外光谱仪虚拟仿真实验 |
EYPD-HWGPE V1.0 |
||||
|
核磁共振波谱仪虚拟仿真实验 |
EYPD-HCGZE V1.0 |
||||
|
质谱测定虚拟仿真实验 |
EYPD-ZPCDE V1.0 |
||||
|
高效液相色谱仪虚拟仿真实验 |
EYPD-GXYXE V1.0 |
||||
|
二氧化碳分子振动与红外光谱虚拟仿真实验 |
EYPD-EYHTE V1.0 |
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|
二氧化碳临界点的三相图虚拟仿真实验 |
EYPD-EYLJE V1.0 |
||||
|
综合热分析的使用虚拟仿真实验 |
EYPD-ZHRFE V1.0 |
||||
|
500M核磁共振波谱虚拟仿真实验（c13cpd） |
EYPD-FCGCE V1.0 |
||||
|
500M核磁共振二维氢氢相关谱(H-H,COSY）虚拟仿真实验 |
EYPD-HCGHE V1.0 |
||||
|
500M核磁共振二维异核多键相关谱(HMBC)虚拟仿真实验 |
EYPD-HCEYTE V1.0 |
||||
|
500M核磁共振二维异核单量子相关谱(H-C，HSQC)虚拟仿真实验 |
EYPD-HCEWE V1.0 |
||||
|
500M核磁共振氮谱虚拟仿真实验（N15） |
EYPD-HCDPE V1.0 |
||||
|
500M核磁共振二维氢氢远程相关谱(NOESY)虚拟仿真实验 |
EYPD-HCEQE V1.0 |
||||
|
500M核磁共振氢谱虚拟仿真实验（PROTON ） |
EYPD-HCQPE V1.0 |
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|
液相色谱串联质谱法测定禽畜中沃尼妙林和泰妙菌素的含量虚拟仿真实验 |
EYPD-YXSPE V1.0 |
||||
|
药物制剂/药事管理 |
GMP片剂生产粉碎过筛岗位虚拟仿真实验 |
EYPD-GMPFSE V1.0 |
个 |
3D |
|
|
GMP片剂生产称量岗位虚拟仿真实验 |
EYPD-GMPCLE V1.0 |
||||
|
GMP片剂生产制粒岗位虚拟仿真实验 |
EYPD-GMPZLE V1.0 |
||||
|
GMP片剂生产总混岗位虚拟仿真实验 |
EYPD-GMPZHE V1.0 |
||||
|
GMP片剂生产压片岗位虚拟仿真实验 |
EYPD-GMPYPE V1.0 |
||||
|
GMP片剂生产包衣岗位虚拟仿真实验 |
EYPD-GMPBYE V1.0 |
||||
|
GMP片剂生产内包岗位虚拟仿真实验 |
EYPD-GMPNBE V1.0 |
||||
|
GMP片剂生产外包岗位虚拟仿真实验 |
EYPD-GMPWBE V1.0 |
||||
|
GMP片剂生产成品检验岗位虚拟仿真实验 |
EYPD-GMPCPE V1.0 |
||||
|
GMP片剂生产产品放行岗位虚拟仿真实验 |
EYPD-GMPCPE V1.0 |
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|
GMP厂区规划虚拟仿真实验 |
EYPD-GMPCQE V1.0 |
||||
|
GMP车间布局虚拟仿真实验 |
EYPD-GMPCJE V1.0 |
||||
|
GMP制药车间洁净区人员净化程序虚拟仿真实验 |
EYPD-GMPZYE V1.0 |
||||
|
GMP洁净人员第三更衣室虚拟仿真实验 |
EYPD-GMPSGE V1.0 |
||||
|
化工制药 |
阿司匹林合成车间虚拟仿真实验 |
EYPD-ASHCE V1.0 |
个 |
3D |
|
|
阿司匹林离心洗涤车间虚拟仿真实验 |
EYPD-ASLXE V1.0 |
||||
|
阿司匹林干燥车间虚拟仿真实验 |
EYPD-ASGZE V1.0 |
||||
|
扑热息痛合成车间虚拟仿真实验 |
EYPD-PEHCE V1.0 |
||||
|
扑热息痛溶解脱色车间虚拟仿真实验 |
EYPD-PRRJE V1.0 |
||||
|
扑热息痛结晶干燥车间虚拟仿真实验 |
EYPD-PRGZE V1.0 |
||||
|
贝诺酯合成车间虚拟仿真实验 |
EYPD-BNZHE V1.0 |
||||
|
贝诺酯溶解脱色车间虚拟仿真实验 |
EYPD-BNZRE V1.0 |
||||
|
贝诺酯洁晶干燥车间虚拟仿真实验 |
EYPD-BNZJE V1.0 |
||||
|
药物制剂 |
三黄片的制剂处方前研究与处方研究虚拟仿真实验 |
EYPD-SHCFE V1.0 |
个 |
3D |
|
|
三黄片的制剂成型工艺研究虚拟仿真实验 |
EYPD-SHZJE V1.0 |
||||
|
浙江省道地药材施肥技术虚拟实验 |
EYPD-ZJSDE V1.0 |
||||
|
药物分离与纯化 |
黄芩总黄酮的提取虚拟仿真实验 |
EYPD-HQZHE V1.0 |
个 |
3D |
|
|
黄酮类成分富集纯化虚拟仿真实验 |
EYPD-HTLCE V1.0 |
||||
|
药物分析 |
黄芩苷分析-高效液相色谱法鉴别虚拟仿真实验 |
EYPD-HGXYE V1.0 |
个 |
3D |
|
|
黄芩苷分析-薄层色谱法鉴别虚拟仿真实验 |
EYPD-HQBPE V1.0 |
||||
|
黄芩苷分析-紫外分光光度法测定总黄酮含量虚拟仿真实验 |
EYPD-HQZWE V1.0 |
||||
|
大黄药材鉴别虚拟仿真实验 |
EYPD-DHJBE V1.0 |
||||
|
黄芩药材鉴别虚拟仿真实验 |
EYPD-HQJBE V1.0 |
||||
|
黄连药材鉴别虚拟仿真实验 |
EYPD-HLJBE V1.0 |
||||
|
三黄片的质量检查和含量测定虚拟仿真实验 |
EYPD-SHZLE V1.0 |
||||
|
微生物限度测定虚拟仿真实验 |
EYPD-WSWXE V1.0 |
||||
|
植物生长调节剂2,4-DI制备、质量控制与活性评价贯通实验 |
EYPD-ZWSZE V1.0 |
||||
|
|
标准化操作 |
马弗炉的标准化使用虚拟仿真实验 |
EYPD-MFLDE V1.0 |
个 |
3D+数据手套 |
|
500M核磁共振仪原理及标准化使用 |
EYPD-WHCGE V1.0 |
||||
|
通风橱的标准化使用虚拟仿真实验 |
EYPD-TFCDE V1.0 |
||||
|
鼓风干燥机的标准化使用虚拟仿真实验 |
EYPD-GFGZE V1.0 |
||||
|
离心机的标准化使用虚拟仿真实验 |
EYPD-LXJDE V1.0 |
||||
|
旋转蒸发仪的标准化使用虚拟仿真实验 |
EYPD-XZZFE V1.0 |
||||
|
标准化量取虚拟仿真实验 |
EYPD-BZHLE V1.0 |
||||
|
酒精灯的标准化使用虚拟仿真实验 |
EYPD-JJDDE V1.0 |
||||
|
药事管理学 |
灾害救援应急药品仓库管理虚拟仿真实验 |
EYPD-ZHJYE V1.0 |
个 |
3D |
|