新冠病毒患者炎症因子风暴防治虚拟仿真实验

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新冠病毒患者炎症因子风暴防治虚拟仿真实验

学院:医学院-整合医学学院
所属学科:中西医结合类
专业门类:中西医临床医学
项目负责人:张军峰,史丽云
课程年份:2021
课时数:3
课程唯一编号:xf_202103

实验简介:

1. 实验的必要性

1)贯彻“立德树人”之宗旨,传承“中医药守正创新”之使命

在健康中国的战略背景下,医学高等教育面临新的形势和任务。教育领域的思想道德、文化知识、社会实践等教育环节,学校的学科体系、教学体系、教材模式、实践路径等始终都要把立德树人作为育人之根本。“中医药学是中国古代科学的瑰宝,也是打开中华文明宝库的钥匙”;要“充分发挥中医药的独特优势”,“切实把中医药这一祖先留给我们的宝贵财富继承好、发展好、利用好”。这既是中国医药学界的根本任务,更是培养具有中国特色医学人才的重要使命。

一场突如其来的新冠病毒感染引起的重大传染病(COVID-19)席卷众多国家,对人类生命安全和社会经济发展造成严重威胁,中医药在防治COVID-19 战役中发挥了积极而重要的作用。如何利用好中医药抗疫的宝贵素材,将医学专业知识和“育人筑魂”有机结合起来,建立多角度多层面立体化的实践教学课堂,这是本项目建设的出发点。

本实验从新冠病毒患者的血清样本的检测出发,聚焦“炎症因子风暴”(cytokine storm)的分析测试,探索“清肺排毒汤”防治的分子免疫学机制。通过虚拟仿真实验,跨时空开展临床治疗-实验室检测分析-中医药复方防疫研究,使学生获得感染、免疫、检验、疫病防控等专业知识和实践技能,更是坚定了年轻学子坚持文化自觉与自信,利用好中医药这把钥匙,推进人类健康事业的坚定信念和追求。

2)安全与复杂考量下的新冠病毒分析检测和诊疗实验必须依托虚拟仿真开展

新型冠状病毒传染性强,具有危险性,样本准备-实验检测-中药防治等系列实验跨时空、难度高、耗时长、成本高,开展虚拟仿真实验的具有以下四个方面必要性:

1)新型冠状病毒是一种新现人类病毒,可导致肺炎、严重急性呼吸综合征等,该病毒性传染病尚无特效药物及疫苗,实验样本难以获取,具有强烈的传染性和极大的社会危害性。

2)本实验所需临床样本采集及实验室免疫检测场地需多次切换,且新型冠状病毒检测需要在生物安全二级及以上实验室进行,实验条件要求极高,开展真实实验的可能性极低。

3)临床药物煎煮及患者治疗需要2周时间,耗时长,临床治疗场景不能现实获取,真实实验课难以开展。

4)采用MSD多因子电化学发光免疫检测体现了学科前沿发展趋势,但所需仪器设备及耗材费用昂贵,虚拟仿真项目满足了在现有基础条件下鼓励和支持学生求知探索的目标要求。

 

2. 实验的实用性

1)整合基础-临床核心知识点,培养学生系统化思维和解决实际问题的能力。

本实验充分发挥基础-临床桥梁课程的作用,实验设计以微生物与免疫学课程基础知识为出发点,整合病毒学(新型冠状病毒)、生物安全(微生物学总论)、病毒相关标本的采集(病毒标本的微生物学检测)、炎症因子风暴(细胞因子)、多因子电化学发光免疫检测(免疫学检测技术)等系列专业知识,解决了传统实验教学设计的碎片化、单一化和机械化等缺陷,从解决临床问题出发,系统串联相关知识点和关键实验技术,通过构建逐步深入的多样性学习情景,引导学生自主式、自助式、沉浸式学习,帮助其形成全局观念和学以致用的方法思路。  

2)结合临床专业要求,拓展学生实战处理重大公共健康问题的专业素养。

 本实验通过对新冠病毒感染引发的“炎症风暴”检测的仿真,将远离学生现实生活的重大传染病样本采集、处理、检测和诊疗等场景在虚拟空间再现,通过感官冲击来树立学生景区管理中危机意识、责任意识和专业素养。通过对应急管理措施效果的仿真,使学生掌握生物安全的概念,正确理解重大突发传染病理论知识和技能,提高学生应对公共健康危机事件的实践能力,拓展了实验教学的时间和空间。

3)融合前沿技术,帮助学生建立中医药抗疫的现代生物学内涵。

中医药在防治新冠肺炎的临床实践中成效显著,但其成分复杂,作用机制难以明确。项目从学生研究兴趣出发,利用MSD多因子电化学发光等技术,结合经典抗疫方剂---清肺排毒汤的作用,以可视化方式阐释中医药靶向炎症通路和免疫调节的机制,以现代化技术手段帮助学生探索中医药现代内涵,通过教学方式创新促进中西医融合思维方式的建立和深化。

 

3.实验的合理性

1)教学内容设计紧跟领域前沿和临床“热点”

本实验以临床问题为导向,选取学生感兴趣又充满挑战的新冠肺炎免疫检测和中医药防治为主要内容,通过虚拟仿真技术,为学生搭建集从样本采集到疾病防治为一体的系统性实验项目;项目将病毒学、免疫学、实验诊断学、中医药抗疫等知识点有机融入实验全过程,模拟新冠肺炎等重大传染性疾病的临床诊治的全链条设计,培养学生解决复杂问题的综合能力,实验设计和教学具有高阶性;

2)教学方案设计有机衔接“基础-临床”

项目设计从临床课题出发,在掌握基本概念和实体实验的基础上,设置综合性微生物与免疫学虚拟仿真实验,教学中形成基础认知——基本实验技能——综合应用的螺旋式渐进过程,引导学生通过探究式的实验过程,既巩固和提高对理论知识的人是,又开启了实验新知的进程;实验体系基于基本实验引入学科前沿新技术,符合医学生学习的规律,实验设置的临床部分具有挑战性和前瞻性,为学生延展性学习探索打下基础。

  3)教学方法设计充分体现学生“自主”特色

实验采用情景交互、角色代入、任务探究等教学形式,将传统课堂教学方式改为情景体验式的实验教学过程;通过构建多情景和多问题场景引导学生步步深入,找寻解决问题的方法,充分体现了创新性人才培养的目标要求;项目设计中特别设计以现代生物工程技术阐释中医药抗炎抗感染的作用机制的环节,将专业知识学习和课程思政有机融合在一起,潜移默化地激发学生中医药文化自信。

4. 实验系统的先进性

  本实验系统包含多个层级,系统画面设计简洁,整体逻辑合理。实验中生物安全防护、样本处理和检测、中药复方干预等环节采用情景体验法,类似实战演练的实验方式增加了学生的探索兴趣。系统以计算机仿真技术、网络技术、多媒体技术为依托,基于 B/S架构设计的虚拟仿真实验教学平台,具有良好自主性、交互性和可扩展性,教师可通过平台对虚拟实验进行检查、批改,并进行反馈,具有较好的交互性。系统采用Windows7 及以上计算机操作系统和版本,硬件配置为4.0GHZ, 8GB独显,存储容量500GB。学生端采用Firefox51Chrome56Safari11Edgel6及以上版本,无需下载插件,用户使用轻便。

学院:医学院-整合医学学院
所属学科:中西医结合类
专业门类:中西医临床医学
项目负责人:张军峰,史丽云
课程年份:2021
课时数:3
课程唯一编号:xf_202103
计费类别:时长
计费标准:免费

实验简介:

1. 实验的必要性

1)贯彻“立德树人”之宗旨,传承“中医药守正创新”之使命

在健康中国的战略背景下,医学高等教育面临新的形势和任务。教育领域的思想道德、文化知识、社会实践等教育环节,学校的学科体系、教学体系、教材模式、实践路径等始终都要把立德树人作为育人之根本。“中医药学是中国古代科学的瑰宝,也是打开中华文明宝库的钥匙”;要“充分发挥中医药的独特优势”,“切实把中医药这一祖先留给我们的宝贵财富继承好、发展好、利用好”。这既是中国医药学界的根本任务,更是培养具有中国特色医学人才的重要使命。

一场突如其来的新冠病毒感染引起的重大传染病(COVID-19)席卷众多国家,对人类生命安全和社会经济发展造成严重威胁,中医药在防治COVID-19 战役中发挥了积极而重要的作用。如何利用好中医药抗疫的宝贵素材,将医学专业知识和“育人筑魂”有机结合起来,建立多角度多层面立体化的实践教学课堂,这是本项目建设的出发点。

本实验从新冠病毒患者的血清样本的检测出发,聚焦“炎症因子风暴”(cytokine storm)的分析测试,探索“清肺排毒汤”防治的分子免疫学机制。通过虚拟仿真实验,跨时空开展临床治疗-实验室检测分析-中医药复方防疫研究,使学生获得感染、免疫、检验、疫病防控等专业知识和实践技能,更是坚定了年轻学子坚持文化自觉与自信,利用好中医药这把钥匙,推进人类健康事业的坚定信念和追求。

2)安全与复杂考量下的新冠病毒分析检测和诊疗实验必须依托虚拟仿真开展

新型冠状病毒传染性强,具有危险性,样本准备-实验检测-中药防治等系列实验跨时空、难度高、耗时长、成本高,开展虚拟仿真实验的具有以下四个方面必要性:

1)新型冠状病毒是一种新现人类病毒,可导致肺炎、严重急性呼吸综合征等,该病毒性传染病尚无特效药物及疫苗,实验样本难以获取,具有强烈的传染性和极大的社会危害性。

2)本实验所需临床样本采集及实验室免疫检测场地需多次切换,且新型冠状病毒检测需要在生物安全二级及以上实验室进行,实验条件要求极高,开展真实实验的可能性极低。

3)临床药物煎煮及患者治疗需要2周时间,耗时长,临床治疗场景不能现实获取,真实实验课难以开展。

4)采用MSD多因子电化学发光免疫检测体现了学科前沿发展趋势,但所需仪器设备及耗材费用昂贵,虚拟仿真项目满足了在现有基础条件下鼓励和支持学生求知探索的目标要求。

 

2. 实验的实用性

1)整合基础-临床核心知识点,培养学生系统化思维和解决实际问题的能力。

本实验充分发挥基础-临床桥梁课程的作用,实验设计以微生物与免疫学课程基础知识为出发点,整合病毒学(新型冠状病毒)、生物安全(微生物学总论)、病毒相关标本的采集(病毒标本的微生物学检测)、炎症因子风暴(细胞因子)、多因子电化学发光免疫检测(免疫学检测技术)等系列专业知识,解决了传统实验教学设计的碎片化、单一化和机械化等缺陷,从解决临床问题出发,系统串联相关知识点和关键实验技术,通过构建逐步深入的多样性学习情景,引导学生自主式、自助式、沉浸式学习,帮助其形成全局观念和学以致用的方法思路。  

2)结合临床专业要求,拓展学生实战处理重大公共健康问题的专业素养。

 本实验通过对新冠病毒感染引发的“炎症风暴”检测的仿真,将远离学生现实生活的重大传染病样本采集、处理、检测和诊疗等场景在虚拟空间再现,通过感官冲击来树立学生景区管理中危机意识、责任意识和专业素养。通过对应急管理措施效果的仿真,使学生掌握生物安全的概念,正确理解重大突发传染病理论知识和技能,提高学生应对公共健康危机事件的实践能力,拓展了实验教学的时间和空间。

3)融合前沿技术,帮助学生建立中医药抗疫的现代生物学内涵。

中医药在防治新冠肺炎的临床实践中成效显著,但其成分复杂,作用机制难以明确。项目从学生研究兴趣出发,利用MSD多因子电化学发光等技术,结合经典抗疫方剂---清肺排毒汤的作用,以可视化方式阐释中医药靶向炎症通路和免疫调节的机制,以现代化技术手段帮助学生探索中医药现代内涵,通过教学方式创新促进中西医融合思维方式的建立和深化。

 

3.实验的合理性

1)教学内容设计紧跟领域前沿和临床“热点”

本实验以临床问题为导向,选取学生感兴趣又充满挑战的新冠肺炎免疫检测和中医药防治为主要内容,通过虚拟仿真技术,为学生搭建集从样本采集到疾病防治为一体的系统性实验项目;项目将病毒学、免疫学、实验诊断学、中医药抗疫等知识点有机融入实验全过程,模拟新冠肺炎等重大传染性疾病的临床诊治的全链条设计,培养学生解决复杂问题的综合能力,实验设计和教学具有高阶性;

2)教学方案设计有机衔接“基础-临床”

项目设计从临床课题出发,在掌握基本概念和实体实验的基础上,设置综合性微生物与免疫学虚拟仿真实验,教学中形成基础认知——基本实验技能——综合应用的螺旋式渐进过程,引导学生通过探究式的实验过程,既巩固和提高对理论知识的人是,又开启了实验新知的进程;实验体系基于基本实验引入学科前沿新技术,符合医学生学习的规律,实验设置的临床部分具有挑战性和前瞻性,为学生延展性学习探索打下基础。

  3)教学方法设计充分体现学生“自主”特色

实验采用情景交互、角色代入、任务探究等教学形式,将传统课堂教学方式改为情景体验式的实验教学过程;通过构建多情景和多问题场景引导学生步步深入,找寻解决问题的方法,充分体现了创新性人才培养的目标要求;项目设计中特别设计以现代生物工程技术阐释中医药抗炎抗感染的作用机制的环节,将专业知识学习和课程思政有机融合在一起,潜移默化地激发学生中医药文化自信。

4. 实验系统的先进性

  本实验系统包含多个层级,系统画面设计简洁,整体逻辑合理。实验中生物安全防护、样本处理和检测、中药复方干预等环节采用情景体验法,类似实战演练的实验方式增加了学生的探索兴趣。系统以计算机仿真技术、网络技术、多媒体技术为依托,基于 B/S架构设计的虚拟仿真实验教学平台,具有良好自主性、交互性和可扩展性,教师可通过平台对虚拟实验进行检查、批改,并进行反馈,具有较好的交互性。系统采用Windows7 及以上计算机操作系统和版本,硬件配置为4.0GHZ, 8GB独显,存储容量500GB。学生端采用Firefox51Chrome56Safari11Edgel6及以上版本,无需下载插件,用户使用轻便。

计费类别:时长
计费标准:免费
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  • 实验教学目标
  • 实验原理
  • 实验教学过程与实验方法
  • 实验步骤
  • 实验结果与结论

本实验以提高学生综合运用专业知识解决重大传染性病原体感染免疫机制及其中医药防治实际问题的能力为目标,结合病原生物和免疫学的教学要求,针对新冠病毒安全防护要求高、临床样本获得难度大、实验成本高周期长、风险事件不可控等特征,通过“思想、知识、能力”三位一体虚拟仿真实验的设计,以促进中医学、中药学等专业培养传承创新中医药事业,服务国家“健康工程”战略的人才培养定位。主要教学目标包括:

1)通过重大传染病防护操作实验环节,按照“虚实结合、以虚补实”的原则,模拟重大传染病诊疗场景,帮助学生牢固树立生物安全意识,了解专业防护级别及其要求,熟练掌握消毒灭菌标准流程及操作环节,提升学生应对突发公共卫生事件的应急处理能力;

2)通过传染病患者样本收集与免疫检测实验环节,要求学生了解临床传染性样本处理、检测和分析的整体框架及技术要点,掌握免疫检测的原理、方法和影响因素,了解“炎症因子风暴”产生的主要生物学基础和机制,培养学生运用基础专业知识解决临床实际问题的能力;

3)通过中药复方调控炎症因子的检测分析实验环节,帮助学生从定性和定量角度研究“清肺排毒汤”等中药复方调节机体免疫、靶向作用炎症通路的作用机制;通过调整参数获得仿真结果,探索了解复方不同组成和比例对免疫炎症反应的影响,培养学生临床导向的科研思维能力,掌握辩证诊治的科学内涵。 

 本实验虚拟仿真武汉方舱医院和实验室免疫检测,突破时空限制和避免重大传染病危险,通过虚拟构建多个仿真场景:穿戴防护服、方舱医院接诊患者、清肺排毒汤治疗、临床常规观察与出院,临床血液样本采集与实验室处理、MSD多因子电化学发光免疫检测原理、方法与操作,特别是通过微观展示倍比稀释、抗原抗体结合、洗板的细节原理,帮助学生真正理解实验室操作的微观原理,更好把握实验操作细节的准确性。学生通过全场景的无缝对接操作,体验中医药临床科研的设计思路和方法,培养学生自主学习和科研创新能力。

   学生通过账号密码登录进入系统后,了解实验简介内容,并学习实验原理,进行预习自测。通过自测后,即可进入虚拟仿真实验操作,完成实验后,系统会将自动生成实验报告及评分,通过线上虚拟实验操作和线下实验报告撰写,能够保证教师和学生的有效沟通,获得最佳的实验训练效果。

本实验以清肺排毒汤为研究对象,虚拟探索新冠病毒患者炎症因子风暴防治的分子免疫学机制,本虚拟仿真实验遵循“以学生为中心”的教学理念,采用案例式、讨论式、探索式等多种教学方法,通过交互学习过程,按照“预习-实验-考核”模式,分为实验简介、临床治疗、实验操作、实验考核等4个模块进行实验教学(如下图)。


具体实验方法如下:

1)采用互动式指导性自学的教学方法,预习模块中指导学生自主学习冠状病毒及致病机理(炎症因子风暴)、MSD电化学发光免疫检测原理及清肺排毒汤治疗理论的实验背景知识,介绍实验原理,通过互动自测的方式引导学生掌握理论知识及,明确实验目的。

2)采用案例式教学方法模拟新型冠状病毒感染患者的血样采集与分离及临床中药治疗流程,树立学生无菌理念,培养学生的临床思维及职业道德;采用交互式教学手段,模拟完整检测过程,着重于电化学发光多细胞因子检测实验操作,使学生掌握免疫学先进的实验技术;采用探究式教学方法引导学生观察标准曲线及炎症因子浓度,比较清肺排毒汤治疗前后多种炎症因子表达差异趋势,培养学生的科研思维。

3)采用讨论式及探究式教学方法引导学生自主学习实验数据的软件分析方法,通过组织小组学习讨论实验过程中影响实验结果的因素,完成线下实验报告。引导学生查阅文献,掌握MSD多因子化学发光免疫检测的临床及科研应用,激发创新性及批判性思维,达到课程知识深化提高的目的。

步骤1

实验简介:掌握本虚拟仿真实验的原理、方法、步骤,为后续操作提供依据。要求学生点击查看每一个菜单,认真学习,最后完成预习自测。




步骤2

临床治疗(1):掌握正确穿戴防护服的顺序

要求学生能够对给定的物品进行正确的穿戴,掌握清洁区穿戴物品及顺序、半污染区穿戴物品及顺序,最终获得正确的结果,点击“完成”。

步骤3

临床治疗(2):掌握新冠病毒患者的临床类型判别标准(如下图)。

要求学生掌握下图新冠病毒肺炎患者的类型判别标准,根据对话进行合理判断。

步骤4

临床治疗(3):清肺排毒汤组方原理和组成

清肺排毒汤组方组方来源于麻杏石甘汤、射干麻黄汤、小柴胡汤、五苓散,适用范围于新冠肺炎轻型、普通型患者。

组方:生石膏15~ 30g (先煎)、麻黄9g、炙甘草6g、杏仁9g、桂枝9g 、泽泻9g 、猪苓9g、白术9g、茯苓15g、柴胡16g、 黄芩6g 、姜半夏9g、生姜9g、紫菀9g 、冬花9g、射干9g、细辛6g、山药12g、枳实6g 、陈皮6g、藿香9g

要求学生能够把组方中的中药全部选出。

步骤5

临床治疗(4):对于感染性疾病,临床治疗控制、出院标准及出院证明

要求学生对临床发热疾病的一般临床观察,掌握出院标准:新冠病毒核酸阴性、连续3天体温正常。

出院证明的正确格式如下:

步骤6

临床治疗(5):标本采集原则,血清制备方法和离心机使用

血清室温静置10~15min后,血清离心分离三个要点:平衡、转速3000rpm、时间10min。将采集血清做好标记,放-80°C保存。

动态图示离心分离血清的原理:离心可以使血细胞沉降到试管底部,上清为纯净的澄清的血清。要求学生在吸取血清时,避免扰动下层血细胞。

步骤7

实验操作(1):实验准备,掌握MSD实验所需耗材和试剂

检查试剂盒试剂:抗体稀释液Diluent 2(无色,稀释标准品和血清样本)、标准品(冻干粉)、血清样本(1.5ml冻存管)、10种检测抗体(anti-IFN-γ、IL-1β、IL-2IL-4IL-6IL-8IL-10IL-12p70IL-13TNF-α)、抗体稀释液缓Diluent 3(无色,稀释检测抗体)、洗板液(Washing Buffer 20X)、Read Buffer T4X)、96孔石墨电极板等。另外,准备去离子超纯水约200ml

血清样本稀释:在涡旋仪上混匀血清样本,准备881.5ml离心管,做好标记,每管加入60ul 抗体稀释液Diluent 2。然后,将混匀的60ul的血清加入到60ul Diluent 2中,进行1:1稀释(每个样本都要更换枪头)。剩余的血清放回冰箱,-80°C保存。

10种检测抗体稀释:将10种炎症因子的检测抗体原液以每种60ul(注意每次取用更换枪头),加入到2400ul的稀释液Diluent 3中,比例1:50

配制Read buffer T工作液(无色,4X):取50ml离心管,加入30ml去离子超纯水,加入10ml Read Buffer T原液(用1000ul的移液器取3次,7次文字说明),盖紧瓶盖,上下颠倒混匀15-20次,充分混匀。


步骤8

实验操作(2):掌握倍比稀释发的原理、方法

稀释标准品:标准品中加入1000ul稀释液Diluent 2,静置自然溶解后,用1ml移液器吹吸5-8次混匀,成为抗体原液。准备81.5ml离心管,标记为1-8,然后进行4倍倍比稀释6个浓度。具体操作见倍比稀释示意图:取500ul抗体原液放入第1管,其余7管中加入300ul Diluent 2;从第1管取100ul的标准品原液加入第2管,移液器吹吸吹吸5-8次混匀;从第2管取100ul的标准品原液加入第3管,移液器吹吸吹吸5-8次混匀;........依次类推,直到第7管,第7管移液器吹吸吹吸5-8次混匀。第8管抗体标准品浓度为0pg/ml

    重点掌握下图右侧的倍比稀释公式,并能灵活运用于后续的血清样本稀释。

关于倍比稀释公式的使用方法:根据实际情况,把需要保留的溶液体积(V留)和稀释倍数(n)代入公式,即可计算每次转移的体积(V移)。例如,本项目中需要标准品溶液保留体积为90微升(V=90),10倍倍比稀释(n=10),可以计算转移体积为(V移)10微升。在实际操作中,可以预先在每个试管中加入90微升液体,取10微升母液加入第1管,混匀;从第1管取10微升母液加入第2管,混匀;从第2管取10微升母液加入第3管,混匀;以此类推,可以做多个浓度梯度溶液。


步骤9

实验操作(3):掌握血清样本的检测前准备

  血清样本稀释:在涡旋仪上混匀血清样本,准备881.5ml离心管,做好标记,每管加入60ul 抗体稀释液Diluent 2。然后,将混匀的60ul的血清加入到60ul Diluent 2中,进行1:1稀释(每个样本都要更换枪头)。剩余的血清放回冰箱,-80°C保存。


步骤10

实验操作(4):掌握MSD免疫电化学检测的操作流程和细节原理

1)加样:取出96孔石墨电极板(96孔板示意图),第1列(A1B1....H18孔加入标准品溶液,每孔50ul;其余88孔加入稀释的血清样本50ul。在板上粘上密封膜,室温密封孵育2h

2)洗板:室温孵育期间,配制洗板液:取2.5ml洗板液(Washing Buffer 20X),加入50ml离心管,再加入去离子超纯水至50ml,充分混匀。

 孵育完毕,弃去孔中液体,在吸水纸(滤纸)上拍3-5下,尽可能弃去所有液体。然后,按照150ul/孔,用排枪加入洗板液,加完后静置2min,弃去液体,在吸水纸上拍3-5下;重复洗3次(使用200ul排枪,增加缓冲液槽)。

3)加检测抗体溶液:按照25ul/孔,使用排枪加入检测抗体溶液,室温孵育2h

4)洗板:同步骤(2

5)读数:完成步骤(3)后,提前0.5h打开超敏多因子电化学发光分析仪。


   其中,采用动画原理示意图,展示移液器操作96孔板时,可能对抗原抗体结合反应的影响。如下图,如果操作室,移液器不小心触碰96孔板的孔底部,则造成扳底包被抗体的损伤和丢失。下图用动画示意图显示扳底包被10种不同颜色抗体,如果移液枪头碰到扳底,则显示抗体掉下来。



最后,按照150ul/孔,使用排枪加入Read buffer T。通过MSD成像仪2400自带软件,采集96孔中10种炎症因子的荧光强度,根据8个标准品检测孔绘制标准曲,采用自参数拟合算法,计算各孔中10种种炎症因子的浓度。


步骤11

实验操作(5):掌握数据处理的原则、方法和一般统计分析

根据实际操作情况,获得每位同学的虚拟检测数据,简单介绍数据处理的一般方法、原理和SPSS软件的分析步骤。


根据统计分析结果,结合文献和教材,进行简要描述和解释,示例如下:

通过清肺排毒汤治疗新型冠状病毒肺炎患者,与治疗前相比,患者血清中IL-1β、IL-6TNF-α显著下降,具有显著统计学差异(P < 0.05)。细胞因子是一类以细胞自分泌或旁分泌方式产生的小分子糖蛋白,白细胞介素(InterleukinIL)、干扰素(InterferonIFN)和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factorTNF)是重要的促炎细胞因子,由多种细胞产生,对免疫应答、急性期反应、炎症等有多方面调控作用。

新型冠状病毒感染后刺激机体免疫细胞释放多种炎症因子,引起体温升高和多组织器官炎性病理损伤。其中,IL-6TNF-α重要的内源性热原质,作用于下丘脑体温调节中枢,导致体温升高,清肺排毒汤治疗可显著下调血清IL-6TNF-α水平,与患者痊愈后体温恢复正常相关。

细胞因子可以通过自分泌、旁分泌和内分泌发挥网络调节作用,TNF-α是激活炎症反应的初级因子,也是机体维持内部自稳、抵御各种致病因子必不可少的免疫调节因子。

TNF-α大量分泌可诱发血管内皮细胞及微循环炎症改变,如果在局部发挥作用,对控制炎症和感染有利;如果全身发挥作用,则造成机体损伤。IL-1β的生物活性与TNF-α十分相似,对巨噬细胞及中性粒细胞有趋化和粘附作用, 可增强血管通透性,并促进TNF-α所导致的组织损伤。IL-6不仅对血管内皮细胞及炎症细胞具有直接激活和毒性作用外,还是诱导急性期蛋白合成分泌的关键因子,促进肝细胞分泌急性期蛋白(C-反应蛋白),导致血清C-反应蛋白水平升高,是机体炎症的重要标志分子。因此,清肺排毒汤治疗降低新型冠状病毒患者血清IL-1β、IL-6TNF-α水平,与抑制机体炎症相关。

步骤12

实验操作(6):完成实验考核,掌握MSD免疫电化学发光检测技术的原理和优势。最后生成一份可手写的实验报告,可以根据任课教师的需要进行合理评价给分,为线上线下混合教学提供评价载体。


本实验以探究性学习和开放性实验为特色,学生实验会因收集到的样本所属病人的基础条件不同(如年龄、性别、胖瘦、是否有基础性疾病等)、样本数据的分析及其结果的判断不同而得到开放式的实验结果,通过以小组为单位的典型病例的分析讨论,启发学生去探索宿主-病原体相互之间的关系,免疫-炎症-衰老-代谢等之间可能关系,这种“无标准答案”的实验现象和结果更接近复杂多样临床情况,培养学生培养探索精神和循证医学思维能力;

 其次,在中药复方抗炎和免疫调节实验环节中,根据复方组成及主要功效物质的作用机制,有意识建立符合临床中医药诊疗规律的“加减”方,不同实验小组由此可获得对应不同加减方的炎症因子表达谱,引导学生探索和了解中药经典名方的配伍规律及其科学内涵,初步建立中医辨证论治的核心思想。

  实验完成后,学生从生物安全防护、临床样本采集、炎症因子检测分析、中药复方干预、数据结果阐释等方面完成实验报告。系统自动记录实验者操作过程及实验数据,根据“结果+能力”并重的赋分模型,从“操作、测试、分析、阐释、合作”等多层次,给出相应的客观分数。对于因概念掌握和基本操作不到位的学生,允许其再次进入虚拟实验空间,通过改进薄弱环节,达到学习提高和掌握的目的。

    为了兼顾不同的应用场景,本项目设计三种赋分模型:1)学生自主学习项目操作,采用操作评分模型,作为学生操作质量的评价;2)教师进行线上操作评价时,采用实验评分模型,作为教师对学生操作质量的评价;3)教师引导下,线上线下混合评价时,采用线下评分模型,综合考察学生的自主学习能力。

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  • 网络要求
  • 硬件要求
  • 用户操作系统要求

1)说明客户端到服务器的带宽要求(需提供测试带宽服务)

①基于公有云服务器部署的系统带宽要求5M-10M带宽,②基于局域网服务器部署的系统,10M-50M带宽

2)说明能够支持的同时在线人数(需提供在线排队提示服务)

200人

(1)计算机硬件配置要求

独立显卡,4G 显存,主频 4 核、内存8GB、存储容量 500GB

(2)其他计算终端硬件配置要求

(1)非操作系统软件要求(支持2种及以上主流浏览器)

þ谷歌浏览器þIE浏览器þ360浏览器þ火狐浏览器 ¨其他

(2)需要特定插件 ○是●否

  如勾选“是”,请填写:

 插件名称:(插件全称)

插件容量: M

 下载链接:

(3)其他计算终端非操作系统软件配置要求(需说明是否可提供相关软件下载服务)