实验设计课件
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（2）离体实验
细胞、组织体外培养。更可严格控制条件，进行 深入研究。
局限性：人是有神经体液调节的由细胞组成器官， 进而系统，进而形成一个有机的整体。
（四）动物整体实验
1．人类疾病动物模型分类：
（1）自发性：
如自发性高血压大鼠，LDL受体缺陷高胆固醇血症 家兔。价值高，价格高。
（2）诱发性：
可以任意复制（时间、数量），实验条件易控制,， 如食饵性动脉粥样硬化动物模型。结扎冠状动脉复制 急性心梗模型
（1）课题名称：
1）要求：简捷、鲜明、确切、具体，并有特点。不
超过20字。不能加标点符号。
2）构成要素：研究对象、目的和意义。
好题目： “醛固酮与高血压病左室舒张功能关系的定量研
究”。 2000级七年制赵建军同学：“辣椒对离体豚鼠胆囊
收缩运动的影响”。 不好题目 “中西医结合治疗肿瘤”
“研究阿托品的药理作用”
目的：研究中国第2例婴儿病例基因突变， 不会是相同突变基因。至少接近国内领先
意义：从基因水平阐明该患儿发病机制。 有助于明确动脉粥样硬化发病机制，保护人民 身体健康。
（2）选题有意义
实验设计举例
意义在于： 通过自己的研究工作，得出的结论（不是被压服）。 主动地去获得知识（不是被动接受）。 主动学习能力的提高（思考、发现、分析、解决）
（2）立项依据
理论依据。
国内外研究现状及分析（附主要参考文献 目录）。
研究意义。
（3）实验对象、器材及药品
列出本实验所需的动物（数量、主要仪器 设备及所需试剂和药品。
（4）实验方法和步骤：
包括动物麻醉、固定、手术操作程序，术 中给药方法，实验装置的连接和参数设置。
（5）观察项目：
提出本实验所要观察的指标
3．基本要求
（1）选题有依据，有创新性，先进性 （2）选题有意义 （3）可行性
（1）选题有依据，创新性，先进性
阅读大量文献，掌握有关基础 理论，了解国内外在该研究领域取 得的成果（目前水平），存在的问 题，确立研究课题，明确实验研究 要达到的目的本项研究能解决什么 问题（目的）。举例：
1）禹城一54天婴儿乳糜微粒血 症（见图），一定是基因突变。 （脂蛋白脂酶基因或其激活因子载 脂蛋白CⅡ基因突变。
（6）预期结果
根据所掌握的知识推测本实验可能出现的 实验结果。
（7）注意事项
提前想到实验中可能遇到影响课题成败的 问题和解决办法。
在实验设计课上，教师不再是韩愈所说的： “师者，所以传道受业解惑也”的角色，在学 生实验设计进行过程中，教师不知道学生会怎 么设计，会出什么结果。
教师尽量提供实验材料，准备仪器，保 障实验时间和条件，真正体现以学生为主体的 服务意识。
设想用静注葡萄糖+胰岛素降血钾,注葡萄糖酸钙 提高钙浓度进行治疗。
拟往兔子气管插管注入蒸馏水复制淹溺动物模型， 测心电图,动脉插管测血压。
（3）可行性
淹死兔子，测血压、作心电图难度不大， 但联系起来分析就发现可行性差。
收获知识和快乐
（4）确定实验方法观察指标
1）实验方法要求：反复应用过、完善、可靠、可行。 2）要求观察指标： （A）特异性：特异性地反映观察事物的现象本质，不 与其它现象相混淆.
图1 患儿空腹血清外观
国内外现状
国外研究较多。 国内研究较少： ①1998年本人报道一个经酶学诊断和基因分析成人病例； ②2001年香港报道一例高乳糜微粒血症新生儿 ③2003年台湾报道两例LPL缺乏症病人， ④2004年天津穆天翔等报道天津地区一例17岁女性因LPL 的Pro207Leu变异致高乳糜微粒血症。
加入抑制环氧化酶的消炎痛 加入钙离子通道阻滞剂心痛定
实验设计举例
题目“研究阿托品的药理作用” 研究方案：观察随药物剂量增加，药物
作用增大，动物瞳孔越来越大，心率越 来越快。
选题无意义，没有先进性。
实验设计举例
1题目“动物淡水淹溺致心室纤颤的实验”,参 考了7本书，选题有意义
立题依据:人或动物掉水后，85%-90%为湿淹溺, 大量水进入肺泡; 再入血,因造成低渗导致红细胞破 坏,而致高钾血症；在3分钟内血容量增一倍, 钙浓度 下降,引起室颤。
食饵性动脉粥样硬化动物模型
（3）基因工程动物
转基因（transgenic）动物 基因敲除（gene knockout）动物 基因替换小鼠（gene knockin）动物
Apolipoprotein E gene knockout mouse
2. 实验动物选择原则：
（1）相似性：
相似性决定了可靠性。实验动物和人近似最好，愈 高等动物、愈进化愈好，尽可能采用灵长类动物。80 年代美国华盛顿州大学病理系用pigtail monkey，其血 清胆固醇浓度和家族性高胆固醇血症病人相似。
（3）随机性（randomization）： 克服系统误差，
（4）可行性（practicality）：
综合考虑样本数，经费等因素，即符合专业要
求，又要切实可行。
4．实验室研究
（1）动物整体实验：
在动物身上复制人类疾病模型.在动物身上进行研 究。可严格控制条件，进行深入研究。
局限性：种属差异（代谢，意识），所得结论不 能马上用于临床。还需要临床验证。
1.实验课教学的目的：
实验室是教学的重要基地， (1)传授知识。 (2)培养创新能力，提高学生素质： 培养学生“创新性思维”能力应该是教育的核心任务。 实验课教学直观性强，提高学生认识客观事物的能
力。创新能力是多种能力的综合，包括观察、分析和解 决问题的能力，包括动脑和动手的能力。
知识是过“内化”才能升华为素质，实验课教学的过程 应该是这一“内化”的过程。
效果
—
+
—
效果
—
+
+
效果
—
—
—
效果
—
—
+
----------------------------------------------------------------------
结果分析
-------------------------------------------------------------------空白对照组 阳性对照组 实验组 结论
3）阳性对照组
用公认的、可靠的处理方法与所研究的处理方法作 比较， 如用疗效肯定的已知药物
结果分析
--------------------------------------------------------------------
空白对照组 阳性对照组 实验组 结论
---------------------------------------------------------------------
极少有疾病可以在人身上做深入实验。 （Philips 研究肝昏迷） （2）现场调查研究： 如SARS （3）实验室研究
3．医学实验设计的基本原则
（1）代表性（representativeness）：
实验研究的对象能够代表总体特征。
（2）重复性（replication）：
实验结果经得起自己或他人的重复验证。
（二）实验设计
根据目的和条件，结合统计学要求， 针对实验研究的全过程，做出计划安排。 (预案）
好的实验设计较少的人力、物力和 时间，获得丰富、可靠资料，把误差减 少到最少，保证成果资料正确。
（三）医学实验研究
1．重要性 医学的实践性很强，必须研究疾病原因、
发病机制和治疗方法。 2．医学研究分类
（1）临床研究：对病人进行。美国在80 年代中期报告了对3806例尚无冠心病 症状的原发性高胆固醇血症患者平均长达 7.4 年的随访研究（double blind method, prospective study)结果, 降胆固醇组与服安慰剂组比较, LDL-C下 降20.3%,心绞痛减少20%, 冠脉搭桥术减少21%, 冠心病死亡率下降24%。
Doing more by yourself,
learn more by yourself.
在“辣椒”实验中：张力传感器引出曲线反映平滑肌细胞 收缩特性。不是肌电图。 研究酸碱平衡紊乱，用pH.
（B) 客观性：选用仪器测量并显示具体数据或图型， 直接进行定量分析.
如血气分析仪，直接报出pH, HCO3-, PaCO2. 心电图机出来 心电图测量电压值。 研究降血压药物，不能选“头痛”这一指标。
（2）利用种属解剖生理学特点：
猴、兔、鸡、鸽子、鹌鹑进的胆固醇到LDL内，易 长动脉粥样硬化斑块，大鼠、小鼠再高脂喂也不得AS 斑块，进的胆固醇到了HDL内成HDL-C。
家兔两肺和心脏之间由心包胸膜、纵膈膜分开，开 胸作心脏实验不用人工呼吸机。
狗消化过程和人类似，胃的解剖学特点易插管，巴 甫洛夫用狗作“条件反射”实验看胃液分泌。
家兔对致热原敏感，可用于发热研究，大鼠小鼠肯 定不行，因体温调节不好。
豚鼠对致敏物质反应强度大，用做免疫学研究。
组织胺可引起猫或大鼠的血压下降，但致家兔血 压升高。
（3）实验动物分组
1）实验组：
如新药治疗作用，根据处理的程度和方法，可再 分大、中、小剂量组
2）阴性对照组
未给予研究对象任何实质性的处理，给安慰剂 （外观、方式相同）
（6）可行性
动物价格: 胆固醇（Ch）: 1元/g
高脂喂养, 2g Ch/100g食物 大鼠吃至少20g食物/天 需吃 90天（90X20X2%=36g=36元/大鼠） 一批至少50只大鼠（50X36=1800元）+损耗
二、实验设计课
1.实验课教学的目的 2.一种全新的师生关系 3.确立研究课题，明确实验研究要达到的 目的
培养学生的基本技能.
(3) 实验设计课是培养科研能力，创新能力的最直接、最好形式。
2．一种全新的师生关系
在实验设计课上，教师不再是唐朝韩愈所说的： “师者，所以传道受业解惑也”的角色，在学生实验 设计进行过程中，教师不知道学生会怎么设计，会出 什么结果。师生不仅仅是平等的关系，而真正体现以 学生为主体的服务意识，尽量提供实验材料，准备仪 器，保障实验时间和条件，要尽量为学生排忧解难。
（C）灵敏性：保证真实，防止“假阴性结果”。
3）选择恰当的实验动物或标本 4）拟定实验记录格式
作好原始记录(数据，图形，图片等)。要求及时, 完整, 准确。
5）拟定统计学处理方法
4、立项申请书格式具体要求
（1）课题名称 （2）立项依据 （3）实验对象、器材及药品 （4）实验方法和步骤： （5）观察项目 （6）预期结果 （7）注意事项
（4）每组动物数量：
遵守规定， 估算法， 查表法， 经验：
要争取有显著性差异，数量尽可能少。一般动物体 积越大，数量可越少。
在AS研究: 小鼠20只以上，大鼠15只，家兔10只、 狗 8 只。
（5）减少个体反应性差异：
1）纯系（近交系inbred strain animal）动物： 2）相同性别、体重、年龄。 3）健康状况
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---------------------------------------------------------------------
效果
—
+
— 新药无效
效果
—
+
+
新药有效
效果
—
—
— 实验有误
效果
—
—
+ 实验有误
----------------------------------------------------------------------
实验设计
一、概述
（一）实验 （二）实验设计 （三）医学实验研究 （四）动物实验
二、实验设计课 三、具体要求
（一）实验
实验的概念(辞海): 科学上为阐明某一现象,而创造特定
的条件,以便观察它的变化和结果的过程
社会科学进步需要实验：特区、试点、试行。 自然科学发展需要实验研究。 恩格斯说：“只要自然科学在发展着，它的发 展形式就是假说（hypothesis)” 实验是科技之母。 实验是认识世界的重要源头。
细胞、组织体外培养。更可严格控制条件，进行 深入研究。
局限性：人是有神经体液调节的由细胞组成器官， 进而系统，进而形成一个有机的整体。
（四）动物整体实验
1．人类疾病动物模型分类：
（1）自发性：
如自发性高血压大鼠，LDL受体缺陷高胆固醇血症 家兔。价值高，价格高。
（2）诱发性：
可以任意复制（时间、数量），实验条件易控制,， 如食饵性动脉粥样硬化动物模型。结扎冠状动脉复制 急性心梗模型
（1）课题名称：
1）要求：简捷、鲜明、确切、具体，并有特点。不
超过20字。不能加标点符号。
2）构成要素：研究对象、目的和意义。
好题目： “醛固酮与高血压病左室舒张功能关系的定量研
究”。 2000级七年制赵建军同学：“辣椒对离体豚鼠胆囊
收缩运动的影响”。 不好题目 “中西医结合治疗肿瘤”
“研究阿托品的药理作用”
目的：研究中国第2例婴儿病例基因突变， 不会是相同突变基因。至少接近国内领先
意义：从基因水平阐明该患儿发病机制。 有助于明确动脉粥样硬化发病机制，保护人民 身体健康。
（2）选题有意义
实验设计举例
意义在于： 通过自己的研究工作，得出的结论（不是被压服）。 主动地去获得知识（不是被动接受）。 主动学习能力的提高（思考、发现、分析、解决）
（2）立项依据
理论依据。
国内外研究现状及分析（附主要参考文献 目录）。
研究意义。
（3）实验对象、器材及药品
列出本实验所需的动物（数量、主要仪器 设备及所需试剂和药品。
（4）实验方法和步骤：
包括动物麻醉、固定、手术操作程序，术 中给药方法，实验装置的连接和参数设置。
（5）观察项目：
提出本实验所要观察的指标
3．基本要求
（1）选题有依据，有创新性，先进性 （2）选题有意义 （3）可行性
（1）选题有依据，创新性，先进性
阅读大量文献，掌握有关基础 理论，了解国内外在该研究领域取 得的成果（目前水平），存在的问 题，确立研究课题，明确实验研究 要达到的目的本项研究能解决什么 问题（目的）。举例：
1）禹城一54天婴儿乳糜微粒血 症（见图），一定是基因突变。 （脂蛋白脂酶基因或其激活因子载 脂蛋白CⅡ基因突变。
（6）预期结果
根据所掌握的知识推测本实验可能出现的 实验结果。
（7）注意事项
提前想到实验中可能遇到影响课题成败的 问题和解决办法。
在实验设计课上，教师不再是韩愈所说的： “师者，所以传道受业解惑也”的角色，在学 生实验设计进行过程中，教师不知道学生会怎 么设计，会出什么结果。
教师尽量提供实验材料，准备仪器，保 障实验时间和条件，真正体现以学生为主体的 服务意识。
设想用静注葡萄糖+胰岛素降血钾,注葡萄糖酸钙 提高钙浓度进行治疗。
拟往兔子气管插管注入蒸馏水复制淹溺动物模型， 测心电图,动脉插管测血压。
（3）可行性
淹死兔子，测血压、作心电图难度不大， 但联系起来分析就发现可行性差。
收获知识和快乐
（4）确定实验方法观察指标
1）实验方法要求：反复应用过、完善、可靠、可行。 2）要求观察指标： （A）特异性：特异性地反映观察事物的现象本质，不 与其它现象相混淆.
图1 患儿空腹血清外观
国内外现状
国外研究较多。 国内研究较少： ①1998年本人报道一个经酶学诊断和基因分析成人病例； ②2001年香港报道一例高乳糜微粒血症新生儿 ③2003年台湾报道两例LPL缺乏症病人， ④2004年天津穆天翔等报道天津地区一例17岁女性因LPL 的Pro207Leu变异致高乳糜微粒血症。
加入抑制环氧化酶的消炎痛 加入钙离子通道阻滞剂心痛定
实验设计举例
题目“研究阿托品的药理作用” 研究方案：观察随药物剂量增加，药物
作用增大，动物瞳孔越来越大，心率越 来越快。
选题无意义，没有先进性。
实验设计举例
1题目“动物淡水淹溺致心室纤颤的实验”,参 考了7本书，选题有意义
立题依据:人或动物掉水后，85%-90%为湿淹溺, 大量水进入肺泡; 再入血,因造成低渗导致红细胞破 坏,而致高钾血症；在3分钟内血容量增一倍, 钙浓度 下降,引起室颤。
食饵性动脉粥样硬化动物模型
（3）基因工程动物
转基因（transgenic）动物 基因敲除（gene knockout）动物 基因替换小鼠（gene knockin）动物
Apolipoprotein E gene knockout mouse
2. 实验动物选择原则：
（1）相似性：
相似性决定了可靠性。实验动物和人近似最好，愈 高等动物、愈进化愈好，尽可能采用灵长类动物。80 年代美国华盛顿州大学病理系用pigtail monkey，其血 清胆固醇浓度和家族性高胆固醇血症病人相似。
（3）随机性（randomization）： 克服系统误差，
（4）可行性（practicality）：
综合考虑样本数，经费等因素，即符合专业要
求，又要切实可行。
4．实验室研究
（1）动物整体实验：
在动物身上复制人类疾病模型.在动物身上进行研 究。可严格控制条件，进行深入研究。
局限性：种属差异（代谢，意识），所得结论不 能马上用于临床。还需要临床验证。
1.实验课教学的目的：
实验室是教学的重要基地， (1)传授知识。 (2)培养创新能力，提高学生素质： 培养学生“创新性思维”能力应该是教育的核心任务。 实验课教学直观性强，提高学生认识客观事物的能
力。创新能力是多种能力的综合，包括观察、分析和解 决问题的能力，包括动脑和动手的能力。
知识是过“内化”才能升华为素质，实验课教学的过程 应该是这一“内化”的过程。
效果
—
+
—
效果
—
+
+
效果
—
—
—
效果
—
—
+
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结果分析
-------------------------------------------------------------------空白对照组 阳性对照组 实验组 结论
3）阳性对照组
用公认的、可靠的处理方法与所研究的处理方法作 比较， 如用疗效肯定的已知药物
结果分析
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空白对照组 阳性对照组 实验组 结论
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极少有疾病可以在人身上做深入实验。 （Philips 研究肝昏迷） （2）现场调查研究： 如SARS （3）实验室研究
3．医学实验设计的基本原则
（1）代表性（representativeness）：
实验研究的对象能够代表总体特征。
（2）重复性（replication）：
实验结果经得起自己或他人的重复验证。
（二）实验设计
根据目的和条件，结合统计学要求， 针对实验研究的全过程，做出计划安排。 (预案）
好的实验设计较少的人力、物力和 时间，获得丰富、可靠资料，把误差减 少到最少，保证成果资料正确。
（三）医学实验研究
1．重要性 医学的实践性很强，必须研究疾病原因、
发病机制和治疗方法。 2．医学研究分类
（1）临床研究：对病人进行。美国在80 年代中期报告了对3806例尚无冠心病 症状的原发性高胆固醇血症患者平均长达 7.4 年的随访研究（double blind method, prospective study)结果, 降胆固醇组与服安慰剂组比较, LDL-C下 降20.3%,心绞痛减少20%, 冠脉搭桥术减少21%, 冠心病死亡率下降24%。
Doing more by yourself,
learn more by yourself.
在“辣椒”实验中：张力传感器引出曲线反映平滑肌细胞 收缩特性。不是肌电图。 研究酸碱平衡紊乱，用pH.
（B) 客观性：选用仪器测量并显示具体数据或图型， 直接进行定量分析.
如血气分析仪，直接报出pH, HCO3-, PaCO2. 心电图机出来 心电图测量电压值。 研究降血压药物，不能选“头痛”这一指标。
（2）利用种属解剖生理学特点：
猴、兔、鸡、鸽子、鹌鹑进的胆固醇到LDL内，易 长动脉粥样硬化斑块，大鼠、小鼠再高脂喂也不得AS 斑块，进的胆固醇到了HDL内成HDL-C。
家兔两肺和心脏之间由心包胸膜、纵膈膜分开，开 胸作心脏实验不用人工呼吸机。
狗消化过程和人类似，胃的解剖学特点易插管，巴 甫洛夫用狗作“条件反射”实验看胃液分泌。
家兔对致热原敏感，可用于发热研究，大鼠小鼠肯 定不行，因体温调节不好。
豚鼠对致敏物质反应强度大，用做免疫学研究。
组织胺可引起猫或大鼠的血压下降，但致家兔血 压升高。
（3）实验动物分组
1）实验组：
如新药治疗作用，根据处理的程度和方法，可再 分大、中、小剂量组
2）阴性对照组
未给予研究对象任何实质性的处理，给安慰剂 （外观、方式相同）
（6）可行性
动物价格: 胆固醇（Ch）: 1元/g
高脂喂养, 2g Ch/100g食物 大鼠吃至少20g食物/天 需吃 90天（90X20X2%=36g=36元/大鼠） 一批至少50只大鼠（50X36=1800元）+损耗
二、实验设计课
1.实验课教学的目的 2.一种全新的师生关系 3.确立研究课题，明确实验研究要达到的 目的
培养学生的基本技能.
(3) 实验设计课是培养科研能力，创新能力的最直接、最好形式。
2．一种全新的师生关系
在实验设计课上，教师不再是唐朝韩愈所说的： “师者，所以传道受业解惑也”的角色，在学生实验 设计进行过程中，教师不知道学生会怎么设计，会出 什么结果。师生不仅仅是平等的关系，而真正体现以 学生为主体的服务意识，尽量提供实验材料，准备仪 器，保障实验时间和条件，要尽量为学生排忧解难。
（C）灵敏性：保证真实，防止“假阴性结果”。
3）选择恰当的实验动物或标本 4）拟定实验记录格式
作好原始记录(数据，图形，图片等)。要求及时, 完整, 准确。
5）拟定统计学处理方法
4、立项申请书格式具体要求
（1）课题名称 （2）立项依据 （3）实验对象、器材及药品 （4）实验方法和步骤： （5）观察项目 （6）预期结果 （7）注意事项
（4）每组动物数量：
遵守规定， 估算法， 查表法， 经验：
要争取有显著性差异，数量尽可能少。一般动物体 积越大，数量可越少。
在AS研究: 小鼠20只以上，大鼠15只，家兔10只、 狗 8 只。
（5）减少个体反应性差异：
1）纯系（近交系inbred strain animal）动物： 2）相同性别、体重、年龄。 3）健康状况
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效果
—
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— 新药无效
效果
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+
+
新药有效
效果
—
—
— 实验有误
效果
—
—
+ 实验有误
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实验设计
一、概述
（一）实验 （二）实验设计 （三）医学实验研究 （四）动物实验
二、实验设计课 三、具体要求
（一）实验
实验的概念(辞海): 科学上为阐明某一现象,而创造特定
的条件,以便观察它的变化和结果的过程
社会科学进步需要实验：特区、试点、试行。 自然科学发展需要实验研究。 恩格斯说：“只要自然科学在发展着，它的发 展形式就是假说（hypothesis)” 实验是科技之母。 实验是认识世界的重要源头。