实验描述

(1)学生交互性操作步骤,共10步

步骤序号

步骤目标要求

步骤合理用时

目标达成度赋分模型

步骤满分

成绩类型

1

使学生掌握如何正确进入软件系统

5

成功登入软件10分。

10

√操作成绩

实验报告

预习成绩

教师评价报告

2

使学生初步了解本实验的研究背景

5

持续点击学习完成整个背景介绍10分。

10

√操作成绩

实验报告

预习成绩

教师评价报告

3

使学生掌握细胞培养的基本方法及原理,能够进行实际操作练习,补充理论知识的不足

10

液氮取出融化离心3分;细胞液重悬3分;置于培养箱2分;设定培养条件2分。

10

√操作成绩

√实验报告

预习成绩

教师评价报告

4

使学生掌握细胞复苏后对细胞传代培养的具体操作,使学生进行具体练习,让其能具体掌控细胞传代培养过程中的重难点,把握好细胞处理过程中的消化时间。

10

培养箱中取出细胞培养瓶置于显微镜观察2分;PBS清洗2分;胰酶消化2分;显微镜下观察细胞变圆2分;轻轻吹打细胞后去浮沫2分。

10

√操作成绩

√实验报告

预习成绩

教师评价报告

5

使学生掌握细胞冻存的基本方法与原理

10

细胞消化2分 细胞悬液离心2分 冻存液的配置2分;重悬细胞2分;冰箱渐冻2分。

10

√操作成绩

√实验报告

预习成绩

教师评价报告

6

使学生掌握利用差速超速离心提取外泌体的具体操作及每步操作的目的

10

细胞上清的收集2分;高速离心去大颗粒沉淀4分;超速离心参数设定4分。

10

√操作成绩

√实验报告

预习成绩

教师评价报告

7

使学生更加深刻了解透射电镜鉴定外泌体的具体过程以及操作中的重难点

5

负染剂的选择3分;负染时间的选择3分;透射电镜下观察4分。

10

操作成绩

√实验报告

预习成绩

教师评价报告

8

使学生掌握western blot的原理及具体实验操作

15

胶的配置2分;SDS-PAGE电泳参数的设置1分;转膜条件的设置1分;封闭时间的设置2分;敷一抗条件的设置2分;敷二抗条件的设置2分。

10

√操作成绩

√实验报告

预习成绩

教师评价报告

9

使学生更深刻的了解该操作的具体实验原理和实验方法,使他们更深刻的了解外泌体归巢性的特性,以及靶向修饰的作用。

10

叶酸靶向的原理5分;叶酸靶向与外泌体的连接5分。

10

√操作成绩

√实验报告

预习成绩

教师评价报告

10

使学生对本实验的一些关键步骤进行考察,增强学生的记忆

20

按时准确完成实验报告10分。

10

√操作成绩

√实验报告

预习成绩

教师评价报告

(2)交互性步骤详细说明

该项目为“高精度肺肿瘤细胞外泌体分离、鉴定及其归巢性修饰虚拟仿真实验”课程,总计共12学时,其中细胞培养模块2学时,外泌体分离模块3学时,外泌体鉴定模块4学时以及外泌体的靶向修饰3学时。通过三维仿真技术,模拟了真实的实验操作场景,在整个场景和情境中进行交互性操作13步。

具体流程入下图所示

交互性步骤1:登录项目网站http://shenbao.rofall.net/virexp/gjd,进入网站(见图1)。点击“开始实验”按钮,开始实验操作。

图1

熟悉界面操作,通过键盘和鼠标进行以下操作:

(1)背景介绍模块

步骤2:点击背景介绍,进入背景介绍模块,实验目的为使学生初步了解实验进行的背景条件,持续点击下一页,直至介绍完成(如图2)。

图2

(2)肺肿瘤细胞的培养模块

步骤3:细胞复苏 

本实验步骤的实验目的主要为通过选取每一步相应的仪器完成实验操作,设定相应的条件使学生能够掌握细胞培养的基本方法及原理,能够进行实际练习,补充理论知识的不足。

操作过程为根据提示选择相应的设备仪器完成相应操作,还包括学生自主调节显微镜放大倍数及粗细准焦螺旋来观察细胞形态(如图3)。

图3

步骤4:细胞传代

本实验步骤的实验目的为使学生掌握细胞复苏后对细胞传代培养的具体操作,使学生进行具体练习,让其能具体掌控细胞传代培养过程中的重难点,把握好细胞处理过程中的消化时间。

具体操作过程为根据提示选择相应的设备仪器完成相应操作,并包括让学生自主选择细胞终止消化时的时间(如图4),要注意细胞消化如果过长,会损坏细胞,会出现相应提示,如果细胞消化时间过短,吹打过程会变得艰难并且细胞聚团,后续生长状态不佳。

图4

步骤5:细胞冻存

本实验步骤主要是通过根据提示选择相应的设备仪器完成相应操作让学生掌握细胞冻存的基本方法与原理(如图5)。此步和细胞复苏一起的最主要的注意事项为遵循速溶渐冻原则。

图5

(3)高精度肺肿瘤细胞外泌体的分离提取

步骤6:外泌体的提取

这一步骤中主要是利用差速离心法来提取外泌体,通过让学生设置具体的离心数据来让学生更深刻了解离心的每一步操作(如图6),也了解了每一步离心的具体目的,此步主要需要注意的地方为最终外泌体的沉淀量可能较少,要仔细观察。过滤膜的主要目的为除菌,避免影响之后的实验。

图6

(4)肺肿瘤细胞外泌体的鉴定

步骤7:高分辨率透射电镜鉴定

本实验步骤包括对透射电镜制样以及观察的步骤,交互性操作主要包括制样时对样本进行负染的时间由学生自行调节控制(如图7),染色时间是具体染色效果的关键性因素,本实验的具体目的也主要是为了让学生更加深刻了解透射电镜鉴定外泌体的具体过程以及操作中的重难点。、

图7

步骤8Western Blot鉴定

本实验主要是使学生通过对各项参数的设定,以及各项操作步骤的具体操作来加深对这个实验的印象,由于这个实验的步骤很繁琐,所以对于每一步参数的设定比如:电泳的电压和时间的设定,封闭时间的设定,敷一抗条件以及时间的设定,敷二抗条件及时间的设定等等(如图8)。

图8

(5)外泌体归巢性生物大分子(RNA、蛋白质)修饰

步骤9:靶向修饰

本实验步骤主要由学生调节控制孵育时间(如图9),使学生更深刻的了解该操作的具体实验原理和实验方法,使他们更深刻的了解外泌体归巢性的特性,以及靶向修饰的作用。

图9

步骤10:教师设定考核内容

图10

步骤11:实验总结与反思

图11

步骤12:查看系统自动生成的可追溯的实验过程记录

图12

步骤13:填写并上传实验报告、

图13