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1、大学生创新实验设计讲座实验设计的原理和应用中南大学基础医学院生理学系罗自强医学科研的分类与任务基础（理论）研究（探索未知、解决理论问题, 提出新观点、新信息）如气体受体和嗅觉系统的基因发现应用基础研究（临床科学研究课题 ）如疾病发病机制、诊断新技术、方法应用研究（推广新技术、新产品） 如肝炎疫苗、诊断药盒、新药临床试验按设计与事实的关系（研究的时间）前瞻性研究：先设计、后实践（结果可靠性 高，结论可信性好）回顾性研究：事物发生在前，设计在后按科研过程采用的方法实验性研究：实验方法，严格控制条件，研 究 对象进行干预调查性研究：现场调查，搜索资料，研究对 象未干预一、科研的基本程序1.选题“提出
2、一个问题往往比解决一个问题更 重要”（爱因斯坦）2.设计n专业设计: 研究思路、技术路线、方法(创 新性、先进性)n统计学设计： 控制误差，提高效率（结果 可靠性、准确性、完整性） 3.实践（1）调查法：（2）观察法：（3）实验法4.统计分析研究资料进行统计处理与分析，揭示分 布规律，进行相关的显著性检验，排除偶然 ，统计推断5.总结概括研究结果进行专业与统计学评估，归纳分析上升 为理性概念，撰写科研论文二、选题-假说的创新假说是根据一定的科学事实和科学理论，对 拟研究的问题提出的假定性说明或试探性解释科学研究就是提出假说-实验检验假说-修正 和发展假说的过程促胰液素的发现假说的提出需要创新性
3、思维(一）假说形成的方法1.比较分类比较对象间的异同，并进行分类2.分析综合法分析：整体部分 复杂简单 动态静态综合：分析的相反过程3.归纳演绎法（1）归纳法 由个别到一般胃肠道神经支配的第三成分假说的提出血小板聚集的第三条途径的提出（2）剩余法剩余因素未知2. 演绎 推理 由已知规律推论未知事物根据DNA碱基序列推出蛋白质的一级结构内皮素-1对肺型细胞表面活性物质合成的调控 被试因素实验对象实验效应三、实验设计的三要素（一）被试因素* 不同季节环磷酰胺对小鼠精子细胞致畸效应的研究* 性别与年龄和心肌梗塞病死率的研究 * 心理应激与高血压发生的关系 * CC16 gene polymorphi
4、sm influences the degree ofairway responsiveness in asthmatic children 外源性的：人为给予的物理、化学、生物因素外界客观存在的：气候、季节等内源性的的自身特征：性别、年龄、心理、遗传因素因素实验的目的是阐明被试因素的作用被试因素（T）+非被试因素（N） t + n 实验组： T + N t + n 对照组： N n必须明确被试因素；各组间非被试因素必须一致（二）受试对象实验对象的确定取决于试验目的敏感、稳定的实验对象动脉粥样硬化 兔过敏反应 豚鼠心肌缺血 狗、兔、大鼠、猪降压治疗 高血压II期急性动物实验必须在药物麻醉下进行
5、, 严 禁单纯用肌肉松弛剂进行实验动物手术。生理学报 投稿须知 2001麻醉（三）试验效应客观指标主观指标定量指标定性指标 率定量和定性指标的转换特异性指标非特异性指标试验效应1.客观化* 统一标准* 仪器相对定量* 多人盲法，加权平均3.多指标4.重视指标的先进性、可靠性四、实验设计的4个基本原则 对照原则 随机原则 重复原则 均衡原则（一）意义1 、作出科学结论（减少实验误差,减少假阳性 ）（一）对照(control)原则p 药物疗效比较（老药与新药） p 检测方法（新方法与老方法） p 流行病学调查（不同地区人群） p 营养学研究（被试动物与对照动物）认识研究因素的本质( 甄别处理因素与
6、非处理因素效应 )被试因素（T）+非被试因素（N） t + n 实验组： T + N t + n 对照组： N n必须明确被试因素；各组间非被试因素必须一致(要有可比性）效应 T t空白对照时分析处理因素效应空白对照时分析处理因素效应两个实验组相互比较两个实验组相互比较T T1 1+ N + N tt1 1+ n + nT T2 2+ N t + N t2 2+ n + nT Td d t td d对照的形式、空白对照（Bland control)化学诱癌（自然发生）避孕药有无致癌（自然发生）疫苗预防（肝炎）（发病率）、实验对照排除非实验因素（）实验操作对照静脉注射 血容量灌胃 影响进食 体重
7、增长抚摸动物 促进生长（）假手术对照麻醉 血压手术 甲状腺激素释放针刺 神经反射（）药物溶媒对照吐温 降压、溶血、 胆固醇二甲亚砜 止痛、抗炎、扩血管3、安慰剂对照（临床试验）4、标准对照较重疾病不能用安慰剂对照（高血压、心 肌梗死、感染疾病）选择公认有效药物或措施常规组 常规对照组实验组 常规对照实验5、历史对照与正常值对照前人或本人过去研究结果比较缺乏可比性，一般不用医疗条件、医疗水平，护理水平，细菌耐药6、阴性对照与阳性对照阴性对照 动物实验（溶媒、伪手术），临床试验（安慰剂、阿氏穴）阳性对照 公认药物与措施或方法（三）对照设置的方法1、配对对照（1）同源配对a、自身同时对照（眼、肢体）
8、b、自身前后对照（降压药、调脂药）（2）异体配对同卵双胎（遗传基因完全相同）病人：年龄、性别、病情相同动物：同窝、性别、体重相同2、组间对照法不同个体随机分组（2组or n组）缺点：个体差异3、交叉对照同一个体先后接受两种或两种以上处理（减少个体差异）（四）常见不当对照1. 对照不足药物研究未设立阳性对照应用工具药未设立工具药对照组如为证明某药物是通过PKC引起n对照组n药物组n药物PKC抑制剂组缺单独的PKC抑制剂组3 3、误用空白对照、误用空白对照针刺犬的针刺犬的“ “人中沟人中沟” ”穴位对失血性休克穴位对失血性休克的血压与心脏血流动力学影响的血压与心脏血流动力学影响对照组（失血休克）对
9、照组（失血休克）针刺针刺“ “人中沟人中沟” ”组组（缺非（缺非“ “人中沟人中沟” ”部位针刺组部位针刺组 ）4.盲目设立对照肝炎灵联合丹参注射液治疗慢性乙肝治疗组：肝炎灵+丹参注射液对照组：肌苷+维生素C结论：肝炎灵联合丹参注射液有协同效应（三）随机化(randomization)原则1.随机化的意义科研任务：样本的结果推及总体样本代表总体 随机（不是随便）抽样随机：保证样本有代表性，结果有普遍意义分组随机：保证各实验组尽可能均匀，提高可比性实验顺序随机：消除不平衡的实验顺序所产生的偏差（四）重复（Replication)原则重复的意义含义：通过重复避免偶然通过重复判断是否可靠目的：稳定的
10、标准差，可估价实验的误差使均值更接近真实值，准确显示差 异（四）均衡性（Balance)原则意义 除受试因素外，非被试因素尽可能相同或 一致，减少误差病人：病种、病程、病性、年龄、性别、生活、社会、心理等动物：种属、品系、窝别、年龄、性别、体重、健康状况、饲养环境均衡的方法均衡的方法1、交叉均衡法设计应交叉处理，交叉采样2、分层均衡法分层基础上随机分配（病情、年龄）（五）盲法(blindness)原则排除试验者和受试者主观因素心理、精神因素）病人：对医生信任、对被试药物喜欢程度医生：导向性、倾向性单盲：病人保密，研究者不保密双盲：病人与研究者均保密三盲：病人、研究者、资料分析人员保密五、医学研
11、究的基本思路（一）在体与体外实验的结合在体（in vivo）实验优点：结果为综合效应、可观察行为比较贴近机体实际情况缺点：无法了解机制体外（in vitro）实验优点：条件易于控制，便于分析机制缺点：与体内情况不完全相同，结果不宜直接套用与整体半体内（ex vivo）实验被试因素整体取含目标物的组织或 体液（如血浆）受试对象肝素的抗凝作用 体内大于体外（二）多种方法结合（三）加减验证结合（四）量效与时效结合1.量效直线化 回归方程 rp2.时效选择最佳时间机制的初步分析（五）配体-受体顺向与逆向研究（一）配体-受体的顺向研究由配体（ligand）找受体（receptor）（二）受体-配体的逆向研究孤儿受体（orphan receptor） 由受体找配体受体 内源性配体 生物效应 发现新的激素受体 外源性药物 配体 药理效应 待选药物预祝各位同学在创新设计大赛中获得优异成绩！
