刘立楠，刘　燕，韩立赤

1辽宁省大连市大连大学医学院口腔医学系；2辽宁省锦州市辽宁医学院口腔系

ChemDraw软件在医学本科生创新实践中的应用

刘立楠1，刘燕2，韩立赤1

1辽宁省大连市大连大学医学院口腔医学系；2辽宁省锦州市辽宁医学院口腔系

在医学本科生创新实践学习过程中，利用ChemDraw软件准确高效地绘制生物体内复杂的、精美的与医学有关的宏观或微观结构以及更加复杂的信号通路图，起到重要的作用。本文就绘制与医学有关结构图形的方法做一个简要的阐述。

ChemDraw；医学；结构图；信号通路图

辽宁省自然科学基金资助项目（No：201202008）；大连大学大学生本科生创新教育基金项目（No：2015124）；2013年度大连大学教学改革项目（No：35）。

系统解剖学、细胞生物学和分子生物学等医学基础课是每位医学生的必修课程，生物分子的形态、信号通路等特别复杂，宏观解剖和细胞水平结构特点相对抽象，如何更形象地学习知识和消化知识对医学生非常重要，准确图示比单一的文字表达效果好得多。但无论是在学生学习还是教师教学过程中，准确的描绘图形结构都是一大难题。ChemDraw软件是一款专业的绘制图形的软件［1，2］，最初主要应用于化学教学和学习中，它操作简便，能轻松地绘制出化学分子中的各种结构、关系图，在进行本科创新实践过程中将ChemDraw软件应用于本科生学习中，为医学生从空间结构直观的认识、教学知识的深化理解提供了很大的帮助。下面就ChemDraw软件在创新实践过程中的应用并结合实例加以简单的介绍。

1.ChemDraw软件的简介

ChemDraw是由美国CambridgeSoft公司开发的，是目前国际上流行的、深受欢迎的一款绘制化学、医学图形的专业软件，可以轻松绘制生物体内复杂的结构和通路。ChemDraw不仅能准确的绘制出医学中的各类图形结构，还能复制、粘贴到Word、PowerPoint中，或者直接引用图片格式使用［3］，这对本科生学习、创新实践和教师的教学工作都有着十分重要的意义。

2.ChemDraw软件与医学生的关系

医学生学习离不开图示，ChemDraw软件提供了丰富的与医学有关的图形结构，为精准快速的绘制医学所需的图示提供了条件。在这款软件中，有数个与医学有关的模板可供使用，其中Anatomy（解剖学结构）、BioInstruments（实验仪器）、Microorganisms（微生物）、Animals（动物）等模板为医学常有，还有一些使用率比较高的超微结构模板，BioArt、Organelles（细胞器）、Advanced Bio-Draw等，辅助ChemDraw软件的一些基本功能可轻松的完成绘图工作为学习提供很好的载体。

2.1ChemDraw软件在医学宏观结构绘制中的应用

生物体结构繁多而又复杂，无论是宏观结构还是微观结构，每一部分都行使其不可替代的功能。人体的解剖学结构是每个医学生必须了解的基本知识，因其结构的复杂性，常常在学习、绘制这些结构时花费大量时间，也未必能达到很好的效果。本科生创新实践中在带教老师的指导下利用ChemDraw软件轻松的解决这个问题。在Anatomy模板中，有常用的人体解剖学结构，不仅有宏观结构各种器官等，还有一些微观结构，如染色体组、经典突触等结构。这些结构在日常学习中很常用，在ChemDraw软件中，点击左上角View-Templates-Anatomy，再点击需要绘制的结构，利用鼠标左键确定其位置和大小，将各结构合理排布，即可得到理想图形。图一可见利用ChemDraw软件绘制的人体胸腹部特定器官结构图，从Anatomy模板里找到整个人体外形，再依次添加所需要的器官到合理位置即可。只几分钟既复习解剖脏器位置结构，又形象生动的绘制了二维图形。

2.2ChemDraw软件在医学微观结构绘制中的应用

相比于宏观结构，微观结构的使用在医学领域更多，在创新课题研究中的应用也更加频繁。微观结构相对来说数量更加庞大，构成更加复杂，绘制一幅细胞显微结构图，在ChemDraw软件中同样有多个模板可供使用。点击工具栏左上角View-Templates-BioArt和Organelles，找出想要绘制的图形所需要的模板，找到相应结构并点击，再在图中合适位置按住鼠标左键拖动，即可改变此结构的大小和方向，然后再把需要的结构依次绘出，合理排布，便可绘制出相应的显微结构图。但想要绘制理想的图形，需要利用一些模板以外的结构辅助绘制，这些结构可在主工具栏里找到。图二为利用ChemDraw软件绘制的植物细胞显微结构图，图中，细胞膜无法在生物学模板里找到，必须用其他选项来完成绘制。点击图标绘制一个封闭的“细胞膜”，拖拽“膜”的边界可调整其局部形状，绘制之后在“膜”上单击鼠标右键弹出选项栏，点击shaded选项设置背景阴影，点击color选项来设置背景颜色，使整体构图更加丰富。然后再向“膜”中根据用途添加所需要的细胞器、细胞核等结构。

2.3ChemDraw软件在信号通路图绘制中的应用

除了绘制基本的结构模型图，ChemDraw还可以完成信号通路等复杂的结构图，在创新的深入研究过程中，也是由宏观到微观，再到信号通路假设的学习过程。与上述的结构模型图相比，信号通路的绘制过程更加繁琐，其中不仅要利用生物模板中的结构绘图，还要求绘制者灵活运用生物模板以外的选项共同来完成一个完整的信号通路。图三为经典的JAK-STAT信号通路，其中，脂双层、DNA双链等结构均可在上述生物学模板中找到并在图的适当位置添加，拖动鼠标左键编辑合适的大小和方向。基本生物结构绘制完成后，再利用主工具栏里的功能编辑，使所绘制的信号通路图更加丰富、完整。具体操作为在主工具栏里找到添加文本选项并点击，然后在需要添加文本的地方点击鼠标左键即可输入文本［4］。单击右键可以选择字体字号等选项来使文本与图形更加契合［5］。点击选项添加指向箭头，可选择箭头大小、形状，然后在箭头起始点点击鼠标左键添加，方向和长度可控。ChemDraw设计非常人性化，其中的图标很丰富，绘制各方面的图形都可以从中找到理想的选项来使用。在图三中，生物模板中没有合适的受体结构供使用，可利用主工具栏里的和巧妙地拼凑绘制出理想的结构。另外，图标中也有很多图形可供使用，其中有多种常见图形，可用来表示通路中的细胞因子、酶、激活因子等结构，再添加背景颜色、文本加以区分；而细胞核膜的绘制则巧妙地应用了选项，将一条有弧度的曲线用于核膜的绘制，既解决了无合适的细胞核膜模板的问题，又使所绘结构简约大方，一目了然。这样通过整体的软件操作、选项的使用实现信号通路的绘制，绘制完成后，单击右键点击“全选”（select all），然后再点击“复制”（copy）即可将此图像粘贴到其他文件中使用，也可以直接截图，形成图片格式更加方便的使用。（见图3）

3.结语

本文介绍了ChemDraw软件在医学生进行创新实践的医学学习过程中有关结构绘制中的应用，并实例列举了在绘制图形的方法和技巧。学生在本科创新实践中通过利用Chemdraw软件亲力亲为地绘制器官、细胞等结构，既激起了学生自身的学习兴趣，又可帮助学生对所学习的结构原理理解更加透彻［6］。并且利用此软件绘制结构图，可使结构或原理更清晰的、有条理的展现在观者面前。但该软件虽然有数个生物模板可供使用，仍然没有包含医学中所有结构，还需使用者灵活运用其它选项来完成整体构图，画出自己心仪的图形。事实证明此软件能很好地配合医学生本科的创新学习乃至老师的教学工作，对提高医学生学习效率和学习质量都有着十分重要的意义［7］。

［1］Evans DA.History of the Harvard ChemDraw project.Angew Chem Int Ed Engl.2014，13；53（42）∶11140-5

［2］Cousins KR.Computer review of ChemDraw Ultra 12.0.J Am Chem Soc.2011，1；133（21）∶8388.

［3］时硕坤，赵春杰.设置ChemDraw绘图模版实现化学结构图的规范表达［J］.编辑学报，2014，26（1）：30-31

［4］吴美春，李常.利用Chem Office绘制各类化学图形［J］.《教学仪器与实验》，2012，28（4）：27-29

［5］孙博航，杨宇.ChemDraw软件在药物化学教学中的应用［J］.现代教育技术，2008，24（5）：45-47

［6］曲扬，栾泽柱.ChemDraw软件在天然药物化学教学中的应用［J］，科教文汇，2013，258（C）∶95-96

［7］唐晓艳.ChemDraw模块的功能及其应用［J］，科技创新导报，2011，10（A）：130

韩立赤（1970-），女，辽宁省鞍山市人，博士研究生，副主任医师，口腔正畸基础与临床研究。