关于科学研究的步骤和程序提出一个实际案例

芯芯 2024-05-10 21:16:07

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科研选题的步骤与原则以及案例分析科研选题的步骤与原则大四要做毕业设计的时候，学院给我们了所有老师的资料及大概研究方向，让我们自己联系确定导师以及毕业设计课题。而这就设计到了科研选题的问题。科研选题是形成、选择和确定所要研究和解决的课题。科研选题是科学研究活动取得重大成果的一个关键因素，关系到科学研究的方向、目标和内容，直接影响科研的途径和方法，决定着科研成果的水平、价值和发展前途。虽然在做毕设时，对科研选题的具体步骤和原则不是特别清楚，但一般的步骤和原则我们也遵循了。（一）科研选题的步骤1.文献调研，科学分析在选择毕业设计时，我先确定要选我们学校特种功能材料**重点实验室里的老师，因为重点实验室的老师水平相对来说会更高一些，而里面的有机组在科研水平，老师实力，仪器设备上都是一流的，而且我对有机方面也很有兴趣。来到该组后，我了解到该组一直在做的是 bodipy（**络合二吡咯甲川类）荧光染料，该染料是一类性能优异的新型荧光染料，具有优异的光化学光物理性质，例如高的摩尔消光系数、良好的光稳定性、高的荧光量子产率等。该组在 bodipy 荧光染料合成方面积累了大量经验，大家都在做。而通过阅读文献及向老师和师兄师姐们请教，我了解了 bodipy 荧光分子 ph 探针是基于 bodipy 类荧光染料发展起来的一类新型 ph 分子探针，其具有很高的安全性、及高探测深度和灵敏度。该探针合成要更复杂些，但在 ph 精度检测方面有更大应用前景。 2.提出选题，初步论证鉴于 bodipy 荧光分子探针的众多优异性能，我决定在该分子探针合成方面进行尝试。大量文献的阅读已经使我对该课题有了大概的实验思路和想法，而且实验室在 bodipy 染料合成方面积累了大量经验，对于**方面不存在问题，而且仪器设备和实验药品均能保证，研二师兄也有在做这方面工作，可以相互配合。虽然该分子探针短期内不会产生很大的经济效益，但它属于基础性研究，在 ph 精度检测方面有很大应用前景，可以对以后实验室条件下的 ph 检测提供更多帮助。因此，该分子探针的合成是可行的。 3.评议和确定课题1经过阅读文献的积累和老师师兄的帮助，以及可行性的论证，我决定把毕业设计题目选为 “新型 bodipy 类荧光染料的合成及性能研究” ，因为该探针还属于荧光染料的范畴，故选名还是 bodipy 类荧光染料，只不过要突出是新型的荧光染料。该课题也征得了指导老师的同意，院里的批准，可以作为毕业设计课题。（二）选题的基本原则我在选题时也遵循了以下一些原则。 1.需要性原则实验室环境下， ph 的检测一般是用 ph 试纸，但只能检测出一个大致的范围，如果需要精确到小数点后几位的精确度，试纸做不到，这就需要有其他方法能进行精度检测，bodipy 荧光分子探针可以根据需要在不同的 ph 条件下发出各种不同的荧光，然后通过荧光发射波长不同的原则，计算可得到不同 ph 值。其属于实验室条件下的基础性研究，主要应用于实验室环境的 ph 检测。 2.创造性原则创造性原则是指选出的课题应是前人没有解决或没有完全解决的疑难问题，并预期从中能产生创造性的科学技术成果。虽然实验室在bodipy类染料合成方面积累了大量经验，各种实验方法均已成熟，但在分子探针方面，仍有大量工作要做。因为其一般具有合成难度大，难修饰特点，限制了bodipy荧光探针的应用。而在前人的基础上，我和师兄提出，相对于异吲哚类bodipy化合物、硼氧共轭结构以及3,5-位限制旋转的并环bodipy 结构，3,5-位引入苯烯键较简单。引入笨烯键可以使合成变得简单，且经过后期核磁氢谱，紫外吸收，荧光发射等一系列检测，发现该合成物符合分子探针要求，即通过实验合成了采用3,5位苯烯键修饰bodipy探针。 3.科学性原则以 bodipy 为母体的 ph 探针即是在 bodipy 类化合物上添加或修饰各种官能团，以达到不同于之前化合物性质的目的。我们的实验也是以此为基础，是在 3,5 位上引入苯烯键，之前已查阅文献，以及讨论验证，在 3,5 引入笨烯键是可以的，只是中间的实验方法与过程需要经过科学设计。我们采用 vilsmeier 反应生成 2- 醛基 -3,5- **吡咯，再经过**催化，**的络合生成21,3,5,7-** bodipy。通过 knoevenagel 缩合和苯甲醛、对**苯甲醛反应生成具有较长吸收发射波长的两个化合物，即引入了笨烯键 4.可行性原则可行性原则是指选择的课题应与研究者自己的主、客观条件相适应，即根据已经具备的或经过努力可以具备的条件进行选题。上面已经提过，通过老师和师兄们的帮助，以及阅读大量文献打下的基础，在课题组实验室条件下，合成 bodipy 类荧光分子探针是可行的。后来的实验结果也证实，确实得到了 3，5 位引入笨烯键的 bodipy 荧光分子探针，在不同 ph 值下荧光强度不同。以上即是我在选择毕业设计课题时所遵循的科研选题的步骤和原则，而在研究生阶段选择课题时，我们同样也要遵循以上原则。 20210311

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