SCI写作专题第三期：Materials and Methods

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上二期介绍了SCI论文的整体结构和Introduction部分，详情点击：

SCI写作专题第一期：论文结构

；

SCI写作专题第二期：Introduction知多少？

这期将探究论文写作的第三部分：Materials and Methods。

一、Materials and Methods

Scientific writing的主要任务是将研究者的信息清晰、简明地传达给科学界，一是为了科学论文的发表，二是推动了科学和循证决策的进展，在过去的几十年里，形成了科学写作的统一结构和风格，Materials and Methods也一样，需要追求：准确和详细。 

材料和方法（以下简称M＆M）部分是论文的核心。据统计，期刊大约30％的拒绝与M＆M部分有关，而精心编写的M＆M有助于Peer Review过程，增加了稿件被接收的可能；同时，它还增加了将研究结果纳入现有数据的二次分析、系统评价或荟萃分析的可能性。

结构安排上，M＆M部分是将Introduction与Results部分联系起来的十字路口，以创建一个清晰的故事连接；它应该清楚地呈现回答主要研究问题的方法，即诸如谁，什么，何地，何时，为什么以及如何等问题。

简而言之，“材料和方法”部分向科学家提供明确，充分和详细的信息，以满足读者和审稿人对调查可靠性的评估标准，且告知他们关于研究的程序方法，设计，数据收集和评估方法。因此，如同所有的科学调查，都应遵守某些标准写作规则。

二、Materials and Methods的组成

“材料和方法”必须解决的两个方面：

（临床科研设计的重要组成成分）

“材料”指的是被研究的物料（如人类，动物，组织制剂）以及各种治疗方法（例如药物，气体）和研究中使用的仪器（如呼吸机）；“方法”指的是如何操纵对象，如何进行测量和计算，以及如何分析数据。

因此，M＆M部分的基本要素包括材料，研究设计，研究人群/受试者或动物，测量/评估方法和统计分析。此外，还应报告研究（人类和动物）的伦理审批。

（通用的M＆M组成）

科学探究的复杂性，要求M＆M部分的编写也必须清晰有序，以避免混淆和模糊。一般而言，可通过以下步骤构建M＆M部分：

1.描述研究中使用的材料
2.解释如何准备材料
3.描述研究方案
4.解释如何进行测量以及执行了哪些计算
5.说明进行了哪些统计检验方法来分析数据？

三、Materials

3.1

化学制品

在本节中，作者应描述研究中使用的化学物质（如药物，培养基，缓冲液和气体）。基础实验室化学品不需要指定来源（制造商），但需要澄清其他化学品。除了制造商的详细信息，首次引用时需要提及位置。例如我们使用了N-（1-萘基）乙二胺二盐酸盐（NEDD; Sigma-Aldrich Chemical Co.，St.Louis，MO）。

对于药物，作者需要提及包括通用名称，制造商，纯度和浓度；对于溶液，应指定溶剂，pH，温度，输注总体积和输注速率；对于培养基和缓冲液，需要指定组分及其浓度，温度，体积和pH值。

为避免广告，通常首选使用通用名称或化学名称。相反，如果材料的名称被注册为商标，则作者应包括供应商提供的上标TM或®。如果化学品名称复杂，建议使用其缩写名称。

3.2

实验材料/动物/受试者

实验材料：包括分子，细胞系和组织在内的实验材料。

对于植物和微生物，应准确识别属，种和菌株名称。如果收集生物进行实验，也应包括收集的日期和地点；

对于细胞系，应包含来源，种类，性别，品系，种族和年龄，还应提及细胞系是初级细胞系，还是已建立的细胞系，以及使用哪些特定试验进行制备。

在动物研究的情况下，应提及动物来源，种类，品系，重量，性别和使用的动物数量；应规定实验动物的评估条件以及它们的护理和治疗细节。对于治疗/干预，需要清楚地提及化学名称，剂量，给药途径和治疗持续时间。应详细说明动物的住房，包括设施类型，温度，水质，食物类型，食物等。建议使用动物的名称（例如，大鼠或小鼠）并指定动物模型的类型（例如，db / db小鼠）。

（Suzuki et al., 2017, Cell 168, 1000–1014）

对于人类观察性研究，应描述资格标准，参与者选择的来源和方法，以及随访方法（队列研究）。对于病例对照研究，必须描述对照组的取样来源和方法以及病例和对照选择的理由。应说明曝光和未曝光的参与者（对于队列研究）的数量和每情况下控制和标准的匹配（在病例对照研究）的数量。对于分子流行病学研究，还应为研究人群指定进一步的细节，包括可能影响生物标志物特征或浓度的任何习惯，临床条件，生理因素，工作或生活条件。

（Hepatology. 2008 Mar;47(3):897-907.）

对于临床试验，包括目标人群，样本量和抽样方法，样本代表性，招募和随机化程序，研究人群的基本人口统计资料（例如，年龄，性别和种族构成），以及纳入和排除标准。需要这样的信息，以评估两个研究（内部和外部有效性）。必须明确说明将患者纳入研究的选择标准和理由。如果该研究包括对照组，则应提供有关取样，招募来源和匹配（例如年龄，种族和临床状况）的更多详细信息。

3.3

道德声明

伦理问题是生物医学研究的重要组成部分。在临床试验的情况下，应提及从临床试验注册表获得的研究方案的注册号。根据2008赫尔辛基宣言，“每个临床试验必须在招募第一个参与者之前在公众易于访问的数据库中注册”。这种方法被认为有助于临床试验透明度的提高和降低发表偏倚和选择性报告。

对于人类研究，还应在道德批准部分中提及关于知情同意/同意表的声明。简单地说，知情同意书是由成人主题证实了他/她愿意被正确地告知研究协议（后参加研究的过程）。值得注意的是，任何可能允许某人识别人类受试者的信息（例如，姓名，姓名缩写或医院识别号码）都不允许包含在M＆M部分中。

四、Methods

4.1

研究设计

科学论文的研究设计部分是研究方法的路线图，它使人们清楚地了解数据获取方法，并帮助读者正确地解释结果。对于假设检验论文，应解释研究问题，干预，测量的变量以及测量的顺序。此外，本节涵盖的信息包括依赖和独立变量，对照（例如，基线，对照组和安慰剂），研究持续时间和样本量。

（常用的研究方法指南的连接总结）

1）提出该研究具体的设计类型。例如，随机对照试验，前瞻性/回顾性队列研究，病例对照研究，横断面调查和实验研究，或描述其关键成分（介入性研究与观察性研究，纵向与横截面设计）。

2）对于观察性研究，应描述研究地点和相关日期（即招募期，暴露期，随访期和数据收集期）。STROBE表明了分子流行病学研究中研究设计部分的更多细节；应包含具体的研究设计（嵌套病例对照和病例/队列）和生物样本采集的设置（样本量，样本采集程序的性质，参与者条件，样本采集和相关临床或生理终点之间的时间），生物样本存储、处理直到生物标记分析和生物标志物生化特征（生物标志物的半衰期和化学和物理特征）。

3）对于人体临床研究，要求试验设计，临床试验阶段（I期，II期，III期或IV期）和每个比较组的分配比率（预期参与者数量的比率）。

（Lancet Oncol 2018）

作者应说明使用哪种类型的盲法（单一或双重）和谁是盲法（参与者，护理提供者或数据分析员）。应详细说明干预措施，包括如何以及何时对每个群体实施干预措施，包括有关整个研究中依从性和不良事件评估的信息。

3）根据ARRIVE（动物研究：体内实验）声明（见上图），对于动物研究，应包含组数，随机化程序，盲法和实验单位（即动物的单一动物，群体或笼子）。对于复杂的设计，时间线图或流程图可能很有用。

4）对于遗传学研究，作者需要考虑基因和变体的命名（见上图），并遵循序列变体描述的建议。对于遗传关联研究，STREGA，此部分应描述有关从较大研究中选择参与者子集的标准和方法的详细信息，同时澄清遗传暴露（遗传变异）和与种群分层相关的变量。

4.2

测量/评估方法

“condensed”或“extended”已用于描述方法部分中使用的细节水平。在简明的方法中，没有提供任何细节或证明，而在扩展方法中，作者需要提供程序原因和方式的基本原理。在实践中，根据研究中使用的方法的新颖性，可能需要描述不同水平的细节。从编辑的角度来看，技术和方法的优点和缺点，价值和局限性，尤其是新技术和方法，最好用该领域的一般背景来描述。

在本节中，作者需要清楚地描述研究变量（即，暴露的或独立的变量，结果或因变量，协变量，或潜在的调节剂）如何进行测定，需要变量的诊断标准（即暴露，结果和/或混淆）；此外，应针对每个感兴趣的变量描述数据来源和评估方法的细节。

根据发布定量实时PCR实验（MIQE）的要求信息，应该在qPCR实验中提供：有关样品处理和储存，RNA、DNA提取和定量，引物和探针特征，逆转录细节，样品标准化，PCR效率和数据分析的详细信息。

对于仪器，应描述制造商和型号以及校准程序，描述测量如何采取，描述影响主要结果解释的测量特征（即可重复性，有效性和响应性）的细节。

4.3

统计分析

编写统计部分的基本要求是：提供统计方法的描述、选择理由以及统计测试的选择。温哥华指南规定“描述具有足够细节的统计方法，以使知识渊博的读者能够访问原始数据以验证报告的结果”。

（Hepatology. 2008 Mar;47(3):897-907.）

五、撰写Materials and Methods的考虑点

5.1

长度

M＆M部分的典型长度为2-3页，由6-9个段落组成（每个段落通常包含100个- 200字）；但是，根据学科和研究领域的不同而有所变动。为了使M＆M更简洁，部分期刊已允许材料和方法的一些细节作为在线发布的附录或补充文件。

为了组织段落，可以使用主题句来表示段落的主题，特别是当子段有多个段落时。联或过渡短语/从句（目的短语，时间相关联的短语，或因果连接短语）的使用是高度推荐的（下图）。

（常用的单词及词组）

5.2

Methods中的表格和图片：是或否？

使用适当的表格和图片，有助于作者总结研究程序的大量复杂信息，同时减少字数。研究设计的流程图可能是M＆M部分中引用的常见图形形式。有一些指南可用于组织不同研究设计的研究流程图，例如，临床试验的CONSORT流程图）和观察设计（如队列研究）的研究参与者的STROBE流程图。（后续推送会探讨图表的使用）

5.3

内容次序

M＆M部分应按逻辑或时间顺序编写，以逻辑顺序呈现方法有助于文本完全理解。一般建议，一句话中不应提出两个以上的操作行动，且句子中的主语和动词最好应该靠得很近。

5.4

时态和主被动语态

一般建议，M＆M部分应以过去时态写成。根据作者的字段，期刊样式或M＆M部分中描述的操作，也可以使用当前的简单时态，例如，当描述标准方法或提出他们的程序时。

被动语态（例如，被调查，被评估，或被执行过）是本节中更常见的动词形式，主动语态显示调查员的所有权（例如，我们执行，我们评估，或我们实施）。然而，有一种信念，即主动语态是不恰当的M＆M部分，因为重点是从研究到研究人员。

5.5

自我评估

使用这种方法，可以确定所有关键信息都已包含在内，并且本节不包括不必要的冗余数据；这个过程对于保持论文的故事情节很有用。

（质量评估的常见问题）

确保所有必要信息都包含在方法部分中，参考可用于最常见研究类型的报告指南（例如，CONSORT用于临床试验，STROBE用于观察性研究，STARD用于诊断研究，PRISMA用于系统评价和meta分析，ARRIVE用于动物研究）。

六、小结

M＆M部分是研究论文中最重要的部分，因为它为其他科学家/研究人员提供了详细信息，以重现研究并判断研究结果的有效性。在M＆M部分，“材料”是指研究的内容（例如，人类，动物，细胞系或组织）和各种化学品和治疗（例如，药物，培养基和气体），以及研究中使用的仪器。“方法”则是介绍了如何使用主题或对象来回答研究问题，即如何进行测量和计算以及如何进行数据分析。

（注意事项）

那么，这期的内容就到这了，下期继续。

参考资料：

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3.Jirge PR. Preparing and Publishing a Scientific Manuscript. J Hum Reprod Sci. 2017;10(1):3–9.
4.Ghasemi A, Bahadoran Z, Zadeh-Vakili A, Montazeri SA, Hosseinpanah F. The Principles of Biomedical Scientific Writing: Materials and Methods. Int J Endocrinol Metab. 2019;17(1):e88155.
Kallet RH. How to write the methods section of a research paper. Respir Care. 2004 Oct;49(10):1229