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青霉素的发现过程

(2015-10-03 07:05:49)
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杂谈

    提示:在科学史中有两个极为有名的关于“偶然”的故事。其一是苹果砸在牛顿头上,然后牛顿发现了万有引力定律的故事。另外一个则是青霉素被发现的故事。两个故事都印证科学发现中一个很经典的定律:机会总是给为有准备的人准备的。弗莱明发现青霉素是一个偶然。但是正是他在这方面的研究和探索才铸就了这个偶然,也挽救了众多的生命。


 青霉素的发现相关资料1


    1928年9月的一天早晨,英国伦敦圣玛丽医院的细菌学家弗莱明像往常一样,来到了实验室。

    在实验室里一排排的架子上,整整齐齐排列着很多玻璃培养器皿,上面分别贴着标签写着:链状球菌、葡萄状球菌、炭疽菌、大肠杆菌等。这些都是有毒的细菌,弗莱明收集了它们,是在寻找一种能够制服它们,把它们培养成无毒细菌的方法。尤其是其中的一种在显微镜下看起来像葡萄球状的细菌,存在很广泛,危害也很大,伤口感染化脓,就是它在“作怪”。弗莱明试验了各种药剂,力图找到一种能杀它的理想药品,但是一直没有成功。

    弗莱明来到架子前,逐个检查着培养器皿中细菌的变化。当他来到靠近窗户的一只培养器前的时候,他皱起了眉头,自言自语道:“唉,怎么搞的,竟然变成了这个样子!”原来,这只贴有葡萄状球菌的标签的培养器里,所盛放的培养基发了霉,长出一团青色的霉花。

    他的助手赶紧过来说:“这是被杂菌污染了,别再用它了,让我倒掉它吧。”弗莱明没有马上把这培养器交给助手,而是仔细观察了一会儿。使他感到惊奇的是:在青色霉菌的周

围,有一小圈空白的区域,原来生长的葡萄状球菌消失了。难道是这种青霉菌的分泌物把葡萄状球菌杀灭了吗?

    想到这里,弗莱明兴奋地把它放到了显微镜下进行观察。结果发现,青霉菌附近的葡萄状球菌已经全部死去,只留下一点枯影。他立即决定,把青霉菌放进培养基中培养。

    几天后,青霉菌明显繁殖起来。于是,弗莱明进行了试验:用一根线蘸上溶了水的葡萄状球菌,放到青霉菌的培养器中,几小时后,葡萄状球菌全部死亡。接着,他分别把带有白喉菌、肺炎菌、链状球菌、炭疽菌的线放进去,这些细菌也很快死亡。但是放入带有伤寒菌

和大肠杆菌等的线,这几种细菌照样繁殖。

    为了试验青霉菌对葡萄状球菌的杀灭能力有多大,弗莱明把青霉菌培养液加水稀释,先是一倍、两倍……最后以八百倍水稀释,结果它对葡萄状球菌和肺炎菌的杀灭能力仍然存在。这是当时人类发现的最强有力的一种杀菌物质了。

    可是,这种青霉菌液体对动物是否有害呢?弗莱明小心地把它注射进了兔子的血管,然后紧张地观察他们的反应,结果发现兔子安然无恙,没有任何异常反应。这证明这种青霉菌

液体没有毒性。

    1929年6月,弗莱明把他的发现写成论文发表。他把这种青霉菌分泌的杀菌物质称为青霉素。

    人们向他祝贺。英国一位显贵建议他申请制造青霉素的专利权,那样将来就会发大财。弗莱明经过考虑,写信婉言拒绝了那位显贵的建议。他说:“为了我自己和我一家的尊荣富贵,而无形中危害无数人的生命,我不忍心。”

    弗莱明发现青霉素,似乎是偶然的,但却是他细心观察的必然结果。让人又感到遗憾的是,当时青霉素还无法马上用于临床治疗,因为青霉素培养液中所含的青霉素太少了,很难从中提取足够的数量供治疗使用。如果直接用它的培养液来治病,那一次就要注射几千甚至上万毫升,这在实际上无法办到。因此,弗莱明只好暂时停止了对青霉素的培养和研究工作。但是他的发现,为后来的科学家开辟了道路。

    时间到了1940年,在牛津大学主持病理研究工作的澳大利亚病理学家佛罗理,仔细阅读了弗莱明关于青霉素的论文,对这种能杀灭多种病菌的物质产生了浓厚的兴趣。但是他知道,要提取出这种物质,需要各方面科学家的共同努力。他邀请了一些生物学家、生物化

学家和病理学家,组成了一个联合实验组。这之中,德国生物化学家钱恩是他最主要和得力的助手。

    在佛罗理的领导下,联合实验组紧张地开展了研制工作。细菌学家们每天要配制几十吨培养液,把它们灌入一个个培养瓶中,在里面接种青霉菌菌种,等它充分繁殖后,再装进大罐里,然后送到钱恩那里进行提炼。

    提炼工作繁重而艰难,一大罐培养液只能提炼出针尖大小的一点点青霉素。经过几个月的辛勤工作,钱恩提取出了一小匙青霉素。把它溶解在水中,用来杀灭葡萄状球菌,效果很好。即使把它稀释二百万倍,仍然具有杀灭能力。

    联合实验组选择了50只小白鼠来进行试验;把每只都注射了同样数量,足以致死的链状球菌,然后给其中25只注射青霉素,另外25只不注射。实验结果,不注射青霉素的白

鼠全部死亡,而注射的只有一只死去。

    随后,他们开始了更努力的提取工作,终于获得了能救活一个病人所需的青霉素,并救活了一名病人。证明了这种药物的无比效能。

    佛罗理清醒地意识到,为青霉素能广泛地用于临床治疗,必须改进设备,进行大规模生产。但这对联合实验组来说,还是无法办到的事。而且,当时的伦敦正遭受德国飞机的频繁

轰炸,要进行大规模生产也很不安全。

    1941年6月,佛罗理不顾钱恩的反对,带着青霉素样品来到不受战火影响的美国。他马上与美国的科学家们开始合作。经过共同努力,终于制成了以玉米汁为培养基,在24

℃的温度下进行生产的设备。用它提炼出的青霉素,纯度高,产量大,从而很快开始了在临床上的广泛应用,一些传染病的死亡率大大下降,无数人的生命得到了拯救。

    1845年,弗莱明、佛罗理和钱恩三人,因在青霉素发现利用方面做出的杰出贡献,共同获得了诺贝尔生理学及医学奖金。

 青霉素的发现相关资料2

     青霉素发现的背景:青霉素发现以前,因为伤口细菌感染导致的伤口恶化,是困扰医学界一个很大的难题,这让即使手术成功的病人还是不得不承受着很大的生命危险。而金色葡萄球菌就是一种常见的病原菌。金色葡萄球菌有嗜肉菌之名。人的伤口感染之后极易引起感染,伤口恶化。而弗莱明则从事的是此方面的研究。

     金色葡萄球菌耐盐度高,培养基为了保证菌种纯正会加入限制其他菌种生存的物质,金色葡萄球菌则是在培养基中加入高浓度食盐以防止其它杂菌生长。而故事首先是因为培养基而开始的:因为培养基没有加入高浓度食盐,并且没有盖上盖子与空气隔绝。不久之后培养基上长出了青霉,而一般说来,这样的培养基就已经没用了。这本来是一个工作的疏忽。

     这里要说到的是青霉素并不是指的青霉,虽然青霉素由青霉产生。青霉并不是一种神秘的物质,橘子变质就很容易长出青霉。所以培养基上长出青霉,本来是一件司空见惯的事情。但是恰巧的是弗莱明这次没有司空见惯。他将培养基放在显微镜下观察,发现青霉生长的菌落,金色葡萄球菌都出现了死亡。他意识到青霉可以制造一种可以抑制葡萄球菌生长的物质。当然这就是青霉素。

      但是说青霉素发现到此为止还是不完善的。因为任何一个事物都有从发现到实用的过程。青霉素在发现之初存在一个提纯的问题。后面的科学家(钱恩、弗罗里)进行了青霉素的提纯研究,让青霉素的抗菌能力达到了一个很有效的程度,青霉素的发现在世界大战之际。在大战中挽救了众多的生命。

     随着青霉素的发现,更多的抗菌素也相继被生产出来。医学界进入一个抗菌素的时代。但是随着抗生素的滥用,新的问题出现了,细菌的耐药性越来越强,抗生素的药效越来越有限。这不得不让人期待下一个伟大的偶遇又会是怎么样的呢?

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