从青霉素的发现及生产得到的启示

从青霉素的发现及生产得到的启示 湖北省保康县歇马镇中心学校（441611）毛永发 1青霉素的发现 1928年的夏天，天气不热且潮湿，喜欢低温和潮湿环境的霉菌污染了许多培养皿。通常弗莱明在观察完一个培养皿后就会除去菌落并让助手洗净培养皿后再使用，但是他在暑假前并没有这样做，而是将其放置在一边。在弗莱明回到实验室时他观察到，培养皿发现青霉菌附近已生长的菌落发生部分溶解，如果天气较热的话溶菌作用就不会发生，因为天热会使葡萄球菌先生长，青霉素只能引起生长过程中的细菌溶解，而不能使培养基上已经生长完毕的细菌溶解。弗莱明是一位意外事件的敏锐的观察者，他对这现象感到好奇，并深入进行研究。他将霉菌的孢子取出来单独培养，这种霉菌生长得很快，白白的像绒毛团，慢慢变成暗绿色。弗莱明知道这是青霉属的一种，于是他就命名为青霉素。 2青霉素的提取困难重重 由于青霉素对热很不稳定，因此蒸发时必须减压，以降低温度，所以不得不在狭小的房间内用简陋的设备进行减压蒸发，但是进一步的分离没有成功。尽管困难重重，弗莱明仍然认为青霉素可能成为有用的药物，但是科学家们对他的实验报告完全不感兴趣。只有弗莱明的一位老朋友——雷士特利克，深信青霉素大有用处。他仔细地研究了弗莱明的文章，并开始研究青霉素的化学性质。雷士特利克及助手们改进了培养液以代替价格昂贵的牛肉汤，并改进了青霉素的提取过程。酸化后的青霉素溶液用乙醚提取，然后用冷冻法除去乙醚，这样就能够保持青霉素的杀菌效力。雷士特利克和他的助手们虽然在分离青霉素的工作中有一些进展，但是进一步的分离和提取并没有成功。 弗莱明发现的青霉素被埋没了10年之久。第二次世界大战爆发，对传染病的防治有急迫要求，所以抗菌药品又成了医药界注意的中心。重新发现青霉素的任务落在弗洛利和钱恩的身上。 钱恩用了很长时间来查阅资料，看到了有关杜伯斯的工作，也第一次看到弗莱明的有关青霉素的报告和罗斯特里克分离青霉素的报告，他们决定先集中力量研究青霉素。弗洛利研究青霉素的抗菌作用，钱恩和希特利从化学的角度上研究青霉素的分离方法。 青霉素是很难对付的化合物，很难配制，极不稳定。它本身是弱酸性，易被热和空气破坏，故必须制成盐，但纯度要达到纯净极不容易。实际上弗莱明提出的青霉素含量是极低的。幸运的是钱恩他们没有被困难吓退，他和同事们将原来罗斯特里克的方法加以改进，将培养液用乙醚提取后再转溶入弱碱溶液中，然后冷冻减压蒸发得到粉末状物，弗洛利将其稀释50万倍仍然有抑制葡萄球菌繁殖的能力。由希特利发明了计算青霉素的牛津单位。弗洛利的妻子玛丽是个医生，这时候也参加了对青霉素的研究。1940年他们提炼出足够做几次试验的青霉素，用8只老鼠做试验，向其体内注射足以致死的细菌。其中4只老鼠用青霉素来治疗，其他4只老鼠不予治疗，没有治疗的老鼠在16 h内全都死亡，而治疗过的老鼠全部都活下来了。 3青霉素的生产 为了大量培养青霉菌，希特利说服了一位制碗碟的商人为他做了75只平底锅，可以将它们重叠起来放入温箱中培养，每次可以生产100夸尔的培养液，所制得的粗制棕色粉末一部分供弗洛利试验用，一部分供钱恩和他的助手提纯用。钱恩利用硅藻土进行色层分离法，从4条色带中的淡黄色色带获得了较纯的白色粉末，经过30亿倍量的稀释仍能杀死葡萄球菌，效果惊人。 青霉素的发现使我们看到了科学的成功历程是多么漫长。在科学的道路上没有捷径，科学探究需要敏锐观察、不懈努力、团队合作。 收稿日期：2014-05-01 1