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培养皿中的“不速之客”

时间:2022-05-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:7月底,弗莱明在暑假前把40多个葡萄球菌培养皿摞在自己的工作台上。9月3日,弗莱明度假回来,着手整理工作台上旧的培养皿。惊喜之余,弗莱明把这个培养皿给同事看,但他们都认为,这不过是霉菌所产生的溶菌酶所致,不以为然。他对这个偶然发现的物质作了详尽记录,并小心翼翼地把这些“不速之客”从培养皿中分离出来,另外培养在液体培养基中,让它们迅速繁殖。弗莱明将滤液中的这种抗菌物质命名为“青霉素”。

培养皿中的“不速之客”

1928年,弗莱明正在进行由皮肤感染的疖子、脓肿中提取金黄色葡萄球菌(一种呈成串小球状的化脓性致病菌)的研究。7月底,弗莱明在暑假前把40多个葡萄球菌培养皿摞在自己的工作台上。9月3日,弗莱明度假回来,着手整理工作台上旧的培养皿。出于长期养成的工作习惯,他首先观察各个培养皿内的变化。在许多等待检查后准备丢弃的培养皿中,弗莱明注意到一个不同寻常的培养皿,上面有一块霉斑,这本来在实验室中是司空见惯的事,培养皿也许被霉菌污染,但让弗莱明惊讶的是,在青色的霉斑周围,有一圈无菌带,显示葡萄球菌已被溶解、杀灭。弗莱明马上意识到,霉斑中可能存在某种能够杀菌的物质。

霉菌是微生物真菌中的一种,常出现在潮湿阴暗的角落。放置过久的果酱、面包、湿地毯、庭院里的土壤等上面常能发现它的踪迹,其形如一团细丝,会排出几百万个微小孢子,这些孢子在空气中飘浮流动,如落在适合生长的地方,就会生成新的霉菌菌落。在霉菌生长过程中,会生成一些物质,弗莱明所发现的正是其中一种有杀菌效力的物质。后来证实,所污染的霉菌是一种“特异青霉”,来自弗莱明实验室楼下的真菌学实验室,霉菌的孢子是顺着实验楼的楼梯井飘浮到弗莱明的实验室里,而后又正巧在弗莱明打开培养皿的一刹那落到上面。弗莱明后来回忆说:“若不是有以前(有关溶菌酶)的经验,我不可能会对这个培养皿给予特别的关注。”

惊喜之余,弗莱明把这个培养皿给同事看,但他们都认为,这不过是霉菌所产生的溶菌酶所致,不以为然。但弗莱明坚持认为,这现象不同于溶菌酶,这个青绿色的霉菌可能分泌了一种能杀死葡萄球菌的特殊物质,而这可能正是他多年来梦寐以求的自然抗菌物质。他对这个偶然发现的物质作了详尽记录,并小心翼翼地把这些“不速之客”从培养皿中分离出来,另外培养在液体培养基中,让它们迅速繁殖。然后,把长满青霉的液体过滤,得到一小瓶澄清滤液。

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通过显微镜拍摄的青霉菌周围的葡萄球菌被溶解的照片(上方为青霉菌菌斑,其周围的葡萄球菌被溶解,下方为葡萄球菌)

弗莱明进一步研究,将这种滤液稀释,用作杀菌实验,以了解这种培养液对各种致病菌的杀菌作用。结果表明,稀释到1 : 800时,仍能保持杀菌能力。这种滤液不但能杀死葡萄球菌,而且还可以杀死其他很多致病菌,如链球菌、肺炎球菌、脑膜炎球菌、淋病球菌、白喉杆菌等。他还将滤液注射到兔子静脉里,发现对其不造成损害,不干扰动物血细胞的功能。弗莱明将滤液中的这种抗菌物质命名为“青霉素”。

由于青霉素的提取物性质不稳定,弗莱明无法从过滤液中分离和纯化有效成分。他不是化学家,知识和资源的局限,使他无法对所发现的青霉素作进一步的深入研究。不过,弗莱明具有科学预见、坚韧不拔的毅力和沉着冷静的耐心,他深信总有一天会有科学家来继续研究青霉素。他除了写论文发表外,还在自己的实验室里耐心地将这个霉菌菌种一代一代地繁殖保留下来,长达14年之久,后来的事实证明这是弗莱明的一大功劳,对于人类也是一大幸事。如果不是他高瞻远瞩地一直保留着原来的霉菌菌种,他的发现也许只是科学史上的一片浮云,过眼而忘。

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