巴斯德:微生物学之父的传奇人生
巴斯德:微生物学之父的传奇人生
路易斯·巴斯德(Louis Pasteur)是19世纪最伟大的科学家之一,被誉为“微生物学之父”。他不仅在微生物学领域做出了开创性贡献,还发明了巴氏消毒法,研制出多种疫苗,为医学和工业的发展开辟了新纪元。本文将为您详细介绍这位科学巨匠的生平和成就。
01、路易斯·巴斯德(Louis Pasteur,1822年12月27日—1895年9月28日),男,1822年12月27日出生于法国东尔城,毕业于巴黎大学,信仰天主教,法国著名的微生物学家、爱国化学家,被誉为微生物之父,1895年9月28日逝世。
他研究了微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用等,把微生物的研究从主要研究微生物的形态转移到研究微生物的生理途径上来,从而奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础,并开创了微生物生理学。
循此前进,在战胜狂犬病、鸡霍乱、炭疽病、蚕病等方面都取得了成果。英国医生李斯特并据此解决了创口感染问题。从此,整个医学迈进了细菌学时代,得到了空前的发展。美国学者麦克·哈特所著的《影响人类历史进程的100名人排行榜》中,巴斯德名列第12位,可见其在人类历史上巨大的影响力。其发明的巴氏消毒法直至现在仍被应用。
著名言论:科学虽没有国界,但是学者却有自己的祖国。
02、他用一生的精力证明了三个科学问题:
(1)每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展,这位法国化学家发现用加热的方法可以杀灭那些让啤酒变苦的恼人的微生物。很快,“巴氏杀菌法”便应用在各种食物和饮料上。
(2)每一种传染病都是一种微菌在生物体内的发展:由于发现并根除了一种侵害蚕卵的细菌,巴斯德拯救了法国的丝绸工业。
(3)传染病的微菌,在特殊的培养之下可以减轻毒力,使他们从病菌变成防病的疫苗。他意识到许多疾病均由微生物引起,于是建立起了细菌理论。
路易斯·巴斯德被世人称颂为“进入科学王国的最完美无缺的人”,他不仅是个理论上的天才,还是个善于解决实际问题的人。
他于1843年发表的两篇论文——“双晶现象研究”和“结晶形态”,开创了对物质光学性质的研究。
1856年至1860年,他提出了以微生物代谢活动为基础的发酵本质新理论。
1857年发表的“关于乳酸发酵的记录”是微生物学界公认的经典论文。
1880年后又成功地研制出鸡霍乱疫苗、狂犬病疫苗等多种疫苗,其理论和免疫法引起了医学实践的重大变革。此外,巴斯德的工作还成功地挽救了法国处于困境中的酿酒业、养蚕业和畜牧业。
巴斯德被认为是医学史上最重要的杰出人物。巴斯德的贡献涉及几个学科,但他的声誉则集中在保卫、支持病菌论及发展疫苗接种以防疾病方面。
03、巴斯德并不是病菌的最早发现者。在他之前已有基鲁拉、包亨利等人提出过类似的假想。但是,巴斯德不仅热情勇敢地提出关于病菌的理论,而且通过大量实验,证明了他的理论的正确性,令科学界信服,这是他的主要的重大贡献。
显然病因在于细菌,那么显而易见,只有防止细菌进入人体才能避免得病。因此,巴斯德强调医生要使用消毒法。向世界提出在手术中使用消毒法的约瑟夫·辛斯特便是受了巴斯德的影响。有毒细菌是通过食物、饮料进入人体的。巴斯德发展了在饮料中杀菌的方法,后称之为巴氏消毒法(加热灭菌)。
巴斯德50岁时将注意力集中到恶性痈痕上。那是一种危害牲畜及其他动物,包括人在内的传染病;巴斯德证明其病因在于一种特殊细菌。他使用减毒的恶性痈疽杆状菌为牲口注射。
1881年,巴斯德改进了减轻病原微生物毒力的方法,他观察到患过某种传染病并得到痊愈的动物,以后对该病有免疫力。据此用减毒的炭疽、鸡霍乱病原菌分别免疫绵羊和鸡,获得成功。这个方法大大激发了科学家的热情。人们从此知道利用这种方法可以免除许多传染病。
1882年,巴斯德被选为法兰西学院院士,同年开始研究狂犬病,证明病原体存在于患兽唾液及神经系统中,并制成病毒活疫苗,成功地帮助人获得了该病的免疫力。按照巴斯德免疫法,医学科学家们创造了防止若干种危险病的疫苗,成功地免除了斑彦伤寒、小儿麻痹等疾病的威胁。
04、说到狂犬病,人们自然会想到巴斯德那段脍炙人口的故事。在细菌学说占统治地位的年代,巴斯德并不知道狂犬病是一种病毒病,但从科学实践中他知道有侵染性的物质经过反复传代和干燥,会减少其毒性。他将含有病原的狂犬病的延髓提取液多次注射兔子后,再将这些减毒的液体注射狗,以后狗就能抵抗正常强度的狂犬病毒的侵染。
1885年人们把一个被疯狗咬得很厉害的9岁男孩送到巴斯德那里请求抢救,巴斯德犹豫了一会后,就给这个孩子注射了毒性减到很低的上述提取液,然后再逐渐用毒性较强的提取液注射。巴斯德的想法是希望在狂犬病的潜伏期过去之前,使他产生抵抗力。结果巴斯德成功了,孩子得救了。
在1886年巴斯德还救活了另一位在抢救被疯狗袭击的同伴时被严重咬伤的15岁牧童朱皮叶,现在记述着少年的见义勇为和巴斯德丰功伟绩的雕塑就坐落的巴黎巴斯德研究所外。巴斯德在1889年发明了狂犬病疫苗,他还指出这种病原物是某种可以通过细菌滤器的“过滤性的超微生物”。
巴斯德本人最为著名的成就是发展了一项对人进行预防接种的技术。这项技术可使人抵御可怕的狂犬病。其他科学家应用巴斯德的基本思想先后发展出抵御许多种严重疾病的疫苗,如预防斑疹伤寒和脊髓灰质炎等疾病。
正是他做了比别人多得多的实验,令人信服地说明了微生物的产生过程。巴斯德还发现了厌氧生活现象,也就是说某些微生物可以在缺少空气或氧气的环境中生存。巴斯德对蚕病的研究具有极大的经济价值。他还发展了一种用于抵御鸡霍乱的疫苗。
05、人们以常将巴斯德同英国医生爱德华·琴纳比较。琴纳发展了一种抵御天花的疫苗,而巴斯德的方法可以并已经应用于防治很多种疾病。
1854年9月,法国教育部委任巴斯德为里尔工学院院长兼化学系主任,在那里,他对酒精工业发生了兴趣,而制作酒精的一道重要工序就是发酵。当时里尔一家酒精制造工厂遇到技术问题,请求巴斯德帮助研究发酵过程,巴斯德深入工厂考察,把各种甜菜根汁和发酵中的液体带回实验室观察。经过多次实验,他发现,发酵液里有一种比酵母菌小得多的球状小体,它长大后就是酵母菌。
过了不久,在菌体上长出芽体,芽体长大后脱落,又成为新的球状小体,在这循环不断的过程中,甜菜根汁就“发酵”了。巴斯德继续研究,弄清发酵时所产生的酒精和二氧化碳气体都是酵母使糖分解得来的。这个过程即使在没有氧的条件下也能发生,他认为发酵就是酵母的无氧呼吸并控制它们的生活条件,这是酿酒的关键环节。
1857年路易斯·巴斯德年发表的“关于乳酸发酵的记录”是微生物学界公认的经典论文。
1880年路易斯·巴斯德成功地研制出鸡霍乱疫苗、狂犬病疫苗等多种疫苗,其理论和免疫法引起了医学实践的重大变革,被视为细菌学之祖。
06、婚姻
按当时的规定,高等师范的毕业生必须要在中学教一次书。
1848年11月,巴斯德心怀远离研究工作的遗憾,赴第戎莱西(Dijon lycée)的中学当老师。他的导师巴拉尔和皮欧同教育部交涉,不久巴斯德被任命为斯特拉斯堡大学(University of Strasbourg)的副教授。在斯特拉斯堡大学,巴斯德见到了教务长的女儿玛丽·罗兰(Marie Laurent:)。他对玛丽一见倾心。1849年5月29日,巴斯德和玛丽结婚。玛丽很理解丈夫对工作的兴趣,全心操持家务,帮助丈夫,他们有五个孩子,三个孩子死于伤寒,可能是这个原因驱使巴斯德致力于治病救人。婚后,巴斯德重又投入对结晶化学的所究。
1854年9月,巴斯德被任命为新创立的里尔大学化学教授兼总务长(the Lille Faculty of Sciences)。在职时,里尔地方的葡萄酒酿酒业到大学找他,请他替他们找出葡萄酒片变酸的原因。
07、鸡霍乱
巴斯德一生发明很多,对生物科学和医学作出了杰出的贡献。一次偶然的机遇,使他找到了克服鸡霍乱的灵丹妙药。
鸡霍乱是一种传播迅速的瘟疫,来势异常凶猛,家庭饲养的鸡一旦染上鸡霍乱就会成批死亡。有时,人们看到有的鸡刚才还在四处觅食,过一会儿却忽然两腿发抖,随后便倒了下去,挣扎几下便一命呜呼了。有的农妇晚上在关鸡窝时,还在庆幸地看到鸡都活蹦乱跳的,但第二天就都死光了,横七竖八地躺在窝里。1880年,法国农村流行着可怕的鸡霍乱,巴斯德决心片服这种瘟疫。
为了弄清鸡霍乱的病因,巴斯德从培养纯粹的鸡霍乱细菌作为突破口,他试用了好多种培养液,他断定鸡肠是鸡霍乱病菌最适合的繁殖环境,传染的媒介则是鸡的粪便。他经过多次实验,但都失败了。茫然无序中,他只得放松一下,停下研究工作,休息了一段时间。
休息几天以后,巴斯德又开始了研究实验,这时,他发现“新大陆”了。他用陈旧培养液给鸡接种,鸡却未受感染,好像这种霍乱菌对鸡失去了作用。这是怎么回事呢?巴斯德顺藤摸瓜,终于发现,因空气中氧气的作用,霍乱菌的毒性便日渐减弱。于是,他把几天的、1个月的、2个月和3个月的菌液,分别注入健康的鸡体,做一组对比实验,鸡的死亡率分别是100%、80%、50%和10%。如果用更久的菌液注射,鸡虽然也得病,便却不会死亡。事情并未到此结束,他另用新鲜菌液给同一批鸡再次接种,使他惊奇的是,几乎所有接种过陈旧菌液的鸡都安然无恙,而未接种过陈旧菌液的鸡却死得净光。实践证明,凡是注射过低毒性的菌液的鸡,再给它注入毒性足以致死的鸡霍乱菌,它也具有抵抗力,病势轻微,甚至毫无影响。
预防鸡霍乱的方法找到了!巴斯德从这一偶然的发现中,导致了他对减弱病免疫法原理的确认,使他产生从事制造抗炭疽的疫苗的设想。虽然在他这前英国医生琴纳发明牛痘接种法,但有意识地培养制造成功免疫疫苗,并广泛应用于预防多种疾病,巴斯德堪称第一人。
“意志、工作、成功,是人生的三大要素。意志将为你打开事业的大门;工作是入室的路径;这条路径的尽头,有个成功来庆贺你努力的结果……只要有坚强的意志,努力的工作,必定有成功的那一天”,这是巴斯德关于成功的一段至理名言。
08、否定微生物自然发生说
新鲜的食品在空气中放久了,会腐败变质,并发现其中有微生物。这些微生物从何而来?当时有一种观点认为,微生物是来自食品和溶液中的无生命物质,是自然发生的——自然发生说。而巴斯德则是该假说的反对者之一。在对发酵过程研究后,巴斯德猜想,在腐烂物上出现的微生物也存在于空气中。他进一步推断,如果食品也被用同种方式去除表面的有生命污染物,也就是说,如果它经无菌处理且保持隔离状态,它就不应该变质。
巴斯德通过自己精巧的实验给持有这种观点的人以有力的反驳。
巴斯德设计了一个鹅颈瓶(曲颈瓶),现称巴斯德烧瓶。烧瓶有一个弯曲的长管与外界空气相通。瓶内的溶液加热至沸点,冷却后,空气可以重新进入,但因为有向下弯曲的长管,空气中的尘埃和微生物不能与溶液接触,使溶液保持无菌状态,溶液可以较长时间不腐败。如果瓶颈破裂,溶液就会很快腐败变质,并有大量的微生物出现。实验得到了令人信服的结论:腐败物质中的微生物是来自空气中的微生物,鹅颈烧瓶实验也导致了巴斯德创造了一种有效的灭菌方法——巴氏灭菌法。
巴氏灭菌法又称低温灭菌法,先将要求灭菌的物质加热到6530分钟或7215分钟,随后迅速冷却到10以下。这样既不破坏营养成分,又能杀死细菌的营养体,巴斯德发明的这种方法解决了酒质变酸的问题,拯救了法国酿酒业。现代的食品工业多采取间歇低温灭菌法进行灭菌。可见,巴斯德的功绩有多大。
09、为表彰巴斯德在狂犬病研究领域做出的贡献,法国政府于1888年在巴黎建立了巴斯德研究所。起初,该研究仅作为一个治疗狂犬病和其他传染病的临床中心。到了今天,巴斯德研究所已成为著名的生物医学研究中心,其主要方向为抗血清和疫苗的研究与生产。
自从19世纪中叶以来,世界大多数地区的人口预期寿命大约翻了一翻。人类寿命的显著延长对每一个人产生的巨大影响,很可能超过了整个人类历史上任何其他发展对人的影响。这一现代科学和医学的发展,几乎为我们每个人提供了第二次生命。尽管延长生命的功劳并非全部归功于巴斯德,但巴斯德的贡献是如此的重要,以致毫无疑问的是,降低人类死亡率的大部分荣誉应归功于巴斯德。巴斯德不仅是人类历史上最具影响力的人物之一,也是最值得所有人尊敬的人。
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