盤尼西林

盤尼西林 (Penicillin)
臺北市立永春高級中學化學科蔡曉信老師 / 國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

青黴菌(圖片來源：維基百科)

在巴斯德（Pasteur）之前的年代，人類對於死亡與疾病的起因，通常將其歸咎於形而上學的（metaphysical）因素。在西方世界裏通常將生病，尤其是傳染病視為是上帝的憤怒（the wrath of God），對犯罪的人們所做的懲罰。巴斯德所作的研究努力成為細菌引發疾病的理論（germ theory of diseases）。他主張傳染性的疾病是由微生物所引起的而非上帝的復仇（God’s vengeance）。

巴斯德在法國巴黎攻讀化學，在1848年當時年僅26歲的他就對科學的發展有相當的貢獻。他用顯微鏡觀察酒石酸（tartaric acid）的晶體時發現酒石酸以不同的兩種形式存在且互為鏡像。他將這兩種形式分離且分別製成溶液，發現它們可轉動偏極化光（plane-polarized light）但方向相反，這個研究也成為立體化學（stereochemistry）的開端。而巴斯德所研究的酒石酸是取材於葡萄酒的沉澱物，由於他對發酵科學的興趣導出了許多重大發現。在1856年，巴斯德在學生的協助下發現，若將農作物進行發酵反應時，通常可以得到酒精，但在某些發酵槽卻發現乳酸（lactic acid）。

巴斯德用顯微鏡觀察此發酵的混合物發現正常的酵母菌細胞是充滿生機且豐腴的，但當有乳酸存在時酵母菌細胞變小且溶液中有棒狀的微生物產生。他發現若將液體培養機體在發酵前作先做簡單的加熱，就能夠殺死我們不想要的微生物，使發酵反應持續進行。這種滅菌的程序後來稱為巴氏殺菌法（pasteurization），此方法沿用至今。

在那同時美國的青年外科醫師利斯特（Lister）醉心於巴斯德先前的研究。利斯特認為存在於空氣裏的微生物是人們在受傷後引發敗血症的原因。但這個論點不同於當時著名的化學家李比希（Liebig）所提的觀點，李比希認為敗血症是一種因分泌物多的身體組織與空氣中的氧氣產生的燃燒反應所致。

利斯特進一步進行其像夢幻般的巧思，當他從文獻得知石炭酸（苯酚）（carbolic acid）可用來處理污水使家畜用的牧草不會受到感染後，利斯特開始清潔傷口並包紮且塗上石炭酸溶液，並在1867年對英國醫學協會（British Medicial Association）宣稱他的防護方式，使敗血症有九個月的時間消聲匿跡。利斯特是史上使用防腐劑的先驅，挽救了無數病患的生命。

到了1920年代，出生於蘇格蘭鄉下且為農夫之子的福來明（Fleming）。他辨識出溶菌酶，這是存在淚液內的一種酵素，它具有自然且溫和的抗菌效果，這種蛋白質也是第一個從人體中分離出來的抗生素，但它對一般流行及具致命性的感染治療效果不佳。福來明不氣餒地持續他的研究，有一天神奇的事情發生了，當他在清洗細菌培養皿時發現細菌開使始累積且衰弱，此時他發現在容器裏營養的洋菜基體上長出了黴菌，且在黴菌的周圍都沒有細菌的菌落生長。因此福來明下了結論，健康的細菌在黴菌（青黴素）（Penicillin notatum）的存在下會使細胞溶解而死亡。而早在十九世紀末利斯特等人也曾提出使用青黴素塗在繃帶上為受感染的病人包紮，但由於成效不佳而被當時的科學與醫學界所忽視，一直到福來明的研究才重新燃起生機，但早在三千年前的中國就有古書記載使用大豆凝乳黴來治療皮膚病。

參考資料
1. K.C.Nicolaou and T.Montagnon ,Wiley-VCH ,Molecules that changed the world , 2008.