苦丁山 26-04-05 08:36

#医神年年祭#

(纪念李斯特诞辰199周年)

德国医生科赫证实细菌可以导致疾病,而且是某种病菌导致某种特定疾病,比如结核杆菌导致结核病。

这是研究细菌跟疾病的关系。至于对微生物(细菌、真菌、原虫……)的研究,在那之前就已经开始。

研究微生物的一个难点是分离单体。为什么需要分离单体?比如说,你想知道你家的猫咪一天吃多少猫粮,这说起来很简单。每天往猫食盆里放五十克(随便假设的数字),等一天下来看看剩下多少,就可以知道猫咪吃掉了多少。

可是,如果你家里不光有猫咪,还有狗子,浣熊,黄鼠狼,雪貂,鹦鹉,豚鼠,它们全都跑去吃猫粮,这就形成了干扰,无法准确判断猫咪的饭量。

要准确判断,就必须分离单体:把所有其他动物都隔离开,只让猫咪可以吃到猫粮。

隔离这些动物不难,隔离微生物就没这么简单了。那时候要研究微生物,标准做法是用培养液,比如肉汤,可是肉汤里总是有不同种类的微生物,所谓民族大熔炉,这会干扰研究观察,要想准确观察,必须分离出单个的细菌,可是这很难办到,微生物是不可能用手给拨开的。

真菌属于微生物里的大块头,相对比较容易处理。大约1872年前后,德国真菌学者 Oscar Brefeld 把真菌放到显微镜下,用极细的针挑出一粒真菌孢子,成功培养出纯种。

细菌学家也想这么做,可是又觉得这不可能做到,细菌太小了,针尖上足可以站几千个大肠杆菌。Brefeld 的技术没法用细菌身上。

但李斯特想出了一个办法。他知道用针不行,但可以用别的办法,比如稀释。

要运用稀释,首先必须定量。李斯特的第一步是定量单位容量里的细菌,他的研究对象是导致牛奶腐败的一种细菌。经过探索,他确定0.2滴(minim, 当时的液体计量单位,约当0.062毫升)细菌培养液刚好可以覆盖一张显微镜下的盖玻片。然后他手动计数,记录下玻片里的细菌数量,这就是0.2滴培养液里的细菌数量,由此也就可以算出一滴培养液的含菌量。

有了这个数字,就可以计算稀释步骤。假设1滴培养液有一万个细菌,加入9滴无菌溶液,培养液容量是原来的10倍,含菌量就被稀释到1/10,也就是一千个。取1滴这样的稀释培养液,再加入9滴无菌溶液,含菌量又被稀释到1/10,也就是一百个。如此重复,最后就得到每滴只有一个细菌的培养液。

当然,这只是个总体概率,液体是流动的,细菌在液体里的位置并不固定,稀释后的培养液里,细菌随机漂移,所以从里面取一滴液体,里面可能没有细菌,也可能有两个,但最可能的情况是只有一个,所以只要多取几个样本做实验,统计结果就可以做出正确判断。

事实正是如此。李斯特得到“每滴一个细菌”的稀释液之后,拿来五瓶牛奶,把一滴分作五份,分别滴入五瓶牛奶里,结果只有一瓶牛奶腐败。说明这一滴稀释液里确实只有一个细菌。

这以后,细菌学家们就可以用这样的办法,分离出单个细菌,做更精准的研究。

李斯特是临床医生,主要业绩是探索出消毒手术技术。但看来他不仅仅能做临床工作,做实验室研究也很有想法。在固体培养基出现之前的年代,这是唯一可以分离出单个微生物的技术了。

为了准确稀释培养液,李斯特专门发明了一种类似注射器的吸管(如图),里面的活塞靠一个旋转螺丝推动,螺丝转盘有刻度,每格相当于7.9滴,这是非常小的量,所以他可以非常精准地控制样本量。

图片来自 collection.sciencemuseumgroup.org.uk

发布于 加拿大