疾病向來都是嚴重影響人體健康的潛在危害，人類自從誕生到今天為止依舊在和各種疾病進行着不懈的鬥争。

人類依靠現在的醫學已經可以消除很大一部分曾經無法解決的疾病了，這背後都是離不開我們人類的先鋒衛生白衣天使們的努力。

疫情肆虐期間的一線人員

在人類醫學的進程中，有着一些很重要的藥劑被逐漸研制出來，例如青黴素、頭孢黴素等，而它們都是由微生物經過一系列化學反應所形成的。

甚至是醫學發達的今天，我們在大型疾病的治療上，依舊是離不開它們，而恰恰是這些藥劑的研制才極大地提高了人類的壽命。

青黴素

• 開拓者—列文虎克

人類醫學上所取得的成就都離不開對于微生物的發現。推開微生物世界大門的是一位荷蘭的顯微鏡學家列文虎克，他是第一個發現微生物，并且也是第一個去記錄肌細胞核微血管中血流的科學家。

在列文虎克的一生之中，共磨制了400多副透鏡，并且他自己還制作了一架能夠放大270多倍的透鏡。在1684年的時候，他首次進行細菌和原生生物的觀察工作，還将他觀察到的微生物的體型進行計算，描繪出了它們的形象和大小。

又在後面的三年時間内發現了一些哺乳動物的精子及其運動方式。他所描述的紅細胞，成功證明出了馬爾皮基推辭的毛細血管層是真正存在的。

并且在1702年的時候，他在積水中發現了微生物的身影，還經過試驗證明推翻了以往學界對于微生物産生的定論。

列文虎克在微生物研究領域做出的巨大貢獻，不僅讓當時的歐洲皇室貴族紛紛為之頒發榮譽，更是為後世的細菌學以及原生動物學都起到了奠基作用。

• 實踐應用者——路易斯·巴斯德

巴斯德是繼承于列文虎克的研究方法并将其研究微生物的形态領域轉移到微生物的生理途徑上，從而奠定了微生物學和微生物醫學的基礎，并且為後世醫學能夠在創口感染處理上提供經驗借鑒。

巴斯德通過對微生物的類型、習性、營養以及繁殖過程的了解，在狂犬病、炭疽病等領域都取得相應的偉大成果。現在我們所喝的牛奶，就是用他所發明的巴氏消毒法來進行處理的。

• 一個巧合讓青黴素誕生

經過前人不懈的努力，逐漸為青黴素的發現拉開了序幕。亞曆山大·弗萊明是出生于英國的一位細菌學家，他從小聰明好學，在1906年的時候，他留校在倫敦大學醫學院，作為賴特的助力去研究免疫學。而賴特并沒有讓弗萊明必須按照自己的研究方向進行研究。

于是就在1909年的時候，弗萊明根據自己的興趣愛好開始對痤瘡等疾病進行免疫接種的實驗，成功改良了梅毒檢查的繁瑣過程，并且研發出一種叫做六零六的藥物，專門用于為梅毒患者注射的治療藥物。

英國細菌學家亞曆山大·弗萊明

在1928年的7月裡，弗萊明像往常一樣将葡萄球菌擱置在溫室的環境之下，并且為了發現變異菌落，他将放置時間拉長。

就這樣，弗萊明過了一段時間後回來将這些變異菌落進行再次清洗，驚奇地發現因溶菌所表現出的顔色居然是一種白色，最後發現這些白花就是青黴菌。

于是弗萊明立刻用顯微鏡進行觀察，于是通過他的觀察，這些青黴菌的周圍不再是葡萄杆菌了，取而代之的是一些無菌環。

葡萄球菌中誕生的青黴菌

弗萊明的反複研究後發現，發現青黴菌所分泌的物質能夠對細菌産生很強大的抑制作用，甚至可以破壞掉白細胞的組織，于是弗萊明将其取名為青黴素。不得不說，這真的是一個神奇的巧合。

遺憾的是弗萊明的這一發現并沒有引起當時學界的關注，盡管弗萊明一直緻力于青黴素的效果研發工作，但是在後面的一段時間裡他一個人所取得成果是很小的。

弗萊明在觀察實驗結果

• 偉大的合作

關于青黴素真正提純實驗已經距離青黴素首次發現10多年的時間了。當時德國的生物化學家錢恩看到弗萊明所發表過關于青黴素的論文時，就産生了極大的興趣。于是兩人就在1940年開展了關于青黴素提純工藝研究。

他們将青黴素注射到小白鼠的身上，發現了青黴素的殺菌作用，同時還不會傷害小白鼠的身體機能。

于是在後續的研究中，二人完成了對青黴素的提純工作，由此使得青黴素正式投入到醫學領域上，最後在1945年的時候，弗萊明和錢恩當之無愧地獲得了諾貝爾醫學獎。

青黴素提純研究

• 首次産業化嘗試

在上個世紀中葉，世界政局不斷動蕩，世界各個地區都在戰亂不斷，所傷亡的人數更是不計其數。因此就需要很多的青黴素來支援前線的醫療，然而此時正是青黴素剛好完成首次提純的時間節點，由于當時的提純工藝十分複雜，一次性所提純的青黴素量是很少的。

最早讓青黴素實現提純的方法是表面培養法。原理就是把固體培養基和青黴菌中的液體與之混合，讓它慢慢發酵。而發酵需要适宜的溫度，最後就隻得将培養物放在具有發酵條件的通風架子上，等待發酵完成後再用水将其浸提出來，制成幹粉狀。

工藝不完善，成品為黃色無定形粉末

但是這樣提純就會非常複雜，首先需要足夠大的廠房空間進行大規模的培養，其次就是必須掌控好溫度和濕度，一旦這些标準不達标就會造成純度不夠的情況。

不僅如此，還必須去預防空氣中的污染物對于發酵物的幹擾，其他細菌如果融入到其中，就會使得提純工作功虧一篑。

所以在後來的提純工藝上都對這些方面進行了相應的改造。首先是解決殺菌問題，工人們在讓培養物發酵之前，就要對配套設施進行滅菌工作。他們所采用的方法是高溫殺菌，通過把設備加熱到100攝氏度，等到設備冷卻後再放置到培養物上，這樣就可以避免空氣中的細菌幹擾了。

青黴素生産廠的凍幹室

此外人們還通過研發一種能夠進入無菌空氣的器物，那就是通過冷熱水來控制溫度的密封攪拌式發菌罐。

随着後面的研發提取工藝的進步，使得青黴素提取成本和過程複雜度降低了，科學家們進一步研發也讓青黴素發酵效特價達到了每毫升200單位，為青黴素能夠大量在臨床醫學上使用奠定了基礎。

我國也是在那個時候接觸到了青黴素的合成技術，并且還培養出了一大批研究青黴素的醫學專家。随着提純工藝的改進，在1946年的時候，英國就公開了青黴素的處方藥配方。到了1949年，美國一年就能夠生産出高達133萬億支的青黴素，價格也直接下降了十美元。

盤尼西林（青黴素）

• 現代青黴素産業

在現代工藝的提純上，僅僅是使用的一個發酵罐就達到了500多立方米，所進行的發酵效價更是高達7-9萬單位/毫升發酵液，甚至在小型發酵罐上的發酵效價就達到了每毫升9-10萬的發酵液，發酵效價相比于之前提高了近2500多倍。

科學家們還将基因工程用在了青黴菌菌種的生産效率上，不斷進行設備上的革新，讓青黴素産業達到了前所未有的水平。

此外人們發現了青黴素中的活性物質，它們具有能夠起到抗拒微生物感染的作用，從而人們能夠從中研發出抗生素。

抗生素生産車間

随着青黴素的深層發酵技術和其他微生物的醫學作用不斷被發現，讓人類在抗生素的研發取得了巨大的進步。

截止到現在，人類在微生物中提取的抗生素就達到了2000多種，其中有很大的部分還沒有開發出價值來，但是現在超過100多種的抗生素已經投入大量生産并且用于醫療領域了。

現代青黴素的産業已經改變了曾經高成本、低産出額境地，并且由于青黴素的研發技術不斷革新已然形成了新的抗生素産業。

當代青黴素

• 抗生素的濫用

在弗萊明研發青黴素的過程的時候就發現了細菌對于抗生素的耐藥性作用，并且意識到了一旦抗生素濫用就會細菌的耐藥性增強。直至現在，細菌抗生素的耐藥性作用已經使得感染類疾病的治療效果下降。

随着細菌對于抗生素耐藥性加強，人們又不得不去尋求新的抗生素來解決這個問題，但是如此循環下去，我們對于細菌引發的病症又将陷入到一個死胡同中。而中國所研發的青蒿素就成功解決了這個問題，做出了一個榜樣。

青蒿

青蒿素和青黴素雖然隻是有一字之差，但是二者所運用的醫學領域卻是天差地别。青蒿素是從青蒿中提取出來的一種活性物質。

但是原始青蒿是具有毒性物質的，所以想要獲取純度較高的青蒿素，就必須去除它的有毒成分。

屠呦呦利用一些工藝讓原始青蒿中的毒素降低，并成功得到了青蒿素。但是在醫學上，很多學者都認為青蒿素是屬于抗生素的一種，依舊無法擺脫細菌耐藥的特性。

中國首位諾貝爾醫學獎獲得者屠呦呦

這種說法其實是完全錯誤的，青蒿素本身就是一種中藥提取物，而青蒿治療瘧疾早在晉朝就有了記載。所以屠呦呦是從中醫中獲取的靈感，正是因為青蒿本來就屬于是中醫的一種藥材，是從天然植物之中提取的，并非是通過一系列化學發酵得到。

青蒿素不是屬于抗生素的一種，所以它能夠成功應對瘧疾的耐藥性。直到現在，青蒿素類的抗瘧疾藥物已經成為了全球治療瘧疾的唯一用藥方法。并且在之後的研究中，又有很多外國專家在青蒿素的提取基礎上，發現了煙草中也可以提取出青蒿素。

屠呦呦在進行提取實驗

不論是青蒿素還是青黴素，它們都能夠為人類的醫療衛生做出巨大的貢獻，保障了人類的身體健康，更讓人類的壽命提高了數十年的時間。而關于它們的研究，醫學界還在不斷地深入，現在已經有很多抗菌類藥物湧入市場。

甚至出現了一個系列，例如紅黴素、卡那黴素等藥物相繼研發，讓它們組成了一個抗菌大家族，小編相信，随着人類醫學的不斷發展，還會湧現出更多傑出的醫學家為人類健康做出偉大的貢獻。

紅黴素分子結構

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