19世纪微生物学的巴斯德烧瓶设计

一、19世纪微生物学创立

1.巴斯德灭菌

生物自然发生说是与医学疾病治疗观念相抵触的，1861年，巴斯德进行了一系列灭菌试验否定了自生论。他的一种有效方法，让空气通过棉花滤器，收集到空气的细菌与腐败物细菌一起作显微观察证明了相一致，然后将食物进行高温处理，杀死细菌，食品就不会腐败。但是，自然发生说抨击了这种实验，因加热空气已不新鲜失去了自然发生条件。于是，巴斯德巧妙地设计了一个曲颈瓶，现称巴斯德烧瓶。这个烧瓶中，可将腐败物加热沸腾，烧瓶冷却后，空气可以重新进入，但颈部弯曲阻止了尘粒和细菌的进入，所以，灭菌物质不会腐败。如果烧瓶倾斜，灭菌液进入烧瓶颈部，腐败物就会发生。这是一个很有说服力的实验，从此巴斯德的灭菌概念也就产生了。

2.巴斯德—科赫和疾病的病菌说

巴斯德（L.Pasteur，1822—1895）最先确认所有发酵都是由微生物引起的，并揭示了乳酸发酵和酒精酵母发酵原理。当时在法国农业上出现了一些流行病，他从研究当时法国农业上出现的家蚕流行病原因开始，而后转向禽畜流行病和人体疾病的病原菌传播与防治，特别提出疫苗防治的免疫观念。

科赫（Robert Koch，1843—1910）是德国的一位医生，他在巴斯德确认的炭疽病来自炭疽杆菌传染途径上经过严密的接种和显微观察相结合，历经20代的小鼠试验，终于搞清楚了生活史。他在炭疽杆菌纯培养上对发病物的血液进行高温消毒或过滤而不会感染，确认炭疽是一种内孢子感染。同时，还了解到内孢子的耐热性。

科赫对人体结核病的研究也作出了贡献，他发现了结核杆菌的致病因子后进行了繁殖培养。于1884年，他出版了《结核病源学》一书。科赫和他的学生，还对许多其他疾病进行了研究。正是巴斯德和科赫等人的工作，奠定了疾病细菌学理论基础。(www.xing528.com)

3.科赫与纯培养

为了成功地研究一种微生物引起疾病，必须确证它是单独存在于培养基中。这就是说，培养应该是纯培养。要确定细菌的纯培养，是件不容易的，即便在一点血样中，可能有多种的微生物，它们都会在培养中一起生长。Koch创建了纯培养的巧妙方法，采用分离单菌落法。他设计了固体培养基将明胶和琼脂作为固化剂，马铃薯片作为营养物，菌落在其中得到生长，按其形状与颜色可以鉴定。

Koch在寻找细菌纯培养物费尽心机，最初用土豆片作培养基，但某些病原菌不能在土豆片上生长，后来采用明胶加土豆片作为半固体培养基。这种培养基虽有优点，但它在37℃时就融化并被细菌分解。有趣的是，一种古老东方的厨房技术解决了这个难题。Koch一位助手的妻子Fannie Hesse建议使用琼脂，她母亲曾用它来做果子冻。这是一位荷兰朋友到爪哇学来的。琼脂培养基的出现直到今天仍在使用，是微生学研究上的一项重要技术。

4.其他工作

19世纪60年代巴斯德证明了酵母菌（Saccharom yces）发酵使糖转变成酒精的作用。1882年，丹麦E.C.Hansen建立了酵母菌的纯种分离法，分离培养纯种啤酒酵母。1897年，德国E.Buchner用无活细胞存在的酵母菌压榨汁（称为酿酶）对葡萄糖进行酒精发酵成功，从而提出了发酵的本质是酶的作用。

在土壤微生物方面，1885年，德国的B.Frank提出了真菌与植物的共生体、菌根概念。1888年，荷兰学者，M.W.Beijerinck首次用纯培养方法从豆科植物根瘤中分离出共生固氮的根瘤菌，1891年又分离出自生固氮菌。在同一时期，俄国土壤微生物学家Winogradsky也研究了细菌的自生及共生固氮作用，并对土壤微生物物质转化作用进行了一系列观察，证明一种硫细菌能将H2 S氧化成S，并研究了铁细菌和硝化细菌，由此提出无机化能营养观念（1889）。