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化工史话50跨界发展早期消炎药 [复制链接]

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文章来源:知乎大V法式滚筒YEboss

在早些年,人类的平均寿命还非常短,以至于今天人们谈之色变的癌症,心脑血管疾病并不是人类健康的最大威胁。

那个年代人类更大的威胁是炎症和感染。而我们今天使用的各种消炎药和抗生素其历史大多不超过年。

历史上的很多消炎药实际上都是从染料派生出来的。与前文所说的阿司匹林等半合成药物不同,这些药物完完全全是人类合成出来的,没有一个来源于天然产物提取的母体,因此也被称为全合成药物。

▲著名的黑死病实际上就是鼠疫杆菌引发的全身感染,图为位于巴黎城南的埋骨堂据说埋藏有万在中世纪黑死病流行期间的死者遗骨。黑死病之所以造成如此巨大的危害一个重要原因就是,当时的人对于病原体的概念一无所知,更没有杀灭病原体的药品。说到微生物学的历史,一个里程碑的时间就是显微镜的发明。从年开始,列文虎克开始用自己制作的显微镜开始观测微生物。

在此基础上他还制作了一系列微生物的图鉴,这些资料即使在今天都有很大作用。

但此时人类对于微生物的理解还处于观测以及记录微生物特征的阶段,和我们去非洲看狮子大象没有什么两样。

人们还不知道微生物是导致一系列疾病的元凶。人们真正认识到这一点要等到年后了,年巴斯德通过著名的鹅颈瓶实验证明食物腐败和相当一部分人畜疾病都与微生物有关。

▲鹅颈瓶实验的具体细节大家耳熟能详,以此为原理的巴氏灭菌法直到现在还被广泛采用。此外巴斯德在减活疫苗和灭活疫苗上也有突出的贡献,他先后制作了鸡霍乱,炭疽和狂犬病的灭活疫苗。既然微生物是导致感染的元凶,那么如何来杀灭微生物呢?最古老的方法就是用高温,古代就有在伤口上用烙铁烙一下这样残暴的做法。

在化学发展之后,人们开始尝试用化学物质杀灭病菌,这就导致了消炎药和抗生素的产生。而有意思的是,最早的消炎药大多是从染料跨界而来的。

在煤化工这条科技树上,人们首先利用煤焦油的成分做出了染料,然后一部分染料跨界发展成了全合成药物。

这其中的原因还是与显微镜与微生物观察有关。利用显微镜观察微生物有一个很现实的问题,那就是大多数生命体80%都是水,近乎接近透明,有颜色的很少,在显微镜下观测非常费劲。

到了19世纪中叶以后染料被发明出来了,微生物学家于是就想到可以用染料对微生物进行染色,方便观察。

在这个过程中,人们开始发现染料和微生物以及人体细胞之间复杂的作用关系。

▲比较著名的是革兰氏染色法,出现于年。主要采用结晶紫和碘液对细菌进行染色,随后进行脱色,革兰氏阳性菌颜色无法脱除,阴性菌脱色后再用红色染料可以染成红色。

包括革兰氏染色法等一系列对细菌的染色操作可以发现,一些细菌可以与一些特定的染料结合。

而一些染料可以使细菌染色,但不能使人体组织染色,也就是说存在可以与细菌作用而对人体组织影响很小的染料。

如果在这些染料中筛选出一部分能够使细菌死亡的种类,不就可以作为抗菌药使用了吗?

我们之前提到的紫药水,也就是甲紫溶液就有类似的作用,主要被用于烧烫伤伤口的消炎。

在染料跨界过程中做出突出贡献的是德国的欧利希,他从年开始从一种红色的含砷染料(阿托西尔)出发合成了几百种衍生物,其中的第号衍生物后来被证明对梅毒螺旋体有效,这也就是后来所说的砷凡纳明。

▲梅毒历史悠久,据考证来源于美洲大陆,历史上一大批名人据传都是梅毒患者。至今每年的感染人数都在千万级。梅毒的病原体是梅毒螺旋体,年被发现,年欧利希就采用治疗梅毒取得良好效果,因为这个发现他本人立即于同年获得了诺贝尔奖。

染料跨界还有一个著名的例子就是磺胺类药物。磺胺类药物最早的来源是偶氮染料,在采用偶氮染料对细胞进行染色的过程中,人们发现它可以选择性的染色某些细菌,其中有一些细菌会失去活性。

年德国人多马克试图用偶氮化合物治疗链球菌感染,在这个过程中他发现了磺胺米柯定也就是我们所说的百浪多息。

多马克将其喂食给小鼠然后发现该药对链球菌感染有很好效果。恰好此时马多克的女儿因为链球菌感染生命垂危,马多克立刻用女儿试药,在挽救女儿生命的同时证明了此药对人体的有效性。

▲百浪多息还是有副作用的,而且本身是红色染料,吃多了人会变红。后来研究证明百浪多息在身体内代谢生成的氨苯磺胺才是有效成分。此后人们又以胺苯磺胺为母体合成出了种类丰富的磺胺药物。二战中,一包磺胺粉,一只吗啡成了美国大兵卫生包的标配。消炎药的出现挽救了大量的生命,在消炎药出现后,许多一度被认为是不治之症的疾病,比如说肺痨,败血病,产褥热等都有了治疗手段。

后来又出现了从微生物中提取的抗生素,在此后的几十年里人们基本告别了细菌感染的威胁。

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