书城教材教辅中学理科课程资源-感受化学生活
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第12章 药物与化学(1)

最早的杀菌剂

在医疗设备很落后的19世纪初期,多数病人因缺少麻醉药和消毒剂而死于手术。而当时英国的一家爱丁堡医院却完全是另一幅景象:它干净、舒适,手术的死亡率很低,很多手术病人都健康的出院了。很快,这家医院便名声大作。

这是什么原因呢?原来,医院里一个名叫李斯特的医生一直以来就在寻找病人伤口化脓的原因。后来,他从巴斯德著作里得到启发,发现细菌感染是伤口化脓的根源。可是,细菌是从哪来的呢?李斯特从一件不为人们注意的事找到了答案。一天早晨,李斯特去查看病人,在阳光下看到那飞舞的尘埃,突然醒悟到,病菌混杂在灰尘里,沾染到伤口上,引起了伤口化脓。那些同伤口接触的医生的手、手术刀、纱布、绷带也会沾染细菌,同样也会引起伤口化脓。

要防止伤口化脓,除要对手术刀、纱布等进行高温消毒杀菌外,还要有可以杀死伤口细菌的杀菌剂。这时,李斯特善于观察事物的能力又发挥了作用。他发现在化工厂附近的污水沟里,沟水清澈,浮在水面的草根很少腐烂。这是因为化工厂流出来的石炭酸混杂在沟水里,从而,一种很好的防腐剂——石炭酸被发现了。

李斯特对石炭酸的应用,创造了当时外科手术的奇迹,死于手术后伤口感染的病人立即减少。医疗的实践再一次证明了巴斯德的理论:微生物是物质腐败的根源,各种病菌引起了不同的传染病。为此,李斯特还专门写了一封信给巴斯德,赞扬巴斯德对他的启发,帮助他改进了外科手术,拯救了无数生命。

但是,石炭酸具有很强的腐蚀性,作为杀菌剂并不完美。如果使用石炭酸过少会使细菌产生抗药性,用多了,则虽然杀死了伤口上的细菌,而正常的组织也被破坏了,甚至还会对人产生生命威胁。另外,石炭酸只能在身体外部使用,它对人体内部的病菌就无能为力了。因此,后人就又投入了对杀菌剂的研究中。

青霉素的发现

1928年,弗来明还只是英国圣玛利学院的一名细菌学讲师。多年来,他一直在同这些肉眼看不见的微生物打交道。这一年,弗来明开始研究葡萄球菌。这是一种圆球形的细菌,因它们常常聚集在一起,像一串串葡萄似的而得名。

一次,弗来明观察葡萄球菌的生长情况时发现,在一只培养碟里出现了一种绿色的霉菌,并且这种霉菌周围的葡萄球菌全部消失不见了。

这无意间的发现激起了弗来明的兴趣。弗来明细心记下了这一现象,他开始培养繁殖这位消灭了葡萄球菌的“不速之客”。几天后,他将专门培养得到的溶液,分别和一些细菌混放在一起。他发现这些霉菌所分泌处的溶液把许多致病的细菌消灭了。

弗来明想,如果培养这种“霉菌”,取得更多的杀菌液,不是就可以医治好某些病菌感染的疾病,挽救许多人的生命了吗?弗来明把这件事告诉他的两位助手李雷和克拉多克,进一步地专心研究这些霉菌。

他们把霉菌接种在肉汤的培养液里,使它们更好地生长、繁殖,然后又把这些长满了青绿色霉菌的液体仔细过滤,最后得到了一小瓶滤液。接着,把滤液滴进长满葡萄球菌的玻璃器皿里,几小时后葡萄球菌全部死亡。他们又把滤液用水稀释,从1倍、10倍、100倍一直稀释到800倍,杀菌效果依然很好。

曾经夺去许多人生命的肺炎菌,现在只要用800分的滤液稀释液,就可以把它们杀死;连那凶恶的链球菌,也只要1%的稀释液就可以杀死。看来,这种绿色霉菌所分泌的神奇物质,是人类发现杀菌药以来最有效的了。

弗来明怀着激动的心情,在记事册上写道:“我对这种现象详细观察,感到十分有兴趣,细菌培养皿里的情况使我不能控制当天所应做的工作。”这时,这种神奇的滤液,对人体是否有毒性还未得到证实,因此,他们用针筒把滤液注射进兔子的血管中,结果兔子生活得很正常,这就证明了滤液是没有毒性的。

1929年,弗来明在英国的一本医学杂志上发表了一篇学术论文,报告了他们的发现。经鉴定,滤液里是霉菌中的一种——青霉菌(当时叫配尼西隆)。青霉菌经过培养、繁殖后,会分泌、排泄出一种有抗菌能力的化学物质。加以提炼,结晶出白色的粉末,就是举世闻名的药品青霉素。

止痛药

在对抗疼痛时,大家是否会选择服用止痛药呢?经常性的依赖于止痛药,不仅对人体有伤害,而且也不利于医生的正确诊断和治疗。因此,我们除了减少止痛药的服用量外,还需要了解各种止痛药的不同性质,以便对症下药。

药房售卖的止痛药。其有效成分多为阿斯匹灵或扑热息痛。扑热息痛直接作用于中枢神经,包括脑部和脊髓,改变对痛的感觉,并有退热的效用;阿斯匹灵则作用于神经末稍,中断痛觉传送至脑部,除了止痛外,还可以退热和消炎。

阿斯匹灵虽然是一种十分畅销的止痛药,但它却会把保护胃壁的分泌物溶掉,长期服用可导致胃溃疡。故此阿斯匹灵一般与制酸剂一同服用,以减低对胃的刺激。

扑热息痛虽然同是止痛剂,但不会刺激胃部,故胃溃疡患者合用。但服用过量的扑热息痛会引起严重的肝功能和肾功能障碍,特别是嗜酒人士,更需小心服用。

除了这种用于退热、止痛、消炎类的止痛药外,还有中枢性止痛药和麻醉性止痛药。曲马多是人工合成的中枢性止痛药,止痛作用约为吗啡的十分之一,主要用于中等程度的各种急性疼痛及手术后疼痛等。而麻醉性止痛药是指以吗啡、杜冷丁等阿片类药。这类药物止痛作用很强,但反复使用会成瘾。国家对这类药物有严格的管理制度,不能随便使用。

其实,止痛药并不可怕,只要在出现某种疼痛时,不盲目服用止痛药,而是去医院请医生查明病因,对症下药,才能取得良好的治疗效果。

“笑气”趣谈

“笑气”化学名称是一氧化二氮,是英国化学家普利斯特里在1772年发现的一种气体。

当时,普利斯特里把一块燃着的木炭投进这种气体后,发现木炭比在空气中燃烧得更旺了。但他只是把这种气体当作“氧气”,因为氧气有助燃性。但是,这种气体同无臭无味的氧气不同,它带有“令人愉快”的甜味,还能溶于水。那它究竟是什么呢?

直到1798年,普利斯特里实验室来了一位名叫戴维的年轻实验员。戴维有一种忠于职责的勇敢精神,凡是他制备的气体,都要亲自“嗅几下”,以了解它对人的生理作用。当戴维吸了几口这种气体后,奇怪的现象发生了:他不由自主的大笑起来,还跳起了舞,过了好久才安静下来。因此,这种气体后来就被命名为“笑气”。

但对“笑气”到底可以做什么用呢?当时的人们还是不清楚。

不久,在一次拔牙时,戴维疼痛难熬,他突然想到了令人兴奋的笑气。令人取来吸了几口后,果然,他觉得痛苦减轻了,神情也欢快了起来。

1844年12月10日,美国哈德福特城还举行了一场别开生面的笑气表演大会。一个名叫库利的志愿者在吸入笑气后,欢快地大笑一番。但由于吸入笑气的数量控制得不好,他一时失去了自制能力,笑着、叫着,向人群冲去,连前面的椅子也未发现。库利不幸被椅子绊倒了,大腿鲜血直流。但当他一时眩晕并苏醒后,却毫无痛苦的神情。

库利的一举一动引起了韦尔斯牙医的注意。他想:库利跌碰得不轻,可他为什么不感到疼痛呢?是否“笑气”有麻醉的功效?当时,还没有麻醉剂,病人在手术时经常疼痛难熬。如果“笑气”可以做为麻醉剂不仅减轻了病人的痛苦,医生们也可以有更大的手术空间。为了进一步证实“笑气”的功用,牙医决定用自己来做实验。

韦尔斯先吸入了一些“笑气”,然后让助手拔掉他的一颗牙齿。牙拔下了,韦尔斯一点也没觉得疼。从此,“笑气”开始作为麻醉剂在拔牙时得到应用,并很快进入医院。

麻醉剂的使用,使好多病人从死神手中解脱了出来。但对麻醉时需要吸入的“笑气”量却难以控制。吸入的少量了起不到麻醉的作用;吸入量过多则会使人因缺氧而窒息致死。现在,人们依然在研究麻醉剂,以期望得到更容易控制的、有效的、安全的麻醉剂。

乙醚的新功用

麻醉药对人类的贡献自是不必再述说的。在美国的杰斐逊城和波士顿城还分别建造有纪念麻醉药发明者——伦格和莫顿的纪念碑。

1842年,伦格医生第一次将乙醚作为麻醉剂用在外科手术上。无独有偶,4年后,作为口腔医师的莫顿在不知道这一消息的情况下,也将乙醚作为麻醉剂来使用。后来,人们为了纪念这一共同的功绩,分别为两人建立了纪念碑。

乙醚作为麻醉剂直接作用于中枢神经系统,可使病人完全失去对痛的感觉。但由于乙醚用量难以掌握,易对人的中枢神经造成损害,且乙醚在保存过程中,很容易形成氧化物,产生爆炸。因此,乙醚现在已经基本不被作为麻醉剂使用了,而开始在其他领域发挥功效了。

乙醚价格低廉,可以做为萃取剂和溶剂被广泛应用。将乙醚加进水溶液中,把水层和乙醚层分解,最后把易挥发的乙醚从乙醚层中蒸去,可得到各种有机化合物。

在元素有机化合物中,乙醚同样起着十分重要的作用。

1849年,英国化学家弗兰克第一次合成了碳、锌原子直接结合的化合物——二甲基锌和二乙基锌。这是两种很重的、能自然的、与水接触会爆炸的无色液体。这就是元素有机化合物的开端。

弗兰克的发现虽然引起了科学界的注意,但当时并没有得到实际的应用。直到,法国化学家在无水乙醚的作用下,成功合成了镁有机化合物——格利雅试剂。

通过格利雅试剂可以制备出形形色色的有机物,如具有生物活性的、芬芳的表面活性物质等。格利雅试剂的成功合成,开创了元素有机化合物世界的新纪元。