細(xì)菌學(xué)的發(fā)端
1.細(xì)菌的發(fā)現(xiàn)與研究

17世紀(jì)，由于顯微鏡的發(fā)明，人們觀察到過(guò)去用肉眼看不見(jiàn)的生物。列文虎克(1632-1723年，荷蘭）用一臺(tái)自制的顯微鏡在雨水、泥土甚至牙垢中發(fā)現(xiàn)了各種形狀的微生物。他還觀察到煮沸后的肉湯，放上一段時(shí)間，湯里會(huì)出現(xiàn)微生物，放在封閉容器中的肉雖然不會(huì)生蛆，但在顯微鏡下可以看到大量微生物繁殖出來(lái)。他在1684年發(fā)表了最早的細(xì)菌圖，從中我們可以辨認(rèn)出鏈球菌、桿菌和螺旋體。這些發(fā)現(xiàn)使當(dāng)時(shí)的學(xué)者們相信，微生物是從無(wú)生命物中誕生的，而各種生物又是從微生物中產(chǎn)生的。這種認(rèn)為生命是從無(wú)生命物質(zhì)直接產(chǎn)生出來(lái)的假說(shuō)叫"自然發(fā)生說(shuō)"。這原是一種古老的錯(cuò)誤的理論，結(jié)果卻在17世紀(jì)得到新發(fā)現(xiàn)的"支持"。

18世紀(jì)后，人們又開(kāi)始懷疑"自然發(fā)生說(shuō)"的正確性。一位英國(guó)神父用煮沸的方法殺死瓶子里有機(jī)溶液中的微生物，可是不久又生出了新的微生物，于是他認(rèn)為無(wú)生命物質(zhì)確實(shí)可以產(chǎn)生微生物。生物學(xué)家斯巴蘭札尼(1729-1799年，意大利）對(duì)這一實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生懷疑，他認(rèn)為這可能是瓶口未封閉好的結(jié)果，于是他用19個(gè)封閉的瓶子，在沸水中浸1小時(shí)，結(jié)果在瓶?jī)?nèi)有機(jī)溶液中確實(shí)沒(méi)有再見(jiàn)到微生物。據(jù)此，他認(rèn)為英國(guó)神父見(jiàn)到的微生物是從空氣中進(jìn)入瓶?jī)?nèi)的。

19世紀(jì)后，此類爭(zhēng)論仍在延續(xù)。施旺強(qiáng)調(diào)微生物不能自然發(fā)生，但法國(guó)博物家普謝卻在1858年宣布，他已用實(shí)驗(yàn)證明生物能在幾天里從無(wú)生命中自生出來(lái)。這樣，到1860年法國(guó)科學(xué)院為解決這一問(wèn)題發(fā)起了征獎(jiǎng)活動(dòng)，結(jié)果由著名微生物學(xué)家巴斯德(1822-1895年，法國(guó)）成功地解決了這一長(zhǎng)期懸而未決的難題。

巴斯德原是一名化學(xué)家，他對(duì)生物學(xué)的研究是從研究發(fā)酵開(kāi)始的，從1857年起，他致力于各種發(fā)酵機(jī)理以及改進(jìn)醋和酒的生產(chǎn)。還在30年代施旺等人就已提出酒精的發(fā)酵是一種活的酵母作用的結(jié)果，但李比希等化學(xué)家卻認(rèn)為發(fā)酵僅是化學(xué)過(guò)程，與生物無(wú)關(guān)。巴斯德經(jīng)過(guò)研究后指出：發(fā)酵的產(chǎn)物不僅是酒和二氧化碳，還有甘油、丁二酸和其它物質(zhì)，然而這一復(fù)雜的過(guò)程不是一般化學(xué)方程式所能表達(dá)的。他用實(shí)驗(yàn)證明在沒(méi)有"有機(jī)氮化物"的條件下，發(fā)酵在酒精中照樣進(jìn)行，乳酸發(fā)酵也同樣進(jìn)行。1861年，巴斯德觀察到了醇酵母是一種桿狀的類似鞭毛蟲狀的微生物，其發(fā)酵作用只能在無(wú)氧條件下進(jìn)行，這使他發(fā)現(xiàn)存在著不依賴氧生活的微生物。1863年，他把發(fā)酵機(jī)理推廣到腐敗作用，認(rèn)為這是微生物把死去的動(dòng)、植物分解為簡(jiǎn)單化合物的過(guò)程。

巴斯德是達(dá)爾文的信奉者，他認(rèn)為微生物不可能在短時(shí)間里由無(wú)生命物質(zhì)生成，有機(jī)培養(yǎng)液中的微生物可能是由空氣中的某種微生物胚種繁殖起來(lái)的。1860年，他在阿爾卑斯山區(qū)的不同高度上做實(shí)驗(yàn)，證明空氣中的胚種和高度成反比。1864年，法國(guó)科學(xué)院在巴黎大學(xué)舉行辯論會(huì)，他制造了各種形狀的長(zhǎng)頸瓶，內(nèi)盛肉湯，瓶口不封，以利空氣進(jìn)入，幾天后肉湯沒(méi)有變質(zhì)。

巴斯德解釋說(shuō)：空氣中的胚種在流經(jīng)彎曲的瓶頸時(shí)，都被沾在管子的內(nèi)壁，而不能進(jìn)入肉湯中。法國(guó)科學(xué)院評(píng)論這次辯論，認(rèn)為巴斯德"利用最精確的實(shí)驗(yàn)，掃清了生物自生這個(gè)問(wèn)題上的疑云。"

2.細(xì)菌的培養(yǎng)基、染色及滅菌

最初用顯微鏡觀察的細(xì)菌都是沒(méi)有染色的，觀察者很難看清細(xì)菌的細(xì)致結(jié)構(gòu)。1849年，植物學(xué)家科恩(德國(guó)）首先用植物染料將組織切片染色。1769年，霍夫曼(英國(guó)）使用植物染料洋紅為細(xì)菌染色。1876年，細(xì)菌學(xué)家科霍(1843-1910年，德國(guó)）發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌內(nèi)生芽孢，第二年他拍攝了第一張細(xì)菌的顯微鏡照片，他用美藍(lán)對(duì)細(xì)菌染色，將細(xì)菌膜在空氣中干燥，然后用酒精固定。經(jīng)固定和染色后的細(xì)菌膜經(jīng)一個(gè)蓋玻片保護(hù)便成了一種永久性的標(biāo)本。1882年，科霍利用一種改進(jìn)的染色方法成功地為結(jié)核菌染色。第二年尼爾森對(duì)細(xì)菌脫色方法進(jìn)行了改良。

1890年，萊夫勒第一次證實(shí)細(xì)菌有鞭毛存在，他借用顯微鏡拍下了許多照片，照片中細(xì)菌的鞭毛清晰可見(jiàn)。這樣到19世紀(jì)末，由于技術(shù)的進(jìn)步，細(xì)菌細(xì)胞的外部特征幾乎都為人了解了。

還在1860年，巴斯德為發(fā)展一種不被其它微生物污染的微生物培養(yǎng)方法，曾設(shè)計(jì)出一種半合成培養(yǎng)基，其中含有銨鹽、酵母粉和蔗糖。他用這種方法培養(yǎng)出純種酵母菌。

1872年，科恩設(shè)計(jì)了一種含有鹽類和酵母粉的培養(yǎng)基，這種培養(yǎng)基具有更廣泛的用途。早期的培養(yǎng)基都是液體的，使用時(shí)需要連續(xù)稀釋，直到獲得無(wú)菌樣品為止。這種方法不僅繁瑣，而且實(shí)驗(yàn)結(jié)果也是不肯定的。

1881年，科霍用一塊切開(kāi)的熟馬鈴薯做成第一個(gè)固體培養(yǎng)基。次年，他用瓊脂作為培養(yǎng)基凝固劑。瓊脂是一種具有特定熔點(diǎn)的物質(zhì)，本身含營(yíng)養(yǎng)成份很少，不含抑制物質(zhì)。固體培養(yǎng)基的接種是在鐘罩內(nèi)進(jìn)行的。后來(lái)科霍的學(xué)生發(fā)明了培養(yǎng)皿，使培養(yǎng)工作更加簡(jiǎn)便。科霍發(fā)明的固體培養(yǎng)基和混合培養(yǎng)純化技術(shù)，使培養(yǎng)細(xì)菌學(xué)發(fā)生了革命性的變化，它使得在19世紀(jì)最后的20年間有可能把大部分細(xì)菌病原體得以分離，為近代醫(yī)學(xué)作出了突出的貢獻(xiàn)。

微生物學(xué)研究，往往需要事先做好滅茵的工作。施旺在30年代曾證明煮沸的肉湯，只要不被空氣(未消毒）污染，就能永久保存完好。其實(shí)，當(dāng)時(shí)使用高溫消毒蒸鍋已有百余年的歷史了，利用這種辦法在19世紀(jì)初開(kāi)創(chuàng)了食品罐頭工業(yè)。19世紀(jì)50年代，巴斯德發(fā)展了滅菌技術(shù)，他指出使酒和醋變質(zhì)是由于受其它微生物污染的緣故，只要適當(dāng)?shù)亟o酒和醋加熱就能殺死這些微生物。特別是他還證明了滅菌時(shí)濕熱比干熱的效率高得多。英國(guó)醫(yī)生李斯特爾受他啟發(fā)在60年代發(fā)明了一套消毒防腐的外科裝置。但是，當(dāng)時(shí)人們還不了解細(xì)菌的芽孢能夠忍耐幾小時(shí)連續(xù)蒸煮，因而滅菌常常失敗。

1876年，巴斯德證明將尿在加壓條件下加熱至115~120℃，可以達(dá)到滅菌目的。人們由此認(rèn)識(shí)到某些細(xì)菌是耐熱的，以至連續(xù)煮沸數(shù)小時(shí)也能存活。

1881年，科霍等人確定了用熱空氣和蒸汽滅菌所需要的最低溫度和最短時(shí)間：熱空氣滅菌要達(dá)到160℃，保持1小時(shí)；熱蒸汽滅菌要達(dá)到120℃，保持30分鐘。他們?yōu)閷?shí)驗(yàn)室和手術(shù)室滅菌操作提供了依據(jù)。