郵票故事7 路易士．巴斯德逝世百周年紀念郵票
陳時中部長也坦言看不到這波疫情的終點😥
相信現在舉世皆期盼武漢肺炎疫苗的問世，那我透過郵票來介紹一位與疫苗研發十分相關的生醫科學家－巴斯德，希望為大家枯燥的生活，注入一點有趣的科普知識。
巴斯德
巴斯德（Louis Pasteur; 1822~1895），是一位法國的微生物學家、化學家。
2005年，法國舉辦了一個投票活動，讓民眾選出心目中在歷史上的「法國之光」。投票結果第一名是二戰時期從納粹手中收復法國的戴高樂將軍，第二名就是巴斯德！
巴斯德的主要貢獻：「藉酒石酸發現鏡像異構物」、「發明巴斯德滅菌法」、「確立生源說的地位」、「找出疫苗製造的原理」。接下來，我會用簡單易懂的文字，帶大家認識這位生醫領域的超～級偉人！
酒石酸的鏡像異構物
首先我要先問，你知道什麼是「旋光性」嗎？
簡單來說，光的本質是一種橫波，電磁波。想像一下生活常見的橫波：水波、繩波、到棒球場跳的波浪舞；橫波在前進的時候會上下振動，產生振幅。光波其實也會振動，但是你肉眼看不到。
現在如果發射出一束光線，光波原本是在單一方向上振動。但當光線穿透一種Ａ物質，會讓光波振動的方向開始繞著前進方向旋轉（偏振光），就像是可樂果一樣，那我們就說這個Ａ物質具有「旋光性」。如果光波是逆時鐘轉，稱為左旋，順時鐘轉便是右旋。
在釀造葡萄酒的酒桶裡，可以發現「酒石酸（tartaric acid）」這種物質的晶體，它具有右旋的旋光性；然而後來又發現酒桶底部沉澱的，還另有一種「類酒石酸（paratartaric acid）」晶體。類酒石酸的化學性質跟酒石酸根本一模一樣，偏偏有一點不同的是，類酒石酸竟然沒有旋光性！
這個問題困擾了當代許多科學家，也讓年輕的巴斯德倍感興趣。而巴斯德想說，酒石酸之所以會有旋光性，可能是由於酒石酸的晶體不對稱；那麼如果類酒石酸沒有旋光性，那它的晶體應該是對稱的吧！
但當他觀察之後，發現類酒石酸的晶體也是不對稱的，只是這些晶體彼此形成「鏡像異構物」（見右圖）。鏡像異構物，簡單來說就是拿一個化學分子照鏡子，鏡子裡會產生一個組成相同，但形狀方向不同的異構分子。類酒石酸，一半的晶體造成右旋，另一半晶體是前者的異構物，會造成左旋；左旋、右旋彼此剛好抵銷，混合的結果即是不具旋光性。
巴斯德發布「鏡像異構物」的發現時，年僅23歲，可謂英雄出少年，打響自己在科學界的名氣。
巴斯德滅菌法
法國的釀酒業很發達，但這酒一旦放久了便會酸敗。有一家製酒廠的老闆跑來求助於巴斯德，希望能藉由他的專業知識解決這個困擾。當時主流的學說稱發酵是一種相對單純的化學過程，但巴斯德認為事有蹊蹺。研究之下，果然發現發酵乃是由一種微生物－酵母菌造成。
酒變酸的原理也類似於發酵，但這次作用的微生物不是酵母菌，而是乳酸桿菌。因此若要讓酒不酸敗，解決的方法就是殺菌。可是如果採用高溫殺菌法把酒煮沸，那酒的口味會跑掉。於是巴斯德發明了「巴斯德殺菌法」，也就是低溫殺菌法。因為他發現溫度只要達到60°C，就足以殺掉乳酸桿菌。這個殺菌法後來也應用於牛奶（保久乳）。
確立生源說
在上一頁我們可以瞭解到，食物的酸敗，跟微生物有密切相關。但究竟這微生物是怎麼出現在食物的呢？無中生有？還是由外來的微生物繁殖呢？
關於生命如何形成，科學界有兩大學說：自然發生說與生源說。自然發生說主張，生物體有可能源自於沒有生命的物質；生源說則認為生物體一定得由另一個生物體衍生，不能無中生有。這個爭論從西元前六世紀一路吵到十九世紀，終於由巴斯德率領生源說獲得勝利。
在巴斯德的年代，要掌握到第一隻微生物出現在食物的時間點很不容易，因為它們實在太小隻。所以必須要設法模擬出特定的條件，再觀察結果。一般人可能會想說，那我將食物密封起來隔絕外界空氣，不就一定不會生菌了嗎？但要曉得，空氣也是一種物質，所以這樣的作法還不能推翻「微生物是從空氣中蹦出來的」。（你可能會覺得會有這種想法很蠢，但科學就是這麼嚴謹，凡事講求證據）
於是巴斯德先發明出一種玻璃容器，有一段長又彎的管道通至管口，像是鵝的脖子，所以被稱為「鵝頸瓶」；雖然空氣分子從彎曲的管道流入，但是體積稍大的灰塵會被擋下來。巴斯德在鵝頸瓶裡盛裝肉湯，加熱殺菌後，放置好長一段時間，肉湯卻都沒有臭酸掉。這是因為微生物必須依附在灰塵而非空氣分子；當灰塵無法進入時，微生物也就無法接觸肉湯。
這個實驗的成功，證明就連微生物也不會無中生有，確立了生源說的地位，幾乎推翻自然發生說。而那些鵝頸瓶的肉湯，從19世紀一直放到現在，真的都還沒腐敗喔！
找出疫苗製造的原理
世界上第一個疫苗－天花疫苗，是由愛德華．金納發明的，不是巴斯德。但巴斯德是第一位「指出疫苗製造原理」的人。有一段時間，他為了研究造成雞瘟的細菌，利用培養液培養這個菌種。某次，他的研究助理犯傻，造成培養液乾掉。巴斯德想說死馬當活馬醫，把乾涸而死的菌株注入一群雞隻體內，接著再注射新鮮的細菌看會發生什麼事。沒想到，這些雞竟然全都活得好好的。
於是巴斯德就瞭解，原來疫苗的原理，即是先讓失去毒性的病原體，來引發生物體的免疫系統「避難演習」。等到下次真正有毒性的病原體來臨，生物體的免疫系統就能有效發揮保護力啦！
後來，巴斯德運用疫苗製造的原理，製造出對抗炭疽病的疫苗，挽救法國的畜牧業。接下來他又研發了狂犬病的疫苗，拯救全世界感染狂犬病的患者。
本篇圖片引用來源：中華郵政、維基百科、Yahoo購物
留言
張貼留言