“我们不需要成为真菌学家,”傅莱用日渐流利的中文强调。
“但我们必须熟悉它们,像熟悉自己的手指。我们要找的,是那些能产生特殊物质的种类。这需要耐心,更需要严谨。任何污染,任何疏忽,都可能让我们几个星期的努力白费,或者,更糟,让我们误入歧途。”
细菌在大自然中无处不在,但又十分娇嫩,想要分离并培育出来,还是太难。
最初的兴奋被枯燥冗长的重复训练取代。
收集、分离、培养、观察、记录、失败、再来。
培养皿里长出的常常是五彩斑斓的杂菌,偶尔分离出看似单一的菌落,在传代几次后也可能莫名其妙地失去活性。
酒精灯灼烧接种环的“嗤嗤”声,玻璃器皿轻轻的碰撞声,翻动书页的沙沙声,以及傅莱低沉而耐心的讲解声,构成了小院日间的主旋律。
夜间,则常常是学员们就着昏暗的油灯,整理实验记录、互相提问、或者啃读那些已被翻得卷边的资料。
这个过程哪怕有再好的条件,也是无法避免的。
只是这种变化是缓慢的。
学员们拿接种环的手越来越稳,倾倒培养基时洒出的情况越来越少,在显微镜下辨认常见霉菌形态的速度越来越快。
他们开始有意识地调整培养基的配方马铃薯的品种、葡萄糖的浓度、pH值,观察不同条件对菌落生长速度和形态的影响。
他们尝试用不同的方法处理样品,试图提高分离到目标菌株的概率。
陈远也通过军工部与总后卫生部建立的单线渠道,定期收到关于“青苗”进展的简要汇报。报告内容干巴巴的,多是“本周分离菌株XX株,镜下观察未见明显产抗生素特征”、“尝试改进分离方法,污染率有所下降”、“傅莱医生带领学习青霉素可能作用机制”之类。
他虽然没有具体干过,但也知道这事情急不得,所谓基础不牢,地动山摇。
实验就慢慢来。
卫生部长孙仪之过来看过几次,虽然一直都没有成果,但他从他们的操作中还是看出了进步。
就又安排了三个人过来学习,他认为这技术未来还有大用。
党组织通过渠道,在力所能及的范围内,提供了一些帮助:几本辗转搞到的、更新一些的微生物学影印资料;一批更耐用的玻璃器皿;几种用于调节培养基pH的化学试剂;以及,最重要的,一份关于“抑菌圈”初步筛选法的更详细说明。
这份说明用浅显的语言和图示,讲解了如何制备含有测试细菌的琼脂平板,如何将待测的霉菌菌落或其代谢产物置于平板上,经过培养后,观察测试细菌是否在霉菌周围被抑制生长,形成透明的“抑菌圈”。
抑菌圈的大小,可以粗略反映抗菌物质的强度和产量。
这为青苗小组指明了下一步具体筛选的方向,避免了在茫茫菌海中完全盲目地摸索。
拿到这份说明后,傅莱和组长组织全体成员进行了多次学习和模拟演练。
他们先用一些已知具有微弱抗菌作用的常见霉菌和从伤员伤口采样培养的常见细菌进行试验,熟悉了整个操作流程。
失败依然很多,测试细菌长不好,或者霉菌根本不产生抑菌圈,但流程本身逐渐被掌握。
时间进入1940年的春天。
小院里的杏树开了花,又悄悄结果。
经过近五个月近乎封闭的基础训练和初步筛选积累,青苗小组的成员们,眼神中最初的好奇和紧张,已被一种沉静的专注所取代。
只是一直没有成果,也让一些人有些焦急。
傅莱的状态还好,他还抽时间编写了一些细菌培养方面的文章。
他还把在奥地利学习到的知识传授给大家。
慢慢地他们的手指在操作时稳定而精准,讨论问题时开始使用一些专业术语。
转机出现在一个看似平常的下午。一名学员在处理一批从附近集市上收集来的、已经部分腐烂的甜瓜时,从一个长满绿色绒毛的瓜皮上,分离出了一株生长速度较快、菌落呈绒状、初期青绿色、后期逐渐变为青灰色的霉菌。
在显微镜下,其分生孢子梗典型,顶端有多次分支,形成扫帚状结构,分生孢子呈链状排列。
傅莱仔细观察后,认为这很可能是一株青霉属的菌株,但具体种名难以确定。
按照既定流程,这株编号为“PM-074”的菌株被纯化,并在多种培养基上扩大培养。
接着,进入了关键的抑菌圈测试环节。
他们选用了一株从化脓伤员创面分离到的金黄色葡萄球菌作为测试菌。
当蘸取了“PM-074”菌株摇瓶培养液的圆形无菌滤纸片,被轻轻放置在涂布了金黄色葡萄球菌的琼脂平板上,放入那台用煤油灯和热水槽维持恒温的简陋培养箱后,小组所有成员,包括傅莱,都陷入了一种混合着期待与忐忑的沉默。
他们经历过太多次失望,培养皿上除了测试菌均匀生长的浑浊,什么也没有。
48小时后,组长小心翼翼地打开培养箱,取出平板。
在朝向窗户的明亮光线下,所有人都屏住了呼吸。
围绕着一枚滤纸片的边缘,出现了一圈虽然不算特别宽大、但边界清晰可辨的透明环带。
环带内的琼脂上,几乎没有金黄色葡萄球菌生长,与周围密集的菌苔形成了鲜明对比。
“有圈!”一名年轻的学员忍不住低呼出声,随即捂住嘴,眼睛亮得惊人。
傅莱深吸一口气,戴上手套,拿起游标卡尺,仔细测量了抑菌圈的直径。
大约8毫米。他又检查了其他几枚滤纸片,结果类似,抑菌圈直径在7-9毫米之间波动。
“记录:PM-074对测试金黄色葡萄球菌株产生明显抑菌圈,平均直径约8毫米。”傅莱的声音平稳,但拿着笔记录的手指,微微有些颤抖。
他示意将平板拍照,这台相机,可是他从家乡带来的。
然后继续进行下一步:将抑菌圈边缘的少量琼脂块移出,接种到新的培养基上,试图分离可能存在于抑菌圈内、对抗菌物质敏感的残留细菌,以确认这不是操作污染或其他偶然因素造成的假象。
同时,他们用“PM-074”的培养液上清,测试了对其他几种常见化脓菌的抑制效果,也观察到了不同程度的抑菌现象。
接下来的几天,是紧张而有序的验证。
他们排除了污染的可能,确认了抑菌物质确实来自“PM-074”菌株的培养物。
他们尝试调整培养条件培养基成分、培养温度、摇床速度、培养时间,观察对抑菌圈大小的影响。
他们开始尝试用现有的方法,对培养液进行初步处理:过滤除去菌丝,用活性炭吸附后在不同pH条件下洗脱,试图初步浓缩这种抗菌成分。
他们发现,这种物质对热相对稳定,但对强酸强碱敏感。
所有迹象都指向一个令人振奋的可能性:他们可能真的分离到了一株能够产生具有抗菌活性物质的青霉菌。
虽然活性看起来还不算特别强,抑菌圈不大,但这无疑是零的突破,是黑暗中燃起的第一点微光。
他们按照之前定下来的规划进行操作。
详细的报告,连同拍摄的抑菌圈照片、实验记录副本、以及一小瓶冷冻干燥保存的“PM-074”菌种,通过秘密渠道,被送往军工部,最终呈递到陈远面前。
当陈远看到那虽然模糊但抑菌圈清晰可见的照片时,他靠在椅背上,良久无言。
第214块光伏板,正在被组装起来。
成功了。或者说,迈出了最艰难、最基础的第一步。
傅莱和那些年轻人,在没有像样设备、缺乏参考资料、条件简陋的情况下,依靠有限的指引、严谨的训练和不懈的坚持,真的从自然界中筛出了可能有用的菌株。
这不仅仅是运气,这是科学方法、严格训练和艰苦付出的初步成果。
他想起大约八个月前,自己将那个代号“青苗”的计划提交,并提供了基础操作指南时,内心其实并无十足把握。
他寄希望于傅莱这个历史关键人物的提前介入,也寄希望于这个时代中国青年那种被国难激发出的、可怕的学习韧性和奉献精神。
但他们能做到这个程度,分离出具有明确抑菌活性的菌株,并完成了初步的验证和保种,这仍然超出了他最初的乐观预期。
他都快要放弃这个计划了。
只是惊喜之后,他开始思考,报告中也坦诚指出了现状:菌株产量很低,培养液中的活性物质浓度微弱,初步的浓缩尝试收率感人,距离获得足以用于动物实验、更别提临床应用的粗提物,还有相当漫长的路要走。
后续的菌种改良、发酵工艺优化、提取纯化工艺建立……每一步都是难关,都需要时间、资源,以及可能更多的、目前根据地难以提供的技术和设备支持。
他的手指无意识地敲击着桌面。
那个曾经让他热血沸腾,又因其惊人代价而被迫深藏的育种机方案,再次浮现在脑海。
当时否决它,是因为根据地工业建设刚刚起步,每一度电、每一份特种材料都关乎更迫切的生存与战斗需求子弹、步枪、电台、炸药、钢铁……青霉素是救命的良药,但若为了它而严重拖慢其他战线,无异于饮鸩止渴。
然而,情况在变化。
首先,是青苗小组的进展。
他们证明了这条路在根据地的现实条件下,并非绝路。
他们已经找到了苗,尽管还很弱小。
这意味着,如果有一个强力工具,能够快速优化这棵“苗”,让它茁壮成长,结果的时间可能会大大提前。
其次,是傅莱和他带领的团队展现出的专业素养和坚韧精神。
他们值得更好的工具。将希望完全寄托在漫长而低效的自然筛选和工艺摸索上,是对这种宝贵人力智力的浪费,也是对前线将士生命的某种拖延。
第三,也是最重要的一点根据地的整体实力,正在以超出他个人预计的速度增强。
军工生产体系逐步完善,产能稳步提升;以邢台三区为代表的民用合作社经济蓬勃发展,不仅提供了大量物资,更积累了资金、培养了技术工人、建立了初步的供销和贸易网络;同蒲路、正太、平汉铁路沿线的一系列破袭作战,特别是规模空前的春季大破袭,缴获之丰,远超以往。
大量的铁轨、钢材、电线、机床部件、油料、药品、布匹、粮食被运回根据地,极大地缓解了物资短缺问题,也为工业建设提供了宝贵的原材料。
形势也跟去年大不相同。
就比如根据地内部建立的军工厂,现在已经不怕鬼子的扫荡了。
是的,不只是他陈远在开挂,整个根据地,从总部领导到普通战士,从地方干部到合作社员,所有人都在拼命,都在努力。
这种汇聚而成的磅礴力量,正在一点一点地改变着敌我力量的对比,也一点一点地拓展着可能的边界。
那个计划还是需要拿出来仔细考量一下。
他洗洗手,走入里间,启动燧火。
淡蓝色的光幕无声展开,依旧冰冷、简洁、高效。
“调出存档项目:‘特殊项目定向超速菌种改良装置(代号:育种机)可行性分析与方案概览’。”
光幕流转,那份曾经让他无比心动又无比无奈的项目档案再次呈现。资源需求清单上,那一长串的特种光学玻璃、稀有气体、高纯度金属靶材、高压绝缘材料、微流控芯片蚀刻能力、生物相容性聚合物、微型传感器材料、高纯度化学试剂……依然触目惊心。
能量需求评估,特别是“需消耗平台当前峰值能量输出功率的约百分之三十五到四十,持续五到七日”的描述,依然像一道沉重的枷锁。
但他的目光,已经不再像上次那样,仅仅停留在无法承受的结论上。
他逐项审视着那份材料清单,大脑飞速运转,与近期了解到的根据地物资储备、缴获情况、以及通过贸易渠道可能获取的物资信息进行交叉比对。
8个月过去了,现在输入平台的电力已经增加了50%。
特别是进入夏季,河口集、东石岭两座水电站,让平台的电量输入成倍地增加。
聚能发电,光伏发电也在提供着不少的电量。
似乎可以试一试了。
“燧火,重新评估‘育种机’项目。基于以下新参数和策略进行调整推演。
第一,目标调整。不追求一步到位获得‘可用于规模化生产的、产量数百倍于原始菌株的超级菌种’。
新目标为以获得的‘PM-074’菌株为起点,利用育种机,在1-2个筛选周期内,获得产量显著提升的改良菌株,并附带初步的优化发酵参数指引。
要求改良菌株能在根据地现有简陋发酵条件下相对稳定表达产量。”
陈远不打算一步到位了,哪怕菌种达不到最理想的状态,但只要能够初步生产就是好的。
这样可以培养人才,摸索工艺,还能救助一些重症伤员。
“第二,装置简化。在保证核心‘定向高强度诱变’与‘微型化高通量筛选’功能的前提下,尽可能简化结构,降低对极端特种材料和超高精度加工的依赖。
重新评估:能否用高透明度石英玻璃替代部分特种光学玻璃?能否用经过提纯的根据地可产惰性气体稀释或替代部分稀有气体?