100 年前人类发现了胰岛素,治疗糖尿病,是多国科学家的共同努力( 二 )


提取胰岛素
1920年 , 安大略省伦敦一位小镇医生FredBanting有了一个想法 。 他认为如果将动物的胰腺和消化系统之间的导管结扎起来 。 等待几周 , 当产生消化酶的那部分胰腺坏死时 , 然后完全取出胰腺 。 他认为 , 这个坏死的胰腺会含有胰岛素 , 但不会含有破坏性的酶 。
1921年7月27日 , Banting在多伦多大学 , J.J.R麦克劳德的实验室里完成了这个试验 , 他与一位名叫CharlesBest的在校学生合作 , 从一只狗的萎缩胰腺中提取了一些物质 。 然后将提取物注射到另一只因切除胰腺而诱发糖尿病的狗身上 。 这只动物的糖尿病症状开始消失 。
100 年前人类发现了胰岛素,治疗糖尿病,是多国科学家的共同努力
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CharlesBest(左)和FrederickBanting与胰岛素维用持生命的狗 。
尽管Banting的实验成功了 , 但他提炼出出胰岛素方法不实用 。 J.J.R.Macleod提出由生物化学家JamesCollip负责找出一种从胰腺中分离出胰岛素的实用方法 。
Collip开发了一种基于提炼酒的方法 。 这个概念很简单 , 他将肉店很容易买到的新鲜猪胰腺捣碎 , 然后将其与酒精和水的溶液混合在一起 。 Collip慢慢增加溶液中酒精的百分比 , 开始没有什么变化 , 当酒精浓度高到一定程度时 , 就会有胰岛素从溶液中析出 , 不再溶解在液体中 。 通过收集烧杯底部的固体沉淀 , 他得到了一种杂志很少的胰岛素 。
Collip提取的胰岛素让班廷和多伦多大学医院的其他人开始治疗糖尿病患者 。 第一次注射发生在1922年1月 。 结果是奇迹般的 。 几周内 , 注射了这些胰岛素 , 帮助数十名濒临死亡的患者恢复了正常活动 。 消息传出 。 胰岛素的需求大增 。
借鉴酿酒的方法
但是 , 当Collip更大批量的提炼(分离纯化)胰岛素时 , 出现了严重的问题 。 他自己也不知道问题到底出在了哪里 , 为什么按照他以前使用的完全相同的配方 , 他的溶剂中却没有胰岛素 。 J.J.R.Macleod又求助于礼来公司(EliLillyandCompany) , 这是一家位于印第安纳州的制造药用胶囊的商业公司 。
在礼来 , 提取问题落在了27岁的化学家乔治·瓦尔登(GeorgeWalden)身上 。 Walden想到了丹麦化学家S?renS?rensen十几年前提出一种方法 。
1900年代 , S?rensen是嘉士伯(Carlsberg)实验室的负责人 , 这是由啤酒公司建立的实验室 , 旨在推进酿造科学 。 他引入了pH值的概念 , 来量化溶液酸度 , 酿造阶段pH值愈高啤酒味道就愈苦苦 。
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于是Walden测量胰腺溶液的pH值 , 他发现酸度对胰岛素溶解度的影响远比酒精浓度大得多 。 他建立了一个类似于Collip提纯胰岛素的方法 , 只是该问利用酸度(pH值)而不是酒精浓度 。 Collip没能大批量提纯出胰岛素 , 可能是因为他忽略了严格控制溶液的pH值 。 这个来自啤酒厂的启发 , 使大量生产胰岛素成为可能 。
攻克糖尿病
到1924年5月 , 糖尿病不再是一种致命疾病 。 医生约瑟夫·柯林斯在《纽约时报》上写道:“人类最顽固的敌人-那些可能毁灭人类的疾病一个接一个地都被科学征服了 。 糖尿病是其中最凶险的敌人之一 , 现在也屈服了 。 ”
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上个世纪20年代的胰岛素
今天 , 我们还面临着严重新冠病毒-这个造成几百万人死亡的病毒的挑战 , 当然也还有癌症、阿尔茨海默病和精神分裂症等一些顽固的敌人 , 只要全世界各国的科学家团结合作 , 这些凶险且顽固的的敌人同样会被人类一个接一个地征服 。