—、引言

尽管从古典时代开始就有学者提出微生物存在的假说但直到19世纪现代科学的发展才证明微生物的存在让人认识到食物变质，人体感染和疾病传播等都由做生物导致。这一认调的结果是各种以现代微生物学为基础的杀菌或消毒方法诞生并被应用于科学研究、教学实验、医疗操作和工业生产中。从部时起最主要的消毒和灭菌方法分为物理和化学方法其中枷理灭菌又以高温灭藏用途最广。19世纪来期开始,工业生产的灭菌器种类繁多、式样丰富其中应用最为广泛、最有效的便是高压蒸汽灭菌器(atbcdive)它是医院和科学实验室的器具、衣核和环境消毒公不可少的工具作为器物见证了灭菌技术和机构变迁的历史。

但遗憾的是,灭菌器作为日常使用且不可或缺的工具在科学实验和科学活动中的历史意义并未得到普遍承认。一个重要的例证是,在国内的科学博物馆或者自然博放馆中很少几到它的身影但在国外科学博初馆中灭菌器是常见之物如伦敦的科学博物馆就藏有4台灭菌器"1)专业的科学史研究者也极少对作为工具和发器的灭菌器进行专门研究。但这是否意味着在科学史和科学牧载中忽略它们是正当的7答案当然是否定的。新近科学仪器史的相关研究提醒我们它们的意义至少可以从两个层面进行阐释。从宏观层面来看器具的历史与科学、技术和工业的发混息息相关它们的演化史是科技和工业发展之过程的见证"-从徵观层面来看,它们在大学、医院和实验室等具体情境和使用者个人手中的应用同样被赋予意义:它们是实验和操作中机构和私人历史以及日常生活的组成部分和积极参与者%。
清华大学科学博物馆蔻有一台美国生产的进口高压灭菌剧(仅图1)。首先它是19世纪工业生产、科学技术发展以及商业运作的结果见证了灭菌技术和设备的发展及其在中国的传播和使用)此外,它与清华大学著名土木工程学家陶葆楷先生以及其他使用者的联系赋予了它作为一件特定仪器的微观历史。本文希望通过历史回顾和对这件仪器的具体分析,提醒国内学界和博物馆同行关注灭菌器及相关实验和科学仪器。

这台灭菌器来自清华大学环境学院,由我国土木工程和环境工程学家陶葆楷购买。它从形式上来说是一台卧式高压蒸汽灭菌器(horizontalautoclave),现存主体部分包括支架、灭菌仓、蒸汽发生器、安全阀、压力控制器、控制悯和另配的开关等顶部压力表缺失。它的主体部都分是圆桶形灭菌仓横置于支架上与下方燕汽发生器一样通体紫铜材质可加压并自动控压在1.osi(13L21Nm73)燕汽温度可达1215C，灭菌仓底部一阆有销售铭牌标识由纽约BramhallD ane公司(以下称布兰霍尔公司)制造、费城e thur H Thomas公司前售但未标明产品型号、专利日期或生产日期，此外灭营器顶的有油漆写就的生化2-36"字样。顶部的安全阀由lMamning,Maxwell an More公司生产型号为1445。这台灭菌器在美国生产、在清华大学使用数十年经数代学人之手轵转数个校内教学和科研单位.20世纪0年代才退役。追需它的历史能为我们了解灭菌设备仪器的发展、演化和使用以及清华乃至中国近代微生物实验提供线索。

二、消毒与灭菌器:历史回顾

在医院、实验室和工业生产中使用的高压蒸汽灭菌器是现代科学技术和工业发展的产物了。从文明早期开始人类就从经验中认识到高温在不同生活情境中的作用烹煮是风干、腌和熏制之外最重要的安存食物的手段饮用开水可以避免生病通过火焰烧灼外科操作中的器具可以避免感染发生。但直到19世纪,科学的进步才发现觉生物是食物离败、人体疾病和伤口感染的共同原因。在此之前从古奥时代到交艺复兴不同时代和地区的学者都提出了微生物存在的假说(.17世纪显微镜的使用使科学工作者们确认了它们的存在但当时性协学级域盛行的自然发生论认为这些动小的生物是自然形成并且不参与任何生物学或者化学过程。这个学说虽然在17和18世纪逐渐被动摇,但其影响力一直持续到19世纪!4]。
微生物学在19世纪得到了突破性发展。最重要的贡献者和奠基人之一是法国科学家珞易巴斯德(LausPastur)他从酿酒和食品制道中获得了关于微生物的知识并且通过科学实验、著达和巢论批立了生嬴说(Germ theory)证明微生物的存在和对有机体所产生的影响它们导致了食物威败、外伤感染和疾病传播。与此同时他也是现代灭营和哨毒槃作的先驱者从科学上发现了高温在关菌消毒方面的作用他设计的巴氏消毒法(Pasteurization)如今仍然广泛应用于食品工业;而现代高压蒸汽灭菌器的起源也与他的工作息息相关。
现代高压蒸汽灭菌器的起源可以追澜到17世纪。1679年,波义尔的助手、法国发明家丹尼斯响帕潘(DenisePapin发明了一个名为燕汽蒸煮剧(Steam digeste 的装置，这个装置有一个密封的客容器和盖子密封容器内盛大加热之后可以避免蒸汽外泄从而增加压强令容器内温度保持在10摄氏度以上以便能烹煮骨头〕。帕油潘的蒸煮器被视为压力锅和蒸汽机的前身同时也是高压灭菌器的前身。类似的装置在之后不断发展但直到19世纪,高压蒸汽才被用于消毒和杀菌。1831年威廉亨利和(Willin Heny)一位来自英国曼彻斯特的医生发表了自己的实验结果证明羟过薜汽高温处理的衣披和其他物品可以避兔传潘疾病尽管他自己承认时人关于传染的原因和本质一无所知”。19世纪70年代之后随着微生物学和细菌学的发展新一代的化学家和徵生物学家如罗伯特科赫(Pobert Koth和巴斯德等基于高温灭菌的原理发明了不同种类的灭菌器这些灭菌器使用高温蒸汽或者干燥热气灭菌。巴斯德发现潮湿的热气也就是蒸汽比干燥的热气在灭菌和潸毒方面更如高效这直接导致了蒸汽灭菌方法和蒸汽灭菌器的流行l、实际上干燥的高温会破坏动物和植物的组织与蒸汽高温相比也更难以穿透需要杀菌的组织和材料难以控制因此燕汽淌毒法在实际使用中远较单纯的高温消毒更为广泛[〕』1679年,巴斯德与他的学生和助手查尔斯·钱伯兰(Chares Chamber and基于帕潘的高压锅原理发明了第一台现代高压蒸汽灭菌器被称作Autoclave,并以钱伯兰的名字命名并注珊商标出售^，这个装置通过高压提升蒸汽的温度达到120慑氏度从而保证了消毒和灭菌的速度和效力。

但钱伯兰和巴斯德的高压蒸汽灭菌器并不是当时唯一的灭菌器至少科赫和他的团队也发明了相似的装置,并且得到了广泛的使用l%。科赫并不欣赏钱伯兰和巴斯德的发明主要原因是他认大高压蒸汽温度过高在实验室中会破坏物品和培养基。他在1631年设计制造了非高压的蔡汽灭菌器主要原理是将需要杀菌消毒的物品放置在灭菌器内部的上层加热下层的水使蒸汽流通循环从而关灭上层物品上的微生物。差不多是同一时代英国物理学家约翰丁达尔(Johm Tynd l也设计装置利用高温蒸汽灭菌但他采取的是重复、间隔加热的方法被称为丁达尔灭截法Tyrdlirato)，这些利用高温燕汽的不同灭截方法和设备在19世纪30年代之后广为流行在欧洲和北美洲都被使用。比加.1891年美国费城出版的一本&细菌学纲要》(5sntials of Eacerogy)为医学生的实验提供了实验方法和次器设备的相关参考。作者在介绍蒸浸灭菌法的时候对科赫的蒸汽灭菌器、丁达尔灭菌法以及钱伯兰的高压灭菌器都作了介绍1"↓。1897年另一本细菌学教科书{细菌学手册 Y(Ma uel of Bacterolay对比了科赫式蒸汽天菌器和钱伯兰式灭菌器认为科赫灭菌器所使用的不加压方法运用方便、广泛;但是钱伯兰式高压灭菌器则高效、迅速,但似乎操作复杂并且危险[11]。
在19世纪9O年代之后,普通蒸汽灭菌器仍然广泛使用,但是高压蒸汽灭菌器被认为是比普通灭菌器更有效也更昂贵的设备逐渐成为医院、大学和政府部门相关实验室中的重要装置，。早期如科赫所认为的高压蒸汽灭菌会破坏组织和培养基也已经被证明是错误的12』1897年,尼亚加拉大学医学部开设了一门细菌学课程课程的大部分内容是在实验中完成，尼亚加拉大学之所以能开这门课是因为大学的细菌学实验室装备了最现代的装置'包括培养箱、显微镜以及高压燕汽灭菌器l(13』。1900年宾夕法尼亚大学校医院的外科教投表示在他所服务的校医院中高压灭菌器被用于为外伤处理中用到的款料和器具消毒杀团["4，高压灭菌器甚至在海外殖民地也被使用。1905年.美国殖民地菲律宾政府的科学局(Bureau of Science)新建成了实验楼实验楼中就为生物学实验配备了高压蒸汽灭菌器151。
随着市场扩大19世纪90年代之后越来越多的公司开始生产与钱伯兰的设计相似或者改良的高压灭菌器这些灭菌器的造型和设计也有了改变功用也开始扩大。早期钱伯兰的设计是立式将用作水仓和灭菌仓的容器竖直放置水仓在容器底部、灭菌仓门在顶部底部支架相对较矮见图2)日式灭菌器则由支架将作为水仓和灭菌仓的容器拾高同时水平放置仓门从容器底的打开此外还有的高压灭菌器将灭菌仓与水仓和加热器分离将水加热后获得的蒸汽汤过管道引入单独的灭菌仓。在20世纪早期厂商生产高压灭菌器采取了不同形制并应用于不同场合最重要的厂商之一就是美国纽约的Branmtal lane 公司它就是清华大学科学博物馆馆藏灭菌器的生产厂。