在炼金术之后:诺贝尔化学奖获得者100年图说:全彩视图本

第109章 2002年度 约翰·芬恩 田中耕一 库尔特·维特里希

　　因发明了对生物大分子进行识别和结构分析的方法而荣获2002年诺贝尔化学奖

　　瑞典皇家科学院2002年10月9日宣布，将2002年诺贝尔化学奖授予美国科学家约翰·芬恩、日本科学家田中耕一和瑞士科学家库尔特·维特里希，以表彰他们对生物大分子进行识别和结构分析方法的发明。2002年诺贝尔化学奖分别表彰了两项成果，一项是约翰·芬恩与田中耕一合作发明的“对生物大分子进行确认和结构分析法”和“对生物大分子的质谱分析法”，他们两人共享2002年诺贝尔化学奖一半的奖金；另一项是瑞士科学家库尔特·维特里希发明了“利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构法”，他获得2002年诺贝尔化学奖一半的奖金。

　　约翰·芬恩

　　约翰·芬恩（美国，1917～），1917年生于纽约，1940年获美国耶鲁大学化学博士学位，现为美国弗吉尼亚联邦大学教授。他与田中耕一共同发明了“对生物大分子进行确认和结构分析法”和“对生物大分子的质谱分析法”而获2002年诺贝尔化学奖。

　　田中耕一

　　田中耕一（日本，1959～），1959年生于日本富山市，毕业于日本东北大学，现是日本京都市岛津制作所研究与开发工程师。他与约翰·芬恩共同发明了“对生物大分子进行确认和结构分析法”和“对生物大分子的质谱分析法”而获2002年诺贝尔化学奖。

　　库尔特·维特里希

　　库尔特·维特里希（瑞士，1938～），1938年生于瑞士阿尔贝格，1964年获瑞士巴塞尔大学无机化学博士学位，现任瑞士苏黎世联邦高等理工学院分子生物学教授、美国加利福尼亚拉霍亚市斯克里普斯研究所客座教授。他因发明了“利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构法”而获2002年诺贝尔化学奖。

　　所有生物都含有包括蛋白质在内的生物大分子，“看清”它们的真面目曾经是科学家的梦想，如今这一梦想已成为现实。

　　质谱分析法是通过测定分子质量和相应的离子电荷实现对样品中分子的分析。19世纪末，科学家已经奠定了质谱分析法的基础，1912年科学家首次用质谱分析法获得对分子的分析结果。质谱分析法最初适用于水一样的小分子，由于生物大分子比水分子大千万倍。此时，传统的质谱分析法遇到了新难题。他们将传统质谱分析法加以改进：先将生物大分子电离，使之悬浮于真空中并让它们在电场作用下运动。由于不同质量的分子通过指定距离的时间不同，以此可求分子的质量。但是，这种方法的难点在于生物大分子比较脆弱，在拆分和电离成团的生物大分子过程中它们的结构很容易被破坏。

　　约翰·芬恩与田中耕一发明了殊途同归的两种方法。约翰·芬恩对成团的生物大分子施加强电场，田中耕一则用激光轰击成团的生物大分子。这两种方法都成功地使生物大分子相互完整地分离，同时也被电离。它们的发明奠定了科学界对生物大分子进行进一步分析的基础。

　　但是，约翰·芬恩与田中耕一仅弄清了蛋白质是什么，未解决蛋白质的结构问题。库尔特·维特里希的“核磁共振技术”测定出了生物大分子的三维结构。

　　科学家在1945年发明的核磁共振技术最初也只适用于小分子结构的分析。瑞士科学家库尔特·维特里希汲取了前人的经验，改进了核磁共振技术。他选择生物大分子中的质子（氢原子核）作为测量对象，连续测定所有相邻的两个质子之间的距离和方位，这些数据经计算机处理后就形成了生物大分子的三维结构图。

　　芬恩和田中开发出对生物大分子进行质谱分析的“软解吸附作用电离法”以及维特里希开发出确定溶液中生物大分子三维结构的核磁共振技术对于研究包括蛋白质在内的大分子具有“革命性的”意义，使人类可以通过对蛋白质进行详细的分析而加深对生命进程的了解，使新药的开发发生革命性变化，并在食品控制、乳腺癌和前列腺癌的早期诊断等领域得到了广泛应用。