2016诺贝尔化学奖揭晓:诺奖得主与中国的渊源

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2016年10月9日 来源:生物通

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  瑞典皇家科学院5日宣布,将2016年诺贝尔化学奖授予Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart和Bernard L. Feringa这三位科学家,以表彰他们在分子机器设计与合成领域的贡献。

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生物通报道:瑞典皇家科学院5日宣布,将2016年诺贝尔化学奖授予Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart和Bernard L. Feringa这三位科学家,以表彰他们在分子机器设计与合成领域的贡献。

这三位获奖者头上的光环十分夺目,Jean-Pierre Sauvage是法国科学院院士,目前为法国斯特拉斯堡大学荣誉退休教授,及法国国家科研中心名誉研究主任;J. Fraser Stoddart是美国科学院院士、美国文理科学院院士、英国皇家化学会荣誉会士,目前为美国西北大学化学教授;Bernard L. Feringa是荷兰皇家科学院院士,也是美国文理科学院外籍院士,目前为荷兰格罗宁根大学有机化学教授。

同时其中两位科学家与中国颇有渊源:Stoddart教授前年受聘为天津大学药物科学与技术学院特聘教授,他在天津大学已面向学院本硕博学生开设课程,2015年1月其课题组还成功引进两名国际青年科学家,目前实验室已正式投入使用,其科研团队已经开展研究工作。

Sauvage教授同样也是武汉科技大学的客座教授,他在得知得奖后说:“我得过很多奖,但诺贝尔奖非常特别。它代表着最高荣誉,多数科学家甚至连做梦都不敢梦到获此殊荣。”

这两位学者的实验室也都有很多中国留学生,他们为中国培养了不少人才。华东理工大学、吉林大学、武汉大学、浙江大学和中国科学院等,都有他们的学生在开展科研。

什么是分子机器

1983年,Sauvage迈出了构建分子机器的第一步,他将两个环状分子套在一起,形成稳定的互穿超分子结构,并将其命名为索烃。1991年,Stoddart则成功制备了一类轮烷,其中一个分子为链型结构,一个分子为环,环分子套在线性分子上,并可以往返运动。在此基础上,他为分子机器设计出了一系列“衍生品”:分子起重机、分子肌肉和分子芯片等。Feringa则是发展分子马达的第一人。1999年,他制作了一个分子转子叶片,能够持续朝一个方向旋转。利用分子马达,他成功让一个玻璃圆筒开始旋转———这个圆筒可比马达本身大上1万倍。此外,他还设计了一辆纳米小车。

这三位获奖者打破了分子系统的平衡局面,为其注入能量,从而使分子的运动具有可控性。从历史发展来看,分子马达和19世纪30年代的电动机何其相似,当时科学家们展示了各种各样的旋转曲柄和轮子,却没意识到这些东西将导致电车、洗衣机、风扇以及食品加工机的产生。今天,分子机器很有可能在新材料、传感器以及储能系统的研发中得到应用。

分子机器与生物学

分子机器在生物学领域有许多应用,其名称也可以称为生物纳米机器,构件主要是蛋白质等生物分子,具有小尺寸、多样性、自适应、仅依靠化学能或者热能驱动、分子调剂等其它人造机器难以比拟的性能,对促进生物学的发现以及仿生学具有重要意义。

从分子机器人能够在生物体内自动生成来设想,其最初的应用似乎应是以医疗等领域为中心。比如针对病毒的分子机器人,也许可以通过研发分子钳予以实现。加工分子钳前端的部件,使它只能与特定的病毒相结合。而且,可以利用分子钳那样的分子机器人,向癌肿部位集中送达药剂等。

随着生物技术水准的迅速进步,这样的生物技术药物可能会很快地代替现有药物,为人类创造更好的福祉,可是这些构建出来的融合蛋白还远远未能表达出人们所企求的结构和功能水准——人工多结构域“蛋白质机器”所应该具有的理想境界,充其量它们只能算作是蛋白质分子机器的一个雏形。

1966年美国影片Fantastic Voyage讲述了一个潜水艇舰队如何微缩并注入到一个科学家的体内,为他进行血管手术从而拯救了他的生命。50年后的今天,人们虽然仍然未将科幻片变成现实,但是不少科学家们还在为之努力。科学家们希望有一天能将化疗药物直接运输到人体需要的部位,杀死肿瘤细胞,并且不伤害好的细胞。然而这个证明的过程是漫长的。

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