发明色谱法的他竟是一名编外杂工

浏览: 次 来自:网络 时间:2016-01-18

【导读】尽管茨维特所创立的方法是当时世界上最简便最有效率效果最好的分离方法,可是由于所谓权威人士的偏见和抵制,这种方法却一直沉寂在科学的角落,没有受到它应有的关注和推广。
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     瑞士美丽的春天到了,万物复苏,一名少年舒舒服服地躺在草地上,痴痴地望着河边垂柳依依,那片随风掀起的嫩绿色海洋,仿佛在召唤着他投入自然的怀抱。

  是什么让这些美丽的植物们是绿色的呢?一枚科学的种子深深扎根在了少年的心中,尚读中学的他立志要成为一名出色的生物学家,探索大自然的秘密。他就是后来发明了色谱法的植物生物化学家茨维特。

 色谱法是现代科技领域最重要最有效的分离提纯手段之一,通过这种手段,可以将复杂的混合物质逐一分散、提纯并有规律地排列成一条条色带。

  1891年,19岁的茨维特考入了瑞士日内瓦大学物理系,1893年,他继续留在这所著名大学的植物实验室攻读博士学位,作为一个不折不扣的学霸,远在国外的他完全痴迷在了研究植物结构中,第一篇有关解剖学的论文获得日内瓦大学授予的“戴维”奖章。为了研究叶绿体,他开始研究一种可以将叶绿体内部不同物质染色的技术,可是当初从细胞生理学的角度研究,茨维特一无所获。直到1896年,茨维特以论文《细胞的生理学研究》完满地结束了毕业答辩,带着回国继续研究的美好愿望,他踏上了返回故土的道路。      
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   日内瓦大学前身是日内瓦学院,1873年建立医学系后,正式更名为大学。(网络图)

  可是事实根本没有想象的那样顺利,沙皇俄国迂腐的政府根本不认同他辛辛苦苦在国外获得的博士学位,华沙工学院的权威都是一群德国人,他们非常看不起这个从瑞士大学毕业的博士。学校不仅不给他安排任何可供实验的研究环境,连一席教职也不提供给他,只给他一个编外杂工的身份。

  偏见与压制根本没有使茨维特放弃对色谱法的研究,1896年,他走出了重要的一步,开始尝试将物理化学手段运用到叶绿体中的绿色色素的研究中。很快,他便发现这种能呈现绿色的色素不是一种简单的物质,而是叶绿素与清蛋白的复合物,他将其命名为“叶绿蛋白”。1901年,茨维特决定将吸附技术作为探索分离叶绿蛋白色素的方法,使色素能从溶液中分离出来而不改变形式与性质。
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 1903年,茨维特终于成功了,他从植物的绿叶中成功分离色素。他先制作了一个碳酸钙吸附柱,然后将其与吸滤瓶连接,使绿色植物叶子的石油醚抽取液自柱通过。结果植物叶子中的几种色素便在玻璃柱上展开:留在最上面的是两种叶绿素;绿色层下面接着叶黄质;随着溶剂跑到吸附层最下层的是黄色的胡萝卜素。如此则吸附柱成了一个有规则的、与光谱相似的色层,最后他用醇为溶剂将它们分别溶下,得到了各成分的纯溶液。

  1903年3月21日,在华沙自然科学家协会生物学家分会举行的会议上,茨维特作了“一种新型吸附现象及其在生物化学分析中的应用”的演讲,公布了他对100多种无机和有机吸附剂的研究结果。这是世界上首次有关色谱法的演讲报告,于是,后人把1903年3月21日作为色谱法的诞生日。可惜的是,这次演讲当时却并没有引起科学界的重视。

  即使他取得了这样的成就,在华沙工学院执教的一群德国人还是照样看不起他。他也曾多次申请植物系的教授职位,可得到的回应只有官僚们的冷嘲热讽。生活的辛酸没有击倒茨维特对科学的执念,他多年夜以继日地研究。1906年,茨维特在德国《德意志植物合志》上连续发表了《叶绿素的物理化学研究》和《吸附分析与色谱法》两篇论文,详细讲述了他创立的方法和叶绿素在化学上的应用,并将此方法正式命名为“色谱法”,这种技术不仅适用于植物色素,还可利用于有机物与无机物的分析中。苦苦研究数十载,他终于获得了学术界的认可,茨维特也终于升职为讲师了。

  为了使这项技术能更加广泛地应用,茨维特先后试验了126种粉末吸附剂对植物叶绿素的分离效果,在1910年,汇集了他十几年心血的专著《植物界和动物界的色素》终于完稿出版,茨维特在此论著中描述了他对叶绿素的全面研究,以及有关色谱法详尽无遗的讲解。
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 尽管茨维特所创立的方法是当时世界上最简便最有效率效果最好的分离方法,可是由于所谓权威人士的偏见和抵制,这种方法却一直沉寂在科学的角落,没有受到它应有的关注和推广。

  受到压制的茨维特倒是没有过多抱怨,尽管他万分希冀世人能听到他的呐喊,可是这个世界实在太过喧嚣了。就在他努力奋斗,希望能取得更大成就让世人注意这个极有前景的色谱法的时候,第一次世界大战爆发了。他如一片凋零的落叶,随学校的辗转搬迁而飘荡。辛劳与奔波摧毁了他的身体,1919年6月26日,年仅47岁的茨维特带着无尽的遗憾悄然离世。

  近20年后,科学家卡勒、库恩等人偶然间发现了默默无闻的色谱法。在几位科学家的精心擦拭下,色谱法仿佛一块灰头土脸的金子重新散发出耀眼的光芒。他们用色谱法成功地分离出了非常多前所未见的提纯物质,如各种维生素,激素与酶。卡勒与库恩分别于1937年,1938年荣获科学界的巅峰之奖——诺贝尔化学奖。

  卡勒在1947年世界有机化学协会举行的会议上说:“没有哪种像茨维特的色谱吸附分析那样对有机化学产生如此巨大的影响,他极大拓宽了有机化学的研究领域。如果不使用这种新方法,则在维生素,激素、类胡萝卜素和其他大量天然化学物质的研究方面,就绝不可能取得如此巨大的进展和丰硕的成果。”

  终于获得了世人的认可与赞美,对于九泉之下的茨维特,也许太晚,也许并不晚。他辛勤耕耘的一生,哪怕如此不起眼,如此默默无闻,却给世界带来了一个更为美好的明天。

人物小档案:

  米切尔·什莫诺维奇·茨维特(1872~1919),俄国近代植物生理学家、植物生物化学家、色谱技术创世人,首创的“色谱分离法”极大推动了20世纪有机化学,生物化学,医药学的研究发展。

  里夏德·库恩(1900年12月3日-1967年8月1日)奥地利-德国化学家,1934年,库恩与卡勒合作,合成维生素B2,1937年合成维生素A。1938年,库恩荣获诺贝尔化学奖,但因纳粹的阻挠而被迫放弃领奖。

  保罗·卡勒(Paul Karrer),瑞士化学家,由于对类胡萝卜素、黄素,以及维生素A和维生素B的结构研究,1937年获诺贝尔化学奖。

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