【微生物与诺贝尔奖系列科普】一次意外,获得一个诺奖-----田中耕一

2024-09-04 17:00   四川  


Microbiology & The Nobel Prize

微生物与诺贝尔奖

第十六期

CAMPUS EDUCATION

本科生做科普



  许多微生物学先驱者,孜孜不倦、科学探索,取得了一系列划时代意义的伟大成就,在人类文明史上留下不可磨灭的一页,并因此被授予诺贝尔生理学或医学奖。他们的科学精神与成长故事激励着后人不断勇攀科学高峰。

  《临床微生物学检验技术》课程于2020-2021级医检系开设“微生物与诺贝尔奖”系列科普活动,共计16个专题,推文均由本科生撰写,鼓励学生团队协作、感悟微生物学大家风范。


走进诺贝尔奖人物

田中耕一

2002年10月,田中耕一因其在“生物大分子质谱分析技术”领域的杰出贡献而荣获诺贝尔化学奖。

当时只有43岁的田中,成为日本历史上最年轻的诺贝尔化学奖得主。

然而,田中并不是传统意义上的权威学者,获奖前他的履历平平无奇。

平凡的前半生

18岁时田中进入日本东北大学,就读于电子工程学专业。

本科期间,因德语不及格留级一年。

毕业后,经历多次求职失败,在本科导师推荐下入职岛津制作所,从事试样的激光解吸电离研究。


一次意外,

开创生物大分子质谱检测方法

1985年2月,在一次测量维生素B12实验中,田中耕一犯了一个重大错误。他把甘油误当作丙酮来悬浮UFMP(钴金属超细粉末)。

当时UFMP价格极为昂贵,于是他决心挽救这一次实验。由于质谱实验在真空环境中进行,田中知道刚加入的甘油迟早会挥发掉,随后再加入丙酮就能“拨乱反正”。由于甘油挥发速度较慢,田中按捺不住等待的煎熬,多次用激光照射试图加快甘油的挥发,同时他紧盯着显示屏上的质谱峰,只要能看到甘油分子离子峰消失,“拯救UFMP计划”就将大功告成。就在这时,田中意外检测到维生素B12分子的离子峰。由此一次实验意外演变为一项重大发现。

维生素B12的化学结构


此后,田中项目组开始尝试将UFMP-甘油混合介质用于检测更大的生物分子。经过无数次实验,田中终于在1985年8月检测到了34529道尔顿的羧肽酶分子的离子峰。这是仪器分析化学的历史性突破,表明蛋白质大分子可通过添加基质的方式,使用激光解吸电离法实现离子化。

什么是质谱技术

质谱技术是一种分析方法,它通过电磁学原理将样品转化为气态离子,并测量这些离子的质荷比(m/z),以进行各种分析。

应用领域包括:

蛋白质组学:用于识别和分析蛋白质间的相互作用、修饰等。

基因组学:涉及基因表达的分析、基因突变的检测以及表观遗传学的研究。

聚合物分析:用于大规模材料的筛选、药物的开发以及产品表面的分析。

微生物领域“质谱时代”已经来临




1

准确。

质谱数据库中包含了多种已知微生物的蛋白质指纹图谱,覆盖临床98%以上感染细菌,并且及时更新,鉴定的准确率达98%以上。

2

快速。

具有独特的快速鉴定程序。能够对100个样本进行批量鉴定,整个过程不超过20分钟;而对于单一样本,鉴定速度可缩短至1秒。






参考文献

[1] 沈楠,徐飞.田中耕一:从小人物到诺奖获得者的自我救赎[J].自然辩证法通讯,2023,45(04):116-126.

[2] 徐亦讯. 如何评价田中耕一.

[3] 林涌. 田中耕一:一位诺贝尔化学奖获得者的逆袭故事.

(部分图片来源于网络,如有侵权请联系删除)

作者:

夏丹丹、杨浪成、王乐斌、艾丽菲热

(2021级医检系)

指导老师:王中浩

编辑:黄曦悦


微信号|华西临床微生物室



微度微感会
It's all about sharing! 临床微生物学与感染病学在新的技术和理念下,交流碰撞,脑力激荡!热忱欢迎您的加入,探讨和分享!
 最新文章