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导读
图1. 罗伯特·格拉布斯(Robert Howard Grubbs)教授时隔数年的两张照片(照相具体时间不详)。
图源:9和12
早年生活
罗伯特·霍华德·格拉布斯(Robert Howard Grubbs)于1942年2月27日出生在美国肯塔基州西部的一个农场。大家都叫他鲍勃(Bob)。除了父母、姐姐和妹妹外,他还拥有一个典型的美国乡村大家庭,成员包括姑姑、叔叔和祖父母等,他们大都是烟草农。
格拉布斯的父亲曾在二战期间服役于美国陆军,退役后成为柴油机械师,随后在田纳西河流域管理局工作,参与了在肯塔基州西部和田纳西州的多个水坝的建设。他们居住的房子就是他父亲亲手建造的。
他的母亲是一名教师,在乡村学校任教超过35年。年轻时,她获得了教师证书,但花了28年才通过夜校和周末课程拿到学士学位。她甚至常常带着年幼的格拉布斯一起去上课。
格拉布斯的姥姥Pamaw是对他影响深远的另一位家人。Pamaw博览群书,受过良好教育,而且非常聪明。格拉布斯回忆道:“我的Pamaw真是一位了不起的女性。她的超能力是能够快速浏览一本书,然后详细回答关于它的问题。我妈妈患有阅读障碍(dyslexia),却是她兄弟姐妹中唯一上过大学的。在求学期间,她被大量的阅读任务压得喘不过气来。在周末时,Pamaw会帮她读书并讲解内容。妈妈说,如果没有Pamaw的帮助,她绝对无法完成学业。”
在为诺贝尔委员会撰写的自传中,格拉布斯写道:“母亲和姥姥树立的学术榜样,加上父亲非常实用的机械技能训练,为我后来投身有机化学研究奠定了完美的基础。”
格拉布斯在农场附近的帕迪尤卡市(Paducah)完成中学学业,期间打了各种零工,包括在当地农场收割烟草和悬挂烟草等。身材颀长的他在同龄人中十分显眼——他成年后身高接近2米(6英尺6英寸)。受父亲影响,格拉布斯从小就热衷于建造东西。在同龄的孩子买糖果时,他会用辛苦挣来的钱买钉子和木材,制作各种物件。他还经常帮助父亲修理汽车发动机、安装管道,并在姑姑和叔叔的农场建造房屋。多年后,格拉布斯发现,“构建新分子比建造房屋更加有趣。”
求学
1959年9月,格拉布斯乘坐灰狗巴士,行囊中装着母亲做的山核桃派,只身前往佛罗里达大学(The University of Florida)就读, 主修农业化学。这一选择很大程度上源于他在肯塔基州乡村的成长经历。他希望能够将自己对农业的热爱与科学结合。
然而,现实并不像想象中那样美好。一年夏天,他留在学校的一个动物营养实验室里工作,每天的工作就是反复细致地分析公牛的粪便。那时的实验室条件还非常简陋,用嘴吸取猪血、用烟头过滤嘴作为空气过滤器的情况屡见不鲜。然而,正是在那个夏天,格拉布斯发现了另一个崭新的世界。
本科毕业后,格拉布斯继续留在佛罗里达大学,在巴蒂斯特的指导下攻读硕士学位,研究环丙烯(cyclopropenes)的反应。偶然参加的一次讲座激发了他对金属在有机化学中的应用的浓厚兴趣。主讲人是来访的在德克萨斯大学任教的化学家罗兰·佩蒂特(Rowland Pettit)博士。之后格拉布斯在这个方向上的不断探索最终将他引向了诺贝尔奖。
巴蒂斯特鼓励格拉布斯寻求更广泛的学术训练。巴蒂斯特曾在哥伦比亚大学(Columbia University)取得博士学位,导师是著名化学家罗恩·布雷斯洛(Ron Breslow)。他鼓励格拉布斯去哥伦比亚大学攻读布雷斯洛的博士学位。
1965年,格拉布斯成为哥伦比亚大学的博士研究生,主攻课题是含碳-金属键的有机金属化合物。三年后他博士毕业。在此期间,格拉布斯完成了人生中最重要的一件事情:他与来自布鲁克林的海伦·奥凯恩(Helen O'Kane)相识并结婚。海伦当时正在学习特殊教育,后来成为了一名特殊教育教师。让海伦的母亲印象深刻的是格拉布斯修理烤面包机和其他家用电器的动手能力。
博士毕业后,格拉布斯在斯坦福大学做了一年博士后研究员,期间首次了解到烯烃复分解反应(olefin metathesis)。1969年,他在密歇根州立大学(MSU)开始了他的第一份学术工作。据他回忆,MSU是当时唯一给他提供职位的学校。
1978年,格拉布斯移居到美国西海岸,成为加州理工学院(Caltech)的化学教授,并于1990年获任为维克多和伊丽莎白·阿特金斯化学教授(Victor and Elizabeth Atkins Professor of Chemistry)。从MSU到加州理工学院,格拉布斯一直专注的一个重要领域就是复分解反应。
复分解反应(Metathesis)
Metathesis字面上的意思是“changing places“或”互换位置“的反应。这种自然过程最早在1950年代的石化工业中被观察到,它涉及两种含有碳-碳双键的分子在催化剂作用下交换片段的化学反应。通过复分解反应,可以选择性地剥离分子的一部分,并用另一种化合物的片段来替换。
当时,科学家们对复分解反应的机理并不清楚,甚至不知道如何利用这一反应。1970年,法国化学家伊夫·肖万(Yves Chauvin)提出了第一个理论模型,指出这个过程是由一类称为金属卡宾(metal carbenes)的化合物引发的。在这种化合物中,金属原子与碳原子形成双键。
在“肖万机理”中,金属卡宾催化复分解反应的过程像一场舞蹈:一个金属原子与一个碳原子手牵手,接近两个相互牵手的碳原子。它们会形成一个环,然后交换舞伴,最终每个原子都与新的原子结合。这样,金属-碳双键与碳-碳双键在一步反应中被打破,并形成两个新键。在1975年和1976年发表的两篇开创性论文中,格拉布斯团队通过实验数据驳斥了其他两种竞争机理假说,证实了“肖万机理”的正确性。
在建立了机理后,科学家们开始寻求能够以可预测方式进行反应的催化剂。1990年,麻省理工学院的教授理查德·施罗克(Richard Schrock)在这一领域取得了重大突破,开发出了基于钨(tungsten)和钼(molybdenum)的催化剂。这类新的催化剂效率更高,但仍然存在一些缺陷:它们对空气和湿气敏感,暴露于空气中时容易分解,并且与许多其他化合物不兼容。
格拉布斯催化剂 (Grubbs catalysts)
从1978年起,格拉布斯在加州理工学院继续深入研究复分解反应。他意识到,要将这一反应从科学探索发展为实用工具,必须要专注于金属-碳双键催化剂,即亚烷基卡宾(alkylidenes)的研究。1992年,格拉布斯借鉴了钨复合物合成中使用的策略,成功合成了基于金属钌(ruthenium)的亚烷基卡宾。这类新型复分解催化剂克服了“施罗克催化剂”的许多局限性,表现出了更高的稳定性,并且适用于多种底物,包括水和醇类。这些催化剂被称为 “格拉布斯催化剂”,迅速地成为了复分解反应的通用催化剂。
格拉布斯催化剂的问世像是打开了洪水之门,它们使复分解反应的广泛应用成为可能。无论是小分子药物,还是用于电视屏幕等先进材料的巨型分子,这些分子的合成过程都基于新键的形成。尤其是化学功能的重要组成部分——碳-碳双键。复分解反应由于能够生成新的碳-碳双键,允许将小分子或聚合物转变为更复杂的分子,已成为医药、化工、材料等多个领域中的强大工具。
在接下来的十多年中,格拉布斯的实验室不断推出新的催化剂。每一代新的催化剂都比上一代具有更高的活性、稳定性和对功能基团的耐受性,或对不同底物的选择性。学术界和工业界把它们依次称为第一代、第二代和第三代格拉布斯催化剂。
但在实验室内部,格拉布斯则用研发出这些催化剂的学生或博士后的名字来命名它们。其中,第二代催化剂是以一位华人学生命名的。
“丁胜催化剂”
1996年,丁胜从北京大学转学到加州理工学院, 继续他的本科学习。在加州理工学院的前两年,除了上课,他还在化学教授安德鲁·迈尔斯(Andrew Myers)的实验室进行化学全合成的研究。1998年夏天,迈尔斯将他的实验室迁往哈佛大学。由于对合成化学的热忱,丁胜在1998年暑假后就加入了格拉布斯的团队。
大学的最后一年对丁胜来说是格外繁忙的。他不仅要在格拉布斯实验室工作,还要在Douglas Rees实验室做DNA结构研究,以及在Bill Goddard III 实验室做计算化学研究。
丁胜加入格拉布斯实验室时正是钌基烯烃复分解催化剂即将产生新突破的历史节点。1998年,德国的一组科研人员在格拉布斯第一代催化剂的基础上,用两个咪唑啉基(imidazolin)配体替换两个三环己基膦(tricyclohexylphosphine或pCy3),合成了一系列新型钌基络合物。这些新催化剂在开环复分解聚合(ROMP)和闭环复分解(RCM)反应中的活性有所改善。这篇论文为格拉布斯实验室提供了新的思路。他们用咪唑啉基配体只替换了一个三环己基膦,结果发现这种新型钌基催化剂不仅拓展了在有机合成中的应用范围,还保持了良好的稳定性,并提高了闭环反应的活性。
格拉布斯和学生们认为这款催化剂仍有进一步改善的空间。一个改进方向是将咪唑啉基配体换成饱和型的,以增加其碱性。合成新一代改进型、拥有饱和咪唑配体的钌基催化剂的任务就交给了刚进实验室不久的丁胜。
格拉布斯一向不喜欢对分配给实验室成员的项目进行过度的控制和干预。他说:“我能做的最好的事情就是不干扰他们。” 他有一个独特的“走动式管理”方式。他有几个实验室,而他的办公室不在同一楼层。他每天会从办公室溜达到各个实验室,遇到学生或博士后时,就询问他们的实验进展,往往还会多闲聊几句。聊完科学就聊攀岩、钓鱼。他的小组成员之间甚至有一个持续的赌注:你能在科学话题上让格拉布斯保持多久的兴趣,直到他问起你在实验室外的爱好。
丁胜在实验室工作时,格拉布斯每天都会过来与他聊上几句。一方面,格拉布斯平易近人,对所有的学生和博士后一视同仁,不会因为丁胜只是一个刚进实验室的本科生就忽视他;另一方面,格拉布斯也非常重视这个项目,因此密切关注新催化剂合成的进展。
丁胜先是合成饱和咪唑配体,随后通过一步反应将该配体和第一代格拉布斯催化剂合成为拥有一个饱和咪唑配体的新型钌基催化剂。经过之前在全合成实验室的一年多的历练,他对这一切驾轻就熟,进展顺利,仅仅四个月后到圣诞节期间就获得了成功。丁胜自己谦虚地将其归功于“初学者的运气”(beginner’s luck)。
新一代钌基催化剂在催化闭环复分解反应的活性上全面碾压施罗克催化剂和第一代格拉布斯催化剂,后来又被证明在开环复分解聚合反应上显示出比第一代格拉布斯催化剂高100倍的活性。从1999年初到6月份毕业的近半年的时间里,丁胜一个人负责合成这款在实验室内部被称为“丁胜催化剂”的化合物,以持续满足实验室内部和合作者的需求。这类新型催化剂在外被称为第二代格拉布斯催化剂。
从加州理工学院毕业后,丁胜在斯克里普斯研究所(The Scripps Research Institute)获得了博士学位。之后,他在科研领域开拓并引领了用化学手段控制细胞命运的研究,取得了一系列基础研究的重大突破,并积极参与了这些发现的转化。他是清华大学药学院的首任院长。目前,他除了在清华药学院担任教职外,还是全球健康药物研发中心(GHDDI)的主任。
催化剂的商业化和战略转变
格拉布斯催化剂拓展了复分解反应的应用前景,各个领域对它们的需求也日益增加。1998年,格拉布斯与他的博士后迈克·贾尔德洛(Mike Giardello)从加州理工学院获得了格拉布斯催化剂的独家生产和商业权,创立了Materia Inc.公司。
Materia的公司总部设立在加州理工学院所在的城市帕萨迪纳 (Pasadena)。在最初的几年里,Materia通过化学试剂分销商Sigma-Aldrich销售第一代、第二代格拉布斯催化剂及其衍生化合物。2002年,格拉布斯实验室在对第二代催化剂进行一些改动后,开发出了第三代格拉布斯催化剂。这进一步扩充了Materia的产品目录。
2004年,Materia收购了位于德克萨斯州亨茨维尔市(Huntsville, Texas)的一家化工厂,扩充了它的生产能力。从那年起,Materia将战略重点从催化剂转向到复分解聚合反应形成的材料,开始开发Proxxima™聚合物。这类碳氢化合物可被用于制造高性能复合材料,其强度和刚度可媲美钢材,但重量却显著更低。Proxxima™在多个领域实现了商业应用,包括海底管道保温、工业应用部件成型、以及用于增强混凝土的复合材料钢筋等。
2017年,Materia以2700万美元的价格将催化剂业务出售给科技材料公司优美科(Umicore),以专注于扩大它的Proxxima™树脂业务。
自 2017 年以来,Materia 与能源公司埃克森美孚(Exxon Mobil) 一直合作开发 Proxxima 的更多用途,包括风力涡轮机叶片和防腐涂层技术。这项技术有潜力制造出更长、更耐用的风力涡轮机叶片,从而提高可再生能源的发电效率。
2021年12月,埃克森美孚宣布收购Materia,后者成为其独立的子公司,继续扩展 Proxxima 的商业化,包括在电动汽车零部件和可持续建筑项目中的应用。
创业中的经验和教训
Materia并不是格拉布斯第一次涉足科研转化和商业化。早在1995年,他就创建了Cyrano Sciences公司,专注于开发检测和识别挥发性化学物质的微型传感器或“电子鼻子”。Cyrano在2001年成功融资2300万美元,但它的投资回报并不理想,最终在2004年以1500万美元的价格被英国公司Smiths Detection收购。
格拉布斯的创业精神从未减退,他从失败和成功企业中汲取了同样宝贵的经验。他的办公室咖啡桌上摆满了各种发明和聚合物样品,格拉布斯常常坐在摇椅上,随意拿起几件产品,与来访者分享这些发明的成功经验或失败教训。初创企业的成败很多时候并不单纯取决于产品好坏。他从自己创业的经历中发现一条有趣的规律:由天使投资人投资的几家公司的表现都不错(比如Materia),而VC投资的两家公司结局反而并不理想。Cyrano在VC融资三年后被低价卖出;电池公司Contour Energy Systems在完成2011年2000万美元C轮VC融资之后三年则宣告关闭。
Calhoun Vision / RxSight是另一家由天使投资起步的公司。它是格拉布斯创立或联合创立的所有公司中生存历史最长的,从1997年成立至今已走过27年的历程。
可调节的人工晶状体
1990年代中期, 加州大学旧金山分校(UCSF)眼科教授丹尼尔·施瓦茨(Daniel Schwartz)博士一直在琢磨开发一款用于白内障手术后视力矫正的可调节人工晶状体的可能性。
图9. 丹尼尔·施瓦茨(Daniel Schwartz)博士
图源:31
大约一半的人到60岁时会患上某种形式的白内障:眼球前端原本透明的晶状体逐渐失去透明度,阻碍或干扰光线进入视网膜,导致视力模糊。眼睛因而变得对光线特别敏感,尤其是在夜间。白内障无法通过佩戴眼镜或隐形眼镜来矫正。它是不可逆转且逐渐加重的疾病,通常会同时影响双眼。白内障显著干扰日常活动,影响生活质量,最终可能导致失明。根据美国国家眼科研究所的数据,尽管已有有效的手术治疗,白内障仍然是全球失明的主要原因。
白内障手术是全球最常见的外科手术之一,手术过程涉及将患者的自然浑浊晶状体替换为透明的人工晶状体(intraocular lens 或IOL)。在美国,此手术通常在门诊环境中进行,由专门从事白内障手术的眼科医生操作,通常只需要5到15分钟即可完成。在大多数情况下,手术通过一种称为超声乳化(phacoemulsification)的过程来移除白内障晶状体。眼科医生首先在角膜上做一个小切口,插入超声探头以打碎或乳化晶状体,同时通过中空针去除晶状体的碎片。在去除白内障后,医生再从同一切口植入替换的人工晶状体。植入后,人工晶状体会被牢固地固定在虹膜后方。
通过白内障手术植入的IOL通常分为两种类型。第一种是常规型:患者接受单焦点人工晶状体。这种设计仅能在预设的一个距离提供视力,但无法矫正常见的白内障手术患者的其他视力问题,如角膜散光和老花眼。几乎所有接受常规IOL的患者在手术后仍需要依赖眼镜,以获得最佳的远距、中距和近距视力。
第二种是高端型IOL:它不仅能弥补单焦点镜片的不足,还能同时矫正散光和/或老花眼等额外的视力问题。与常规IOL相比,高端IOL减少了对眼镜的依赖。在1990年代中期,高端人工晶状体大多为固定光学IOL:它们的形状和功能设计依赖于术前测量,以预测患者的需求。一旦植入,这些人工晶状体的屈光力便无法更改。
固定光学IOL的一个关键缺陷是它的不可调性,因此患者在手术前就需要决定自己期望达到的视觉效果。然而,医生在手术前与患者讨论视觉优化选项时,很难有效地展示不同的视觉效果。即使患者做出了看似正确的选择,固定光学IOL的成功与否在很大程度上依赖于医生能否准确预测所需的晶状体屈光度,并精准地植入人工晶状体。白内障手术本身具有一定的不确定性。例如,去除浑浊晶状体和植入人工晶状体的切口及随后的愈合过程,往往会导致额外的散光层级,而这些散光在手术前通常无法被精确地预测。
施瓦茨听到过一位做过多例白内障手术的同事抱怨固定光学人工晶状体的局限,意识到人们迫切需要解决这一问题。他萌生了一个想法,如果植入的人工晶状体能在手术后能够进行调整,那将极大改善治疗效果。他迅速明确了可调整IOL必须满足的三项临床参数:1)能够纠正2.00 D或更小的屈光误差,2)调整过程必须简单、快捷,3)同时确保安全。
为了实现这一构想,施瓦茨咨询了众多专家,包括斯坦福大学和加州大学伯克利分校的几位化学教授,但均未得到可行的解决方案。于是,他慕名前往加州理工学院寻求格拉布斯的帮助。在听完施瓦茨的需求后,格拉布斯在短短几分钟内提出了一个创新性解决方案:更换人工晶状体的制备材料,使用掺入光敏大分子的硅酮胶来制备晶状体。在手术后,用紫外线局部照射晶状体,引发硅酮胶中光敏大分子聚合反应,促使未聚合的大分子在晶状体内重新分布,从而改变晶状体的曲率和屈光度。
两个人决定成立一家公司,将这一创意转化为现实。1997年,在洛杉矶地区天使投资者的资金支持下,Calhoun Vision公司成立,专注于开发光调节型晶状体(Light Adjustable Lens或LAL)。公司名称“Calhoun”取自是施瓦茨博士居住的街道名称。
光调节型晶状体的开发及其商业化经历了漫长而曲折的历程。LAL不仅是单一产品,还需要配套的仪器、系统和流程支持。整个系统的开发融合了光学、材料科学、化学、软件和硬件工程等多个领域的专业知识和技术,难度极高。
公司在2015年完成了6900万美元的融资,并于2017年更名为RxSight。2017年11月,RxSight的LAL产品获得美国FDA批准上市。2021年8月,RxSight成功在纳斯达克IPO上市,共募资约1.2亿美元。今天的RxSight已成长为年销售额将近亿、总市值约20亿美金的医疗技术公司。
在公司商业化早期,格拉布斯的夫人海伦在白内障治疗中使用了RxSight的LAL产品。至今,全球已有14万患者受益于LAL植入。从0到1再到14万,RxSight走了27年。在这一期间,格拉布斯迎来了人生中自结婚、三个孩子的出生后的第五大事件。
诺奖
2005年10月,瑞典皇家科学院宣布将诺贝尔化学奖授予肖万、格拉布斯和施罗克,以表彰他们“开发了有机合成中的烯烃复分解法”的杰出贡献。格拉布斯当时正在新西兰出差,诺奖委员会来电时他正待在酒店房间里,恰巧地刚刚打开了一瓶上好的波特酒。接完电话后,他就继续畅饮,庆祝这一好消息。
图12. 2005年诺贝尔化学奖的三位获得者。
图源:32
烯烃复分解法的开发和应用已经在化学工业中产生了深远影响,开辟了合成分子的新途径,大大简化了药物、塑料及其他材料的开发和工业生产过程。
在格拉布斯眼中,复分解反应的非凡之处在于它能够发生。“碳-碳双键通常是分子中最牢固的部分之一。能够将它们拆解并干净地重新组合,对有机化学家来说完全是个惊喜。”
格拉布斯的几代催化剂不但稳定、高效,而且显著减少了废物生成,尤其是有害废物。正如诺贝尔委员会所称,这是“绿色化学的一大进步”。施罗克在谈到格拉布斯的工作时说:“他才是真正把我的研究转化为实际应用的人。”
复分解反应和格拉布斯催化剂现已被广泛用于各类产品的合成中:从昆虫性信息素、除草剂、聚合物、燃料添加剂、塑料,到加强木制棒球棒强度的内部聚合物和防弹材料。复分解反应最重要的应用或许在于药物分子合成。这一方法已成为寻找、开发治疗重大疾病创新药物的重要工具。
荣获诺贝尔奖后的格拉布斯并没有放慢科研探索的步伐,2005年后他带领团队继续取得新的突破。例如,2015年,格拉布斯和同事们发现了一种新型催化方法, 利用价廉易得的碱性催化剂氧化钾叔丁醇盐(KOt-Bu)实现了杂环芳烃的C-H键硅化反应。相比传统上依赖昂贵的贵金属催化剂(如铑、铱),这一发现让使用可持续的方式创造从新药物到先进材料等产品成为可能。
在转化方面,格拉布斯还利用诺奖带来的影响力,创建了一个跨越学科、突破院校壁垒的创新生态圈。
创新规模化
2010年,当Calhoun Vision逐步步入正轨后,格拉布斯和施瓦茨两人经常探讨一个问题。能否将两人成功合作的经验进行规模化推广?是否可以让更多的人体验到创新创业的乐趣? 临床医生能够洞察未满足的医疗需求,而基础科学家则可能找到解决这些需求的方案。他们需要创造一个“约会”场景,批量地匹配这两类人才,让他们一起合作来找到解决痛点的方案,甚至发展出类似Calhoun Vision这样的初创企业。
在这个设想下,格拉布斯和施瓦茨组织了一系列非正式的头脑风暴研讨会,命名为“UCSF-加州理工创新研讨会”(UCSF-Caltech Innovation Symposium)。在2010年的首次研讨会上,格拉布斯带领五位加州理工学院的教授开车北上来到UCSF。在UCSF的会议室中,施瓦茨邀请了来自外科、心脏病学、介入放射学、肿瘤学、神经学、麻醉学、胎儿和儿童外科、糖尿病和眼科学等多个部门的12位临床医生,向这5位化学、化工、生物方面的专家展示了多个案例。往往医生刚介绍完需要解决的临床难题,加州理工学院的教授们会立即提出可能的解决思路。双方交流十分热烈,对有可能将想法付诸实践的前景感到振奋。
半年后, 第二场研讨会于2011年1月在加州理工学院举行。这一次双方换位:九位加州理工学院的教授向UCSF的医生们展示了他们的研究项目,促使临床医生们进一步思考如何将基础科学的最新进展应用到解决临床的挑战中。
联合研讨会在两个学校都掀起了热烈的反响。此后,UCSF-加州理工创新研讨会每半年举行一次。会上的交流在临床医学和科学创新之间建立了一座座桥梁。在这些研讨会上,许多具有开创性的理念应运而生,其中不少最终转化为了具体的产品和企业。
例如,当UCSF的胎儿外科医生在迈克尔·哈里森(Michael Harrison)博士的带领下寻求解决胎膜破裂这一困扰胎儿医疗干预的严重问题时,格拉布斯率领的加州理工学院有机化学团队提出了一个解决方案。双方联合开发出了一种合成粘合剂,可在穿刺前预先封闭胎膜,减少干预后胎膜破裂的风险。
在另一项合作中,加州理工的斯科特·弗雷泽(Scott Fraser)博士和杰夫·芬格尔(Jeff Fingler)博士与施瓦茨博士携手,开发了光学相干断层扫描血管造影(optical coherence tomography angiography或OCTA)。这种非侵入性技术无需静脉染料注射,即可清晰地显示视网膜微血管结构, 在糖尿病视网膜病变和年龄相关性黄斑变性的早期诊断中具有潜在的广泛应用价值。
此外,UCSF医疗中心尿石中心的医疗主任马歇尔·斯托勒(Marshall Stoller)博士与格拉布斯合作,开发了一种粉碎尿路结石的新型微气泡注射系统。该技术旨在替代在体外使用小型冲击波将肾结石打碎成小块的传统程序。这种声学气穴碎石术(acoustic cavitation lithotripsy或ACL)的优势是它可以在门诊上操作,缩短了患者的等待时间,不需要X光或全身麻醉,显著地降低了医疗成本。斯托勒和格拉布斯于2015年成立了Applaud Medical公司,专注于该技术的开发。该公司于2024年7月更名为“Avvio Medical”,加速推进ACL的临床验证和商业化进程。
纪念和传承
2021年12月19日,79岁的格拉布斯博士在接受淋巴瘤治疗期间因心脏病突发,于希望之城(City of Hope)综合癌症中心离世。就在这一年,他联合创立的两家公司刚刚成功地完成了“投资退出”:RxSight于8月实现IPO上市;在他去世前的12天,Materia也宣布被埃克森美孚收购。
格拉布斯是迄今为止加州理工学院最多产的发明家之一,其名字出现在超过200项美国专利上。他是美国国家科学院和国家工程院的双院院士,也是中国科学院的外籍院士。
除了在基础科学和转化研究上做出的巨大贡献外,格拉布斯的另一伟大成就是他对新兴科学家的培养。在为诺奖写的自传中,他提到:“在我的职业生涯中,有超过200名学生和博士后在我的研究团队中工作过。他们都留下了自己的印记。” 截至2017年,他已指导过102名博士生、196名博士后研究员和众多本科生研究人员。他们当中近三分之一的人选择了学术生涯。
在格拉布斯的追思会上,学生和朋友们回忆更多的是和他在实验室之外的活动。格拉布斯兴趣广泛,热爱攀岩、峡谷探险和钓鱼等户外活动。机械工程荣誉教授克里斯托弗·布伦南(Christopher Brennen)回忆起他和格拉布斯一起进行过的一次最具挑战性的冒险:他们尝试了四次才最终成功登顶了优胜美地谷(Yosemite Valley)的艾考恩尖峰(Eichorn Pinnacle)。
两人在尖峰顶端的合影后来还登上了《高分子化学》杂志的封面。这期是为庆祝格拉布斯75岁生日而特别推出的专刊。
现任加州理工学院化学教授的霍西亚·尼尔森(Hosea Nelson,2013年博士毕业),在格拉布斯指导下攻读研究生期间与格拉布斯成为朋友,后来两人成为了钓鱼伙伴,一起在美国西部飞钓(fly-fishing)旅行。
尼尔森回忆道:“鲍勃(格拉布斯)真是个有趣的人,仿佛没有年龄的限制。他在30多岁时开始了艰苦的攀岩。到了60多岁时,他和妻子海伦决定,也许攀岩不再适合70多岁的人。因此,他决定尝试飞钓。那时我还是研究生,恰好我也喜欢钓鱼,于是我们常常一起出去钓鱼。我们认识已经有15年了,我想我们总共只谈过三次化学。他就是喜欢冒险,愿意走很长的路去山里钓鱼。”
格拉布斯的野外冒险包括露营旅行。多年来,他的团队成员念念不忘的是整个团队的每年露营时光和在野外现做的油炸火鸡。
格拉布斯在生活和学术上始终把人放在首位。当他的一位研究生经历离婚时,格拉布斯确保他获得额外的津贴,以便支付增加的花销,从而能够继续进行科研。他对待团队成员如同家人。每年圣诞节,他都会向加州理工学院化学系的成员敞开家门,邀请他们共度节日。
格拉布斯的前学生与他和他的家人都是朋友,成为这个庞大格拉布斯家庭的一部分。尼尔森评价道:“他几乎是我遇到过的最好的人。我不知道还有谁——不只是在化学界——能让这么多人如此爱他。”
格拉布斯的三个子女均获得了博士学位。大儿子Barney 现在是Stony Brook University的化学教授,二儿子Brendan 是南加州大学医学院的妇产科教授,小女儿Kathleen是阿肯色医科科学大学(UAMS)的心理学副教授。
也许格拉布斯留给子女们、学生们和科学界最重要的教诲是:在追求卓越的同时,始终做一个善良、富有同情心的人。
在他的职业生涯中,格拉布斯在无机化学、有机化学和化学工程领域之间游刃有余,在科学家、工程师和导师等多重角色之间自由切换。在诺奖的光环下,贯穿着他精彩人生的却始终是人性的光辉和温暖。
致谢
感谢丁胜教授在百忙之中抽出时间与我分享他在Grubbs实验室的那段经历。感谢他耐心回答我的问题,并提供几篇重要的参考文献。
参考资料:
28. http://www.ghddi.org/en/node/46
30. 万小军. (2024) 《中国慈善家》2023年度人物 | 丁胜:为“穷人病”创新 药. in 中国慈善家杂志
31. https://profiles.ucsf.edu/dan.schwartz
32. https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2005/summary/
33. www.sec.gov
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