三項等待諾貝爾獎的化學突破

编辑者: Svitlana Velhush

中國科學院的科學家注意到化學領域的三項發現,它們已經改變了世界各地的實驗室,但尚未獲得最高殊榮——諾貝爾獎。這裡指的是新一代DNA定序、以鈣鈦礦為基礎的先進太陽能電池,以及碳-氮鍵形成的催化。專家認為,這些研究成果是現代醫學、能源與製藥研究的基礎。

新一代DNA定序把基因組的讀取從一項費力的程序變成了唾手可得的工具。該方法的基礎是核苷酸的化學修飾:它們帶有螢光標記和一個阻止鏈生長的臨時封阻。依次加入鹼基、拍攝訊號並移除標記,便能同時讀取數百萬個片段。正因如此,罕見疾病的診斷、癌症的研究以及病毒突變的追蹤都成了例行工作。

第二個候選者是鈣鈦礦太陽能電池。這些具有特殊晶體結構的材料很容易針對太陽光譜的不同區段進行調整。其層狀結構可以與矽結合於串聯電池中,從而提高整體效率。以溶液在低溫下製造,有望降低成本,儘管戶外穩定性對工程師而言仍是一項嚴峻的課題。

第三個方向是碳-氮鍵形成的反應,即所謂的布赫瓦爾德-哈特維希胺化反應。鈀催化劑能夠可靠地將含氮基團連接到芳香環上。這類鍵存在於大多數現代藥物中,而該方法大幅拓展了為製藥業合成新分子的可能性。

這三項發現有一個共同點:它們都誕生於化學與其他學科的交界處,並且已經成為不可或缺的工具。中國研究人員強調,正是基礎性的化學解決方案,才使基因體學、再生能源與藥物研發的突破成為可能。這些研究成果能否獲得期盼已久的認可,仍有待觀察。

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來源

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