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3位科学家凭"点击化学"拿下诺奖，改写药物研发规则

今日新闻 2025年08月07日 05:42 0 aa
3位科学家凭"点击化学"拿下诺奖，改写药物研发规则

2022年的诺贝尔化学奖，颁给了一项听起来就很"简单"的突破——"点击化学"。卡罗琳·贝尔托齐、K.巴里·沙普利斯和莫滕·梅尔达尔三位科学家，用一套像"搭乐高"一样的化学方法，彻底改变了人类创造复杂分子的方式，让原本需要"精雕细琢"的化学合成，变成了能"咔哒"一下快速拼接的高效过程。


让化学告别"海底捞针"，沙普利斯的"极简主义"革命


提起化学合成，很多人会想到密密麻麻的试管、反复调试的反应条件，以及在无数副产物中艰难寻找目标分子的过程。而沙普利斯在21世纪初提出的"点击化学"概念，直接颠覆了这种传统思路。


这位曾两度斩获诺奖的科学家认为：复杂分子的合成，不该是"大海捞针"，而应像拼乐高——用预先设计好的"分子积木"，通过简单可靠的反应快速拼接。就像乐高积木的凸起和凹槽总能精准契合，点击化学要求参与反应的分子构件必须"彼此专属"：它们只会和目标伙伴反应，不会与其他分子"纠缠"，而且反应效率极高，几乎不产生无用副产品。


这种"极简主义"的化学思路，一下子解决了传统合成的两大痛点：步骤繁琐和副产物过多。打个比方，过去合成一种复杂药物分子可能需要20步反应，每步都要分离提纯，最终产率可能不到5%；而用点击化学，可能5步就能完成，产率能提升到90%以上。


从实验室到生产线，"点击反应"成了制药业的"加速器"


沙普利斯提出概念后，莫滕·梅尔达尔与他各自独立找到了实现"点击"的关键反应——铜催化的叠氮-炔烃环加成反应。这个听起来复杂的反应，核心却很简单：两种特定分子在铜离子的"撮合"下，会像按扣一样迅速结合，形成稳定的六元环结构。


这个发现让点击化学从理论走向应用。如今，在制药领域，科学家们用这种方法快速拼接药物分子：比如给抗癌药物装上"靶向导航"，让它精准找到癌细胞；或是合成疫苗时，用点击反应高效连接抗原与载体蛋白。相比传统方法，点击化学不仅缩短了研发周期，还让药物纯度更高、副作用更小。


让化学走进活细胞，贝尔托齐的"生命级"突破


如果说沙普利斯和梅尔达尔解决了"在试管里搭乐高"的问题，那么卡罗琳·贝尔托齐则把这套技术搬进了更复杂的"生命实验室"——活体细胞。


她发现，传统的点击化学反应需要铜离子催化，但铜对细胞有毒性，无法在生物体内使用。于是，贝尔托齐发明了一种"无铜点击化学"：利用细胞内天然存在的分子（如唾液酸）作为"积木"，让它们在活细胞表面自发完成"点击"反应。


这项突破就像给科学家装上了"细胞显微镜"：他们可以用荧光分子标记细胞表面的聚糖（一种关键生物分子），实时观察聚糖在细胞通讯、病毒入侵、癌症转移中的作用。比如，研究HIV病毒如何通过聚糖伪装自己进入细胞，或是找到癌细胞表面特有的聚糖作为"靶点"，开发更精准的抗癌疗法。


从改变实验室的合成方式，到加速新药研发，再到揭示生命活动的奥秘，点击化学用"简单"的力量推动着化学与生命科学的交叉创新。正如诺奖委员会评价的："它不仅是一种化学方法，更重塑了人类对分子构建的认知——复杂源于简单，创造始于联结。"

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