2022年物理学诺奖（这位二度获得诺奖的科学家）

2022年物理学诺奖（这位二度获得诺奖的科学家）为了在细胞表面绘制重要但难以捉摸的生物分子——聚糖，她研发了能在生物体内使用的点击化学反应，即生物正交反应。卡罗琳·R·贝托齐的生物正交反应不会破坏细胞的正常化学反应。这些反应现在被全球用于探索细胞和跟踪生物过程，并已经在活体动物中实现了这一反应。利用生物正交反应，研究人员改进了癌症药物的靶向性，目前正在临床试验中进行测试。点击化学为生物正交反应提供了一个原型蓝本。本年度第三位获奖者卡罗琳·R·贝托齐的获奖理由是，将点击化学提升到了一个新的维度。在K.巴里·夏普莱斯提出点击化学的概念之后不久，他与本年度另一位获奖者莫滕·梅尔达尔各自独立报告了现在化学皇冠上的宝石：铜催化叠氮-炔烃环加成反应。这是一种精致而高效的化学反应，目前已被广泛用于药物开发、绘制DNA图谱和制造更匹配目的材料。值得一提的是，K.巴里·夏普莱斯是二次获奖，2001年他曾经凭借在手性催化氧化反应方面的贡献获得2001年诺贝

10月5日下午，2022年诺贝尔化学奖揭晓。美国女科学家卡罗琳·R·贝托齐、丹麦科学家莫腾·梅尔达尔和美国科学家K.巴里·夏普莱斯因为 “在点击化学和生物正交化学的发展方面”做出的贡献而获奖。其中，K.巴里·夏普莱斯还是“梅开二度”，继2001年摘得诺奖后，时隔21年再一次获得诺贝尔奖。南京大学化学化工学院的多位青年学者都与本届诺贝尔化学奖获奖者有着不同程度的交集，记者联系上他们进行了采访。

【解读：什么是“点击化学”】

“点击化学”和大道至简有相通之处

点击化学（Click Chemistry），有时也被译为链接化学，是K.巴里·夏普莱斯教授最先提出的一种合成理念。南京大学化学化工学院谢然研究员科普道，核酸和蛋白质是自然界中常见的生物大分子，复杂的化学结构和丰富的生物功能由小分子单元借助碳-杂原子键的链接而实现。K.巴里·夏普莱斯受此启发，在2001年提出了点击化学的理念，“通俗地说，就像是两块乐高拼接在一起，A B形成AB这样快速可靠地完成形形色色分子的化学合成。”谢然说，点击化学与“大道至简”的哲学思想有相通之处，通过最简单有效的方法将两个分子实体偶联在了一起。有很多人会将点击化学形象地称为“咔哒化学”，就像是两样东西拼接在一起的声音一样。

在K.巴里·夏普莱斯提出点击化学的概念之后不久，他与本年度另一位获奖者莫滕·梅尔达尔各自独立报告了现在化学皇冠上的宝石：铜催化叠氮-炔烃环加成反应。这是一种精致而高效的化学反应，目前已被广泛用于药物开发、绘制DNA图谱和制造更匹配目的材料。

值得一提的是，K.巴里·夏普莱斯是二次获奖，2001年他曾经凭借在手性催化氧化反应方面的贡献获得2001年诺贝尔化学奖。点击化学的概念对化学合成领域有很大的贡献，在药物开发和生物医用材料等的诸多领域中，它已经成为最为有用和吸引人的合成理念之一。

生物正交化学照亮细胞，却不会破坏正常化学反应

点击化学为生物正交反应提供了一个原型蓝本。本年度第三位获奖者卡罗琳·R·贝托齐的获奖理由是，将点击化学提升到了一个新的维度。

为了在细胞表面绘制重要但难以捉摸的生物分子——聚糖，她研发了能在生物体内使用的点击化学反应，即生物正交反应。卡罗琳·R·贝托齐的生物正交反应不会破坏细胞的正常化学反应。这些反应现在被全球用于探索细胞和跟踪生物过程，并已经在活体动物中实现了这一反应。利用生物正交反应，研究人员改进了癌症药物的靶向性，目前正在临床试验中进行测试。

“生物正交反应，实际上是众里寻他千百度。”谢然说，其实到目前为止，没有任何一个化学反应可在绝对严格的意义上满足的符合生物正交反应的所有要求，或多或少有一些改进的空间，但这并不妨碍各国科学家以此为目标，不断地探索和优化。

谢然的博士生导师北京大学陈兴教授，以及北京大学的陈鹏教授、王初教授是国内最早从事生物正交反应研究和应用的国内化学生物学领军人物，他们为我国的化学生物学发展也作出了一系列探索性工作。值得一提的是，陈兴教授曾跟随卡罗琳•露丝•贝尔托西学习。

生物正交化学反应的出现，为科学家对生命进程的原位研究带来了革命性的技术，已经成为化学生物学这一新兴交叉领域的核心方向之一。“今年的诺贝尔化学奖实际上是对整个化学生物学领域的肯定。”谢然认为，点击化学概念提出到现在不过20余年，生物正交化学就已经经历了从简单的活细胞体系向更为复杂的生物活体升级的一系列发展历程，点击化学和生物正交反应在生命科学研究、医药研发、临床诊疗等多个领域均展示出了广阔的应用前景，势必为人类带来更大的利益。

【学生眼中的诺奖得主K.巴里·夏普莱斯】

科学“老顽童”，21年前首度提出“点击化学”概念

南京大学化学化工学院的李劼教授，2015年至2018年在美国斯克里普斯研究所开展了为期3年的化学生物学博士后研究，他的联合博士后导师之一正是K.巴里·夏普莱斯。有趣的是，他的另一位联合博后导师吴鹏教授是巴里的博士生，同时也是今年另一位诺奖得主卡罗琳的博士后。“他真的是一位科学界的‘老顽童’。”对于自己的导师，李劼如是评价，“巴里的脑子里只有学术，只关心怎样让化学变得更酷。”

K.巴里·夏普莱斯的科研道路开展的相当顺利，他几乎获得了化学界和科学界的所有奖项，仅2001年那一年，就囊括了富兰克林奖章、沃尔夫化学奖和诺贝尔化学奖三个大项，2019年又获得了美国化学会的最高奖——普利斯特里奖章，实现了大满贯。

2001年，K.巴里·夏普莱斯凭借“不对称有机催化”首度摘得诺贝尔化学奖。按照诺奖颁奖的惯例，会给得奖人一小段报告时间，说说自己的科研成果。谁知，K.巴里·夏普莱斯没有说自己的获奖项目“不对称有机催化”，而是提到了自己接下来科研的重点“点击化学”。这种作法在当时可谓是独树一帜。要知道，得了一次诺贝尔奖，可是拥有了足够“躺平”的资本。但K.巴里·夏普莱斯却已经开始了新的研究方向。

他的研究看似“高中生都能做”，实际应用非常广泛

“点击化学的诞生，其实和巴里的夫人，还有他的研究所所长有一定的关系。”李劼告诉记者，在K.巴里·夏普莱斯提出“点击化学”的概念后，他身边最亲近的人给他定下了新的“小目标”：目前的分子化学合成规划还是大了些，能不能再“化繁为简”，再简单一些？

自此，“简单”便成为了K.巴里·夏普莱斯科研的新目标。他不仅接受了挑战，而且当真让“点击化学”的概念越来越通俗易懂。在10月5日的诺奖发布会结束后，互联网上甚至有高中化学奥赛老师评论：这个化学反应太简单了，连高中生都能做！

“能有这样的社会评论，某种程度上其实是导师的成功。”李劼在接受记者采访时表示，虽然K.巴里·夏普莱斯发现的化学反应，简单到似乎“高中生都能做”，但它极大影响了其他的科学领域。“化学是中心科学，为其他领域提供了思想和工具，应该让别人更好的理解和应用。导师能够在诺奖评选中能够‘梅开二度’，很大程度上是因为他的研究已经渗透到生命科学、材料科学等众多领域。”

是位“工作狂人”， 2019年当选中国科学院外籍院士

这位极富个性的科学“老顽童”，有别于读者们对于科研工作者的木讷的刻板印象，不仅话多，而且聊起天来“天南海北”。“被巴里喊进办公室，没有个两三小时出不来。”李劼笑着回忆自己和导师相处的时光，“他很和蔼，聊天时更是如此，会从美国电影聊到化学反应。一开始你很难迅速找到他说话的重点，后来跟上导师的逻辑后我才发现，原来他的学术思想和对反应的理解都融汇在交谈内容中。”

虽然聊起天来没有边界，但对待科研，K.巴里·夏普莱斯十分严谨，甚至是位标准的“工作狂”。李劼告诉记者，导师有着自己独特的作息，从下午两点开始在实验室工作，一直到晚上两三点才会休息，这中间，K.巴里·夏普莱斯几乎不会休息。通宵达旦的工作中，K.巴里·夏普莱斯也有过不小心的时候。一次实验室中的不慎，让他付出了沉重的代价。因为一次核磁管爆炸，当时没有带护目镜的K.巴里·夏普莱斯失去了一只眼睛。后来，他把这段经历写成一篇短文发表，告诫化学专业的师生们，在实验室里无论任何时候都必须认真戴好防护镜，做好安全防护工作。

记者了解到，K.巴里·夏普莱斯2019年当选中国科学院外籍院士。他还是中科院上海有机化学研究所等多所国内研究所和高校的客座教授。在2019年之前，每年都会到中国进行科研交流，度过一段时间。他的实验室一直有中国学生学者在攻读博士学位或从事博士后研究，为中国的化学界培养了一批优秀人才。

【链接】

夏普莱斯成为第五位获得两次诺奖的科学家

历史上获得两次诺奖的科学家只有4位，居里夫人（物理奖、化学奖）、巴丁（物理奖、物理奖）、鲍林（化学奖、和平奖）、桑戈（化学奖、化学奖）。2022年10月5日，美国科学家夏普莱斯成为第五位获得两次诺奖的科学家。

对于学术荣誉，巴里一直看的很淡，10月5日，接完诺奖组委会的电话，他直接去睡觉了。

扬子晚报/紫牛新闻记者 杨甜子

校对 徐珩