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第98章 1991年度 理查德·R·恩斯特

因发明傅立叶变换核磁共振分光法和二维核磁共振技术而荣获1991年诺贝尔化学奖

理查德·R·恩斯特(瑞士,1933~),物理化学家,生于瑞士东北部一座建于1175年的老城——温特图尔。温特图尔是一座将艺术和工业活动完美结合体的城市。首先吸引他的是音乐,少年时期的理查德是教堂乐团的一名大提琴手。理查德的叔父生前是位冶金工程师,理查德很快学会了用叔父遗留下的化学药品做所能想到的化学实验。他想成为一名化学家而不是作曲家。

中学毕业后,恩斯特进入苏黎世联邦工学院学习化学。但他很快就对学院的状况深感失望。在过去的50年中,学院只要求学生死记硬背,而所谓的物理化学仅限定在经典热力学上,但恩斯特对化学的激情并没有因此而泯灭,他决定靠自学来实现既定目标。1962年,恩斯特完成了博士论文,但当时苏黎世联邦工学院在化学上的落伍,能理解恩斯特的理论者寥寥无几,这让他倍感失落,恩斯特决定离开大学,他将目光投向企业界。1963年,恩斯特受聘于美国生产核磁共振设备的老牌企业——瓦里安公司。瓦里安公司的每项研究都有明确的商业目的,这里还拥有像安德森(W。A。Anderson,因发现正电子而获得1936年诺贝尔物理学奖)这样著名的科学家。1964年,在安德森的建议下,恩斯特开发高分辨率的傅立叶变换核磁共振分光法获得成功。1968年,恩斯特改变用不同频率射频辐射去扫描样品的传统方法,他使用包含所有射频频率的高能脉冲照射样品,使样品中所有能够被激发的原子核都被激发起来,然后用傅立叶变换分解所得到的信号,使之转变为可识别的谱线。这一方法将原来的分析速度提高了近600倍,灵敏度提高了100倍以上,并解决了磁场稳定性的问题,从而更容易确定许多有机合成物的结构,但要确定生物高分子的结构,这种方法的分辨率还不够完善。回到瑞士后,恩斯特将计算机技术引进核磁共振波谱学,首创脉冲傅立叶变换核磁共振技术,这是他在现代核磁共振波谱学中的第二次重大突破。

1974年,恩斯特用分段步进采样后进行两次傅立叶变换,得到了首张二维核磁共振谱,从而开创了多维谱研究的新纪元。他使核磁共振从研究小分子扩大到大分子,为确定复杂有机分子和生物大分子的空间结构提供了依据,催生了三维和多维核磁共振的诞生,其成就对生命科学、生物化学、药物化学等的研究和发展具有深远的意义,他被誉为现代核磁共振波谱学的奠基人。

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