Nobelpriset i kemi [update 2024]

Allt började med honom – Alfred Nobel

Alfred Nobel var upphovsmannen till idén att dela ut priser för exceptionella prestationer. Han var en uppfinnare, entreprenör, vetenskapsman och affärsman. Han skrev också dikter och pjäser. Det är omöjligt att beskriva denna svenska ingenjörs extremt rika och färgstarka liv med bara några få meningar. År 1862 öppnade den framtida grundaren av Nobelpriset en fabrik som tillverkade det explosiva och mycket instabila nitroglycerinet. En av de okontrollerade explosionerna i fabriken ledde till att hans bror dog. Efter att ha konstruerat en detonator blev han känd som uppfinnare och samtidigt utökade han sin förmögenhet som tillverkare av sprängämnen. Han är den mest känd för att ha uppfunnit dynamit 1867. Hans många uppfinningar inkluderar primer, blästringsgelatin, såväl som ballistit. Totalt är vi skyldiga Nobel mer än 350 patent i olika länder. Hans olika intressen speglade och blev grunden för det pris han fortsatte med att upprätta, grunden för vilken han lade 1895. Det var då han upprättade sitt sista testamente, där han lämnade en stor del av sin stora egendom att inrätta. priset. Priset som är uppkallat efter honom delas ut för exceptionella prestationer, eftersom han själv gjort betydande bidrag till mänsklighetens framsteg. Vi kan bara spekulera i varför han bestämde sig för att ägna sin förmögenhet till upptäckter och vetenskapens värld. Som person var Alfred Nobel en man med få ord. Det är troligt att han aldrig anförtrott någon varför han tog sitt beslut månaderna före sin död. Det antas idag att det var påverkat av en viss händelse från 1888, som kan ha föranlett en rad reflektioner och kulminerade i grundandet av Nobelpriset. 1888 dog Alfreds bror, Ludvig, i Cannes, Frankrike. Tidningar rapporterade om Ludvigs död men förväxlade honom med Alfred och tryckte rubriken "Dödens köpman är död".

Vem var den första Nobelpristagaren i kemi?

Pristagarna fick sina Nobelpriser för första gången 1901, fyra år efter Alfred Nobels död. Nobelpriset i kemi gick till Jacobus van ‘t Hoff. Han var grundaren av modern fysikalisk kemi. Nobelkommittén motiverade van ‘t Hoffs val på följande sätt: "som ett erkännande av det extraordinära bidrag som gjorts för att upptäcka lagarna för kemisk dynamik och osmotiskt tryck i lösningar". Denna holländska kemist hade en betydande inverkan på utvecklingen av kemi, och teorierna han föreslog fortsätter att användas till denna dag. 1874 förklarade han fenomenet optisk aktivitet genom att anta att kemiska bindningar mellan kol och intilliggande atomer pekar mot hörnen av en vanlig tetraeder. Intressant nog fick han inte Nobelpriset i kemi för detta banbrytande förslag. 22 år gammal publicerade han sina revolutionära idéer som fick kemister att uppfatta molekyler som objekt med en specifik struktur och tredimensionella former. Han introducerade också det moderna begreppet kemisk affinitet. Han visade likheten mellan beteendet hos utspädda lösningar och gaser. Jacobus van ‘t Hoff arbetade också med teorin om elektrolytdissociation, som Svante Arrhenius introducerade 1889. Genom sina studier gav van ‘t Hoff ett fysiskt underlag för Arrhenius-ekvationen.

Marie Skłodowska-Curie

Bland pristagarna av Nobelpriset i kemi finns Marie Skłodowska-Curie. Hon blev pristagare av detta prestigefyllda pris två gånger. Andra gången fick hon den tillsammans med sin man, inom fysik för forskning om radioaktivitet. Hennes extraordinära vetenskapliga prestationer och den respekt hon vann i en tid då de flesta universitet inte ens antog kvinnor, och hon själv var tvungen att kämpa för sin rättmätiga plats i vetenskapens värld, väcker stor beundran. 1911 fick Marie Skłodowska-Curie Nobelpriset i kemi, denna gång individuellt. Nobelkommittén beslutade att hedra henne för upptäckten av två radioaktiva grundämnen – radium och polonium. Efter denna upptäckt fortsatte Marie forskningen om deras egenskaper. 1910 lyckades hon tillverka rent radium. På så sätt bevisade hon bortom allt tvivel att det nya elementet existerade. Under sin fortsatta forskning dokumenterade hon också de egenskaper som karakteriserade radioaktiva grundämnen och deras föreningar. Tack vare den polska Nobelpristagarens arbete blev radioaktiva föreningar en viktig källa till strålning både i vetenskapliga experiment och inom medicin, där de används för att behandla cancer. Under hela sitt liv behöll Marie sina band med Polen. Polska stipendietagare skulle arbeta i Radiuminstitutet, grundat på hennes initiativ i Paris. Hon skulle själv hålla föredrag i Polen och publicera ett flertal artiklar som presenterade effekterna av hennes experiment i polska vetenskapliga tidskrifter. Marie Skłodowska-Curie är den första kvinnan från Polen och faktiskt hela världen att vinna detta prestigefyllda pris, och förhoppningsvis inte det sista.

Höjdpunkter i upptäckter som belönats med Nobelpriset i kemi de senaste åren

Vid valet av Nobelpristagare följer Nobelkommittén kriteriet att framför allt erkänna upptäckter som är banbrytande för mänskligheten, som utökar nivån av aktuell kunskap inom ett givet område. Priset delas mer sällan ut för specifika uppfinningar. Man bör dock komma ihåg att revolutionära teorier ofta följs av många patent som förändrar vår vardag. 2015 var Nobelpristagarna i kemi Tomas Lindahl, Paul Modrich och Aziz Sancar. De fick denna utmärkelse för mekanistiska studier om DNA-reparation. Forskningen de utförde förklarade på molekylär nivå hur celler kan reparera skadat DNA och därmed hur de kan skydda genetisk information. Pristagare av Nobelpriset i kemi bidrog därmed till att utforska mekanismerna för cancerutveckling. Detta indikerar att tumörer är effekten av störningar i reparationsprocesser. Sådana skador uppstår i våra kroppar hela tiden. Oftast orsakas det av medel som fria radikaler eller strålning. Forskningen utförd av dessa tre forskare gav en grund för att förstå mekanismen för utvecklingen av den animerade världen. Deras prestationer används för att utveckla moderna cancerbehandlingar. Roger D. Kornberg från USA fick Nobelpriset i kemi 2006 för forskning om den molekylära mekanismen för transkription i eukaryota celler. Hans vetenskapliga arbete täcker frågorna om kopiering av genetiskt material, som lagras i cellulärt DNA. För att genetiskt material ska fungera är det nödvändigt att "kopiera" eller transkribera det från DNA till RNA och därefter till proteiner. Nobelpristagaren visade att det är en grundläggande process för alla cellers liv. Vidare utvecklade han en modell som förklarade dess funktion. Även denna forskning bidrog till framsteg inom medicinen. Det underlättar avsevärt arbetet med att behandla många sjukdomar och genetiska störningar. Sådana störningar skapar inte bara en farlig potential för utveckling av cancer utan även hjärtsjukdomar och olika inflammatoriska tillstånd. År 2011 delades Nobelpriset i kemi ut för en upptäckt i vetenskapsvärlden som var exceptionellt unik. Den Israelfödde Daniel Shechtman upptäckte så kallade kvasikristaller, kemiska strukturer som liknar en mosaik i sin struktur. Denna händelse var särskilt banbrytande eftersom förekomsten av dessa strukturer tidigare ansågs omöjlig. Kvasikristaller har den speciella formen av ett fast ämne, där atomer ordnar sig i en till synes regelbunden men icke-repeterande struktur. Det är alltså omöjligt att identifiera deras primitiva celler. Shechtman upptäckte kvasikristaller 1982. Den vetenskapliga världen såg på denna upptäckt med stor skepsis vid den tiden. Under flera månader försökte Shechtman utan framgång övertyga sina kollegor om att han hade rätt. Till slut ombads han att lämna forskargruppen. Det var först 1987 som franska och japanska forskare bekräftade Shechtmans upptäckt från fem år tidigare.

Nobelpriset i kemi 2024

Genom beslut av Kungliga Vetenskapsakademien har 2024 års Nobelpris i kemi delats mellan David Baker och Demis Hassabis och John Jumper . Pristagarnas prestationer delar ett gemensamt element – arbete med proteinstruktur och design. Den första halvan av priset togs emot av David Baker. Den amerikanska biokemisten erkändes för sin forskning om beräkningsproteindesign , vilket gör det möjligt för forskare att skapa helt nya kombinationer av dessa strukturer som inte finns i naturen . Under många år har teamet under ledning av Baker studerat sätt att skapa ovanliga proteinstrukturer. 1999 utvecklade forskare en algoritm som heter Rosetta för att sammanställa korta fragment av strukturellt obesläktade proteiner och därmed också förutsäga deras arrangemang, kopplingar och andra interaktioner. Implementeringen och förfiningen av Rosetta var ett viktigt steg som utgjorde ett viktigt verktyg för vidare forskning. Bara några år senare, 2003, publicerade David Baker och hans kollegor en proteindesign med en utarbetad, specialiserad struktur, originalveckning och en sekvens helt annorlunda än tidigare kända proteiner. Sedan dess har hans forskarlag kontinuerligt utvecklat innovativa proteiner med ett brett utbud av potentiella tillämpningar: från läkemedel och vacciner till nanomaterial och miniatyrsensorer. Å andra sidan belönades den brittiska forskaren Demis Hassabis och amerikanen John Jumper, associerade med Google DeepMind, för att utveckla AlphaFold2- modellen för artificiell intelligens, som exakt kan förutsäga 3D-strukturerna hos proteiner baserat på deras aminosyrasekvenser. Programmet implementerades först 2018 (nu känt som AlphaFold1), omgjorda och förfinades 2020 och baserades på AI-teknologin för djupinlärning. Ett specialiserat neuralt nätverk indikerar arrangemanget av 3D-modellen med extrem precision, även för mycket komplexa molekyler. Upptäckten löste ett problem som forskare hade försökt reda ut i decennier, vilket bidrog till förståelsen av proteiners funktion i organismer och påskyndade utvecklingen av nya läkemedel. Dessa tre forskares arbete är av stor betydelse för områden som medicin, bioteknik och forskning om bakteriell resistens mot antibiotika, eller till och med nedbrytning av plast i miljön. Genom deras forskning är det möjligt att designa proteiner med nya, tidigare okända funktioner, vilket öppnar dörren till många vetenskapliga och tekniska innovationer. De prisbelönta studierna visar hur en kombination av artificiell intelligens med biokemi kan revolutionera proteinvetenskapen och gynna många aspekter av livet.

Nobelpriset i kemi 2023

År 2023 har gett oss goda nyheter från vetenskapens värld! Ett team av tre forskare – Moungi G. Bawendi från Massachusetts Institute of Technology, Louis E. Brus från Columbia University och Alexei I. Ekimov från Nanocrystals Technology Inc., tilldelades Nobelpriset i kemi . Priset delades ut för " upptäckten och syntesen av kvantprickar ". Forskarna har bidragit till utvecklingen av kvantmekaniken genom att utveckla nanopartiklar med extremt stor potential. Kvantprickar är nanopartiklar med storlekar på bara några till flera dussin nanometer och unika fysikaliska och kemiska egenskaper. De tillhör gruppen av halvledarnanokristaller, och deras storlek kvalificerar dem för nanoteknologiska tillämpningar. Deras huvudsakliga effekt är baserad på absorption och emission av strålning. År 1981 syntetiserades kvantprickar för första gången i en glasmatris av årets pristagare – Alexei Ekimov. Två år senare erhölls samma struktur i en kolloidal suspension av en annan av de prisbelönta forskarna – Louis Brus. För närvarande kan dessa nanopartiklar erhållas via många olika kemiska reaktioner. En av de för närvarande mest populära och vanligaste syntesvägarna är dock en metod patenterad av forskargruppen ledd av Moungi G. Bawendi, som gör det möjligt att erhålla nästan perfekta molekyler. De ovanliga optiska och elektroniska egenskaperna hos dessa nanostrukturer (inklusive en hög dämpningskoefficient och icke-linjära processer som förekommer inuti dem) ger ett brett utrymme för deras tillämpning inom många områden av vetenskap och teknik. Den förbättrade fotostabiliteten hos kvantprickar möjliggör effektiv användning av dem i medicinsk diagnostik. De har längre och bättre effekt jämfört med vanliga kontrastmedel, färgämnen och andra indikatorer. De ovan nämnda egenskaperna tillåter användning av dessa nanopartiklar i komplexa anti-cancerbehandlingar. Forskning pågår också om deras antibakteriella potential. Kvantprickar används också för att avge ljus från TV-skärmar med hög bildnoggrannhet, samt från LED-lampor. De används också i PV-apparater och mycket annan utrustning. Enligt forskare är kvantprickar framtiden för den utvecklande "flexibla elektroniken", små sensorer och kvantkryptografi.

Nobelpriset i kemi 2022

2022 beslutade Kungliga Vetenskapsakademien att dela ut Nobelpriset i kemi till tre personer. Årets vinnare av det prestigefyllda priset är Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal och K. Barry Sharpless. De har belönats för "utvecklingen av klickkemi och bioortogonal kemi". Karl Barry Sharpless och Morten Meldal bidrog särskilt till utvecklingen av den funktionella formen av klickkemi. Kommittén betonade det unika med denna metod, som gör det möjligt att utföra snabba och enkla reaktioner utan biprodukter. Det bör också understrykas att Karl Barry Sharpless fick Nobelpriset för andra gången. Han belönades första gången 2001 för sin forskning som användes för att syntetisera hjärtläkemedel, de så kallade betablockerarna. Carolyn Ruth Bertozzi är ansvarig för att utöka vetenskapens ordbok med termen "bioortogonal kemi". Det användes för första gången redan 2003, och sedan dess har fältet utvecklats effektivt, vilket har förbättrat vår kunskap om de processer som sker i levande celler. "Klickkemin" jämförs med att bygga strukturer av LEGO-block. Genom att använda specifika fragment av molekyler kan vi sammanfoga dem för att bilda föreningar med hög komplexitet och mångfald. Kombinationen av relativt enkla "kemiska block" möjliggör en praktiskt taget obestämd mångfald av molekyler. Den bioortogonala kemin gör det möjligt att övervaka de kemiska processer som sker i levande celler utan att skada dem. Detta ger en möjlighet att undersöka sjukdomar som finns inuti celler eller i komplexa organismer. Påverkar forskningen som genomförs av årets Nobelpristagare vår vardag? Ja, mycket! Mekanismerna de beskrev kan appliceras framför allt inom farmaci och medicin, till exempel för att göra tillverkningen av läkemedel effektivare. Idag är det mycket ofta komplicerat och därmed tidskrävande och dyrt. Klickkemi och bioortogonal kemi kommer att effektivisera processer som kanalisering av antineoplastiska läkemedel, men kommer också att utöka vår kunskap och prestationer inom områdena antibiotika, herbicider och diagnostiska tester. Dessutom kommer de att driva framsteg i syntesen av de så kallade intelligenta materialen, eftersom det blir lätt att sätta ihop enskilda element. Redan nu är bioortogonal kemi globalt känd och används för att spåra olika biologiska processer, särskilt inom området för att bekämpa tumörer. Kombinationen av dessa nya teknologier gör att vi kan lära oss mer om celler och biologiska processer. Bildandet av komplexa molekyler genom att koppla samman enskilda element kommer avsevärt att minska eller helt eliminera bildningen av biprodukter.

Nobelpriset i kemi 2021

År 2021 fattade Nobelkommittén ett beslut som skilde sig från de utbredda spekulationerna om att priset skulle delas ut till de forskare som ansvarade för skapandet av de innovativa RNA-vaccinerna. Detta Nobelpris i kemi 2021 gick till Benjamin List och David MacMillan. De fick denna utmärkelse för att utveckla asymmetrisk organisk katalys. Vissa kallar öppet detta verktyg för att bygga kemiska molekyler för ett verk av geni. Dessutom bidrog deras metod till vidareutvecklingen av "Green Chemistry" , som strävar efter att upprätthålla harmoni med den naturliga miljön. Molekylbygge är inget lätt hantverk. Pristagarna 2021 skapade ett exakt verktyg för molekylär konstruktion, eller organokatalys. Många forskningsområden och industrier är beroende av kemisternas förmåga att bygga molekyler som kan bilda elastiska och hållbara material, lagra energi i batterier eller hämma tillväxten av sjukdomar. Detta arbete kräver katalysatorer, som är ämnen som kontrollerar och påskyndar kemiska reaktioner. Samtidigt är de inte en del av slutprodukten. Katalysatorer är därför viktiga verktyg för kemister. Men under lång tid hade forskare trott att det bara finns två typer av katalysatorer: metaller och enzymer. Benjamin List och David MacMillan fick 2021 års Nobelpris i kemi eftersom de 2020 utvecklade en tredje typ av katalys. Det måste noteras att båda forskarna utförde sin forskning oberoende av varandra. Som ett resultat av sitt vetenskapliga arbete skapade de asymmetrisk organokatalys. Idén bygger på små organiska molekyler. En fördel med denna metod är verkligen dess stora enkelhet. Organiska katalysatorer har en stabil ryggrad gjord av kolatomer. Till denna kärnkedja kan mer aktiva kemiska grupper fästas. Dessa grupper innehåller ofta vanliga grundämnen, såsom syre, kväve, svavel eller fosfor. I slutändan är sådana katalysatorer inte bara miljövänliga, utan deras produktionskostnader är inte betydande. Det ökade intresset för organiska katalysatorer härrör främst från deras förmåga att driva asymmetrisk katalys. I de mest allmänna termerna, när en molekyl bildas, kan ofta två olika molekyler skapas, som är spegelbilder av sig själva. Särskilt inom läkemedelsindustrin vill kemister bara tillverka en av dessa former eftersom, i många fall, en sådan struktur har en terapeutisk effekt, medan den andra är mycket giftig. Utvecklingen av asymmetrisk organisk katalys kommer i hög grad att bidra till att lösa detta problem.

Nobelpriset i kemi 2020

År 2020 delades detta prestigefyllda pris ut till två kvinnor. Pristagarna i fråga är Emmanuelle Charpentier och Jennifer A. Doudna. Damerna upptäckte ett av de vassaste verktygen inom genteknik: den genetiska saxen CRISPR/Cas9. Tack vare deras innovativa upptäckt har forskare nu ett verktyg för att modifiera DNA hos djur, växter och mikroorganismer med exceptionell precision. Denna teknik har revolutionerat naturvetenskapen, bidragit till framväxten av nya anticancerterapier och fört närmare drömmen om att behandla ärftliga sjukdomar. Om forskare vill ta reda på något om livets inre funktion måste de modifiera gener i celler. Tidigare har det varit en oerhört arbets- och tidskrävande uppgift. Ibland var det helt enkelt omöjligt att göra. Med CRISPR/Cas9 genetisk sax kan man ändra livets kod inom några veckor. Ett intressant faktum är att upptäckten av dessa genetiska saxar var oväntad. När Emmanuelle Charpentier studerade en av de bakterier som har orsakat mänskligheten störst skada – Streptococcus pyogenes , upptäckte Emmanuelle Charpentier en tidigare okänd molekyl – tracrRNA, som är en del av CRISPR/Cas-bakteriernas immunsystem, som förstör virus genom att dela deras DNA. Charpentier publicerade sin upptäckt 2011 och några månader senare inledde hon sitt samarbete med Jennifer Doudna, en erfaren biokemist med stor kunskap om RNA. Tillsammans skapade de den bakteriella genetiska saxen och förenklade saxens molekylära komponenter, så att de är så lätta att använda som möjligt. Pristagarna av Nobelpriset i kemi bevisade att det är möjligt att kontrollera den genetiska saxen så att de klipper valfri vald DNA-molekyl på en specifik plats. De uppnådde detta genom att programmera om den ursprungliga genetiska saxen. Charpentier och Doudna visade att det är lätt att skriva om livets kod på den plats där DNA skärs. Sedan de uppnådde detta har användningen av CRISPR/Cas9 exploderat. Verktyget de utvecklat har bidragit till väldigt många upptäckter. Forskare som är specialiserade på växter kan skapa grödor som är resistenta mot mögel, skadedjur eller torka. Inom medicin pågår forskning om nya cancerterapier. Det finns en betydande chans att behandling av ärftliga sjukdomar inte längre kommer att vara ett problem. Utan tvekan har dessa genetiska saxar i många avseenden inlett en ny era inom naturvetenskapen. Upptäckten som gjorts av dessa pristagare av Nobelpriset i kemi kommer att ge stora fördelar för mänskligheten.