รางวัลโนเบลสาขาเคมี [update 2024]

ทุกอย่างเริ่มต้นจากเขา – อัลเฟรด โนเบล

อัลเฟรด โนเบลเป็นผู้ริเริ่มแนวคิดในการมอบรางวัลให้แก่ผู้ที่ประสบความสำเร็จอย่างโดดเด่น เขาเป็นนักประดิษฐ์ นักธุรกิจ นักวิทยาศาสตร์ และนักธุรกิจ นอกจากนี้เขายังเขียนบทกวีและบทละครอีกด้วย เราไม่สามารถบรรยายชีวิตที่ร่ำรวยและหลากสีสันของวิศวกรชาวสวีเดนผู้นี้ในประโยคเพียงไม่กี่ประโยคได้ ในปี 1862 ผู้ก่อตั้งรางวัลโนเบลในอนาคตได้เปิดโรงงานผลิตวัตถุระเบิดไนโตรกลีเซอรีนที่ไม่เสถียรสูง การระเบิดที่ควบคุมไม่ได้ครั้งหนึ่งในโรงงานส่งผลให้พี่ชายของเขาเสียชีวิต หลังจากสร้างตัวจุดชนวนแล้ว เขาก็มีชื่อเสียงในฐานะนักประดิษฐ์ และในขณะเดียวกันก็ขยายกิจการของเขาด้วยการเป็นผู้ผลิตวัตถุระเบิด เขามีชื่อเสียงมากที่สุดจากการประดิษฐ์ไดนาไมต์ในปี 1867 สิ่งประดิษฐ์มากมายของเขารวมถึงไพรเมอร์ เจลาตินระเบิด และบอลลิสไทต์ โดยรวมแล้ว เรามีสิทธิบัตรมากกว่า 350 ฉบับในประเทศต่างๆ ให้กับโนเบล ความสนใจที่หลากหลายของเขาสะท้อนและกลายมาเป็นพื้นฐานสำหรับรางวัลที่เขาก่อตั้งและรากฐานที่เขาวางเอาไว้ในปี 1895 นั่นเองที่เขาได้ร่างพินัยกรรมฉบับสุดท้าย โดยเขาได้ทิ้งมรดกจำนวนมากไว้เพื่อก่อตั้งรางวัลนี้ รางวัลที่ตั้งชื่อตามเขานี้มอบให้กับผู้ที่ประสบความสำเร็จอย่างโดดเด่น เนื่องจากตัวเขาเองมีส่วนสนับสนุนอย่างมากต่อความก้าวหน้าของมนุษยชาติ เราคงได้แต่คาดเดาว่าทำไมเขาจึงตัดสินใจอุทิศทรัพย์สมบัติของเขาให้กับการค้นพบและโลกแห่งวิทยาศาสตร์ ในฐานะบุคคล อัลเฟรด โนเบลเป็นคนที่พูดน้อย เป็นไปได้ว่าเขาไม่เคยบอกใครว่าทำไมเขาถึงตัดสินใจเช่นนั้นในช่วงหลายเดือนก่อนที่เขาจะเสียชีวิต ปัจจุบันสันนิษฐานว่าเหตุการณ์ดังกล่าวได้รับอิทธิพลจากเหตุการณ์หนึ่งในปี 1888 ซึ่งอาจกระตุ้นให้เกิดการไตร่ตรองหลายครั้งและนำไปสู่การก่อตั้งรางวัลโนเบล ในปี 1888 ลุดวิก พี่ชายของอัลเฟรดเสียชีวิตที่เมืองคานส์ ประเทศฝรั่งเศส หนังสือพิมพ์รายงานข่าวการเสียชีวิตของลุดวิก แต่สับสนระหว่างเขากับอัลเฟรด โดยพิมพ์พาดหัวข่าวว่า "พ่อค้าแห่งความตายตายแล้ว"

ใครคือผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีคนแรก?

ผู้ได้รับรางวัลโนเบลเป็นครั้งแรกในปี 1901 สี่ปีหลังจากการเสียชีวิตของอัลเฟรด โนเบล รางวัลโนเบลสาขาเคมีตกเป็นของ Jacobus van ‘t Hoff เขาเป็นผู้ก่อตั้งเคมีฟิสิกส์สมัยใหม่ คณะกรรมการรางวัลโนเบลได้ให้เหตุผลสำหรับการเลือก van ‘t Hoff ดังต่อไปนี้: ‘เพื่อเป็นการยอมรับถึงผลงานอันยอดเยี่ยมที่เขาได้มีส่วนสนับสนุนในการค้นพบกฎของพลวัตทางเคมีและความดันออสโมซิสในสารละลาย’ นักเคมีชาวดัตช์ผู้นี้มีอิทธิพลอย่างมากต่อการพัฒนาเคมี และทฤษฎีที่เขาเสนอมาก็ยังคงถูกนำมาใช้จนถึงทุกวันนี้ ในปี 1874 เขาอธิบายปรากฏการณ์ของกิจกรรมทางแสงโดยสันนิษฐานว่าพันธะเคมีระหว่างคาร์บอนและอะตอมที่อยู่ติดกันชี้ไปที่มุมของรูปทรงสี่หน้าปกติ ที่น่าสนใจคือเขาไม่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีสำหรับแนวคิดบุกเบิกนี้ เมื่ออายุได้ 22 ปี เขาได้เผยแพร่แนวคิดอันปฏิวัติวงการของเขา ซึ่งทำให้บรรดานักเคมีมองเห็นโมเลกุลเป็นวัตถุที่มีโครงสร้างเฉพาะและรูปร่างสามมิติ นอกจากนี้ เขายังแนะนำแนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับความสัมพันธ์ทางเคมี เขาได้แสดงให้เห็นถึงความคล้ายคลึงกันระหว่างพฤติกรรมของสารละลายเจือจางและก๊าซ Jacobus van ‘t Hoff ยังได้ทำงานเกี่ยวกับทฤษฎีการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ ซึ่ง Svante Arrhenius ได้แนะนำในปี 1889 จากการศึกษาของเขา van ‘t Hoff ได้ให้การพิสูจน์ทางฟิสิกส์สำหรับสมการของ Arrhenius

มารี สโคลโดฟสกา-คูรี

Marie Skłodowska-Curie ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีมาแล้วถึงสองครั้ง โดยครั้งที่สองเธอได้รับรางวัลนี้ร่วมกับสามีในสาขาฟิสิกส์จากงานวิจัยเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสี ความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์อันน่าทึ่งของเธอและความเคารพที่เธอได้รับในช่วงเวลาที่มหาวิทยาลัยส่วนใหญ่ไม่รับผู้หญิงเข้าร่วมด้วยซ้ำ และตัวเธอเองก็ต้องต่อสู้เพื่อตำแหน่งที่เหมาะสมของเธอในโลกแห่งวิทยาศาสตร์ ทำให้เธอได้รับความชื่นชมอย่างมาก ในปี 1911 Marie Skłodowska-Curie ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี ครั้งนี้เธอได้รับรางวัลนี้ในฐานะบุคคล คณะกรรมการรางวัลโนเบลได้ตัดสินใจมอบรางวัลให้กับเธอสำหรับการค้นพบธาตุที่มีกัมมันตภาพรังสีสองชนิด ได้แก่ เรเดียมและโพโลเนียม หลังจากการค้นพบนี้ Marie ก็ได้ดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับคุณสมบัติของธาตุเหล่านี้ต่อไป ในปี 1910 เธอสามารถผลิตเรเดียมบริสุทธิ์ได้สำเร็จ ด้วยวิธีนี้ เธอจึงพิสูจน์ได้อย่างไม่ต้องสงสัยว่าธาตุใหม่นี้มีอยู่จริง ในระหว่างการวิจัยเพิ่มเติมของเธอ เธอยังได้บันทึกคุณสมบัติที่เป็นลักษณะเฉพาะของธาตุที่มีกัมมันตภาพรังสีและสารประกอบของธาตุเหล่านี้ด้วย ด้วยผลงานของผู้ได้รับรางวัลโนเบลชาวโปแลนด์ผู้นี้ สารประกอบกัมมันตรังสีจึงกลายมาเป็นแหล่งรังสีที่สำคัญทั้งในการทดลองทางวิทยาศาสตร์และทางการแพทย์ ซึ่งใช้ในการรักษามะเร็ง ตลอดชีวิตของเธอ Marie ยังคงรักษาความสัมพันธ์กับโปแลนด์ไว้ ผู้ได้รับทุนชาวโปแลนด์จะทำงานที่ Radium Institute ซึ่งก่อตั้งขึ้นตามความคิดริเริ่มของเธอในปารีส เธอเองได้บรรยายในโปแลนด์และตีพิมพ์บทความจำนวนมากที่นำเสนอผลของการทดลองของเธอในวารสารวิทยาศาสตร์ของโปแลนด์ Marie Skłodowska-Curie เป็นผู้หญิงคนแรกจากโปแลนด์และคนทั้งโลกที่ได้รับรางวัลอันทรงเกียรตินี้ และหวังว่าคงไม่ใช่คนสุดท้าย

การค้นพบที่น่าสนใจได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

ในการคัดเลือกผู้ได้รับรางวัลโนเบล คณะกรรมการโนเบลจะยึดตามเกณฑ์ในการยอมรับการค้นพบครั้งสำคัญที่ก้าวล้ำสำหรับมนุษยชาติ ซึ่งขยายขอบเขตความรู้ในปัจจุบันในสาขาใดสาขาหนึ่ง รางวัลนี้มักไม่ค่อยมอบให้กับสิ่งประดิษฐ์เฉพาะ อย่างไรก็ตาม ควรจำไว้ว่าทฤษฎีปฏิวัติวงการมักถูกนำมาใช้ร่วมกับสิทธิบัตรจำนวนมากที่เปลี่ยนแปลงชีวิตประจำวันของเรา ในปี 2015 ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี ได้แก่ โทมัส ลินดาห์ล พอล โมดริช และอาซิส ซันการ์ พวกเขาได้รับการยกย่องนี้จากการศึกษาเชิงกลไกในการซ่อมแซมดีเอ็นเอ การวิจัยที่พวกเขาทำขึ้นได้อธิบายในระดับโมเลกุลว่าเซลล์สามารถซ่อมแซมดีเอ็นเอที่เสียหายได้อย่างไร และด้วยเหตุนี้จึงสามารถปกป้องข้อมูลทางพันธุกรรมได้อย่างไร ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีจึงมีส่วนสนับสนุนในการสำรวจกลไกของการพัฒนาของมะเร็ง ซึ่งบ่งชี้ว่าเนื้องอกเป็นผลจากความผิดปกติในกระบวนการซ่อมแซม ความเสียหายดังกล่าวเกิดขึ้นในร่างกายของเราตลอดเวลา ส่วนใหญ่มักเกิดจากตัวการ เช่น อนุมูลอิสระหรือรังสี งานวิจัยที่ดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์ทั้งสามคนนี้ได้วางรากฐานสำหรับการทำความเข้าใจกลไกการวิวัฒนาการของโลกที่มีชีวิต ผลงานของพวกเขาถูกนำไปใช้ในการพัฒนาวิธีการรักษามะเร็งสมัยใหม่ Roger D. Kornberg จากสหรัฐอเมริกาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2006 สำหรับการวิจัยเกี่ยวกับกลไกการถอดรหัสในระดับโมเลกุลในเซลล์ยูคาริโอต ผลงานทางวิทยาศาสตร์ของเขาครอบคลุมถึงประเด็นการคัดลอกสารพันธุกรรมซึ่งถูกเก็บไว้ในดีเอ็นเอของเซลล์ เพื่อให้สารพันธุกรรมทำงานได้ จำเป็นต้อง "คัดลอก" หรือถอดรหัสจากดีเอ็นเอไปยังอาร์เอ็นเอ และต่อมาไปยังโปรตีน ผู้ได้รับรางวัลโนเบลได้แสดงให้เห็นว่ากระบวนการนี้เป็นกระบวนการพื้นฐานสำหรับชีวิตของเซลล์ทั้งหมด นอกจากนี้ เขายังพัฒนาแบบจำลองที่อธิบายการทำงานของมัน การวิจัยนี้ยังมีส่วนสนับสนุนความก้าวหน้าทางการแพทย์อีกด้วย โดยช่วยอำนวยความสะดวกในการทำงานในการรักษาโรคและความผิดปกติทางพันธุกรรมมากมาย โรคดังกล่าวไม่เพียงแต่ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโรคหัวใจและภาวะอักเสบต่างๆ ด้วย ในปี 2011 รางวัลโนเบลสาขาเคมีได้รับการมอบให้กับการค้นพบในโลกแห่งวิทยาศาสตร์ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวอย่างยิ่ง Daniel Shechtman ซึ่งเกิดในอิสราเอลได้ค้นพบสิ่งที่เรียกว่า quasicrystal ซึ่งเป็นโครงสร้างทางเคมีที่มีลักษณะคล้ายโมเสกในโครงสร้าง เหตุการณ์นี้ถือเป็นการบุกเบิกครั้งสำคัญ เนื่องจากก่อนหน้านี้โครงสร้างเหล่านี้ถือเป็นไปไม่ได้ที่จะมีอยู่ quasicrystal มีรูปร่างพิเศษเป็นของแข็ง โดยอะตอมจะเรียงตัวกันเป็นโครงสร้างที่ดูเหมือนจะสม่ำเสมอแต่ไม่ซ้ำกัน ดังนั้น จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุเซลล์ดั้งเดิมของพวกมันได้ Shechtman ค้นพบ quasicrystal ในปี 1982 ในเวลานั้น โลกวิทยาศาสตร์มองการค้นพบนี้ด้วยความสงสัยอย่างมาก เป็นเวลาหลายเดือนที่ Shechtman พยายามโน้มน้าวเพื่อนร่วมงานว่าเขาคิดถูกแต่ไม่ประสบผลสำเร็จ ในที่สุด เขาจึงถูกขอให้ออกจากทีมวิจัย จนกระทั่งในปี 1987 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสและญี่ปุ่นจึงได้ยืนยันการค้นพบของ Shechtman เมื่อห้าปีก่อน

รางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2024

จากการตัดสินใจของราชบัณฑิตยสภาวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน รางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2024 ได้ถูกแบ่งออกระหว่าง เดวิด เบเกอร์ เดมิส ฮัสซาบิส และ จอห์น จัมเปอร์ ผลงานของผู้ได้รับรางวัลมีองค์ประกอบร่วมกันคือการทำงานเกี่ยวกับโครงสร้างและการออกแบบโปรตีน ครึ่งแรกของรางวัลนี้มอบให้กับเดวิด เบเกอร์ นักชีวเคมีชาวอเมริกันได้รับการยอมรับจากการวิจัยเกี่ยวกับ การออกแบบโปรตีน ด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างโครงสร้างที่ไม่พบในธรรมชาติในรูปแบบใหม่ทั้งหมดได้ เป็นเวลาหลายปีที่ทีมที่นำโดยเบเกอร์ได้ศึกษาแนวทางในการสร้างโครงสร้างโปรตีนที่ไม่ธรรมดา ในปี 1999 นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาอัลกอริทึมที่เรียกว่า Rosetta เพื่อประกอบชิ้นส่วนสั้นๆ ของโปรตีนที่ไม่มีความเกี่ยวข้องกันทางโครงสร้าง และคาดการณ์การจัดเรียง การเชื่อมต่อ และปฏิสัมพันธ์อื่นๆ ของโปรตีนเหล่านั้นได้ การนำ Rosetta ไปใช้งานและปรับปรุงเป็นขั้นตอนสำคัญที่มอบเครื่องมือที่จำเป็นสำหรับการวิจัยเพิ่มเติม เพียงไม่กี่ปีต่อมาในปี 2003 เดวิด เบเกอร์และเพื่อนร่วมงานได้เผยแพร่การออกแบบโปรตีนที่มีโครงสร้างเฉพาะที่ซับซ้อน การพับแบบเดิม และลำดับที่แตกต่างจากโปรตีนที่รู้จักก่อนหน้านี้โดยสิ้นเชิง ตั้งแต่นั้นมา ทีมวิจัยของเขาได้พัฒนาโปรตีนนวัตกรรมใหม่ ๆ อย่างต่อเนื่อง โดยมีการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่ยาและวัคซีน ไปจนถึงนาโนวัสดุและเซ็นเซอร์ขนาดเล็ก ในทางกลับกัน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ Demis Hassabis และ John Jumper ชาวอเมริกัน ซึ่งทำงานร่วมกับ Google DeepMind ได้รับรางวัลจากการพัฒนาโมเดลปัญญาประดิษฐ์ AlphaFold2 ซึ่งสามารถ ทำนายโครงสร้าง 3 มิติของโปรตีน ได้อย่างแม่นยำโดยอ้างอิงจากลำดับกรดอะมิโน โปรแกรมนี้ถูกนำไปใช้งานครั้งแรกในปี 2018 (ปัจจุบันเรียกว่า AlphaFold1) และต่อมาได้รับการออกแบบใหม่และปรับปรุงในปี 2020 โดยอิงตามเทคโนโลยี AI การเรียนรู้เชิงลึก เครือข่ายประสาทเทียมเฉพาะทางบ่งชี้การจัดเรียงของโมเดล 3 มิติด้วยความแม่นยำสูงมาก แม้กระทั่งสำหรับโมเลกุลที่ซับซ้อนมาก การค้นพบนี้ช่วยแก้ปัญหาที่นักวิทยาศาสตร์พยายามไขมาหลายทศวรรษ ช่วยให้เข้าใจหน้าที่ของโปรตีนในสิ่งมีชีวิตและเร่งการพัฒนายารักษาโรคชนิดใหม่ ผลงานของนักวิทยาศาสตร์ทั้งสามคนนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสาขาต่างๆ เช่น การแพทย์ เทคโนโลยีชีวภาพ และการวิจัยเกี่ยวกับการดื้อยาของแบคทีเรีย หรือแม้แต่การย่อยสลายของพลาสติกในสิ่งแวดล้อม จากการวิจัยของพวกเขา ทำให้สามารถออกแบบโปรตีนที่มีฟังก์ชันใหม่ๆ ที่ไม่เคยรู้จักมาก่อนได้ ซึ่งเปิดประตูสู่นวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมากมาย การศึกษาที่ได้รับรางวัลนี้แสดงให้เห็นว่าการผสมผสานปัญญาประดิษฐ์เข้ากับชีวเคมีสามารถปฏิวัติวงการวิทยาศาสตร์โปรตีนและส่งผลดีต่อชีวิตในหลายๆ ด้านได้อย่างไร

รางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2023

ปี 2023 นำข่าวดีจากโลกแห่งวิทยาศาสตร์มาสู่เรา! ทีมนักวิทยาศาสตร์สามคน ได้แก่ Moungi G. Bawendi จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ Louis E. Brus จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย และ Alexei I. Ekimov จาก Nanocrystals Technology Inc. ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี รางวัลนี้มอบให้กับ " การค้นพบและสังเคราะห์จุดควอนตัม" นักวิทยาศาสตร์มีส่วนสนับสนุนการพัฒนาของกลศาสตร์ควอนตัมโดยการพัฒนาอนุภาคนาโนที่มีศักยภาพมหาศาล จุดควอนตัมคืออนุภาคนาโนที่มีขนาดเพียงไม่กี่นาโนเมตรไปจนถึงหลายสิบนาโนเมตร และมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีเฉพาะตัว จุดควอน ตัมจัดอยู่ในกลุ่มของนาโนคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ และขนาดของจุดควอนตัมทำให้เหมาะสำหรับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีระดับนาโน ผลกระทบหลักของจุดควอนตัมขึ้นอยู่กับการดูดซับและการปล่อยรังสี ในปี 1981 จุดควอนตัมถูกสังเคราะห์ขึ้นเป็นครั้งแรกในเมทริกซ์แก้วโดยผู้ได้รับรางวัลประจำปีนี้ Alexei Ekimov สองปีต่อมา นักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับรางวัลอีกคนหนึ่งชื่อหลุยส์ บรุส ได้โครงสร้างเดียวกันนี้มาในสารแขวนลอยคอลลอยด์ ปัจจุบัน อนุภาคนาโนเหล่านี้สามารถได้มาโดยปฏิกิริยาเคมีที่แตกต่างกันมากมาย อย่างไรก็ตาม หนึ่งในเส้นทางการสังเคราะห์ที่นิยมและใช้กันมากที่สุดในปัจจุบันคือวิธีที่จดสิทธิบัตรโดยทีมวิจัยที่นำโดย Moungi G. Bawendi ซึ่งช่วยให้ได้โมเลกุลที่เกือบสมบูรณ์แบบ คุณสมบัติทางแสงและอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ธรรมดาของโครงสร้างนาโนเหล่านี้ (รวมถึงค่าสัมประสิทธิ์การลดทอนสูงและกระบวนการที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่เกิดขึ้นภายใน) ทำให้มีขอบเขตที่กว้างสำหรับการประยุกต์ใช้ในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีต่างๆ มากมาย ความเสถียรของแสงที่ได้รับการปรับปรุงของจุดควอนตัมทำให้สามารถใช้ในการวินิจฉัยทางการแพทย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จุดควอนตัมมีผลยาวนานและดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับสารทึบแสง สีย้อม และตัวบ่งชี้อื่นๆ ทั่วไป คุณสมบัติที่กล่าวถึงข้างต้นทำให้สามารถใช้อนุภาคนาโนเหล่านี้ในการรักษามะเร็งที่ซับซ้อนได้ นอกจากนี้ ยังมีการวิจัยเกี่ยวกับศักยภาพในการต่อต้านแบคทีเรียอย่างต่อเนื่อง จุดควอนตัมยังใช้ในการเปล่งแสงจากหน้าจอทีวีด้วยความแม่นยำของภาพสูง รวมถึงจากหลอดไฟ LED นอกจากนี้ ยังใช้ในอุปกรณ์ PV และอุปกรณ์อื่นๆ อีกมากมาย ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ จุดควอนตัมคืออนาคตของ "อิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่น" ที่กำลังพัฒนา เซนเซอร์ขนาดเล็ก และการเข้ารหัสด้วยควอนตัม

รางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2022

ในปี 2022 ราชบัณฑิตยสภาวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดนได้ตัดสินใจมอบรางวัลโนเบลสาขาเคมีให้กับบุคคลสามคน ผู้ได้รับรางวัลอันทรงเกียรติในปีนี้ ได้แก่ Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal และ K. Barry Sharpless โดยพวกเขาได้รับรางวัลสำหรับ "การพัฒนาเคมีคลิกและเคมีออร์โธโกนัลชีวภาพ" โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Karl Barry Sharpless และ Morten Meldal มีส่วนสนับสนุนในการพัฒนาเคมีคลิกในรูปแบบฟังก์ชัน คณะกรรมการเน้นย้ำถึงความพิเศษของวิธีการดังกล่าว ซึ่งทำให้สามารถทำปฏิกิริยาได้อย่างรวดเร็วและง่ายดายโดยไม่มีผลพลอยได้ นอกจากนี้ ควรเน้นย้ำด้วยว่า Karl Barry Sharpless ได้รับรางวัลโนเบลเป็นครั้งที่สอง โดยเขาได้รับรางวัลครั้งแรกในปี 2001 สำหรับการวิจัยที่ใช้สำหรับสังเคราะห์ยาสำหรับหัวใจที่เรียกว่ายาบล็อกเบตา Carolyn Ruth Bertozzi เป็นผู้รับผิดชอบในการขยายพจนานุกรมของวิทยาศาสตร์โดยใช้คำว่า "เคมีออร์โธโกนัลชีวภาพ" เคมีเชิงชีวภาพถูกนำมาใช้ครั้งแรกในปี 2003 และตั้งแต่นั้นมา ก็ได้พัฒนาวิทยาการนี้ขึ้นมาอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้เรามีความรู้เกี่ยวกับกระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นในเซลล์ที่มีชีวิตมากขึ้น เคมีเชิงชีวภาพนั้นเปรียบได้กับโครงสร้างการสร้างบล็อกเลโก้ โดยการใช้โมเลกุลบางส่วนที่แยกจากกัน เราสามารถรวมโมเลกุลเหล่านี้เข้าด้วยกันเพื่อสร้างสารประกอบที่มีความซับซ้อนและหลากหลายสูง การรวมกันของ “บล็อกเคมี” ที่ค่อนข้างเรียบง่ายทำให้โมเลกุลมีความหลากหลายอย่างแทบไม่จำกัด เคมีเชิงชีวภาพช่วยให้สามารถตรวจสอบกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์ที่มีชีวิตได้โดยไม่ทำลายเซลล์ ทำให้มีโอกาสตรวจสอบโรคต่างๆ ที่เกิดขึ้นภายในเซลล์หรือในสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อน งานวิจัยที่ดำเนินการโดยผู้ได้รับรางวัลโนเบลในปีนี้มีผลกระทบต่อชีวิตประจำวันของเราหรือไม่? ใช่ มาก! กลไกที่อธิบายมาสามารถนำไปประยุกต์ใช้โดยเฉพาะในร้านขายยาและการแพทย์ เช่น เพื่อทำให้การผลิตยาได้ผลมากขึ้น ปัจจุบัน กลไกดังกล่าวมีความซับซ้อนมาก จึงต้องใช้เวลาและค่าใช้จ่ายสูง เคมีเชิงคลิกและเคมีเชิงไบโอออร์โธโกนัลจะปรับปรุงกระบวนการต่างๆ เช่น การส่งยาต้านมะเร็ง แต่ยังจะขยายความรู้และความสำเร็จของเราในด้านยาปฏิชีวนะ สารกำจัดวัชพืช และการทดสอบการวินิจฉัย นอกจากนี้ เคมีเชิงไบโอออร์โธโกนัลจะขับเคลื่อนความก้าวหน้าในการสังเคราะห์วัสดุอัจฉริยะ เนื่องจากจะง่ายต่อการรวบรวมองค์ประกอบแต่ละองค์ประกอบเข้าด้วยกัน แม้แต่ในปัจจุบัน เคมีเชิงไบโอออร์โธโกนัลเป็นที่รู้จักทั่วโลกและใช้ในการติดตามกระบวนการทางชีววิทยาต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาการต่อสู้กับเนื้องอก การผสมผสานเทคโนโลยีใหม่เหล่านี้ช่วยให้เราเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเซลล์และกระบวนการทางชีววิทยา การสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนโดยการเชื่อมโยงองค์ประกอบแต่ละองค์ประกอบเข้าด้วยกันจะช่วยลดหรือขจัดการก่อตัวของผลิตภัณฑ์รองได้อย่างมาก

รางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2021

ในปี 2021 คณะกรรมการโนเบลได้ตัดสินใจแตกต่างไปจากที่คาดการณ์กันโดยทั่วไปว่ารางวัลนี้จะมอบให้กับนักวิทยาศาสตร์ที่รับผิดชอบในการสร้างวัคซีน RNA ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ รางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2021 นี้ตกเป็นของเบนจามิน ลิสต์และเดวิด แมคมิลแลน พวกเขาได้รับการยกย่องนี้จากการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์แบบไม่สมมาตร บางคนเรียกเครื่องมือนี้ว่าผลงานอัจฉริยะอย่างเปิดเผย นอกจากนี้ วิธีการของพวกเขายังช่วยให้เกิดการพัฒนา "เคมีสีเขียว" ต่อไป ซึ่งมุ่งมั่นในการรักษาความกลมกลืนกับสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ การสร้างโมเลกุลไม่ใช่เรื่องง่าย ผู้ได้รับรางวัลในปี 2021 ได้สร้างเครื่องมือที่แม่นยำสำหรับการสร้างโมเลกุลหรือการเร่งปฏิกิริยาทางออร์แกโน พื้นที่การวิจัยและอุตสาหกรรมจำนวนมากขึ้นอยู่กับความสามารถของนักเคมีในการสร้างโมเลกุลที่สามารถสร้างวัสดุที่ยืดหยุ่นและทนทาน กักเก็บพลังงานในแบตเตอรี่ หรือยับยั้งการเติบโตของโรค งานนี้ต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเป็นสารที่ควบคุมและเร่งปฏิกิริยาเคมี ในขณะเดียวกัน ตัวเร่งปฏิกิริยาก็ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ดังนั้น ตัวเร่งปฏิกิริยาจึงเป็นเครื่องมือสำคัญที่นักเคมีมีไว้ อย่างไรก็ตาม เป็นเวลานานแล้วที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีตัวเร่งปฏิกิริยาเพียงสองประเภทเท่านั้น ได้แก่ โลหะและเอนไซม์ เบนจามิน ลิสต์และเดวิด แมคมิลแลนได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2021 เนื่องจากในปี 2020 พวกเขาได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาประเภทที่สามขึ้น ต้องสังเกตว่านักวิทยาศาสตร์ทั้งสองคนทำการวิจัยอย่างเป็นอิสระจากกัน จากผลงานทางวิทยาศาสตร์ของพวกเขา พวกเขาได้สร้างการเร่งปฏิกิริยาออร์แกโนคาตาไลซิสแบบไม่สมมาตร แนวคิดนี้ใช้โมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็กเป็นพื้นฐาน ข้อดีอย่างหนึ่งของวิธีนี้คือความเรียบง่ายอย่างแน่นอน ตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์มีโครงสร้างที่มั่นคงซึ่งประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน ซึ่งสามารถเชื่อมกลุ่มเคมีที่ทำงานได้มากขึ้นเข้ากับโซ่แกนกลางนี้ กลุ่มเหล่านี้มักประกอบด้วยธาตุทั่วไป เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน กำมะถัน หรือฟอสฟอรัส ในท้ายที่สุด ตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวไม่เพียงแต่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังมีต้นทุนการผลิตที่ไม่สูงอีกด้วย การเติบโตของความสนใจในตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์นั้นเกิดจากความสามารถในการขับเคลื่อนการเร่งปฏิกิริยาแบบไม่สมมาตรเป็นหลัก ในแง่ทั่วไปที่สุด เมื่อโมเลกุลก่อตัวขึ้น มักจะสามารถสร้างโมเลกุลที่แตกต่างกันสองโมเลกุลได้ ซึ่งเป็นภาพสะท้อนของตัวมันเอง โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยา นักเคมีต้องการผลิตสารเหล่านี้เพียงชนิดเดียวเท่านั้น เนื่องจากในหลายกรณี สารชนิดหนึ่งมีฤทธิ์ทางการรักษา ในขณะที่อีกชนิดหนึ่งมีพิษสูง การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์แบบไม่สมมาตรจะช่วยแก้ปัญหานี้ได้อย่างมาก

รางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2020

ในปี 2020 รางวัลอันทรงเกียรตินี้มอบให้กับผู้หญิงสองคน ผู้ได้รับรางวัล ได้แก่ Emmanuelle Charpentier และ Jennifer A. Doudna ทั้งสองค้นพบเครื่องมือที่คมที่สุดอย่างหนึ่งในการตัดต่อพันธุกรรม นั่นคือกรรไกรตัดพันธุกรรม CRISPR/Cas9 ด้วยการค้นพบที่สร้างสรรค์นี้ นักวิทยาศาสตร์จึงมีเครื่องมือสำหรับปรับเปลี่ยน DNA ของสัตว์ พืช และจุลินทรีย์ด้วยความแม่นยำที่เหนือชั้น เทคโนโลยีนี้ได้ปฏิวัติวงการวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ มีส่วนสนับสนุนให้เกิดการบำบัดมะเร็งรูปแบบใหม่ และทำให้ความฝันในการรักษาโรคทางพันธุกรรมใกล้เข้ามา หากนักวิทยาศาสตร์ต้องการค้นหาบางอย่างเกี่ยวกับการทำงานภายในของชีวิต พวกเขาจะต้องปรับเปลี่ยนยีนในเซลล์ ก่อนหน้านี้ การทำงานนี้เป็นงานที่ต้องใช้แรงงานและเวลาอย่างมาก บางครั้งมันเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำได้ ด้วยกรรไกรตัดพันธุกรรม CRISPR/Cas9 เราสามารถเปลี่ยนแปลงรหัสของชีวิตได้ภายในไม่กี่สัปดาห์ ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจคือการค้นพบกรรไกรตัดพันธุกรรมนี้เป็นสิ่งที่คาดไม่ถึง เมื่อศึกษาแบคทีเรียชนิดหนึ่งที่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อมนุษยชาติมากที่สุด นั่นคือ Streptococcus pyogenes Emmanuelle Charpentier ได้ค้นพบโมเลกุลที่ไม่เคยรู้จักมาก่อน นั่นคือ tracrRNA ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบภูมิคุ้มกันแบคทีเรีย CRISPR/Cas ซึ่งทำลายไวรัสโดยการแยก DNA ของไวรัส Charpentier ได้เผยแพร่การค้นพบของเธอในปี 2011 และไม่กี่เดือนต่อมาก็เริ่มทำงานร่วมกับ Jennifer Doudna นักชีวเคมีที่มีประสบการณ์ซึ่งมีความรู้มากมายเกี่ยวกับ RNA พวกเขาทำงานร่วมกันเพื่อสร้างกรรไกรทางพันธุกรรมของแบคทีเรีย และทำให้ส่วนประกอบโมเลกุลของกรรไกรเรียบง่ายขึ้น เพื่อให้ใช้งานง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นไปได้ที่จะควบคุมกรรไกรทางพันธุกรรมเพื่อให้ตัดโมเลกุล DNA ที่เลือกไว้ในจุดที่กำหนด พวกเขาทำได้สำเร็จโดยการเขียนโปรแกรมกรรไกรทางพันธุกรรมดั้งเดิมใหม่ Charpentier และ Doudna ได้แสดงให้เห็นว่าการเขียนโค้ดของสิ่งมีชีวิตใหม่ในจุดที่ตัด DNA นั้นเป็นเรื่องง่าย ตั้งแต่พวกเขาประสบความสำเร็จในสิ่งนี้ การใช้ CRISPR/Cas9 ก็ได้รับความนิยมอย่างล้นหลาม เครื่องมือที่พวกเขาพัฒนาขึ้นมีส่วนสนับสนุนให้เกิดการค้นพบมากมาย นักวิทยาศาสตร์ที่เชี่ยวชาญด้านพืชสามารถสร้างพืชที่ต้านทานเชื้อรา แมลงศัตรูพืช หรือภัยแล้งได้ ในทางการแพทย์ การวิจัยเกี่ยวกับการรักษามะเร็งแบบใหม่ยังคงดำเนินต่อไป มีโอกาสอย่างมากที่การรักษาโรคทางพันธุกรรมจะไม่เป็นปัญหาอีกต่อไป ไม่ต้องสงสัยเลยว่ากรรไกรตัดแต่งพันธุกรรมเหล่านี้ได้นำพาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติเข้าสู่ยุคใหม่ในหลาย ๆ ด้าน การค้นพบของผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีเหล่านี้จะนำมาซึ่งประโยชน์อันยิ่งใหญ่ต่อมนุษยชาติ