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2026諾貝爾化學獎揭曉!破解分子的鏡像之謎,亨利卡甘與硤合憲三共享殊榮

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2026年諾貝爾化學獎今(7)日揭曉,瑞典皇家科學院宣布由法國化學家亨利・卡甘(Henri B. Kagan)與日本化學家硤合憲三共同獲獎,表彰他們兩人對「發現不對稱有機合成中的非線性效應與自催化作用」的突破性貢獻,兩人將平分1200萬瑞典克朗獎金。 亨利・卡甘是法國南巴黎大學(又稱巴黎第十一大學,現已併入巴黎-薩克雷大學)的榮譽教授與日本東京理科大學的榮譽教授硤合憲三雙雙獲得殊榮,得獎原因「不對稱有機合成中的非線性效應」更是讓門外漢摸不著頭腦。當 諾貝爾化學獎評審委員會主席海納·林克(Heiner Linke)說出得獎原因:「亨利·卡根和硤合憲三為一個存在超過一個世紀的化學之謎——『同掌性』(homochirality)是如何產生的——提供解決方案,他們所設計出的化學反應實在令人驚嘆。」 「同掌性」?更是有看沒有懂。 兩人的研究雖然艱澀,但是說到現實世界的運用,卻對藥物與醫學做出莫大貢獻。 2026年10月7日,瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣布2026年諾貝爾化學獎得主,螢幕上顯示得主卡甘(Henri Kagan)與硤合憲三(Kenso Soai)的肖像。(美聯社) 生命世界的單向偏好 早在19世紀,法國化學家巴斯德(Louis Pasteur)就透過顯微鏡發現,酒石酸晶體具有兩種互為鏡像的形態。這些被稱為「鏡像異構物」(enantiomers)的分子,化學組成雖然完全相同,立體排列方向卻相反,就像人的左右手一樣。不過當這種化學機制進入生命體,分子卻不再呈現兩種鏡像結構,而是出現強烈的「同掌性」偏好(只會出現一種結構)。以 構成人體蛋白質的胺基酸或DNA中的糖分子來說,幾乎都只存在其中一種鏡像型態。 這種「掌性」(chirality)差異對現代製藥至關重要,因為藥物分子若與人體分子的「掌性」方向不合,就無法在人體發生完整的正確作用。 這就好比左手很難戴進右手手套,一個藥物分子若必須與特定蛋白質、酵素或受體結合,分子的立體方向要是不對,即便化學式一模一樣,但只要構造不同,恐怕就未必能發揮相同作用。 由此來看, 人體可說是一個具有「方向性」的世界。 諾獎委員會的新聞稿指出,1960年代的「沙利多邁」(thalidomide)悲劇就是一次慘痛教訓:這種藥物在 1950年代被當成「安全止吐安眠藥」推銷給孕婦,卻因藥物分子的兩種鏡像在人體內作用截然不同,最後造成大量新生兒出現先天缺陷,成為史上最嚴重藥害之一。 科學家與醫學家雖然找出藥害的機制,卻無法解決「怎麼做出與單一掌性分子結合的正確藥物」。因為在人工的化學合成反應中製造掌性分子,往往會得到近乎一半左、一半右的結果。如何精確提煉單一方向的分子,於是成為化學的重大挑戰。 2026年10月7日,瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣布2026年諾貝爾化學獎得主,螢幕上顯示得主卡甘(Henri Kagan)與硤合憲三(Kenso Soai)的肖像。(美聯社) 非線性效應:打破對稱的關鍵 卡甘在1986年的研究,邁出打破平衡的關鍵一步。當時任職於巴黎南大學的卡甘,質疑學界過往對催化劑的線性假設。他發現了一種「非線性效應」:當催化劑同時混合左右兩種鏡像形態時,由「一左一右」配對成的催化劑,反應速度遠比「同左」或「同右」來得慢。這種反應速率的差異,使得產物不再是完美的1比1,而是能將一方的比例顯著放大。 東京理科大學的硤合憲三更進一步設計出「自催化作用」(autocatalysis),讓分子能夠自我複製。他在1995年發現,5-嘧啶基烷醇(5-pyrimidyl alkanol)的反應中,一開始只會出現2%的微小不平衡,最終竟能放大至87%的絕對優勢。2003年,他更成功從無掌性的分子組合出發,僅靠反應初期的隨機微小差距,就讓其中一種鏡像接管整個反應,純度高達99.99%。 諾獎委員會形容,在硤合憲三之前,只有生命體自己能夠做到這一點。亨利·卡甘與硤合憲三的研究,讓人類終於解決了「同掌性」的難題,更為製造藥物、香料與新材料提供決定性的工具。這也讓我們更接近一個終極問題的答案:生命最初是如何選擇了單一的掌性方向?

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