21世紀諾貝爾化學獎2001-2021

　　每個世代的得獎者皆有其特色，反映著近代化學的歷史和演進。
　　進入21世紀之後的諾貝爾化學得主，
　　女性表現的越發出色，並與物理學、生物學進行大融通。
　　他們以先驅角色，引領科學不斷朝向知識的邊界前進。

　　◎本世紀諾貝爾化學獎的二、三事
　　•諾貝爾化學獎近來多頒給生物學家，這是怎麼回事？
　　•回應本世紀能源減碳重大課題，2019年化學獎肯定了新型電池的研究。
　　•第一個獲批轉的mRNA疫苗，背後竟是化工製程和生命知識的結合。
　　•研究水母為何發光，卻開創了疾病治療的新頁！
　　‧諾貝爾化學獎史上7名女性得主中，21世紀就佔了4名！
　　‧2014年光學解析度大突破，顯微鏡成為顯「奈」鏡了。

　　每年10月諾貝爾獎頒布，總在媒體和學界引來話題，從獲獎人的國家、背景、學術經歷和奮鬥歷程，到得獎感言和頒獎花絮，誠然是全球學界每年最大的盛事，因為它代表得主在科學成就的巔峰，也能展現出科學發展的最新趨勢。

　　《21世紀諾貝爾化學獎2001-2022》集結《科學月刊》每年在諾貝爾獎得主公布後，邀請國內同領域的專家，分析該年各個得主生平事蹟和得獎領域，以深入淺出的文字和說明，讓讀者瞭解化學研究的最新景況，前瞻地引導讀者思考科學的前景。

　　在最近的過去，諾貝爾化學獎有時表彰了科學家在化學方面的影響，但更多時候是表其彰對生命科學的影響。這些反映一個現實：化學獎越來越移向生命科學領域。事實上，本來，生命科學的研究就一直是化學家著迷的問題。而化學也可以被視為物理學的一個分支，因為它是對物質的研究，分析其結構、性質和變化，以瞭解它們在化學反應中發生了什麼事。這都促成了物理、化學與生物學的大融通。

　　其中一例是2019年諾貝爾化學獎由化學家惠廷翰（M. Stanley Whittingham）、吉野彰（Akira Yoshino）和固態物理學家古迪納夫（John B . Goodenough）三位獲獎，得獎原因是「對鋰離子電池發展」的重大貢獻，如今電池發展是本世紀能源減碳重大課題。因此化學在一個全科大學出現在大部分的科技領域，包括工、農、醫、生命科學院。

　　另一例是2018諾貝爾化學獎―—化學中的演化與革命。Caltech化學系的阿諾德（Frances Arnold）反向利用生物演化的概念，開發叫做定向演化的化學催化劑。在定向演化中，阿諾德在實驗室中提供了一個新方式，鼓勵酶的演化來催化商業上有用的反應。

　　此外實驗技術的突破，也為研究帶來很大的進步。例如2008年GFT（讓水母發出綠色螢光的物質）的發現，廣泛被運用在生物、生技與醫學領域，讓科學家能藉由螢光標定，更瞭解生物體或細胞內生命的運作，有讓我們對疾病的產生跟治療有更進一步的認識。而2020年得主道納與夏彭提耶，研究細菌的CRISPR/Cas系統，研發出一種簡單的基因編輯方法，將可望應用於許多領域。

　　另外值得一提的是，為本書撰稿的台灣化學家中，有許多師出諾貝爾獎大師門下，能一窺得獎者或特立獨行的研究風格，或平易近人的為人處事一面，更神遊於他們治學的風範和精神。

名人推薦

　　曾耀寰（科學月刊社理事長、中研院物理所副技師）
　　累積2001年2021年的諾貝爾經濟科學獎，年份加倍、超值的內容，宴饗大眾，值得購買珍藏。

　　導讀：牟中原（台大化學系名譽教授）
　　諾貝爾獎是一個引導年輕人願景的方式。那願景可能是幼稚的，但很重要。讓年輕人將科學當作樂趣，為他們帶來理解的喜悅。諾貝爾發明了一個夢想機器：一種改變慶祝方式的方法，激勵年輕人做到的比他們夢想的更多，引領了一些最優秀年輕科學家。

　　推薦文：寒波（盲眼的尼安德塔石器匠部落主、泛科學專欄作者）
　　就算不是研究科學的讀者，閱讀諾貝爾獎的介紹，以及厲害科學家的故事，想必也能滿載而歸。

作者簡介

科學月刊

　　《科學月刊》（Science Monthly）是台灣本土科普領域的代表性刊物，代表好幾個世代的台灣科學家和理工知識分子回饋社會的心意，所形成的科學沙龍風貌以及在中學科學教育和科學政策上所造成的影響，都是《科學月刊》在台灣科學社群發展以及文化影響方面的具體表徵。作為國內科普推廣的重要刊物，介紹每年的諾貝爾獎內容是不可少的任務與目標。

2008｜諾貝爾化學獎　從水母綠光點亮生命彩頁──繽紛奪目的螢光蛋白
 
諾貝爾獎得主下村脩，從 1960 年開始跟隨約翰森（Frank H. Johnson）研究水母，初衷十分單純—想要瞭解為什麼水母會散發出漂亮的光芒。為了收集大量水母做研究，他常去海邊撈拾水母，有時甚至動員妻小一起幫忙收集。後來他專注研究一種學名為Aequorea victoria的水母；這種水母在北美西海岸隨洋流漂移，身體呈美麗的藍色，受到刺激時，其傘緣的發光器官（photoorgan）則會發出綠色螢光。
 
在收集到許多A. victoria後，下村脩將水母的傘緣割下置於濾紙上，榨萃取其汁液。經過約莫一年的嘗試與努力，他成功地從這些汁液中分離出水母發光蛋白（aequorin），這種分子在與鈣離子並存時會發出強烈藍光，也就是A. victoria呈藍色的原因。同時，他也分離出另一種讓水母產生綠色螢光的物質—GFP，這便是GFP的第一次破「水」問世。之後數年，下村脩進一步研究出GFP在分子立體結構上有一個特殊的發色團（chromophore），這個特殊的球狀結構由三個胺基酸組成，在吸收藍光或是紫外光後會被激發，而散發出明亮的綠色螢光。
 
這個發現大大顛覆了以往對發光蛋白的印象：大多數的發光蛋白都需要額外的輔助因子才能發光，如水母發光蛋白就需要鈣離子的存在才能發出藍光。然而GFP只需要照射藍光或紫外光，就可以發出綠色螢光。也就是說，如果想利用GFP的螢光觀測細胞內的變化，只要給細胞正確激發光源，它就會給予想要的資訊，不需額外加入其他分子，也不必擔心會影響細胞的正常生理。當時下村脩並沒有意識到GFP的應用前景，對他來說，瞭解水母為何會發光而滿足他純粹的好奇心，就是一種莫大的幸福。但正因為下村脩長期的熱情與執著，我們才有機會認識深藏在海洋生物體內的寶藏—GFP，使得後進有機會去應用這個神奇的綠色螢光蛋白。下村脩因此被譽為「生物發光研究第一人」。