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Koichi Tanaka (田中耕一)

田中耕一（日語：田中 耕一／たなか こういち Tanaka Kōichi ?，1959年8月3日－），是一名日本化學、工程學家，任職於京都島津制作所。日本學士院會員。文化勳章表彰。文化功勞者。

2002年，田中因為「開發生物大分子的同定與構造解析手法[1]」，與庫爾特·維特裡希及約翰·貝內特·芬恩共同獲得諾貝爾化學獎[2][3][4]。他獲獎時僅有學士學位，為歷來諾貝爾化學獎得主中僅見的特例。

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早年生活與教育[編輯]

田中耕一於1959年8月3日出生於日本富山市，因為生母26天後不幸過世，後來他由叔父夫婦領養，田中直到大學一年級才獲知此事。就讀東北大學工學院電氣工程學科二年級時，田中因必修的德文不及格而留級一年。

1983年4月1日進入島津制作所就職，1992年外派到島津制作所英國分公司擔任研究員一年，1995年5月與相親認識的裕子結為連理，1997年再次外派到島津制作所英國分公司，擔任研究員五年之久。

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軟雷射脫附法[編輯]

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2002年10月11日，日本首相小泉純一郎（中央）在首相官邸接見田中耕一（右）與小柴昌俊（左）

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以往對大分子諸如蛋白質進行質譜分析時，分析物必須通過雷射照射以電離和汽化。但大分子受到強烈雷射脈衝的直接照射後，會導致分析物裂解成微小的碎片，出現結構損失。1985年2月，田中發現過使用甘油中的超細金屬粉末作為基質的混合物，就可以將分析物電離而不失去其結構。他的工作在1985年被提交專利申請，專利內容於1987年5月在京都召開的日本質譜學會年會上公布，被稱為軟雷射脫附法（Soft Laser Desorption，簡稱SLD）[5]。

田中因此獲得2002年諾貝爾化學獎後，一些科學家認為德國的米夏埃爾·卡拉斯、弗倫茨·希倫坎普不應被排除在外[6][7]，這是因為他們在1985年首次報導了一種使用小型有機化合物作為基質的、靈敏度更高的方法，他們稱之為基質輔助雷射解吸/電離法（MALDI）[8] 然而，雖然MALDI開發於SLD之前，但在田中的報告之前，MALDI並未用於電離蛋白質。

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2002年諾貝爾獎[編輯]

日本時間2002年10月9日晚間，瑞典皇家科學院宣布田中耕一在內的3人獲得諾貝爾化學獎。接獲英語電話通知獲獎時，田中正在公司加班。他從「Nobel」「Congratulation」這些單詞推測自己可能獲得「一個海外的小獎」，身旁的同事則認為是整人節目的手法（ドッキリ）。另一方面，日本文部科學省與大眾傳媒皆無所適從，因為默默無名的田中並非學者，也沒有博士學位。前唡年的諾貝爾化學獎得主野依良治與白川英樹互相聯絡後，也都不清楚「田中是誰」[9]。

獲獎後，田中因若幹「特徵」引起舉世關注，自此職業生涯發生巨大變化。[註 1]儘管田中拒絕大幅升職，他仍於同年11月1日獲得島津制作所部長待遇。翌年1月擔任島津制作所「田中耕一記念質量分析研究所」所長（破例的「執行役員待遇」頭銜，享有董事待遇）。母校東北大學特別修改條例，為他頒發名譽博士學位。

2011年，田中研究小組開發出能使血液檢查敏感度提高100倍的新技術，更容易發現癌症等疾病[11]。

榮譽[編輯]

• 1989年 - 日本質量分析學會 獎勵獎
• 2002年 - 諾貝爾化學獎
• 2002年 - 文化勳章·文化功勞者
• 2002年 - 日本東北大學榮譽博士
• 2003年 - 富山縣名譽縣民
• 2003年 - 日本質量分析學會 特別獎
• 2006年 - 日本學士院會員（史上最年輕）

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社會活動[編輯]

2004年4月，擔任大學的客座教授，包括愛媛大學無細胞生命科學工學研究中心、築波大學先端學際領域研究中心、京都大學國際融合創造中心、東北大學大學院工學研究科。同年6月應邀訪問台灣。2008年3月從京都大學客座教授退任。2009年6月擔任東京大學醫科學研究所客座教授（疾患蛋白質組學實驗室顧問）。

東日本大震災發生後，田中接受日本政府的委任，於2011年11月擔任東京電力福島核電廠事故調査委员会的委員一職。

2015年3月1日，諾貝爾獎得主座談（Nobel Week Dialogue）首次移師海外，在日本東京舉行。在7名與會的諾貝爾獎得主當中包括2名日本人－－京都大學的山中伸彌教授（2012年醫學獎）與名古屋大學的天野浩教授（2014年物理學獎）[12]。此外，島津制作所的田中耕一（2002年化學獎）出席了最後一輪座談[13]。

相關書籍[編輯]

• 私のノーベル賞くたくた日記 / 田中耕一、『文藝春秋』2003年2月號
• 「ノーベル賞に輝いたエンジニア —田中耕一」（http://www.amazon.co.jp/dp/483151313X/ （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）上山明博 著、ぺりかん社、2012年 所収）

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1. ^ :在歷屆的諾貝爾化學獎得主當中，田中學歷最低，只有學士學位。類似的前例是日美混血的查爾斯·佩德森，他在1987年獲獎時僅有碩士學位。田中在日本人諾貝爾獎得主當中，獲獎年齡為第2年輕（僅次於湯川秀樹）；為首位戰後出生的得主；亦是第2位獲獎的民間企業員工（繼江崎玲於奈）。田中的獲獎，寫下日本人獲獎次數的最短時間間隔。此前一天東京大學教授小柴昌俊才獲得諾貝爾物理學獎[10]。

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參考[編輯]

1. ^ Markides, K; Gräslund, A. Advanced information on the Nobel Prize in Chemistry 2002 [size=11.4811](PDF)[/size]. （原始內容存檔 [size=11.4811](PDF)[/size]於2006-05-13）.
2. ^ Tanaka, K.; Waki, H.; Ido, Y.; Akita, S.; Yoshida, Y.; Yoshida, T. Protein and Polymer Analyses up to m/z 100 000 by Laser Ionization Time-of flight Mass Spectrometry. Rapid Commun Mass Spectrom. 1988, 2 (20): 151–3. doi:10.1002/rcm.1290020802.
3. ^ Biographical Snapshots of Famous Women and Minority Chemists: Snapshot. [2008-08-18]. （原始內容存檔於2008-06-05）.
4. ^ 存檔副本. [2016-05-02]. （原始內容存檔於2016-07-01）.
5. ^ Markides, K; Gräslund, A. Advanced information on the Nobel Prize in Chemistry 2002 [size=11.4811](PDF)[/size]. （原始內容存檔 [size=11.4811](PDF)[/size]於2006-05-13）.
6. ^ Spinney, Laura. Nobel Prize controversy. The Scientist. 2002-12-11 [2014-06-04]. （原始內容存檔於2014-06-07）. Nobel Prize for Chemistry awarded amid protests that two of mass spectrometry's inventors overlooked
7. ^ Victor A. Gault; Neville H. McClenaghan. Understanding Bioanalytical Chemistry: Principles and Applications. John Wiley & Sons. 8 December 2008: 184–185 [2017-10-25]. ISBN 978-0-470-71210-8. （原始內容存檔於2020-02-18）.
8. ^ Karas, M.; Bachmann, D.; Hillenkamp, F. Influence of the Wavelength in High-Irradiance Ultraviolet Laser Desorption Mass Spectrometry of Organic Molecules. Anal. Chem. 1985, 57 (14): 2935–9. doi:10.1021/ac00291a042.
9. ^ 黑田龍彥，宋碧華，《上班族的諾貝爾奇蹟：工程師田中耕一的成功傳奇》，遠流，2004。
10. ^ 周刊現代2003年3月15日號
11. ^ 田中耕一宣布：新技術能從一滴血中查出癌症 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）科技日報，2011-11-11
12. ^ “諾貝爾獎獲獎者座談 東京2015” - 客觀日本. [2015-09-17]. （原始內容存檔於2015-04-02）.
13. ^ ノーベル受賞者7人、 「生命科學が拓く未來」を予想｜醫療維新 - m3.comの醫療コラム. [2015-09-17]. （原始內容存檔於2016-03-04）.

外部連結[編輯]

• （日語）田中耕一記念質量分析研究所 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• （日語）島津制作所 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• （日語）Topics/田中耕一氏の栄誉あ�牘旒� （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• （日語）田中耕一関連用語集 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）

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歪打正著的失誤

但是田中性情中的“阿甘精神”使他不肯在困難面前輕易放棄，他對UFMP還是抱有一絲幻想，於是又嘗試將UFMP懸浮在不同的常用有機溶劑中，試圖取得一些哪怕是微不足道的改進。他的研究風格是典型的“一根筋”，就是不斷改換溶劑或是調整溶劑的濃度來反復試驗，無數次嘗試後仍然沒有實質性突破。

1985年2月，田中在一次實驗過程中犯了一個非常低級的錯誤，他原本想用丙酮來懸浮UFMP，結果居然錯用了甘油。稍具中學化學知識的讀者都知道，甘油在室溫下是黏度很大的液體，人們在冬天可以將其塗在皮膚表面來防裂，而生物學家則通常用它來保藏菌種。因此甘油根本就不是常用的溶劑，與具有強烈刺激氣味的丙酮簡直是天地之別！好奇的讀者難免要問，當時田中的實驗桌上為何會放著一瓶甘油？原來1980年代初的質譜界最流行的離子化手段還不是激光照射，而是由巴伯（Michael Barber）和瑟曼（David Surman）等人首創的快原子轟擊法（fast atom bombardment, FAB），這種方法需要用甘油為介質（圖3）。島津研究小組要研制新型質譜儀就免不了要用FAB方法做對照實驗，這樣才能證明新方法的優越性。

圖3：快原子轟擊法以甘油為介質實現去吸附離子化的機理。來源：Tanaka, K. (2002) Nobel Lecture。

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在田中“不幸”將甘油倒入UFMP與要檢測的維生素B12混合物的瞬間，他立刻意識到了這個“重大失誤”，因為這麼黏稠的液體絕不可能是丙酮。當時UFMP的價格比較昂貴，而田中時刻銘記的是其祖母“不要隨便浪費東西”的諄諄教導（這與影片中阿甘牢記的母親語錄“生活就像一盒巧克力”相映成趣），於是他決心挽救這一UFMP樣品。由於質譜實驗在真空中進行，田中知道剛加入的甘油遲早會揮發掉，那時他再加入丙酮就能“撥亂反正”。但他此刻實在是心急如焚，無法忍受這種等待的煎熬。於是他就用激光照射來試圖加快甘油的揮發，同時他的眼睛還緊盯著顯示屏上的質譜，只要能看到分子量是92的那個“倒霉的”甘油分子離子峰消失，他的“拯救UFMP計劃”就將大功告成。但就在這時，一個意想不到的質子化分子離子峰（protonated molecular ion）在質譜上出現，其分子量對應完整的維生素B12分子（1315道爾頓）。

圖4：維生素B12的化學結構

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維生素B12（圖4）的分子量雖然不算特別大，但其三維結構比較復雜，是化學史上具有傳奇色彩的一個分子。英國科學家霍奇金（Dorothy Hodgkin）在1956年用X射線晶體衍射法解出維生素B12的完整結構而獲1964年諾貝爾化學獎，這一精妙的結構又激發了美國有機合成大師伍德沃德（Robert Woodward）的濃厚興趣。從1961年開始，由伍德沃德教授在哈佛的實驗室和埃申莫澤教授（Albert Eschenmoser）在瑞士蘇黎世的實驗室聯手的跨國團隊奮戰了12年，終於完成了由數百個反應構成的維生素B12人工全合成（圖5）。這是有機化學歷史上的一座豐碑，由此帶來的一個理論突破 —— 伍德沃德-霍夫曼（Woodward-Hoffmann）規則，榮膺1981年諾貝爾化學獎。維生素B12分子能夠極其高效地吸收激光能量而容易在氣相中裂解，田中用UFMP的丙酮懸浮液為介質時在質譜上很難檢測到完整的質子化分子離子峰，卻往往看到其裂解後產生的大量碎片離子。沒想到奇跡竟然在混入甘油後發生！因此我們也不妨將田中的中文綽號“日本阿甘”中的“甘”字幽默地看成甘油的“甘”，就有了一語雙關的神韻。