核磁共振质谱（生物大分子的质谱和核磁共振分析技术）

1987年 ~ 1996年 美国、日本、瑞士

质谱分析法是化学领域中非常重要的一种分析方法，不过，最初科学家只能将它用于分析小分子和中型分子，由于生物大分子比水这样的小分子大成千上万倍，因而将这种方法应用于生物大分子难度很大。芬恩（John Bennett Fenn，1917年6月15日—2010年12月10日）在光谱测定的基础上，提出了可以快速通过质量鉴定蛋白质，以便于分析大型复杂生物分子的新技术——电喷雾离子化法。他的发现彻底改变了质谱分析法的使用，推动用于诊断癌症的新药物和工具的开发，并推动蛋白质组学领域研究的发展。

芬恩

芬恩对成团的生物大分子施加强电场，而田中耕一（日语：田中 耕一／たなか こういち Tanaka Kōichi ?，1959年8月3日— ）则用激光轰击成团的生物大分子。这两种方法都成功地使生物大分子相互完整地分离，同时也被电离。它们的发明奠定了科学家对生物大分子进行进一步分析的基础。

质谱分析原理

除了芬恩和田中耕一的发明之外，核磁共振技术的应用也对这一问题起到了至关重要的作用。瑞士科学家库尔特·维特里希（Kurt Wüthrich，1938年10月4日— ）发明了一种新方法，这种方法的原理可以用测绘房屋的结构来比喻：我们首先选定一座房屋的所有拐角作为测量对象，然后测量所有相邻拐角间的距离和方位，据此就可以推知房屋的结构。维特里希选择生物大分子中的质子（氢原子核）作为测量对象，连续测定所有相邻的两个质子之间的距离和方位，这些数据经计算机处理后就可形成生物大分子的三维结构图

这种方法的优点是可对溶液中的蛋白质进行分析，进而可对活细胞中的蛋白质进行分析，能获得“活”蛋白质的结构，其意义非常重大。1985年，科学家利用这种方法第一次绘制出蛋白质的结构。到2002年，科学家已经利用这一方法绘制出15%~20%的已知蛋白质的结构。

由质谱分析与核磁共振相结合的“生物大分子质谱分析法”，使芬恩、田中耕一与维特里希三人共享了2002年的诺贝尔化学奖。

田中耕一

维特里希