Mười vạn câu hỏi vì sao Hóa học, phần 9
19. Phát hiện thuốc nổ và ma túy từ… vân tay
Các nhà khoa học Mỹ khẳng định cảnh sát có thể phát hiện
dấu vết của heroin, cocaine, cần sa và thậm chí thuốc nổ
trên một dấu vân tay.
Một nhóm chuyên gia tại đại học Purdue, West Lafayette,
bang Indiana (Mỹ) đã sử dụng một kỹ thuật có tên DESI
(desorption electrospray ionization), theo đó người ta phun
một hợp chất hóa học hòa tan lên bề mặt dấu vân tay rồi
phân tích các giọt dung dịch nằm rải rác trên dấu vân bằng
phương pháp quang phổ học.
Theo giáo sư Graham Cooks, trưởng nhóm nghiên cứu, kỹ
thuật này cung cấp “một hình ảnh về mặt hóa chất” của vân
tay với độ phân giải cao hơn những kỹ thuật khác, đồng
thời có khả năng phân tích một lượng vật chất có khối
lượng khoảng một phần tỷ gram.
A: Hình ảnh một dấu vân tay có cocaine để lại trên kính. B:
Hình ảnh (A) sau khi phân tích bằng kỹ thuật DESI trên
màn hình máy tính. Cocaine được thể hiện bằng cách
chấm đỏ.C: Một ngón tay tẩm mực rồi đè lên giấy.
D: Hình ảnh của ngón tay (C) trên màn hình máy tính nhờ
kỹ thuật DESI.
“Những hợp chất phân tử trên vân tay của một người có thể
cho chúng ta biết những chất mà chủ của nó vừa mới tiếp
xúc”, Graham phát biểu.
Theo cách này, các nhà nghiên cứu có thể phát hiện mọi
dấu vết tinh vi nhất của các hợp chất – được thể hiện bởi
các chấm trên bản in – trên vân tay. Nó có thể phát hiện
một phần tỷ gram các chất ma túy và các hợp chất từ thuốc
nổ. Kỹ thuật DESI cũng rất hữu ích trong việc nhận dạng
các chất chuyển hóa và nhiều hợp chất khác từ mồ hôi mà
ngón tay tiết ra. Sự tồn tại của những hợp chất như vậy có
thể giúp các nhà khoa học biết những quá trình đang xảy ra
bên trong cơ thể.
Hiện nay, nhóm nghiên cứu cũng đang tiến hành thử
nghiệm để xem liệu DESI có thể thay thế các phương pháp
thử máu và nước tiểu dành cho vận động viên hay không.
20. Giải Nobel hóa học 2008
Ngày 8.10, Học viện Hàn lâm Thụy Điển thông báo trao
giải Nobel hoá học 2008 cho nhà khoa học Nhật Bản
Osamu Shimomura và hai đồng nghiệp người Mỹ Martin
Chalfie và Roger Tsien nhờ những nghiên cứu và phát triển
protein huỳnh quang xanh (GFP) vốn lần đầu tiên được
phát hiện trên loài sứa Aequorea năm 1962.
Giải Nobel hoá học 2008 đã tôn vinh sự phát hiện khởi đầu
về GFP và hàng loạt các phát triển quan trọng dẫn đến việc
sử dụng nó như một công cụ thí nghiệm trong sinh học.
“GFP đã trở thành một trong những công cụ quan trọng
nhất được sử dụng trong ngành sinh học đương đại. Với sự
trợ giúp của GFP, các nhà nghiên cứu đã phát triển các
phương pháp để xem xét những quá trình mà trước không
thấy được, như sự phát triển của các tế bào thần kinh trong
não hoặc cách thức lan truyền của tế bào ung thư” – thông
cáo của Viện Hàn Lâm Thụy Điển cho hay.
Nhà khoa học Shimomura đã góp công đầu tiên khi tách
được GFP từ một con sứa bắt ở ngoài khơi phía tây Bắc
Mỹ, và phát hiện ra nó phát huỳnh quang xanh dưới ánh
sáng cực tím.
Nhà khoa học Nhật Bản Osamu Shimomura và loài sứa
Aequorea
Đến thập niên 1990, Chalfie đã chứng minh giá trị của GFP
như một chất phát sinh dạ quang, trong lúc nhà khoa học
Tsien đóng góp kiến thức mở rộng sự hiểu biết chung về
cách GFP phát huỳnh quang.
Nhà hóa học người Mĩ Martin Chalfie và Roger Tsien
Nghiên cứu của họ đã giúp các nhà khoa học triển khai một
số nghiên cứu sinh học khác tại cùng thời điểm. Các nhà
nghiên cứu có thể sử dụng GFP để lần theo dấu vết những
tế bào thần kinh phá huỷ do bệnh alzheimer, hoặc xem cách
tế bào beta sản sinh insulin được tạo thành như thế nào
trong tuyến tuỵ của một phôi thai đang phát triển.
Trong những năm gần đây, những nhà khoa học đoạt giải
Nobel hoá học thường đến từ Mỹ và Nhật, trong đó Nhật
Bản đã có giải thưởng danh giá này những năm 2000 –
2001 – 2002. Còn các nhà khoa học Mỹ chưa thiếu vắng
lần nào trong danh sách này suốt từ năm 1992-2006.
21. Một ô trống trong bảng tuần hoàn đã có chủ
Hiệp hội Hoá học Cơ bản và Ứng dụng quốc tế (IUPAC) đã
chính thức công nhận sự ra đời của nguyên tố 112 trong
công văn gửi tới nhóm các nhà khoa học do giáo sư Sigurd
Hofmann lãnh đạo, đồng thời đề nghị họ nhanh chóng đặt
tên cho đứa con tinh thần của mình.
Vị trí của nguyên tố 112 trong bảng tuần hoàn nguyên
tố
Khác với đa số các nguyên tố nhân tạo trước đó thường
được tạo thành tại các máy gia tốc nổi tiếng thế giới của
Mỹ và Nga, gần đây, một loạt nguyên tố mới được phát
hiện ở GSI (Trung tâm nghiên cứu ion nặng), thành phố
Darmstadt, CHLB Đức. Đây là trung tâm thứ ba của thế
giới có máy gia tốc hạt nhân cực mạnh và đang vươn lên
ngang hàng với hai bậc “đàn anh” có tuổi đời cao hơn
nhiều.
“Chú bé” này sẽ là thành viên nặng nhất trong bảng tuần
hoàn được chính thức công nhận, nặng hơn nguyên tố đứng
đầu bảng là hidro đến 277 lần. Khoảng 6 tháng sau, IUPAC
sẽ ra quyết định thông qua đề nghị đặt tên của các nhà khoa
học Đức và nguyên tố mới 112 sẽ có tên chính thức.
Giáo sư Sigurd Hofmann phát biểu: “Chúng tôi rất vui
mừng, đây là nguyên tố thứ 6 được công nhận phát minh tại
trung tâm của chúng tôi trong 30 năm qua”.
Giáo sư Sigurd Hofmann
Nhóm khoa học quốc tế của Hofmann bao gồm 21 nhà
khoa học đến từ Đức, Phần Lan, Nga và Slovakia. Thực ra
từ năm 1996, nhóm này đã tạo ra được nguyên tử đầu tiên
của nguyên tố 112 từ máy gia tốc tại GSI. Năm 2002, họ
lại tổng hợp được thêm một nguyên tử nữa. Những thí
nghiệm sau đó trên máy gia tốc RIKEN của Nhật cũng tạo
ra được một số lượng nhiều hơn các nguyên tử của nguyên
tố 112. Kết quả này đã khẳng định một cách chắc chắn phát
minh của GSI.
Để tạo ra được nguyên tố 112, các nhà khoa học đã gia tốc
các ion kẽm đến một tốc độ cực nhanh trong một máy gia
tốc hạt dài 120m của GSI và bắn vào tấm bia bằng chì. Hạt
nhân của kẽm và chì kết hợp với nhau tạo ra hạt nhân của
một nguyên tố mới. Nguyên tử số (số điện tích Z) của nó là
112 nên được gọi tạm là “nguyên tố 112″, 112 là tổng của
số thứ tự nguyên tử của 2 nguyên tố ban đầu gồm kẽm (số
thứ tự 30) và chì (số thứ tự 82).
Máy gia tốc hạt cực lớn của GSI
Từ năm 1981, những thí nghiệm trên máy gia tốc của GSI
đã giúp các nhà khoa học tại đây đã phát minh ra 6 nguyên
tố có số thứ tự nguyên tử từ 107 đến 112. Những tên
nguyên tố do GSI đề xuất đã được công nhận chính thức là;
nguyên tố 107 – Bohrium, 108 – Hassium, 109 –
Meitnerium, 110 – Darmstartium và 111 – Roentgenium.
Riêng nguyên tố 112 đến bây giờ mới được công nhận và
cho phép đặt tên.
