نویسنده: Kai O. Pedersen
مترجم: بهروز بیرشک
مترجم: بهروز بیرشک
[ārne vilhelm kāwrin liselius]
Arne Wilhelm Kaurin Tiselius
(ت. استوکهولم، سوئد، 18 مرداد 1281/ 10 اوت 1902؛ و. استوکهولم، 7 آبان 1350/ 29 اکتبر 1971)، زیستشیمی فیزیکی.
اکثر نیاکان پدری و مادری تیسلیوس دانش پژوه بودند و بسیاری از آنان علاقه فراوانی به علوم، خصوصاً زیست شناسی، داشتند. پدرش، هانس آبراهام تیسلیوس، درجهای علمی در ریاضیات از دانشگاه اوپسالا دریافت کرده بود. مادرش، روزا کاورین، دختر یک روحانی نوروژی بود. پدرش در 1285 درگذشت، و مادرش با تیسلیوس و خواهرش به یوتبوری، که والدین شوهرش در آنجا زندگی میکردند و خانواده دوستان صمیمی زیادی داشت، نقل مکان کرد.
علاقهی عمیق تیسلیوس به علوم در دبیرستانی در یوتبوری، جایی که او دبیر شیمی و زیستشناسی الهامبخشی داشت، بیدار شد. بتدریج در او علاقه به تحصیل در دانشگاه اوپسالا با ته اسوِدبَری، که متخصص برجسته شیمی فیزیکی در سوئد بود، آشکار شد. در شهریور 1300 به دانشگاه وارد شد و تا آخر عمر ارتباط خود با آن مؤسسه علمی را حفظ نمود. در اردیبهشت 1303 به درجهی فوقلیسانس در شیمی، فیزیک، و ریاضیات نایل شد. در آبان 1309 پایاننامهی خود در زمینهی الکتروفورز (electrophoresis، انتقال ذرّههای باردار در محلولهای کولوئیدی) را عرضه داشت و به شغل معلمی شیمی منصوب شد. در 1317 کرسی مخصوصی در زیستشیمی برای تیسلیوس در دانشکدهی علوم بوجود آمد؛ وی سی سال بعد بازنشسته شد.
تیسلیوس در 1309 با اینگرید مارگارتا (گرتا) دالن ازدواج کرد. وی در بیشتر عمر از سلامت برخوردار بود، اگرچه درچند سال آخر عمر به وی گفته شد که از فعالیت بکاهد تا قلبش را بیش از اندازه خسته نکند. برای او پیروی از این دستور مشکل بود، و پس از یک جلسهی مهم در استوکهولم به حمله قلبی شدیدی دچار شد و صبح روز بعد درگذشت.
تیسلیوس، آرام و متواضع و مهربان، از بذلهگویی خاصی برخوردار بود که در عین حال هم بشدت نیشدار و هم ملاطفت آمیز بود. وی عمیقاً به تاریخ طبیعی علاقهمند بود و دانش گستردهای در گیاهشناسی و پرندهشناسی داشت. غالباً سفرهائی به اطراف شهر میکرد تا به تماشای پرندگان پردازد و از آنها عکس بگیرد.
در 1327 تیسلیوس «برای کاری که در زمینهی الکتروفورز و تحلیل جذب سطحی و خصوصاً برای کشف ماهیت پیچیده پروتئینهای ایجاد شده در سروم خون» کرده بود به جایزهی نوبل در شیمی دست یافت. وی از دوازده دانشگاه دکترای افتخاری دریافت کرد و عضو یا عضو افتخاری بیش از سی انجمن علمی از جمله فرهنگستان ملی علوم در واشینگتن و انجمن سلطنتی بود.
تیسلیوس در تابستان 1323 به عضویت کمیتهای دولتی که برای توصیه اقدامهائی در راه بهبود شرایط پژوهش علمی، خصوصاً پژوهشهای اساسی، ایجاد شده بود درامد. اکثر طرحهای پیشنهادی به تصویب مجلس سوئد رسید، و اصلاحاتی صورت گرفت. وقتی که در 1325 «شورای پژوهش علوم طبیعی سوئد» تأسیس شد، تیسلیوس به ریاست اولین دورهی چهارساله منصوب گردید.
در 1326 تیسلیوس به عضویت کمیته شیمی نوبل و نیابت ریاست بنیاد نوبل درآمد. در «کنگرهی بینالمللی شیمی»، که در 1326 در لندن برگذار شد، وی به عنوان نایب رئیس مسئول بخش شیمی زیستی «اتحادیه بینالمللی شیمی محض و کاربردی» برگزیده شد. چهارسال بعد، در کنفرانس نیویورک به ریاست اتحادیه انتخاب گردید. در دههی 1340 وی در تأسیس «شورای مشورتی علوم» دولت سوئد نقش فعالی داشت؛ شورا، به ریاست نخست وزیر، به تعیین خط مشی تحقیقات در سوئد میپردازد.
تیسلیوس در آخرین دههی زندگی خود کاملاً نگران مشکلاتی بود که در نتیجه سیر تکاملی علوم بوجود میآید؛ اگرچه مشتاق بود که جامعه از پیشرفتها بهره گیرد، از این امر آگاه بود که رشد علمی میتواند تهدیدی جدّی برای آدمیان باشد. وی برای این که بنیاد نوبل فرصتی بدست آورد تا موقعیت و موضع یگانه خود را به راهی بکار برد که مکمل اعطای جوایز باشد، کمک فکری بسیار کرد؛ و با تشکیل دادن سمپوزیومهای نوبل در هر یک از پنج رشتهای که مشمول جایزه میشد ابتکار عمل را در دست گرفت. شرکت کنندگان نه فقط آخرین پیشرفتها را مورد بحث قرار میدادند بلکه سعی میکردند که نتایج اجتماعی، اخلاقی، و دیگر پیامدها را ارزیابی کنند. وی بشدت معتقد بود که بنیاد نوبل میتواند، و میباید، نقش مهمی در سوق دادن علم به یافتن راه حلهائی برای مسائل مرتبط با آدمی ایفا کند.
تیسلیوس در تیرماه 1304، که آغاز دورهی فکری بسیار پربار آزمایشگاه اسودبری بود، به عنوان دستیار تحقیق وارد آن شد. در شهریور 1302 اسودبری، پس از گذراندن هشت ماه در دانشگاه ویسکانسین، با افکار جدید بسیار به اوپسالا بازگشته بود. وی نخستین دستگاه اَبَرمرکزگریز با سرعت کم را ساخته بود و اینک مشغول ساختن اولین دستگاه با سرعت زیاد بود که برای مطالهی اندازه و شکل ذرههای پروتئین بکار رود. اسودبری به تعیین خواص الکتروفورتیکی پروتئین نیز علاقه داشت و تیسلیوس در این کار شرکت کرد. نخستین مقاله اش، که آن را به اتفاق اسودبری منتشر کرد (1305)، روش نوینی را برای تعیین تحرک پروتئینها شرح میداد.
اسودبری چنان بسختی سرگرم بسط دستگاههای اَبَرمرکزگریز خود بود که به تیسلیوس اختیار کاملی برای ادامهی مطالعه در الکتروفورز را داد. تیسلیوس شروع کرد به یادگرفتن زیستشیمی، که در آن زمان جزو برنامه درسهای شیمی نبود، و مجذوب تنوع عظیم- و بویژه خصوصیت-موادّ زیستشیمیایی شد.
تیسلیوس، در کار روزمرهی خود با الکتروفورز، غالباً از مواد ناخالصی یا موادی که بد تعریف شده بودند ناراحت میشد. حتی بعضی از موادی که در اَبَرمرکزگریز همگن شناخته شده بودند در آزمایشهای الکتروفورز معلوم شد که ناهمگنند. این امر بخصوص در مورد پروتئینهای سروم صادق بود. وی بتدریج به این نتیجه رسید که تعریف و خالص سازی برای همه زیستشیمی حدّ اعلای اهمیت را دارد. بدین ترتیب جدا کردن مواد از یکدیگر به صورت مسأله اصلی درآمد، و تیسلیوس متقاعد شد که یافتن راه حل مستلزم کشف روشهایی علاوه بر استفاده از الکتروفورز و اَبَرمرکزگریز است. او فکرهائی دربارهی بسط روشهای رنگ نگاری و جذب سطحی عرضه کرد و آزمایشهائی مقدماتی در این زمینه بعمل آورد. سرانجام مصمم شد که به کاوش در الکتروفورز ادامه دهد و پایاننامه خود را در آبان 1309 تقدیم داشت. در سالی که بازنشسته شد (1347) احساسی را که بعد از پایاننامه به او دست داده بود چنین وصف کرده است:
من با روشنی بسیار به یاد میآورم که احساس ناکامی کردم. روش، بیشک، یک ترقی بود اما مرا درست به نقطهای کشانیده بود که میتوانستم تمام نشانههای نتایج بسیار دلپذیر را ببینم بیآن که بتوانیم هیچ چیز مشخصی را ثابت کنم. هنوز میتوانیم این احساس را به صورت تقریباً یک رنج واقعی به یاد آورم وقتی که به بعضی از عکسهای الکتروفورز، بخصوص عکسهای پروتئینهای سروم، نگاه میکنم. تصمیم گرفتم که مسالهای بکلی از نوع دیگر را مورد مطالعه قرار دهم، اما خدشهای در ذهن من باقی ماند که چند سال بعد معلوم شد که اهمیتی شایان دارد.
تیسلیوس، پس از اتمام پایاننامه، دربارهی مسائل جدید کار کرد و این امر وی را در زمینههای دیگر مجرب ساخت. این وضع در نظرش بسیار مهم جلوه کرد زیرا امیدوار بود که صلاحیت برای تصدی کرسی در شیمی را احراز کند.
از راه مطالعه، تیسلیوس درباره قابلیت یگانه بعضی از کانیهای زئولیت [یعنی کانیهائی که از سیلیکاتهای آلومینیوم ئیدراته و فلزات قلیایی تشکیل میشوند] مطلبی آموخته بود، و آن قابلیت تبدیل آب تبلورشان به مواد دیگر بود، در حالی که این مواد حتی بعد از آن که آب تبلور به درون خلأ انتقال یافته باشد ساختار بلورین خود را حفظ میکردند. این پدیده که وقتی بلورهای خشک شده بار دیگر ئیدراته میشدند خواصّ نوری تغییر میکرد، شناخته شده بود. اما تا آن وقت هیچ مطالعه کمی درباره آن صورت نگرفته بود. تیسلیوس به امکان این مشاهدهی تصادفی پی برد، عوامل حاکم بر وضعیت را پیدا کرد، و روش نوری فوق العاده ظریف و دقیقی برای اندازه گیریهای کمّی پخش بخار آب و گازهای دیگر در بلورهای زئولیت ابداع کرد. قسمت آخر این کار در 1313-1314، که تیسلیوس از یک کمک هزینهی مالی بنیاد راکفلر برای مطالعه زیردست هیو تیلر در «آزمایشگاه شیمی فریک» در دانشگاه پرینستن استفاده میکرد، انجام شد.
با این که تیسلیوس نتوانست به هنگام توقف در ایالات متحد کار خود را بر زیستشیمی متمرکز سازد، معلوم شد که این سال بسیار برانگیزنده بود و به نحوی قاطع بر زندگی علمی او اثر گذاشت. جو آزمایشگاه فیزیک الهامبخش بود، اما آنچه برای کار بعدی تیسلیوس مهمتر از هر چیز دیگری بود تماس فراوان او با پژوهشی بود که مؤسسهی راکفلر در آزمایشگاههایش در پرینستن و نیویورک انجام میداد. این تماس به دوستی با ج. هـ. نورثرپ، و. م. استنلی، و م. ل. اَنسِن کشانیده شد، و نیز فرصت مناسب برای ملاقات باک. لانتشتاینر، م. هایدلبرگر، و ل. میشائلیس بدست داد. از بحث با آنان بر تیسلیوس آشکار شد که آنان برای حل بعضی مسائلشان نیاز به بعضی روشهای نو داشتند که از سالها پیش در ذهن وی بود اما او توانایی عملی کردن آنها را نداشت. وی، که از بحث با این دوستان تشویق شده بود، بار دیگر متقاعد شد که پروردن فرایندهای جدیدتر و کاراتر جداسازی مسألهای یا اصلی زیستشیمی است و تصمیم گرفت که فکر خود را بر این موضوع متمرکز سازد. در حالی که هنوز در ایالات متحد بود، بازسازی کامل اسبابهای الکتروفورز را آغاز کرد.
تیسلیوس، پس از بازگشت به اوپسالا، به نحوی قاطع شیوههای تجربی را از نو طرحریزی کرد. اسبابی را که او ابداع کرد میشد به گونهای قابل اطمینان با شیبهای پوتانسیئل در لوله U شکلی بکار برد که دست کم ده برابر شیبهای پوتانسیئل هر اسباب قبلی الکتروفورز باشد؛ این اسباب بدست آوردن قدرت تجزیه کنندگی بالاتری برای مخلوطهای پروتئینی را نیز میسر ساخت. حرکت مرزها (حدود فاصل) را میشد با روش Schlieren آوگوست توپلر از راه نورشناسی دنبال کرد. لوله U شکل را میشد بعد از به نتیجه رسیدن آزمایشها به بخشهای کاملاً مشخصی تقسیم کرد، و بدین ترتیب اخذ نمونههائی از بخشهای مختلف لوله برای تجزیههای شیمیایی و زیست شناختی ممکن میگشت.
نخستین آزمایشها، که با سروم اسب انجام شد، دردم برتری وسیله جدید را ثابت کرد. الگوی «اشلیرن» چهار نوار پروتئین با تحرکهای مختلف را نشان داد. نواری که تندترین حرکت را داشت متناظر با مرز آلبومینی سروم بود؛ و سه نوار دیگر، برای اولین بار، حضور حداقل سه مؤلفه را که از نظر الکتروفورتیکی متفاوت بودند در گویچه سروم آشکار ساختند. تیسلیوس به طور آزمایشی آنها را گویچههای آلفا، بتا، و گاما نامید. سرومهای حیوانات دیگر الگوهائی مشابه اما با اختلافهای کمّی را نشان دادند. همچنین نشان داده شد که پادتنها (گویچههای ایمنی) معمولاً در نوار گویچهی گاما یا بین نوارهای گویچهی بتا و گویچهی گاما یافت میشوند.
این روش سپس به وسیلهی تیسلیوس و همکارانش به همهی شیوههای ممکن مورد آزمایش قرار گرفت، و روشهای بهتر و جدیدتر شکست سنجی وارد کار شد و تغییرات جزئی گوناگون صورت گرفت. شیوهی جدید همچنین امکان جداسازی الکتروفورتیکی سه کسر [آلفا، بتا، و گامای] گویچه را فراهم آورد، و بدین سان فهمیده شد که خواص شیمیایی آنها متفاوت است. طولی نکشید که تیسلیوس گمان برد که هر یک از این سه مؤلفهی عمده گویچه شامل چندین پروتئین منفرد است که برحسب اتفاق دارای تحرکهای مشابهاند. روشهای بعدی این گمان را به یقین بدل کردهاند و پروتئینهای منفرد بسیاری از سه مؤلفهی اصلی گویچه جدا شدهاند.
تیسلیوس امید را بدان بسته بود که شیوهی الکتروفورزی جدیدش بتواند در روشن ساختن مسألهای که بسیار مورد علاقه او بود نیز مفید افتد، و آن جداسازی و تشخیص قطعههای بزرگ و پولی پپتیدهائی بود که از تجزیه آرام مولکولهای پروتئین بدست میآمدند. از این جهت این روش مایهی ناکامی شد؛ او احساس کرد که الکتروفورز آن قدر دقیق نیست که بتواند تعداد زیادی از مواد شیمیایی موجود در موادی را که منشأ زیستی دارند جدا سازد. آنگاه او به روشهای جذب سطحی، که تا حدودی در تهیه مواد آلی و زیستشیمیایی بکار برده شده بود، علاقهمند شد. تا آن زمان جداسازی عمدتاً بر روی ستون بررسی شده بود. تیسلیوس متوجه امکان ابداع روش تجزیه کمی جدیدی شد که در آن بتوان محلول حاصل از شست و شو را که از ستون بدست میآید با روشهای شکست سنجی شبیه به روشهائی که در الکتروفورز بکار میرفت مشاهده کرد. وی همچنین روشی نظری عرضه کرد که حجم تأخیری ماده جذب شده را به ضریب جذب سطحی آن و جرم ماده جذب کننده در ستون مربوط میساخت. وی به بررسی تغییر رفتار جذاب سطحی در اثر حضور محلول دیگری که با قدرت بیشتری جذب میشد پرداخت. حجمهای تأخیری ویژه برای تعدادی از اسیدهای آمینه و پپتیدها معین شد، و معلوم گردید که طول زنجیر کربون اثری قاطع دارد، و هر گروه 2CH اضافی موجب نموی محسوس میشود. حجمهای تأخیری اسیدهای آمینه خنثی در طول یک گستره وسیع pH بدون تغییر باقی ماندند در حالی که حجمهای تاخیری اسیدهای آمینهی اسیدی و بازی وابستگی شدیدی به pH نشان دادند.
تیسلیوس و س. کلاسون در 1321 با بکار بردن روشهای تداخل سنجی برای اندازه گیری غلظت محلولهای حاصل از شست و شو بهبود فنی مهمی را موجب شدند. موضوع این کار از میان بردن ناپایداری ناشی از اختلاف بسیار کوچکی در چگالی لایههای محلولهای مجاور یکدیگر از طریق محدود کردن مخلوط همرفتی به حجمهای خیلی کوچک بود. حجم مجرای تداخل سنجی فقط 0/13 میلی لیتر بود. ترتیب آزمایش برای مطالعه مفصّل انواع مختلف فرایندهای رنگ نگاری به نحوی استثنایی مناسب بود و به پیشرفتهای نظری مهم و تحقیق تجربی آنها انجامید.
همهی آزمایشهای آغازین با تجزیههای مستقیمی انجام شده بودند که تعیین غلظت مؤلفههای یک مخلوط را میسر میساختند اما منتج به جدا کردن آنها از یکدیگر نمیشدند. جدا کردن آنها از هم با استفاده از روش شست و شو ممکن شد. اما مؤلفههای شست وشو شده «دنباله» بسیار چشمگیری نشان دادند. تیسلیوس در 1322 نشان داد که اگر مادهای که میل جذب سطحی آن بیشتر از میل جذب سطحی هر مؤلفه مخلوط است به محلول شست وشو بیفزاییم میتوان از این امر جلوگیری کرد. این روش از آن زمان «تجزیه جابه جایی» نامیده شده است.
در دههی بعد تیسلیوس و همکارانش در این شیوه تغییرهای متعدد دادند و آن را تکمیل کردند. در بیشتر این کار گرد زغال به عنوان جذب کننده بکار میرفت، و تلاشهای متعدد بعمل آمد تا خواص جذب کننده آن را با روشهای گوناگون از قبل افزایش دهند. تیسلیوس در 1333 کوشش کرد که فوسفات کلسیوم را به شکل ئیدرو کسیل-آپاتیت به عنوان جذب کننده برای پروتئینها همراه با مواد فوسفاتی مقاوم در مقابل اسید به عنوان عاملهای شست وشو بکار برد و در این راه تا حدی توفیق یافت اما حل قطعی مسأله رنگ نگاری پروتئینی وقتی پدید آمد که پترسون و هـ. ا. سوبر (1335) مبادلهگرهای یون سلولوز را پدید آوردند. کمک قطعی تیسلیوس به رنگ نگاری عبارت است از روشن ساختن فرایندهای بنیادینی که در آن دخیلند.
تا اواسط دههی 1320 تیسلیوس قسمت عمده آزمایشها را بتنهایی و گاهی با دستیاری یک کاردان فنی انجام میداد. پس از آن تقاضاهای زیادی از او شد، و او فرصت کمی برای آزمایشگاه خود داشت. بررسیها در زمینهی الکتروفورز کاغذی و الکتروفورز منطقهای توسط دستیاران و شاگردان و زیر نظر وی ادامه یافت، و بسیاری از امور دیگر مسائل جداسازی به همکاران وی واگذار شد. در آزمایشگاه تیسلیوس دو روش جدید و مهم در جداسازی بنا نهاده شد. در جداسازی جالب توجه ذرهها و نیز مولکولهای بزرگ، که پ. ا. آلبرتسون به آن دست یافت، از دیواره در دستگاههای دو فازی پاولیمر مایع، مثلاً گلیکول پاولی اتیلن و دِکستران، استفاده میشد. در روش پالایشی به کمک ژلاتین، که توسط ی. پورات و پرفلودین ابداع شده است، تفکیک بر طبق اندازه و شکل مولکولهای تجزیه شده صورت میگیرد.
از خصوصیات تیسلیوس این بود که به پدیدههای تجربی کیفی شناخته شده میپرداخت، و آنها را مورد تجزیه و تحلیل انتقادی قرار میداد، و مبانی نظری بنیادی آنها را تثبیت میکرد. در نتیجه او توانست بهبودهای اساسی در شیوههای آزمایشی پدید آورد. خدمات او به تدوین روشهای جدیدی برای تجزیه و جدا ساختن نظامهای زیست شناختی عصر خاصی را در مطالعهی مولکولهای بزرگ جلوهگر میسازند و در پیشرفت عظیم زیستشیمی از اواخر دههی 1310 نقش داشته اند.
منبع مقاله :
گیلیپسی، چارلز کولستون، (1387) زندگینامهی علمی دانشوران، ترجمه احمد آرام ... [و دیگران]، تهران: شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، چاپ اول
Arne Wilhelm Kaurin Tiselius
(ت. استوکهولم، سوئد، 18 مرداد 1281/ 10 اوت 1902؛ و. استوکهولم، 7 آبان 1350/ 29 اکتبر 1971)، زیستشیمی فیزیکی.
اکثر نیاکان پدری و مادری تیسلیوس دانش پژوه بودند و بسیاری از آنان علاقه فراوانی به علوم، خصوصاً زیست شناسی، داشتند. پدرش، هانس آبراهام تیسلیوس، درجهای علمی در ریاضیات از دانشگاه اوپسالا دریافت کرده بود. مادرش، روزا کاورین، دختر یک روحانی نوروژی بود. پدرش در 1285 درگذشت، و مادرش با تیسلیوس و خواهرش به یوتبوری، که والدین شوهرش در آنجا زندگی میکردند و خانواده دوستان صمیمی زیادی داشت، نقل مکان کرد.
علاقهی عمیق تیسلیوس به علوم در دبیرستانی در یوتبوری، جایی که او دبیر شیمی و زیستشناسی الهامبخشی داشت، بیدار شد. بتدریج در او علاقه به تحصیل در دانشگاه اوپسالا با ته اسوِدبَری، که متخصص برجسته شیمی فیزیکی در سوئد بود، آشکار شد. در شهریور 1300 به دانشگاه وارد شد و تا آخر عمر ارتباط خود با آن مؤسسه علمی را حفظ نمود. در اردیبهشت 1303 به درجهی فوقلیسانس در شیمی، فیزیک، و ریاضیات نایل شد. در آبان 1309 پایاننامهی خود در زمینهی الکتروفورز (electrophoresis، انتقال ذرّههای باردار در محلولهای کولوئیدی) را عرضه داشت و به شغل معلمی شیمی منصوب شد. در 1317 کرسی مخصوصی در زیستشیمی برای تیسلیوس در دانشکدهی علوم بوجود آمد؛ وی سی سال بعد بازنشسته شد.
تیسلیوس در 1309 با اینگرید مارگارتا (گرتا) دالن ازدواج کرد. وی در بیشتر عمر از سلامت برخوردار بود، اگرچه درچند سال آخر عمر به وی گفته شد که از فعالیت بکاهد تا قلبش را بیش از اندازه خسته نکند. برای او پیروی از این دستور مشکل بود، و پس از یک جلسهی مهم در استوکهولم به حمله قلبی شدیدی دچار شد و صبح روز بعد درگذشت.
تیسلیوس، آرام و متواضع و مهربان، از بذلهگویی خاصی برخوردار بود که در عین حال هم بشدت نیشدار و هم ملاطفت آمیز بود. وی عمیقاً به تاریخ طبیعی علاقهمند بود و دانش گستردهای در گیاهشناسی و پرندهشناسی داشت. غالباً سفرهائی به اطراف شهر میکرد تا به تماشای پرندگان پردازد و از آنها عکس بگیرد.
در 1327 تیسلیوس «برای کاری که در زمینهی الکتروفورز و تحلیل جذب سطحی و خصوصاً برای کشف ماهیت پیچیده پروتئینهای ایجاد شده در سروم خون» کرده بود به جایزهی نوبل در شیمی دست یافت. وی از دوازده دانشگاه دکترای افتخاری دریافت کرد و عضو یا عضو افتخاری بیش از سی انجمن علمی از جمله فرهنگستان ملی علوم در واشینگتن و انجمن سلطنتی بود.
تیسلیوس در تابستان 1323 به عضویت کمیتهای دولتی که برای توصیه اقدامهائی در راه بهبود شرایط پژوهش علمی، خصوصاً پژوهشهای اساسی، ایجاد شده بود درامد. اکثر طرحهای پیشنهادی به تصویب مجلس سوئد رسید، و اصلاحاتی صورت گرفت. وقتی که در 1325 «شورای پژوهش علوم طبیعی سوئد» تأسیس شد، تیسلیوس به ریاست اولین دورهی چهارساله منصوب گردید.
در 1326 تیسلیوس به عضویت کمیته شیمی نوبل و نیابت ریاست بنیاد نوبل درآمد. در «کنگرهی بینالمللی شیمی»، که در 1326 در لندن برگذار شد، وی به عنوان نایب رئیس مسئول بخش شیمی زیستی «اتحادیه بینالمللی شیمی محض و کاربردی» برگزیده شد. چهارسال بعد، در کنفرانس نیویورک به ریاست اتحادیه انتخاب گردید. در دههی 1340 وی در تأسیس «شورای مشورتی علوم» دولت سوئد نقش فعالی داشت؛ شورا، به ریاست نخست وزیر، به تعیین خط مشی تحقیقات در سوئد میپردازد.
تیسلیوس در آخرین دههی زندگی خود کاملاً نگران مشکلاتی بود که در نتیجه سیر تکاملی علوم بوجود میآید؛ اگرچه مشتاق بود که جامعه از پیشرفتها بهره گیرد، از این امر آگاه بود که رشد علمی میتواند تهدیدی جدّی برای آدمیان باشد. وی برای این که بنیاد نوبل فرصتی بدست آورد تا موقعیت و موضع یگانه خود را به راهی بکار برد که مکمل اعطای جوایز باشد، کمک فکری بسیار کرد؛ و با تشکیل دادن سمپوزیومهای نوبل در هر یک از پنج رشتهای که مشمول جایزه میشد ابتکار عمل را در دست گرفت. شرکت کنندگان نه فقط آخرین پیشرفتها را مورد بحث قرار میدادند بلکه سعی میکردند که نتایج اجتماعی، اخلاقی، و دیگر پیامدها را ارزیابی کنند. وی بشدت معتقد بود که بنیاد نوبل میتواند، و میباید، نقش مهمی در سوق دادن علم به یافتن راه حلهائی برای مسائل مرتبط با آدمی ایفا کند.
تیسلیوس در تیرماه 1304، که آغاز دورهی فکری بسیار پربار آزمایشگاه اسودبری بود، به عنوان دستیار تحقیق وارد آن شد. در شهریور 1302 اسودبری، پس از گذراندن هشت ماه در دانشگاه ویسکانسین، با افکار جدید بسیار به اوپسالا بازگشته بود. وی نخستین دستگاه اَبَرمرکزگریز با سرعت کم را ساخته بود و اینک مشغول ساختن اولین دستگاه با سرعت زیاد بود که برای مطالهی اندازه و شکل ذرههای پروتئین بکار رود. اسودبری به تعیین خواص الکتروفورتیکی پروتئین نیز علاقه داشت و تیسلیوس در این کار شرکت کرد. نخستین مقاله اش، که آن را به اتفاق اسودبری منتشر کرد (1305)، روش نوینی را برای تعیین تحرک پروتئینها شرح میداد.
اسودبری چنان بسختی سرگرم بسط دستگاههای اَبَرمرکزگریز خود بود که به تیسلیوس اختیار کاملی برای ادامهی مطالعه در الکتروفورز را داد. تیسلیوس شروع کرد به یادگرفتن زیستشیمی، که در آن زمان جزو برنامه درسهای شیمی نبود، و مجذوب تنوع عظیم- و بویژه خصوصیت-موادّ زیستشیمیایی شد.
تیسلیوس، در کار روزمرهی خود با الکتروفورز، غالباً از مواد ناخالصی یا موادی که بد تعریف شده بودند ناراحت میشد. حتی بعضی از موادی که در اَبَرمرکزگریز همگن شناخته شده بودند در آزمایشهای الکتروفورز معلوم شد که ناهمگنند. این امر بخصوص در مورد پروتئینهای سروم صادق بود. وی بتدریج به این نتیجه رسید که تعریف و خالص سازی برای همه زیستشیمی حدّ اعلای اهمیت را دارد. بدین ترتیب جدا کردن مواد از یکدیگر به صورت مسأله اصلی درآمد، و تیسلیوس متقاعد شد که یافتن راه حل مستلزم کشف روشهایی علاوه بر استفاده از الکتروفورز و اَبَرمرکزگریز است. او فکرهائی دربارهی بسط روشهای رنگ نگاری و جذب سطحی عرضه کرد و آزمایشهائی مقدماتی در این زمینه بعمل آورد. سرانجام مصمم شد که به کاوش در الکتروفورز ادامه دهد و پایاننامه خود را در آبان 1309 تقدیم داشت. در سالی که بازنشسته شد (1347) احساسی را که بعد از پایاننامه به او دست داده بود چنین وصف کرده است:
من با روشنی بسیار به یاد میآورم که احساس ناکامی کردم. روش، بیشک، یک ترقی بود اما مرا درست به نقطهای کشانیده بود که میتوانستم تمام نشانههای نتایج بسیار دلپذیر را ببینم بیآن که بتوانیم هیچ چیز مشخصی را ثابت کنم. هنوز میتوانیم این احساس را به صورت تقریباً یک رنج واقعی به یاد آورم وقتی که به بعضی از عکسهای الکتروفورز، بخصوص عکسهای پروتئینهای سروم، نگاه میکنم. تصمیم گرفتم که مسالهای بکلی از نوع دیگر را مورد مطالعه قرار دهم، اما خدشهای در ذهن من باقی ماند که چند سال بعد معلوم شد که اهمیتی شایان دارد.
تیسلیوس، پس از اتمام پایاننامه، دربارهی مسائل جدید کار کرد و این امر وی را در زمینههای دیگر مجرب ساخت. این وضع در نظرش بسیار مهم جلوه کرد زیرا امیدوار بود که صلاحیت برای تصدی کرسی در شیمی را احراز کند.
از راه مطالعه، تیسلیوس درباره قابلیت یگانه بعضی از کانیهای زئولیت [یعنی کانیهائی که از سیلیکاتهای آلومینیوم ئیدراته و فلزات قلیایی تشکیل میشوند] مطلبی آموخته بود، و آن قابلیت تبدیل آب تبلورشان به مواد دیگر بود، در حالی که این مواد حتی بعد از آن که آب تبلور به درون خلأ انتقال یافته باشد ساختار بلورین خود را حفظ میکردند. این پدیده که وقتی بلورهای خشک شده بار دیگر ئیدراته میشدند خواصّ نوری تغییر میکرد، شناخته شده بود. اما تا آن وقت هیچ مطالعه کمی درباره آن صورت نگرفته بود. تیسلیوس به امکان این مشاهدهی تصادفی پی برد، عوامل حاکم بر وضعیت را پیدا کرد، و روش نوری فوق العاده ظریف و دقیقی برای اندازه گیریهای کمّی پخش بخار آب و گازهای دیگر در بلورهای زئولیت ابداع کرد. قسمت آخر این کار در 1313-1314، که تیسلیوس از یک کمک هزینهی مالی بنیاد راکفلر برای مطالعه زیردست هیو تیلر در «آزمایشگاه شیمی فریک» در دانشگاه پرینستن استفاده میکرد، انجام شد.
با این که تیسلیوس نتوانست به هنگام توقف در ایالات متحد کار خود را بر زیستشیمی متمرکز سازد، معلوم شد که این سال بسیار برانگیزنده بود و به نحوی قاطع بر زندگی علمی او اثر گذاشت. جو آزمایشگاه فیزیک الهامبخش بود، اما آنچه برای کار بعدی تیسلیوس مهمتر از هر چیز دیگری بود تماس فراوان او با پژوهشی بود که مؤسسهی راکفلر در آزمایشگاههایش در پرینستن و نیویورک انجام میداد. این تماس به دوستی با ج. هـ. نورثرپ، و. م. استنلی، و م. ل. اَنسِن کشانیده شد، و نیز فرصت مناسب برای ملاقات باک. لانتشتاینر، م. هایدلبرگر، و ل. میشائلیس بدست داد. از بحث با آنان بر تیسلیوس آشکار شد که آنان برای حل بعضی مسائلشان نیاز به بعضی روشهای نو داشتند که از سالها پیش در ذهن وی بود اما او توانایی عملی کردن آنها را نداشت. وی، که از بحث با این دوستان تشویق شده بود، بار دیگر متقاعد شد که پروردن فرایندهای جدیدتر و کاراتر جداسازی مسألهای یا اصلی زیستشیمی است و تصمیم گرفت که فکر خود را بر این موضوع متمرکز سازد. در حالی که هنوز در ایالات متحد بود، بازسازی کامل اسبابهای الکتروفورز را آغاز کرد.
تیسلیوس، پس از بازگشت به اوپسالا، به نحوی قاطع شیوههای تجربی را از نو طرحریزی کرد. اسبابی را که او ابداع کرد میشد به گونهای قابل اطمینان با شیبهای پوتانسیئل در لوله U شکلی بکار برد که دست کم ده برابر شیبهای پوتانسیئل هر اسباب قبلی الکتروفورز باشد؛ این اسباب بدست آوردن قدرت تجزیه کنندگی بالاتری برای مخلوطهای پروتئینی را نیز میسر ساخت. حرکت مرزها (حدود فاصل) را میشد با روش Schlieren آوگوست توپلر از راه نورشناسی دنبال کرد. لوله U شکل را میشد بعد از به نتیجه رسیدن آزمایشها به بخشهای کاملاً مشخصی تقسیم کرد، و بدین ترتیب اخذ نمونههائی از بخشهای مختلف لوله برای تجزیههای شیمیایی و زیست شناختی ممکن میگشت.
نخستین آزمایشها، که با سروم اسب انجام شد، دردم برتری وسیله جدید را ثابت کرد. الگوی «اشلیرن» چهار نوار پروتئین با تحرکهای مختلف را نشان داد. نواری که تندترین حرکت را داشت متناظر با مرز آلبومینی سروم بود؛ و سه نوار دیگر، برای اولین بار، حضور حداقل سه مؤلفه را که از نظر الکتروفورتیکی متفاوت بودند در گویچه سروم آشکار ساختند. تیسلیوس به طور آزمایشی آنها را گویچههای آلفا، بتا، و گاما نامید. سرومهای حیوانات دیگر الگوهائی مشابه اما با اختلافهای کمّی را نشان دادند. همچنین نشان داده شد که پادتنها (گویچههای ایمنی) معمولاً در نوار گویچهی گاما یا بین نوارهای گویچهی بتا و گویچهی گاما یافت میشوند.
این روش سپس به وسیلهی تیسلیوس و همکارانش به همهی شیوههای ممکن مورد آزمایش قرار گرفت، و روشهای بهتر و جدیدتر شکست سنجی وارد کار شد و تغییرات جزئی گوناگون صورت گرفت. شیوهی جدید همچنین امکان جداسازی الکتروفورتیکی سه کسر [آلفا، بتا، و گامای] گویچه را فراهم آورد، و بدین سان فهمیده شد که خواص شیمیایی آنها متفاوت است. طولی نکشید که تیسلیوس گمان برد که هر یک از این سه مؤلفهی عمده گویچه شامل چندین پروتئین منفرد است که برحسب اتفاق دارای تحرکهای مشابهاند. روشهای بعدی این گمان را به یقین بدل کردهاند و پروتئینهای منفرد بسیاری از سه مؤلفهی اصلی گویچه جدا شدهاند.
تیسلیوس امید را بدان بسته بود که شیوهی الکتروفورزی جدیدش بتواند در روشن ساختن مسألهای که بسیار مورد علاقه او بود نیز مفید افتد، و آن جداسازی و تشخیص قطعههای بزرگ و پولی پپتیدهائی بود که از تجزیه آرام مولکولهای پروتئین بدست میآمدند. از این جهت این روش مایهی ناکامی شد؛ او احساس کرد که الکتروفورز آن قدر دقیق نیست که بتواند تعداد زیادی از مواد شیمیایی موجود در موادی را که منشأ زیستی دارند جدا سازد. آنگاه او به روشهای جذب سطحی، که تا حدودی در تهیه مواد آلی و زیستشیمیایی بکار برده شده بود، علاقهمند شد. تا آن زمان جداسازی عمدتاً بر روی ستون بررسی شده بود. تیسلیوس متوجه امکان ابداع روش تجزیه کمی جدیدی شد که در آن بتوان محلول حاصل از شست و شو را که از ستون بدست میآید با روشهای شکست سنجی شبیه به روشهائی که در الکتروفورز بکار میرفت مشاهده کرد. وی همچنین روشی نظری عرضه کرد که حجم تأخیری ماده جذب شده را به ضریب جذب سطحی آن و جرم ماده جذب کننده در ستون مربوط میساخت. وی به بررسی تغییر رفتار جذاب سطحی در اثر حضور محلول دیگری که با قدرت بیشتری جذب میشد پرداخت. حجمهای تأخیری ویژه برای تعدادی از اسیدهای آمینه و پپتیدها معین شد، و معلوم گردید که طول زنجیر کربون اثری قاطع دارد، و هر گروه 2CH اضافی موجب نموی محسوس میشود. حجمهای تأخیری اسیدهای آمینه خنثی در طول یک گستره وسیع pH بدون تغییر باقی ماندند در حالی که حجمهای تاخیری اسیدهای آمینهی اسیدی و بازی وابستگی شدیدی به pH نشان دادند.
تیسلیوس و س. کلاسون در 1321 با بکار بردن روشهای تداخل سنجی برای اندازه گیری غلظت محلولهای حاصل از شست و شو بهبود فنی مهمی را موجب شدند. موضوع این کار از میان بردن ناپایداری ناشی از اختلاف بسیار کوچکی در چگالی لایههای محلولهای مجاور یکدیگر از طریق محدود کردن مخلوط همرفتی به حجمهای خیلی کوچک بود. حجم مجرای تداخل سنجی فقط 0/13 میلی لیتر بود. ترتیب آزمایش برای مطالعه مفصّل انواع مختلف فرایندهای رنگ نگاری به نحوی استثنایی مناسب بود و به پیشرفتهای نظری مهم و تحقیق تجربی آنها انجامید.
همهی آزمایشهای آغازین با تجزیههای مستقیمی انجام شده بودند که تعیین غلظت مؤلفههای یک مخلوط را میسر میساختند اما منتج به جدا کردن آنها از یکدیگر نمیشدند. جدا کردن آنها از هم با استفاده از روش شست و شو ممکن شد. اما مؤلفههای شست وشو شده «دنباله» بسیار چشمگیری نشان دادند. تیسلیوس در 1322 نشان داد که اگر مادهای که میل جذب سطحی آن بیشتر از میل جذب سطحی هر مؤلفه مخلوط است به محلول شست وشو بیفزاییم میتوان از این امر جلوگیری کرد. این روش از آن زمان «تجزیه جابه جایی» نامیده شده است.
در دههی بعد تیسلیوس و همکارانش در این شیوه تغییرهای متعدد دادند و آن را تکمیل کردند. در بیشتر این کار گرد زغال به عنوان جذب کننده بکار میرفت، و تلاشهای متعدد بعمل آمد تا خواص جذب کننده آن را با روشهای گوناگون از قبل افزایش دهند. تیسلیوس در 1333 کوشش کرد که فوسفات کلسیوم را به شکل ئیدرو کسیل-آپاتیت به عنوان جذب کننده برای پروتئینها همراه با مواد فوسفاتی مقاوم در مقابل اسید به عنوان عاملهای شست وشو بکار برد و در این راه تا حدی توفیق یافت اما حل قطعی مسأله رنگ نگاری پروتئینی وقتی پدید آمد که پترسون و هـ. ا. سوبر (1335) مبادلهگرهای یون سلولوز را پدید آوردند. کمک قطعی تیسلیوس به رنگ نگاری عبارت است از روشن ساختن فرایندهای بنیادینی که در آن دخیلند.
تا اواسط دههی 1320 تیسلیوس قسمت عمده آزمایشها را بتنهایی و گاهی با دستیاری یک کاردان فنی انجام میداد. پس از آن تقاضاهای زیادی از او شد، و او فرصت کمی برای آزمایشگاه خود داشت. بررسیها در زمینهی الکتروفورز کاغذی و الکتروفورز منطقهای توسط دستیاران و شاگردان و زیر نظر وی ادامه یافت، و بسیاری از امور دیگر مسائل جداسازی به همکاران وی واگذار شد. در آزمایشگاه تیسلیوس دو روش جدید و مهم در جداسازی بنا نهاده شد. در جداسازی جالب توجه ذرهها و نیز مولکولهای بزرگ، که پ. ا. آلبرتسون به آن دست یافت، از دیواره در دستگاههای دو فازی پاولیمر مایع، مثلاً گلیکول پاولی اتیلن و دِکستران، استفاده میشد. در روش پالایشی به کمک ژلاتین، که توسط ی. پورات و پرفلودین ابداع شده است، تفکیک بر طبق اندازه و شکل مولکولهای تجزیه شده صورت میگیرد.
از خصوصیات تیسلیوس این بود که به پدیدههای تجربی کیفی شناخته شده میپرداخت، و آنها را مورد تجزیه و تحلیل انتقادی قرار میداد، و مبانی نظری بنیادی آنها را تثبیت میکرد. در نتیجه او توانست بهبودهای اساسی در شیوههای آزمایشی پدید آورد. خدمات او به تدوین روشهای جدیدی برای تجزیه و جدا ساختن نظامهای زیست شناختی عصر خاصی را در مطالعهی مولکولهای بزرگ جلوهگر میسازند و در پیشرفت عظیم زیستشیمی از اواخر دههی 1310 نقش داشته اند.
کتابشناسی
یکم. کارهای اصلی.
تنها چندتائی از 161 نوشتهی انتشار یافتهی تیسلیوس را میتوان در اینجا ذکر کرد. در زندگینامهای که کِکویک و پدرسن نوشتهاند (پایین) کتابشناسی کاملی موجود است. از جملهی مقالات اینها هستند: « A New Method for Determination of the Mobility of Proteins » در JACS، 48 (1926)، 2272-2278، با همکاری ت. اِسوِدبَری؛ « Über die Berechnung thermodynamischer Eigenschaften von kolloiden Lösungen aus Messungen mit der Ultrazentrifuge»، در ZPC، 124 (1926)، 449-463؛ بررسی انتقادی و بسط کتاب اسودبری با عنوان Colloid Chemistry(نیویورک، 1928)؛ « The Moving Boundary Method of Studying the Electrophoresis of Proteins»، در NRSU، دورهی چهارم، 7، شمارهی 4، (1930)، 1-107؛ «Adsorption and Diffusion in Zeolite Crystals»، در JPC، 40 (1936)، 223-232؛ « A New Apparatus for Electrophoretic Analysis of Colloidal Mixtures »، در TFS، 33 (1937)، 524-531، که نخست برای درج در مجلهای زیستشیمیایی فرستاده شد اما به دلیل آن که «خیلی فیزیکی» بود از چاپ آن خودداری گردید؛ « Electrophoresis of Serumglobulin II. Electrophoretic Analysis of Normal and Immune Sera»، در BJ، 31 (1937)، 1464-1477؛ « A New Method of Adsorption Analysis and Some of Its Applications»، در ACSc، 1 (1942)، 81-98؛ «Adsorption Analysis by Interferometric Observation»، در MKMG، B15، شمارهی 18 (1942)، 1-6، با همکاری س. کلاسون؛ « Displacement Development in Adsorption Analysis»، همان، A16، شمارهی 18 (1943)، 1-11؛ «Electrophoresis and Adsorption Analysis as Aids in Investigations of Large Molecular Weight Substances and Their Breakdown Products»، در Les Prix Nobel en 1948، 102-121، مندرج در Nobel Lectures in Chemisty 1942-1962 (آمستردام، 1964)، 195-215؛ « Calcium- Phosphate Columns Chromatography of Proteins on »، در AK، 7 (1954)، 443-449؛ « Separation and Fractionation of Macromolecules and Particles»، در Sc، 141 (1963)، 13-20، با همکاری ی، پورات و پ. ا. آلبرتسون؛ و مقالهای در شرح حال خود با عنوان «Reflections From Both Sides of the Counter»، در ARB، 37 (1968)، 1-24.دوم. خواندنیهای فرعی.
س، پِرتن، همکار تیسلیوس زندگینامهای از معلم پیشینش انتشار داده است با عنوان « Arne Tiselius 1902-1971»، در JCh، 65 (1972)، 345-348؛ فهرستی از نوشتههای تیسلیوس در مقالهای مندرج است با عنوان «Arne Tiselius 1902-1971»، از ر. آ. ککویک و ک. ا. پدرسن، در BMFRS، 20 (1974)، 401-428. نوشتهی قدیمیتری که به زندگی علمی تیسلیوس مربوط میشود مقالهای است از ا، آ. پیترسن و هـ. آ. سوبر با عنوان «Chromatography of Proteins. I. Cellulose Ion Exchange Adsorbents»، در JACS، 78 (1956)، 751-755. به افتخار شصتمین زادروز تیسلیوس تعدادی از دوستان وی مقالهای منتشر ساختند با عنوان « Perspectives in Biochemistry of Large Molecules»، که همان ABB، ذیل 1 (1962) است.منبع مقاله :
گیلیپسی، چارلز کولستون، (1387) زندگینامهی علمی دانشوران، ترجمه احمد آرام ... [و دیگران]، تهران: شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، چاپ اول