Nature:广场舞大妈的福音,减肥和骨质疏松一次搞定

小氘发现大部分女生都觉得自己太胖(实际上并不),对瘦的追求促成了一个庞大的减肥产品市场。随着生活水平提高,生活节奏加快,肥胖问题确实困扰着越来越多的人。因此,科学界对于肥胖也非常感兴趣,研究成果层出不穷。去年,小氘曾介绍过哈佛大学团队的减肥新药研究成果,他们发现的天然产物withaferin A和雷公藤红素是瘦蛋白的有效增敏剂(点击阅读相关:报道一、报道二)。图片来自网络这回美国西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)和武汉大学的科学家又为大家带来了新希望,他们发现了一种新的肥胖靶点:促卵泡激素(follicle-stimulating hormone,FSH)。在小鼠实验中,研究者发现FSH抗体能够增加它们的骨量并减少脂肪的堆积,这为肥胖和骨质疏松症治疗策略带来了新思路。该成果发表在Nature杂志上,通讯作者为Mone Zaidi博士,共同第一作者为Peng Liu博士和季耀庭(Yaoting Ji)博士。Mone Zaidi博士。图片来源:Icahn School of Medicine at Mount SinaiFSH发现于脑垂体中,最早被发现的功能是对女性卵泡成熟的刺激作用。后来的研究表明,促卵泡激素对男女来说都是很重要的激素,调控着发育、生长、青春期性成熟以及生殖相关的一系列生理过程。十年前,科学家就开始仔细研究脑垂体中的激素,想知道它们的靶标和作用究竟是什么。其中一些激素能够影响人体骨量,其中就包括FSH。随后科学家构建出FSH的抗体,并证明该抗体可以阻止小鼠的骨质流失。有这样的实验结果支撑,研究者很自然得想到用FSH抗体治疗骨质疏松症。很多绝经后的妇女骨质流失速度非常快,使得她们常常受骨质疏松的困扰,非常需要常规补钙之外的疗法。FSH激素肽链和抗体作用位点。图片来源:Nature不过,还是有研究者敏锐地察觉到FSH影响的可能不止是骨骼。Mone Zaidi博士说,“骨质疏松和肥胖关系紧密,绝经期妇女骨质流失和体重增长常常是同时发生的。因此我们想到FSH或许也能影响脂肪的积累。”他们的直觉没有错。这项研究中,科学家将FSH抗体注射入小鼠体内,一些小鼠的卵巢已被摘除(模拟绝经),另一些则用高脂肪食物养肥了。两组实验都表明,FSH抗体能显著降低小鼠体重并增加骨量。FSH抗体能显著减少高热量饮食喂养小鼠的脂肪量。图片来源:NatureFSH抗体能够使小鼠的骨骼更粗壮。图片来源:Nature另一个有趣的现象是,Zaidi等人解剖实验鼠发现不管是皮下还是器官周围的脂肪都减少了。而且小鼠的全身耗氧量、活动能力、产生热量都有所提高。这是不是意味着,这可能是一种瘦全身的药,不用担心该瘦的地方不瘦了。科学家下一步的计划就是使这种抗体能够安全地用在人身上。在此之前,他们需要进行临床前试验,测试毒性等等,之后再进入灵长类和大型动物试验。如果一切顺利,三四年左右便可以上临床了。目前,研究者的主要精力集中在FSH抗体的减肥功能上,毕竟肥胖影响的人群更广,也更受关注。最理想的结果是他们得到了一种既能治疗肥胖又能治疗骨质疏松的新药物,这将是很多广场舞大妈的福音。原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):Blocking FSH induces thermogenic adipose tissue and reduces body fatNature, 2017, 546, 107-112, DOI: 10.1038/nature22342(本文由氘氘斋供稿)

来源: X-MOL 2017-06-11

电子烟非安全,监管需谨慎

刚过完“六一”的各位,是否知道“六一”前一天——5月31日是“世界无烟日(World No-Tobacco Day)”?最开始的时候,世界无烟日是每年的4月7日,从1989年开始,世界无烟日改为每年的5月31日,就是因为第二天是“国际儿童节”,世界卫生组织(WHO)希望能提醒烟民注意下一代,让孩子们免受烟草危害。好吧,就算烟民遵守禁烟规定不在公共场合吸传统卷烟,但心里还想过烟瘾怎么办?不少商家推出了所谓“更安全”的电子烟。Nature 杂志最近以社论的形式对美国的电子烟监管表示了担忧[1],我国情况其实相当类似甚至更糟,在这里带来这篇文章,供大家思考和讨论。号称“更安全”的电子烟。图片来自网络电子烟是一种模仿卷烟的电子产品,有着与卷烟一样的外观、烟雾、味道和感觉。它通过雾化等手段,将尼古丁等变成蒸汽后,让用户吸食,尽量给用户吸传统卷烟的感觉。电子烟生产厂家大多打着“不含焦油”、“不产生颗粒物”甚至“戒烟神器”的旗号宣传自己的产品。事实上,电子烟市场确实正在快速增长。以英国为例,目前该国电子烟市场达到7.9亿美元,是2010年的20倍,未来三年预计还会翻番。电子烟当然有其优点,但这里必须强调,电子烟的安全仅仅是相对于传统香烟。即便没有焦油和微颗粒,电子烟仍然可能有丙二醇、二甘醇、亚硝胺、丙烯醛等有害物质。其主要成分尼古丁是具有成瘾性和毒性的物质,这一点也决定了电子烟的性质。因此,绝对不要以为电子烟“安全”而去轻易尝试。一款典型电子烟的外形,其核心元件是雾化器。图片来自网络由于吸电子烟的感觉和吸传统烟非常相似(厂家也在着力提升这一体验),对戒烟者而言更容易接受。英国有85万电子烟使用者认为自己已经成功戒烟,这貌似是公共卫生的胜利,不过在我看来,这仅仅是戒烟途中的一小步。在科学界,电子烟的争议非常多。但市场是受利益驱动的,并不会等到科学家对电子烟的论证全部结束才开始销售。这就需要政府部门严加审核。但遗憾的是,全球最大的电子烟消费市场美国在这方面显得滞后。早在2006年,电子烟产品就开始进入美国市场。直到2014年,美国食品药品管理局(FDA)才首次发布针对电子烟的管理措施,而且只是个初稿。FDA的政策正面临严峻的挑战。一些支持电子烟行业的立法者(议员)想要推翻现行政策,制定新的电子烟管理法案。上个月,他们就试图推动上千种电子烟产品豁免审查,虽然最后没有成功。而特朗普总统的新政府似乎也对新政策没什么好感。5月2号,《华盛顿邮报》报道称FDA推迟了一系列政策执行的最后期限。如果这些政策执行,电子烟厂商就必须在产品上标明成分和成瘾警告。推迟的原因是新的领导层需要重新评估这些法案。5月9号,美国参议院宣布资本家兼医生Scott Gottlieb担任FDA的新局长。Gottlieb和工业界关系密切,还是一家电子烟企业的董事会成员(令人浮想联翩)。新任FDA局长Scott Gottlieb。图片来自网络FDA的电子烟政策不受企业欢迎,它太过繁琐,企业担心会压垮整个行业。这些法规要求电子烟企业必须证明产品的成分有益公众健康,而且要求每款产品都要单独审查。这意味着企业要为每种电子烟产品投入超过45万美元的审批费用,这可不是一笔小数目。如果这些政策开始执行,小型电子烟企业基本将淘汰出局,市场将垄断在主要的烟草企业手中,而且这样不利于产品的升级换代。谁会为了修复或改善一个小小的瑕疵,而用新产品取代已经耗费大量审批费用的旧产品呢?最终的结果可能是双方各退一步。FDA不可能(也不应该)放弃监管权力,可以减少审批流程,削减审批成本。厂家应该列出电子烟产品的成分,但不必证明这些成分有益健康,而是必须证明它们无害、安全。而电子烟产品的营销尤其是针对青少年的营销则必须加以限制。如果什么都不做,电子烟可能会变成泡泡糖那样的“零食”。除了Nature 杂志关注电子烟,我国的同行也在关注这一新产品。据《光明日报》的报道[2],中国是电子烟的发明者和主要生产地,全球90%以上的电子烟来自中国深圳等地,但我国对其监管尚属空白。在我国,电子烟既不属于药品,也非保健品、医疗器械,更不是烟草,因而大多数电子烟处于“三无”状态,即无产品标准、无质量监管、无安全评价。如何合理监管电子烟,防止电子烟滥用,提升电子烟的正面效应是所有国家政府部门都必须面对的一个公共健康问题。参考资料:1. The United States must act quickly to control the use of e-cigarettesNature, 2017, 545, 265-266. DOI: 10.1038/nature.2017.219872. 电子烟“无害说”不靠谱《光明日报》,2014年9月27日(本文由氘氘斋供稿)

来源: X-MOL 2017-06-04

打太极拳有助乳腺癌患者缓解失眠

图片来源于网络近三分之一的乳腺癌患者存在睡眠障碍,容易疲劳和抑郁,癌症复发的风险也大。美国加州大学洛杉矶分校的一项新研究表明,打太极拳是一种经济有效的缓解睡眠障碍的手段,同时还能缓解疲劳,改善情绪,防止抑郁症,其效果与认知行为疗法一样好。美国睡眠医学学会认为,认知行为疗法可识别和改变影响人睡眠的负面想法和行为,改善睡眠质量。但加州大学洛杉矶分校精神病学教授迈克尔·欧文认为,用认知行为疗法治疗失眠花费大,而且缺乏训练有素的专业人员,难以惠及每一位乳腺癌患者,她们需要一种更经济有效的手段。此次为了测试打太极拳对失眠的影响,欧文及同事招募了90名年龄介于42岁到83岁之间的乳腺癌患者,她们每周都至少有三次难以入睡,白天也常感到沮丧和疲劳。研究人员把这些志愿者随机分为两组:一组接受认知行为治疗;另一组则学打太极拳。15个月后的评估结果显示:两组志愿者中,有近半数(太极拳组46.7%;认知行为治疗组43.7%)志愿者的失眠症状得到持续改善。欧文表示,乳腺癌患者通常不会因为失眠就去看医生,打太极拳作为一种简单经济的干预手段十分重要。与认知行为疗法相比,打太极拳没有太多限制;廉价甚至免费的课程也很多,在网上或手机应用中也都能找到很多教学视频。http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2017-05/18/content_369708.htm?div=-1

来源: X-MOL 2017-05-18

爱吃水果所以脑容量大?这也不是愚人节玩笑

如果你问生物学家,是什么使得灵长类动物与众不同,他们会异口同声地大呼:你也不瞅瞅它们的脑子有多大!脑容量一大,不管是蛛猴还是人类,灵长类动物个个都化身为使用工具的高手,过上了复杂的社群生活,找食物更是不在话下。不过,至于为什么灵长类动物能够进化出这么大的脑子,则是众说纷纭,莫衷一是。近日,纽约大学的科研人员发表的一篇论文又给出了一个神结论:脑容量大其实是拜水果所赐。该研究成果发表在Nature Ecology & Evolution 上。灵长类动物脑容量较大。图片来源于网络“这篇论文非常有价值。”哈佛大学生物人类学家Richard Wrangham给出了这样的评价。过去20年,很多科学家认为灵长类动物之所以进化出大脑袋是为了满足生活在较大群体之中的需要,其中一个比较有代表性的理论就是“社会脑假说”。根据该假说,灵长类动物的大脑承担着适应环境和进化的使命,为了适应进化过程中的环境,大脑必须有效地解决面临的各种任务或与生存相关的问题。然而,纽约大学研究者的这项新研究则认为,其实更值得关注的应该是饮食和其他生态因素。此言一出,反对之声不绝于耳。一些科学家认为,尽管营养丰富的饮食有助于进化出较大的脑子,但把它拔高为一种重要的选择性压力,实在是有点勉强。牛津大学进化心理学家、“社会脑假说”首倡者之一Robin Dunbar就表示,该论文作者在比较饮食与社交生活时,就好像“拿苹果去和橘子比”。事实上,该研究论文第一作者(也是通讯作者)Alex DeCasien一开始并没有想过要卷入这个数十年来争议不断的议题。作为纽约大学的生物人类学方向的博士生,DeCasien本打算研究的问题是:与那些滥交的灵长类动物相比,奉行一夫一妻制的灵长类动物的脑容量是大一些还是小一些。于是,她收集了140多种灵长类动物的食谱和社群生活的数据,看看究竟是什么与脑子的大小有关。然而,让DeCasien大跌眼镜的是,研究结果表明这些动物的性生活状态与其脑子的大小无甚关联,看起来真正有关系的反而是:它们吃的是啥?是水果还是叶子? Alex DeCasien。图片来源:New York University在Dunbar看来,DeCasien等人的研究结果倒没有把他吓一大跳,他说:“脑子大不大,吃什么东西还是有影响的。”对于叶子来说,其营养成分被厚厚的细胞壁所包裹,要耗费不少时间和能量去打破这些壁垒。于是,吃叶子的灵长类动物往往不得不休息几个小时,耗费能量去努力消化这些食物。与之形成鲜明对比的是,吃水果省事多了,这类食物好消化,而且能量满满。结果便是,对于灵长类动物来说,能量一多,脑子变成了主要受益者。好了,看来一切OK。但对Dunbar来说,一个关键问题是:为何这些能量被用来促成更大的脑容量,而非促进身体其他器官的发展?Dunbar认为,之所以会这样,得拜灵长类动物复杂的社群生活所赐。对于灵长类动物而言,大伙儿抱成团固然有利于抵御捕食者;但另一方面,也意味着它们不得不应对复杂的社群联系。对这些联系的认知需求,促使它们把水果提供的额外能量用于发展更大的脑子。这样看来,饮食的改善其实是为应对进化需求创造了有利条件。因此,就脑容量而言,Dunbar的观点是:“对于饮食和社会性而言,它们之间并非有你无我的关系,而是互为依托,互为补充。”不过,DeCasien考虑的则是另一种可能性,使得吃水果成为了驱动力。她表示,比起吃叶子,吃水果对认知能力的要求要高得多。叶子到处都有,但要找到美味的水果,那就得费一番力气了,必须要具备一定的搜索能力。而且,不少水果还有刺什么的保护着,想吃到嘴里并不容易,不借助工具很难搞定。因此,在DeCasien看来,吃水果的灵长类动物不得不发展出较大的脑容量,以应对错综复杂的觅食问题。这种情形下,社群生活就基本上没多大关系了。图片来源于网络DeCasien承认,答案很难用非彼即此来给出。较好的饮食可能极大推动了灵长类动物脑容量的增长,使之开始能适应较复杂的社群生活;而社群生活对认知能力的需求,又进一步促进了其发展。“所以不能孤立地看待这个问题。”DeCasien表示。Wrangham认为吃水果、改善饮食使得脑容量增大变得可能,但谈不上是驱动力。不过他也认可这样一种观点:饮食与进化之间关系甚密,尤其是对人类而言。他说:“学会把食物(特别是肉食)煮熟后再吃,使得人类进入了一个崭新的阶段。”在他看来,本研究真正重要的地方是:它支持饮食与认知能力有关,并促使人类重新思考饮食在进化中所扮演的角色。原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):Primate brain size is predicted by diet but not socialityNat. Ecol. Evol., 2017, DOI: 10.1038/s41559-017-0112本文编译自:http://www.sciencemag.org/news/2017/03/eating-fruit-fuels-bigger-brains-primates

来源: X-MOL 2017-03-31

如何在两小时内跑完马拉松?

近年来,马拉松慢慢变成了一个时髦的话题,众多长跑爱好者开始把征服“全马”(全程马拉松)作为人生目标,实力不济的也想着跑个“半马”(半程马拉松)。国内各大马拉松赛事也从过去的无人问津、免费送名额,变成了连报名都需要“秒杀”的大热门。对于业余爱好者而言,花三四个小时跑完“全马”已经算是相当不错的成绩。那么,世界上跑马拉松跑得最快的人是谁呢?这个人就是肯尼亚人Dennis Kimetto。中间的这位便是Dennis Kimetto。图片来源:Aflo Co. Ltd. / Alamy Stock Photo2014年9月28日,德国柏林的赛场上,Dennis Kimetto成为世界上第一个马拉松跑进2小时03分的人。他以2:02:57的成绩,将此前的世界纪录一举缩短了26秒。看着这个离2小时越来越近的数字,人们不由得思考这样一个问题:究竟能不能2小时跑完马拉松?男女马拉松世界纪录发展史。图片来源:J. You /Science每一次大型体育赛事之后,社会各界总会对人类运动极限的问题展开一番讨论。据说,美国一位生物学家曾经从人体工程学的角度,预言人类百米跑极限是9秒64。他声称,根据人体对抗空气阻力和人体重力对地面作用后的反作用力等因素计算,人以这个速度跑步时,尚不会导致肌肉受损,一旦超过了这一极限,肌肉就有断裂的危险。当然,我们现在都知道,牙买加“闪电”博尔特在2009年已经打过此君的脸了,“闪电”当时创造的百米跑世界纪录是9秒58。事实上,过去很多被人们认为不可突破的运动极限,如今已被狠狠地踩在了脚下。“闪电”博尔特。图片来自网络就马拉松而言,要想将成绩提高到2小时以内,意味着差不多要缩减3分钟的时间,即把目前的最好成绩再提高2.5%左右。对此,南非开普敦大学运动学专家Ross Tucker表示,对于一名业余选手来说,把自己的成绩提高几分钟并不困难,但对于一名职业马拉松选手而言,难度则非同小可。话虽如此,想要跑得再快一点,还是可以想出三种办法:变得更有力量;跑得更高效;降低赛程难度。如何变得更有力量?对于耐力运动员而言,最重要的衡量标准之一便是最大摄氧量(VO2max)。所谓VO2max,是指一个人从事最剧烈的运动时,组织细胞单位时间所能消耗或利用的氧的最高值。对于一名高水平马拉松选手而言,其在比赛中能达到这个值的80%左右。当然,普通人也可以通过长久不懈的锻炼提高自己的VO2max值。不过必须要指出一点,对于人类而言,这个值存在着极限,而这主要是由遗传决定的。如果非得突破这个天然极限,那就得靠某些神奇的药物“伸出援手”了。为了提高自己的成绩,一些选手动起了歪脑筋,采用血液回输技术,即从其本人体内抽出一定数量的血液,经处理后储备待用,赛前几天再将血细胞随生理盐水输回自己体内,目的是增加循环系统中的红细胞数,籍此提高血液的携氧能力。这样一来,其最大摄氧量和持续运动到极限的时间均有增加。毋庸讳言,如此违背体育道德的行径为马拉松运动所严格禁止,也是所有竞技赛事组织者眼中的“过街老鼠”,人人喊打。既然如此,看来人的力量毕竟是有极限的,所以还是让我们把目光转向让选手跑得更高效吧。如何跑得更高效?请注意,人类在跑步时效率并不高。数据显示,此过程中只有45%的能量会推着我们的腿往前,其余的能量都被浪费掉了。要提高效率,应尽量使得能量作用于我们的两条腿上。话虽如此,究竟该怎么做?办法倒是有一个,那便是穿上有弹簧的跑鞋!要知道最近耐克还为鞋中的这种弹簧申请了专利呢! 今年1月末,在阿联酋举办的迪拜马拉松赛上,被誉为“万米之王”的埃塞俄比亚著名长跑选手Kenenisa Bekele就穿了一双采用新弹簧技术的耐克鞋参加了比赛。不过他比较倒霉,因为在途中摔倒,结果未能完成比赛。耐克的竞争对手阿迪达斯不久前也推出了一款名为“Adizero Sub2”的鞋,不过这款鞋并没有把精力浪费在弹簧上,而是采用了一种特殊的泡沫材料,据说效率提高了1%。其实这种材料好几年前就有了,不过这回阿迪达斯想办法将重量减轻了150克。后来肯尼亚选手Wilson Kipsang穿着这款鞋参加了东京马拉松赛,并且率先冲过了终点线,虽然离2小时的门槛差不多还有4分钟之差,但这已经是在日本这片土地上创造的最好成绩了。然而,并不是所有人都认为一双特制鞋就是突破2小时之限的“神器”,Peter Weyand就是其中的一位,他是一名生物力学专家,并且参与了一个旨在突破2小时极限、名为“Sub2计划”的项目。他说:“在鞋子里装入弹簧,这样的伎俩早就不稀奇了,我不觉得这有什么用,问题没那么简单。”与鞋类制造商一门心思研究鞋子不同,“Sub2计划”更关注如何提高人的生理表现水平。Yannis Pitsiladis是“Sub2计划”的发起人,同时也是英国布莱顿大学的一名研究员。在他看来,马拉松选手竞技水平还有很大的提升空间。就拿那些一流非洲选手来说,由于条件所限,其饮食、训练水平等均未实现最优化。如何降低赛程难度?跑马拉松时,如果是顺风,那么跑起来会相对轻松点。此外,若海拔高度低于海平面,也可助上一臂之力,因为随着海拔高度的降低,氧浓度会相应地上升,使得呼吸更有效率。如果有领跑员就更棒了,因为这样可以减少后面跟跑者的空气阻力。不过,上述这些做法都存在一个致命缺陷——所取得的成绩很有可能不被国际田联认可。耐克计划在年内完成2小时内跑完马拉松的壮举,但公司方面也承认,就算达成了这个目标,成绩也难获认可。其实不少专业人士都认为,为了取得好成绩,耐克或会在此过程中动些手脚,面对质疑,耐克方面并未做出回应。在不久的将来,目标能否实现?对于现代运动竞技而言,将成绩提高个2%左右并不罕见。就以前面提到的博尔特为例,他已经将男子百米跑的成绩提高了1.7%。不过,由于马拉松的成绩近15年实际上已经提高了2%,所以要想“百尺竿头,更进一步”,再缩短个两三分钟就没那么简单了。不信?你再让博尔特把成绩提高个百分之一二试试!尽管如此,Pitsiladis还是对人类在2小时内跑完马拉松信心满满。他认为,只要计划周全,有钱有人,无须借助高科技鞋这样的小伎俩,也能够实现这个目标。曾经创造过27项长跑世界纪录、被誉为“史上最伟大长跑选手”的埃塞俄比亚人Haile Gebrselassie也认为,马拉松跑进2小时只是时间问题。事实上,他断言再过个一二十年,就会有一名选手跑进2小时。不过,持悲观态度的人也不少。有人曾问Bekele:马拉松能否跑进两小时?他的回答是:“未来也许可以,假如科学家能创造出不同的人类的话……人类跑不了那么快!”看来马拉松能否跑进2小时,还得靠运动员们拿脚给出答案啊!最后慎重提示,没有经过系统训练的业余爱好者,享受长跑的过程就好。如果没有准备好,请不要贸然尝试马拉松,这会有很大的健康风险。本文编译自:http://www.sciencemag.org/news/2017/03/what-will-it-take-break-2-hour-marathon

来源: X-MOL 2017-03-10

血吸虫、鱼、鸟、蜘蛛、蜥蜴、蛾……命名大赛,奥巴马PK特朗普!

美国人民对领袖的敬仰有如滔滔江水连绵不绝,于是乎,大学、马路、机场、图书馆甚至山峰纷纷被冠之以总统的大名。这其中,最广为人知的或许就是美国首任总统华盛顿享受到的待遇,为了表达对他的崇高敬意,美国首都被命名为华盛顿。不过,除了各种高大上,时不时也会冒出一些令人目瞪口呆的纪念方式。比如,刚刚卸任的美国前总统奥巴马(Barack Obama)的名字就曾被用来命名九种动植物。而他的接班人,美国第45任总统特朗普(Donald J. Trump)在坐上白宫宝座之前,一种小飞虫已经和他扯上了关系。不管历史会给这两位仁兄的执政业绩打出怎样的分数,但事实就是这对“世界上权力最大的人”毕竟以这种出人意料的方式得以千古留名,实在是令人啼笑皆非。好了,言归正传,还是让我们一起来“认识”一下这些也叫“奥巴马”和“特朗普”的神奇生物吧。图片来源:新华社▌以“奥巴马”为名的那些生物图片来源:网络1. 奥巴马陷阱蛛Aptostichus barackobamai(trapdoor spider)图片来源:Jason E. Bond/Wikimedia Commons2012年,奥本大学生物学家Jason Bond在ZooKeys杂志上刊文,声称新发现了33种陷阱蛛。这位仁兄别出心裁,以一众社会名流,如Stephen Colbert(美国知名脱口秀主持人)等来为这些蜘蛛命名,就连奥巴马总统也未能逃脱“魔爪”,于是乎,一种陷阱蛛被光荣地冠之以奥巴马大名。巧舌如簧的Bond表示,用奥巴马的名字来给蜘蛛命名别有深意,是为了表示自己对奥巴马总统有如黄河泛滥一发不可收拾的敬意,“我认为奥巴马总统值得人们铭记,面对各种非议与责难,他勇往直前。”在加州中北部地区,你可以发现奥巴马陷阱蛛的身影,不过,这些小家伙可是让无数昆虫、蛙类乃至小蛇闻风丧胆。2.奥巴马镖鲈Etheostoma Obama (spangled darter)图片来源:Blake Markwell/Flickr田纳西州最长的一条河流就是这种镖鲈的家,它们个头小小的,以喜欢在冰冷、清澈的水流中快速游来游去而闻名。在对这些小家伙仔细检查一番后,生物学家Steve Layman和Richard Mayden有了一个大发现:这些鱼居然有五种,而非原来认为的一种。2012年11月,他们在Bulletin of the Alabama Museum of Natural History的一篇论文中,将其中一种命名为Etheostoma Obama(奥巴马镖鲈)。奥巴马镖鲈体长仅为4.5厘米左右,蓝色、橙色的点带将其装扮得分外妖娆。两位专家表示,之所以用总统大人之名来给这种小鱼命名,是为了感谢这位白宫主人对清洁能源和环境保护的重视。3.奥巴马蜥蜴Obamadon gracillis (extinct insectivorous lizard)图片来源:Ben Hanelt, Matthew G. Bolek, Andreas Schmidt-Rhaesa/Wikimedia Commons500万年前,这片土地上生活着一种可怖的蜥蜴——好吧,既然这种怪兽以昆虫为食,所以应该说对昆虫而言是梦魇。这种如今已经灭绝的蜥蜴虽然个头不算大、体长仅约0.3米,不过牙齿看上去倒是威风凛凛,令人不寒而栗。古生物学家在蒙大拿州的某个地区找到了一具这种蜥蜴的化石,并且以奥巴马之名来命名。研究者是这样说的:“大家不要胡思乱想,叫这个名字和政治无关,我们只是觉得好玩。这种蜥蜴的牙齿又高又整齐,和奥巴马总统的牙齿挺像,当然,奥巴马总统的笑容非常灿烂。”4.奥巴马线虫Paragordius obamai (hairworm)图片来源:Ben Hanelt, Matthew G. Bolek, Andreas Schmidt-Rhaesa/Wikimedia Commons作为一种令人毛骨悚然的寄生虫,线虫可在宿主体内长至30厘米长。 不过,值得庆幸的是,这些虫子只以蟋蟀等为寄主。2012年,新墨西哥大学生物学家Ben Hanelt在肯尼亚发现了了一种非常奇特的线虫,而且,它们居然都是雌的!这也是人类首次发现孤雌生殖的线虫。由于发现这种虫子的地方距离奥巴马的父亲和继祖母曾经生活的地方不远,于是Hanelt灵光一闪,将这种虫子命名为奥巴马线虫。5.奥巴马血吸虫Baracktrema obamai (turtle blood fluke)图片来源:Journal of Parasitology, 2016, 102, 4真是“祸不单行”,去年早些时候,奥巴马的名字又被拿去给另一种寄生虫命名,这种寄生虫生活在马来西亚某种龟的体内。说得具体些,这种寄生虫细如发丝,在龟的肺部繁衍生息。印第安纳州圣玛丽大学的退休生物学家Thomas Platt负责给它起名字,结果他便扣上了奥巴马这顶帽子。他表示,称其为奥巴马是荣誉而非侮辱。他还说这种生物会自然而然地让他联想到奥巴马,“它很细长,而且非常酷”,是“相当惊人且韧性极高的生物”——某些特质正如总统大人。6.奥巴马喷䴕Nystalus obamai (western striolated puffbird)图片来源:Illustration by Hilary Burn from: del Hoyo, J., Elliott, A., Sargatal, J. & Christie, D.A. eds. (2013). Handbook of the Birds of the World. Special Volume: New Species and Global Index. Lynx Edicions, Barcelona.2008年,路易斯安那州立大学生物学家Bret Whitney在一次野外科考中意外听到了一种奇怪的鸟鸣,他此前可从未听到过。在分析了这种鸟的DNA后,他发现这是一种新的喷䴕。这种鸟脑袋大,喜独居,常在树冠活动。为了纪念奥巴马总统对推动绿色科技(尤其是在太阳能领域)、保护生态系统做出的卓越贡献,他决定把这种鸟命名为奥巴马喷䴕。光荣属于奥巴马!7.奥巴马丽鱼Teleogramma obamaorum (African cichlid species)图片来源:Melanie L.J. SJassny在非洲刚果的某处溪流中生活着一种丽鱼。2011年,由于一场大旱导致水位下降,正在当地采样的研究人员发现了这种奇妙的生物。2015年,美国自然历史博物馆的鱼类学家Melanie Stiassny将其命名为奥巴马丽鱼,以致敬奥巴马夫妇,因为他们在非洲科学教育及环境保护方面贡献颇多。8.奥巴马地衣Caloplaca obamae (firedot lichen)图片来源:J. C. Lendemer这是一种橙红色的地衣,只生长在加利福尼亚海岸附近的圣罗莎岛。2007年,研究人员在野外科考时发现了它。当时正值总统选举接近尾声,由于奥巴马对科学与科学教育非常热心,为了表示敬意,研究人员后来冠之以奥巴马之名。事实上,这也是首个以奥巴马的名字命名的物种。9.奥巴马拟姬鮨Tosanoides obama (coral reef basslet)图片来源:Richard L. Pyle2016年6月,科研人员在夏威夷群岛西北部库雷环礁海域水下90多米处发现一个全新鱼种,这种鱼全身褐红色和金色交错,五彩斑斓。鉴于奥巴马批准在夏威夷海岸建立世界最大的海洋保护区,使其总面积达到150万平方公里,研究人员决定以总统之名为之命名,以表彰其致力于保护环境的努力。好了好了,奥巴马先生,既然你已经“下岗”了,怎能让你独美?下面来看看意气风发的特朗普总统吧!▌特朗普的“亲戚”特朗普蛾Neopalpa donaldtrumpi图片来源:Vazrick Nazari2017年1月,进化生物与生物分类学家Vazrick Nazari在给样本做鉴定时发现了一种新的蛾,这种蛾体长7—11毫米,翼展6—9.2毫米。由于这种蛾的头部有黄白相间鳞片,与特朗普那出挑的发型颇为神似,所以Nazari将其命名为特朗普蛾。当然,Nazari如此命名其实还另有一层深意,那便是希望公众们意识到:在那些脆弱的动植物栖生地,还生活着很多不为人知的物种,或许有些压根儿就不起眼,即便如此,它们仍需要呵护。好吧,眼下特朗普的这份名单很短,但潜力无限,奥巴马先生,你可得小心了!编译自:http://www.sciencemag.org/news/2016/12/these-nine-different-creatures-have-been-named-after-barack-obamahttps://www.washingtonpost.com/news/speaking-of-science/wp/2017/01/17/this-new-species-of-moth-has-yellowish-white-scales-on-its-head-it-is-named-for-donald-trumphttp://zookeys.pensoft.net/articles.php?id=11411

来源: X-MOL 2017-01-28

不懂化学的侦探不是好作家

推理小说女王阿加莎•克里斯蒂(Agatha Christie)平生创作侦探小说或剧本上百部,销量仅次于《圣经》和莎士比亚,俘获粉丝无数。就算你不喜欢读侦探小说,想必也曾听说过《东方快车谋杀案》、《尼罗河谋杀案》这样的名篇。阿加莎生于1890年的英国,经历过两次世界大战,是推理小说界无可争议的宗师级人物。所以,国内粉丝亲切地称她为阿婆。阿加莎的小说中特别偏爱毒杀。作为一个推理小说迷和化学研究僧,那些阴森可怖的毒药自然吸引了我。今天,小氘就带大家走进这位老奶奶的毒药世界。图片来源:电影《唐伯虎点秋香》▌与毒药结缘年轻时代的阿加莎还是个大美女哟。图片来源:Bettmann/Corbis砒霜这类毒药古已有之,阿加莎当然不是唯一描写毒杀的小说家。但她的独特之处在于作品中毒药出现的频率之高,种类之多,用法之奇。阿加莎的受教育程度并不高,青少年时学过一段时间声乐,写作方面完全是自学成才。她的毒药和化学知识来源于一战中的医院志愿工作。当时,她接受了药剂师的训练,掌握了一些医学和药物的知识。那时候的药剂师可不是简单的照方抓药,各种药丸、药剂都要自己做的。这也给阿加莎提供了很难得的实践机会。▌三种化学品的谋杀奇案或许是整日与瓶瓶罐罐打交道,阿加莎在创作之初就与毒药结下了不解之缘。她的第一部小说《斯泰尔斯庄园奇案》(The Mysterious Affair at Styles)中就用到了士的宁(番木鳖碱)、溴化物和吗啡。用了一连串化学知识让受害者顺利服下毒药。士的宁(strychnine)士的宁是一种味道非常苦的生物碱,提取自马钱子。它能够阻断运动神经元上的甘氨酸受体,从而干扰神经系统。甘氨酸与其受体结合能够使神经失活,而乙酰胆碱则活化神经。如果甘氨酸受体被阻断,乙酰胆碱就可以肆无忌惮地刺激神经了。低剂量的士的宁用作补药,那时候的人相信它对神经有好处。其苦味也被认为能够增加食欲(不太懂英国人的口味)。不过这些后来都被证明是谬论,士的宁也就被移出了药典。除了没什么好处,士的宁的真正问题在于所谓的治疗剂量和致死剂量差别很小,在使用士的宁合法的年代,这一点常常被利用。100毫克士的宁就足以阻断所有甘氨酸受体,15分钟后人体的神经系统失控,全身剧烈抽搐,中毒者一般死于肌肉瘫痪导致的窒息。在一些地区,士的宁仍然被用作杀虫剂。《斯泰尔斯庄园奇案》中受害者正是死于过量服用士的宁。但即便是那个年代,人们对士的宁的危险也是有相当认知的,没有人会傻到主动服下大量士的宁。用作补品的士的宁一般配成很稀的溶液,一次服用一勺。那么小说中,凶手如何得手呢?这里用了一个非常简单的化学知识。凶手在士的宁溶液中加入了溴化物(曾用于镇静类药物),用溴离子置换硫酸根离子,使士的宁沉淀在瓶底。当受害者最后一次服用士的宁时,一定是拿起瓶子一饮而尽,毫无知觉地服下了整瓶剂量的士的宁,中毒身亡。阿加莎的一些作品。图片来源:ImageBroker/Alamy《斯泰尔斯庄园奇案》还用到了第三种化合物——吗啡。吗啡或类似的麻醉剂能够减缓消化系统的运动,延长食物在胃中的留存时间。而士的宁无法在胃的酸性环境下吸收,只有当它进入弱碱性的小肠中时才会被吸收,进入血液。小说中,吗啡的应用使人们错误判断了服毒时间,成功地为士的宁洗脱了“嫌疑”。阿加莎在书中对士的宁的巧妙应用并非凭空想象。《药学杂志》上曾发表过一篇评论,高度赞扬了阿加莎在药物使用上的专业性和准确性(Pharm. J., 1978, 28, 572)。甚至有学者建议将《斯泰尔斯庄园奇案》编入教材,供药学和化学专业的学生学习(J. Chem. Ed., 1992, 69, 536)。《斯泰尔斯庄园奇案》无疑是阿加莎成功的开始,她对毒药的研究和兴趣维持了一生。据说当新药上市,阿加莎还时常咨询专家,了解最新的药学知识。可能是想在作品中应用最新的药物吧。不过,阿加莎人生的后半段,药物审批越来越严格和规范,很少有致命的药物可以通过审批进入市场了。除了用毒药杀人,阿加莎也很擅长用化学线索串联整个案件。《无言的证人》(Dumb Witness)就是其中的代表作。▌化学告诉你真相《无言的证人》的受害者死亡时嘴巴里冒出奇怪的光晕,这成了破案的关键。初中化学我们就学过白磷非常活泼,能在空气中自燃。哪怕一点点火星儿,也能引燃白磷,产生罕见的绿色火焰、极度的高温和浓厚的白烟。战争中,白磷常常用于信号弹、烟雾弹和燃烧弹中。如果皮肤不慎接触到白磷,会造成严重的烧伤。不过,和毒性比起来,白磷的燃烧性都不算事儿。长期吸入白磷蒸气会产生强烈的痛感,还会毁容。所谓“磷下巴”就是指磷毒性颌骨坏死。这种中毒症状最早也是发现于19世纪的火柴厂工人中。总而言之,白磷有100种方法弄死你。“磷下巴”(你们知道为了找这张最不可怕的图,本氘受到多少伤害吗?)除了毒性猛烈,白磷中毒还很容易伪装成其他死亡原因。100毫克白磷就足以杀死一个成年人,但并不会马上致死,通常要等三天左右。初期症状却没什么特别之处,仅仅就是呕吐、组织出血和剧烈的腹痛。唯一的线索在于,白磷会和空气反应,产生难闻的白烟。但这种味道又会被误认为是“大蒜”。毕竟,普通人接触大蒜的机会远高于接触白磷。初始症状可能会一点点消退,但这不过是黑暗前的黎明。很快,症状又会恢复,并伴有强烈的口渴,最后死去。关于磷中毒的确切毒理学还没有定论,但一般认为是肝损伤。磷具有亲脂性,很容易传过消化道的细胞膜进入血液。由于首过效应的存在,它会积聚在肝脏,通过自由基损伤细胞。一旦损伤超过了肝脏的修复能力,肝衰竭会几天内造成人体的死亡。如果没有足够的职业敏感度和化学知识,磷对肝脏的损伤很容易和酒精中毒或其他肝病混淆。当然,如果法医怀疑上磷中毒,验证并不很难。关上灯,磷中毒的消化道和肝脏会发出独特的淡绿色光。用水浴煮这些内脏也能很容易地分离出磷。白磷在氧气中缓慢氧化发出的淡绿色光芒《无言的证人》中受害者患有肝病,凶手正是利用了这一点,在受害者的肝病胶囊中加入了白磷。最后的死状最初也确实被误认为是肝病发作。好在受害者死时吐了一口会发光的气,给了侦探关键的线索。阿加莎除了对磷的毒性了如指掌,还在小说中准确描述了如何从老鼠药或火柴头中取得磷。▌无可复制的经典这篇文章仅仅是稍微展示一下阿加莎娴熟的毒药知识,她的作品中对化学品的巧妙运用不胜枚举。《蓝色天竺葵》(The Blue Geranium)中病人的铵嗅盐使石蕊试纸做的墙纸从红色变为蓝色;《H庄园中的一次午餐》(Sad Cypress)中从吗啡合成脱水吗啡;《勒梅热勒遗产》(The Lemesurier Inheritance)中蒸馏蚂蚁获得甲酸(蚁酸)……阿加莎的作品之所以经典,不光是对化学的巧妙运用,文笔、悬疑的制造、诡计都让人爱不释手。只是,当你拥有一定的化学知识,从这个角度去欣赏阿加莎,可能别有风味。最后有一点要着重说说,如果看了阿加莎书中的下毒方法很受“启发”,想要copy一下……类似的念头还是乘早打消的好。首先,就算在阿加莎的书中,凶手也一个个的难逃法网。另外,如今社会对有毒物质的管控十分严格,再加上先进精密的检测方法和不断进步的法医学,投毒者终将无处遁形,接下来就是漫长的铁窗生涯甚至更严厉的惩罚。编译自:Agatha Christie, the queen of crime chemistry(本文由氘氘斋供稿)

来源: X-MOL 2017-01-06

年终,让我们严肃地谈些“屁”事

年尾了,小氘在想写什么好呢,突然想到,不如写写人的末尾吧。所以,2016年最后的这篇文章,我们来严肃地谈些“屁”事吧。真的是谈身体中后偏下部产生的气体哦。平时我们说到屁,要么是为了好玩,要么会觉得尴尬。怎样都好,千万别忽视它,因为屁与健康息息相关。图片来源:电影《大话西游》▌可以燃烧的屁!屁里含有氢气、甲烷等易燃气体,真的可以燃烧。安全提示:下图属危险动作,请勿模仿!!图片来源:电影Dumb and Dumber说出来你可能不信,屁其实还蛮危险的。“有味道”、“辣眼睛”当然也是一种危险,但它的爆炸力可能更惊人。要知道我们每天吃下去的碳水化合物中,不能被小肠消化的部分,比如纤维,能产生13升易燃易爆的氢气!简直是行走的炸药包有木有。不过请放心,我们不会真的每天排出13升氢气,那么氢气去哪了呢?我们的结肠里住着约2公斤重的微生物,它们每天会发酵约40 g复杂碳水化合物,而每克碳水化合物能产生0.33升氢气。这样算下来这些微生物一天确实能产生13升氢气。但肠道微生物其实是个高效的物质转化工厂,这些氢气也是它们继续制造其他化学物质的原料。例如,有些细菌可以用氢气和硫酸根合成硫化氢,这是一种有毒、臭鸡蛋味儿且易燃的气体。古生菌可以用4分子氢气和1分子二氧化碳合成1分子的甲烷和2分子的水。还好这些肠道细菌都喜欢吃氢气。图片来源:Biomedical Imaging Unit, Southampton General Hospital / Science Photo Library▌在这一系列化学反应之后,屁的成分变成了什么呢?从肠道排出的气体大部分是不臭的,有四分之一就是呼吸进来的氧气和氮气。另外四分之三是二氧化碳、氢气和甲烷。产生臭味的分子,如硫化氢、甲硫醇、二甲基硫醚,在屁中的含量只有50 ppm(质量百万分之一)。最先系统研究屁的成分的是美国胃肠病学家Michael Levitt。自1970年代开始,Levitt就用在直肠中插导管的方式分析屁的组成。经过亲身体验,Levitt认为这种研究方法还蛮痛苦的(“亲…身…体…验…”……大写的服!)。不是所有人的肠道菌群都能产生甲烷。1998年,Levitt收集了6女10男的屁,发现他们排出气体的量在106毫升到1657毫升之间,其中只有4人的屁中检出了甲烷。屁的主要成分(人类)▌人一天放多少次屁是正常的呢?这应该是个因人而异的问题,不过1998年澳大利亚新南威尔士大学(University of New South Wales)的科学家还真研究过这个问题。他们追踪了60名男性和60名女性,发现男性每天放屁次数在2-53次间,平均12.7次;女性每天放屁1-32次之间,平均7.1次。高纤维和豆类食品会增加放屁的次数。这个倒是跟人家的日常生活经验吻合。要不要悄悄给自己计个数?▌屁竟能反映健康问题?英国西英格兰大学(University of the West of England)的Ben de Lacy Costello表示,肠易激综合征(IBS)和其他肠道疾病与肠道菌群失衡密切相关,能够反映在屁中氢气和甲烷的含量上。甲烷可能会导致便秘,因为它似乎能够抑制肠道肌肉收缩,也就是常说的肠道蠕动。硫化氢也会阻止肠道蠕动,还与炎性肠病(IBD)和结肠癌有关。不过这个领域的老前辈Levitt对这些结论表示怀疑,他认为有些人就是不明所以地会产生很多氢气和甲烷,并不能与肠病挂钩。因此,为了严谨起见,De Lacy Costello和同事转而去研究了粪便释放的微量气体。他们把粪便和培养基混合,用容器封闭,维持合适的温度,尽量模拟肠道中的环境。用微型泵将产生的气体抽出,并用气相色谱-质谱联用仪分析气体成分。他们发现了297种分子,包括挥发性硫化物,及吲哚、甲基吲哚(粪臭素)。也有一些味道宜人的分子,如蒎烯和柠檬烯。健康人和溃疡性结肠炎、空肠弯曲菌感染、腹泻病人的分子含量有所不同。De Lacy Costell分析粪便挥发气体的装置。图片来源:Ben De Lacy Costello2014年的另一项研究用更便宜、轻便的金属氧化物半导体检测器代替了质谱仪。整个系统变小了很多。这套设备能够将肠易激综合征患者和炎性肠病患者区分开,准确率达到76%。De Lacy Costello团队目前正努力研发一款“电子鼻子”,给结肠癌提供早期预警。De Lacy Costello相信将来医生可以通过检查身体的排泄物,如屁、粪便、汗液或呼气来诊断疾病。Levitt老先生则继续唱反调,他觉得要想准确地用屁来诊断,就要用直肠管,不然的话很容易受到空气中痕量物质的干扰。但直肠管太痛苦了,大家都不愿使用。最后回答一个很多人关心的问题,怎么才能少放屁?少吃含纤维食品可以减少肠道气体的产生。但纤维食品对人的健康很重要,它能降低结肠癌、痔疮、憩室的风险。燕麦和果蔬里的可溶性纤维能够促进肠道中益生菌的生长。肠道细菌生产出短链脂肪酸,能够降低血液中的胆固醇和血糖水平。Levitt曾经做过非常匪夷所思的实验,他让受试者每天吃定量的活性炭,结果发现活性炭并不能减少放屁的次数或改善气味。而且屁乃腹中之气,岂有不放之理,你不放它,它就不会放过你,游来游去,憋坏身体。所以,为了健康考虑,在不是特别必要的时候,还是有屁就放吧。参考文献:1. Gastroenterol., 1992, 102, 846, (DOI: 10.1016/0016-5085(92)90790-6)2. Trends Biotechnol., 2015, 33, 208 (DOI: 10.1016/j.tibtech.2015.02.002)3. Clin. Invest., 1992, 89, 1304, (DOI: 10.1016/0016-5085(92)90790-6)4. Am. J. Physiol., 1997, 272, G10285. Eur. J. Surg., 1998, 164, 115 (DOI: 10.1080/11024159850191553)6. FASEB J., 2007, 21, 1675 (DOI: 10.1096/fj.06-6927com)7. J. Breath Res., 2014, 8, 026001 (DOI: 10.1088/1752-7155/8/2/026001)8. Nutr. J., 2011, 10, 128 (DOI: 10.1186/1475-2891-10-128)9. Am. J. Gastroenterol., 1999, 94, 208 (DOI: 10.1111/j.1572-0241.1999.00798.x)本文编译自:https://www.chemistryworld.com/feature/explainer-the-chemistry-of-farts/2500168.article(本文由氘氘斋供稿)

来源: X-MOL 2016-12-30

还能不能愉快地在家做化学实验了?

在化学发展历程中,“在家做实验”曾有着光辉的历史。早期化学研究的先驱,如波义耳(Robert Boyle)、拉瓦锡(Antoine-Laurent de Lavoisier),都是在家做实验。后来,随着工业革命和现代大学的创建,化学逐渐成为一种专业,不过化学爱好者和业余化学家们也没有偃旗息鼓。19世纪50年代,年仅18岁的William Henry Perkin在家合成奎宁时,由于失误很偶然地得到了世界上第一个合成染料——苯胺紫(mauveine);1886年,Charles Martin Hall在自家后院里的小木屋中成功地从氧化铝中提纯了铝,这个当时23岁的年轻人后来成为美国铝业(Alcoa)的奠基人之一。[1]到了20世纪,化学学习日渐普遍,不少公司开发了一些面向青少年的化学实验套装,制作精美,即使今天看来也让人爱不释手(如下图)。[2]图片来源:Chemical Heritage Foundation其实,当时这些在玩具店里就能买到的化学实验套装,里面甚至包括有毒化学品、重金属甚至同位素!据称诺奖得主鲍林在他仅有11岁时就能轻松买到氰化钾。但现在日益紧张的安全环境下,“普通人也就能只能买到氯化钠、醋、苏打这些,运气好的时候能买到些明矾,来长长晶体什么的。”美国俄亥俄州13岁就开始在家做化学实验的Lou Britton说,“一个世纪之前,如果你在家有个化学实验室,你会被高看一眼——因为大家觉得你在追求神圣的科学知识。”但现在如果这么做,恐怕邻居们会第一时间报警,化学被妖魔化了,和恐怖分子或毒品贩子联系在了一起。20世纪40年代面向青少年的化学套装。图片来源:Wikipedia那么,现在那些喜欢做实验的化学爱好者们是个什么状态呢?我们来看看几位业余化学家的故事,或许有一些代表性。[3]业余化学家Lou Britton刚开始筹建自己的家庭实验室时,只有一些简单的玻璃仪器,他从中学习酸、碱、滴定的基础知识,然后将它们结合起来应用在自己的兴趣所在——提炼金属。他和朋友一起在朋友家的地下室建立了个实验室,装有通风橱、管式炉、分析天平,甚至还有个2.4米高的分馏柱。他们试图从金属废品中回收金属,然后卖掉,得到的资金再用于购置实验设备。Robert Vincent曾在家做过很多类型的化学实验,对化学的爱好有助于他成为一名更好的化学家。他在美国底特律郊区长大,小时候就着迷于化学,看到电视里酸液能溶解很多东西时,他感觉那太酷了。当他上了中学开始学习化学之后,发现学校几乎没有真正的化学实验室。他把化学书带回家,做些能做的试验。他还去商店里寻找合适的东西,做试验看看会发生什么,也尝试去重现那些历史上著名的试验,如分离磷元素。Robert Vincent。图片来源:Robert Vincent现在四十出头的Philippe Louis从13岁起就在比利时布鲁塞尔的家中做化学实验,8岁时曾得到了1个化学实验套装做礼物,当时还太小无法理解说明手册中实验的含义。Louis喜欢将化合物混合在一起,观察现象,如果会散发出味道、形成泡沫或颜色改变等,都会让他兴奋不已。在学校里的化学课程也帮助他开始理解这些实验的化学原理。有一次,因为流感错失了几堂重要的课程,他在考试时没有及格,这使他的自尊心受到了严重打击。他于是更加勤奋好学,省下零花钱买下的化学书籍,终于,后来的化学考试他几乎得了满分。Louis最初在地下室、阳台和花园中进行化学实验,后来又搬到了车库中,或者远离居民区的户外(与烟花、烟火和含能材料有关的实验)。Louis实验中的亮点,包括购买玻璃蒸馏装置并用来蒸馏发酵过的果汁、研究烟火制造术以及在中等浓度的硝酸中进行甲苯的单硝基化反应(尽管课本中已注明不会反应)。化学事故这些化学爱好者,都发生过一些小事故。Louis年轻时候遇到过氯气生成超量、卧室的地毯着火、天花板被染成了糟糕的黄色等等。发生最糟糕的事故时Vincent才10岁出头,当时试图沉淀银,高温熔化了手上的凯夫拉手套把他灼伤,这种纯粹的热灼伤,跟化学灼伤完全不同。还有个小事故,当时他试图从熔融的氢氧化钾中分离钾,结果包裹样品池的环氧树脂也熔化了,他只得把它扔到了一大桶水中,泛起的泡沫全扑到了草坪上。“重新长出来的草黑绿黑绿的,漂亮极了”,他说。Vincent的实验装置。图片来源:Robert VincentBritton在制备Mn2O7时,那天闷热潮湿,或许他们没有把东西清洗干净,突然发生了爆炸。他说,“一片东西落到了我朋友身上,他直奔淋浴头冲洗。我们决定以后再也不这么干了。”邻里关系直面邻居们的不满甚至批评,最好的办法是开诚布公。Vincent从不掩饰他的所作所为,他告诉邻居们他在做化学实验。只要没有恶臭,邻居们并不介意。他从不在家研究烟火和易爆物质,磷实验是在祖父乡下的花园里进行的,而在家做的都是温和无害的实验,不需佩戴防毒面具,要知道邻居们可没有戴着防毒面具。Britton也曾遇到过美国联邦调查局(FBI)造访,他购买的水银在运输途中发生了泄露。两个FBI探员很快就来敲门,然后Britton向他们解释道他不是想要制作炸弹上的开关,只是为了制备水银扩散泵,用来生长金、铂、钯等贵金属晶体。万幸两个FBI探员都有理科背景,认为他的解释非常合理,也就放过了他。Britton说,业余化学家们如果想要避免麻烦,就需要更负责任,遵守法律法规的要求来储存化学品和处理废物。从家庭实验室到职业生涯Britton和Vincent现在都是企业中的化学家。Britton将提炼金属的爱好变成了自己的商业计划,并在2010年成立公司,现在营业额有数百万美元。Vincent在美国SAFC公司做了十年的工艺化学家,很显然他做的那些工业级实验,在家中无法实现。现在,他还在继续他的家庭化学实验,但他的房屋抵押协议条款中注明不得在家中存有危险化学品,所以,他的实验仅限于一些电镀实验。编后语:时过境迁,在家做化学实验,从受人敬仰的科学探索,变成与恶名昭彰的制毒和恐怖袭击联系在一起,是化学的悲哀吗?对安全的重视,已经让各国对化学试剂管的越来越严,没有试剂能做什么?那么,热爱化学实验的人们,还是去专业的实验室吧,这里试剂齐全、设备先进、安全有保障,再顺便读个化学专业的研究生,过瘾吧?原标题:DIY chemistry原作者:Sarah Houlton1. https://en.wikipedia.org/wiki/Amateur_chemistry2. https://en.wikipedia.org/wiki/Chemistry_set3. https://www.chemistryworld.com/feature/hobby-chemists/1017482.article

来源: X-MOL 2016-12-02
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