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不看引用看市场 - 评Thomson Reuters 预测2011诺贝尔化学奖 (1) 精选

已有 7402 次阅读 2011-9-28 18:25 |个人分类:Reviews|系统分类:观点评述| 化学, 诺贝尔, 市场, 2011

(全文分三次连载,包括表1在内的引言部分在连载时重复。此为第一部分,第二部分点此第三部分点此

引言


又到了诺奖情结发酵的时候了,科学网上已有人转发了Thomson Reuters (以下称TR)的诺奖预测(原文见2011921Thomson Reuters的网上新闻发布Thomson Reuterspredicts Nobel Laureates)。有关化学奖,TR预测了三项工作,共五个人。本人对其中两项,即Allen J. Bard的电化学扫描探针以及FréchetTomaliaVögtle三人的树枝状高分子聚合物(dendrimers)略有所知。在此作点评论。Martin Karplus的工作不熟悉,但知道在印地安纳大学的科学网博主周耀旗能够对其老板的工作写出深度评论。


首先,如其宣称的,TR是根据论文引用定量分析,高影响文章分析以及对诺贝尔评奖委员会对工作认可程度的推测而作出预测的。要说不靠谱,那是对他要求太高,不靠谱的不是其预测的研究工作,而是预测的年份,饶毅对生物奖的预测不包含对获奖年份预测,更不是只挑出三项放入特定年份。也许,把它历年预测的所有人放到一个大的时间范围,比如在2011-2061年间得奖,TR命中率可能还是较高的。


不过对其预测的2011化学奖得主Bard的获奖原因,我认为TR遗漏了一个重要工作,甚至可能捡了芝麻,丢了西瓜。这一工作就是电化学发光(electrochemiluminescence or electrogenerated chemiluminescence)。我把这项工作添加到下面的分析表中,并对这些工作的科学意义和迄今为止显示出来的应用价值逐一进行分析。


1. ThomsonReuters 预测2012诺贝尔化学奖得主工作分析


 
   

TR预测得主

 
 
 

预测得奖原因

 

 

 

科学意义

 

 

 

迄今为止的

 

应用及$价值

 

 


 

   

Bard

 

 

 

For the development and application  of scanning electrochemical microscopy

 

 

 

Expansion of scanning probe technique to  electrochemistry, a new tool for the electrochemists

Electrochemical instrument

(sales $ ?)

 

???

 

 

 

For the pioneering work on electrochemiluminescence  

 

 

 

A novel scientific phenomenon

Medical diagnostic technology

(sales > $10 bln)

Fréchet

 

Tomalia

 

   Vögtle

 

 

 

For the invention and  development of dendritic polymers

 

 

 

A novel polymeric structure that redefines  polymer concept

Dendrimers as drug carriers, no $ value yet


*表中蓝色文字为Thomson Reuters原文,黑色文字为本人总结


注意,当我添加了一项得奖原因后,出现了一个有关还有谁可以在电化学发光从一个科学现象发展成为一项目前(2010年)市场销售超过20亿美国的免疫分析技术的过程中有重要贡献,并也可能获奖的问题。我在表格中画了几个问号,提出这个问题。这也许会令即便在这个领域里工作的人也会感到意外。还有谁呢?别紧张 - 不是来自目前产生电化学发光文章最多的中国和带华裔姓氏的科学家。


下面对此三项得奖原因逐一进行分析。


1.   电化学扫描探针技术(SECM


      Allen J. Bard曾经担任JACS主编达12年之久,在大约十年前他接受的一次关于他担任主编工作以及他自己对他的研究工作的评价的采访中,他首先提到他的电化学扫描探针技术。其次,提到了他的电化学发光研究。我的感觉是他个人也认为前者更重要。


    然而,在扫描探针技术(STM, AFM)已成熟并广泛在实验室使用后,把探头改为电化学电极获取氧化还原信号的SECM的创新性在诺奖那里是不太高的,除非这一技术在应用上走出科学界,或对电化学以外的学科发展起了不可替代的影响和作用,否则获奖理由不够强。客观地讲,这一技术目前只对电化学界产生了影响,而电化学是化学学科中的物理化学的一个分支学科。有人从上表中可能注意到我的视角覆盖了研究工作的社会影响或市场价值(这在近几年诺贝尔得奖工作中也有所体现),也许会说有若干公司在生产销售SECM。但正如前述,这一技术产生的影响仅局限于电化学研究,那些公司的客户几乎都是电化学家,不像光纤通讯,核磁共振成像以及伟哥等惠及百姓,也不像Maldi-TOF, Suzuki反应等影响了其他学科的发展。与Bard作出重要贡献的另一领域电化学发光相比,在诺奖层面上的唯一优势是在SECM中没有什么不清楚的重大科学问题。

 


2.   电化学发光(ECL


Bard组列在网上,截至2011872篇文章中,以“Electrogenerated Chemiluminescence+ No.” 为标题的编号系列文章近九十篇,加上其它未以此为题目的ECL文章,以ECL为研究内容的文章占了其发表文章中可能最大的比重。


目前ECL技术是从化学发现,经过技术,商业开发,由体外诊断行业的巨头罗氏诊断(Roche Diagnostics) 成功地应用于临床免疫分析的一项重要系统集成技术,之所以加了个系统集成,是因为仅仅靠TokelBard 1972年报道Ru(bpy)32+的电化学发光的文章(JACS,94, 19722862)是远远不足以发展成一门技术的。我认为,在Bard的无数ECL研究文章中,是这一篇(他ECL序列文章中的第九篇)开启了ECL技术之门。这篇文章报道的是钌三联吡啶氯化物在电极上被交替氧化和还原时产生了发光。发光来源于在电极上交替形成的Ru(bpy)33+Ru(bpy)31+之间发生的反应而形成的激发态Ru(bpy)32+*。在此之前,Bard一直在研究有机化学物的电化学发光,而Ru(bpy)32+是金属配位化合物离子,在其中一个联吡啶配体上引入一个可生物偶联的基团(如-COOH-NHS酯)就是罗氏ECL免疫分析技术中所用的抗体标记化合物。


在罗氏(当时还是德国的宝灵曼Boehringer Mannheim 公司)于1996年推出基于Ru(bpy)32+作为标记化合物的免疫分析系统之前,除Bard以外,很少有人从事电化学发光研究,在此之后的一段时间里这一领域也主要是他的研究领域,然而他的很多文章却并不涉及免疫或DNA分析。


对三联吡啶钌化合物的电化学发光进行技术开发的是在马里兰州的Igen International Inc.。这家最初于1982年在加州成立的公司,在成立初期也不是搞ECL的,挪到马里兰州后,他们开始开发ECL在基于生物亲合性的生物分析方法中的应用。本人认为从1972Bard发现Ru(bpy)32+交替氧化和还原能产生发光到1996年第一台ECL免疫分析系统(Elecsys1010)推出,这期间最重要最关键的科学发现是在磷酸盐缓冲溶液中加入三丙胺(TPA, 在氧化Ru(bpy)32+时(即不需要对Ru(bpy)32+进行交替氧化还原)就能观察到Ru(bpy)32+的典型橙红色发光。这一发现以及对其机理的阐述由Igen 公司的LelandPowell发表在1990年的电化学会杂志上,这一成果,即电化学氧化Ru(bpy)32+/TPA共反应体系产生发光,形成了电化学发光免疫分析系统的信号产生基础。


我之所以稍微详细地介绍ECL免疫分析技术,而不介绍那些难于重复,各自玩的ECL基础研究的原因已在前边电化学扫描探针技术部分提到,即在诺奖考究时,得看看在圈子外产生了什么影响,如果本身圈子不够大的话。


那么由Ru(bpy)32+发光的发现以及Ru(bpy)32+/TPA体系的确立而导致的临床免疫分析系统有多大的影响呢?这不是TR公司采用引文分析,从而能够作出正确评价的。所以TR漏掉电化学发光作为Bard的获奖原因是可以理解的。


1996年罗氏(当时的宝灵曼BoehringerMannheim)首次推出Elecsy 1010后,仅1996年下半年就获得1000万美元的销售额。在2003年罗氏因技术转让纠纷在法庭上惨败于Igen时,已拥有约9000个客户,销售额6亿美元,占了当时免疫分析市场的10%的份额。据罗氏最近两年的年度报告,ECL免疫分析产品在20092010年分别为1.627 billion瑞士法郎(年增幅19%)和1.957 billion瑞士法郎(年增幅17%)。在全球免疫分析市场保持约5%的年增幅的背景下,罗氏ECL免疫分析系统持续多年在销售上保持约20%的增长。粗略估计自1996年到现在仅罗氏一家的ECL产品销售(另有一家不采用微磁珠平台的Meso Scale Discovery公司在销售ECL技术产品)已大大超过100亿美元,而罗氏基于Ru(bpy)32+/TPA电化学技术开发的检验项目超过80多项,涵盖传染性病、肿瘤标志物、心血管、激素、甲状腺、骨标记物等主要临床检验项目。


看到这些数据,也许有人可以相信,电化学发光能成为得奖的重要理由。且慢,我们再看看它不能成为得奖理由的因素有哪些。我提出以下问题来分析。


1. 没有ECL,免疫分析能不能做?

2. 虽然连续十几年增长很快,但ECL究竟占免疫分析市场多大份额,其它竞争技术如何?

3. ECl 免疫分析技术是商业上的成功还是技术上的成功?

4. Ru(bpy)32+/TPA体系的机理问题清楚了吗?


请看下期连载。或跳过连载,看“不看引用看市场 - 邓青云该不该得诺贝尔化学奖? 




2011诺贝尔奖
https://blog.sciencenet.cn/blog-632778-491452.html


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