我们知道，蛋白质分子质量至多也就是万亿分之一克。那么，应该怎样测量如此微小的东西呢？这就需要“质谱分析仪”。首先，需要把样品的分子做离子化处理，使它们带上电荷，成为离子——这一过程需要用激光照射液态样品来实现，想办法将带电的质子或者电子黏附到样品的分子上。第二步，要把制造出来的离子按照质量来进行分离——这一过程需要用到电磁场。带电的离子会受到电磁场的作用，不同质量的离子的受力情况有所差异，所以会有不同的运动轨迹和运动时间，不同的离子就可以被分开。第三步，把被分离开的离子转变为电信号，并检测这个信号，最后反复分析这个信号，得到“质谱”。

“质谱”技术的原理不难理解，相关的计算也经常出现在中国高中物理的习题当中。但是在田中耕一之前，科学家没有找到使生命大分子离子化的有效方法。对于小分子而言，带上电荷后的离子化分子比较容易从溶剂中逃逸出来，飞到检测口生成电信号，但生命大分子质量更大，离子化时需要的能量就更高，它们往往在离子化的过程中被破坏了。这就形成了很久以来使用“质谱”技术无法测量高分子的局面。

小失误成就诺贝尔奖

不过，这个难题终于被田中耕一克服了。

1983年到1984年，田中耕一一直在尝试向液态样品中添加辅助介质，希望能够提升蛋白质分子离子化的成功率。当时，田中耕一的实验室里就有几百种辅助介质可供选择，田中耕一日复一日地机械性尝试，不知疲倦地将筛选工作不断进行下去。但是，这些大工作量的机械筛选并没能导致任何突破。

这时，岛津制作所的一位同事建议他用超细金属粉末钴粉试一试，这些金属颗粒的直径与激光的波长相差不大，能够非常高效地吸收光能。于是，田中耕一又尝试将钴粉悬浮在不同的有机溶剂中来试图取得一些改进，无数次尝试后仍然没有实质性突破。

1985年2月，田中耕一原本想用丙酮来悬浮钴粉，结果居然错用了甘油。我们知道，甘油在室温下是粘度很大的液体，人们在冬天可以将其涂在皮肤表面来防裂，而生物学家则通常用它来保藏菌种。因此甘油根本就不是常用的溶剂，与具有强烈刺激气味的丙酮其实是很容易区分开的。在田中耕一“不幸”将甘油倒入钴粉与要检测的维生素混合物的瞬间，他立刻意识到了这个小失误，因为这么粘稠的液体绝不可能是丙酮。

当时，钴粉的价格比较昂贵，而田中耕一不喜欢浪费东西，于是他决心用甘油试一试。结果意外出现了，一个意想不到的信号在质谱上出现，这个信号显示的分子量接近完整的维生素分子。如果只用钴粉的丙酮悬浮液作为辅助介质，那么这个信号就检测不出来。

田中耕一预感到，突破就要来了，他继续将神奇的甘油钴粉混合液用于检测更大的生物分子。他以超人的耐心调整各种实验参数，终于在1985年下半年检测到了一种酶的“质谱”信号，这是仪器分析化学的一个历史性突破，正式宣告蛋白质大分子可以被完好地离子化。1987年，田中耕一用同样的方法又检测到分子量更大的另一种酶的“质谱”信号。回头来看，当初不慎在钴粉中加入甘油居然是一个通向成功的转折点。

1985年，岛津制作所及时为田中耕一的质谱离子化新方法向日本专利局递交了申请。1990年后，世界上许多人都相继开发出了“质谱分析装置”，有的装置在性能和质量上还优于田中耕一的产品，但他们都承认，这些成就都源于田中耕一的发明创造。2002年，诺贝尔化学奖委员会正式宣布，田中耕一与另外两名美国科学家共享诺贝尔化学奖。

将研究进行到底

获得诺贝尔奖的消息一经公布，田中耕一立刻成为热点人物，这让他很不习惯，因为名利非他所求。在尽量推掉了社交应酬之后，田中耕一一头扎岛津制作所，再不露面了，一躲就是16年。这16年里，他依然拒绝升迁，依然只想潜心做研究。

直到2018年2月，田中耕一突然在《自然》杂志发表了最新研究成果，只需要分析几滴血液，就可以提前30年检测出患者是否患有阿尔兹海默症的征兆。原来，早在40年前得知父母病逝时，田中耕一便下定决心投身医疗研究。即使获得了诺贝尔奖，他仍然没忘初心，再一次做出了重要的科学发现。返回搜狐，查看更多