Dorothy Hodgkin

Dorothy Hodgkin là một nhà hóa học người Anh đã có những đóng góp quan trọng trong lĩnh vực tinh thể học tia X. Với thành tựu xác định cấu trúc của penicillin và vitamin B12, bà đã được trao giải Nobel Hóa học năm 1964. 

Dorothy sinh ra tại Cairo, Ai Cập, vào ngày 12 tháng 5 năm 1910, trong gia đình có cha mẹ là những người làm việc ở Bắc Phi và Trung Đông trong lĩnh vực quản lý thuộc địa rồi chuyển sang khảo cổ học. Do theo học tại Anh từ nhỏ, bà đã phải sống xa cha mẹ trong suốt thời thơ ấu. Với niềm đam mê mãnh liệt đối với tinh thể bộc lộ lần đầu tiên năm mười tuổi, Dorothy đã đấu tranh để được phép học hoá học cùng với các nam sinh tại trường Trung học Sir John Leman. Sau đó, từ năm 1928-1932, bà theo học tại trường Cao đẳng Somerville – một trong số ít trường cao đẳng dành cho nữ giới thuộc Đại học Oxford. Trong năm đầu tiên, bà đã kết hợp khảo cổ học và hóa học, phân tích các miếng tesserae thủy tinh từ Jerash, Jordan. Nhưng sau khi tham dự khóa học đặc biệt về tinh thể học, bà đã quyết định đi theo con đường nghiên cứu về tinh thể học tia X. Dorothy bắt đầu làm việc với H.M. Powell, với tư cách là nghiên cứu sinh đầu tiên của ông về halogen hóa dialkyl thallium, sau một chuyến thăm ngắn đến phòng thí nghiệm của Giáo sư Victor Goldschmidt ở Heidelberg.

CON ĐƯỜNG NGHIÊN CỨU TINH THỂ HỌC TIA X

Sơ đồ minh hoạ kỹ thuật SCXRD – Minh hoạ: Nea Möttönen

Sơ lược về tinh thể học tia X

Kết tinh tinh thể X là một kỹ thuật được sử dụng để xác định cấu trúc nguyên tử và phân tử của tinh thể, trong đó các nguyên tử tinh thể gây ra một chùm tia X tới để phân tán thành nhiều hướng cụ thể. Khi tia X đi qua cấu trúc tinh thể, các hoa văn được hình thành có thể được chụp lại dưới dạng hình ảnh nhiếp ảnh, sau đó được sử dụng để xác định cấu trúc của tinh thể. 

Kỹ thuật bao gồm nhiều phân tích toán học này, đã được phát triển bởi William Henry Bragg và con trai của ông, William Lawrence Bragg, những người cùng nhau đạt Giải Nobel Vật lý năm 1915 cho công trình của mình. Tuy nhiên, tinh thể học tia X vẫn là một công nghệ tương đối mới với nhiều thách thức,  nhưng cũng là cơ hội cho Hodgkin khi bước vào lĩnh vực này.

Công việc của Dorothy Hodgkin

Dorothy Crowfoot Hodgkin cùng mô hình và ảnh của những tinh thể được bà xác định cấu trúc – Ảnh: Corbin O’Grady Studio/Science Source

Dorothy chuyển đến Đại học Cambridge vào năm 1932 để thực hiện nghiên cứu tiến sĩ với nhà vật lý người Anh John Desmond Bernal, người đã có ảnh hưởng sâu sắc đến cuộc đời bà. Trong phòng thí nghiệm của mình, bà đã mở rộng nghiên cứu mà Bernal đã bắt đầu về các phân tử sinh học, bao gồm sterol. Dorothy và Bernal cũng đã hợp tác thành công, sử dụng tinh thể học tia X để xác định cấu trúc ba chiều của một số phân tử hữu cơ phức tạp quan trọng cho hoạt động của sinh vật sống.

Năm 1934, bà được trao học bổng nghiên cứu tại Somerville. Do vậy, Dorothy đã quay trở lại và hầu như dành thời gian làm việc tại đây cho đến khi nghỉ hưu vào năm 1977. Bà bắt đầu quyên góp tiền mua thiết bị tia X với sự giúp đỡ của Robert Robinson. Sau đó, bà nhận được hỗ trợ cho việc nghiên cứu từ Quỹ Rockefeller và Nuffield. Nhờ vậy, bà mới có thể tiếp tục nghiên cứu, bắt đầu tại Cambridge với Bernal về sterol và các phân tử thú vị về mặt sinh học khác, bao gồm insulin, cùng một hoặc hai nghiên cứu sinh. Họ thực hiện ở các phòng rải rác trong bảo tàng của trường đại học cho đến năm 1958. 

Nghiên cứu về insulin của bà và đồng nghiệp đã bị tạm dừng vào năm 1939 khi nhà dược lý học người Australia Howard Florey và các đồng nghiệp của ông tại Oxford đã thành công trong việc phân lập penicillin và nhờ Hodgkin giải quyết cấu trúc của nó. Đến năm 1945, bà đã thành công trong mô tả sự sắp xếp các nguyên tử của penicillin trong ba chiều. Vào thời điểm đó, penicillin là phân tử lớn nhất đã từng được giải quyết bằng phương pháp tia X. Hơn nữa, kết quả này đã xoá bỏ tranh cãi giữa các nhà hóa học hữu cơ nổi tiếng về cấu trúc của nó. Công trình nghiên cứu về penicillin của Hodgkin đã được ghi nhận bằng việc bà được bầu vào Hội Hoàng gia, học viện khoa học hàng đầu của Anh, vào năm 1947.

Vào giữa những năm 1950, Hodgkin tiếp tục khám phá ra cấu trúc của vitamin B12 – cấu trúc phức tạp nhất trong tất cả các vitamin. Đặc biệt là bà đã sử dụng máy tính để thực hiện các tính toán phức tạp có liên quan. Với những thành tựu của mình, bà được bầu làm Giáo sư Nghiên cứu Wolfson đầu tiên của Hội Hoàng gia vào năm 1960.    

Năm 1964, Dorothy Hodgkin được trao giải Nobel Hoá học “cho những xác định của bà bằng kỹ thuật X-quang về cấu trúc của các chất sinh hóa quan trọng”. Điều này giúp bà trở thành người phụ nữ thứ ba trên thế giới đạt được giải Nobel Hoá học, chỉ sau hai mẹ con Marie Curie. Ngay năm sau, bà được trao tặng Huân chương Công trạng, danh hiệu cao nhất của Anh cho những thành tích trong khoa học, nghệ thuật và đời sống xã hội.

Dẫu vậy, bà chưa bao giờ từ bỏ việc khám phá cấu trúc của insulin, một phân tử protein vô cùng lớn và phức tạp mà vẫn chưa thể xác định được ngay cả khi kỹ thuật nhiễu xạ tia X cùng máy tính tốc độ cao đều đã tiên tiến hơn rất nhiều. Cuối cùng, sự kiên nhẫn của bà đã được đền đáp. Khi làm việc với một nhóm các nhà nghiên cứu trẻ quốc tế, Dorothy đã khám phá ra cấu trúc của insulin vào năm 1969 – tận 34 năm sau lần đầu bà chụp ảnh X quang của tinh thể này.

Hoạt động xã hội

Dorothy Crowfoot Hodgkin cùng nhà hoá học và nhà hoạt động vì hoà bình Linus Pauling, 1957 – Ảnh: From the Ava Helen and Linus Pauling Papers, Oregon State University Special Collections & Archives Research Center

Hodgkin dành phần lớn quãng đời sau của mình cho sự nghiệp của các nhà khoa học ở các nước đang phát triển, đặc biệt là Trung Quốc và Ấn Độ, và cho việc cải thiện quan hệ Đông – Tây. Từ năm 1975 đến năm 1988, bà là chủ tịch Hội nghị Pugwash về Khoa học và Các vấn đề Thế giới, một tổ chức tập hợp các nhà khoa học từ khắp nơi trên thế giới để thảo luận về sự tiến bộ hòa bình hướng tới an ninh và phát triển quốc tế. Chỉ khi bệnh viêm khớp trở nặng, bà mới hạn chế các hoạt động xã hội của mình.

NHỮNG NGÀY CUỐI ĐỜI

Dorothy Hodgkin chính thức về hưu vào năm 1988 và qua đời vào năm 1994 tại Ilmington, Vương Quốc Anh. Bên cạnh việc là một nhà khoa học lỗi lạc, Dorothy còn là một người tốt bụng, khiêm tốn và hào phóng. Sự tôn trọng của bạn bè và đồng nghiệp dành cho bà đã được Max Perutz phát biểu tại lễ tưởng niệm: “Bà ấy có rất nhiều tình yêu: tình yêu dành cho hóa học; dành cho gia đình, bạn bè; dành cho học sinh, tinh thể và trường đại học của mình… Tình yêu đó được kết hợp với trí thông minh và ý chí sắt đá để tạo nên thành công, bất chấp cơ thể bị tàn phá nặng nề bởi bệnh tật. Chắc chắn, có một phép màu ở con người cô ấy.” 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Encyclopedia Britannica

The Nobel Prize – Dorothy Crowfoot Hodgkin

The Royal Society

Science History Institute – Scientific Biographies