Přínos českých chemiků světové vědě

Úvod

Jen málo českých chemiků se prosadilo ve světové vědě.

Tři z nich, ať už přímo Češi nebo jen původem z Čech, dostali Nobelovu cenu: Jaroslav Heyrovský, Thomas R. Cech a manželé Carl Ferdinand a Gerty Theresa Coriovi.
Neméně významní jsou i Bohuslav Brauner a Emil Votoček.

Tuto ročníkovou práci jsem psala nejenom o tom, co dokázali ve vědě, ale i o nich samotných jako o lidech a o jejich životě.

Jaroslav Heyrovský

Byl prvním Čechem, který dostal Nobelovu cenu a to za chemii, za objev polarografické metody a jejího využití v analytické chemii.
Pocházel z rodiny univerzitního profesora římského práva na české univerzitě v Praze. V Praze se rovněž narodil a to 20.prosince 1880. Jaroslav měl čtyři sourozence a všichni byli vychováváni v demokratickém prostředí - jeho otec byl český vlastenec a přítel Tomáše G. Masaryka. Ale vzhledem ke svému talentu měl mladý Jaroslav přísný režim a rodiče mu nic neslevili. Jistě i proto úspěšně absolvoval elitní české akademické gymnázium, kde projevoval nevšední zájem o fyziku a matematiku. Na této škole mimochodem učil i známý spisovatel Zikmund Winter a k Heyrovského spolužákům patřil i Karel Čapek nebo Jan Masaryk. Ve školním roce 1909 začal Jaroslav studovat chemii, fyziku a matematiku na filozofické fakultě pražské univerzity.
Tehdy se přírodní vědy přednášely jen v rámci filozofie, což Heyrovskému nestačilo, a proto po roce odešel do Londýna. Tam se mohl na University College specializovat na disciplíny fyzikální chemie. K jeho nejoblíbenějším patřily přednášky profesora Williama Ramseye, nositele Nobelovy ceny z roku 1904 za objev vzácných plynů ve vzduchu a jejich zařazení v periodické soustavě prvků. Heyrovský pak na této univerzitě v roce 1913 složil bakalářské zkoušky a zůstal zde ještě rok jako výzkumný asistent Ramseyova následovníka, kterým byl neméně významný profesor F. G. Donnan. A právě pod jeho vedením se český chemik poprvé setkal s elektrochemií, která mu v budoucím životě přinesla zasloužený úspěch.Také se stala hlavní náplní jeho dizertační doktorské práce se zaměřením na elektrochemii hliníku, na které začal pracovat ještě v Londýně a opět pod Donnanovým patronátem.
V létě 1914 navštívil rodiče, "ale to už se rychle stahovaly černé mraky a slibný start na vědeckovýzkumné dráze byl přibrzděn." (citace).Vypukla první světová válka. Cesta zpět do Londýna se uzavřela. Ale Jaroslav s diplomem bakaláře věd z Londýnské univerzity měl přece jen trochu štěstí. I když kvůli své nedobré fyzické kondici nemusel narukovat přímo do armády, přesto byl zařazen do zařízení pod vojenskou správou. Jednalo se ale o vojenský špitál, kde střídavě pracoval v lékárně a u rentgenu. Po večerech a při každé volné chvilce intenzivně studoval. Když skončila válka, složil v Praze doktorát z filozofie a vzápětí znovu odjel do Londýna. "Svůj studijní pobyt úspěšně ukončil „velkým doktorátem“, jak se říká celé té těžké cestě vyplněné studiem a vlastním bádáním a ukončené obhajobou dizertační práce s právem používání titulu doktora věd." (citace). Z prostředí anglických badatelů si odnesl řadu cenných zkušeností. Mezi nejvýznamnější jistě patřila zásada, že laboratorní práci je třeba vždy organizovat tak, aby se odvíjela přesně, logicky i s jednoduchou aparaturou.
Prvním místem, kde jednatřicetiletý Heyrovský začal pracovat, byl Ústav analytické chemie Karlovy univerzity v Praze a to v roce 1921. A opět měl štěstí. Nastoupil totiž jako asistent u profesora Bohuslava Braunera, vynikajícího českého chemika. Ten se jeho pocty samozřejmě nedožil, protože zemřel v roce 1935, ale instinktivně vytušil, že má mimořádně nadaného asistenta. Poskytoval mu nejlepší možné podmínky k rozvoji, zejména v novém oboru , který se jmenuje elektrochemie. Neuplynul ani rok a z asistenta Heyrovského se stal nejdříve mimořádný a v roce 1926 řádný profesor. Nutno dodat, že vůbec první profesor fyzikální chemie na české Karlově univerzitě.
Když jako mladému asistentovi jednou navrhli, aby se zabýval jevy povrchového napětí rtuti, nechal rtuť odkapávat ze skleněné trubičky s velmi malým vnitřním průřezem. A protože takové měření, respektive vážení kapek, představovalo pro mladého badatele nesmírně nudnou metodu, rozhodl se pro vylepšení postupu. Zkusil měřit elektrický proud, který byl mezi rtutí v trubičce a rtutí, která se nacházela na dně nádoby. Skleněná trubička ústila do roztoku, kterým již procházel stejnosměrný proud. Zavedl tak metodu, která může podstatně napomoci sledovat nepatrná kvanta rozličných látek rozpuštěných ve vodě a navíc i zjišťovat jejich poměrné zastoupení.
Heyrovský pak věnoval celou svoji vědeckou kariéru této analytické metodě, kterou nazval polarografií. Ve spolupráci s japonským kolegou Masuzo Šikatou zkonstruoval v roce 1924 polarograf, tedy automatický přístroj k zapisování polarografických křivek. Stručně řečeno: "sestavil jej ze zdroje regulovatelného stejnosměrného napětí a galvanometru registrujícího proud, který procházel analyzovaným roztokem mezi polarizovatelnou indikační elektrodou a pomocnou nepolarizovatelnou elektrodou". Dokázal, že pomocí tohoto přístroje lze rychle a přesně určit složení roztoku, aniž by došlo k jeho změně, a roztok zůstal nadále použitelný. Brzy se potvrdily Heyrovského předpovědi, že tato metoda nalezne uplatnění nejenom v chemickém průmyslu, potravinářství a farmaceutice, ale i při kontrole životního prostředí a také k určování značného počtu anorganických i organických látek v řadě materiálů i ve stopových koncentracích.
Zápal Jaroslava Heyrovského pro vědeckovýzkumnou práci byl tak velký, že když se v roce 1926 oženil, odjel se svou manželkou Marií na svatební cestu na pařížskou Sorbonnu, která se protáhla na půl roku. Šlo samozřejmě o studijní pobyt, při kterém porovnávali polarografii se spektrální analýzou. Právě v této slavné instituci se setkal s jinou vášnivou badatelkou Marií Curieovou. Heyrovského manželka byla po celý život jeho věrnou spolupracovnicí, které patří velký obdiv. Vždyť i výchova dvou dětí – dcery Jitky a syna Michaela – spočívala hlavně na jejích bedrech. Tatínek totiž obvykle pracoval od časných ranních hodin až do sedmé večer a také práce o víkendech nebyla žádnou výjimkou. Přesto si však dokázal najít alespoň trochu času, aby si zahrál na klavír nebo zašel na fotbal¨, který patřil již od dětství k jeho nejoblíbenějším sportům.
Heyrovský byl svými studenty velmi oblíben a někdy dokonce považován za jednoho z nich. Získával přízeň posluchačů tím, že uměl poutavě přednášet, a hlavně vysvětlit i takové záležitosti, které měli složitou povahu.
V polovině třicátých let, když byl Heyrovský v rozpuku sil, se zdálo že se jeho dobré jméno podstatně rozšíří po celém světě. Svědčilo o tom pozvání k přednáškovému turné po Spojených státech, kde na téma polarografie přednášel na několika amerických univerzitách během roku 1933. V následujícím roce ho pozvali do Moskvy, kde vystupoval na vědecké konferenci konané při příležitosti 100. výročí narození vynikajícího ruského chemika Dmitrije Ivanoviče Mendělejeva. Avšak brzy byl jeho mezinárodní rozlet zastaven. Nacisté obsadili republiku, začala druhá světová válka a došlo k uzavření českých vysokých škol. A Heyrovskému opět zasvitl paprsek naděje. Ukázalo se, že německý profesor Johann Böhm, jenž převzal vedení ústavu, nebyl žádným horlivým přívržencem nacismu, ba naopak, takže pod svým krytím nechal Heyrovského u sebe pracovat. To také přispělo k tomu, že válečná léta byla naplněna usilovnou prací a Heyrovský dokázal vylepšit svoji metodu polarografie. "A to jak za pomoci osciloskopu, který zaznamenával prudké proměny elektrodových potenciálů, tak i zavedením rtuťové elektrody tryskové vedle kapkové". Mohl o tom napsat i vědeckou publikaci.
Ale v květnu 1945 se vše posuzovalo jinak. Stačilo slovo jednoho nebo dvou lidí a Heyrovského pobyt v chemickém ústavu byl považován za kolaboraci. Teprve s pomocí velkého počtu skutečných svědků, jak vědeckých pracovníků, tak i studentských organizací, byl nakonec rehabilitován nejen Heyrovský, ale i samotný Böhm. Pak přišla padesátá léta. "Pro Heyrovského představovala pohyb sinusoidy na obrazovce oscilografu." Na jedné straně byl v roce 1950 jmenován šéfem samostatného Polarografického ústavu při Karlově univerzitě a o dva roky později slavnostně prohlášen akademikem, což byla tehdy velmi prestižní a vůbec nejvyšší vědecká hodnost. Na straně druhé mu v roce 1955 – navzdory udělení vysokého státního vyznamenání, Řádu republiky – bylo znemožněno zúčastnit se vědeckého sympózia v tehdejším západním Německu.
"Avšak na sklonku padesátých let se opět rozjasnilo. Akademik Heyrovský v prosinci 1959 oslavil své devětašedesáté narozeniny a nejlepší dárek, který mohl dostat, bylo udělení Nobelovy ceny za chemii, kterou si osobně ve Stockholmu převzal z rukou švédského krále Gustava Adolfa VI.
„Pane profesore Heyrovský, jste původcem jedné z nejdůležitějších metod současné chemické analýzy,“ prohlásil tehdy česky ve svém úvodním projevu profesor G. A. Ölander z Královské švédské akademie věd a k překvapení všech přítomných pokračoval i nadále bezchybnou češtinou: „Váš přístroj je mimořádně jednoduchý, jen něco padajících rtuťových kapiček, ale Vy a Vaši spolupracovníci jste ukázali, že ho lze užít k nejrozmanitějším účelům. Trvalo řadu let, než si polarografické metody povšiml zahraniční svět. Ale od té chvíle její význam stále víc a více roste, ne skoky, aby na sebe upozorňovala nezasvěcené, nýbrž postupně získávala tato metoda důvěru analytických chemiků.“ " (citace)
Udělení Nobelovy ceny profesoru Jaroslavovi Heyrovskému bylo spravedlivým oceněním jeho celoživotního díla. On sám cenu chápal i jako významnou poctu české vědě. Jméno Heyrovského se stalo symbolem pracovitosti a nadání českého člověka.
Po Nobelově ceně následovaly další pocty a další uznání a čestná členství v řadě světových vědeckých institucí od Německé akademie věd v Berlíně až po Americkou akademii věd a umění v Bostonu. Rok po jejím udělení byl Heyrovský podruhé vyznamenán Řádem republiky. Zemřel na Velikonoční pondělí 27. Března 1967. Bylo mu sedmasedmdesát let.

Thomas R. Cech

Narodil se 8. prosince 1947 jako syn českých přistěhovalců do Ameriky - Roberta a Marie Cechových a proslavil jméno Čechů zejména tím, že mu byla v roce 1989 udělena Nobelova cena za chemii za objev katalytických vlastností ribonukleové kyseliny.
Když vzpomíná na své dětství, poznamenává: „Otec, jenž miloval fyziku, stejně jako medicínu, nám vnášel témeř do každé rodinné debaty nějaké vědecké téma a vše posuzoval z výzkumného pohledu.“ Z Chicaga, a tím pádem i ze státu Illinois se pak Cech s rodiči odstěhoval do sousedního státu Iowa. Tatínek si vybral město Iowa City, kde Thomas vyrůstal spolu s mladší sestrou a bratrem. Byly zde silné tradice české menšiny - např. Antonín Dvořák při svém několikaletém působení na newyorské konzervatoři trávil prázdniny právě zde - v Iowě. V devatenácti začal studovat chemii na Grinnel College, na americké poměry velmi stará škola (byla založena už v roce 1846), a v roce 1970 úspěšně promoval.
Na otázku jak se dostal od chemie k biologii odpovídá: „Myslím, že na tom přece není v soudobé době nic zvláštního. Vždycky mě lákala biologická chemie, a to proto, že je člověk vtahován do podivuhodně propojené vzájemné souhry experimentálního plánování, pozorování a výkladu. To znamená do procesu, který může přispět k revoluci v molekulární biologii na úrovni chemie.“
Cech si velice vážil svých předchůdců v oboru, zejména Jamese D. Watsona z Harvardské univerzity a Francise Cricka z britského Ústavu molekulární biologie, kteří v roce 1954 objevili strukturu kyseliny deoxyribonukleové, což byl opravdu revoluční převrat. Oba vědci byli oceněni Nobelovou cenou za fyziologii a lékařství v roce 1962.
Mladý Thomas toto vše a další nové věci horlivě studoval a promýšlel, když v první polovině sedmdesátých let působil na světoznámé Kalifornské univerzitě v Berkeley jako vědecký aspirant. V roce 1975 úspěšně obhájil doktorskou práci v oboru chemie, kterou zaměřil na výzkum struktury chromozomů. Také se stihl oženit s Carol L. Martinsonovou, kolegyní biochemičkou a spolužačkou ještě z Grinnelu. S titulem doktora věd v pouhých 28 letech pak z Berkeley odešel až na druhý konec Ameriky do neméně proslulého Massachusettského technologického institutu u Bostonu.
„Stále to ještě nebylo to, co jsem vnitřně cítil. Znovu jsem proto musel změnit prostředí. Tentokrát jsem volil hory. Na Univerzity of Colorado v Boulderu. Tady jsem mohl jako docent bez jakýchkoli zábran učit věci, které jsem si po večerech a víkendech vyzkoumal v laboratoři,“ říká Cech.
"Po dlouhých, mnohonásobně opakovaných a vyčerpávajících výzkumech, kdy se elektronové mikroskopy nezastavily ani na sekundu a kdy nejmodernější počítače chrlily jednu možnost řešení za druhou, se konečně na obzoru oceánu ukázala země. Psal se rok 1982. Cech se svým týmem spolupracovníků prokázal, že jedna ze 'zkrácených forem' RNA, připravená z geneticky zpracované bakterie, aby přenášela gen ribonukleové kyseliny prvoka Tetrahymena thermophila, je vlastně ve skutečnosti katalyzátor. Pojmenovali jej ribozym. Je to enzym nebo katalytická molekula RNA. Zjistili, že ribozym je v podstatě cytoplazmatický útvar v buňce složený ze dvou podjednotek. Profesor Cech dokázal, že mechanismus RNA působí jako katalyzátor jak na chemické, tak i biologické úrovni."(citace) Jeho badatelská práce vlastně sjednocuje organickou a fyzikální chemii, enzymologii, molekulární biologii, strukturální biologii a genetiku.
Byl to objev nesmírného významu, přesvědčil badatele, že původním biologickým systémem naší planety byl "svět RNA", v němž ribonukleová kyselina sehrála současně dvojí roli, a to jak genetického kódu, tak i enzymu. Samostatnou cestou ke stejnému objevu dospěl v roce 1984 i další americký badatel Sidney Altman (dostali Nobelovu cenu společně).
Thomas Cech byl v tom roce 1982 šťastný dvakrát. Jeho žena Carol mu porodila dceru Allison, ke které se o čtyři roky později narodila ještě sestřička Jennifer. Thomas má však velkou výhodu oproti jiným kolegům i v tom, že má blízko do Skalistých hor, které jsou po rodině a laboratoři jeho největší láskou. Zde tráví v létě každou volnou chvilku jako horolezec a v zimě zase na lyžích. Tvrdí, že si tak nejlépe odpočine od všech ribozymů a kyselin typu DNA a RNA.
„Ribozymy mají schopnost působit jako určitý druh molekulárních nůžek, které dokážou stříhat ribonukleové kyseliny,“ prohlásil Thomas Cech po udělení Nobelovy ceny roku 1989 a dodal: „Ovšem RNA představuje jádro všech virových a mnoha dalších onemocnění člověka.“
Když se jeden z přítomných novinářů Cecha zeptal, co má konkrétně na mysli, vědcova odpověď byla stejně překvapivá jako rozhodná: „Ribozomy mohou být výběrově nasazeny k neutralizaci onoho viru RNA, který způsobuje chorobu AIDS.“
"A tak nezbývá než konstatovat, že velké dílo Thomase Cecha a dalších průkopníků vědy jeho generace otevřelo brány k dosud netušeným možnostem, jež skýtá obor, kterému se anglicky říká RNA engineering a jejž lze česky chápat jako označení různých sfér, které poznatky výzkumu a vývoje RNA převádějí do praxe a využívají je k uspokojení potřeb člověka."(citace)

Carl Ferdinand a Gerty Theresa Coriovi

Ona se narodila 15.srpna 1896 a on 5. prosince 1896, oba v Praze.Oba vystudovali lékařskou fakultu německé univerzity v Praze v roce 1920. Oba byli původně nositeli československého státního občanství. Od roku 1928 se však stali občany Spojených států, kam odešli po vědeckém pobytu ve vídeňské dětské nemocnici a na univerzitě ve Štýrském Hradci.
Carl byl profesor universit v Saint Louis a ve Washingtonu a Theresa byla také profesorkou univerzity ve Washingtonu. V roce 1947 získali Nobelovu cenu v oboru lékařství a fyziologie za objev funkce hormonu předního laloku hypofýzy v metabolismu cukrů. Theresa zemřela 26. října 1957.

Bohuslav Brauner

Narodil se 8. května 1855 jako syn Františka Augusta Braunera, který byl vedle Palackého a Riegra snad vůbec nejuznávanější český vlastenecký politik 19. století. Bohuslav Brauner studoval polytechniku v Praze, pracoval u profesora Bunsena v Heidelbergu a u sira Henryho Roscoa v Manchesteru. Po návratu do vlasti roku 1883 se stal profesorem analytické chemie na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy v Praze.
Byl jeden z prvních, kdo pochopil zásadní důležitost Mendělejevova periodického zákona, a kdo dokázal určit atomovou hmotnost nejednoho prvku ze skupiny vzácných zemin (např. ceru, lanthanu, didymu, praseodymu, neodymu a samaria). Předpověděl existenci izotopů a roku 1888 navrhl jako základ pro relativní atomovou hmotnost prvků kyslík, což bylo později (roku 1905) mezinárodně přijato.
Získal si velké mezinárodní jméno, o čemž svědčí i to, že byl členem sboru navrhovatelů na Nobelovu cenu za chemii. Zemřel 15. února 1935.

Emil Votoček

Narodil se 5. října 1872 jako syn velkoobchodníka s papírem, studoval na pražské polytechnice, poté na barvířské škole ve francouzském městě Mulhouse, a v Göttingenu se zabýval chemií cukru. Od roku 1907 až do roku 1939 byl profesorem anorganické i organické chemie na Českém vysokém učení technickém v Praze.
Byl spoluautor (spolu s A. Sommerem-Baťkem) českého anorganického názvosloví, a spoluzakladatel (spolu s J. Heyrovským) časopisu Collection of Czechoslovak Chemical Communications. Jeho Chemie anorganická i Chemie organická byly hledanými učebnicemi celé generace dnešních chemiků, je také autor několikajazyčného chemického slovníku. Byl nadaným hudebním skladatelem a teoretikem, napsal i Hudební slovník.
Byl to nejvýznamnější český chemik meziválečného období. Náležel mezi naše polyhistory a jeho zásluhou se česká chemie vypracovala na mezinárodní úroveň. Rozsahem a významem svého životního díla se řadí mezi nejúspěšnější české chemiky. Zemřel 10.října 1950.

Ještě dvě česká jména se světovými patenty:

František Wald
Narozen 30. května 1886, zemřel 18. listopadu 1975. Byl to český chemik a jako první na světě navrhl zdolávání důlních požárů dusíkem (nyní všeobecně používané).

Milan Zaoral
Narozen 5. května 1926.Je to český chemik - zabývá se chemií peptidů, zejména vztahy struktury a biologické aktivity u peptidových hormonů. Je autorem či spoluautorem více než 150 publikací a patentů, např. na světově významné léčivo Adiuretin SD.

Použitá literatura:

Jirkovský Rudolf: Jak chemikové a fyzikové křtili prvky, 1986
Ivan Brož: 20. století jaké bylo, 1999, nakladatelství X-Egem,s.r.o. ve spolupráci s Knižním klubem
encyklopedie Diderot – CD