谁说光学显微镜不是化学家用的?

图为弗朗索瓦-文森特·拉斯帕伊

议员Francois-Vincent Raspail

来源:©DeAgostini/Getty Images

法国化学家,革命共和主义者,开创了化学显微镜法

你曾经后悔过你写过的东西吗?有时,我在这个专栏里写一些非常无聊的东西,后来我的脚趾都卷起来了。在上个月的专栏当时,我随口说了一句,光学显微镜在大多数化学家的生活中所占的作用是多么小。直到我在这篇文章上签字后,我才开始意识到自己被解雇是多么愚蠢。当然,原子和分子,甚至是纳米颗粒,都太小了,不能用光学观察。然而,显微镜在化学的发展中发挥了核心作用。

在安东尼·范·列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek)第一次报告微观“微生物”之后,对光学设备的需求导致了透镜技术的迅速发展和显微镜本身的改进。在1738 - 1739年的冬天,德国医生Nathaniel Lieberkühn在伦敦皇家学会的会议上展示了一些显微镜的设计。乐器制造商约翰·卡夫(John Cuff)的车间就在几扇门之外,他看到了这些演示,觉得自己可以做得更好。在他的设计中,单透镜被安装在一个手臂上,手臂上还装有一个圆形的舞台,样品可以放在上面。在它下面是一面圆形镜子,可以倾斜,将光线反射到舞台上。这种透镜可以在三维空间中移动,使得微生物在游动时可以跟着移动。

正是弗朗索瓦-文森特·拉斯帕伊开始使用卡夫的显微镜进行化学研究。他出生在一个虔诚的保皇客栈老板家庭,他的父母注定他要去教堂。他先是接受了当地牧师的教育,牧师教他各种已经消亡的语言和一些自然历史知识,然后他继续在阿维尼翁的神学院学习,后来退学,在家乡卡彭特拉斯的一所学校当了一名图书管理员。

在写煽动性的小册子时,他开始写他的科学调查

1815年,拿破仑倒台后,保皇党对疑似波拿巴支持者的报复迫使他逃到巴黎,在那里他有了一系列的教学工作,这使他有机会学习法律。这也给了他阅读和思考的时间。他对政治的兴趣增强了;他越来越倾向于共和党,并加入了烧炭党这是一个与共济会有联系的秘密革命团体。就这样,他遇到了几位科学家,如François阿拉戈;在写煽动性的小册子时,他开始写他的科学调查。

拉斯帕伊显微镜的图片

来源:©The History Collection/Alamy Stock Photo

为此,他向仪器制造商路易斯-约瑟夫·德莱伊委托了一台显微镜。两人对Cuff的设计进行了重大改进。首先,显微镜装在一个盒子里,里面有中央黄铜支架和几个附件,包括额外的透镜。一旦安装到盒子上,显微镜就可以通过齿轮齿条运动来聚焦。这个舞台可以用蜗杆精确地定位到合适的位置。拉斯帕伊使用透明电气石制成的透镜,这种材料具有比普通玻璃更高的折射率和更低的色散,从而降低了色差。

树莓对草进行了广泛的研究,描述了150多个不同的物种。他将他的植物研究与化学结合起来。他开始使用化学试剂来鉴定植物组织的不同成分。例如,他用碘来证明淀粉局限在植物的特定部位。然后出现了识别植物内的油、糖、晶体物质和酸、碱的方法。他的研究清楚地表明,细胞是生物学的基本单位,它们显示出清晰的组织。

Peu de préceptes, beaucoup d’éxemples

他1830年出版的关于化学显微镜的书可以用开头的一句话来概括:“peu de préceptes, beaucoup d ' éxemples”(规则很少,例子很多)。这是一本了不起的书:一页又一页都写满了实验和观察;这六个盘子显示了他是一个多么细致的观察者。但在介绍中,他强烈地暗示了他的不安全感和对权威的不信任。书的开头几页描述了一个年轻人是如何被科学吸引的,他是“命运之箭的受害者……试图忘记人类,要么是为了原谅他们,要么是为了逃避无聊的折磨”。谄媚地感谢之后皮埃尔西蒙拉普拉斯和克劳德·路易斯·贝托利特的影响,他猛烈抨击老一辈科学家的保守主义和拒绝接受他的发现。

这本书是在监狱里写的,他的煽动性观点最终让他自食其力。在他的余生中,他游走于激进的共和党政治和监狱之间,同时兜售越来越古怪的滋补品、历书和神奇疗法。

但是拉斯帕伊的显微镜和他的化学方法将会流传下来,为组织学和微观分析化学奠定了基础弗里茨Pregl以及弗里德里希·埃米希,以及光学矿物学、晶体学和液晶研究。从他书中的字里行间,我想,即使在监狱里,他也从未后悔过他所写的一个字。