Luca Turin lõhnade teadusest

Lõhna, mide te kohe tunnete, ei tunneta teie nina enam kunagi samamoodi. See on parfüüm nimega Beyond Paradise, mida võib leida igast poest üle riigi. Siin on see aga Estée Lauder'i poolt jagatud osadeks ja parfümeer, kes seda tegi, on Calice Becker, ning ma olen neile väga tänulik. See on jaotatud üksteisele järgnevateks osadeks ja lõhnaakordiks.

Seega praegu tunnete lõhna ülemist nooti. Järgnevalt tuleb nõndanimetatud süda, mahlakas "südamenoot". Ma näitan teile seda. Edeni ülemine noot on nimetatud Edeni Projekti järgi UK-s.

Mahlakas "südamenoot", Melaleuca koore noot, mis ei sisalda üldse Melaleuca koort, kuna see täiesti keelatud.

Peale seda tunnete kogu parfüümi. See, mida nüüd tunnete on kombinatsioon... Ma küsisin, kui palju molekule selles on ning keegi ei vastanud mulle. Seega, ma lasin selle läbi oma GC ehk gaas-kromatograafi, mis on mu töö juures, ja neid on umbes 400. Seega see, mida te tunnete, on mõnisada molekuli, mis hõljuvad läbi õhu teie ninna.

Ärge arvake, et see on väga subjektiivne. Te haistate praktiliselt sama asja. On tekkinud arusaam, et lõhn on igaühe jaoks erinev. Tegelikult pole see tõsi. Parfümeeria näitab, et see ei saa olla nii, kuna vastasel juhul poleks see ju kunst.

Senikaua, kuni lõhn heljub üle teie, räägin ma teile ühe idee ajaloost. Kõik, mida te siin haistate on tehtud aatomitest, mis tulevad, nii nagu mina seda nimetan perioodilisuse tabeli "Upper East Side"- kena ja turvaline naabruskond. (Naer) Kui sa tahad teha karjääri parfümeerias, siis sa tõesti ei taha sealt lahkuda. Mõned inimesed proovisid 1920-ndatel lisada elemente tabeli halbadest osadest ning see tõesti ei toiminud.

Need on viis aatomit, millest praktiliselt kõik, mida te elus haistate - kohvist parfüümini - on tehtud. Ülemine noot, mida te kõige alguses tundsite, mida me parfümeerias kutsume "värske muru roheliseks" - need on veidrad mõisted - ning seda nimetatakse roheliseks noodiks, sest see lõhnab millegi rohelise, nagu muru, järele.

See on cis-3-hekseen-1-ool. Ma pidin õppima lennult keemiat viimase kolme aasta jooksul. Väga kallis gümnaasiumi keemiaharidus. Sellel on kuus süsiniku aatomit, seega "heksa", hekseen-1-ool. Sellel on üks kaksikside ning alkohol lõpus, seega, see on -ool ning seetõttu nimetatakse seda cis-3-hekseen-1-ooliks. Kui sa lõpuks sellest aru saad, siis saad pidudel inimestele muljet avaldada.

See lõhnab nagu muru. Nüüd, see on molekuli skelett. Kui sa katad selle aatomitega, vesiniku aatomitega, siis selline näeb see välja arvutis, kuid tegelikult näeb see välja rohkem nagu selline, arvestades sellega, et aatomitel on kindel sfäär, mida ei saa läbistada - nad tõukuvad.

Olgu, nüüd. Miks see asi lõhnab nagu muru? Miks see ei lõhna nagu kartulid või kannikesed? Selle seletamiseks on tegelikult kaks teooriat. Esimene teooria on, et asi peab olema kujus. See on täiuslik teooria, kui arvestada, et praktiliselt kõik ülejäänud bioloogias töötab kuju alusel. Ensüümid, mis lõhustavad asju, antikehad, asi seisneb ühilduvuses valgu ja selle vahel, mida ta haarab, praegusel juhul lõhnaga. Mina üritan teile selgitada, mis on valesti selle arusaamaga.

Teine teooria on, et me haistame molekulide võnkumisi. Nüüd see on täiesti pöörane idee. Kui mina sellega esimest korda varajastel 90-ndatel kokku puutusin, arvasin, et mu eelkäija Malcolm Dyson ja Bob Wright on aru kaotanud, ja ma selgitan teile, miks see oli nii. Siiski jõudsin ma lõpuks järeldusele, et neil võib isegi õigus olla ja ma pean oma kolleege selles veenma, et see nii on - ma töötan selle kallal.

Siin on näha, kuidas kuju töötab tavalistes retseptorites. Molekul tuleb sisse, see jõuab valku, mis on siin skemaatiline, see põhjustab retseptori muutumise, pöördumise, liikumise mingis suunas seostudes kindlate osadega. Külgetõmme, jõud, mis on molekuli ja valgu vahel põhjustab liikumise. See on kujupõhine idee.

Nüüd, mis on valesti kujuga, on kokku võetud sellel slaidil. See viis... ma eeldan, et kõik jätavad need koostisosad meelde. See on üks lehekülg keemiku töölehest. Töötamas parfümeeriatööstuses. Ta teeb 45 molekuli ning ta otsib sandlipuud, midagi, mis lõhnaks nagu sandlipuu. Kuna sandlipuudes on palju raha. Ning nendest 45 molekulist, ainult molekul numbriga 4629 lõhnab nagu sandlipuu. Ja ta paneb hüüumärgi. See on tohutult suur töö. Laias laastus on see, inimese töö-aastates, umbes 200 000 dollarit, kui sa hoiad neid madalal palgal ning ilma hüvitisteta. Seega see on tohutult ebaefektiivne protsess. Ja minu definitsioon teooriast on, et see pole ainult õpetamiseks, vaid see aitab kokku hoida tööjõudu. Teooria on miski, mis aitab sul teha vähem tööd. Ma armastan mõtet vähesemast tööst. Laske ma seletan teile miks.. lihtne fakt, mis ütleb teile, miks see kuju teooria tegelikult väga hästi ei tööta.

See on cis-3-hekseen-1-ool. See lõhnab nagu muru. See on cis-3-hekseen-1-tiool ja see lõhnab nagu mädamuna. Te olete kindlasti märganud, et viin ei lõhna kunagi nagu mädamuna. Kui see nii oleks, siis te paneksite klaasi maha ja läheksite teise baari. See on... teisisõnu, kui meil on O-H, siis me ei aja seda kunagi segamini S-H-ga. Mitte ühelgi kontsentratsioonil, isegi mitte puhtal, teate küll, kui te olete tundnud puhta etanooli lõhna, siis see ei lõhna nagu mädamuna. Ning vastupidi, ühelgi kontsentratsioonil ei lõhna väävliühend nagu viin. Seda on väga raske selgitada molekulide äratundmise abil. Nii, ma näitasin seda oma füüsikust sõbrale, kellel on väljakujunenud vastumeelsus bioloogia suhtes ning ta ütles "See on lihtne! Need asjad on erinevat värvi!" (Naer)

Me peame sellesse rohkem süvenema. Laske ma selgitan, miks võnketeooria pakub huvi. Molekulidel, nagu te alguses nägite, on "ehitusblokkide" vahel vedrud, mis neid ühendavad. Molekulid võnguvad kindlatel sagedustel, mis on väga spetsiifilised iga molekuli ja neid ühendavate sidemete puhul.

See on heli, mida teeb O-H side, mis on muudetud meile kuuldavaks. S-H... üsna erinev sagedus. See on huvitav, sest see ütleb sulle, et sa peaksid keskenduma faktile, et mitte miski maailma ei lõhna nagu mädamuna, peale S-H.

Fakt B: mitte millelgi pole samasugust sagedust nagu S-H-l. Kui sa vaatad seda, kujutle klaveri klahvistikku. S-H side on klahvistiku keskmises osas, mis on niiöelda kahjustatud ja seal pole ühtegi naabernooti, miski pole sellele lähedane. Sul on unikaalne lõhn, unikaalne võnkumine.

Seda mängu alustades, hakkasin ma uurima kas loos, mis on hullumeelne, on vähegi usaldusväärsust. Ma hakkasin otsima sellist tüüpi molekuli, ükskõik millist molekuli, millel oleks samasugune võnkumine ja ilmselge ennustusena oleks samasuguse lõhnaga nagu väävel. Kui ei lõhnaks, siis oleks kogu idee mõttetu ja samahästi võiks teiste asjade kallale asuda.

Peale mitmekuist otsingut avastasin, et on olemas molekul nimega boraan, millel on täpselt sama võnkumine. Hea uudis on, et boraanid on kättesaadavad. Halb uudis on, et nad on raketikütused. Enamus neist plahvatavad spontaanselt kokkupuutel õhuga ja kui sa helistad ettevõtetele, siis nad müüvad minimaalselt kümme tonni. (Naer) Seega see ei olnud laboris läbiviidav eksperiment ja minu kolledžile ei oleks see meeldinud.

Lõpuks suutsin ma siiski boraani hankida ja siin see elukas on. Sellel on tõesti sama... kui arvutad, kui sa mõõdad võnkesagedusi, siis need on tõesti S-H-ga samad.

Nüüd, kas see lõhnab samamoodi nagu väävel? Kui otsida kirjandusest, siis oli mees, kes teadis boraanidest rohkem, kui ükski teine, kes on kunagi elanud või elab, Alfred Stock, ta sünteesis kõik boraanid. Ja tohutus 40-lehelises saksakeelses töös, toob ta ühes kohas välja... mu naine on sakslane ja ta tõlkis selle minu jaoks... ja ühes kohas ta kirjutab "ganz widerlich Geruch," "täiesti eemaletõukav lõhn," mis on hea. Meenutab vesiniksulfiidi. Seega fakt, et boraanid lõhnavad nagu väävel, oli teada juba 1910. aastal ja täiesti unustatud aastani 1997, 1998.

Tilk tõrva meepotis on, et kui me haistame molekulide võnkumisi, siis järelikult peab meil olema spektroskoop ninas. Nüüd see on spektroskoop, minu labori töölaual. Ning võib julgelt väita, et kui sa vaatad kellegi ninna, siis on ebatõenäoline, et sa leiad midagi sarnast. See on põhiline vastuväide sellele teooriale.

Hea küll, me haistame võnkumisi. Kuidas? Kui inimesed küsivad selliseid küsimusi, siis nad eiravad, et füüsikud on väga kavalad, erinevalt bioloogidest. (Naer) See on nali. Ma olen bioloog. Seega see on nali minu enda suunas.

Bob Jacklovich ja John Lamb Ford Motor Company-st aegadel, mil Ford kulutas suurel hulgal raha alusuuringutele, leidsid viisi kuidas ehitada spektroskoopi, mis on nanotasandiline. Teisisõnu, ei mingeid peegleid, lasereid, prismasid, ei mingit mõttetust, ainult väike seadeldis ja ta ehitas selle. Ja see seadeldis kasutab elektronide tunneldamist. Ma võiksin teile esitada elektronide tunneldamise tantsu, kuid mul on selle asemel video, mis on palju huvitavam. See töötab järgmiselt.

Elektronid on hägused tegelased ja nad suudavad hüpata üle lõhede, kuid ainult võrdse energiatasemega. Kui energiatase on teine, siis nad ei suuda hüpata. Erinevalt meist, nad ei kuku servalt alla. Kui miski neelab energiat, suudab elektron edasi liikuda. Siin on süsteem, sul on midagi... bioloogias on palju selliseid asju... mingi aine annab elektroni ja elektron proovib hüpata ja ainult siis, kui tuleb molekul, millel on õige võnkumine toimub reaktsioon. See on Fordi meeste ehitatud seadeldise põhimõte.

Iga üksik osa sellest mehhanismist on tegelikult bioloogias usutav. Teiste sõnadega, olen ma võtnud riiulilt koostisosad ja teinud spektroskoobi. Mis on ilus selle idee juures, kui sul on filosoofilist laadi mõtlemist, on see, et nina, kõrv ja silm on kõik võnkelised meeled. Muidugi see ei loe, sest võib juhtuda, et nad ei ole. Kuid sellel on teatud... (Naer) ... sellel on teatud ahvatlev kõla inimeste jaoks, kes loevad liiga palju Saksamaa 19. sajandi kirjandust.

Ja siis juhtus midagi ilmelist: ma lahkusin akadeemiast ja liitusin ärimaailmaga ja minu ideede ümber loodi firma, et teha uusi molekule kasutades minu meetodit, järgides eeskuju: paneme kellegi teise raha sinna, kus on meie endi suu. Üks esimesi asju, mis juhtus, oli, et käisime parfüümiettevõtetes, küsides, mida neil vaja on, kuna otse loomulikult kui on võimalik välja arvutada lõhna, siis pole keemikut vaja. Sa vajad arvutit, Macist piisab, kui sa tead, kuidas seda õigesti programmeerida. Sa saad läbi proovida tuhat molekuli, sa saad läbi proovida kümme tuhat molekuli nädalavahetusega ja siis sa ainult ütled keemikule, et ta teeks just selle õige molekuli. See on otsetee uute lõhnade tegemiseks.

Üks esimesi asju, mis juhtus, oli me läksime Prantsusmale parfümeeride juurde... siinkohal ma teen järgi Charles Fleischer'it üks neist ütles: "Sa ei saa teha kumariini," ta ütles mulle: "Vean kihla, et sa ei suuda teha kumariini."

Kumariin on väga tavaline asi, aine lõhnades, mida saadakse ubadest, mis tulevad Lõuna-Ameerikast. See on klassikaline sünteetilise lõhna kemikaal. See on molekul, mis on pannud meeste parfüüme lõhnama nii, nagu nad lõhnavad aastast 1881, kui täpne olla.

Probleem on, et see on kantserogeen. Kellelegi ei meeldi eriti... teate küll, habemevesi kartsinogeenidega. (Naer) On olemas mõned hoolimatud inimesed, kuid see pole seda väärt.

Seega nad palusid meil teha uut kumariini. Nii me hakkasimegi tegema arvutusi. Esimese asjana tuleb arvutada võnkespekter, mis kumariinil on ja seda silendada, nii, et sul on ilus pilt sellest, milline akord on kumariinil. Peale seda hakkad arvuti abil otsime teisi molekule, seotud või mitte, kuid millel on sama vibratsioon.

Tegelikult antud juhtumi puhul, mul on küll kahju seda öelda, ...see oli juhuslik. Ma sain kõne meie peakeemikult ja ta ütles, et vaata, ma leidsin just ühe ilusa reaktsiooni ja isegi, kui see ühend ei lõhna nagu kumariin, tahan ma seda teha, see on lihtsalt nii kihvt. Ühe sammuga... keemikutel on imelik mõtlemine... ... ühe sammuga saame 90% saagist ja sellise imelise kristallilise ühendi. Lase me proovime seda teha.

Ma ütlesin, et kõigepealt teen ühendi kohta arvutused, all paremal, mis on seotud kumariiniga, kuid millel on molekuli lisatud üks viinurk lisaks Arvuta vibratsioonid, lilla spekter on uus ühend, valge on algne ühend. Ennustuse järgi peaks see lõhnama nagu kumariin. Nad tegid selle... ja see lõhnas täpselt nagu kumariin. See on meie uus lapsuke nimega tonkene. Kui sa ole teadlane, siis sa müüd alati oma ideesid. Inimesed on väga tõrjuvad uute ideede suhtes ja seda täiesti õigustatult: Miks peaks uusi ideid vastu võtma? Kuid, kui sa paned väikese 10 grammise viaali parfümeeri ette lauale ja see lõhnab nagu kumariin, aga ei ole seda ning sa oled selle leidnud kolme nädalaga, siis tunnevad kõik kohe selle vastu huvi. (Naer) (Aplaus)

Inimesed küsivad minult tihti, kas sinu teooria on tunnustatud? Ja mina küsin, kelle poolt? Põhiliselt on kolme tüüpi suhtumist: Sul on õigus ja ma ei tea miks, mis on kõige ratsionaalsem antud hetkel. Sul on õigus ja mind ei huvita kuidas sa seda teed, ehk siis too mulle molekulid. Või siis, sul ei ole õigus ja ma olen kindel, et sa oled täiesti eksinud.

Meil on tegemist inimestega, kes tahavad ainult tulemusi ning see on ärimaailm. Nemad on rahul isegi siis, kui me teeme seda kasvõi toetudes astroloogiale. Tegelikult me muidugi astroloogia põhjal ei tee. Viimase kolme aasta jooksul on mul olnud maailma kõige parem töö, kus ma saan rakendada oma hobi... mis on lõhnad ja kõik imelised asjad... lisaks veidi biofüüsikat, väike kogus iseõpitud keemiat, millegi heaks, mis tegelikult ka töötab.

Suur aitäh! (Aplaus)