अर्नस्ट चेन: वह रसायनज्ञ जिसने पेनिसिलिन को साकार किया

25 मई 1940 को, ऑक्सफ़ोर्ड में आठ चूहों को स्ट्रेप्टोकोक्की के इंजेक्शन दिए गए और उनमें से चार को एक भूरा पाउडर दिया गया, जिसे निकालने का तरीका सीखने में एक जर्मन शरणार्थी ने दो साल बिताए थे। अगली सुबह, उपचार किए गए चार चूहे जीवित थे और चार अनुपचारित चूहे मर चुके थे। अलेक्जेंडर फ्लेमिंग (Alexander Fleming) ने बारह साल पहले उस फफूंद को देखा था और छोड़ दिया था। अर्नस्ट चेन ने इसे एक दवा में बदल दिया।

बर्लिन, और एक रसायनज्ञ का बेटा

चेन का जन्म 19 जून 1906 को बर्लिन में हुआ था। उनके पिता, डॉ. माइकल चेन (Dr Michael Chain), एक रसायनज्ञ और उद्योगपति थे जो रूसी साम्राज्य के मोगिलेव से विदेश में रसायन विज्ञान का अध्ययन करने के लिए आए थे; उनकी माँ, मार्गरेट आइजनर (Margarete Eisner), बर्लिन में जन्मी थीं। परिवार यहूदी था। उन्होंने लुईसेनजिमनासियम (Luisengymnasium) में पढ़ाई की और 1930 में फ्रेडरिक-विल्हेम विश्वविद्यालय (Friedrich-Wilhelm University) से रसायन विज्ञान की डिग्री प्राप्त की, फिर चैरिटे अस्पताल (Charité hospital) में एंजाइम अनुसंधान पर तीन साल बिताए।

उन्होंने नाजी उदय को सही ढंग से और जल्दी ही भांप लिया था। 2 अप्रैल 1933 को वे 10 पाउंड के साथ इंग्लैंड पहुंचे। आनुवंशिकीविद् जे.बी.एस. हेल्डेन (J.B.S. Haldane) ने उनके लिए लंदन के यूनिवर्सिटी कॉलेज अस्पताल (University College Hospital) में जगह बनाई, और वहां से वे कैम्ब्रिज, फिट्ज़विलियम कॉलेज (Fitzwilliam College) गए, जहां उन्होंने सर फ्रेडरिक गौलैंड हॉपकिंस (Sir Frederick Gowland Hopkins) के तहत फॉस्फोलिपिड्स पर काम किया। युद्ध से कुछ महीने पहले, अप्रैल 1939 में उन्हें ब्रिटिश नागरिकता मिल गई।

ऑक्सफ़ोर्ड और व्यवस्थित खोज

1935 में ऑक्सफ़ोर्ड के सर विलियम डन स्कूल ऑफ पैथोलॉजी (Sir William Dunn School of Pathology) ने उन्हें आमंत्रित किया; 1936 तक वे रासायनिक विकृति विज्ञान में प्रदर्शनकारी और व्याख्याता थे। ऑक्सफ़ोर्ड में उनका प्रारंभिक कार्य व्यापक था — सांप का जहर, ट्यूमर चयापचय, लाइसोजाइम का तंत्र — और यह लाइसोजाइम का काम ही था जिसने आगे के रास्ते की ओर संकेत किया।

1938 में, चेन और स्कूल के ऑस्ट्रेलियाई निदेशक, हॉवर्ड फ्लोरी (Howard Florey) ने सूक्ष्मजीवों द्वारा निर्मित चुनिंदा जीवाणुरोधी पदार्थों के जैव रासायनिक और जैविक गुणों की जांच करने का निर्णय लिया। पेनिसिलिन उस सूची में एक आइटम था। उनकी कार्यशील धारणा एक दिलचस्प तरीके से गलत थी: उन्हें लगा कि ये एजेंट लाइसोजाइम जैसे एंजाइम साबित होंगे। महत्वपूर्ण यह निर्णय था कि समस्या को सूक्ष्मजीवविज्ञानी जिज्ञासा के बजाय रसायन विज्ञान के रूप में माना जाए।

निष्कर्षण बहुत दयनीय था। चेन ने एडवर्ड पेनली अब्राहम (Edward Penley Abraham) के साथ मिलकर सावधानीपूर्वक pH नियंत्रण, कम तापमान और बार-बार वाष्पीकरण — मूल रूप से फ्रीज-ड्राइंग — के माध्यम से एक शुद्धिकरण मार्ग बनाया, और परिणाम बहुत निराशाजनक थे। कई गैलन फफूंद शोरबा से निकली मात्रा इतनी कम थी कि मुश्किल से एक नाखून ढक सके। नॉर्मन हीटली (Norman Heatley) ने बाद में इस प्रक्रिया को ऐसे रूप में बेहतर बनाया जिसे बढ़ाया जा सके। 25 मई 1940 के चूहे के प्रयोग ने विभाग में भारी उत्साह पैदा किया, और यह पहला ठोस प्रमाण था कि वह पदार्थ एक जीवित जानवर में घातक संक्रमण के खिलाफ काम करता था।

फरवरी 1941 में टीम ने अपने पहले संक्रमित मानव रोगी, एक ऑक्सफ़ोर्ड पुलिसकर्मी का इलाज किया। उसमें काफी सुधार हुआ और फिर जब पेनिसिलिन खत्म हो गई तो उसकी स्थिति फिर बिगड़ गई और वह मर गया। फ्लोरी ने उस विफलता से एक शपथ ली कि उनके पास उपचार पूरा करने के लिए हमेशा पर्याप्त पेनिसिलिन होगी। जुलाई 1941 में फ्लोरी और हीटली संयुक्त राज्य अमेरिका गए और पियोरिया, इलिनोइस में कृषि विभाग की उत्तरी क्षेत्रीय अनुसंधान प्रयोगशालाओं (Northern Regional Research Laboratories) से संपर्क किया, जिससे एक उत्पादन प्रयास शुरू हुआ जिसमें अंततः हजारों लोग और लगभग पैंतीस संस्थान शामिल हुए।

वह पेटेंट जो उन्हें नहीं मिला

चेन पेनिसिलिन का पेटेंट कराना चाहते थे। जिन जर्मन संस्थानों में उन्होंने प्रशिक्षण लिया था, वहां पेटेंट कराना एक सामान्य अभ्यास था और आगे के काम को निधि देने का स्पष्ट तरीका था। फ्लोरी ने मना कर दिया, इस विचार पर कि खोज से पूरी मानवता को लाभ होना चाहिए। यह निर्णय लंबे समय तक चेन को परेशान करता रहा, और यह केवल आहत गर्व नहीं था: बाद में ब्रिटिश चिकित्सा जगत को अमेरिकी निर्माताओं से पेनिसिलिन वापस खरीदना पड़ा जिन्होंने उत्पादन प्रक्रियाओं का पेटेंट कराया था।

उन्होंने रसायन विज्ञान पर काम जारी रखा। 1942 में, अब्राहम के साथ, चेन ने पेनिसिलिन अणु के केंद्र में बीटा-लैक्टम रिंग (beta-lactam ring) का प्रस्ताव रखा — एक ऐसी संरचना जिस पर उस समय विवाद था और जिसे 1945 में डोरोथी हॉजकिन (Dorothy Hodgkin) के एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी द्वारा पुष्टि की गई थी। वह रिंग ही कारण है कि एक एकल दवा के बजाय एंटीबायोटिक्स का पूरा परिवार मौजूद है।

युद्ध के अंत की ओर उन्हें पता चला कि नाजियों ने उनकी माँ और उनकी बहन की हत्या कर दी थी।

रोम, इम्पीरियल, और सार्वजनिक यहूदी पहचान

1945 का फिजियोलॉजी या मेडिसिन में नोबेल पुरस्कार फ्लेमिंग, फ्लोरी और चेन को "पेनिसिलिन की खोज और विभिन्न संक्रामक रोगों में इसके उपचारात्मक प्रभाव के लिए" दिया गया। सम्मान मिले: 1946 में सिल्वर बर्ज़ेलियस मेडल (Silver Berzelius Medal), रॉयल सोसाइटी के फेलो (Fellow of the Royal Society) के रूप में चुनाव, 1954 में पॉल एर्लिच पुरस्कार (Paul Ehrlich Prize), 1957 में थेरेप्यूटिक्स के लिए गोल्ड मेडल, और 1969 के जन्मदिन सम्मान में नाइटहुड।

मान्यता मिलने से वे हर जगह स्वागत योग्य नहीं बन गए। संयुक्त राज्य अमेरिका ने 1950 के मैककैरन आंतरिक सुरक्षा अधिनियम (McCarran Internal Security Act) के तहत उन पर प्रतिबंध लगा दिया और 1951 में दो बार उन्हें वीजा देने से इनकार कर दिया। 1948 में वे ऑक्सफ़ोर्ड छोड़कर रोम चले गए, जहाँ वे इंस्टीट्यूटो सुपरियोर डी सैनिटा (Istituto Superiore di Sanità) में अंतरराष्ट्रीय रासायनिक सूक्ष्मजीव विज्ञान अनुसंधान केंद्र के वैज्ञानिक निदेशक बने, जहाँ उन्होंने किण्वन पर काम का निर्माण किया — वह औद्योगिक जीव विज्ञान जिस पर एंटीबायोटिक निर्माण वास्तव में चलता है। 1961 में वे लंदन वापस आए और इम्पीरियल कॉलेज (Imperial College) में जैव रसायन के प्रोफेसर बने, और वहां का जैव रसायन विभाग स्थापित किया।

उन्होंने 1948 में जैव रसायनज्ञ ऐनी बेलोफ़ (Anne Beloff) से शादी की; उनके तीन बच्चे थे, बेंजामिन (Benjamin), डैनियल (Daniel) और जूडिथ (Judith), जिनका पालन-पोषण यहूदी आस्था में हुआ था। उम्र के साथ उनकी यहूदी पहचान अधिक केंद्रीय और अधिक सार्वजनिक हो गई। वे 1954 में वीज़मैन इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस (Weizmann Institute of Science) के बोर्ड ऑफ गवर्नर्स में शामिल हुए, एक मुखर ज़ायोनी थे, और 1965 में वर्ल्ड ज्यूइश कांग्रेस कॉन्फ्रेंस ऑफ इंटेलेक्चुअल्स में "मैं यहूदी क्यों हूँ" शीर्षक से एक संबोधन दिया।

अर्नस्ट को जीनियस क्यों कहा जाता है

चेन का दावा एक विशेष प्रकार की बुद्धि पर आधारित है: यह देखने की क्षमता कि एक जैविक अवलोकन वास्तव में एक रासायनिक समस्या है, और फिर रसायन विज्ञान को हल करना जब कोई नहीं जानता कि क्या लक्ष्य अणु हैंडलिंग से बचेगा। फ्लेमिंग के पास 1928 में पेनिसिलिन था और वे इसे स्थिर या केंद्रित नहीं कर सके; पदार्थ प्रसिद्ध था और बेकार था। 1938 में चेन की अंतर्दृष्टि यह थी कि फफूंद के जीवाणुरोधी एजेंट प्रशंसात्मक अवलोकन के एक और दौर के बजाय एक व्यवस्थित जैव रासायनिक हमले के हकदार थे, और उनका कौशल एक निष्कर्षण तैयार करने में था — pH, ठंडा, बार-बार वाष्पीकरण — इतना नाजुक कि वह जो अलग कर रहा था उसे नष्ट न करे। 1942 का बीटा-लैक्टम प्रस्ताव, क्रिस्टलोग्राफी द्वारा पुष्टि किए जाने से वर्षों पहले रासायनिक तर्क से बनाया गया, उनके दिमाग का सबसे तेज प्रदर्शन है।

विपरीत मामला वास्तविक है। उन्होंने पेनिसिलिन की खोज नहीं की, और उन्होंने ऐसा कहा भी; लोकप्रिय संस्करण जो फ्लेमिंग को श्रेय देता है, उसने उन्हें जीवन भर परेशान किया, लेकिन संशोधित संस्करण जो अकेले चेन को श्रेय देता है, वह भी उतना ही गलत होगा। ऑक्सफ़ोर्ड का पेनिसिलिन एक टीम का परिणाम था: फ्लोरी ने दिशा, तंत्रिका और अमेरिकी कनेक्शन की आपूर्ति की, हीटली ने उत्पादन इंजीनियरिंग की जिसके बिना कुछ भी पैमाना नहीं बना, अब्राहम ने उनके बगल में बहुत रसायन विज्ञान किया, हॉजकिन ने संरचनात्मक प्रमाण दिए। चेन आम तौर पर कठिन और जुझारू भी थे, श्रेय को लेकर जल्दी अपमानित महसूस करते थे — और पेटेंट प्रश्न पर, कम से कम, वे सही साबित हुए। उनके पास जो था वह अकेली प्रतिभा नहीं थी, बल्कि असाधारण रासायनिक निर्णय था जिसे ठीक उस बिंदु पर लागू किया गया जहां एक जिज्ञासा एक दवा बन गई।

विरासत

चेन की मृत्यु 12 अगस्त 1979 को कैसलबार, काउंटी मेयो के मेयो जनरल अस्पताल (Mayo General Hospital) में तेहत्तर वर्ष की आयु में हुई। इम्पीरियल कॉलेज में जैव रसायन भवन का नाम उनके नाम पर है, जैसा कि कैसलबार में एक सड़क का है। बड़ा स्मारक संरचनात्मक है: 1942 में जिस बीटा-लैक्टम रिंग के लिए उन्होंने तर्क दिया था, वह दुनिया में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले एंटीबायोटिक वर्ग का मचान बना हुआ है, और हर अर्ध-सिंथेटिक पेनिसिलिन उस अणु का एक रूपांतरण है जिसे उन्होंने तब पिन डाउन करने में मदद की थी जब वह अभी भी प्रयोगशाला के बर्तन पर एक दाग था।