Fritz Pregl: Il chimico che ha rimpicciolito il laboratorio

Laddove altri chimici della sua epoca avevano bisogno di grammi di una sostanza per analizzarla, Fritz Pregl trovò il modo di compiere lo stesso lavoro con pochi millesimi di quella quantità: una rivoluzione su scala milligrammica nata non da una brillantezza teorica, ma da una semplice necessità: gli acidi biliari che stava studiando erano disperatamente scarsi e non c'era mai abbastanza materiale per eseguire i test chimici standard dell'epoca. Risolvere quella carenza divenne l'opera della sua vita e gli valse il Premio Nobel per la chimica nel 1923.

Dalla medicina a un banco di chimica a Graz

Pregl nacque come Friedrich Michael Raimund Pregl il 3 settembre 1869 a Laibach — oggi Lubiana, in Slovenia —, all'epoca parte dell'Impero austro-ungarico, da padre di lingua slovena e madre di lingua tedesca. Non si formò come chimico bensì come medico, conseguendo la laurea in medicina presso l'Università di Graz nel 1894, e trascorse la prima parte della sua carriera accademica in fisiologia e istologia, diventando assistente universitario prima di assumere la cattedra di fisiologia a Graz nel 1903. Tra il 1904 e il 1905 viaggiò per studiare sotto la guida di alcuni dei principali chimici dell'epoca, tra cui Wilhelm Ostwald ed Emil Fischer, una formazione che reindirizzò i suoi istinti scientifici verso l'analisi chimica anche se i suoi incarichi ufficiali rimasero legati alla medicina. Ricoprì brevemente una cattedra all'Università di Innsbruck dal 1910 al 1913 prima di fare ritorno definitivo a Graz.

Il problema del non avere abbastanza materiale

Intorno al 1905, lavorando sulla chimica degli acidi biliari, Pregl si imbatté in un problema che ogni chimico organico dell'epoca riconosceva: l'analisi quantitativa affidabile — determinare esattamente quanto carbonio, idrogeno, azoto, zolfo o alogeno contenesse un composto — richiedeva la combustione e la misurazione di quantità dell'ordine dei grammi di materiale puro, e gli acidi biliari semplicemente non potevano essere ottenuti in tali quantità. Invece di accettare questa limitazione, Pregl si accinse a ridisegnare l'intero apparecchio e la procedura dell'analisi elementare adattandoli a campioni enormemente più piccoli. Entro il 1912 ci era riuscito: il suo treno di combustione perfezionato e una microbilancia eccezionalmente sensibile di sua concezione gli permisero di determinare la composizione elementare di composti organici utilizzando solo da cinque a tredici milligrammi di materiale di partenza, ulteriormente perfezionati in seguito a tre o cinque milligrammi, e infine spinti a lavorare con pochi decimi di milligrammo, il tutto eguagliando l'accuratezza dei vecchi metodi su macroscala. Pubblicò i risultati come manuale di lavoro, Die quantitative Mikroanalyse, nel 1917, trasformando quella che era stata una conquista tecnica privata in una disciplina che altri laboratori potevano adottare direttamente.

Un set di strumenti costruito da zero

La riduzione della scala fu solo una parte dell'innovazione. Pregl dovette anche risolvere la meccanica pratica legata al lavoro con quantità milligrammiche: una bilancia sufficientemente sensibile da pesare un campione troppo piccolo per essere visto chiaramente a occhio nudo, vetreria e tecniche di combustione abbastanza precise da non perdere o contaminare un campione di quelle dimensioni, e micrometodi per identificare i gruppi funzionali presenti in un composto organico utilizzando quantità altrettanto minuscole. Sviluppò inoltre una tecnica microanalitica per valutare la funzione renale. Nessuna di queste fu una singola intuizione drammatica; ciascuna fu un problema ingegneristico risolto attraverso un raffinamento paziente e ripetuto, quel tipo di abilità artigianale di laboratorio che non viene bene in foto in un libro di testo ma di cui gli altri chimici, una volta vista dimostrata, non potevano fare a meno.

Riconoscimento e Premio Nobel

Le innovazioni di Pregl vennero riconosciute in Austria prima di raggiungere Stoccolma: ricevette il Premio Lieben, uno dei principali riconoscimenti chimici del paese, nel 1914. Passò poi a svolgere incarichi di amministrazione universitaria a Graz, come preside della Facoltà di Medicina dal 1916 al 1917 e come prorettore dell'università dal 1920 al 1921. Nel 1923, l'Accademia reale svedese delle scienze gli conferì il Premio Nobel per la chimica «per la sua invenzione del metodo di microanalisi delle sostanze organiche», un riconoscimento a una tecnica piuttosto che a una singola scoperta — una base insolita per il premio, e che riflette quanto a fondo i metodi di Pregl fossero già stati adottati dai chimici altrove al momento dell'assegnazione. Tenne la sua lezione Nobel a Stoccolma l'11 dicembre 1923. Morì a Graz il 13 dicembre 1930, all'età di sessantun anni.

Perché Fritz è chiamato genio

Le fonti disponibili non descrivono Pregl come un visionario concettuale che ha rimodellato il modo in cui i chimici pensavano alla materia; il suo genio, per quanto i documenti lo sostengano, era di un tipo più ristretto e rigoroso: uno straordinario talento per l'ingegneria di precisione sotto costrizione. Di fronte a un rigido limite fisico — troppo poco materiale da analizzare con i metodi accettati — non cercò tanto una soluzione alternativa quanto ricostruì gli strumenti e la tecnica da zero: un nuovo apparecchio di combustione, una nuova bilancia sensibile a frazioni di milligrammo, nuove procedure per manipolare campioni invisibili a occhio nudo. Si tratta di un risultato artigianale più che di un salto intellettuale nel senso di Einstein o Rutherford, più vicino a ciò che fa un maestro costruttore di strumenti o un chirurgo di straordinaria precisione manuale rispetto alla teorizzazione astratta. È tuttavia un tipo di genio raro e consequenziale: i suoi metodi microanalitici non si limitarono a risolvere il suo problema degli acidi biliari, ma divennero la procedura operativa standard per la chimica organica in tutto il mondo, moltiplicando ciò che ogni successivo chimico che lavorava con composti scarsi o costosi poteva realizzare. La limitazione onesta nei documenti è che le fonti biografiche disponibili sono comparativamente scarne sulla vita interiore di Pregl, sulla sua personalità o su come i contemporanei lo descrivessero al momento — la tesi per definirlo un genio poggia quasi interamente sulla scala e sulla durata della conquista tecnica stessa, non su testimonianze riguardo alla mente che vi era dietro.

Eredità

I metodi di Pregl rimangono l'antenato diretto della moderna microanalisi elementare, ancora oggi insegnata e praticata nei laboratori di chimica analitica. Graz ha intitolato a suo nome l'Istituto di chimica medica, vie in diverse città austriache e una piazza a Lubiana portano il suo nome, e l'Accademia austriaca delle scienze assegna ogni anno dal 1931 un Premio Fritz Pregl ai microchimici austriaci — un tributo ininterrotto, lungo quasi un secolo, a un chimico che ha reso misurabile il piccolissimo.