南大专家解读2026诺贝尔化学奖：手性化学缘何屡获诺贝尔奖？

左手右手互为镜像却无法重合，生命体内氨基酸、核糖等关键分子也存在这样的镜像形态，可地球生命却近乎一致地只选用其中一种构型。生命这套统一的“手性”究竟从何而来？

北京时间10月7日，2026年诺贝尔化学奖揭晓，瑞典皇家科学院将这一奖项授予法国化学家亨利・B・卡根与日本化学家硖合宪三，表彰他们“在不对称有机合成中发现非线性效应和自催化现象”，为破解这一百年科学谜题提供重要理论依据与实验模型。记者邀请南京大学化学学院俞寿云教授进行科普解读。

生命镜像谜题：生命分子为何偏爱单一构型

手性，通俗理解类似人的左右手：互为镜像，却无法完全重合。化学中将这种镜像不重合的特性称之为手性。构成生命的核心物质，氨基酸、糖类等都属于手性分子。

一个十分特别的生命现象是，地球上生命体保持严格的同手性：构成蛋白质的氨基酸几乎全部为L‑构型，组成核酸的核糖则均为D‑构型。俞寿云介绍，长久以来，化学家面临两大核心追问：原始地球上，生命这套统一的手性从何而来？人类又该如何高效制备单一手性的功能分子？这两大问题，一直是手性化学领域萦绕多年的重要谜题。

回溯学术史，不对称催化早已是诺贝尔化学奖的“常客”。2001年，诺贝尔化学奖颁给不对称氢化、氧化方向的研究者，奠定现代手性合成的发展基石。

人体本身就是一套精密的手性识别系统，一对镜像手性分子进入人体，往往会产生截然不同的生理效果。上世纪的反应停事件给全球医药行业敲响警钟：该药物当初是以两种构型混合的消旋体上市，两种镜像异构体分别体现镇静止吐、致畸的不同作用。

值得注意的是，该药物两种构型在人体内还会发生相互转化，即便分离出单一构型，也无法完全规避安全风险。这一惨痛教训推动全球医药界形成共识，药物研发必须高度重视手性分子差异，尽可能对不同手性异构体开展单独评价、制备单一手性活性分子。这也正是产业的现实需求，不断倒逼不对称合成技术迭代升级。

同手性可以如何产生？卡根终获诺贝尔奖肯定

在不少同行学者看来，卡根作为现代不对称催化的奠基人之一，2001年就该站上诺贝尔化学奖领奖台。当年法国科研部长还曾致信诺贝尔基金会表达遗憾与不解。时隔25年，96岁的他，凭借在非线性效应领域的重大发现终获诺奖肯定。

瑞典皇家科学院指出，2026年诺贝尔化学奖表彰的发现，让化学家可以驱动化学反应走向形成同手性。诺贝尔化学奖委员会主席海纳・林克评价：“同手性如何自发产生，是一个已有百余年历史的化学谜题。亨利・卡根和硖合宪三为它提供了解答。他们开发的化学反应令人惊叹。”

卡甘长期任教于巴黎南大学，早年间开发出DIOP等具有C₂对称性的手性配体，为金属催化构建手性分子打下重要基础。真正让他今年摘得诺奖的，则是1986年提出的不对称催化非线性效应，刷新了人类对于催化反应运行规律的传统认知。

困扰化学家百年的，正是同手性的自发起源问题。自然界生命天然实现同手性，但在普通实验室化学反应中，往往生成等量的两种镜像分子。原始地球环境，几乎不可能一开始就存在高纯度手性物质，只可能通过矿物、偏振光等外界条件产生极其微小的手性偏向。按照传统线性催化的认知，这点微弱差异很难进一步扩张。

俞寿云介绍，在传统认知下，不对称催化反应遵循线性效应规律：催化剂的手性纯度，决定最终产物的手性纯度，二者呈正向对应关系。过去化学家普遍认为，如果催化剂本身手性纯度很低，就很难得到高光学活性的产物。而卡根的非线性效应理论打破了固有认知，证明体系内微弱的初始手性信号，可通过特殊反应机制持续放大、富集，最终形成单一手性构型，从理论上破解了生命同手性的起源难题。

日本科学家硖合宪三的核心贡献，是通过手性自催化反应，从实验层面验证了卡根的理论，证实手性自放大过程可自发发生，为生命手性起源提供了直观的化学实验支撑，完善了整套理论与实验体系。

基础突破赋能未来化工医药

非线性效应，属于化学机理层面的重大突破，目前暂未形成可大规模工业化应用的通用合成技术，但它拓展了化学家理解不对称反应的边界，也为后续手性自催化研究奠定了理论基础。

手性自催化的核心特征，是反应生成的产物可同步充当自身反应的催化剂。整个体系仅需一个极其微弱的手性起始信号，首轮反应便可产出手性纯度提升的产物；生成的产物继续作为催化剂参与下一轮反应，经过多轮循环迭代，原本微弱的手性偏差被持续放大，最终形成近乎单一构型的主导分子。

这项成果最重大的价值，是为生命同手性起源提供一套可行的化学模型。在原始地球环境下，圆偏振光、手性矿物等条件，都可能造成两种镜像分子极其微小的数量差异，而非线性效应结合自催化机制，就可以把这份微小差异不断放大，最终形成生命世界统一的手性特征。

不过，这套经典体系也存在局限。俞寿云表示，自催化体系条件十分苛刻，要求产物与催化剂是同一种物质，绝大多数有机化学反应很难满足该条件，目前可供参考的成熟案例屈指可数，属于“可遇而不可求”的反应类型。

放眼国内，我国有大量科研团队深耕不对称催化、手性合成大方向，但专门针对非线性效应、复刻Soai自催化体系的研究并不多。日常科研中，科研人员大多默认体系服从线性效应，只有遇到现有理论无法解释的实验现象时，才会专门验证是否存在非线性效应。

在俞寿云看来，今年诺奖表彰的两项成果，核心价值集中在解答化学基础本源问题，重在解释生命手性的起源逻辑，并不属于可广泛落地的通用合成技术。与之相对，面向创新药物、精细化工领域的不对称催化合成，依托极强的产业实用价值，仍将是未来很长一段时间该领域的主流研究方向。

诺贝尔奖既会奖励走向产业落地的实用技术，也会肯定追问本源的“从0到1”基础发现。面对“生命为何拥有统一手性”这一百年谜题，两位科学家推开了一扇新的观察窗口——而窗口之外，更多未知的手性放大机制、更多可工程化的不对称合成路径，仍在等待化学家继续追问。

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左氧氟沙星为什么比氧氟沙星贵好几倍？诺贝尔奖成果能否让手性药物降价？

氧氟沙星和左氧氟沙星，两种疗效差不多的常用消炎药，名字只差一个“左”字，价格却差出好几倍。为什么多一个“左”字就这么贵？这便要说到制药中的“手性药物”。中国药科大学药学院副院长、博士生导师江程教授告诉记者，2026年诺奖得主卡甘和硖合宪三的研究，未来的落地方向之一正是手性药物，他们的最新技术，能让这类药物的生产成本大幅下降。

人有左手和右手，两只手合在一起就像“镜”和“像”的关系，但你没法把左手手套套到右手上。药物分子也有这种“手性”。蛋白质在形成时会折叠成一个个“小口袋”，用来“兜住”不同的分子。看上去是同样的口袋，但有的分子能完全装进去，有的却怎么都塞不进去。如果“兜不住”的那个镜像分子跑去和别的蛋白结合了，就可能“坏了大事”，有时候是副作用，有时候甚至是毒性。比如，我们吃药会头晕，有的时候就是“手性分子”在捣蛋。上世纪60年代，一种叫“沙利度胺”的镇静药物被用于减轻孕妇的妊娠反应，结果导致上万例畸形婴儿出生。后来科学家才发现，沙利度胺分子中有一对镜像结构：R体有镇静作用，而S体是一种强力致畸剂。

日常消炎药里，氧氟沙星和左氧氟沙星就是一对“手性兄弟”。左氧氟沙星是氧氟沙星的左旋体，多了一个“左”字，就意味着在合成过程中专门选择了“左边的那只手套”。两者的化学分子式完全相同，但左氧氟沙星的抗菌活性是氧氟沙星的2倍，水溶性是氧氟沙星的8倍，更适合制成注射剂。临床数据显示，左氧氟沙星的不良反应发生率也明显低于氧氟沙星。但左氧氟沙星的价格，却远高于氧氟沙星，多了一个“左”字，价格甚至翻了好几倍。

为什么左氧氟沙星这么贵？江程教授解释，单一手性的药物价格高昂主要源于合成过程中手性砌块的生产成本高、工艺复杂。要“挑出左边那只手套”，成本很高。最早的办法是“先造再拆”：把左右手分子都造出来，然后用结晶等方法把需要的那一半挑出来，另一半直接“扔掉”，这意味着原料的一半白白浪费了。后来有了催化方法，可以让反应“偏向”只生成想要的那只手。但传统的手性催化剂本身就很昂贵，有的还依赖稀有金属，对氧气和水敏感，工业生产中很难大规模使用。更关键的是，催化剂本身需要被制造、被回收、被处理，每用一次，成本就叠加一次。

今年获奖的两位科学家法国教授卡甘和日本教授硖合宪三，解决的是一个更根本的问题。卡甘早在1986年就发现，催化剂的光学活性与产物的光学活性可以不成正比，微小的手性偏好可以在反应中被“放大”。而硖合宪三在2003年做到了前人从未做到的事：他设计了一个反应，让产物自己催化自己，只生成一种手性分子，另一种几乎不产生。江程表示，这就像“链式反应”，只要产生一点点想要的那种手性分子，它就会催化出更多跟自己一样的分子，产物越来越多，最终基本上全是想要的那一种。产物本身就是催化剂，不需要额外加昂贵的手性催化剂进去，这相当于从源头上实现了自我提纯。

“目前两位诺奖得主的成果还没有在原料药的工业化工生产中使用。但它打开了一条新的降本路径：让产物自己催化产生更多的自己，从源头上只生成想要的那一种手性分子，同时减少对外部昂贵手性催化剂的依赖。”江程说。成本降下来，药价就有了下降的空间。江程教授判断，这种工艺如果能应用到药物生产中，能使得药物生产成本大大下降。未来，手性药物的价格甚至有望和非手性药物价格相当。