從“月亮女神”到人體必需 人類追尋它用了200年

皇天不負(fù)有心人。貝采利烏斯通過細(xì)心觀察，發(fā)現(xiàn)鉛室殘?jiān)镉幸恍┘t色粉狀物質(zhì)。他先除去紅色粉末里的硫酸，再用吹管進(jìn)行加熱。這時(shí)，盛粉末的坩堝里發(fā)出很臭、像腐爛蔬菜一樣的味道。

貝采利烏斯捂住鼻子，反復(fù)用鑷子翻騰紅色粉末。一邊試圖判斷這是什么物質(zhì)，“難道它們是不純的碲塊亦或者是硫的化合物？”他很快又打消了這個(gè)念頭。

因?yàn)轫趩钨|(zhì)是白色粉末，其化合物也沒有臭味。硫粉是淡黃色的，其代表化合物硫化氫低濃度時(shí)有臭雞蛋氣味，不是腐爛蔬菜的味道。

貝采利烏斯隱隱覺得，這些紅色粉末里大有文章。

硒粒(圖片來源：百度)

經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)、分析，他確定紅色粉末是一種與碲元素性質(zhì)相近、介于碲與硫之間的非金屬元素。

他按捺住內(nèi)心的激動(dòng)，把研究結(jié)果與已出版的圖書內(nèi)容進(jìn)行多次對(duì)照。

如何給未知元素命名呢？貝采利烏斯覺得碲的希臘文（Tellurium）意是“地球”，新元素與碲性質(zhì)相近，相當(dāng)于是碲的姊妹元素，不妨用“Selene”來表示它，化學(xué)符號(hào)設(shè)為“Se”。

若干年后西學(xué)東漸，中國科學(xué)家引入化學(xué)周期表，將“Se”譯作“硒”沿用至今。

Selene在希臘文里是“滿月女神”的意思，所以后人稱硒為“月亮女神”。

希臘神話中的滿月女神(圖片來源：搜狐網(wǎng))

再接再厲，貝采利烏斯又發(fā)現(xiàn)了硒的幾種同素異形體：從硒的氧化物中還原而得橙色的無定形硒，從氧化物中自然分解得到黑色的晶體硒。

后來的事實(shí)證明，硒對(duì)人體健康有著極其重要的作用，貝采利烏斯也因此得到世界各國和人民的尊重。

2017年，瑞典政府在本國召開第五屆國際硒研究會(huì)議及“貝采里烏斯發(fā)現(xiàn)硒200周年”系列紀(jì)念活動(dòng)，主辦單位為國際硒研究學(xué)會(huì)和中國科技大學(xué)。

特殊的生日賀禮

貝采里烏斯發(fā)現(xiàn)硒元素并為之命名后，便計(jì)劃深入研究硒的有機(jī)化合物。

硒的有機(jī)化合物簡(jiǎn)稱硒化物，包括正硒化物和酸式硒化物兩種。硒化物由重金屬離子沉淀而成，沉淀過程中硒化氫起到催化作用。弄清硒化物的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，是硒元素運(yùn)用于各領(lǐng)域的關(guān)鍵。

由于他手里還有許多其它化學(xué)研究項(xiàng)目，哪一個(gè)都不能落下，所以把研究硒化物的任務(wù)交給學(xué)生，自己只是給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

貝采里烏斯不但是當(dāng)時(shí)知名的科學(xué)家，還是一流的教育家，歐洲各國的化學(xué)工作者都以到他的實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)和工作為榮。學(xué)生自然不少，維勒、李比希、杜馬等化學(xué)家都是他的學(xué)生。

正如貝采里烏斯所料，硒化物的研究遇到空前的困難，一度處于停滯的狀態(tài)。原來，硒化物含強(qiáng)酸性，比硫化氫大2000倍，這種酸性具體在實(shí)驗(yàn)中，就是對(duì)鼻粘膜的特殊刺激作用。

如果用“臭名昭著”來形容硫化氫的氣味，那硒化物的氣味不但是“臭名昭著”的若干倍，且這種氣味極易附在衣服、毛發(fā)和皮膚上，讓人感到惡心。

德國化學(xué)家維勒（圖片來源：百度）

直到1837年1月23日，貝采里烏斯68歲生日那天，他收到一份特殊的賀禮，是學(xué)生維勒寄來的一封信。信內(nèi)容很短：“今天，您的一個(gè)孫子，也是硒的孩子—;—;乙硒醇已經(jīng)來到世界?！?/p>

信中維勒把硒比作恩師貝采里烏斯的兒子，把乙硒醇比作硒的兒子。乙硒醇是硒化物的代表，硒的第二個(gè)同系物。有趣的是，乙硒醇正是維勒的學(xué)生，也就是貝采里烏斯的徒孫C·西蒙制備出來的。

乙硒醇的問世，只是硒元素研究路上的一段小插曲。后來的事實(shí)證明，作為人體必需的15種微量元素之一，硒一直像月亮女神一樣保護(hù)著人們的健康。

“硒像一顆原子彈，量很小很小……作用和威懾力卻很大很大，一旦被人們認(rèn)識(shí)、利用，將對(duì)人類健康產(chǎn)生深刻的影響?！北蛔u(yù)為二十世紀(jì)最具權(quán)威的微量元素專家奧德菲爾德博士如此評(píng)價(jià)硒。

在貝采里烏斯及其徒子徒孫的不懈努力下，硒的第二個(gè)同系物乙硒醇終于問世了。許多科學(xué)工作者也發(fā)現(xiàn)了硒的魅力，紛紛加入到研究硒化物的大軍。

一位名叫瑞德的英國科學(xué)家上場(chǎng)。充滿韌勁的他，注定成為硒研究史上繞不開的人物。

破壞達(dá)爾文紀(jì)念大會(huì)的實(shí)驗(yàn)

瑞德是英國劍橋大學(xué)泡普教授的助教。1909年的一天，他接到泡普教授的一個(gè)任務(wù)，即進(jìn)行硒化物的研究并在短期內(nèi)有所突破。

瑞德先在室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。沒過幾天，同事們都被硒化物的臭氣熏到，抱怨連天。

不得已，瑞德把實(shí)驗(yàn)陣地搬到劍橋大學(xué)實(shí)驗(yàn)樓的樓頂。這下可好，既安靜，又通風(fēng)?？蓻]過幾天，校長帶著一堆管理人員來到樓頂，當(dāng)面指責(zé)他。

原來，劍橋大學(xué)正在廣場(chǎng)召開達(dá)爾文誕辰一周年紀(jì)念大會(huì)，不想一股臭氣順風(fēng)而至，大會(huì)被迫停止。校長等人循著臭氣找到樓頂，見瑞德正專心致志地做著關(guān)于硒化物的研究實(shí)驗(yàn)。

開明的校長知道瑞德此舉是專注研究，便說了幾句鼓勵(lì)的話帶人匆匆離去。

英國劍橋大學(xué)(圖片來源：新浪網(wǎng))

瑞德沒有放棄，他又把實(shí)驗(yàn)陣地移到遠(yuǎn)離市區(qū)的沼澤地邊。雖然不會(huì)影響別人，但很快就遇到了新的麻煩：實(shí)驗(yàn)中硒化物的氣味招來了“臭味相投”的蚊蟲 ，瑞德被咬得全身是包！

沒辦法只能把自己包得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)的，只露出兩只眼睛，繼續(xù)在沼澤地邊的實(shí)驗(yàn)室奮戰(zhàn)。

他的付出沒有白費(fèi)。1930年，瑞德與同行一起制備出硒的第一個(gè)同系物—;—;甲硒醇。

硒對(duì)動(dòng)植物的影響

硒醇是硒的有機(jī)化合物之一，包括甲硒醇、乙硒醇、正丙硒醇等。瑞德等人制備出甲硒醇后，又相繼發(fā)現(xiàn)甲硒醇對(duì)治療癌癥有一定作用。

一石激起千層浪，世界各國的科學(xué)家都對(duì)硒元素及硒醇展開深入研究，以期其在各領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。

1936年，美國科達(dá)他州的羊、牛等牲畜患上罕見的土磷病。它們的牙齒、四蹄等發(fā)軟，發(fā)育不良。原因是當(dāng)?shù)氐耐寥乐泻写罅康奈?，硒被植物吸收后再進(jìn)入牲畜身體，從而引起硒中毒。科學(xué)家們得出結(jié)論：過量的硒對(duì)動(dòng)物有害。

無獨(dú)有偶。1950年，歐洲科學(xué)家發(fā)現(xiàn)低濃度的硒能防止實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的肝壞死，減少各種因營養(yǎng)不良引起的病癥。一時(shí)間，西方媒體出現(xiàn)不少用硒化物及硒醇治療家畜疾病的報(bào)道。

西方科學(xué)家全力研究硒元素的同時(shí)，我國東三省發(fā)生了一件事，就是許多村民患上了克山病。

這種病因十多年前在黑龍江克山縣被首次發(fā)現(xiàn)而得名。作為病因不明的心肌病，克山病的癥狀主要表現(xiàn)為心肌的壞死、修復(fù)等改變，一直沒找到治病的方法。

解放后，在周總理的關(guān)注下，專家經(jīng)過多年研究得知，克山病的誘因之一就是缺硒。

醫(yī)生們通過對(duì)東北部分患病區(qū)域的居民進(jìn)行補(bǔ)硒治療，克山病得到有效控制。此案例向世界初步表明，人體需要適量的硒元素。

克山病研究室的工作人員給食鹽加硒(圖片來源：新聞網(wǎng))

物以“硒”為貴的新解

上世紀(jì)五十年代后期，科學(xué)家們逐漸弄清了硒的生物原理，發(fā)現(xiàn)了它的醫(yī)學(xué)價(jià)值。

原來，硒直接參加人體里酶的代謝，缺硒可引起許多營養(yǎng)缺乏病的發(fā)生，致使腫瘤和心血管病發(fā)病率提高。與心血管病有關(guān)的微量元素除了釩、鉻外，最主要的就是硒。

1957年5月17日，美國生物化學(xué)家克勞斯·施瓦茨發(fā)表了一篇十余年前撰寫的論文，論文主題為：硒是營養(yǎng)性肝壞死的重要保護(hù)因子。

原來，二戰(zhàn)期間，許多德國市民和士兵患上肝病，德國政府請(qǐng)以研究營養(yǎng)健康聞名的施瓦茨來解決問題。

施瓦茨最先發(fā)現(xiàn)引起德國病人肝臟壞死的主要原因是人體缺乏蛋白質(zhì)，后來弄清病毒性肝炎和肝硬化患者的血清里硒的濃度(即血硒)比正常人低很多。

經(jīng)過反復(fù)對(duì)比、分析，施瓦茨確定德國人患肝病的主要原因是缺硒，進(jìn)一步研究得出結(jié)論，硒與人體健康息息相關(guān)。

施瓦茨教授畫像(圖片來源：騰訊視頻)

雖然施瓦茨的結(jié)論成為硒元素研究的重大突破，在硒研究史上有著里程碑的意義，但由于戰(zhàn)爭(zhēng)頻發(fā)等原因，他撰寫的關(guān)于硒與人體健康的論文直到1957年才發(fā)表。

為了表示對(duì)施瓦茨的尊敬和紀(jì)念，國際上設(shè)立“施瓦茨”獎(jiǎng)，獎(jiǎng)勵(lì)那些在硒研究領(lǐng)域中做出杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家們。中國科學(xué)家曾兩次獲得此獎(jiǎng)：硒與克山病的關(guān)系（1984年）、硒與肝癌的關(guān)系（1996年）。

施瓦茨的論文引起世界各國及聯(lián)合國的重視。1973年，聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織（WHO）宣布硒是人和動(dòng)物生命必需的微量元素。1988年，中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)把硒列為15種每日必須攝入的膳食營養(yǎng)素之一，建議成人每天攝入硒50—;200微克。

時(shí)至今日，國際上專注于硒元素研究的團(tuán)隊(duì)達(dá)上百個(gè)，分布在三十多個(gè)國家和地區(qū)。世界各國科學(xué)家對(duì)硒的科學(xué)作用，尤其是對(duì)人體的影響基本達(dá)成共識(shí)。

硒對(duì)人體來說既有益又有害。有益之處在于，人體不能離開硒，長期缺硒會(huì)導(dǎo)致抵抗力下降、神經(jīng)紊亂，影響視力，誘發(fā)肝炎、不孕癥、克山病、癌癥、心血管疾病等。硒被譽(yù)為“肝臟的守護(hù)神”，能殺死90%的肝炎病毒。

有害之處在于，過量攝于硒會(huì)導(dǎo)致人體中毒，臨床癥狀為頭疼、喪失嗅覺、神經(jīng)過敏等。

人體缺硒的后果(圖片來源：農(nóng)業(yè)網(wǎng))

補(bǔ)硒最好從食物中來，海魚、雞蛋、豬肉等高蛋白質(zhì)食物中硒含量一般較高，另外某些蔬菜中的硒含量也較高。海魚是自然硒含量最高的食物，750克海魚含硒量可達(dá)50微克。由此可得，小孩如果偏食的話，很容易導(dǎo)致缺硒。

物以“硒”為貴。這句曾經(jīng)較流行的補(bǔ)硒宣傳語自有一定道理。這里的“物”，不是指物體，而是指動(dòng)植物尤其是人類。

作為地球上的稀散元素，硒不但對(duì)動(dòng)植物尤其是人類產(chǎn)生重要影響外，還在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域大顯身手。硒是優(yōu)良的光電和半導(dǎo)體材料，大量應(yīng)用在光電管、激光器、鎮(zhèn)流器的制造和無線電傳真、電視技術(shù)上，與人類的生活息息相關(guān)。

硒在工業(yè)領(lǐng)域最廣泛的用途，莫過于推動(dòng)激光打印機(jī)的發(fā)展。上世紀(jì)七十年代，科學(xué)家通過蒸鍍把硒附在鼓基上，制成感光鼓，俗稱硒鼓。硒鼓裝進(jìn)打印機(jī)，就制成原始的激光打印機(jī)。物以“硒”為貴，稀有的原材硒導(dǎo)致激光打印機(jī)售價(jià)奇高，很難走向市場(chǎng)。

八十年代以來，由于科技的進(jìn)步，硒鼓原材由硒改為有機(jī)光導(dǎo)材料，這樣既減少了成本，又讓污染變小，所以很受市場(chǎng)歡迎。雖然硒鼓里沒有硒或含極少量的硒，但市民都習(xí)以為常，還是叫感光鼓為“硒鼓”，沿用至今。

硒鼓（圖片來源：蘇寧企業(yè)購）

從“月亮女神”到人體必需元素，人類研究硒元素用了整整200年。雖然人類對(duì)硒的研究工作艱難而緩慢，但它在生理、生化等方面的獨(dú)特功能已引起生物、藥學(xué)、醫(yī)療、保健等領(lǐng)域的科學(xué)工作者的高度重視，相信為了人類更好的未來，定會(huì)有更多的科學(xué)工作者會(huì)投身到硒及其化合物的研究中。

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【參考資料】

1、 論文《神秘的“克山病”》，見“聚文薈”網(wǎng)站。

2、 論文《從貝采里烏斯發(fā)現(xiàn)硒說起》，作者金靈芬，《化學(xué)教學(xué)》1998年第2期。

3、 論文《為硒科學(xué)做出貢獻(xiàn)的人們》，《科學(xué)養(yǎng)生》2016年12期。

4、 論文《我國硒研究成果榮獲“施瓦茨獎(jiǎng)”》， 《地方病通訊》1984年03期。