اشتهر جورج دي هيفيزي (جورج دي هيفيسي) بعمله على العناصر المشعة وتطوير الكواشف الإشعاعية، حيث جعل الملاحظات الأولى للعمليات البيولوجية في الكائنات الحية ممكنة.
في بداية القرن العشرين ، كانت الأبحاث في العمليات الفسيولوجية والتشريحية على قدم وساق. تم استكشاف الأسئلة الأساسية حول كيفية عمل الجهاز العصبي، والدور الذي تلعبه البكتيريا في المرض، بالإضافة إلى فهمنا لجهاز المناعة.
لكن فهم العلماء للعمل الداخلي للجسم كان لا يزال محدودا. لم يتم فهم الكائنات الحية إلا من خلال المصطلحات الأساسية، وتم اكتساب المعرفة حول علم التشريح والطب، في معظمها، من خلال التشريح بعد الوفاة.
مع ظهور جهاز الأشعة السينية في عام 1895 ، تغيرت قدرتنا على النظر داخل الجسم بشكل جذري. ومع ذلك، كانت هذه التكنولوجيا لا تزال في مهدها ولم تقدم سوى لقطات مختصرة (وإن كانت مهمة) لما يحدث. إن القدرة على مراقبة العمليات البيولوجية في الوقت الفعلي دون تعطيلها أو التسبب في أي ضرر لم تكن بعد حقيقة واقعة.
لكن كل هذا تغير مع ظهور أجهزة التتبع الإشعاعي، التي طورها جورج دي هيفيسي في عشرينيات القرن العشرين. وهي عناصر مشعة يمكن تتبعها من خلال عمليات كيميائية وبيولوجية مختلفة، مما يسمح للعلماء باكتساب فهم أعمق لكيفية عمل الكائنات الحية.
بداية وعرة
ولد دي هيفيزي في بودابست، المجر في الأول من أغسطس عام 1885 لعائلة أرستقراطية يهودية مجرية. ونظرًا لثروة عائلته ومكانتها، كان من السهل عليه الحصول على التعليم واختار دراسة الفيزياء والرياضيات في بودابست وبرلين قبل حصوله على درجة الدكتوراه. من جامعة فرايبورغ عام 1908.
بعد تخرجه، أمضى دي هيفيزي بعض الوقت في عدد من المؤسسات الأوروبية، حيث عمل مع علماء مثل فريتز هابر في برلين، وإرنست روثرفورد في مانشستر، وكازيمير فاجان في كارلسروه قبل أن يستقر في كوبنهاغن في عام 1920.
خلال هذا الوقت، كان يتعمق في مجال جديد من الأبحاث يسمى الكيمياء النووية، والذي ركز على تحول العناصر من خلال التحلل الإشعاعي والخصائص الأساسية التي تحدد استقرار وخصائص العناصر المختلفة ونظائرها.
كان لدى De Hevesy بالفعل خبرة في هذا المجال. أثناء إقامته في مانشستر عام 1911 حيث كان يعمل كباحث ما بعد الدكتوراه لرذرفورد، طُلب منه استخلاص الرصاص المشع ( 210 Pb أو الراديوم D كما كان معروفًا في ذلك الوقت) الموجود في خليط مع رصاص غير مشع. . يُذكر أن رذرفورد قال: “إذا كنت تستحق ملحك، فعليك أن تفصل الراديوم D عن كل إزعاج الرصاص.”
وبعد عامين من المحاولة والفشل، ظل دي هيفيسي غير ناجح في هذه المهمة. وخلص إلى أنه على الرغم من استحالة فصل 210 رصاص من الرصاص المستقر، فإن القدرة على قياس النشاط الإشعاعي في الخليط جعلت 210 رصاص “متتبعًا” ممتازًا مفيدًا للتحليل الكيميائي.
تم تطبيق هذه النظرية لأول مرة بشكل غير رسمي للقبض على صاحبة المنزل وهي تكذب. اعتقد دي هيفيسي أنها تقدم بقايا اللحوم على العشاء، ولأنه عالم، شرع في التحقيق باستخدام الأدوات المتاحة.
وفي إحدى الأمسيات، بعد أن أنهى عشاءه، أضاف قليلًا من خليط الرصاص المستمر إلى بقايا الطعام الموجودة على طبقه، والتي تم نقلها بعيدًا ويبدو أنه تم التخلص منها. وعندما تم تقديم الطعام له بعد بضعة أيام، أحضر مكشافه الكهربائي إلى الطاولة لتحليل الطعام “الجديد” ووجد أن العناصر المشعة لا تزال موجودة في الطبق. وهو ما أكد شكوكه، فيما اتهمته صاحبة المنزل بممارسة «السحر».
بعد إقامته في مانشستر، سافر دي هيفيزي إلى معهد أبحاث الراديوم في فيينا حيث وجد صديقه فريدريش أدولف بانيث يعمل (ويائسًا) بشكل مستقل على نفس المشكلة.
نشر الثنائي بشكل مشترك النتائج التي توصلا إليها في عام 1923 حول عدم قابلية فصل 210 رصاص من الرصاص غير المشع، بالإضافة إلى استخدام الخليط كمتتبع للمؤشر الإشعاعي، والذي استخدموه لتحليل قابلية ذوبان كبريتيد الرصاص وكرومات الرصاص. على مدى العقد التالي، نشر دي هيفيسي العديد من الأوراق البحثية حول طرق التتبع الإشعاعي، وغالبًا ما شارك في تأليفها بانيث.
مبدأ التتبع
في أعقاب الحرب العالمية الأولى وفترة الثورة السياسية والثورة المضادة في ضوء انهيار الإمبراطورية النمساوية المجرية، بدأت الحكومة الفاشية في المجر المستقلة حديثًا في تجريد جميع المواطنين اليهود من حقوقهم، وإبعادهم عن وظائفهم و مناصب في المجتمع. في ذلك الوقت، كان دي هيفيزي يعمل في جامعة بودابست وتمت إزالته لاحقًا.
في عام 1920، انتقل إلى كوبنهاجن للعمل في معهد الفيزياء النظرية المنشأ حديثًا بدعوة من نيلز بور. وهنا، في عام 1923، اكتشف الثنائي مع الفيزيائي الهولندي ديرك كوستر، “العنصر 72” المشع المفقود، والذي أطلقوا عليه اسم الهافنيوم، باستخدام الاسم اللاتيني لكوبنهاجن حيث تم الاكتشاف.
في نفس العام، بدأ دي هيفيسي أيضًا في استخدام أدوات التتبع الإشعاعية لدراسة عمليات التمثيل الغذائي في النباتات والحيوانات، مع التجارب الأولى التي تضمنت نقل 210 رصاص في نباتات الفاصوليا. ووجد أنه يمكن متابعة وقياس توزيع المادة المشعة 210 Pb داخل جذع النبات وجذوره وأوراقه، مما يسمح بمراقبة العمليات البيولوجية الحية في الوقت الفعلي لأول مرة على الإطلاق.
نُشرت النتائج التي توصل إليها حول “مبدأ التتبع” في عام 1923 وأثارت الكثير من الاهتمام، خاصة داخل المجتمع الطبي. ومع ذلك، كان تطبيقه محدودًا في الطب في ذلك الوقت، حيث أن النظائر المشعة الوحيدة المتاحة كانت عبارة عن رصاص عالي السمية، ولم يكن متوافقًا تمامًا مع الأنظمة الحية.
ولحل هذه المشكلة، سعى دي هيفيزي، بالتعاون مع طبيب الأمراض الجلدية الدنماركي سفيند لومهولت والكيميائي ينس كريستيانسن، إلى إيجاد بديل متوافق حيوياً.
كان لومهولت يعمل مع البزموت كعلاج لمرض الزهري، ولكن في ذلك الوقت لم يكن من الواضح ما هي طريقة عمله لعلاج المرض وكيف يتم امتصاصه في الجسم. أجرى دي هيفيزي وكريستيانسن أول تطبيق للمقتفيات الإشعاعية على حيوان حي في عام 1924، والذي أعقب تداول 210 ثنائي في أرنب بعد الحقن العضلي لأدوية مضادة للزهري.
على مدى العقود التالية، أصبح مبدأ التتبع أكثر دقة مع اكتشاف المزيد من النظائر، مما أدى إلى تأسيس مجال الطب النووي.
الخروج
في عام 1926، تولى دي هيفيزي منصب الأستاذية في جامعة ألبرت لودفيغ في فرايبورغ، ألمانيا. ومع ذلك، بعد ثماني سنوات أخرى، بدأ هجرته الثانية في عام 1934، بعد وصول النازيين إلى السلطة. هرب مرة أخرى إلى كوبنهاجن وبقي مع بور الذي ساعد عددًا من الباحثين في أوروبا الذين يطلبون اللجوء من التهديد المتزايد. لقد وفر لهم بور المأوى أو ساعد في تنظيم مرورهم إلى الولايات المتحدة وبريطانيا العظمى.
عندما استولى النازيون على كوبنهاجن في عام 1943، قام دي هيفيزي بحل جوائز نوبل للفيزيائيين الألمان ماكس فون لاو وجيمس فرانك في الماء الملكي لمنع الاستيلاء عليها قبل أن يفر إلى ستوكهولم بنفسه. وفي العام نفسه، حصل على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1943 “لعمله على استخدام النظائر ككاشفات في دراسة العمليات الكيميائية”. ومع تعليق الاحتفالات، حصل رسميًا على هذا التكريم في عام 1944.
بعد نهاية الحرب العالمية الثانية، عاد دي هيفيسي لفترة وجيزة إلى كوبنهاجن واستخرج الذهب من المحلول الذي استخدمه “لإخفاء” جوائز نوبل التي حصل عليها الألمان. أعاد الذهب المترسب إلى الأكاديمية الملكية في السويد، حيث تم استخدام المادة الأصلية لصياغة ميداليتين جديدتين لكل من لاو وفرانك.
بعد ذلك، عاد دي هيفيزي إلى ستوكهولم حيث عمل في معهد الكيمياء العضوية بجامعة ستوكهولم لما تبقى من حياته المهنية. توفي في فرايبورغ عام 1961.
إرث دائم
بالإضافة إلى حصوله على جائزة نوبل عام 1943، مُنح دي هيفسي العديد من الجوائز والأوسمة والدرجات الفخرية الأخرى – أربع منها كانت دكتوراه فخرية في الطب، مما يشير إلى التقدير الذي يكنه له المجتمع الطبي.
لم تقتصر الأفكار والمساهمات الأساسية التي قدمها دي هيفيزي على مجال الكيمياء النووية الناشئ فحسب، بل امتدت إلى العديد من المجالات، وربما الأهم من ذلك، أنها قدمت نظرة أعمق على الأعمال الداخلية للجسم بالإضافة إلى وسيلة أساسية لتشخيص الأمراض وعلاجها. .
وقال في محاضرة ألقاها في عام 1950: «إن تطبيق المؤشرات النظائرية فتح الطريق الوحيد لتحديد معدل ومكان وتسلسل تكوين العديد من المكونات الجزيئية للكائن الحي». قطارات فكرية جديدة […] الكيميائي المؤشر هو إلى حد ما مؤرخ، مهتم للغاية بماضي الذرات والجزيئات والمجاميع الجزيئية. كان لديه اهتمام كبير بالتمييز بين مدى كون الجزيئات الموجودة في الأنسجة “قديمة” أو “جديدة”.
نظرًا لمساهمته الرائدة، يُعتبر هيفيزي على نطاق واسع أبًا للطب النووي، ويتم الاحتفاء به هنا باعتباره رائدًا حقيقيًا.
