用他自己的话来说,詹姆斯,N · 舒勒里(James N. Shoolery)对核磁共振波谱学的主要贡献在于他曾是一位“产品冠军”。三十年前,他帮助制造了第一台商业用核磁共振波谱仪,并且自那时起就一直在寻求核磁共振波谱仪的新用途和改进措施。

在他的经历中,他曾担任过仪器工程师、实验室主任、贸易公司经理,甚至当过临时广告员,推动了这一技术的发展,并且达到了今天如此重要的地步。而他的第一爱好仍然是结构化学。坐落在加利福尼亚州帕洛阿尔托的伐伦(Varian)联合有限公司的简朴办公室里,他微笑着回忆在过去那些年代里的情况,他在民间企业中为揭开这一奥秘的科学所担任的种种角色。

“1952年春,我得到博士学位后继续在加利福尼亚工学院从事研究工作。当时我的导师要我参加一个贸易展览会去看一下调速电子管。在伐伦公司陈列展品的场地,我看到了许多描述一块巨大均匀的电磁体的资料说明书,以及一些叙述质子核磁共振相应于不同化学物质发生共振的基本解析的资料复印件。当时我不仅为看到这一报道而深受影响,而且被下列事实深深地吸引住了,即这一技术一公开,一家商业公司马上就打算提供能进行此类工作的磁体了。”

“当时我想,任何一家渴望走在前头的公司就是我要与之工作的合适的公司。于是我写了封信给伐伦公司,建议如果他们将这些磁体销售给化学工作者,那么后者在自己的实验室做一些分析工作,将会给公司带来更多的贸易业务。因为通过这一方法,化学家们就能更好地向化学界解释这一仪器是多么的有用。”

没想到,这一多少带有些冒昧的、来自—位刚刚开始走向专业研究的年轻科学家的建议,竟得到意想不到的肯定答复。伐伦公司一直在销售这些磁体和磁通仪。该公司还接到了一张订购一台高分辨率核磁共振波谱仪的订货单,但该台仪器当时尚没制造。正如舒勒里所回忆的,这家公司打算做一次不寻常的交易。

“我首要的任务是开发制造我所承担的这台波谱仪的射频线路部分。公司告诉我:如果你制造这台仪器并到得克萨斯去安装,那么我们打算造两台仪器。然后你就能将其中不用于工程的另一台仪器放进化学实验室,进行你自己的实验,我欣然地接受了这一任务并亲手制造了射频线路部分。”

顺利地完成了这一任务之后(包括去得克萨斯安装仪器),舒勒里被任命为新的核磁共振应用实验室主任。在那里,他和小组的同事们开始了测量分子波谱和试验这一新工艺性能的工作。

“我们初期的许多工作仅仅是让波谱仪执行一项接一项的任务,观察它发生了什么现象,然后试图解释这些现象。渐渐地我们开始懂得哪些结果是重要的。通过观察这些波谱,你能够推断分子是怎样的结构。”舒勒里解释道。

“我们遇到的一个难题是波谱的质量相当糟,因为我们拥有的是初期的设备。我们实验室中的许多工作是以鉴别我们能够改进该设备的弱点为目标的,然后与工程师们协作认真地进行处理。”

作为这一时期开发工作的一个成果(包括舒勒里申请登记的专利),伐伦公司在核磁共振波谱仪市场上独占鳌头,这种状况竟延续了数年之久。由于这些原因,舒勒里谈到为什么一位朋友曾称他是一位“产品冠军”,以及他是如何领会这一桂冠的。

“我喜欢那个术语,在这些年里我曾是一位产品得胜者。当然我不能独占所有成果的功劳,这里面也包括其他许多人。但我确是一直在促进提高核磁共振技术的,十分幸运,伐伦公司能坚定我的核磁共振波谱仪能给化学界带来革命的信念。如果没有初期的开发工作,核磁共振波谱仪或许仍然是一个不太重要的实验方法。”

虽然波谱仪的先导开发是非常重要的,但直到科学工作者开始了解核磁共振波谱仪的研究潜力,它才能发生极微小的变化。所以舒勒里花了大量时间撰写这方面文章和讲授这方面的技术。

或许他为核磁共振做的最重要的传播工作是与各国科学工作者的广泛协作,而这些科学家都希望请人来分析某些物质的结构。“我们曾口头表示过,如果你们寄了件样品给伐伦公司、并且如果这个问题是有意义的话,那么这一问题就能被解释清楚。没有与其他提出问题的人进行相互交流,我们就难以说明核磁共振波谱仪是如此的有用。”

在核磁共振波谱技术获得日益发展的十年后,舒勒里离开了实验室,当了伐伦公司仪器部市场经理。鉴于对经营管理决策有了更多的见解,五年后他又回到了研究岗位。“回到核磁共振研究工作岗位是非常值得的。因为在我不从事核磁共振研究的时期,出现了两件重大的开发事件:第一,超导磁体使波谱仪获得了更强的磁场强度和更高的灵敏度;第二,电子计算机化已真正盛行起来,这使波谱仪有可能自行处理大量的资料和数据。”

“在结构化学中,根据我们从分子波谱中得到的大量信息和我们能够处理的大量数据,我们正处在能比以前更为有效地进行工作的门口。”

舒勒里本人目前正在钻研运用二维核磁共振解决某些初期难以解决的分子结构问题。这一技术运用多脉冲射频序列来分离具有内磁场的进动原子核的磁相互作用。它要求500 ~ 1000次双重傅里叶变换来计算以各种频率沿着各个轴旋转的磁相互作用,这说明需要有更大的计算功率。

“原来,表示某一原子核与该磁场相互作用或与该分子中的其它原子核相互作用的共振峰值是沿着同样的路径发射出来的。现在我们能够观察包括一个平面的许多共振峰值。过去曾是重叠在一起的数据现在能被分解成两个方面。这样我们就能更确切地解释它们。”“此外,我们刚刚开发了一台带有数据处理的新波谱仪,它在实验中能赢得时间,因这一新装置的工作速度比原有的型号快60倍。况且,即使没有受过专业训练的人也能使用这台波谱仪来解决相当复杂的问题。这些实验操作中出现了大量的复杂的问题,如果你想了解所发生的一切,即使是相当熟练的化学工作者也必须花费时间来掌握这一必要的技能。”献身于科学事业并没有中止舒勒里对社会的关心。散步在走廊过道上,他真诚地有见解地谈到了有关当地学校的许多问题,以及科学普及工作的困难等。他乐意与科学家合作来探讨“真正的”问题,并期望看到在科学界和民族企业间有更广泛的协作。“我从一个行业奔波到另一个行业。我被许多基本的难题迷住了,在这同时,我从实际运用中来维持我的生存。我感到这两个领域就像在家中那样熟悉。或许那就是为什么我促进了某些发生在核磁共振领域的事件。我已将许多事聚集在一些地方,或许在那里会出现某些有重大意义的事件。”

[Industrial Research and Development,1983年10月]