২০২৬ সালের রসায়নে নোবেল পুরস্কার যৌথভাবে পেয়েছেন ফ্রান্সের বিজ্ঞানী হেনরি কাগান (Henri Kagan, সঠিক উচ্চারণ ‘অঁরি কাগঁ’) ও জাপানের বিজ্ঞানী কেনসো সোয়াই (Kensō Soai)। অণুর সঠিক মিরর ইমেজ তৈরি করার পদ্ধতি আবিষ্কারের জন্য তাঁদের এই পুরস্কার দেওয়া হয়েছে। তাঁদের আবিষ্কারের ফলে বিশেষ ধরনের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন অণু ব্যাপক পরিমাণে উৎপাদন করা সম্ভব হয়েছে। এসব অণু ওষুধ তৈরি এবং কৃষিসহ বিভিন্ন ক্ষেত্রে কাজে লাগে।
কিছু রাসায়নিক বিক্রিয়ায় দুটি ভিন্ন অণু তৈরি হয়, যাদের একটি অন্যটির মিরর ইমেজ বা দর্পণ প্রতিবিম্ব। কয়েক দশক ধরে গবেষকেরা জানতেন, তাত্ত্বিকভাবে এমন রাসায়নিক বিক্রিয়া তৈরি করা সম্ভব, যেখানে দুটি মিরর ইমেজের মধ্যে কেবল একটিই উৎপন্ন হবে। কিন্তু বাস্তবে কীভাবে এমন বিক্রিয়া ঘটানো যায়, তা এত দিন রহস্যই ছিল। হেনরি কাগান ও কেনসো সোয়াই এই সমস্যার সমাধান দিয়েছেন। তাঁদের আবিষ্কার রসায়নবিদদের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। বিশেষ করে ওষুধ তৈরির মতো কাজে ব্যবহৃত রাসায়নিক বিক্রিয়া নকশা করার ক্ষেত্রে তাঁদের আবিষ্কার নতুন সম্ভাবনার দ্বার খুলেছে।
চলুন, বিস্তারিত জেনে নেওয়া যাক।
জীবনের অণুগুলো রসায়নবিদদের জন্য বেশ কিছু জটিলতা তৈরি করে। বিষয়টি বোঝার জন্য কল্পনা করুন, আপনি একজন তালাচাবি প্রস্তুতকারক। ক্রেতার চাহিদা অনুযায়ী আপনি চাবি তৈরি করেন। কিন্তু সমস্যা হলো, প্রতিবার চাবি তৈরি করার সময় আপনি একই চাবির দুটি মিরর ইমেজের মতো দুইটি আলাদা ভার্সন পেয়ে যান। অথচ এর মধ্যে মাত্র একটি চাবি দিয়েই তালায় ঠিকমতো খোলা যায়। অন্য চাবিটি দিয়ে তালা খোলার চেষ্টা করলে তালাটি ক্ষতিগ্রস্তও হতে পারে। দুর্ভাগ্যজনকভাবে, চাবি দুটির মধ্যে পার্থক্য শনাক্ত করা এত কঠিন যে ক্রেতাকে শেষ পর্যন্ত দুটিই দিয়ে দিতে হয়।
নতুন ওষুধ তৈরির ক্ষেত্রেও রসায়নবিদেরা একই ধরনের সমস্যার মুখোমুখি হন। অনেক ওষুধের অণু এমন দুটি ভিন্ন রূপে থাকে, যাদের একটি অন্যটির মিরর ইমেজ হলেও তারা একে অপরের সঙ্গে পুরোপুরি মেলে না। এর মধ্যে একটি রূপ রোগের চিকিৎসায় কার্যকর ভূমিকা রাখে, অন্যটি অপ্রয়োজনীয়, এমনকি কখনো কখনো ক্ষতিকর পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করতে পারে।
এর পেছনের কারণটি জীবনের মৌলিক রসায়নের সঙ্গে সম্পর্কিত। রসায়নবিদেরা জীবনের এই বৈশিষ্ট্যকে বলেন ‘হোমোকাইরালিটি’ (Homochirality)। শব্দটি এসেছে গ্রিক ভাষার দুটি শব্দ থেকে, যেগুলোর অর্থ ‘একই’ এবং ‘হাত’।
আমাদের দুই হাতের কথা ভাবুন। দেখতে একই রকম হলেও ডান হাত ও বাঁ হাত একে অপরের মিরর ইমেজ, কিন্তু একটিকে অন্যটির সঙ্গে পুরোপুরি মেলানো যায় না। অ্যামিনো অ্যাসিডের ক্ষেত্রেও একই বিষয় ঘটে। প্রতিটি অ্যামিনো অ্যাসিডের দুটি মিরর ইমেজের মতো রূপ রয়েছে। কিন্তু আমাদের কোষের প্রোটিন তৈরিতে সাধারণত এই দুটি রূপের মধ্যে কেবল একটিই ব্যবহৃত হয়। অন্য রূপটি প্রকৃতিতে খুব কম দেখা যায়।
আমাদের ডিএনএর অংশ হিসেবে থাকা শর্করার অণুর ক্ষেত্রেও একই ঘটনা ঘটে। এসব অণুর দুটি ভিন্ন মিরর ইমেজের মতো রূপ রয়েছে, কিন্তু জীবজগৎ কেবল একটিকেই ব্যবহার করে।
জীবজগতে কেন একটি নির্দিষ্ট রূপের অণুই প্রাধান্য পায়, তা নিয়ে রসায়নবিদেরা দীর্ঘদিন ধরে ভাবছেন। এই রহস্যের সমাধান খুঁজে পাওয়ার জন্যই ২০২৬ সালে রসায়নে নোবেল পুরস্কার দেওয়া হয়েছে হেনরি কাগান ও কেনসো সোয়াইকে।
হেনরি কাগান রাসায়নিক বিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের একটি নতুন পদ্ধতি আবিষ্কার করেন। এই পদ্ধতির সাহায্যে আগে যতটা সম্ভব বলে ধারণা করা হতো, তার চেয়েও অনেক বেশি পরিমাণে একটি নির্দিষ্ট মিরর ইমেজের অণু তৈরি করা সম্ভব হয়। তাঁর এই আবিষ্কার ওষুধ, খাবারের স্বাদ ও সুগন্ধ তৈরির উপাদান এবং নতুন ধরনের উপকরণ উৎপাদনের জন্য রাসায়নিক বিক্রিয়া উদ্ভাবনকারী রসায়নবিদদের কাজের ক্ষেত্রে বৈপ্লবিক পরিবর্তন এনেছে।
অন্যদিকে, কেনসো সোয়াই এমন একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া তৈরি করেন, যেখানে সম্ভাব্য দুটি মিরর ইমেজের মধ্যে কেবল একটিই উৎপন্ন হয়। স্বয়ং জীবজগতের বাইরে এর আগে আর কেউ এমন সাফল্য অর্জন করতে পারেননি। সোয়াই বিক্রিয়া (Soai reaction) রসায়নের ইতিহাসে পরিচালিত সবচেয়ে বিস্ময়কর পরীক্ষাগুলোর মধ্যে অন্যতম।
২০২৬ সালের রসায়নে নোবেল পুরস্কারের পেছনে রয়েছে দীর্ঘদিন ধরে গড়ে ওঠা এক ধারাবাহিক গবেষণা ও চিন্তাভাবনার ইতিহাস। এই ধারার প্রথম সূত্রপাত হয়েছিল উনিশ শতকের মাঝামাঝি সময়ে। সবকিছুর শুরু লুই পাস্তুর (Louis Pasteur)-এর একটি গবেষণার মধ্য দিয়ে। তিনি এমন একটি পদার্থ নিয়ে কাজ করছিলেন, যা ওয়াইন তৈরির জন্য গুরুত্বপূর্ণ। পদার্থটির নাম টারটারিক অ্যাসিড।
পাস্তুর তাঁর গবেষণার বেশির ভাগ বিষয়ই অণুবীক্ষণ যন্ত্রের সাহায্যে পরীক্ষা করতেন। তাঁর সহকর্মীরা তাঁকে জানালেন, টারটারিক অ্যাসিড কখনো পোলারাইজড আলোকে ডান দিকে বাঁকিয়ে দেয়, আবার কখনো আলোর ওপর কোনো প্রভাবই ফেলে না। বিষয়টি পাস্তুরের কৌতূহল জাগিয়ে তুলল। তিনি টারটারিক অ্যাসিডের স্ফটিক তৈরি করে অণুবীক্ষণ যন্ত্রের নিচে সেগুলো পরীক্ষা করলেন। তখন তিনি আবিষ্কার করলেন, স্ফটিকগুলো দুটি ভিন্ন রূপে রয়েছে, যাদের একটি অন্যটির মিরর ইমেজ।
পাস্তুর চিমটার সাহায্যে স্ফটিকগুলোকে আলাদা করলেন এবং প্রতিটি রূপকে পৃথকভাবে দ্রবীভূত করলেন। এরপর সেই তরলগুলোর মধ্য দিয়ে পোলারাইজড আলো প্রবাহিত করে দেখলেন, একটি তরল আলোকে ডান দিকে বাঁকিয়ে দিচ্ছে, অন্যটি বাঁকিয়ে দিচ্ছে বাঁ দিকে। কিন্তু দুটি তরল একসঙ্গে মিশিয়ে দিলে আলো আর কোনো দিকেই বাঁকছে না।
এই পরীক্ষার মাধ্যমে রসায়নবিদেরা বুঝতে পারলেন, কিছু পদার্থের দুটি ভিন্ন রূপ রয়েছে, যেগুলো একে অপরের মিরর ইমেজ। পরবর্তী সময়ে এ ধরনের পদার্থকে বলা হয় ‘কাইরাল’ (Chiral)। আর যে দুটি অণু পরস্পরের মিরর ইমেজ, তাদের বলা হয় ‘এন্যান্টিওমার’ (Enantiomer)।
১৮৫৭ সালে পাস্তুর আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ পর্যবেক্ষণ করেন। তিনি পরীক্ষা করে দেখেন, টারটারিক অ্যাসিডের দুটি ভিন্ন এন্যান্টিওমারকে ব্যাকটেরিয়া দিয়ে গাঁজন করালে কী ঘটে।
দেখা গেল, ব্যাকটেরিয়া আঙুরে পাওয়া যায় এমন এন্যান্টিওমারকে সহজেই গাঁজন করে। এই রূপটি পোলারাইজড আলোকে ডান দিকে বাঁকিয়ে দেয়। কিন্তু এর মিরর ইমেজের মতো অন্য অণুটির প্রতি ব্যাকটেরিয়ার কোনো আগ্রহই নেই। অণুটি অপরিবর্তিত অবস্থায় থেকে যায়।
এই পর্যবেক্ষণের মধ্য দিয়েই প্রথমবারের মতো এমন একটি ধারণা সামনে আসে যে জীবজগতের রসায়ন কোনো না কোনোভাবে কাইরাল বৈশিষ্ট্যের অধিকারী। পরবর্তী সময়ে গবেষকেরা যখন জীবনের গঠনকারী মৌলিক উপাদানগুলো নিয়ে গবেষণা শুরু করেন, তখন তাঁরা দেখতে পান, প্রকৃতিতে পাওয়া অ্যামিনো অ্যাসিডগুলো সব সময় বাঁ-হাতি রূপে থাকে। অন্যদিকে, ডিএনএর দ্বিসূত্রক হেলিক্সে থাকা শর্করার অণুগুলো থাকে ডান-হাতি রূপে।
জীবনের অণুগুলো সম্ভাব্য দুটি এন্যান্টিওমারের মধ্যে কেবল একটিকে ধারণ করে, এই উপলব্ধি থেকেই পরবর্তী প্রশ্নটির জন্ম হয়। জীবনের একেবারে শুরুর দিকে কী ঘটেছিল, যার ফলে জীবজগতের রসায়নে অণুর একটি নির্দিষ্ট রূপই প্রাধান্য পেল?
রসায়নবিদেরা যখন কাইরাল অণু তৈরি হয় এমন রাসায়নিক বিক্রিয়া নিয়ে পরীক্ষা করতেন, তখন তাঁদের পরীক্ষাগারের টেস্টটিউবে সব সময় দুটি এন্যান্টিওমারই সমান পরিমাণে তৈরি হতো। তাহলে জীবিত প্রাণীরা কেন অ্যামিনো অ্যাসিডের দুটি মিরর ইমেজের মধ্যে কেবল একটিকেই ব্যবহার করে? আর জীবজগতে সব অণুর একই নির্দিষ্ট রূপের প্রাধান্য বা হোমোকাইরালিটি কীভাবেই বা সৃষ্টি হতে পারে?
কিছু রসায়নবিদের দাবি ছিল, কাইরাল রসায়ন কেবল জীবনের মধ্যেই দেখা যায়। কিন্তু বিশ শতকের শুরুর দিকে জার্মান রসায়নবিদ উইলি মার্কওয়াল্ড প্রথমবারের মতো সফলভাবে একটি অসমমিত (Asymmetric) রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটান।
অসমমিত বিক্রিয়া বলতে এমন রাসায়নিক বিক্রিয়াকে বোঝায়, যেখানে একটি এন্যান্টিওমার অন্যটির তুলনায় বেশি পরিমাণে তৈরি হয়। মার্কওয়াল্ডের সাফল্যের মূল কারণ ছিল একটি ক্যাটালিস্ট বা অনুঘটকের ব্যবহার। অনুঘটক এমন একটি পদার্থ, যা নিজে নিঃশেষ না হয়েই রাসায়নিক বিক্রিয়ার গতি বাড়ায় বা বিক্রিয়াটি ঘটতে সহায়তা করে।
এই বিক্রিয়ায় ব্যবহৃত অনুঘটকটি নিজেই ছিল কাইরাল। ফলে এটি দুটি মিরর ইমেজের মধ্যে একটির উৎপাদনকে অন্যটির তুলনায় বেশি উৎসাহিত করেছিল। যদিও দুটি এন্যান্টিওমারের উৎপাদনের পার্থক্য ছিল খুবই সামান্য, তবু এই পার্থক্যের অস্তিত্বই ছিল একটি বড় ধরনের বৈজ্ঞানিক অগ্রগতি।
২০২৬ সালের রসায়নে নোবেল পুরস্কারের পেছনে গড়ে ওঠা ধারণার ধারাবাহিক ইতিহাসে পরবর্তী গুরুত্বপূর্ণ সংযোগটি তৈরি হয় ১৯৫৩ সালে। এর ভিত্তি ছিল সম্পূর্ণ তাত্ত্বিক যুক্তি, যা একটি বৈজ্ঞানিক গবেষণাপত্রে উপস্থাপন করা হয়েছিল।
গবেষণাপত্রটির ভূমিকা পড়লে লেখকের বিস্ময়ের আভাস পাওয়া যায়। এর লেখক চার্লস ফ্র্যাঙ্ক (Charles Frank) ছিলেন ব্রিস্টল বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী। তিনি লিখেছেন যে, তার এক সহকর্মী তাঁকে জানিয়েছিলেন, জীবজগতে অণুর এই অসমতা কীভাবে সৃষ্টি হয়েছে, তা রসায়নবিদেরা তখনো বুঝতে পারেননি। ওই সহকর্মীর মতে, সমস্যাটির গাণিতিক সমাধান খুঁজে পেলে রসায়নবিদেরা উপকৃত হবেন। এর জবাবে ফ্র্যাঙ্ক এমন একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ার মডেল উপস্থাপন করেন, যেখানে তিনটি শর্ত পূরণ করতে হবে।
প্রথমত, বিক্রিয়ায় একটি কাইরাল অনুঘটক থাকতে হবে এবং বিক্রিয়াটি হতে হবে অসমমিত।
দ্বিতীয়ত, কোনোভাবে একটি মিরর ইমেজের অণু তৈরির প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করতে হবে এবং অন্যটির উৎপাদন কমিয়ে দিতে হবে।
তৃতীয়ত, রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমেই অনুঘটকটি তৈরি হতে হবে। এই প্রক্রিয়াকে বলা হয় ‘স্বতঃঅনুঘটন’ (Autocatalysis)। এর ফলে একটি স্বয়ংবর্ধক প্রক্রিয়া শুরু হয়, যেখানে বিক্রিয়ায় তৈরি হওয়া দুটি এন্যান্টিওমারের মধ্যে একটির পরিমাণ ক্রমবর্ধমান হারে বাড়তে থাকে। একপর্যায়ে এর সংখ্যা সূচকীয় হারে বৃদ্ধি পায়।
যে রাসায়নিক বিক্রিয়া এই তিনটি শর্তই পূরণ করতে পারে, তার মাধ্যমে হোমোকাইরালিটি সৃষ্টি হওয়া সম্ভব। ফ্র্যাঙ্কের এই মডেল রসায়নবিদদের মধ্যে ব্যাপক পরিচিতি লাভ করে। একসময় এটি একধরনের রাসায়নিক ধাঁধায় পরিণত হয়, যা বিশ্ববিদ্যালয়ের শিক্ষকেরা শিক্ষার্থীদের সামনে তুলে ধরতেন। ধাঁধাটি ছিল এমন, এই শর্তগুলোকে বাস্তব রাসায়নিক বিক্রিয়ায় কীভাবে রূপ দেওয়া যায়?
আগেই বলা হয়েছে, বিশ শতকের শুরুর দিকে মার্কওয়াল্ড প্রথম শর্তটি পূরণ করতে সক্ষম হয়েছিলেন। কিন্তু অর্থপূর্ণ মাত্রায় অসমমিত ফলাফল পাওয়া যায়, এমন রাসায়নিক বিক্রিয়া নকশা করতে গবেষকদের আরও অনেকটা সময় লেগেছিল। এই ক্ষেত্রে পথিকৃৎ ভূমিকা রাখার জন্য ২০০১ ও ২০২১ সালে রসায়নে নোবেল পুরস্কার দেওয়া হয়।
২০২৬ সালের রসায়নে নোবেল পুরস্কার দেওয়া হয়েছে ফ্র্যাঙ্কের মডেলের বাকি দুটি শর্ত পূরণের স্বীকৃতি হিসেবে। প্রথমে দেখা যাক, কীভাবে একটি সহজ অথচ চমৎকার ধারণার মাধ্যমে ১৯৮৬ সালে হেনরি কাগান ফ্র্যাঙ্কের মডেলের দ্বিতীয় শর্তটি পূরণ করতে সক্ষম হন।
কাগান তখন ইউনিভার্সিটি প্যারিস-সুদে (Université Paris-Sud) কর্মরত ছিলেন। আশির দশকের শুরুর দিকে অসমমিত রাসায়নিক বিক্রিয়াকে আরও উন্নত করার কাজে নিয়োজিত অনেক রসায়নবিদের মধ্যে তিনিও একজন ছিলেন। তাঁদের লক্ষ্য ছিল, যতটা সম্ভব বিশুদ্ধ এন্যান্টিওমার তৈরি করা। বিশেষ করে ওষুধ উৎপাদনের ক্ষেত্রে এমন বিশুদ্ধ অণু তৈরি করা ছিল অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
এর গুরুত্ব বোঝা গিয়েছিল ষাটের দশকের শুরুর দিকে ঘটে যাওয়া থ্যালিডোমাইড কেলেঙ্কারির মাধ্যমে। তখন ঘুমের ওষুধ হিসেবে ব্যবহৃত থ্যালিডোমাইড গ্রহণের ফলে হাজার হাজার শিশু জন্মগত ত্রুটি নিয়ে জন্মেছিল। পরে গবেষকেরা ঘটনাটি বিশ্লেষণ করে বুঝতে পারেন, ওষুধটির সক্রিয় উপাদানের একটি নির্দিষ্ট মিরর ইমেজই এই ক্ষতির জন্য দায়ী ছিল।
অসমমিত রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটানোর জন্য গবেষকেরা প্রায়ই দুটি উপাদান নিয়ে গঠিত অনুঘটক ব্যবহার করতেন। এর একটি ছিল ধাতব পরমাণু, যা বিক্রিয়ার মূল চালিকাশক্তি হিসেবে কাজ করত। অন্য উপাদানটি ছিল একটি কাইরাল পদার্থ, যা নিশ্চিত করত যেন বিক্রিয়াটি অসমমিতভাবে ঘটে।
বিক্রিয়ার ফলে যতটা সম্ভব বিশুদ্ধ এন্যান্টিওমার পাওয়াই ছিল গবেষকদের লক্ষ্য। তাই তাঁরা সাধারণত অনুঘটক তৈরির সময়ও যতটা সম্ভব বিশুদ্ধ একটি এন্যান্টিওমার ব্যবহার করতেন। কিন্তু তাঁদের ধারণা ছিল, অনুঘটকের মধ্যে যদি দুটি মিরর ইমেজের এন্যান্টিওমার একসঙ্গে মেশানো হয়, তাহলে উৎপন্ন পদার্থেও একই অনুপাতে দুটি রূপ পাওয়া যাবে।
অর্থাৎ, তাঁরা মনে করতেন, অনুঘটকের কাইরাল বৈশিষ্ট্য সরাসরি উৎপন্ন পদার্থের কাইরাল বৈশিষ্ট্যে প্রতিফলিত হয়। তাঁদের ধারণা অনুযায়ী, অনুঘটকের দুটি এন্যান্টিওমারের অনুপাত এবং উৎপন্ন পদার্থে থাকা দুটি এন্যান্টিওমারের অনুপাতের মধ্যে একটি সরলরৈখিক সম্পর্ক রয়েছে।
কাগান এই ধারণা নিয়ে প্রশ্ন তুলতে শুরু করলেন। দক্ষ রসায়নবিদ হিসেবে তিনি অনুঘটকটি কীভাবে কাজ করে, তা আরও গভীরভাবে বোঝার জন্য সময় দিলেন। অনুঘটকটি ঠিক কীভাবে কাজ করে, তা আসলে কেউই জানতেন না। রাসায়নিক বিক্রিয়ার সময় ধাতব পরমাণু ও কাইরাল অণুর মধ্যে যে পারস্পরিক ক্রিয়া ঘটে, তা স্পষ্ট ছিল। কিন্তু এই ক্রিয়া ঠিক কীভাবে ঘটত, সেটিই ছিল মূল প্রশ্ন।
ধাতব পরমাণু সাধারণত একই সময়ে একাধিক অণুর সঙ্গে পারস্পরিক ক্রিয়ায় অংশ নেয়। তাই কাগান ধারণা করলেন, রাসায়নিক বিক্রিয়ার সময় অনুঘটকের ধাতব পরমাণুটি অন্তত দুটি কাইরাল অণুকে আকর্ষণ করে। এরপর ডান-হাতি ও বাঁ-হাতি এন্যান্টিওমার একসঙ্গে মেশালে অনুঘটকের তিনটি ভিন্ন রূপ তৈরি হবে। নিচের ছবিতে এই রূপগুলো দেখানো হয়েছে। এগুলো হলো ডান-ডান, বাঁ-ডান এবং বাঁ-বাঁ।
ক্রেডিট: C. Puchot el at./Journal American Chemical Society (1986). DOI: 10.1021/ja00269a036
ডান-ডান ও বাঁ-বাঁ রূপের অনুঘটক দুটি পরস্পরের মিরর ইমেজের মতো উৎপন্ন পদার্থ তৈরি করবে। কিন্তু বাঁ-ডান রূপের অনুঘটকটি কীভাবে বিক্রিয়ায় অংশ নেবে?
এই যুক্তি থেকে কাগান এমন একটি বিষয় খুঁজে পেলেন, যা বাকি দুটির তুলনায় আলাদা আচরণ করছিল। সেটি ছিল বাঁ-ডান রূপের অনুঘটক। কাগান যখন অনুঘটকের মধ্যে বিভিন্ন অনুপাতে এন্যান্টিওমার মিশিয়ে রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটিয়ে পরীক্ষা করলেন, তখন দেখলেন, উৎপন্ন পদার্থে দুটি এন্যান্টিওমারের অনুপাতের সঙ্গে অনুঘটকে থাকা এন্যান্টিওমারের অনুপাতের সম্পর্কটি অন্য রসায়নবিদদের ধারণা অনুযায়ী সরলরৈখিক নয়।
বরং পরীক্ষার ফলাফল গ্রাফে বসিয়ে তিনি যে রেখাটি পেলেন, সেটি ছিল বাঁকানো। এর কারণ হলো, বাঁ-ডান রূপের অনুঘটকটি ডান-ডান বা বাঁ-বাঁ রূপের অনুঘটকের তুলনায় অনেক ধীরগতিতে রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটায়।
বাস্তবে এর অর্থ ছিল, কাগান এমন একটি পদ্ধতি খুঁজে পেয়েছেন, যার মাধ্যমে উৎপন্ন পদার্থে একটি নির্দিষ্ট এন্যান্টিওমারের গঠন বাড়িয়ে দেওয়া সম্ভব। এর ফলে তিনি ফ্র্যাঙ্কের মডেলের দ্বিতীয় শর্তটি পূরণ করতে সক্ষম হন।
১৯৮৬ সালে কাগান এমন তিনটি ভিন্ন অসমমিত রাসায়নিক বিক্রিয়ার বিবরণ প্রকাশ করেন, যেগুলোতে রসায়নবিদদের ভাষায় ‘অরৈখিক প্রভাব’ (Nonlinear effects) দেখা যায়। এটি ছিল রসায়নের ইতিহাসে একটি গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি। এরপর অনেক রসায়নবিদ এই নতুন ঘটনাটি নিয়ে গবেষণা শুরু করেন। তাঁদের মধ্যে একজন ছিলেন টোকিও ইউনিভার্সিটি অব সায়েন্সের কেনসো সোয়াই। তিনিই ২০২৬ সালের রসায়নে নোবেল পুরস্কারের পেছনে গড়ে ওঠা ধারণার ধারাবাহিকতায় শেষ সংযোগটি তৈরি করেন।
কেনসো সোয়াই এমন একটি অসমমিত রাসায়নিক বিক্রিয়া নিয়ে গবেষণা করছিলেন, যেখানে অরৈখিক প্রভাব ছিল বেশ বড়। বিক্রিয়াটির অনুঘটক এবং এর ফলে তৈরি হওয়া পদার্থের গঠন খুঁটিয়ে পরীক্ষা করতে গিয়ে তিনি লক্ষ করলেন, দুটির মধ্যে বেশ কিছু গুরুত্বপূর্ণ সাদৃশ্য রয়েছে। এই পর্যবেক্ষণ থেকেই তাঁর মাথায় একটি ধারণা এল। এমন কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়া নকশা করা সম্ভব কি, যেখানে স্বতঃঅনুঘটন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অনুঘটকটি নিজেই তৈরি হবে?
সেই সময়, অর্থাৎ নব্বইয়ের দশকের শুরুর দিকে, স্বতঃঅনুঘটন বিক্রিয়ার বেশ কয়েকটি উদাহরণ জানা ছিল। কিন্তু সেগুলোর কোনোটিই অসমমিত ছিল না। নানা ধরনের অণু নিয়ে পরীক্ষা চালিয়ে সোয়াই শেষ পর্যন্ত একটি কাইরাল পদার্থ খুঁজে পেলেন, যা বিক্রিয়ার মাধ্যমে নিজেই নিজের উৎপাদন বাড়াতে পারে। পদার্থটির নাম ৫-পাইরিমিডিল অ্যালকানল (5-pyrimidyl alkanol)।
১৯৯৫ সালে প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রে তিনি এই বৈপ্লবিক পরীক্ষাটির বিবরণ দেন। পরীক্ষার শুরুতে ৫-পাইরিমিডিল অ্যালকানলের দুটি এন্যান্টিওমারের মধ্যে একটির পরিমাণ অন্যটির তুলনায় ছিল মাত্র ২ শতাংশ বেশি। কিন্তু বিক্রিয়া শেষে এই আধিক্য বেড়ে দাঁড়ায় ৮৭ শতাংশে।
বিক্রিয়াটি ছিল স্বয়ংবর্ধক। অর্থাৎ, একটি নির্দিষ্ট এন্যান্টিওমার যত বেশি তৈরি হচ্ছিল, তার উৎপাদন তত বেশি উৎসাহিত হচ্ছিল। এভাবে সোয়াই ফ্র্যাঙ্কের মডেলের সব কটি শর্ত পূরণ করতে সক্ষম হন। তবে জীবজগতে দেখা যাওয়া অবস্থার মতো ১০০ শতাংশ এন্যান্টিওমার বিশুদ্ধতা অর্জন করা সম্ভব হয়নি।
এরপর আরও আট বছর ধরে সোয়াই সর্বোত্তম স্বতঃঅনুঘটন প্রক্রিয়ার সন্ধান চালিয়ে যান। অবশেষে ২০০৩ সালে তিনি এমন একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া উপস্থাপন করতে সক্ষম হন, যেখানে একটি এন্যান্টিওমার অন্যটির তুলনায় বেশি পরিমাণে তৈরি হয় এবং এরপর সেই এন্যান্টিওমার নিজেই নিজের অনুলিপি তৈরি করতে থাকে। জীবনের সূচনালগ্নের পর এই প্রথম কেউ অ-কাইরাল অণুর সমন্বয় থেকে সফলভাবে কাইরাল বৈশিষ্ট্য সৃষ্টি করতে সক্ষম হন।
ক্রেডিট: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences
সোয়াই বিক্রিয়াকে (Soai reaction) এ পর্যন্ত পরিচালিত সবচেয়ে নিখুঁত ও চমৎকার রাসায়নিক পরীক্ষাগুলোর মধ্যে অন্যতম বলে মনে করা হয়। সোয়াই যখন এই অনুঘটক প্রক্রিয়া শুরু করেন, তখন দুটি এন্যান্টিওমারই তৈরি হয়েছিল। কিন্তু পুরো প্রক্রিয়াটি দৈব ঘটনার ওপর নির্ভর করায় একটির পরিমাণ অন্যটির তুলনায় সামান্য বেশি হয়েছিল। এই সামান্য আধিক্যই যথেষ্ট ছিল। এর ফলে ওই এন্যান্টিওমারটি ধীরে ধীরে পুরো রাসায়নিক বিক্রিয়ার ওপর আধিপত্য বিস্তার করে। শেষ পর্যন্ত উৎপন্ন পদার্থের ৯৯.৯৯ শতাংশ পর্যন্ত ওই একটি এন্যান্টিওমার হতে পারে।
সোয়াই যখন একই বিক্রিয়া আবার ঘটান, তখন অন্য এন্যান্টিওমারটিও একইভাবে প্রাধান্য বিস্তার করতে পারে। অর্থাৎ, বিক্রিয়ার শেষে তিনি কোন এন্যান্টিওমারটি বেশি পরিমাণে পাবেন, তা নির্ভর করে বিক্রিয়ার শুরুতে দৈবক্রমে কী ঘটেছিল তার ওপর।
সোয়াই বিক্রিয়াটি কৃত্রিম। জীবজগতের রসায়নে যেভাবে প্রক্রিয়াগুলো ঘটে, এটি তার থেকে আলাদা। তবু এই আবিষ্কার জীবনের উৎপত্তি সম্পর্কে জানতে আগ্রহী রসায়নবিদদের মধ্যে নতুন উদ্দীপনা সৃষ্টি করেছে। বর্তমানে বিশ্বের বিভিন্ন প্রান্তের গবেষকেরা সোয়াইয়ের সাফল্যের পুনরাবৃত্তি করার চেষ্টা করছেন। তবে তাঁদের লক্ষ্য এবার হোমোকাইরাল অ্যামিনো অ্যাসিড ও শর্করার অণু তৈরি করা।
কাগানের আবিষ্কৃত অরৈখিক প্রভাব এখন নতুন রাসায়নিক বিক্রিয়া নকশা করার ক্ষেত্রে রসায়নবিদদের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ হাতিয়ার হয়ে উঠেছে। কোনো বিক্রিয়ায় অরৈখিক প্রভাব দেখা গেলে, সেই তথ্য থেকে রসায়নবিদেরা বিক্রিয়াটি কীভাবে ঘটছে, সে সম্পর্কে ধারণা পান। এই তথ্য কাজে লাগিয়ে তাঁরা বিক্রিয়াটিকে আরও উন্নত করতে পারেন, যাতে উৎপন্ন পদার্থের যতটা সম্ভব বিশুদ্ধ এন্যান্টিওমার পাওয়া যায়।
জীবিত প্রাণীর সঙ্গে মিথস্ক্রিয়া ঘটানোর জন্য তৈরি বিভিন্ন পদার্থ উৎপাদনকারী প্রতিষ্ঠানের কাছে এই বিষয়টি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এর মধ্যে রয়েছে ওষুধ, খাবারের স্বাদ ও সুগন্ধ তৈরির উপাদান এবং কৃষিতে ব্যবহৃত রাসায়নিক পদার্থ। কিছু ক্ষেত্রে নতুন ধরনের উপকরণ তৈরির জন্যও বিশুদ্ধ এন্যান্টিওমার উৎপাদন গুরুত্বপূর্ণ।
২০২৬ সালের রসায়নে নোবেল পুরস্কারপ্রাপ্ত এই আবিষ্কারগুলোর কল্যাণে রসায়নবিদেরা তাঁদের দৈনন্দিন গবেষণা ও কাজের জন্য বেশ কিছু মৌলিক নতুন হাতিয়ার পেয়েছেন। তবে এর চেয়েও গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হলো, এই আবিষ্কারগুলো রসায়নের অন্যতম বড় একটি রহস্যের সমাধানে অবদান রেখেছে। সেই রহস্যটি হলো, জীবজগতের সব প্রাণীর মধ্যে দেখা যাওয়া হোমোকাইরালিটি কীভাবে সৃষ্টি হতে পারে।
নিয়মিত আপডেট পেতে সাবস্ক্রাইব করুন আমাদের নিউজলেটারে এবং ফলো করুন আমাদের টেলিগ্রাম, ইনস্টাগ্রাম, টুইটার এবং ফেসবুক-এ। এছাড়াও যুক্ত হতে পারেন আমাদের ফেসবুক গ্রুপে।
এই নিবন্ধটি Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License-এর অধীনে লাইসেন্সকৃত। পুনঃপ্রকাশের জন্য পুনঃপ্রকাশের নির্দেশিকা দেখুুন।
