Арне Тиселиус (; 10 августа 1902, Стокгольм — 29 октября 1971, Уппсала) — шведский биохимик, член Шведской АН и президент с 1956 года. Лауреат Нобелевской премии по химии (1948).
Биография Арне Вильгельм Каурин Тиселиус родился в Стокгольме 10 августа 1902 года в семье Ганса Абрахама Йисона Тиселиуса и Розы Каурин, дочери настоятеля горного прихода в центре Норвегии.
Арне посещал гимназию (в наст. Vasa Laroverk), директором которой был его дед. Именно там учитель химии и биологии, доктор Людвиг Йоханссон, заметил способности Тиселиуса и, впечатлённый ими, дал ему личный ключ от школьной лаборатории, чтобы тот мог проводить эксперименты после занятий. Вскоре Тизелиус решил, что он хотел бы учиться под руководством Теодора Сведберга в Уппсале. При финансовой поддержке некоторых друзей семьи он был зачислен в университет Уппсалы в 1921 году. После трех лет обучения он получил первую степень по химии, физике и математике. В качестве подработки стал ассистентом метеорологического института в университете, оставаясь на этой должности до 1925 года, после чего стал ассистентом-исследователем по физической химии под руководством Теодора Сведберга. В 1930 г. защитил докторскую диссертацию на тему «Изучение электрофореза протеинов с помощью метода движущейся границы».
В 1938—1968 годах Тиселиус был профессором биохимии и директор Биохимического института в университете Уппсалы.
28 октября 1971 года Арне Тиселиус перенес тяжёлый сердечный приступ и на следующее утро скончался.
Семья Фамилия досталась от бабушки, фру Йохансен (урождённая Тисель (Tisell)). Несколько её предков были учёными, особенно интересовавшимися биологией. В конце XVII века члены этой семьи были священнослужителями, интересовавшимися научными изысканиями. К XVIII веку в семье были владельцы литейных фабрик и фермеры.
Отец Тиселиуса работал в страховой компании Стокгольма. Получил степень по математике в университете Уппсалы. Его дед, Нильс Абрахам Йоханссон, и брат деда также имели степень университета Уппсалы по математике и биологии соответственно. Н. А. Йоханссон стал доцентом математики Уппсалы, а позднее переехал в Гётеборг, где сначала был преподавателем, а затем директором известной гимназии.
После преждевременной кончины Ганса Тиселиуса в 1906 году фру Тиселиус перевезла Арне и его младшую сестру в Гётеборг, где жили бабушка и дедушка Арне, и где семья имела несколько близких друзей, которые в различных аспектах могли поддержать вдову в сложной ситуации с двумя маленькими детьми.
Арне Тиселиус в 1930 году женился на Грете Дален (Greta Dalén). У них были дочь и сын. Дочь, Ева, вышла замуж за Торгни Болина (Torgny Bohlin), который стал профессором в Бергене, Норвегия. Сын, Пер, изучал медицину и является специалистом в ревматологии.
Основные темы исследований В основном исследовал:
Методы электрофоретических и хроматографических исследований высокомолекулярных соединений; Доказал комплексную природу белков сыворотки крови.
Исследования электрофореза В 1926 году Тиселиус совместно со Сведбергом опубликовал свою первую статью с описанием U-образной трубки для электрофореза с сегментами из кварца. За миграцией границ белка следили по поглощению ультрафиолета. Потенциал был приложен к устройству от аккумуляторных батарей через обратимый цинк-сульфатный электрод и эксперимент был проведен в комнате «с достаточно постоянной температурой». Были проведены измерения электрофоретической подвижности яичного альбумина в ацетатном буфере в диапазоне рН от 3,4 до 5,75, и, путём интерполяции кривой подвижности, изоэлектрическая точка была найдена при рН 4,7.
Тиселиус продолжил исследования в этой области. Он внес обширный раздел в большое немецкое руководство по методам определения подвижности и заряда коллоидных частиц, охватывая, как теоретические, так и экспериментальные аспекты. В дополнение он помогал Сведбергу со вторым, переработанным и дополненным изданием его «Коллоидной химии», а также написал статью о вычислении термодинамических характеристик коллоидных растворов из измерений на ультрацентрифуге. В январе 1928 года он сдал экзамен на получение степени лиценциата по химии, что было необходимо для продолжения работы над докторской диссертацией.
В 1930 году результаты изучения его комплексного и экспериментального метода движения границ для исследования электрофореза белков были опубликованы в качестве диссертации на соискание научной степени доктора в Уппсале. Эта работа в течение многих лет оставалась классической по данному предмету. С технической стороны температура строго контролировалась термостатом, и из экспериментов с переменным током установили, что предельный ток нагрузки соответствует бесконвекционной миграции. Предыдущий электрод был заменен на хлорид серебра, теоретически был вычислен требуемый объём для электродных сосудов. Усовершенствованы оптические и фотографические условия, установлена концентрационная шкала абсорбции света, приведены теоретические обоснования использования 50 % концентрационной точки как определение подлинного расположения границы. В рассмотрение граничных аномалий включено экспериментальное определение ионной силы буфера, которая требуется для их подавления; категорические различия были сделаны между характерами поведения границ при аномальной миграции и поведением, возникающим из электрохимической негомогенности белковых препаратов. Протестировано электрофоретическое поведение некоторых хорошо определенных белков, таких как яичный альбумин, сывороточный альбумин и фикоэритрин, а при смешении таких однородных белков показана независимость миграции компонентов. Препараты соль-фракционирования лошадиного сывороточного глобулина показали негомогенность миграции, но никаких определенных точек перегиба при регистрации фотографических кривых не обнаружили.
В результате успеха своей диссертации Тиселиус был назначен доцентом.
В то время, когда он был вовлечен в работу над диссертацией, он читает лекции по биохимии, которая не была включена в учебную программу университета Уппсалы. Он увлекся изменчивостью и особенно спецификой природных веществ. Тот факт, что белковые препараты проявлялись однородно в ультрацентрифуге, не обязательно вели себя однородно в электрофорезе, постепенно убеждал его, что определение, разделение и очистка являлись фундаментальными проблемами для всей биохимии, они требуют применения разнообразных методик с учетом широкого диапазона веществ. Он сделал существенный вклад в эти вопросы благодаря своей дальнейшей исследовательской деятельности.
Хотя Тиселиус был назначен доцентом, его зарплата оставалась как у ассистента физической химии в течение ещё двух лет, пока не появилась стипендия доцента химии. Такие ведомственные стипендии изначально давали на три года и обычно продлевались на следующие три года с возможностью расширения её на седьмой год. В исключительных случаях могли наградить стипендией на другие 6 лет но таких было всего несколько и все факультеты конкурировали за них. Университет имел несколько постоянных академических назначений, а по истечении стипендии доценты были вынуждены искать себе работу за пределами университета. В университете Уппсалы было одно место в органической, одно в общей и неорганической химии и дополнительно персональное место Сведберга в физической химии. Ситуация в других шведских университетах была аналогичной. В 1930 году Тиселиус женился на Грете Дален; теперь у них была молодая семья, и они беспокоились о будущем. Место в общей и неорганической химии в Уппсале должно было стать вакантным в 1936 году. Он чувствовал своим долгом попробовать получить место в Уппсале и решил направить свои исследовательские интересы в область, которая была бы полезна его кандидатуре.
Он увлекся необычной способностью определённых цеолитных минералов к обмену их кристаллизованной воды на другие вещества, со способностью кристаллической структуры цеолита оставаться целой даже после удаления кристаллизационной воды вакуумированием. Было известно, что изменялись оптические свойства высушенных кристаллов при удалении воды, но никаких количественных изучений данного явления сделано не было.
На тот момент в Уппсале велись обширные исследования по диффузии белков в растворе, и Тиселиус интересовался, как можно использовать оптические свойства кристаллов для определения скорости диффузии воды в цеолите — тема, которую можно было бы считать более родственной к неорганической химии, чем к электрофорезу. Были проведены несколько предварительных экспериментов с цеолитом, полученным из шведской минералогической коллекции, но так как они были низкого качества, он решил снарядить собственную экспедицию для получения лучших образцов. Летом 1932 года он совершил длительное путешествие к некоторым наиболее удаленным из Фарерских островов в Атлантическом океане.
С этими образцами Тиселиус выяснил контролирующие параметры и разработал элегантный и точный метод измерения диффузии водяного пара и других газов в кристаллах цеолита. Исследования были расширены до изучения кинетики диффузии и адсорбции различных газов в негидратированных кристаллах, эта работа свершается благодаря стипендии Рокфеллера с 1934—35 года, когда Тизелиус работал в Соединенных Штатах совместно с Хью. С. Тейлором в университете Принстона.
Перед отъездом в Принстон он признался, что если бы был полностью независимым, то сконцентрировался бы на биохимии, где обдумывал некоторые самые интригующие проблемы современной науки, которые все ещё ждали решения. Однако из-за подавленных экономических условий Швеции в то время (компании Kreuger рухнули осенью 1932 года и возникла тяжелая общая безработица) была маленькая надежда на новую постоянную должность в университете, и он почувствовал необходимость получения места в неорганической химии университета Уппсалы.
Через некоторое время после возвращения Тиселиуса в Швецию, Гуннар Хагг был назначен на должность по неорганической химии в Уппсале, выбор, который Тиселиус посчитал бесспорно верным. Назначив, комитет однако подчеркнул, что выдающиеся достижения Тиселиуса сделали его достойным профессионального статуса, хотя подходящей должности не было.
Систематический пересмотр базовых экспериментальных факторов электрофореза привел к конструкции аппарата, радикально нового дизайна, который был впервые использован в течение 1936 года. Круглое сечение всех предыдущих U-образных трубок было заменено ячейками, имеющими длинное узкое поперечное сечение. Заданная площадь поперечного сечения позволила значительно увеличить оптическую чувствительность и более эффективно удалять тепло, выделяемое при прохождении электрического тока, таким образом минимизировав риск нарушения границы, возникающей из-за тепловой конвекции. В дальнейшем вероятность тепловой конвекции была сокращена путём эксплуатации оборудования при температуре 0—4°С — температурный диапазон, в котором плотность буферного раствора достигает максимума и меняется незначительно при изменении температуры. U-трубка была сконструирована из стеклянных секций, которые имели концевые пластины, способные легко перемещаться друг относительно друга при помощи простого пневматического устройства. Это способствовало формированию четкой границы между белком и буферными растворами, а вместе с противотоковой жидкостью сделало возможным изоляцию электрофоретически разделенных образцов для химических и биологических экспериментов в конце потока. За движением границы белок-буфер следили рефрактометрически при помощи метода Топлеровской полосы, используя видимый свет, который разрешал как прямые, так и фотографические наблюдения.