月之女神——硒

硒（Se）是一种非金属元素，在化学元素周期表中位于第四周期VIA族（第34号元素），是人体必需的微量元素之一，被誉为“抗癌之王”。关于硒的传说有很多，最早可以追溯到公元13世纪马可波罗（图1）讲述的牲畜食草后蹄子脱落事件[1]；至于近代，1935年黑龙江省爆发的克山病就是由于当地居民身体缺乏硒元素导致的[2]。一系列事件为硒披上了一层神秘面纱，下面我们将走进硒的真实世界，破解其背后的秘密。

图1  马可波罗肖像

硒的发现者名为贝采里乌斯（图2），瑞士人。他从小父母双亡，和妹妹相依为命，历经坎坷最终顺利完成学业。成年后他的运气并没有得到改善，身体经常患病，多次创业失败。艰难困苦和挫折没有击垮这位硬汉，他依旧乐观生活，笑对人生，这可能与他的童年经历有关，年幼时期的苦难锤炼了他强大的内心世界。

图2  贝采里乌斯肖像 1816年，贝采里乌斯的人生迎来了重要转机，这一年他和几个朋友承包了瑞典最大的化工厂——格里普斯霍尔摩化工厂，他们在生产中发下了一个奇怪的现象，该厂使用的硫源硫铁矿会产生红色的淤泥，贝采里乌斯强大的科学敏感性让他直觉这背后一定隐藏着不为人知的秘密。经过周密的讨论和严谨的实验分析，他成功发现了一种新的元素——硒，这种新的元素具有和硫和碲相似的性质。碲（tellur）在拉丁语中是地球（大地女神）的意思，贝采里乌斯将这种新的元素命名为硒（selenium），即希腊语中的月亮女神（selene，图3），取地球和月亮联系紧密，难以分离的寓意。

图3  月神雕像 在硒被发现后的100多年里，它一直被冠上有毒化学元素的帽子，因此对硒的研究一直没有多大的进展。1915年Walker和Klein建议将硒用于癌症的化学治疗，硒的研究真正开启了新纪元[3]。

硒在农业生产中的应用

科学家发现，利用汞和硒(Se)之间的拮抗作用，在农产品的生产过程中适量添加硒元素，可以有效减少环境中的汞污染对人体造成伤害，保障农产品的质量。在一些国家，富硒鱼（图4）很受消费者的欢迎，占据了稳定的消费市场[4]。

图4  富硒鱼 土壤施硒和农作物喷硒是生产富硒食品最常见的两种方式, 首先将无机硒转化为有机硒，再通过食物链进入人体。开发富硒农产品所需的技术与资金投入较少,产投比很高, 投资者普遍看好富硒食品市场[5]在湖北恩施和陕西安康，富硒农业已发展出了一定的规模，原本普通的廉价农产品，经过功能化和品牌化后，身价倍增。

硒在工业生产中的应用

硒在工业上的应用主要集中在电池领域。大约140年前，第一个固态太阳能电池就是以硒为基础制造出来的。硒由于能够低温处理和拥有较好的环境稳定性，使其能够在制造廉价太阳能电池中得到利用[6]，钾硒电池被认为是极佳的固定储能方案[7]。硒是制造晶体管、超导体和多功能材料的重要来源[8]，利用硒的光电导效应，可以制造光电管、信号继电器等仪器。高纯硒(99.99%)和硒合金在光电复印机中是主要吸收光的介质，用于制作普通纸复印机和激光印刷机的感光器。 在玻璃制造中，改变硒的含量，可以制造出颜色各异的功能玻璃。每天在路上见到的交通信号灯的红灯（图5），就是添加了硒的特殊玻璃。在化工行业中，硒单质及其化合物常常扮演着催化剂的角色。有机硒可用于靛红、含氮官能团、醛酮的催化氧化。一些传统方法无法实现的物质转化，经过特定的有机硒化合物催化，就能够顺利实现。有机硒催化的氧化反应，多使用过氧化氢做氧化剂，开发新型的有机硒催化剂，能使反应更加廉价、安全，具有重要的应用价值和光明的发展前景[9]。

图5  红绿灯

硒在生命科学中的应用

硒能提高人体自身的免疫能力[10],是保证免疫系统和甲状腺功能正常运行所必需的微量元素。硒在生命活动当中作用巨大，但这并不意味着摄入硒越多越好，过多的硒反而会造成危害。针对具体的情况，还需制定个性化的补硒方案。流行病学研究表明，自身免疫性甲状腺炎、Graves病和甲状腺肿与个体的低硒状态有关。在Graves病中，适量补充硒可以缓解甲亢（图6）症状，改善轻症患者的眼部病变，提高生活质量，在临床治疗中得到广泛应用[11]。硒还具有保护胰腺的作用，慢性胰腺炎(CP)是一种慢性胰脏炎症和纤维化疾病，通过注入胰酶和抗氧化剂(多种维生素、硒和蛋氨酸的组合)，可以控制患者的症状[12]。

图6  甲亢 流行病学研究表明，适量摄入硒可以降低肿瘤的发生率，对预防癌症具有一定效果[13]。体内硒含量较高的男性，患前列腺癌的风险相对较低。一项关于硒补剂的实验研究发现，每天摄入200µg硒补剂的人患上前列腺癌、食管癌、结直肠癌和肺癌的概率远低于其他普通人。在肝癌、前列腺癌、结肠直肠癌和肺癌的治疗中，硒干预已显示出其效果[14]。

小结

历经千辛万苦，凭借不懈努力和一片赤诚，贝采里乌斯终于获得了“月神”的垂青，使其降临人间。如今，硒已融入我们了现代生活当中，在农业、工业、生命科学领域内，发挥着无可替代的重要作用。更廉价、更安全、更环保的硒化物是引起相关行业变革的导火索，寻找新的反应路径，改进生产工艺应当是今后研究的一大重点。 科学研究注定不会是一帆风顺的坦途，后继的科研工作者需要传承和发扬贝采里乌斯百折不挠、勇往直前的科学家精神，学会坚持不懈，苦中作乐。法国作家莫泊桑曾经说过：“献身科学就没有权利再像普通人那样生活，必然会失掉常人所能享受的不少乐趣”，王选院士（图7）在这句话后面又加了一句：“但也会得到常人所享受不到的很多乐趣”[15]。

图7  王选院士