לאחר שקיבל את תואר הדוקטורט מאוניברסיטת הרווארד, לימד לואיס במשך כשנה באוניברסיטה, עד שקיבל משרת מחקר בגרמניה, שהייתה מרכז הכימיה הפיזיקלית, ונסע ללמוד תחת הדרכתם של וילהלם אוסטוולד, מומחה לכימיה פיזיקלית, בלייפציג, ווולטר נרנסט בגטינגן. לאחר מכן הוא חזר לאוניברסיטת הרווארד כמדריך למשך שלוש שנים נוספות, וב-1904 הוא עזב לאיי הפיליפינים כדי להתמנות למפקח על מחלקת המידות והמשקלות בעיר מנילה. בשנה שלאחר מכן הוא חזר לקיימברידג' כאשר המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) העסיק אותו בפקולטה, שבה הייתה לו הזדמנות לעבוד ביחד עם קבוצת מומחים לכימיה פיזיקלית מהשורה הראשונה, וכל זאת תחת הדרכתו של ארתור איימוס נויס. מעמדו השתפר במהירות, והוא התמנה לעוזר פרופסור ב-1907, פרופסור חבר ב-1908, ופרופסור במשרה מלאה ב-1911. הוא עזב את MIT על מנת להתמנות לפרופסור לכימיה פיזיקלית ודיקן הקולג' לכימיה באוניברסיטת קליפורניה בברקלי, ב-1912. היכל לואיס בברקלי, שנבנה ב-1948, קרוי על שמו.
המשך הקריירה.
ב-1908 פרסם לואיס את הראשון מבין סדרה של מאמרים על תורת היחסות, שבו הוא גזר את יחס המסה-אנרגיה בדרך שונה מהאופן שבו עשה זאת אלברט איינשטיין. כמו כן, הוא הציג במאמר נוסף את הרעיון התרמודינמי של פונקציית המצב החולף (Fugacity).
ב-21 ביוני 1912, הוא התחתן עם מארי הינקלי שלדון, בתו של פרופסור לשפות רומאניות מהרווארד. לזוג נולדו שני בנים, ששניהם התמנו לבסוף לפרופסורים לכימיה, ובת אחת.
ב-1913 נבחר לכהונה באקדמיה הלאומית למדעים, וב-1934 התפטר מתפקידו במחאה על הפוליטיקה הפנימית של הארגון.
ב-1916 הוא ניסח מבחינה פורמלית את הרעיון שקשר קוולנטי מורכב מזוג אלקטרונים שנחלק בין שני אטומים, והגדיר את המונח מולקולה אי-זוגית עבור מולקולה שלא חולקת את האלקטרון. רעיונותיו על קשרים כימיים הורחבו על ידי אירווינג לנגמויר והפכו להשראה למחקרים על טבעו של הקשר הכימי שבוצעו על ידי לינוס פאולינג. בשנה זו הוא פרסם את מה שהיה עתיד להיקרא מבנה לואיס ואת מודל האטום הקובייתי.
ב-1919, על ידי חקירת התכונות המגנטיות של תמיסות חמצן בחנקן נוזלי, הוא מצא שנוצרות מולקולות O4. הייתה זו העדות הראשונה לקיומו של חמצן טטרא-אטומי.
ב-1923 הוא ניסח את תאוריית זוגות האלקטרונים של תגובות חומצה-בסיס. בתאוריה שכונתה תאוריית לואיס של חומצות ובסיסים, חומצת לואיס קולטת זוג אלקטרונים ובסיס לואיס תורם זוג אלקטרונים. באותה שנה הוא פרסם את ספרו "ולנטיות והמבנה של אטומים ומולקולות".
תוך התבססות על עבודתו של ג'יי. וילארד גיבס, היה ידוע שתגובות כימיות מתקדמות לכיוון שיווי המשקל שנקבע על ידי האנרגיה החופשית של החומרים שמשתתפים בתגובה. לואיס הקדיש 25 שנים לקביעת האנרגיות החופשיות של מגוון חומרים. ב-1923 הוא ומרל רנדול פרסמו את תוצאות המחקר הזה, שעזר לתת ניסוח מתמטי לתרמודינמיקה הכימית המודרנית.
ב-1926 הוא טבע את המונח פוטון לציון היחידה הקטנה ביותר של אנרגיית קרינה.
ב-1933, לואיס היה הראשון שהפיק דגימה טהורה של דאוטריום חמצני (מים כבדים). באמצעות האצת דאוטרונים (גרעיני דאוטריום) בציקלוטרון על שם ארנסט לורנס, הוא היה מסוגל לחקור תכונות רבות של גרעיני האטומים. במהלך שנות ה-30, הוא היה יועץ פקולטה ומדריך אישי לגלן תיאודור סיבורג, שעבד אצל לואיס כעוזר מחקר עבור עבודת הפוסט-דוקטורט שלו לפני שזכה בפרס נובל לכימיה ב-1951 וזכה לכך שהיסוד סיבורגיום ייקרא על שמו.
בשלהי חייו.
בשלהי חייו, קבע לואיס כי זהירה של מולקולות אורגניות כוללת מצב טריפלט מעורר (מצב שבו האלקטרונים שבדרך כלל יזווגו עם ספינים מנוגדים יקבלו עירור כך שווקטורי הספין שלהם יהיו באותו כיוון) ומדד את התכונות המגנטיות של מצב הטריפלט.
במהלך הקריירה שלו הוא פרסם מאמרים על מספר רב של נושאים מלבד אלו שהוזכרו למעלה, בנושאים שנעו בין טבעו של קוואנט האור ועד לכלכלה של יציבות מחירים.
הוא נפטר בגיל 70 כתוצאה מהתקף לב בזמן ששהה במעבדתו בברקלי. הוא עבד על ניסוי עם מימן ציאנידי נוזלי, ואדים רעילים משורת מבחנות שבורה דלפו לחלל המעבדה כאשר תלמיד שסיים את לימודיו מצא את גופתו חסרת החיים של הפרופסור שרועה על שולחן עבודה. הפתולוג קבע שלואיס מת כתוצאה ממחלת עורקים כלילית; אולם, מספר אנשים מאמינים שייתכן ומדובר בהתאבדות. אחד מהפרופסורים בדימוס של ברקלי, ויליאם ג'ולי, שסיפר על הדעות השונות בנוגע למותו של לואיס במאמר שכתב, טען שרוב אנשי המחלקה לכימיה סבורים שלואיס התאבד.
הסבר אפשרי לתאוריות ההתאבדות היה הדיכאון של לואיס בעקבות ארוחת הצהריים עם אירווינג לאנגמיור. ביום שבו לואיס מת, לאנגמיור ולואיס נפגשו לארוחת צהריים בברקלי. דווח על ידי מספר עמיתים שלהם שלואיס חזר מהארוחה במצב רוח קודר. הוא שיחק במשך זמן מה ברידג' עם חלק מחבריו, אולם נטש את המשחק וחזר לעבוד במעבדתו. שעה אחת לאחר מכן, לואיס כבר היה מת. ניירותיו של אירווינג לאנגמיור מספריית הקונגרס מאשרים שהוא היה בקמפוס של האוניברסיטה באותו יום, כיוון שהיה אמור לקבל תואר של כבוד.
חייו האישיים.
ב-21 ביוני 1912, נישא לואיס למרי הינקלי שלדון, בתו של פרופסור לשפות רומאניות מאוניברסיטת הרווארד. נולדו להם שני בנים, אשר שניהם נהיו לפרופסורים בכימיה, וכן בת.
Mycobacterium tuberculosis
Mycobacterium tuberculosis הוא חיידק שגורם לרוב המקרים של מחלת השחפת בבני אדם. הוא תואר לראשונה ב-24 במרץ 1882, על ידי רוברט קוך, שקיבל ב-1905 את פרס נובל לפיזיולוגיה ורפואה בעקבות הגילוי; החיידק ידוע גם בשם Koch's bacillus (הבצילוס של קוך). מיפוי רצף הבסיסים בגנום של החיידק הושלם ב-1998.
פיזיולוגיה.
"M.tuberculosis" הוא חיידק אווירני אובליגטורי (מיקובקטריום גראם-חיובי). בעוד שחיידקי "Mycobacteria" לא נראים כמתאימים לקטגוריה של גראם-חיוביים מנקודת מבט ניסויית (כלומר, הם לא שומרים על הצבע הסגול בצביעת גראם), הם מסווגים כחיידקים גראם-חיוביים יציבי-חומצה (תכונה המתייחסת ליכולתם של מספר סוגי חיידקים לא לעבור תהליך של איבוד צבע על ידי חומצה במהלך תהליכי צביעה) בגלל חוסר קרום התא החיצוני. החיידק מתחלק כל 15 עד 20 שעות – קצב איטי מאוד ביחס לחיידקים אחרים, שזמן החלוקה שלהם נמדד בדרך כלל בדקות (לדוגמה, החיידק E.coli מסוגל להתחלק בתנאים מיטביים כל 20 דקות). החיידק הוא בצילוס קטן, דמוי מתג, שיכול לעמוד בפני חיטוי חלש, יכול לשרוד בתנאי יובש במשך מספר שבועות ומסוגל לגדול רק בתוך אורגניזם מארח.
זיהוי.
"M.tuberculosis" מזוהה במיקרוסקופ באמצעות מאפייני הצביעה שלו: הוא שומר על מספר צבעים לאחר שהוא נשטף בתמיסה חומצית, ולפיכך, הוא מסווג בתור "בצילוס יציב-חומצה" (AFB). בשיטת הצביעה הנפוצה ביותר, צביעת ציל-נילסן, AFB צבועים באדום בהיר, שבולט מאוד על פני הרקע הכחול. בצילוסים יציבי-חומצה יכולים להיראות גם במיקרוסקופ פלואורסצנטי, ובצביעת אוראמין-רודאמין. הסיבה לתכונת יציבות החומצה היא דופן התא השעוונית העבה של החיידק. תכונת השעווניות של דופן התא היא בעיקר בגלל נוכחותן של חומצות מיקוליות (שנתנו למשפחת החיידקים הזאת את שמה) על קרום התא.
דופן התא השעוונית אחראית גם ליצירה הטיפוסית של מוקדים במחלת השחפת. המרכיב האחראי, טרהלוז דימיקולאט, נקרא גורם המֵיתר. קשה מאוד לגדל חיידקי "M. tuberculosis" ולרוב עושים שימוש במצע לוונשטיין-ינסן למטרה זו, אולם תוצאות מהירות יותר מושגות באמצעות מצע מידלברוק.
טיפול: העמידות הגבוהה של החיידק מחייבת מתן של מספר אנטיביוטיקות לפרק זמן ממושך. כדוגמת ריפמפין, סטרפטומיצין, פירזנמיד.
הערות שוליים.
Clostridium perfringens
Clostridium perfringens (בעבר היה ידוע בשם "Clostridium welchii") הוא מין של חיידק יוצר נבגים, אל-אווירני אובליגטורי, חיובי במבחן CAMP הפוך, בעל מורפולוגיה של מתג, גראם-חיובי מהסוג "Clostridium". החיידק נמצא בכל מקום בטבע וניתן למצוא אותו בין השאר בירקות הנמצאים בתהליכי ריקבון, משקעים ימיים, במעיים של בני אדם וחולייתנים אחרים, חרקים ובאדמה. כל דגימת קרקע שנבדקה אי פעם, למעט דגימות מחולות הסהרה, הכילה כמות מסוימת של "C. perfringens".
מאפייני ההדבקה.
"C. perfringens" מתפקד במחלות רבות כחלק לא משמעותי מהפלורה הטבעית של הגוף. במקרה זה, התפקיד שלו במחלה קטן ואיננו משמעותי.
למחלות שנגרמות מחיידק זה יש תסמינים של נקרוזה רקמתית, בקטרמיה, נפחת, ונמק כתוצאה מהצטברות גזים, הידוע גם בשם מיונקרוזה קלוסטרידיאלית. הרעלן המעורב בנמק הגזי ידוע בשם אלפא-טוקסין, והוא חודר לתוך ממברנת הפלזמה של התאים, וגורם ליצירת מרווחים בקרום התא שמפריעים לתפקודי התא הרגילים.
הפעילות של "C. perfringens" על גופות מתים ידועה לעובדי חדרי מתים בתור רקמת גז (הגורמת לריקבון מהיר של הגווייה) וניתן לעצור אותה רק באמצעות חניטה.
הרעלת מזון.
מספר זנים של "C. perfringens" מייצרים רעלנים שגורמים להרעלת מזון אם בולעים אותם. בממלכה המאוחדת ובארצות הברית הזנים הללו הם הגורם השלישי הנפוץ ביותר למחלות הקשורות למזון, כאשר הסיבות לנוכחותו הן בדרך כלל הכנה לקויה של הבשר למאכל או ניקוי לא טוב של הבשר מנוכחות החיידק. האנדוטוקסין המתווך במחלה עמיד ברוב המקרים לטמפרטורה גבוהה וניתן לגלות אותו במזון מזוהם ובצואה.