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        2014年諾貝爾化學獎揭曉

        [日期:2014-10-21] 作者:化學組 次瀏覽 [字體: ]
        2014年諾貝爾化學獎揭曉

        Eric Betzig

        Stefan W. Hell

        William E. Moerner

        北京時間10月8日下午5點52分,2014年諾貝爾化學獎揭曉,美國及德國三位科學家Eric Betzig、Stefan W. Hell和William E. Moerner獲獎。獲獎理由是“研制出超分辨率熒光顯微鏡”。三人將均分800萬瑞典克朗獎金。

        Eric Betzig,美國公民。1960年出生于美國密歇根州安娜堡市。1988年從康奈爾大學獲得博士學位。目前為霍華德-休斯醫學研究所團隊負責人。

        Stefan W. Hell,德國公民。1962年出生于羅馬尼亞阿拉德。1990年從德國海德堡大學獲得博士學位。目前為德國馬普生物物理化學研究所主任、及德國癌癥研究中心分部主任。

        William E. Moerner,美國公民。1953年出生于美國加州普萊森頓。1982年從康奈爾大學獲得博士學位。目前為美國斯坦福大學化學教授及應用物理學教授。

        突破光學顯微鏡的極限

        很長一段時間里,科學家認為光學顯微鏡有一個極限:光學顯微鏡無法獲得比半光波長更好的分辨率。在熒光分子的幫助下,今年諾貝爾化學獎的幾位獲得者巧妙的繞開了這種極限。他們突破性的研究將光學顯微鏡帶入了納米維度。

        在納米顯微鏡下,科學家實現了活體細胞中單個分子通路的可視化。他們能夠觀察到分子是如何在大腦神經細胞之間生成神經突觸;他們可以追蹤帕金森病、阿爾茲海默癥和亨廷頓癥患者體內相關蛋白的累積情況;他們還能跟蹤受精卵在分裂形成胚胎時蛋白質的變化過程。

        幾乎顯而易見的是,科學家是可以在最小分子水平上對活體細胞進行研究的。1873年,顯微鏡學家Ernst Abbe提出影響傳統光學顯微鏡最大分辨率的一個物理極限:無法小于0.2微米。因為成功突破了這種極限,Eric Betzig, Stefan W. Hell和William E. Moerner被授予2014年的諾貝爾化學獎。由于他們的貢獻,我們可以利用光學顯微鏡對納米世界一探究竟。

        這次獲獎的是兩項獨立的技術。第一項是Stefan Hell于2000年研制的受激發射減損(STED)顯微技術。此項技術采用了兩束激光;一束負責激發熒光分子使其發光,另一束則負責抵消大部分熒光,只留下一塊納米大小體積的熒光區域。用該技術仔細掃描樣本,得出的圖像分辨率打破了Abbe提出的顯微分辨率極限。

        Eric Betzig和William Moerner分別獨立地進行研究,為第二種技術打下了基礎,即單分子顯微技術。這種方法依賴于開關單個分子熒光的可能性??茖W家對同一區域進行了多次“繪圖”,每次僅僅讓很少量的分散分子發光。將這些圖像疊加起來產生了密集的納米尺寸超分辨率圖像。2006年,Eric Betzig首次采用了這一技術。

        今天,納米顯微技術被世界廣泛采用,新知識源源不斷地產生,造福著人類。

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