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徠卡175周年:2014年諾貝爾化學獎得主與超高分辨率顯微技術(shù)

更新時間:2024-08-28      點擊次數(shù):538

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 (圖片來自網(wǎng)絡)


瑞典huang家科學院宣布,將2014年諾貝爾化學獎授予埃里克•白茲格(Eric Betzig)、斯蒂芬•黑爾(Stefan W. Hell)和威廉•莫爾納(William E. Moerner),以表彰他們?yōu)榘l(fā)展超高分辨率熒光顯微鏡所作的貢獻。 



獲獎理由


很長時間以來,人們都認為光學顯微技術(shù)無法突破一條極限:它永遠不可能獲得比所用光的半波長更高的分辨率,這被稱為“阿貝衍射極限"。然而,2014年諾貝爾化學獎的得主使用熒光分子,巧妙地繞開了這一極限。他們突破性的工作將光學顯微技術(shù)帶到了納米尺度。



成果解析

埃里克•白茲格、斯蒂芬•黑爾和威廉•莫爾納由于超越了0.2微米這個極限而被授予2014年的諾貝爾化學獎。由于他們的貢獻,現(xiàn)在通過光學顯微鏡我們可以觀察到納米世界。


此次諾貝爾化學獎授予兩項不同的工作。其中一項是斯蒂芬•黑爾在2000年開發(fā)的STED顯微鏡技術(shù)。這項技術(shù)同時使用兩束激光,其中一束激發(fā)熒光分子發(fā)光,另外一束將除了一個納米尺寸之外的熒光全部猝滅掉。這樣,通過一個納米一個納米地掃描樣品,我們可以獲得分辨率高于阿貝衍射極限的圖像。


另一項工作來自于埃里克•白茲格和威廉•莫爾納,他們各自獨立地建立了單分子顯微鏡(single molecule microscopy)的基礎。這項成果可以將單個分子的熒光打開或者關(guān)掉??茖W家們對同一區(qū)域反復成像,每次只允許幾個分散的分子發(fā)光。將這些圖像疊加就獲得了分辨率達到納米尺 度的圖像。在2006年,埃里克•白茲格shou次使用了這種方法。


獲獎者簡介

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斯蒂芬•黑爾(StefanW. Hell):德國人。1962年出生于羅馬尼亞的阿拉德(Arad),1990年在德國海德堡大學獲得博士學位?,F(xiàn)為哥廷根馬克斯•普朗克生物物理化學研究所主任,和位于德國海德堡的德國癌癥研究中心部門負責人。


早在2004年徠卡顯微系統(tǒng)就與Stefan Hell合作推出了商業(yè)化4Pi超高分辨顯微鏡,開啟了超高分辨產(chǎn)品商業(yè)化的先河。


2007年,他將STEDzhuanli技術(shù)授權(quán)徠卡研發(fā)STED超高分辨顯微鏡,推向市場后,該系列產(chǎn)品guang受好評。

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埃里克•白茲格(Eric Betzig):美國人。1960年生于美國密歇根州安阿伯(Ann Arbor)市,1988年獲康奈爾大學博士學位。現(xiàn)為美國弗吉尼亞州阿什伯恩市(Ashburn)霍華德•休斯醫(yī)學研究所珍莉亞農(nóng)場研究園區(qū)研究組長。

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威廉•莫爾納(William E. Moerner):美國人。1953年出生于加利福尼亞州的普萊森頓(Pleasanton),1982年在康奈爾大學獲博士學位?,F(xiàn)為斯坦福大學哈里•莫舍化學教授和應用物理學兼職教授。


2014年諾貝爾化學獎獲獎者們利用熒光分子為細小的物體“標記",讓它們在顯微鏡下變得五彩繽紛,輪廓清晰,使科學家能在顯微鏡下一瞥納米級別的微小世界。


今天,納米顯微技術(shù)已經(jīng)在全球被廣泛使用,并且不斷在為人類做出新的貢獻。

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諾貝爾化學獎評選委員會在聲明中說,科學家的發(fā)現(xiàn)在真正意義上擴大了科學家們的視野,從此以后,科學家們就能在顯微鏡下看到生物細胞內(nèi)納米級別的粒子運動的情況。他們可以看到微小的粒子是如何在神經(jīng)細胞之間形成突觸的,也可以看到那些在帕金森癥、阿茨海默癥等等疾病的萌發(fā)中起到關(guān)鍵作用的微小蛋白質(zhì)粒子,還能跟蹤胚胎分裂時單個蛋白質(zhì)分子的運動軌跡。

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