诺贝尔化学奖7d17614

美国和德国3位科学家获得诺贝尔化学奖

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美国科学家埃里克:贝齐格、威廉·莫纳和德国科学家斯特凡·黑尔因开发出超分辨率荧光显徽镜而获得2014年度诺贝尔化学奖。

    诺贝尔化学奖评审委员会8日在瑞典首都斯德哥尔摩宣布这一消息时认定,3名科学家成功突破传统光学显微镜的极限分辨率,将显微技术带入“纳米"领域,让人类能以更精确的视角窥探微观世界。

    今年诺贝尔化学奖奖金共800万瑞典克朗(约合111万美元),将由三位获奖者平分。

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埃里克·贝齐格              斯特凡·黑尔             威廉·莫纳

创新破“极限”

    3名获奖者中,现年54岁的贝齐格来自美国霍华德·休斯医学研究所,现年61岁的莫纳现任美国斯坦福大学教授,现年51岁的黑尔同时就职于马克斯·普朗克生物物理化学研究所和德国癌症研究中心。

    长期以来,光学显微镜的成像效果被认为受到光的波长限制,无法突破O.2微米、即光波长二分之一的分辨率极限这三位科学家则以创新手段“绕过”这一极限,获得更精确的成像。

    诺贝尔化学奖评选委员会在当天发表的声明中说,使用这一革命性显微技术在各自专业领域研究生命的最微小组成部分。其中,黑尔通过研究神经细胞了解大脑突触现象,莫纳研究与亨廷顿氏症(一种神经退化性紊乱疾病)相关的蛋白质,贝齐格研究胚胎内部的细胞分裂。

探索无止境

    这一“纳米显微”技术问世前,人类凭借光学显微镜对细胞内分子作用的观察一直存在局限,而使用电子显微镜观察的前提通常是将被研究细胞杀死。

    按照诺贝尔化学奖评选委员会的说法,3位科学家的成果将显微技术带入“纳米”领域,让人类能够“实时”观察活细胞内的分子运动规律,为疾病研究和药物研发带来革命性变化。

    如今,“纳米显微”技术在世界范围内被广泛运用,每天人类都能从其带来的新知识中获益。

显微镜下的更小世界

解读2014年诺贝尔化学奖

科普

    从光学显微镜到能探知纳米世界(注:1纳米为干分之一微米)的超分辨显微镜,人类已可以追踪细胞内的活动。2014年诺贝尔化学奖所表彰的科学研究突破了以往物体观测尺寸的界限,使人类得以研究更微小的世界。

    1873年德国显微镜学家恩斯特·阿贝通过计算公式演示了显微镜测量的分辨率在光的波长中如何受限。在很长一段时间里,光学显微镜都被这样的物理局限性“束缚”。在上世纪大部分时间里,科学家们都相信,光学显微镜无法观测到整体尺寸小于O.2微米的物体。

    诺贝尔化学奖评委8日在解释今年获奖者成就时说,光学显微镜以前能观测到整个细胞和某些细胞器轮廓,但无法再看到更小的物体,如蛋白质分子在细胞内的相互作用。这就相当于只能看到城市的建筑,却无法看清在这些建筑中生活的人们。

    要更好地研究细胞功能,就必须追踪如蛋白质分子大小的目标。今年获奖的两项研究正是绕开“阿贝原则”,将显微镜技术推向使用荧光分子的新台阶,从理论上突破此前“尺寸小到无法研究”的极限,并催生了纳米显微镜。

    此次获奖的斯特凡·黑尔于1990年从德国海德堡大学毕业时就开始研究新型显微镜,他在芬兰图尔库大学工作时一直在寻找突破之法。1994年,黑尔提出设想:用一束激光激发荧光分子发光,用另一束激光消除所有“大尺寸”物体的荧光,通过运用两束激光和扫描样品,呈现出尺寸小于0.2微米的分辨图。黑尔返回德国后于2000年成功验证了自己的设想。

    与黑尔一同获奖的威廉·莫纳在1989年任职于美国IBM研究中心时,成为世界上第一个能够测量单个分子的光吸收情况的科学家,这是另一种显微镜技术——单分子显微镜成功的关键,这一方法主要依靠“开关”单个荧光分子来实现更清晰的成像。另一位获奖者美国科学家埃里克·贝齐格则在2006年证实这一微观成像方法可用于实践。

青岛早报2014-10-9/22 据新华社