突破限制窺探納米世界 3化學家獲諾貝爾獎

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【大紀元2014年10月08日訊】(大紀元記者馬麗綜合報導)10月8日,瑞典皇家科學院宣佈,將2014年諾貝爾化學獎授予美國科學家白茲格(Eric Betzig)、德國科學家赫爾(Stefan W. Hell)、和另一名美國科學家莫爾納爾(William E. Moerner)。他們獲獎的原因是發展了「超分辨率螢光顯微術」。

人類的科學是不斷發展的。有時候一個新的「發現」、「定義」或者「經驗」,會成為障礙或限制,把後來人局限在這個層次之下。只有不停的突破,才會更加接近「真理」。一些有成就的科學家,哲學家,會感歎宇宙之大、人類之渺小。就像2014諾貝爾化學獎的得主赫爾說的,「我有一種本能的感覺,顯微術的分辨率沒有達到極限。」

白茲格是霍華德休斯醫學研究所的研究帶頭人。1960年生於美國密歇根州安娜堡,1988年獲得美國康奈爾大學博士學位。

德國人赫爾任哥廷根馬克斯普朗克生物物理化學研究所的主任,海德堡德國癌症研究中心的部門主任。1962年生於羅馬尼亞阿拉德,1990年獲得德國海德堡大學博士學位。

莫爾納爾是美國斯坦福大學應用物理系和化學系教授。1953年生於美國加州普利桑屯,1982年獲得美國康奈爾大學博士學位。

長期以來光學顯微術受一個假定的限制:它的分辨率決不會超過光的波長的一半。通過螢光分子幫助,2014諾貝爾化學獲得者巧妙地突破了這一限制。其開創性的工作把光學顯微鏡帶入納米空間。

通過這種納米顯微術,科學家們可以看到細胞內單個分子的路徑,可以看到分子如何創建神經細胞和大腦之間的(神經元的)突觸,可以跟蹤涉及帕金森氏、阿爾茨海默氏症和亨廷頓氏疾病裡的蛋白質聚合變化,還可以跟蹤受精卵裡面的單個蛋白質,觀測它們如何分裂成胚胎。

1873年,顯微鏡專家阿貝(Ernst Abbe)對傳統光學顯微鏡的最大分辨率做了一個限定:0.2微米為最佳。然而2014年這三位諾貝爾化學獎得主突破了這一界限。 由於他們的成就,光學顯微鏡現在可以窺探納米世界。

這次三位科學家獲得諾貝爾獎,因為他們發現了兩個理論,一個是赫爾 2000年發展的STED顯微術,該顯微術使用兩個激光束,一個激光束激發螢光分子發光,另一個把納米以外的螢光都屏蔽掉。 這樣可以得到比阿貝規定的顯微限額更好的圖像。

白茲格和莫爾納爾奠定了第二種理論「單分子顯微術」,2006年白茲格第一次把這種方法付諸於實踐。

如今納米顯微鏡被用於世界各地應用,給人類帶來很多益處。

責任編輯:簡玬

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