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2014年诺贝尔化学奖10月8日在瑞典揭晓，美国科学家埃里克·贝齐格、威廉·莫纳和德国科学家斯特凡·赫尔因为在超分辨率荧光显微技术领域取得的成就而获奖。 埃里克·贝齐格，1960年出生于美国密歇根州，1988年获得美国康奈尔大学博士学位，美国神经科学家、发明家、应用物理学家。他从康奈尔大学毕业后在贝尔实验室工作。其主要贡献是研发了用于分子生物学、神经科学的光学成像工具。现在美国弗吉尼亚州霍华德·休斯医学研究所工作。 斯特凡·赫尔，1962年生于罗马尼亚阿拉德，于1981年进入德国海德堡大学学习，并于1990年获得海德堡大学物理学博士学位。现为德国籍，是马克斯·普朗克生物物理化学研究所所长之一。 威廉·莫纳，1953年生于美国加利福尼亚州的普莱森顿，1982年获得康奈尔大学物理学博士学位。现为美国斯坦福大学哈利·s·莫什讲座教授，是单分子光谱和荧光光谱领域的著名专家。 在显微技术领域，一般的光学显微技术存在一条理论上的极限：光学显微成像技术不可能获得比所用光的半波长更高的分辨率，即0.2微米。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0.2微米的物体。然而埃里克·贝齐格、威廉·莫纳和斯特凡·赫尔利用荧光分子巧妙地绕开了这一极限，实现了出人意料的更高分辨率，将光学显微镜带入了纳米维度。 2000年，斯特凡·赫尔利用两道激光束，一束用来激发荧光分子使其发光，另一束则将大尺度物体的发光消除，只留下纳米尺度的发光区域。显微镜通过对样本一纳米一纳米的扫描，获得了超过阿贝极限的清晰图像。这一发明称为受激发射损耗（sted）显微技术。 埃里克·贝齐格、威廉·莫纳通过打开和关闭单个分子的荧光，对同一区域多次成像，每次只让几个零散的分子发出荧光。通过对这些图像进行叠加处理，从而能够获得一幅纳米级的高清图像。埃里克·贝齐格在2006年首次将这一技术投入实际应用当中。 按照诺贝尔化学奖评审委员会的说法，三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。 “在帕金森氏症、阿尔茨海默氏症或亨廷顿氏症发作时，科学家可以跟踪与之有关的蛋白质变化；受精卵分裂并发育成胚胎的过程中，他们也可以观察这些单个蛋白质”，诺贝尔化学奖评审委员会说，三人的研究成果为微生物研究带来了几乎无限的可能，“理论上讲，如今没有什么物质结构小得无法研究”。今天，纳米纤维技术已经在全球被广泛使用，并且不断为人类做出新的贡献。 |
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