信息來源:中國儀表網(wǎng)
瑞典皇家科學(xué)院8日宣布,將2014年諾貝爾化學(xué)獎授予美國科學(xué)家埃里克·貝齊格、威廉·莫納和德國科學(xué)家斯特凡·黑爾,以表彰他們?yōu)榘l(fā)展超分辨率熒光顯微鏡所作的貢獻(xiàn)。
諾貝爾化學(xué)獎評選委員會當(dāng)天聲明說,長期以來,光學(xué)顯微鏡的分辨率被認(rèn)為不會超過光波波長的一半,這被稱為“阿貝分辨率”。借助熒光分子的幫助,今年獲獎?wù)邆兊难芯砍晒擅畹乩@過了經(jīng)典光學(xué)的這一“束縛”,他們開創(chuàng)性的成就使光學(xué)顯微鏡能夠窺探納米世界。如今,納米級分辨率的顯微鏡在世界范圍內(nèi)廣泛運(yùn)用,人類每天都能從其帶來的新知識中獲益。
聲明還說,黑爾于2000年開發(fā)出受激發(fā)射損耗(STED)顯微鏡,他用一束激光激發(fā)熒光分子發(fā)光,再用另一束激光消除掉納米尺寸以外的所有熒光,通過兩束激光交替掃描樣本,呈現(xiàn)出突破“阿貝分辨率”的圖像。貝齊格和莫納通過各自的獨(dú)立研究,為另一種顯微鏡技術(shù)——單分子顯微鏡的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),這一方法主要是依靠開關(guān)單個熒光分子來實(shí)現(xiàn)更清晰的成像。2006年,貝齊格第一次應(yīng)用了這種方法。因此,這兩項(xiàng)成果同獲今年諾貝爾化學(xué)獎。
今年諾貝爾化學(xué)獎獎金共800萬瑞典克朗(約合111萬美元),將由三位獲獎?wù)咂椒帧?br />
此前外界預(yù)測的熱門人選之一、美國華裔化學(xué)家鄧青云本年度未能獲獎。
諾貝爾獎的介紹顯示,埃里克·白茲格是熒光顯微技術(shù)領(lǐng)域科學(xué)家,現(xiàn)就職于美國霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究中心(Howard Hughes MedicalInstitute);威廉姆·莫爾內(nèi)爾是光譜領(lǐng)域著名學(xué)者,現(xiàn)為美國斯坦福大學(xué)講座教授;斯蒂凡·赫爾是德國哥根廷大學(xué)教授,現(xiàn)為德國馬克斯·普朗克生物物理化學(xué)研究所(Max PlanckInstitutefor Biophysical Chemistry)所長。
針對三位獲獎科學(xué)家的研究領(lǐng)域,國家973重大研究計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家、有機(jī)光電材料與器件領(lǐng)域?qū)<覐垥院杲淌谠诮邮苊襟w采訪時表示,這是一種超分辨率熒光顯微技術(shù),在該技術(shù)的指導(dǎo)下,科學(xué)家們通過顯微鏡就可以觀察類似病毒、蛋白質(zhì)等的微小結(jié)構(gòu),最小可分辨至0.00000002米,為非常高的分辨率。
路透社的報道稱,早在1873年,科學(xué)家們認(rèn)為光學(xué)顯微鏡的分辨率是有限的,即最多只能分辨0.2微米,或人類頭發(fā)寬度的1/500。但今年諾貝爾化學(xué)獎三位獲獎人的發(fā)現(xiàn)卻打破了這一局限,進(jìn)一步將分辨率帶入至“納米時代”。目前,這一技術(shù)正廣泛應(yīng)用到細(xì)胞內(nèi)部的不同細(xì)胞器的建造。
德國的赫爾在得知獲獎消息后召開的新聞發(fā)布會上表示,(此次獲獎的技術(shù))在幫助了解細(xì)胞功能和檢查細(xì)胞問題方面十分重要。他同時表示,對于此次獲獎“十分驚訝”,而白茲格也同樣對獲獎消息表示驚訝?! ?br />
“得知獲獎消息后,我在慕尼黑的城市里迷茫地走了一個小時,恐怕我的生命從此將要有所改變。”赫爾在接受路透社電話采訪時透露,而他原計(jì)劃本周三在慕尼黑舉辦一場講座?! ?br />
10月8日頒布的諾貝爾化學(xué)獎是本年度諾貝爾科學(xué)獎的最后一個獎項(xiàng)?! ?br />
美國科學(xué)家埃里克·貝齊格、威廉·莫納和德國科學(xué)家斯特凡·黑爾因開發(fā)出超分辨率熒光顯微鏡而獲得2014年度諾貝爾化學(xué)獎?! ?br />
諾貝爾化學(xué)獎評審委員會8日在瑞典首都斯德哥爾摩宣布這一消息時認(rèn)定,3名科學(xué)家成功突破傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的極限分辨率,將顯微技術(shù)帶入“納米”領(lǐng)域,讓人類能以更精確的視角窺探微觀世界。
成像突破“極限”
3名獲獎?wù)咧?,現(xiàn)年54歲的貝齊格來自美國霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所,現(xiàn)年61歲的莫納現(xiàn)任美國斯坦福大學(xué)教授,現(xiàn)年51歲的黑爾同時就職于馬克斯·普朗克生物物理化學(xué)研究所和德國癌癥研究中心?! ?br />
長期以來,光學(xué)顯微鏡的成像效果被認(rèn)為受到光的波長限制,無法突破0.2微米、即光波長二分之一的分辨率極限。這三位科學(xué)家則以創(chuàng)新手段“繞過”這一極限,通過激光束激活熒光分子,在熒光分子發(fā)光的時候通過特別手段消除或過濾掉多余熒光,從而獲得比“極限”更精確的成像。
諾貝爾化學(xué)獎評選委員會在當(dāng)天發(fā)表的聲明中說,通過熒光分子的幫助,這些科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了這一突破,使用這一革命性顯微技術(shù)在各自專業(yè)領(lǐng)域研究生命的最微小組成部分?! ?br />
其中,黑爾通過研究神經(jīng)細(xì)胞了解大腦突觸現(xiàn)象,莫納研究與亨廷頓氏癥(一種神經(jīng)退化性紊亂疾?。┫嚓P(guān)的蛋白質(zhì),貝齊格研究胚胎內(nèi)部的細(xì)胞分裂?! ?br />
顯微技術(shù)進(jìn)入納米領(lǐng)域
這一“納米顯微”技術(shù)問世前,人類憑借光學(xué)顯微鏡對細(xì)胞內(nèi)分子作用的觀察一直存在局限,而使用電子顯微鏡觀察的前提通常是將被研究細(xì)胞殺死。
按照諾貝爾化學(xué)獎評選委員會的說法,3位科學(xué)家的成果將顯微技術(shù)帶入“納米”領(lǐng)域,讓人類能夠“實(shí)時”觀察活細(xì)胞內(nèi)的分子運(yùn)動規(guī)律,為疾病研究和藥物研發(fā)帶來革命性變化?! ?br />
“在帕金森氏癥、阿爾茲海默氏癥(老年癡呆癥)或亨廷頓氏癥發(fā)作時,他們(科學(xué)家)可以跟蹤與之有關(guān)的蛋白質(zhì)(變化);受精卵分裂并發(fā)育成胚胎的過程中,他們也可以觀察這些單個蛋白質(zhì)(變化),”諾貝爾化學(xué)獎評選委員會說,3人的研究成果為微生物研究帶來了幾乎無限的可能,“理論上講,如今沒有什么物質(zhì)結(jié)構(gòu)小得無法研究。”
科學(xué)家稱獲獎“太意外”
獲得諾貝爾獎,對德國科學(xué)家黑爾似乎太過意外。他告訴諾貝爾獎基金會,接到電話時,他正在安靜地閱讀一篇科研論文,以為打來的是一個惡作劇電話。
黑爾說,“幸運(yùn)的是,我記得(瑞典皇家科學(xué)院常任秘書)諾爾馬克教授的聲音,我意識到(他)旁邊還有其他人,才認(rèn)為這是真的。”不過,黑爾沒有陷入驚喜中,而是掛完電話繼續(xù)閱讀論文?! ?br />
“我讀完了那篇我希望讀到結(jié)尾的論文,然后再給我妻子打電話,還有幾個和我關(guān)系密切的人,”黑爾說,他沒有去理會如潮水般涌來的電話和采訪請求。
回憶起研究成果,黑爾說,他的研究最開始時遭到業(yè)內(nèi)人士的強(qiáng)烈抵制,“人們覺得這個‘極限’和分辨率自1873年就存在,再去做一些研究,有點(diǎn)瘋狂,不太現(xiàn)實(shí)”。“然而,我的觀點(diǎn)是,20世紀(jì)發(fā)生了那么多物理學(xué)(研究發(fā)現(xiàn)),覺得一定有某種東西或現(xiàn)象能幫助你突破那個極限?! ?br />
而自10月6日起,瑞典皇家科學(xué)院陸續(xù)揭曉了其他幾個科學(xué)類獎項(xiàng)。其中,來自英國和挪威的三位科學(xué)家因發(fā)現(xiàn)大腦中負(fù)責(zé)定位系統(tǒng)細(xì)胞獲今年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎;來自日本的兩位物理學(xué)家和一位美籍日裔科學(xué)家因發(fā)明“高亮度藍(lán)色發(fā)光二極管”獲得本年度的諾貝爾物理學(xué)獎。