解讀2014年諾貝爾化學獎：顯微鏡下的更小世界

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顯微鏡下的更小世界——解讀２０１４年諾貝爾化學獎

　　新華網(wǎng)斯德哥爾摩１０月８日電（記者和苗　付一鳴）從光學顯微鏡到能探知納米世界的超分辨顯微鏡，人類已可以追蹤細胞內(nèi)的活動。２０１４年諾貝爾化學獎所表彰的科學研究突破了以往物體觀測尺寸的界限，使人類得以研究更微小的世界。

　　１８７３年德國顯微鏡學家恩斯特·阿貝通過計算公式演示了顯微鏡測量的分辨率在光的波長中如何受限。在很長一段時間里，光學顯微鏡都被這樣的物理局限性“束縛”。在上世紀大部分時間里，科學家們都相信，光學顯微鏡無法觀測到整體尺寸小于０．２微米的物體。

　　諾貝爾化學獎評委８日在解釋今年獲獎者成就時說，光學顯微鏡以前能觀測到整個細胞和某些細胞器輪廓，但無法再看到更小的物體，如蛋白質(zhì)分子在細胞內(nèi)的相互作用。這就相當于只能看到城市的建筑，卻無法看清在這些建筑中生活的人們。

　　要更好地研究細胞功能，就必須追蹤如蛋白質(zhì)分子大小的目標。今年獲獎的兩項研究正是繞開“阿貝原則”，將顯微鏡技術(shù)推向使用熒光分子的新臺階，從理論上突破此前“尺寸小到無法研究”的極限，并催生了納米顯微鏡。

　　此次獲獎的斯特凡·黑爾于１９９０年從德國海德堡大學畢業(yè)時就開始研究新型顯微鏡，他在芬蘭圖爾庫大學工作時一直在尋找突破之法。１９９４年，黑爾提出設想：用一束激光激發(fā)熒光分子發(fā)光，用另一束激光消除所有“大尺寸”物體的熒光，通過運用兩束激光和掃描樣品，呈現(xiàn)出尺寸小于０．２微米的分辨圖。黑爾返回德國后于２０００年成功驗證了自己的設想。

　　與黑爾一同獲獎的威廉·莫納在１９８９年任職于美國ＩＢＭ研究中心時，成為世界上第一個能夠測量單個分子的光吸收情況的科學家，這是另一種顯微鏡技術(shù)——單分子顯微鏡成功的關(guān)鍵，這一方法主要依靠“開關(guān)”單個熒光分子來實現(xiàn)更清晰的成像。另一位獲獎者美國科學家埃里克·貝齊格則在２００６年證實這一微觀成像方法可用于實踐。

　　諾貝爾化學獎評選委員會認為，利用分子的熒光，科學家們可以監(jiān)測細胞內(nèi)部分子之間的相互作用，也可以觀察與疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)聚合現(xiàn)象，在納米世界里追蹤細胞的分裂。如今，納米顯微鏡已在世界各地被廣泛運用，每天人類都能從其帶來的新知識中獲益。

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