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北大专家解读2014诺贝尔化学奖 光学显微成像技术

导读: 2014年的诺贝尔化学奖在10月8日宣布授予美国科学家埃里克·白兹格、威廉姆·莫纳尔和德国科学家施泰方·海尔,以表彰他们在超高分辨率荧光显微技术领域的贡献。

   今年诺贝尔化学奖三位获奖人,打破了光学成像中长期存在的衍射极限,将荧光显微成像的分辨率带入到“纳米时代”,为生命科学研究带来巨大变化。

  2014年的诺贝尔化学奖在10月8日宣布授予美国科学家埃里克·白兹格(Eric Betzig)、威廉姆·莫纳尔(William Moerner)和德国科学家施泰方·海尔(Stefan Hell),以表彰他们在超高分辨率荧光显微技术领域的贡献。正如官方颁奖文中描述,这类技术从方法实现到在科学研究中大展身手虽然不过十几年时间,但已对多个领域产生显著推动,并且可以预言在未来将给生命科学研究带来巨大的变化。

  

  什么是超高分辨率荧光显微技术

  我们人眼一般最小能看见大约0.1毫米的东西, 而生物的基本单元——细胞的直径平均约为20微米或0.02毫米, 所以对生物微观世界的观察需要使用光学显微镜。光学显微技术有很多优点,不但能放大微观世界,同时还对样品没有损害,并且可以特异地观察目标对象。这种特异性一般是通过荧光显微技术实现的。荧光是物质吸收光照后发出的光,一般发射光波长比吸收光波长较长,因此可以单独检测荧光,对目标实现高灵敏度的检测。然而,光学显微镜的分辨率是有限的。由于光的衍射,即使一个无限小的光点在通过透镜成像时也会形成一个弥散图案,俗称“艾里斑”。这样即便两个物点相距较远,其弥散斑却可能很近,以致无法区分。

  

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