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徕卡显微镜诺贝尔化学奖成果超分辨率显微镜

2014-10-11  发布者:admin 

 在2014年10月8日,中国科学院瑞典皇家科学院决定授予诺贝尔化学奖2014年Eric BetzigStefan W. Hell和William E. Moerner“的超分辨荧光显微术的发展”。 


长期以来光学显微镜忍住由假定的限制:它绝不会获得更好的分辨率比光的波长的一半。通过荧光分子帮助诺贝尔奖获得者化学2014年巧妙地绕过了这一限制。其开创性的工作带来了光学显微镜到纳米尺寸。
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超过了光学显微镜的局限性 

在这已成为被称为纳米显微镜,科学家们想象单个分子的途径在活细胞内。他们可以看到分子是如何创建的神经细胞在大脑之间的突触;它们可以跟踪涉及帕金森氏,阿尔茨海默氏症和亨廷顿氏病,因为它们聚集蛋白;他们遵循的受精卵单个蛋白质,因为这些分裂成胚胎。 

这是所有,但很明显,科学家应该永远能够研究活细胞中微小的分子细节。 1873年,在徕卡显微镜阿贝规定的物理限制,传统光学显微镜的最大分辨率:它不可能变得比0.2微米更好。

图1:阿贝衍射极限(©约翰Jarnestad/科学瑞典皇家科学院)

Eric BetzigStefan W. Hell和William E. Moerner被授予诺贝尔化学奖2014年已经绕过了这一限制。由于他们的成就在光学显微镜现在可以窥探纳米世界。 

两个独立的原则给予奖励。一个使方法受激发射损耗(STED)显微镜,由Stefan W. Hell中被用于2000年的两个激光束发达; 1激发荧光分子发光,另外取消了除,在一个纳米尺寸的体积都荧光。扫描过样品,纳米为纳米,产生一个分辨率比阿贝规定限额更好的图像。
图2:STED显微镜的原理(©约翰Jarnestad/科学瑞典皇家科学院)

Eric Betzig和William E. Moerner,分开工作,奠定了第二种方法,单分子显微镜。该方法依赖于可能把单个分子的荧光和关闭。科学家图像在同一地区多次,让只有几穿插分子每次发光。这些叠加图像产生致密的超形象的纳米级解决。在2006 Eric Betzig利用此方法,第一次。

图3:单分子显微镜的原理(©约翰Jarnestad/科学瑞典皇家科学院)
 

如今,纳米显微镜被用于世界各地和最大效益的新知识对人类产生每天。