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徠卡顯微鏡諾貝爾化學獎成果超分辨率顯微鏡

2014-10-11  發布者:admin 

 在2014年10月8日,中國科學院瑞典皇家科學院決定授予諾貝爾化學獎2014年Eric BetzigStefan W. Hell和William E. Moerner“的超分辨熒光顯微術的發展”。 


長期以來光學顯微鏡忍住由假定的限製:它絕不會獲得更好的分辨率比光的波長的一半。通過熒光分子幫助諾貝爾獎獲得者化學2014年巧妙地繞過了這一限製。其開創性的工作帶來了光學顯微鏡到納米尺寸。
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超過了光學顯微鏡的局限性 

在這已成為被稱為納米顯微鏡,科學家們想象單個分子的途徑在活細胞內。他們可以看到分子是如何創建的神經細胞在大腦之間的突觸;它們可以跟蹤涉及帕金森氏,阿爾茨海默氏症和亨廷頓氏病,因為它們聚集蛋白;他們遵循的受精卵單個蛋白質,因為這些分裂成胚胎。 

這是所有,但很明顯,科學家應該永遠能夠研究活細胞中微小的分子細節。 1873年,在徠卡顯微鏡阿貝規定的物理限製,傳統光學顯微鏡的最大分辨率:它不可能變得比0.2微米更好。

圖1:阿貝衍射極限(©約翰Jarnestad/科學瑞典皇家科學院)

Eric BetzigStefan W. Hell和William E. Moerner被授予諾貝爾化學獎2014年已經繞過了這一限製。由於他們的成就在光學顯微鏡現在可以窺探納米世界。 

兩個獨立的原則給予獎勵。一個使方法受激發射損耗(STED)顯微鏡,由Stefan W. Hell中被用於2000年的兩個激光束發達; 1激發熒光分子發光,另外取消了除,在一個納米尺寸的體積都熒光。掃描過樣品,納米為納米,產生一個分辨率比阿貝規定限額更好的圖像。
圖2:STED顯微鏡的原理(©約翰Jarnestad/科學瑞典皇家科學院)

Eric Betzig和William E. Moerner,分開工作,奠定了第二種方法,單分子顯微鏡。該方法依賴於可能把單個分子的熒光和關閉。科學家圖像在同一地區多次,讓隻有幾穿插分子每次發光。這些疊加圖像產生致密的超形象的納米級解決。在2006 Eric Betzig利用此方法,第一次。

圖3:單分子顯微鏡的原理(©約翰Jarnestad/科學瑞典皇家科學院)
 

如今,納米顯微鏡被用於世界各地和最大效益的新知識對人類產生每天。

 



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