高解析螢光顯微技術 獲諾貝爾化學獎

方家敏 2014/10/08 19:11 點閱 3331 次
德國物理學家史蒂芬‧赫爾、史丹佛大學教授威廉‧莫納爾和應用物理學家艾瑞克‧貝席格以理論、實務共同研發螢光顯微技術。 (photo by 網路截圖)
德國物理學家史蒂芬‧赫爾、史丹佛大學教授威廉‧莫納爾和應用物理學家艾瑞克‧貝席格以理論、實務共同研發螢光顯微技術。 (photo by 網路截圖)

【台灣醒報記者方家敏綜合報導】用化學打破物理限制,美、德3位科學家以超高解析度螢光顯微鏡技術,勇奪諾貝爾化學獎。德國物理學家史蒂芬‧赫爾、史丹佛大學教授威廉‧莫納爾和應用物理學家艾瑞克‧貝席格,以理論、實務共同研發的螢光顯微技術,打破傳統光學顯微鏡的物理障礙,在生物、物理、化學與病理學上,都是一大突破。

德國物理學家史蒂芬‧赫爾20年前就發表了以小分子螢光介質的蛋白質,標定方法高解析度的STED顯微理論,並於1993至1996年間發明了STED顯微鏡,利用螢光技術使得顯微鏡的解析度更高,能夠觀察最小至200奈米的細菌、蛋白質等,被視為超高精度顯微技術的一大突破。

史丹佛大學教授威廉‧莫納爾是螢光光譜領域與單分子光譜的專家;另一位得獎人、美國神經科學家、應用物理學家艾瑞克‧貝席格 1995建構基礎理論,並研發用於分子生物學、神經科學的光學成像工具。

諾貝爾化學獎評委史芬‧力丁在講解時,突然拔下一搓頭髮,他說,一根頭髮的直徑約是100微米,若是以傳統的光學顯微鏡能夠觀察得很仔細,但若是用光學顯微鏡來觀察細菌、蛋白質等更小的物質,就只能看到外觀形狀,無法看到內部結構。

力丁說,赫爾的研究打破傳統物理學上的正弦理論,本來只能看到0.2微米的事物,現在利用螢光技術讓細菌、蛋白質、病毒等更小物質的內部結構都一清二楚,甚至能夠選擇觀察的深度,一層層解析出觀察物的形體。力丁指出,從這點可以看到生物學與化學的交互作用,觀察蛋白質與疾病的關係,甚至進一步運用在病理學上,對抗帕金森氏症等難以治癒的疾病。

諾貝爾發表現場也與赫爾電話連線,赫爾的語氣雖然平靜,但表示非常興奮。他長期以來致力改變傳統光學顯微鏡的困境,如今利用超高解析度的顯微鏡能夠看到活體細胞與分子的活動。他承認這項研究是推翻過去的光學革命,甚至非常「瘋狂」,讓他一度想要放棄。但赫爾仍堅信,自己信仰的化學、物理學能夠突破傳統光學的物理限制,因此持續力求突破。