| 2014-10-09 扬子晚报（第A07版） 
显微镜下的更小世界
0.2微米的分辨率极限
蚂蚁 头发 哺乳动物细胞 细菌 线粒体 病毒 蛋白质 小分子
1毫米 100微米 10微米 1微米 100纳米 10纳米 1纳米
（1毫米=1000微米，1微米=1000纳米） 
美国科学家埃里克·贝齐格、威廉·莫纳和德国科学家斯特凡·黑尔因开发出超分辨率荧光显微镜而获得2014年度诺贝尔化学奖。
诺贝尔化学奖评审委员会8日在瑞典首都斯德哥尔摩宣布这一消息时认定,3名科学家成功突破传统光学显微镜的极限分辨率,将显微技术带入“纳米”领域,让人类能以更精确的视角窥探微观世界。
今年诺贝尔化学奖奖金共800万瑞典克朗(约合111万美元),将由三位获奖者平分。
得奖理由
超越光学显微极限 看到“纳米的世界”
长期以来,光学显微镜的成像效果被认为受到光的波长限制,无法突破0.2微米、即光波长二分之一的分辨率极限。这三位科学家则以创新手段“绕过”这一极限,通过激光束激活荧光分子,在荧光分子发光的时候通过特别手段消除或过滤掉多余荧光,从而获得比“极限”更精确的成像。
诺贝尔化学奖评选委员会在当天发表的声明中说,通过荧光分子的帮助,这些科学家实现了这一突破,使用这一革命性显微技术在各自专业领域研究生命的最微小组成部分。
其中,黑尔通过研究神经细胞了解大脑突触现象,莫纳研究与亨廷顿氏症(一种神经退化性紊乱疾病)相关的蛋白质,贝齐格研究胚胎内部的细胞分裂。
为微生物研究带来无限可能
这一“纳米显微”技术问世前,人类凭借光学显微镜对细胞内分子作用的观察一直存在局限,而使用电子显微镜观察的前提通常是将被研究细胞杀死。
按照诺贝尔化学奖评选委员会的说法,3位科学家的成果将显微技术带入“纳米”领域,让人类能够“实时”观察活细胞内的分子运动规律,为疾病研究和药物研发带来革命性变化。
“在帕金森氏症、阿尔兹海默氏症(老年痴呆症)或亨廷顿氏症发作时,他们(科学家)可以跟踪与之有关的蛋白质(变化);受精卵分裂并发育成胚胎的过程中,他们也可以观察这些单个蛋白质(变化),”诺贝尔化学奖评选委员会说,3人的研究成果为微生物研究带来了几乎无限的可能,“理论上讲,如今没有什么物质结构小得无法研究。”
如今,“纳米显微”技术在世界范围内被广泛运用,每天人类都能从其带来的新知识中获益。 新华社
记者连线
东大实验室就有一台超高分辨率显微镜
价值300万，能看清细胞的精细结构
扬子晚报记者昨日采访获悉，5822yh银河国际的实验室里就有一台超高分辨率显微镜（右图），价值300万，它是生物学家的好帮手，能看清细胞的精细结构，甚至是蛋白。
南京高校仅此一台
5822yh银河国际韩晓锋教授告诉记者，两个月前，他所在的生物表界面实验室刚刚从leica公司购买了一台超高分辨率显微镜，一整套价值300万。这台超高分辨率显微镜技术来自2014年诺贝尔化学奖获奖者之一德国科学家斯特凡·黑尔。10年前，他与leica公司合作研究超高分辨率显微镜，并推向了市场。“超高分辨率显微镜主要用于科学研究，因为价格比较昂贵，售价从200多万人民币到1000万不等，购买的高校比较少，上海、北京的科研院所多一些，南京仅此一台。”leica公司销售经理周红霞告诉记者。
比普通显微镜稍大能拍图像
300万一台的显微镜要怎么存放呢，放进保险箱？锁到柜子里？“就摆在实验操作间，老师、学生可以使用。”韩晓锋告诉记者，在实验室，昂贵的超高分辨率显微镜没有享受“特殊待遇”，和其他实验设备摆放在一起。不过，大家操作起来格外小心，如果弄脏了还得请专业人士上门清洗。
和普通显微镜相比，超高分辨率显微镜的“体型”稍大，结构略复杂，操作方法差不多。“也有拉伸镜头的旋转扭，有观察的镜头。”不同之处在于，除了观察细胞，它还可以与电脑相连，抓拍图像。
使用超高分辨率荧光显微镜时，研究人员会先给研究分子打上荧光标签，然后将这些分子用微量激光进行照射，激活分子上的荧光蛋白质，导致其发光，这时就能用显微镜捕捉荧光生成的图像了。“显微镜的成像与照相机不同，拍下来的并不是彩色的照片，而是类似于点的分布图。”
能够靠它研究蛋白质
韩晓锋解释说，长久以来，光学显微镜受到光学衍伸的极限，“观察细胞时，只能看大概的形状，细胞更精细的结构看不清楚。很多研究无法进行下去。就好比从望远镜里看人，只能看到人的轮廓，眉毛鼻子都分不清。”
这三位获奖科学家突破了光的衍伸极限，大大提高了显微镜的分辨率，“通过荧光显微镜甚至能看到100纳米以下的结构，甚至达到蛋白量级”。
众所周知，蛋白质是生命体内非常重要的组成部分。超高分辨率荧光显微技术的出现，为人类研究蛋白质，揭开生命之谜提供了帮助。
扬子晚报全媒体记者 蔡蕴琦
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