原標(biāo)題：科普：顯微鏡下的更小世界——解讀2014年諾貝爾化學(xué)獎

新華網(wǎng)斯德哥爾摩10月8日電從光學(xué)顯微鏡到能探知納米世界的超分辨顯微鏡，人類已可以追蹤細(xì)胞內(nèi)的活動。2014年諾貝爾化學(xué)獎所表彰的科學(xué)研究突破了以往物體觀測尺寸的界限，使人類得以研究更微小的世界。

1873年德國顯微鏡學(xué)家恩斯特·阿貝通過計算公式演示了顯微鏡測量的分辨率在光的波長中如何受限。在很長一段時間里，光學(xué)顯微鏡都被這樣的物理局限性“束縛”。在上世紀(jì)大部分時間里，科學(xué)家們都相信，光學(xué)顯微鏡無法觀測到整體尺寸小于0．2微米的物體。

諾貝爾化學(xué)獎評委8日在解釋今年獲獎?wù)叱删蜁r說，光學(xué)顯微鏡以前能觀測到整個細(xì)胞和某些細(xì)胞器輪廓，但無法再看到更小的物體，如蛋白質(zhì)分子在細(xì)胞內(nèi)的相互作用。這就相當(dāng)于只能看到城市的建筑，卻無法看清在這些建筑中生活的人們。

要更好地研究細(xì)胞功能，就必須追蹤如蛋白質(zhì)分子大小的目標(biāo)。今年獲獎的兩項研究正是繞開“阿貝原則”，將顯微鏡技術(shù)推向使用熒光分子的新臺階，從理論上突破此前“尺寸小到無法研究”的極限，并催生了納米顯微鏡。

此次獲獎的斯特凡·黑爾于1990年從德國海德堡大學(xué)畢業(yè)時就開始研究新型顯微鏡，他在芬蘭圖爾庫大學(xué)工作時一直在尋找突破之法。1994年，黑爾提出設(shè)想：用一束激光激發(fā)熒光分子發(fā)光，用另一束激光消除所有“大尺寸”物體的熒光，通過運用兩束激光和掃描樣品，呈現(xiàn)出尺寸小于0．2微米的分辨圖。黑爾返回德國后于2000年成功驗證了自己的設(shè)想。

與黑爾一同獲獎的威廉·莫納在1989年任職于美國IBM研究中心時，成為世界上第一個能夠測量單個分子的光吸收情況的科學(xué)家，這是另一種顯微鏡技術(shù)——單分子顯微鏡成功的關(guān)鍵，這一方法主要依靠“開關(guān)”單個熒光分子來實現(xiàn)更清晰的成像。另一位獲獎?wù)呙绹茖W(xué)家埃里克·貝齊格則在2006年證實這一微觀成像方法可用于實踐。

諾貝爾化學(xué)獎評選委員會認(rèn)為，利用分子的熒光，科學(xué)家們可以監(jiān)測細(xì)胞內(nèi)部分子之間的相互作用，也可以觀察與疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)聚合現(xiàn)象，在納米世界里追蹤細(xì)胞的分裂。如今，納米顯微鏡已在世界各地被廣泛運用，每天人類都能從其帶來的新知識中獲益。