解决方案：纳米尺度的闪光样品扫描

　　在芬兰图尔库大学，赫尔专攻所谓荧光显微成像学，这是一种技术方法，科学家们借助荧光分子对细胞的局部进行成像。比如说他们可以利用荧光抗体结合的方法来观察分子DNA。他们利用短暂的闪光激发该抗体，让它们在短时间内发光。如果抗体与DNA结合了，那么它就会从细胞的核心部位发光，因为那里正是细胞核内存储DNA的位置。通过这种方法，科学家们可以判断某一特定分子的所在位置。但这样也仅仅是能让科学家们确定大团分子，如缠绕纠缠的DNA分子的所在位置。这样做的分辨率太低，难以区分出特定的DNA链。你可以想象一下看到缠绕的纱线，而看不清单根纱线的场景。

　　而当史蒂芬·赫尔读到有关受激发射的内容时，他意识到应当有可能制成一种装置，其使用纳米闪光灯扫过样品，每次一纳米。利用受激发射原理，科学家们可以冷却荧光分子。它们将一束激光束对准一个分子，后者立即失去能量并变得暗淡。在1994年，史蒂芬·赫尔发表了一篇文章陈述了自己的这一想法。在这一他设想中的技术方案，也就是所谓“受激发射减损技术”(STED)中计划采用闪光来激发所有的荧光分子，随后利用另外一次闪光让所有分子荧光熄灭——那些位于中部位置上纳米尺度空间内的除外(图 2)。当进行记录时则只记录下这一部分。让这一光束扫过整个样品表面，并连续记录光强信息，就有可能得到一张整体图像。每次允许发出荧光的空间区域越小，最后得到的图像分辨率便越高。于是，从原理上说，对于光学显微成像的极限再也不复存在了。

　　在德国研制首台纳米闪光装置

　　然而史蒂芬·赫尔的理论文章并没有立即在学术界引起关注，但却足以让史蒂芬·赫尔在德国马克斯普朗克生物物理化学研究所获得一个职位，在接下来的数年里，他将自己的设想逐渐变成现实：他开发出了STED显微镜。2000年，他证明了自己的技术方法在实际工作中是可行的。当时他对大肠杆菌进行了摄像，其分辨率是此前任何光学显微镜都从来未能达到过的(图 3)。