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详解2014诺贝尔化学奖:超越光学显微成像极限(五)
2014-10-09 15:21:42 来源: 作者: 【 】 浏览:336次 评论:0
子的消息。他很快意识到这种可以让活体细胞内其他蛋白质发光的荧光蛋白质或许可以被用来绕开Abbe衍射极限。

  真正的突破出现在2005年,这一年他无意间发现了一种可以随意开启或关闭其荧光的蛋白质,跟默尔纳在1997年在但分子层面上所观察到的情况很像。本茨格意识到这正是实施10多年前他头脑中那个想法所缺少的工具。荧光分子并不一定需要具有不同的颜色,它们只要能在不同的时间发出荧光就可以了。

  通过图像叠加方法突破Abbe衍射极限

  短短一年之后,埃里克·本茨格与其他研究激发荧光蛋白的科学家们一起,证明了他的技术方案在实践中是可行的。在许多不同的实验中,有一项实验是将该蛋白质与溶酶体外膜结合,这里是细胞的回收站。在光信号刺激下,蛋白质发出荧光,但由于光线非常弱,只有一部分的蛋白质发光。由于数量少,几乎每个分子之间的距离都要超过Abbe衍射极限所限定的0.2微米长度。于是,在显微镜下,每一个发光分子的位置都可以被非常精确的记录下来。过了一会,等到这些分子的荧光逐渐熄灭之后,研究组再激活另外一组蛋白质分子,让它们发出荧光。同样的,只有一部分分子会发光,同样的,记录下每一次发光分子的图像。这一过程被一再重复。

  当本茨格最终将所有这些图像叠加在一起时,他得到了溶酶体外膜结构的超高分辨率图像。这张图像的分辨率远远超出了Abbe衍射极限所限定的值。2006年,他们在《科学》杂志上发表了有关研究结果的论文,这是一项突破性的成就。

  探索仍在继续

  这两种分别由埃里克·本茨格,史蒂芬·赫尔以及威廉·默尔纳发展出来的技术方法自那以后已经导致多项纳米尺度成像科技的诞生,目前已经在世界各地得到广泛应用。目前这三位获奖人仍然活跃在这里研究领域的第一线,与越来越多投身这一研究领域的科学家们一道继续开展工作。当他们将强大的纳米成像设备对准组成生命的最微小组件,他们帮助人们获得了大量最新的知识。史蒂芬·赫尔目前正致力于对神经细胞的精密探查,以便更好加深对大脑突触的理解;威廉·默尔纳正在开展与亨廷顿综合征有关蛋白质的研究,而埃里克·本茨格正在努力追踪胚胎内部细胞分裂的过程。这些都还只是他们正在从事的大量工作中的几个案例。

  但有一件事是可以肯定的,那就是2014年度的诺贝尔化学奖获得者们已经为我们奠定了坚实的基础,去追寻人类最为重要的知识。(晨风)

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Tags:详解 2014 贝尔 化学 超越 光学 显微 成像 极限 责任编辑:ranjc
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