诺贝尔化学奖

诺贝尔化学奖 【2014诺诺诺诺】化诺深度解诺,突破限～诺所未诺学极 wisdomfire 诺于 2014-10-09 15:29 2014年诺诺诺化诺诺了三物理家,艾力克学个学?诺诺格;Eric Betzig,、斯特凡?W?赫诺 ;Stefan W. Hell,和W?E?莫诺;W. E. Moerner,～以表彰他诺诺于诺展超分辨率诺光 5诺微诺做出的卓越诺。他诺的突破性工作使光诺微技诺诺入了诺米尺度～而使科家诺能诺诺献学从学 察到活诺胞中不同分子在诺米尺度上的诺。运 诺三位诺诺科家都是诺大牛～有知名度。诺诺格是美诺用物理家和诺明家～目前在美学内很国学 国霍诺德?休斯究所珍利诺诺诺究工作～赫诺是诺诺尼诺出生的德物理家～诺在医学研研园区国学 担国任德诺克斯?普朗克生物物理化究所所诺～莫诺诺是美诺分子光诺和诺光光诺诺域的著学研国 10名诺家～从1998年至今一直在斯坦福大任授。学担教 2014 年诺诺诺化诺得主,;左,艾力克学?诺诺格;Eric Betzig,～;中,斯特凡?W?赫诺 ;Stefan W. Hell,～;右,W?E?莫诺;W. E. Moerner,。诺片源,左至右,来从 janelia.org, wikipedia, wikipedia 15诺三大牛中～诺诺格是一具性的人。个极个20世诺90年代初～诺诺格加入诺诺诺诺室～究一诺非研 常特殊的诺微诺;叫近诺诺微诺,。诺诺诺诺室是高手云集的地方～已诺出了好诺诺诺诺得主。个几个 但是～诺诺格在诺诺诺诺室做了年、诺了好篇好文章、得了好诺之后就诺得在诺界意几几几个学没 思～于是乎毅然然地诺了诺诺诺诺室。去,诺里不得不诺一下～诺诺格其诺是土豪～决离哪儿呢个 是富二代。他诺诺诺之后就去他诺的公司 了。是金子到都诺诺光～在公司上班的个离爸哪儿几 20年诺～诺诺格又出了好诺明和诺利。诺了大把的诺之后～诺诺格诺得在工诺界待“累了”～又搞几个 想回诺界但诺诺候～他已诺诺诺界七年～想回诺诺何容易,学——个离学来 怎没个诺诺,牛人诺,事～我先在家诺鼓诺鼓。就诺诺～诺诺格在自己家客诺诺鼓出了一超分辨率诺 光诺微诺;PALM～诺下,～最诺诺致他诺得今年的诺诺诺化诺。不诺故事到诺里诺有诺束,诺鼓完学没 诺超分辨率诺微诺年～诺诺格又诺得自己的诺技诺太多意思～便诺到外一方向～诺个没几个没另个 始引诺一潮流;诺诺性光片照明诺微诺～诺年诺火起的一诺域,。外一有意思的另个几来个另个 事情是～今年八月在德的一诺诺 上～有人诺诺诺格诺于诺诺诺诺的事～大牛嘴傲诺地国个学会撇撇 回答道,诺诺诺诺意思～做有趣的科才是正事。没研 5光诺微诺及其分辨率限制学 诺什诺诺诺三位诺诺者的工作是突破性的,呢 故事得光诺微诺诺起。着黑暗的中世诺诺代诺束～洲诺入文诺诺诺诺期。在文化诺诺得到大从学随欧极 诺展的同诺～诺代自然科也学来学慢慢诺展起,第一台光诺微诺正是在文诺诺诺诺期诺世。是诺制造 了第一台光诺微诺已不完学两个全可考;一诺是荷诺的眼诺制造商于16世诺诺期诺明,～但诺不10重要。重要的是～从学学来瞧瞧个此以后科家诺可以用光诺微诺诺诺诺个当那了～诺察的诺象诺然 也包括各诺生命有机体个随叶个。在那诺代～便看看诺小草也是重量诺的大诺诺,著名的诺伯 特?胡克;Robert Hooke,先生就是在1665年用光诺微诺学瓶从看了看诺酒的诺木塞而诺诺 了诺胞的存在。诺代生物及微生物学学学学学皆因光诺微诺而诺生～光诺微诺也成诺生命科中必 不可少的工具。着人诺诺诺的诺随来学西越越小～人诺不禁疑诺～光诺微诺到底能看多小,15“能看多小”诺成比诺科的诺学学法就是“分辨率有多高”。分辨率;诺格诺是光分辨率,描 述的是成像系诺解析成像诺诺能力～或者诺是成像系诺能分的区两离点之诺的最小距。1873年～ 物理家学恩斯特?阿诺;Ernst Abbe,得出诺诺,诺诺的光诺微诺分辨率有一物理限～学个极即 所用光波波诺的一半;大是概0.2微米～即200诺米,。 诺什诺诺诺,会呢个当条狭要理解诺～我诺回到曾诺介诺诺的诺诺衍射诺诺,一束光诺诺一诺～20在中诺亮条两会诺的诺出诺一条它狭会系列明暗交替的诺。诺是因诺光是诺磁波～被诺限制诺诺诺生衍 射从离条狭个会个而偏直诺诺播。如果光诺诺的不是一诺～而是一诺孔～那诺诺孔在各方向上限 制光的诺播～而光在从个各方向上诺生衍射而形成诺孔衍射诺诺～或者叫“诺里斑”;Airy Disk,,诺诺个个案中心有一比诺大的亮斑～外诺有一些 明暗交替的诺。同诺的道理～由于衍 射的存在～成像系诺无法把光诺诺聚成无限小的点～而只会在像平面上形成有限大小的诺里25斑。通诺任何光诺学数器成像的诺程～都可以诺诺是把物平面上的无微小的点诺诺成诺里斑～然 后再把诺加起它叠来确呈诺在像平面上。诺诺的诺果是～任何成像系诺所得到的像无法精诺地描 述物的所有诺诺。体 那诺像平面上能诺呈诺多精诺的诺诺,假如物平面上有两个个学两个点～通诺一光成像系诺后诺生 诺里斑。诺当两个离会离——点得诺诺诺～像平面上的诺里斑也得诺诺此诺我诺可以诺松分辨出物平面30上有两个两个会随当它个与点。如果把点逐诺移近～诺里斑也之接近。诺接近到一诺斑中心 另个达两个极一诺斑诺诺重合的诺候～我诺到能诺分辨出有点的限;诺就叫瑞利判据,。如果诺 两个两个几个两点更接近～像平面上的诺里斑就乎重合在一起～成诺一诺斑～那物平面上的 个径学学点就不可分辨了。因此～诺里斑的直就诺出了理想光系诺的最高分辨率～在光诺微诺 中～诺诺大是光个数概波波诺的小一半～0.2微米或200诺米。 ;A,～;B,诺里斑～;C,分辨率及瑞利判据。诺片源,来wikipedia.org。5很来学个极达很诺诺诺以～人诺都诺诺光诺微技诺无法突破诺限。诺了到更高的分辨率～多人诺诺了 其他诺微技诺～如诺子诺微诺;分辨率能到达0.2诺米,。事诺上～诺子诺微诺也是遵循衍射诺律的。 不同的是诺子波诺比光波短1000倍～而分辨率从个很更高。然而～诺子诺微诺有一明诺的缺点, 它很体学没诺用于活生物诺品的诺察～相反地～光诺微诺诺于诺察的诺品基本有侵略性。 超分辨率诺光诺微诺的原理 10诺三位科家是学学极呢如何突破光诺微诺的分辨率限, 首先登诺的是莫诺。超分辨率诺光诺微诺很个重要的一方面是诺光。诺光是一诺光致冷诺光诺象。诺 光分子能诺吸收一诺波诺的光～放射出外一诺另寿波诺的光。诺光分子是有一定命的～其持诺诺 光一段诺诺后～不能诺诺诺光;诺诺诺将象叫做光致褪色,。诺光分子可以是诺光蛋白诺分子;如 2008年诺诺诺化诺得主诺学永健诺诺的诺色诺光蛋白,～也可以是有机分子。在莫诺之前～人诺诺诺诺15光分子诺都是同诺诺诺到几几个个百万千万分子～得到的诺果是其平均诺诺诺果。而莫诺是第一能 诺探诺诺诺光分子的人～于个1989年技诺将个并个推诺到诺诺诺诺光分子。能诺探诺诺察诺诺光分子诺于 超分辨率诺微诺其极个个重要。诺然诺诺光分子成像后也是一0.2 微米的诺里班～但是在有没 其他分子存在的情下～的中况它确确来心位置可以更精地被定下的。诺就好比一座山峰直 径很条个达大～但是峰诺的位置却能诺松的诺量。在一定件下～诺诺光分子的定位精度能到15诺米。诺是超分辨率诺微诺的基诺。 莫诺的一诺是诺诺了另个献灯像控制诺诺泡一诺方便地控制诺光蛋白诺光的方法,一些已褪色的诺 光蛋白在照射 405nm激光后能诺被激活～再照射其激诺光;如488nm,即可重新诺出诺光～ 诺方个称法诺“光激活;photoactivation,”。 10光激活定位诺微诺原理。诺片源,来修改自 2014 年诺诺诺化诺诺学告。 诺诺格诺明的超分辨率诺微诺叫光激活定位诺微诺;photoactivated localization microscopy～PALM,～其中所利用的就是莫诺诺诺的光激活方法。诺诺格利用微量的405nm 激光照射诺品～使得其中极很从小部分诺光分子能诺诺出诺光。由于诺些诺光的诺光分子稀疏而 相距诺诺～诺的位它确确来置能诺精地定下。等诺些分子光致褪色后～再次照射405nm激光15而激活一另个即将来从个小部分诺光分子。重诺诺诺程可诺品中的所有分子定位出～而得到整 诺品的诺像。 溶诺体学膜在不同诺微诺下的成像诺果。;左,诺诺光诺微诺成像～;中,光激活定位诺微诺成像～;右, 放大的光激活定位诺微诺成像。注,0.2 微米刻度相当极很于阿诺衍射限～分辨率得到大改善。诺片 来源, Science 313,16421–645。 5赫诺诺另辟径蹊～他诺明的是STED;受激诺射诺耗～stimulated emission depletion,诺光成 像技诺。在诺技诺中～诺然个脉冲激诺光能诺激诺0.2微米域的所有诺光分子～但是一诺区内另甜 甜状将区从圈形的激光能其照射域的所有分子的诺光消除～而只留下中诺的分子的诺光。通 诺诺描整个从个诺品～而诺诺诺整诺品的成像。 10STED诺微诺原理。诺片源,来修改自2014年诺诺诺化诺诺学告。 另一片天空 今天～科家诺能诺最微学从来研来小的分子诺诺究活诺胞～诺在前人看是不可能的事情。在诺米 诺微 ;nanoscopy,诺域～科家学构运—可以诺察到更小的诺～也可以诺诺活诺胞中不同分子的诺诺 —触与帕 他诺能诺看到诺部神诺诺胞诺的突是如何形成的～他诺能诺诺察到金森氏症、阿诺诺海默症5和亨丁诺舞蹈症相诺的蛋白聚集诺程～他诺也能诺在受精卵分裂形 成胚胎诺追踪不同的蛋白诺。 诺无疑推将从学与诺人诺分子水平理解生命科中的诺象机理。 诺人科家学庄小威的工作 诺得一提的是～乎诺诺格几与2006年诺明PALM同诺～哈佛大化学学与教系物理系的诺人授 庄小威也独另立诺明了一诺超分辨率诺微诺;STORM～stochastic optical reconstruction 10microscopy,。PALM和STORM诺诺诺微技诺不诺同年～而两且原理也基本一致。不同之诺 在于诺诺格利用的是光激活蛋白～而庄小威使用的是有机诺光分子诺。但诺很憾的是～庄小威 并学未能分享今年的诺诺诺化诺。;诺诺,Calo, 15 20 25 30 35 40 5 101520253035 40 　　 45 5 10 感诺的诺诺您