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显微镜下的更小世界

来源:安博体育电竞ios    发布时间:2024-04-24 02:38:47

海都讯 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

  海都讯 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,突破了以往物体观测尺寸的界限,使人类得以研究更微小的世界。

  3名获奖者中,现年54岁的贝齐格来自美国霍华德·休斯医学研究所,现年61岁的莫纳现任美国斯坦福大学教授,现年51岁的黑尔同时就职于马克斯·普朗克生物物理化学研究所和德国癌症研究中心。

  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。

  诺贝尔化学奖评委8日在解释今年获奖者成就时说,光学显微镜以前能观测到整个细胞和某些细胞器轮廓,但无法再看到更小的物体,如蛋白质分子在细胞内的相互作用。这就等于只能看到城市的建筑,却无法看清在这些建筑中生活的人们。

  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。

  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。

  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,如今没什么物质结构小得无法研究。”

  如今,“纳米显微”技术在全球范围内被普遍的应用,每天人类都能从其带来的新知识中获益。

  获得诺贝尔奖,对德国科学家黑尔似乎太过意外。他告诉诺贝尔奖基金会,接到电话时,他正在安静地阅读一篇科研论文,以为打来的是一个恶作剧电话。不过,黑尔没有陷入惊喜中,而是挂完电话继续阅读论文。

  回忆起研究成果,黑尔说,他的研究最开始时遭到业内人士的强烈,“人们认为这个‘极限’和分辨率自1873年就存在,再去做一些研究……有点疯狂,不太现实”。

  “然而,我的观点是,20世纪发生了那么多物理学(研究之后发现)……我觉得一定有某种东西或现象能帮助你突破那个极限,”黑尔说,“我一直都乐于挑战事物,挑战公共智慧。”

  海都讯 今年的化学诺贝尔奖,到底有何神秘之处,对人类生活又有哪些促进作用?海都记者昨晚连线福建师范大学材料科学与工程学院林正欢研究员进行解读。

  林正欢研究员介绍说,传统光学显微镜采用可见光作为光源,分辨率最高只能达到0.1微米级,最高有效放大倍率只能到1600倍左右,要观测200纳米以下的样品,只能“望洋兴叹”。而电子显微镜虽能达到纳米级的分辨率,但通电的结果,却易引起样品的破坏,因此能观测的样本也相当有限,特别是对活体细胞的观测束手无策。因此,科学家迫切希望有一种实验显微方法,它既具有亚微米甚至纳米尺度的光学分辨本领,又可以连续监测生物大分子(比如蛋白质、核酸等)和细胞器微小结构的演化,而并不影响生物体系的生物活性。在这一背景下,超高分辨率荧光显微镜及技术应运而生。今年化学诺奖的三名获得者,就是在这一领域做出了突出的贡献。如今,利用荧光分子能量转移和单荧光分子定位技术,荧光显微镜已能实现几十甚至几个纳米的超高分辨率,可以与电子显微镜媲美。

  有了超高分辨率荧光显微镜,科学家们就能够从最微小的分子细节来研究活细胞,为更加深刻地认识复杂生命现象的本质打开了黑箱之窗。科学家们可以观察病毒、蛋白质这样微小的结构,能够正常的看到脑部神经细胞间的突触如何形成,看到造成帕金森氏症、阿尔兹海默氏症的蛋白的聚集过程,可以在受精卵分裂形成胚胎时追踪不同的蛋白质。这对于人们阐释生命活动的基本规律、揭示疾病发生机理、建立疾病预警系统、提高医疗诊治水平、探寻发现新药物等,都具有重大作用。

  加上7日获得2014诺贝尔化学奖的三个日本人,已有22名日本人获得诺贝尔奖,除两名文学奖和一名和平奖之外,自然科学奖项占了绝大多数。这中间还包括加入美籍的两个获奖者,也是因他们在日本国内的研究成果而获奖的。日本为何能拿这么多诺贝尔奖?应该说,日本在科研和教育领域确实有值得借鉴之处。

  日本向来有重视教育的传统,实际上,在江户时代末期,江户(现东京)成年男性市民的识字率就达到70%以上,远超于伦敦的20%和巴黎的不到10%,令欧美人为之惊异。当时,甚至日本最偏僻的农村也维持着非常高的识字率。

  二战后,日本通过立法实现了教育均一化,偏僻乡村都拥有和大城市同等的教学设施和师资。

  而在科研领域,这种传统表现为研究人员把学术放在首位。以日本最高学府东京大学为例,该校是日本近代第一所国立大学,在迄今22名获诺贝尔奖的日本人中,出身于东京大学的占了7人。这些成绩,与研究人员专心做学问而不是热衷当官,没有将学府办成“学衙”有很大关系。

  记者曾走访多所日本名牌大学,包括著名国立大学在内,发现建筑都很朴素甚至简陋。可以说,日本的大学重视的不是“大楼”而是“大师”,而能够出大师,与保持“学问第一”的氛围密不可分。

  早稻田大学创造理工学研究科教授森康晃说,早在明治维新前的江户时代,日本就奠定了重视基础研究的传统,并培育了很多人才。

  东京理科大学知识产权战略副教授平塚三好说,日本大学的基础研究有保障,可以研究那些在10年、20年后可能大有用武之地的课题。

  二战后,日本以科技作为立国之本,举全国之力投巨资进行科学技术创新。作为文部科学省外围机构的“日本学术振兴会”负责制定具体科学研究项目,其掌管的“科学研究费”是日本规模最大的竞争性申请类科研费,占日本政府全部竞争性科研费的六成以上,是当前日本科研经费最重要的来源之一。

  日本学术振兴会的科研费预算安排纳入日本政府5年一度的“科学技术基本计划”。研究人员能够从大学、企业或国家获得充足的研究经费,这是能够安心进行研究的物质保障。(N新华)

  这几天诺贝尔科学奖陆续揭晓,英国汤森路透公司在开奖前预测的4位华人科学家——张首晟、杨培东、钱泽南、邓青云,都没能拿到诺奖。

  首先需要说明的是汤森路透只是预测,它与诺贝尔奖评审工作一点儿关系也没有。

  汤森路透是根据什么做出预测的呢?这里要提到一个指标,即科研人员发表论文的被引用情况。汤森路透的“知识产权和科学”分部,年年都会把论文引用情况的数据来进行统计分析,得出一个所谓的“引文桂冠奖”。被其点名者就是预测有望得诺奖的人选。

  汤森路透的这个预测名单之所以受关注,是因为它比较准。自2002年以来,被汤森路透说中的诺贝尔获奖者已经有36位,其中有9位是在预测当年果线位是在接下来两年内获奖。因此,有舆论认为它的预测可被看做诺奖“风向标”。

  今年得诺贝尔物理学奖的日裔美籍科学家中村修二,曾在2002年被汤森路透预测可能获诺奖。如此算来已“迟到”了12年!

  再比如此次被汤森路透“提名”的华人科学家张首晟,近些年来已获多个国际奖项,含金量最高的当属2010年获得“欧洲物理奖”。有海外科技同行认为,得过这个奖的人早晚会获诺奖。因此,张首晟等华人科学家成为今年获奖热门人选实属正常。

  与奥斯卡之类的大奖不同,诺贝尔奖每年只公布最终获奖者名单,不公布候选人名单,并对候选人信息设置50年保密期。因此,对于每年出现的各种“提名”爆料,其线年后才能得到验证。(N新华)

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