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研發高解析螢光顯微鏡 3人獲化學獎

〔編譯管淑平／綜合報導〕瑞典皇家科學院八日宣布今年諾貝爾化學獎得主，美國和德國三名學者因利用螢光分子突破光學顯微鏡解析度限制，達到奈米級的「超解析螢光顯微影像技術」而共同獲獎，「因為他們的成就，光學顯微鏡能一窺奈米世界」，對疾病研究與藥品設計帶來革命性的改變。

突破光學限制 一窺奈米世界

評審委員會主席林登說，這種奈米螢光顯微影像技術，讓科學家得以即時觀察活體細胞內個別分子活動情況，擁有更佳利器研究帕金森氏症、阿茲海默症和杭廷頓舞蹈症等疾病。

獲獎三人分別為五十四歲的美國霍華休斯醫學研究所（HHMI）物理學家貝吉格（Eric Betzig）、六十一歲的美國史丹福大學物理化學家莫納（William E. Moerner），以及五十一歲的德國馬克思蒲朗克生物物理化學研究所奈米生物光子學部門主任赫爾（Stefan W. Hell）。三人將均分八百萬瑞典克朗（三千三百七十萬台幣）獎金。

赫爾得知獲獎後大表意外，「我完全沒想到，簡直無法相信」，「幸好我記得諾馬克的聲音，才明白這是真的。」諾馬克為瑞典皇家科學院常務秘書。莫納正在巴西開會，透過美聯社記者告知才知道得獎，他說︰「我興奮得不得了，也很高興與貝吉格、赫爾同時獲獎。」

過去一段長時間裡，光學顯微鏡解析度受限於光波繞射，最高僅能達光波長的一半、即○．二微米（micrometre），此即為根據德國顯微鏡光學家阿貝（Ernst Abbe）命名的「阿貝繞射極限」。不過，貝吉格等三人利用螢光分子繞過這個限制，發展出「超解析螢光顯微影像技術」；三人使用兩套不同方法，但殊途同歸。赫爾於二○○○年開發「受激發光抑制（STED）顯微影像技術」；貝吉格、莫納各自的研究，則為單分子顯微影像技術（single-molecule microscopy）奠基。

帕金森等研究 將有革命性改變

受激發光抑制顯微影像技術利用兩道雷射光束，一道刺激螢光分子發光、另一道抑制其他螢光分子作用，對著觀察樣本掃描後的成像解析度，得以突破阿貝繞射極限。單分子顯微影像技術有賴於調控個別分子上螢光分子發光與否，藉由對樣本上同一區域重複多次造影，每次僅讓少量分子發光，再將這些影像重疊後得出奈米等級解析度影像。

皇家科學院指出，這種奈米顯微影像技術，「理論上不再會有任何結構小到無法研究」，使科學家能即時觀察活體細胞內的個別分子，了解大腦神經細胞分子如何建立突觸，追蹤帕金森氏症、阿茲海默症、杭廷頓舞蹈症中致病蛋白質如何堆積，也能在受精卵分化成胚胎過程中觀察個別蛋白質分子。這種技術如今已廣受使用，每天都帶來新發現，造福人類，醫學與生物學界受惠最大。

諾貝爾化學獎【圖解版】

發稿時間：2014/10/09 15:33 最新更新：2014/10/09 16:04

科學背景：SUPER-RESOLVED FLUORESCENCE MICROSCOPY

參考網站：諾貝爾化學獎【圖解版】

美國學者貝吉格、莫厄納及德國學者赫勒開發超高解析度的螢光顯微鏡學，獲得2014諾貝爾化學獎。（圖取自nobelprize.org）

（中央社網站）2014諾貝爾化學獎得主8日揭曉，由美國學者貝吉格（Eric Betzig）、莫厄納（William E. Moerner）及德國學者赫勒（Stefan W. Hell）獲得。

他們開發超高解析度的螢光顯微鏡學，讓光學顯微能夠窺視奈米大小的細小分子，有利於疾病及藥物研究。

超高解析螢光顯微術和傳統光學顯微鏡有什麼差別？中央社用一張圖表帶你了解！