Три ученых, преодолевших предел дифракции света для снятия оптической микроскопии к молекулярному уровню, победили Нобелевскую премию этого года в химии. Эрик Бециг Говарда Хьюза Мединститут в Эшберне, Вирджиния; Стефан Хелл из Макс.
Планка Университета Биофизической Химии в Геттингене, Германия; и Уильям Моернер из Стэнфордского университета в Пало-Альто, Калифорния, разделяет приз одинаково “за развитие суперрешенной микроскопии флуоресценции”, заявил Нобелевский Комитет ранее сейчас.Больше 100 лет, microscopists пробующий разглядеть весьма мелкие объекты увеличился в то, что, как думали, было фундаментальным физическим пределом: та резолюция имела возможность добраться не лучше, чем добрая половина длины волны света.
Известный как предел дифракции Абби, это означало, что исследователь, применяющий видимый свет — лучший способ для изучения биологических образцов — не имел возможности сохранять надежду видеть вещи, меньшие, чем примерно 0,2 микрометра либо миллионные части метра. С тем ограничением бактерии, клетки и вирусы смотрелись либо расплывчатыми и неясными либо как невыразительные капли.Три новых Лауреата Нобелевской премии преодолели тот предел посредством флуоресценции, вынудив объекты под микроскопом излучать свет сами для раскрытия их подробностей.
Преисподняя развил способ, названный стимулированной микроскопией истощения эмиссии в 2000. Это применяет лазерный луч для возбуждения молекул для пылания, и второй луч для уравновешивания всей флуоресценции за исключением того, что в мелком масштабе миллимикрона (миллиардные части метра) количество.Бециг и Моернер, трудясь раздельно, развили разный способ, известный как микроскопия локализации единственной молекулы. Это надеется на свойство стимулировать разные типы молекул для включения либо прочь выборочно.
Методом порождения молекул определенного типа — которые обширно расставлены в примере — для флуоресцирования, исследователи могут изображение молекулы и совершенно верно определять их места. Другие молекулы тогда изображены раздельно, и отдельные изображения наконец нанесены для картины структуры в целом примере.
Бециг показал способ в первый раз в 2006. Он напечатал работу в Науке; щелкните тут для газетного сообщения об изучении.Преисподняя сообщил Нобелевской пресс-конференции 8 октября по телефону из Германии, что он начал работату над проблемой, когда он соскучился стандартными проблемами микроскопии и задался вопросом, имел возможность ли бы этот на вид небьющийся предел быть нарушен. “Я был привлечен к проблеме. Я в итоге осознал, что был путь методом игры с молекулами.
Включение молекул и прочь разрешает Вам видеть вещи”. Сперва, Преисподняя сообщил, другие ученые не могли считать, что его новый подход взломал проблему, досадившую исследователям начиная с работы Абби в 1873. “Я осознал, что Вы не преодолеваете предел методом трансформации волн света; Вы преодолеваете его методом игры с молекулами”.Свойство достигнуть резолюции десятков миллимикронов с видимым светом означала, что биологические молекулы имели возможность наблюдаться, тогда как все еще живой, не при резких условиях, нужных для электронного микроскопа. “Это лишь говорит нам где, но в то время как и как.
Это – величие этого развития”, сообщил неорганический химик Свен Лидин из Лундского университета в Швеции, глава Нобелевского комитета по химии, пресс-конференцию.Микроскопистс сообщил Науке, что они рады о премии. “Это отлично заслужено”, говорит биолог клетки Мишель Пекхам из Лидсского университета в Соединенном Королевстве, участнике совета Королевского Микроскопического Общества. “Это открыто горизонты микроскопии к новым способам, в особенности в биологических науках”.“Я взволнован этим. Это – область, поймавшая громадное внимание от биологов”, говорит Кэтрин Льюис, директор клеточной биологии и отделения биофизики в Национальном Университете Неспециализированных Медицинских наук в Молитвенном доме, Мэриленд. “В первый раз, это разрешает биологам наблюдать в клетке и видеть вещи, которые мы не видели прежде. … Мы видим поведение молекул в реальном времени.
Потому, что эти способы разрешают исследователям осуществлять контроль молекулярные перемещения в течение продолжительного времени, они становятся крайне важными для понимания вещей, таких как метастаз при раке и метод, которым вирусы входят в клетки и куда они идут”.Но было некое удивление, что Нобелевские почести прибыли исходя из этого практически сразу после открытия этих способов. “Это есть все еще достаточно новым. Это только что начинает приниматься в лаборатории”, говорит Пекхэм.
Сьюзен Кокс, биолог в Королевском колледже в Лондоне, соглашается. “Эти три человека являются весьма хорошими получателями”, говорит она. “Ясно, что это было бы крайне важно. Но мы все еще в начале.
Это мало грязно, и технический прогресс происходит, потому, что научные результаты входят”. Кокс говорит, что это требовало времени для биологов, чтобы выяснить, что способы будут трудиться с биологическими примерами.Когда они сделали, связанные способы с изумительным множеством акронимов стали появляться: SPDM, SPDMphymod, ШТОРМ, ПАЛЬМА, dSTORM, fPALM, и SOFI.
Цена экспертных знаний и методов в оптике, что кое-какие из них требуемый помещают их вне досягаемости некоторых лабораторий биологии. Но сейчас, большие производители оптики начали создавать стандартные совокупности. “Это – критическая вещь: свойство надавить на кнопку, и это ”, говорит Кокс.
С созданием отчетов Робертом Ф. Обслуживание.Для больше на Nobels в науке, щелкнуть тут.*Обновление, 9 октября, 17:05: обновленная версия этой истории додаёт четыре параграфа комментариев от вторых исследователей в конце.
Это также додаёт подробности к описаниям способов микроскопии, за которые был награжден Нобель.