 |
| Οι τρεις φετινοί Νομπελίστες αύξησαν εντυπωσιακά την ανάλυση της οπτικής μικροσκοπίας |
Στοκχόλμη
Δύο
αμερικανοί και ένας γερμανός ερευνητής τιμώνται με το Νόμπελ Χημείας
2014 για την ανάπτυξη του μικροσκοπίου φθορισμού υψηλής ανάλυσης,
ανακοίνωσε την Τετάρτη η Βασιλική Ακαδημία Επιστημών της Σουηδίας.
Οι τρεις ερευνητές ουσιαστικά ξεπέρασαν έναν σημαντικό περιορισμό στην ανάλυση των οπτικών μικροσκοπίων και επέτρεψαν την απεικόνιση μορίων και άλλων αντικειμένων με διαστάσεις νανοκλίμακας.
Με άλλα λόγια, μετέτρεψαν το οπτικό μικροσκόπιο σε οπτικό «νανοσκόπιο».
Το βραβείο θα μοιραστούν διά τρία ο Έρικ Μπέτσιγκ του Ιατρικού Ινστιτούτου Howard Hughes στις ΗΠΑ, ο Στέφαν Χελ του Ινστιτούτου Βιοφυσικής Χημείας Max Planck στη Γερμανία, και ο Ουίλιαμ Μέρνερ του Πανεπιστημίου Στάνφορντ στις ΗΠΑ.
Χάρη στους τρεις φετινούς νομπελίστες, οι επιστήμονες μπορούν σήμερα να παρακολουθούν μεμονωμένα μόρια μέσα σε ζωντανά κύτταρα, να παρακολουθούν το σχηματισμό συνάψεων ανάμεσα στους νευρώνες του εγκεφάλου, και να μελετούν πρωτεΐνες που σχετίζονται με τις νόσους του Πάρκινσον και του Αλτσχάιμερ, μεταξύ άλλων.
Πριν από μερικές δεκαετίες παρέμενε ασαφές στους επιστήμονες αν τα μικροσκόπια θα μπορούσαν ποτέ να μελετήσουν ζωντανά κύτταρα σε μοριακό επίπεδο.
Το 1873, ο γερμανός φυσικός Οπτικής Ερνστ Άμπε, πατέρας της σύγχρονης οπτικής και συνιδιοκτήτης της εταιρείας οπτικών Carl Zeiss, προέβλεψε ότι η ανάλυση της οπτικής μικροσκοπίας δεν θα μπορούσε ποτέ να ξεπεράσει τα 0,2 μικρόμετρα (χιλιοστά του χιλιοστού).
Για την ακρίβεια, ο Άμπε είπε ότι η ανάλυση δεν μπορεί ποτέ να είναι μεγαλύτερη από ό,τι το μισό του μήκους κύματος του φωτός.
Οι Μπέτσιγκ, Χελ και Μέρνερ κατάφεραν την περασμένη δεκαετία να ξεπεράσουν αυτόν τον περιορισμό βελτιώνοντας τα λεγόμενα μικροσκόπια φθορισμού, τα οποία αντί να φωτίζουν το δείγμα καταγράφουν τη λάμψη μορίων που φθορίζουν μέσα του.
Η αρχή έγινε το 2000, όταν ο Στέφαν Χελ ανέπτυξε το μικροσκόπιο STED, το οποίο χρησιμοποιεί δύο δέσμες λέιζερ: η πρώτη διεγείρει τα φθορίζοντα μόρια και τα αναγκάζει να εκπέμπουν φως, ενώ η δεύτερη ακυρώνει όλο το φθορισμό εκτός από εκείνον που προέρχεται από έναν μικρό όγκο διαστάσεων μερικών νανομέτρων. Η σάρωση του δείγματος, νανόμετρο προς νανόμετρο, δίνει εικόνες με ανάλυση που υπερβαίνει το θεωρητικό όριο του Άμπε.
Ο Έρικ Μπέτσιγκ και ο Ουίλιαμ Μέρνερ ανέπτυξαν ανεξάρτητα μια δεύτερη μέθοδο, τη μικροσκοπία μεμονωμένων μορίων, η οποία βασίζεται στη δυνατότητα ενεργοποίησης και απενεργοποίησης των φθοριζόντων μορίων.
Το μικροσκόπιο σαρώνει την ίδια περιοχή του δείγματος πολλές συνεχόμενες φορές, αφήνοντας λίγα διάσπαρτα μόρια να φωτίζουν σε κάθε «καρέ». Ο συνδυασμός όλων αυτών των καρέ δίνει εικόνες εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης, στο επίπεδο της νανοκλίμακας.
Ο Έρικ Μπέτσιγκ (Eric Betzig) γεννήθηκε στις ΗΠΑ το 1960. Είναι σήμερα ερευνητής του Ιατρικού Κέντρου Howard Hughes στη Βιρτζίνια των ΗΠΑ.
Ο Στέφαν Χελ (Stefan Hell) γεννήθηκε το 1962 στη Ρουμανία αλλά είναι γερμανός πολίτης. Είναι σήμερα επικεφαλής του Ινστιτούτου Βιοφυσικής Χημείας Max Planck στο Γκέτινγκεν της Γερμανίας.
Ο Ουίλιαμ Μέρνερ (William Moerner) γεννήθηκε το 1953 στην Καλιφόρνια και είναι σήμερα καθηγητής Χημείας και Εφαρμοσμένης Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ.
Οι ανακοινώσεις των φετινών βραβείων ξεκίνησαν τη Δευτέρα με το Νόμπελ Ιατρικής - Φυσιολογίας και συνεχίστηκαν με το Νόμπελ Φυσικής την Τρίτη.
Ακολουθεί η ανακοίνωση του Νόμπελ Λογοτεχνίας την Πέμπτη, Ειρήνης την Παρασκευή και Οικονομικών Επιστημών τη Δευτέρα.
Η εκδήλωση απονομής των βραβείων θα πραγματοποιηθεί στις 10 Δεκεμβρίου στη Στοκχόλμη.
Οι τρεις ερευνητές ουσιαστικά ξεπέρασαν έναν σημαντικό περιορισμό στην ανάλυση των οπτικών μικροσκοπίων και επέτρεψαν την απεικόνιση μορίων και άλλων αντικειμένων με διαστάσεις νανοκλίμακας.
Με άλλα λόγια, μετέτρεψαν το οπτικό μικροσκόπιο σε οπτικό «νανοσκόπιο».
Το βραβείο θα μοιραστούν διά τρία ο Έρικ Μπέτσιγκ του Ιατρικού Ινστιτούτου Howard Hughes στις ΗΠΑ, ο Στέφαν Χελ του Ινστιτούτου Βιοφυσικής Χημείας Max Planck στη Γερμανία, και ο Ουίλιαμ Μέρνερ του Πανεπιστημίου Στάνφορντ στις ΗΠΑ.
Χάρη στους τρεις φετινούς νομπελίστες, οι επιστήμονες μπορούν σήμερα να παρακολουθούν μεμονωμένα μόρια μέσα σε ζωντανά κύτταρα, να παρακολουθούν το σχηματισμό συνάψεων ανάμεσα στους νευρώνες του εγκεφάλου, και να μελετούν πρωτεΐνες που σχετίζονται με τις νόσους του Πάρκινσον και του Αλτσχάιμερ, μεταξύ άλλων.
Πριν από μερικές δεκαετίες παρέμενε ασαφές στους επιστήμονες αν τα μικροσκόπια θα μπορούσαν ποτέ να μελετήσουν ζωντανά κύτταρα σε μοριακό επίπεδο.
Το 1873, ο γερμανός φυσικός Οπτικής Ερνστ Άμπε, πατέρας της σύγχρονης οπτικής και συνιδιοκτήτης της εταιρείας οπτικών Carl Zeiss, προέβλεψε ότι η ανάλυση της οπτικής μικροσκοπίας δεν θα μπορούσε ποτέ να ξεπεράσει τα 0,2 μικρόμετρα (χιλιοστά του χιλιοστού).
Για την ακρίβεια, ο Άμπε είπε ότι η ανάλυση δεν μπορεί ποτέ να είναι μεγαλύτερη από ό,τι το μισό του μήκους κύματος του φωτός.
Οι Μπέτσιγκ, Χελ και Μέρνερ κατάφεραν την περασμένη δεκαετία να ξεπεράσουν αυτόν τον περιορισμό βελτιώνοντας τα λεγόμενα μικροσκόπια φθορισμού, τα οποία αντί να φωτίζουν το δείγμα καταγράφουν τη λάμψη μορίων που φθορίζουν μέσα του.
Η αρχή έγινε το 2000, όταν ο Στέφαν Χελ ανέπτυξε το μικροσκόπιο STED, το οποίο χρησιμοποιεί δύο δέσμες λέιζερ: η πρώτη διεγείρει τα φθορίζοντα μόρια και τα αναγκάζει να εκπέμπουν φως, ενώ η δεύτερη ακυρώνει όλο το φθορισμό εκτός από εκείνον που προέρχεται από έναν μικρό όγκο διαστάσεων μερικών νανομέτρων. Η σάρωση του δείγματος, νανόμετρο προς νανόμετρο, δίνει εικόνες με ανάλυση που υπερβαίνει το θεωρητικό όριο του Άμπε.
Ο Έρικ Μπέτσιγκ και ο Ουίλιαμ Μέρνερ ανέπτυξαν ανεξάρτητα μια δεύτερη μέθοδο, τη μικροσκοπία μεμονωμένων μορίων, η οποία βασίζεται στη δυνατότητα ενεργοποίησης και απενεργοποίησης των φθοριζόντων μορίων.
Το μικροσκόπιο σαρώνει την ίδια περιοχή του δείγματος πολλές συνεχόμενες φορές, αφήνοντας λίγα διάσπαρτα μόρια να φωτίζουν σε κάθε «καρέ». Ο συνδυασμός όλων αυτών των καρέ δίνει εικόνες εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης, στο επίπεδο της νανοκλίμακας.
 |
| Έρικ Μπέτσιγκ του Ιατρικού Ινστιτούτου Howard Hughes στις ΗΠΑ, ο Ουίλιαμ Μέρνερ του Πανεπιστημίου Στάνφορντ στις ΗΠΑ και ο Στέφαν Χελ του Ινστιτούτου Βιοφυσικής Χημείας Max Planck στη Γερμανία, και |
Ο Έρικ Μπέτσιγκ (Eric Betzig) γεννήθηκε στις ΗΠΑ το 1960. Είναι σήμερα ερευνητής του Ιατρικού Κέντρου Howard Hughes στη Βιρτζίνια των ΗΠΑ.
Ο Στέφαν Χελ (Stefan Hell) γεννήθηκε το 1962 στη Ρουμανία αλλά είναι γερμανός πολίτης. Είναι σήμερα επικεφαλής του Ινστιτούτου Βιοφυσικής Χημείας Max Planck στο Γκέτινγκεν της Γερμανίας.
Ο Ουίλιαμ Μέρνερ (William Moerner) γεννήθηκε το 1953 στην Καλιφόρνια και είναι σήμερα καθηγητής Χημείας και Εφαρμοσμένης Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ.
Οι ανακοινώσεις των φετινών βραβείων ξεκίνησαν τη Δευτέρα με το Νόμπελ Ιατρικής - Φυσιολογίας και συνεχίστηκαν με το Νόμπελ Φυσικής την Τρίτη.
Ακολουθεί η ανακοίνωση του Νόμπελ Λογοτεχνίας την Πέμπτη, Ειρήνης την Παρασκευή και Οικονομικών Επιστημών τη Δευτέρα.
Η εκδήλωση απονομής των βραβείων θα πραγματοποιηθεί στις 10 Δεκεμβρίου στη Στοκχόλμη.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου