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超分辨荧光显微镜
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   17世纪,光学显微镜打开了微世界的大门。但它的观察能力有一个接近0.2微米的“极限”,大约比头发丝小300多倍。科学家们困扰了几个世纪, STED显微镜和单分子显微镜出现,突破了这一“极限”

   这些超高分辨率荧光显微镜脱胎于荧光显微镜。把荧光分子标记到某些部位,用光照射后在显微镜下能看到这些部位发光,形成图像,虽然荧光分子可以做得很小,但点亮荧光分子的光斑大小受显微镜“极限”限制。

   那么问题来了,超高分辨率荧光显微镜是如何摆脱“极限”的?

       STED显微镜使用两束相同圆心的激光,一束圆形,一束圆环形,同时照射一个区域时,圆形激光激发荧光,圆环形激光抑制荧光发光,形成一个比“极限”更小的点,逐点扫描图像,形成超分辨图。就像电视屏幕,同样大小的画面,发光点尺寸越小越清晰。

    单分子显微镜依靠的是开关单个荧光分子。原先一个“极限”大小的光束,会使其照射的圆形区域内数十个荧光分子都发光,单分子显微镜实现了一次照射只让其中一个发光,然后精确定位,再使其变暗,让另一个荧光分子发光,再定位,不断重复,直到定位了圆形区域内所有的荧光分子,最后合成一幅图,让原本在“极限”光斑内不能分辨的荧光分子实现分辨。

    如果问科学家: 想用它做什么精彩的实验?你会知道,用它跟踪与疾病有关的蛋白质变化,能为疑难杂症的治愈提供可能;观察脑神经细胞之间分子的突触,能深入了解大脑的运作;还能用它在受精卵分裂并发育成胚胎的过程中探索生命的奥秘。

        2014108日,诺贝尔委员会将诺贝尔化学奖授予STED显微镜的开发者斯蒂芬·黑尔,和单分子显微镜的发展者埃里克·白兹格、威廉·莫尔纳,以表彰他们为人类探索更小的世界作出的杰出贡献。

 

 

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