徠卡顯微鏡Stefan Hell在超高分辨顯微技術諾貝爾化學獎
瑞典皇家科學院宣布⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，將2014年諾貝爾化學獎授予埃里克·白茲格（Eric Betzig）⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、斯蒂芬·黑爾（Stefan W. Hell）和威廉·莫爾納（William E. Moerner）♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，以表彰他們為發展超高分辨率 熒光顯微鏡所作的貢獻♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。
獲獎理由
很長時間以來ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，人們都認為光學顯微技術無法突破一條極限：它永遠不可能獲得比所用光的半波長更高的分辨率❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，這被稱為“阿貝衍射極限”⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。然而㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，2014年諾貝爾化學獎的得主使用熒光分子ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，巧妙地繞開了這一極限ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。他們突破性的工作將光學顯微技術帶到了納米尺度ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。
成果解析
埃里克·白茲格ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、斯蒂芬·黑爾和威廉·莫爾納由于超越了0.2微米這個極限而被授予2014年的諾貝爾化學獎ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。由于他們的貢獻⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，現在通過光學顯微鏡我們可以觀察到納米世界⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。
此次諾貝爾化學獎授予兩項不同的工作웃유ღ♋♂。其中一項是斯蒂芬·黑爾在2000年開發的STED顯微鏡技術✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。這項技術同時使用兩束激光✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，其中一束激發熒光分子發光❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，另外一束將除了一個納米尺寸之外的熒光全部猝滅掉☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。這樣✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，通過一個納米一個納米地掃描樣品♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，我們可以獲得分辨率高于阿貝衍射極限的圖像⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。
另一項工作來自于埃里克·白茲格和威廉·莫爾納①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，他們各自獨立地建立了單分子顯微鏡(single molecule microscopy)的技術✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴， GSDIM 和超高分辨顯微鏡 Leica SR GSD 3D正是基于這項技術☈⊙☉℃℉❅。這項成果可以將單個分子的熒光打開或者關掉♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。科學家們對同一區域反復成像✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，每次只允許幾個分散的分子發光ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。將這些圖像疊加就獲得了分辨率達到納米尺度的圖像㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。在2006年ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，埃里克·白茲格首次使用了這種方法☾☽❄☃。
Leica TCS SP8 STED 3X 超高分辨系統--為您快速直接展示3D的生物世界ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。
獲獎者簡介
埃里克·白茲格（Eric Betzig）：美國人✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。1960年生于美國密歇根州安阿伯（Ann Arbor）市✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，1988年獲康奈爾大學博士學位☾☽❄☃。現為美國弗吉尼亞州阿什伯恩市（Ashburn）霍華德·休斯醫學研究所珍莉亞農場研究園區研究組長ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。
威廉·莫爾納（William E. Moerner）：美國人❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。1953年出生于加利福尼亞州的普萊森頓（Pleasanton）⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，1982年在康奈爾大學獲博士學位❣❦❧♡۵。現為斯坦福大學哈里•莫舍化學教授㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，和應用物理學兼職教授⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。
斯蒂芬·黑爾（ Stefan W. Hell ）：德國人⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。1962年出生于羅馬尼亞的阿拉德（Arad）❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，1990年在德國海德堡大學獲得博士學位ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。現為哥廷根馬克斯·普朗克生物物理化學研究所主任⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，和位于德國海德堡的德國癌癥研究中心部門負責人㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。
早在2004年徠卡顯微系統(Leica Microsystems)就與Stefan Hell合作推出了商業化4Pi超高分辨顯微鏡①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，開啟了超高分辨產品商業化的先河⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。2007年,他將STED**技術授權徠卡(Leica)研發웃유ღ♋♂，最新一代Leica TCS SP8 STED 3X受激發射損耗顯微鏡✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，推向市場后♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，該系列產品廣受好評✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。Stefan Hell與徠卡顯微系統（Leica Microsystems）的工程師和科學家有長期良好的關系✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，從他還是博士生時①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，他就與徠卡(Leica)共同研發超高分辨顯微鏡✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，至今雙方合作超過15年ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。
Marcus Dyba 撰寫博士生論文時ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，在Stefan Hell實驗室研發第一款STED顯微鏡⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，他現在已經是徠卡顯微系統超高分辨技術發展項目的牽頭人㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。他說：“我很高興諾獎組委會認可了S.H的創舉❣❦❧♡۵，因為他觸發了光學顯微鏡的革新☈⊙☉℃℉❅。我經常回想起當初我在他的實驗室里研究STED技術的日子ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。即使在那時❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，徠卡顯微系統也是他主要的合作伙伴❣❦❧♡۵，對他的想法和革新極富熱情⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，且愿意接受具有風險的創新之舉☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。”
憑借受激發射損耗顯微鏡 Leica TCS SP8 STED 3X 和 Leica SR GSD 3D三維定位顯微鏡㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉， 徠卡顯微鏡 是唯一一家提供超高分辨技術的企業❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。超高分辨技術使科學家們就能在顯微鏡下看到生物細胞內納米級別的粒子運動的情況❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。他們可以看到微小的粒子是如何在神經細胞之間形成突觸的✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，也可以看到那些在帕金森癥ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、阿茨海默癥等等疾病的萌發中起到關鍵作用的微小蛋白質粒子①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯， 還能跟蹤胚胎分裂時單個蛋白質分子的運動軌跡❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。
Leica SR GSD 3D超高分辨系統為您帶來3D定位顯微成像⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。
關于徠卡顯微系統
(Leica Microsystems)
徠卡顯微系統有限公司是顯微鏡和科學儀器領域的全球先驅⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。十九世紀㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，公司從家族事業起步⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，如今成為全球知名企業⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，以無可匹敵的創新精神鑄就輝煌歷史⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。
與科學界一貫的緊密合作是徠卡顯微系統有限公司創新傳統的關鍵㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，從而將用戶的想法付諸實踐并根據用戶需要為其量身定制解決方案ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。徠卡顯微系統有限公司的全球運作分為四個部門ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，它們均已成為其各自領域的先驅：生命科學部門ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、工業部門✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅、醫療部門和納米科學部門㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。
公司在全球 100 多個國家設有代表處⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，在 5 個國家設有 6 家制造廠㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，在 20 個國家設立了銷售和服務機構⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，并且具有全球性的代理商網絡☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。徠卡顯微系統公司總部設在德國的韋茨拉爾 (Wetzlar)
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HeLa細胞中Alexa 568標記的組蛋白H3❣❦❧♡۵。超高分辨率STED堆棧的3D重建㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。z堆棧（91面）的惠更斯反卷積 之后⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，進行表面3D重建☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；。無論是利用STED獲取xy方向（后面的綠色部分）或在所有維度上（前面的綠色部分）的最大分辨率①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，與共聚焦結果（紅色）相比ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，STED數據（綠色）展示了清晰的橫向分辨率增加✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。顯然⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，3D STED是重現目標結構的最佳成像方式