细赏光学显微镜下更加微小的世界

　　从光学显微镜到能探知纳米世界的超分辨率显微镜，2014年诺贝尔化学奖所表彰的科学研究突破了以往物体观测尺寸的界限，使人类得以研究更微小的世界。

　　北京大学生物动态光学成像中心研究员孙育杰介绍，超分辨率荧光显微技术主要应用于生物领域。孙育杰说，传统光成像分辨率一般是波长的一半200纳米。这个分辨率在细胞成像上有些大了。很多细胞结构小于这个，很多生物分子排列很紧，这样也看不到。因此，科学家们致力于超分辨率领域的研究。

　　孙育杰介绍，超分辨率领域的发展分为三个阶段，在1994年，德国人斯特凡·黑尔最先从原理和技术上实现了超分辨率，当时称为STED，但因为生物兼容性很差，很容易将生物样品烧坏，因此一直没能大范围应用。2006年，此次诺奖得主埃里克·贝齐格与华裔科学家庄小威几乎在同一时间各自独立发表论文，发明了新的超分辨率技术。二者在原理上非常像，且生物兼容性非常好，“这个技术一下子火起来”。

　　此后，最早推出超分辨率技术的黑尔教授也在技术上不断改革，使得生物兼容性很好。因此，目前该领域主要广泛使用这三种技术。“这3个技术都很成熟，也有公司投入生产。比如尼康、奥林巴斯等，已经商用化了。北京还有10多家实验室在用这个技术。”

　　目前，这几种技术把传统成像分辨率提高了10到20倍，最好的能达到10纳米，“这种提高是非常了不起的”。因此，超分辨率技术推出后，科学家们可以看到细胞内的细节，包括细胞结构，分子间的相互作用，相互定位及动态过程等。“好比一个近视眼的人突然戴上了合适的眼镜”。

　　物理原理生命科学奇或诺贝尔化学奖

　　物理学的原理和技术，广泛应用于生命科学领域，最后却获得了诺贝尔化学奖，这令一些人感到困惑。对此，孙育杰说，这几个技术都是跨界技术。实际上黑尔和庄小威都是物理专业毕业。他们都是一直从事物理研究，最后转做生物，用物理理论解决了生物的技术需求。“这是一个典型的技术诺贝尔奖，也是跨界的结果”。

　　对于此技术获得化学奖，他说这几类技术实现超分辨率，都是利用荧光探针的性质，包括化学有机染料、荧光蛋白等。在2008年也有科学家凭借荧光蛋白获得过诺贝尔化学奖。“这其实是个生物领域”。他表示，这个技术就是利用了生物分子、化学分子的性质，实现了突破衍射极限的超高分辨率成像。

　　华裔科学家为何无缘此次诺贝尔化学奖

　　昨天，诺贝尔化学奖公布后，很多学界专家都认为华裔科学家庄小威更有资格获得该奖。

　　原北大生命科学院院长饶毅在第一时间发表文章称，“贝齐格的工作不仅与华裔教授庄小威的工作在物理原理上完全一样，而且他们研究论文发表的时间也一样，令人不解为何厚此薄彼”。

　　孙育杰认为，在荧光显微技术这一领域，庄小威也是极为重要的贡献人。

　　有学者说，莫纳虽然在成像领域里德高望重，备受尊敬，但是相比诺贝尔奖，还有一定差距。在质量上远不如黑尔、贝齐格和庄小威。

　　据介绍，庄小威目前任哈佛大学化学系和物理系教授，兼北京大学生物动态成像中心研究员。庄小威毕业于中国科技大学少年班，美国加州大学物理学博士、斯坦福大学博士后，40岁当选美国科学院院士