8 Οκτωβρίου 2014

Το Νόμπελ Χημείας 2014 Δόθηκε Σε Τρεις Εφευρέτες Πρωτόγνωρα Καλών Μικροσκοπίων

FluorescentCells

Από το 1658, που ο Ολλανδός Γιαν Σβάμμερνταμ ανακάλυψε με ένα από τα πρώτα μικροσκόπια τα ερυθρά αιμοσφαίρια, και από όταν λίγο μετά, το 1665, ο Ρόμπερτ Χουκ είδε στο μικροσκόπιο ένα κομμάτι φελλού και βάφτισε τις κυψελοειδείς δομές που έβλεπε "κύτταρα", τα μικροσκόπια προχώρησαν πολύ -και, εν πολλοίς χάρη σε αυτά, το ίδιο έκανε και η βιολογία.

Γύρω στα 1875, όμως, και ενώ μικροσκόπια (και τηλεσκόπια) έβγαιναν συνεχώς καλύτερα, συμβαδίζοντας με την γενικότερη μεγάλη επιστημονική πρόοδο, αρκετοί επιστήμονες αναρωτήθηκαν ποιο είναι το ανώτατο θεωρητικό όριο μεγέθυνσης των οπτικών μικροσκοπίων. Και βρήκαν ένα:

microlimit

Ετούτη η εξίσωση λέει στο περίπου ότι δεν μπορείς να δεις με το οπτικό μικροσκόπιο κάτι που έχει διαστάσεις μικρότερες από το μισό του μήκους κύματος του φωτός. Δηλαδή, 200 νανόμετρα, ή 0,2 μικρόμετρα. Επιπλέον συνέπεια της εξίσωσης είναι και το ότι μια ακτίνα λέιζερ δεν μπορεί να εστιαστεί σε επιφάνεια μικρότερου μεγέθους.

abbes-limit

Βεβαίως, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μπορεί να μεγεθύνει τα πράγματα πολύ καλύτερα. Όμως δεν είναι και πολύ χρήσιμο στους βιολόγους, επειδή η προεργασία που πρέπει να υποστούν τα δείγματα, δεν αφήνει τα κύτταρα ζωντανά. Οπότε το θεωρητικό όριο της μεγέθυνσης των λιγότερο invasive οπτικών μικροσκοπίων ήταν ένα πρόβλημα.

Οι Έρικ Μπέτσικ, Γουίλιαμ E. Μέρνερ (που όλοι τον φωνάζουν W.E.) και Στέφαν Χελ δεν ακύρωσαν αυτό το όριο -η εξίσωση ισχύει ακόμα-, αλλά βρήκαν δύο διαφορετικούς τρόπους να το παρακάμψουν. Έναν οι δύο πρώτοι, συνεργαζόμενοι, και έναν ο τρίτος, σόλο. Πλέον μπορούν να μελετηθούν με οπτικά μικροσκόπια και ιοί, και πρωτεΐνες και απ' όλα. Ρίξε μια ματιά στις κλίμακες του σχήματος. Αυτές οι νέες δυνατότητες σημαίνουν ότι πλέον ξεφεύγουμε από την μικροσκοπία. Μπαίνουμε στη νανοσκοπία.

Και οι βιολόγοι τρίβουν τα χέρια τους.

Nobel Prize in Chemistry

Μπορείς να δεις τον Στέφαν Χελ να μιλάει για τη δουλειά του εδώ, το 2011. Η μέθοδος μεγέθυνσης που επινόησε το 2000, μετά από δέκα χρόνια δουλειάς, ονομάζεται stimulated emission depletion (STED) :

Και εδώ, ο Έρικ Μπέτσικ:

Είναι πολύ ενδιαφέρουσα η ιστορία, πώς ο Μπέτσικ εμπνεύστηκε από τις έρευνες του Μέρνερ, ο οποίος το 1989 ήταν πέτυχε πρώτος να μετρήσει την οπτική απορρόφηση ενός μόνο μορίου, εργαζόμενος στην IBM. Και βεβαίως ο Μέρνερ συνέχισε να καταπιάνεται με παρόμοια θέματα στη συνέχεια.

Σύντομα θα ακολουθήσει συμπληρωματικό ποστ.

ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ: