今屆諾貝爾化學獎嘉許三名醉心高清顯微鏡研究、終令生物化學研究擴展至納米世界的科學家。美國的貝齊格(Eric Betzig)、莫爾納(William Moerner)及德國的黑爾(Stefan Hell),將光學顯微鏡的解析度從微米縮小至納米為單位,令科學家更清晰觀看細胞內單一分子的活動,對於解構柏金遜病、早老性癡呆症等疑難雜症大有裨益。

身在德國的貝齊格,得獎後獲贈花束。(美聯社圖片)

納米顯微鏡下的影像,展現出分子結構。(法新社圖片)

單一分子顯微鏡操作原理

對科學家而言,探究細胞內的分子結構非常重要。一八七三年,顯微鏡學家恩斯特.阿貝斷言,顯微鏡解析度不能細微過零點二微米,即光波波長一半。三名得獎科學家並不滿足於此,終突破這界限。

三名得主均修讀物理學出身,卻成為化學界功臣。諾貝爾獎委員會昨日公布結果時稱,三人分別研發出的納米顯微鏡技術,屬革命突破,可令科學家更清晰窺視細胞內單一分子的結構,如看到腦內的分子如何組成傳遞訊息的突觸、找出腦內引發柏金遜及早老性癡呆症的蛋白質,以及觀察受精卵細胞分裂成胚胎時的蛋白變化,對醫學研究有重大貢獻。

瓜分850萬獎金

獎項分別嘉許兩種不同的原理。其中德國科學家黑爾在二○○○年發明受激放射耗乏(STED),突破光學繞射的限制,製作出比傳統光學顯微鏡更高解析度的影像。而兩名美國科學家貝齊格及莫爾納,則在單一分子顯微技術上奠下重要基礎。兩人分別在不同的研究中,成功控制單一分子的螢光物質,再透過多重影像,以納米解析度展現出分子的影像,貝齊格在二○○六年首次使用該技術。三人將瓜分約八百五十萬港元的獎金。

英國劍橋大學癌症研究中心的顯微鏡學家賴歇爾特表示,多得三人努力,令科學家可在顯微鏡下看清楚生物化學變化。

化學獎三雄簡介:貝齊格(54歲)

國籍:美國

機構:霍華休斯醫學中心、珍利亞農場研究組

貝齊格曾困在密歇根州一個農舍內辦公,他笑言當時只得一部手提電腦及極好的意念。他原為物理學家及工程師,曾發明近場顯微技術,為日後顯微鏡研究奠下基礎。貝齊格亦曾於父親的機械公司工作,後重返科學的懷抱。他得獎後發聲明稱:「只要我們看到細胞內的分子活動,便可夢想細胞生物學及分子生物學的研究可突飛猛進。」

莫爾納(61歲)

國籍:美國

機構:史丹福大學

莫爾納對於觀察分子活動,有一種很有趣的比喻:「好像查問每顆分子,在巡遊中是否緊跟同一鼓手一樣。」他在美國加州的空軍基地出生,在學期間全部科目均取得甲級成績,惟他並非書呆子,在樂隊、演講、辯論、男童軍、甚至俄羅斯學會都有表現,亦有參加科學比賽。莫爾納先是取得物理學博士資格,繼而成為化學專家,結合兩者所學,終得出世人稱頌的成果。

黑爾(51歲)

國籍:德國

機構:德國普朗克生物物理學化學研究所

黑爾十五歲時從羅馬尼亞移民德國,自言是窮小子。黑爾一九九○年在海德堡大學取得物理學博士學位,一心研究高清顯微技術,在本土卻得不到賞識,只好到芬蘭的大學繼續研究。直至九七年黑爾才獲邀回德國。黑爾接到獲獎消息,感到驚喜,他說:「初時還以為是整蠱電話。」他隨即致電妻子及戰友共享喜悅。