Nobelovou cenou ocenení chemici premenili mikroskop na nanoskop

, 08.10.2014 12:30, aktualizované: 09.10.2014 09:00
Nobelova cena za chémiu
Sven Lidin (vľavo), Staffan Normark and Mans Ehrenberg oznamujú mená tohtoročných laureátov Nobelovej ceny za chémiu Autor: ,

Pre optické mikroskopy mal platiť fyzikálny limit. Nemali byť schopné dosiahnuť lepšie rozlíšenie, než je polovica vlnovej dĺžky použitého svetla, čo je asi 0,2 mikrometra. Takéto rozlíšenie však nestačí na pozorovanie procesov, ktoré sa dejú vnútri buniek.

Tohtoroční laureáti Nobelovej ceny za chémiu však tento limit zbúrali a premenili mikroskopiu na nanoskopiu. Vďaka ich vynálezu je možné sledovať aj tie najmenšie detaily a molekulárne procesy bez zničenia pozorovaného objektu. To významne prispelo k lepšiemu pochopeniu takých chorôb, ako je Parkinsonova a Alzheimerova choroba.

Kráľovská švédska akadémia vied v stredu rozdelila Nobelovu cenu medzi Američanov Erica Betziga a Williama Moernera a Nemca Stefana Hella, ktorý sa narodil v Rumunsku.

Optický mikroskop začali vedci používať už v 17. storočí, čím sa zrodil vedný odbor mikrobiológie. Odvtedy boli vyvinuté rôzne iné druhy výkonných mikroskopov, napríklad elektrónový. Jeho nevýhodou však je, že vyžaduje opatrenia, ktoré nakoniec bunku zabijú, a tak nie sú veľmi vhodné na sledovanie živých organizmov v reálnom čase. V roku 1873 prišiel Ernst Abbe z tvrdením, že optická mikroskopia má svoje limity, ktoré jej neumožňujú zaostriť na objekty menšie, ako je polovica vlnovej dĺžky použitého svetla.

Toto tvrdenie sa však ukázalo ako nepravdivé. Keby platilo, tak by sa výskumníci pozerali na bunky z príliš veľkej „výšky“. Dá sa to porovnať so sledovaním mesta z lietadla. Je možné vidieť budovy a ulice, no nie je vidieť ľudí, čo robia a ako fungujú.

Tohtoročným laureátom Nobelovej ceny za chémiu sa zdanlivý limit podarilo prekonať s pomocou fluorescenčných molekúl. Vďaka nim môže optický mikroskop nazerať do nanosveta. Ocenení experti „vyvinutím fluorescenčného mikroskopu s veľmi vysokým rozlíšením preniesli optickú mikroskopiu do nanoúrovne“, konštatovala švédska akadémia. V nanoskopii vedci dokážu pozorovať cesty jednotlivých molekúl vnútri živých buniek. Vidia, ako molekuly vytvárajú spojenia medzi nervovými bunkami v mozgu, sledujú zhlukovanie proteínov u pacientov s Parkinsonovou a Alzheimerovou chorobou a vedia vystopovať jednotlivé proteíny v oplodnených vajíčkach, keď sa delia na embryá, uviedla švédska akadémia o využití superrozlišovacej mikroskopie.

Nobelov výbor ocenil dva rôzne princípy optickej nanoskopie. Prvý vytvoril Hell v roku 2000 a je známa pod skratkou STED. Takýto optický nanoskop využíva dva laserové lúče. Jeden z nich stimuluje flurescentné molekuly, aby svietili, a druhý ruší všetku fluorescenciu okrem tej vo veľkosti nanometrov. Tento prístroj vlastne prechádza pozorovanú vzorku nanometer na po nanometri (nanometer je jedna miliardtina metra, resp. jedna milióntina milimetra, resp. ľudský vlas je široký asi 100-tisíc nanometrov), a tak vytvorí snímku s lepším rozlíšením, ako je Abbeho limit.

Betzig a Moerner, ktorí pracovali nezávisle od seba, položili základy druhej metódy zvanej jednomolekulová mikroskopia. Tá stavia na možnosti, že fluorescenciu jednotlivých molekúl je možné vypnúť a zapnúť. Vedci pomocou takéhoto mikroskopu urobia viacero snímok jednej oblasti, pričom vždy svieti len pár molekúl. Pospájaním týchto snímok vznikne hustá supersnímka s rozlíšením v nanometroch. Betzig prvý takýto mikroskop postavil v roku 2006.

Tohtoročný týždeň vyhlasovania Nobelových cien sa začal v pondelok oznámením Nobelovej ceny za medicínu. Tú dostala trojica neurológov – americko-britský vedec John O'Keefe a nórski manželia May-Britt a Edvard Moser – za objav buniek, ktoré mozgu pomáhajú v priestorovej orientácii. V utorok švédska akadémia oznámila, že tohtoročná Nobelova cena za fyziku pripadá Japoncom Isamu Akasakiovi a Hirošimu Amanovi a Američanovi japonského pôvodu Shujimu Nakamurovi za vývoj modrých svetelných diód (LED), ktoré umožnili vytvorenie nového, ekologického svetelného zdroja.

Vo štvrtok sa svet dozvie meno laureáta ceny za literatúru a v piatok ceny za mier. Na budúci pondelok bude vyhlásená Nobelova cena za ekonómiu. Vyznamenaní laureáti okrem najprestížnejšej ceny získavajú aj finančnú prémiu vo výške osem miliónov švédskych korún (876-tisíc eur). V prípade viacerých ocenených sa táto suma rozdelí na polovice či tretiny.

Pôvodnú agentúrnu správu sme nahradili autorským textom.

#Nobelova cena za chémiu #Eric Betzig #William Moerner #Stefan Hell
Sleduj najnovšie články na našom Facebooku