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物理学院教师访问2014年度诺贝尔奖得主Stefan W. Hell 实验室
更新时间 :2014-10-16 15:41:57   浏览次数::79
        2014年7月,西北大学物理学院、光子学与光子技术研究所王凯歌研究员、王爽博士应邀对德国马克斯·普朗克生物物理化学研究所进行了成功访问,并与2014年度诺贝尔化学奖得主Stefan W. Hell教授等进行了友好交流。

        参观马克斯·普朗克生物物理化学研究所期间,斯特凡·黑尔教授(中)热情接待了王凯歌研究员等一行,Elisa D’Este博士带队参观并介绍了他们实验室的先进仪器与装置、以及在STED成像技术方面的最新进展。访问期间,王凯歌研究员与斯特凡·黑尔教授就突破光学衍射极限的超分辨荧光成像技术及其在生命科学与生物化学等领域的应用进行了探讨,还就开展超分辨光谱成像技术合作研究、拓展合作研究领域进行了交流。王凯歌研究员诚恳邀请斯特凡·黑尔教授方便时,访问西北大学、进行学术交流与指导。

        通过此次访问与学术交流,进一步加强了光子学与光子技术研究所与国外优秀科研机构的联系与合作,为我校国家级“光电技术与纳米功能材料国际联合研究中心”开展国际性科技合作拓展了新渠道。

       

 
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        目前,2014年度诺贝尔奖已陆续宣布,其中物理奖、化学奖的六位获得者的杰出贡献都与光学相关,而且获奖人都具有物理学知识背景。

   

    物理奖

        2014年度诺贝尔物理学奖授予日本名古屋大学的赤崎勇、天野浩以及美国加州大学圣巴巴拉分校的中村修二,以表彰他们在发明一种新型高效节能光源方面的贡献,即蓝色发光二极管LED

   

    化学奖

        2014年度诺贝尔化学奖授予美国科学家埃里克·贝齐格、威廉·莫纳及德国科学家斯特凡·黑尔,以表彰他们开发出的超分辨率荧光显微镜技术,成功地突破传统光学显微镜的极限分辨率,让人类能以更精确的视角窥探微观世界。
   
创新破“极限”、“跨界”化学奖
        将物理学的原理和技术,广泛应用于生命科学领域,最后获得诺贝尔化学奖!2014年的诺贝尔化学奖是“一个典型的技术诺贝尔奖,也是跨界的结果”。

        威廉·莫纳(William E.Moerner)、埃里克·贝齐格(Eric Betzig)、斯特凡·黑尔(Stefan W Hell)等都是物理学博士专业毕业。他们分别发明了具有超高分辨率的荧光成像技术PALM技术、STED技术,突破了1873年厄恩斯特(Ernst Abbe)根据光学衍射理论得到的光学显微镜所能看到的“极限”,即,能够被分辨的两点间的距离总是大于波长的一半,小于可见光波波长(可见光波长400nm~700nm)将无法观察到。今年诺贝尔化学奖的三位获得者巧妙地绕开了这一极限,通过激光束激活荧光分子,在荧光分子发光的时候通过特别手段消除或过滤掉多余荧光,分辨率 < 20nm,突破“阿贝衍射极限”的限制。他们突破性的研究将光学显微技术带入了“纳米”维度,让人类能够“实时”观察活细胞内的分子运动规律,为疾病研究和药物研发带来革命性变化。

                                                                                                                

          

 

美国科学家威廉·莫纳(William E.Moerner)埃里克·贝齐格(Eric Betzig)

 

德国科学家斯特凡·W·赫尔(Stefan W. Hell)

 

光子所自主搭建基于连续激光STED技术的远场超分辨成像综合系统

        自2010年起,物理学院白晋涛教授、王凯歌研究员带领的研究团队,与美国南卡罗莱纳大学Guiren Wang教授(西北大学特聘教授)合作,在国家自然科学基金重大研究计划项目、科技部重大合作专项基金项目等支持下,开展基于激光超分辨成像技术的研究。目前,他们自主搭建了基于连续激光STED技术的远场超分辨成像综合系统,并开展纳米功能结构研制、流速测量、生物单分子间相互作用等方面的研究工作。

 
与显微镜有关的诺贝尔奖
■1925年诺贝尔化学奖授予德国胶体化学家理查德·席格蒙迪,以表彰他阐明胶体溶液的多相性质、在胶体化学领域所做出突破性的贡献。为了这项精密的研究,1903年,他与西登托夫发明了超显微镜,并利用超显微镜对胶体进行观察和研究,可观察到一亿分之一米的任何微粒的形状,看到生物的细微结构或胶体粒子的存在。
■1953年的诺贝尔物理学奖授予荷兰格罗宁根大学的泽尔尼克,以表彰他提出了相衬法,特别是发明了相衬显微镜。相衬显微镜是一种特殊的显微镜,特别适用于观察具有很高透明度的对象,例如生物切片、油膜和位相光栅等。
■1982年的诺贝尔化学奖颁给了英国化学家阿伦·克卢格,他利用高分辨电子显微镜技术和X光衍射分析技术对核酸与蛋白的复杂体系进行深入的研究。他研究了多种病毒的结构,提出了球状病毒的结构理论,搞清了棒状病毒——烟草花叶病毒(TMV)中蛋白和核酸两种组份并由此获得诺奖。
■1986年诺贝尔物理学奖一半授予德国柏林弗利兹-哈伯学院的恩斯特·鲁斯卡,以表彰他在电光学领域做了基础性工作,并设计了第一架电子显微镜;另一半授予瑞士鲁希利康IBM苏黎世研究实验室的德国物理学家宾尼希和瑞士物理学家罗雷尔,以表彰他们设计出了扫描隧道显微镜。