TiaSang
Thứ 7, Ngày 24 tháng 8 năm 2019
Khoa học và Công nghệ

Nobel Hóa học cho phát minh kính hiển vi có độ phân giải cực cao

09/10/2014 11:36 -

Giải Nobel Hóa học 2014 đã thuộc về bộ ba nhà nghiên cứu cải thiện độ phân giải của kính hiển vi quang học.

Ngày 8/10, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã công bố quyết định trao giải Nobel hóa học 2014 cho Eric Betzig, William E. Moerner (đều là người Mỹ) và Stefan W. Hell (người Đức) “vì sự phát triển kính hiển vi huỳnh quang có độ phân giải cực cao”.

Bản tuyên bố nói, trong một thời gian dài trước đây, sự phát triển kính hiển vi quang học bị ngăn cản bởi một giới hạn theo suy đoán: đó là kính hiển vi quang học không bao giờ có được độ phân giải tốt hơn một nửa chiều dài bước sóng ánh sáng. Với sự trợ giúp của các phân tử huỳnh quang, ba chủ nhân giải Nobel hóa học 2014 đã khéo léo vượt qua được giới hạn này. Công trình nghiên cứu đầy tính sáng tạo của họ đã đưa kính hiển vi quang học đi vào kích thước nano [tức một phần tỷ mét].

Sử dụng kính hiển vi kiểu mới, nay được gọi là kính hiển vi nano (nanoscopy), các nhà khoa học có thể nhìn thấy quá trình hoạt động của các phân tử đơn lẻ bên trong các tế bào sống. Họ có thể thấy được quá trình các phân tử dùng cách nào tạo ra những synapse [cấu trúc liên kết giữa hai neuron hoặc giữa neuron với tế bào cơ] giữa các tế bào thần kinh bên trong não. Họ có thể theo dõi được các protein có liên quan đến những bệnh như Parkinson, Alzheimer và Huntington khi chúng kết hợp lại; họ có thể lần theo các protein đơn lẻ trong trứng thụ tinh khi protein phân chia thành phôi thai.

Có một điều rõ ràng là [do độ phân giải của kính hiển vi còn thấp, nên] trước đây chưa bao giờ các nhà khoa học có thể nghiên cứu được tế bào sống trong những chi tiết phân tử nhỏ nhất. Năm 1873, chuyên gia công nghệ hiển vi Ernst Abbe từng ấn định một giới hạn vật lý về độ phân giải tối đa của kính hiển vi quang học truyền thống: đó là nó không bao giờ có thể tốt hơn 0,2 micromet.

Eric Betzig, Stefan W. Hell và William E. Moerner được trao giải Nobel hóa học 2014 vì họ đã vượt qua được giới hạn này. Nhờ phát minh của họ, giờ đây kính hiển vi quang học có thể nhìn thấy các vật thể ở thế giới nano.

Giải thưởng nói trên được trao cho hai thành tựu riêng biệt: một là thành tựu thể hiện công nghệ hiển vi theo phương pháp tổn hao phát xạ bị kích thích [stimulated emission depletion (STED) microscopy] do Stefan Hell nghiên cứu phát triển vào năm 2000. Một là thành tựu nghiên cứu độc lập với nhau của Eric Betzig và William Moerner, đặt nền móng cho phương pháp thứ hai – kính hiển vi đơn phân tử [single-molecule microscopy].

Giới khoa học đánh giá cao thành tựu phát minh công nghệ hiển vi huỳnh quang có độ phân giải siêu cao của Betzig, Hell và Moerner. Thực ra công nghệ kính hiển vi chủ yếu bắt nguồn từ các thành tựu vật lý học. Ba vị tân chủ nhân giải Nobel sử dụng biện pháp huỳnh quang hóa học để nâng cao độ phân giải của công nghệ hiển vi và đã thu được thành công to lớn. Một số nhà khoa học nói thành tựu của giải Nobel Hóa học năm nay trên thực tế cũng là một bước tiến lớn của vật lý học.

Eric Betzig sinh năm 1960 tại bang Michigan, hiện là nhà khoa học thần kinh phụ trách nhóm nghiên cứu khoa học tại Viện Nghiên cứu Y học Howard Hughes ở Ashburn, bang Virginia.

William E. Moerner sinh năm 1953 tại bang California, từ 1998 tới nay là giáo sư ĐH Stanford. Ông từng được trao giải Wolf về Hóa học năm 2008.

Stefan W. Hell sinh năm 1962 tại Romania hiện là một trong các Giám đốc Viện Sinh vật Vật lý Hóa học Max Planck (tại Göttingen) và là Chủ nhiệm Bộ môn công nghệ hiển vi phân giải cao ở Trung tâm Nghiên cứu Ung thư Đức (tại Heidelberg).

Nguyễn Hải Hoành tổng hợp và dịch

 

Tags: