超高分辨率显微影像技术

 光学显微镜是最直接进行微观物体观察的一种手段。

传统光学显微镜受限光学衍射的物理现象，能否分辨最小物体间的距离在200nm左右。

2014年诺贝尔化学奖得主8日傍晚揭晓，由美国科学家贝席格(Eric Betzig)、德国学者黑尔(Stefan W. Hell)，及美国学者莫纳(William E. Moerner)获得；得奖理由是「研发出超高解析的荧光显微技术」(for the development of super-resolved fluorescence microscopy)。

根据诺贝尔奖官方网站所发布的新闻稿「超越光学显微镜的极限」一文，说明今年的得奖技术和理由。

长久以来，光学显微镜一直有个前提假设限制：分辨率没有办法达到光波长的一半。透过荧光分子2014年诺贝尔奖化学奖得主们巧妙地规避了这项限制。他们划时代的贡献将传统光学显微镜技术带进了奈米领域。

目前众所皆知的「奈米荧光显微技术」(Nanoscopy)，科学家们将活细胞内个别的分子路径可视化。他们可以观察脑内神经细胞的分子如何创造细胞间的突触；他们可以追踪、汇总帕金森症、阿兹海默症以及亨丁顿舞蹈症等疾病的蛋白质发展状况；他们可以追寻记录受精卵发展成胚胎的过程中个别蛋白质的进展。

很明显地科学家必须能够研究活细胞内的极微小分子细节。1873年显微镜光学家恩斯特•阿贝(Ernst Abbe)规定了传统光学显微镜最大分辨率的物理限制：受到绕射限制(diffraction limit)的影响，分辨率仅达可见光波长的一半约0.2微米(即0.00002公分)。

 美国科学家贝席格(Eric Betzig)、德国学者黑尔(Stefan W. Hell)，及美国学者莫纳(William E. Moerner)获得2014年诺贝尔化学奖的肯定，就是因为他们突破了这项光学限制。由于他们的贡献，光学显微技术现在可以进展到奈米世界。

 两项特别的技术原则因而受奖。其一使得STED(Stimulated Emission Depletion)远场光学奈米显微技术变得可能，这是由黑尔在2000年发明。此技术利用两道雷射，一道用来激发特定荧光分子，另一道则是抑制其余超过奈米范围的荧光，藉此方式所扫描出来的图像，其分辨率能有效突破绕射限制而提高。

 两位美国科学家贝席格与莫纳，则分别为单分子显微技术(single-molecule microscopy)奠定基础。科学家利用此技术控制分子发光熄灭，并重复扫描同一区块，将所有扫描影像重迭后，便得出奈米解析等级的影像。2006年贝席格第一次将这样的方法问世。

今日奈米光学显微技术已在全球通用，每天都有许多人类因此项新技术获得新知益处.

名称：纯光学超高分辨技术-STED
描述：STED