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諾貝爾獎

諾貝爾化學獎榮落瑞士美國與英國三科學家:電子冷凍顯微鏡分子結合3D成像

2017年度諾貝爾化學獎今天授予瑞士杜波協,美國約阿希姆·弗蘭克以及英國理查德·亨德森3位化學家,以表彰他們在開發電子冷凍顯微鏡分子結合3D成像領域卓越成就。低溫電子顯微鏡有助生物分子觀測。 

圖為2017年諾貝爾化學獎宣布頒獎決定
圖為2017年諾貝爾化學獎宣布頒獎決定 路透社照片
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瑞士化學家杜波協Jacques Dubochet,美國約阿希姆·弗蘭克Joachim Frank以及大不列顛及北愛爾蘭聯合王國理查德·亨德森(Richard Henderson)在開發電子冷凍顯微鏡分子結合3D成像成就而獲得今年諾貝爾化學獎。

瑞典皇家科學院秘書長格蘭·漢森(GöranHansson)說:“今年的頒獎活動令人欣慰,獎勵清新分子生命研究方法。由於這種新方法,研究人員現在可以觀察生物分子的三維結構。

據法新社說,電子冷凍顯微鏡允許研究生物樣品而不影響其性質,如通過X射線釋放的染料或電子束髮生的。而在常規電子顯微鏡中,主要由大量添加溶劑水組成的樣品必須脫水並因此改變。而為了獲得最佳圖像,使用再次破壞觀察的染料或鹽也是常見的。

直到20世紀80年代,杜波協和他的團隊發明了電子冷凍顯微鏡,新發明可以凍結觀測樣品但保持原始狀態。現代技術還可以在3D中重建生物樣品比如病毒,細菌等。

據瑞典皇家學院評論說:形象是理解的關鍵。

英國科學家亨德森今天72歲,首先在蛋白質的原子分辨率上製作了3D圖像。77歲的美國科學家約阿希姆·弗蘭克,然後完善了這種技術,使其更容易使用。 75歲的瑞士科學家杜波協已經設法使水玻璃化,這允許生物分子保持其自然形狀。

就今年諾貝爾化學獎,中央社採訪台灣科學家作闡述介紹,報道指出,台灣中研院化學所副研究員章為皓說,研發低溫電子顯微鏡,可簡化並改善生物分子成像。此研發能維持生物分子的原態,觀測時能獲得更多資訊。

中央研究院化學研究所副研究員章為皓今天受訪指出,一般人所熟知的顯微鏡屬光學顯微鏡及電子顯微鏡,光學顯微鏡影像解析度只能到2個納米、雖然看得到蛋白質的細胞位置,但看不到蛋白質的原子;而電子顯微鏡解析度則是0.3至0.25個納米、用電子光束的重建方式可以觀測到蛋白質的原子解析度結構。

不過,若用電子顯微鏡觀測,前一秒觀測到的樣本,在下一秒就已經被破壞掉,若用低溫電子顯微鏡觀測,則可以保留蛋白質的「原態」,同時也可以減少輻射傷害、觀測時可獲得較多的資訊。

中研院生化所特聘研究員蔡明道指出,電子顯微鏡主要運用在化學、材料科學方面的觀測,這3名得獎者讓生物分子的觀測在影像方面有相當大技術的突破,在生物分子量測方面有很大的貢獻。

 

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