Premiul Nobel pentru Chimie a fost atribuit pentru depășirea limitărilor microscopiei optice

Premiul Nobel pentru Chimie a fost împărțit de Eric Betzig, Stefan W. Hell și William E. Moerner pentru "dezvoltarea microscopiei fluorescente", conform anunțului făcut miercuri la Stockholm de Staffan Normark, secretar permanent al Academiei Regale de Științe din Suedia.

Pentru o lungă perioadă de timp, dezvoltarea microscopiei optice a fost ținută în loc de convingerea falsă că nu va putea atinge o rezoluție mai bună de jumătate din lungimea de undă a luminii. Cu ajutorul moleculelor fluorescente, cei trei laureați ai premiului Nobel pentru Chimie 2014 au reușit să depășească, cu ingeniozitate, această limitare. Activitatea lor în domeniu a introdus microscopia optică în universul nano.

Ulterior, prin ceea ce a devenit cunoscut drept nanoscopie, oamenii de știință au putut vizualiza traiectoriile moleculelor individuale în interiorul celulelor vii. Ei pot observa sinapsele create de aceste molecule între celulele nervoase și pot urmări modul în care se acumulează proteinele implicate în maladiile Alzheimer, Parkinson și Huntington, dar și acțiunea proteinelor individuale în ovulele fertilizate care se divid în embrioni.

Înaintea evoluției microscopiei la nivel nano se credea că oamenii de știință nu vor putea studia vreodată celulele vii în cele mai mici detalii, la nivel molecular. În 1873 omul de știință german Ernst Abbe, unul dintre părinții fondatori ai opticii moderne, a stipulat o limită fizică pentru rezoluția maximă ce poate fi atinsă de un microscop optic tradițional: aceasta nu poate fi niciodată mai bună de 0,2 micrometri. Eric Betzig, Stefan W. Hell și William E. Moerner au primit premiul Nobel pentru că au reușit să depășească această limită considerată insurmontabilă.

Prin acest premiu sunt recompensate două principii separate din domeniul microscopiei. Unul dintre aceste principii stă la baza metodei microscopiei STED (stimulated emission depletion) și a fost dezvoltat de Stefan W. Hell în anul 2000. În cadrul acestei metode sunt folosite două fascicule laser — una stimulează moleculele fluorescente făcându-le să strălucească, iar cealaltă anulează fluorescența, cu excepția celei produse într-un volum de dimensiuni nanometrice. Scanarea acestui volum, nanometru cu nanometru, oferă o imagine cu o rezoluție mult mai bună decât cea stipulată de limita lui Abbe.

Eric Betzig și William Moerner, care și-au desfășurat activitatea fiecare pe cont propriu, au pus bazele celei de-a doua metode: microscopia unimoleculară (single-molecule microscopy). Această metodă se bazează pe posibilitatea de a stimula și respectiv inhiba fluorescența moleculelor individuale. Oamenii de știință scanează aceeași zonă de mai multe ori, de fiecare dată permițând doar câtorva molecule intercalate să strălucească. Suprapunerea imaginilor obținute generează o "super-imagine" la nivel nano. Eric Betzig a folosit această metodă pentru prima oară, în 2006.

În prezent nanoscopia este folosită la scară largă și oferă instrumentele necesare pentru progresul medicinei în lupta cu cancerul și cu alte maladii considerate deocamdată incurabile.

Stefan W. Hell este cetățean german de origine română, născut în 1962 la Arad. În 1990 și-a obținut doctoratul la Universitatea din Heidelberg și este director al Institutului Max Planck pentru Chimie și Biofizică.

Eric Betzig este cetățean american, născut în 1960. El și-a obținut doctoratul în 1988 la Universitatea Cornell și în prezent își desfășoară activitatea la Janelia Farm Research Campus din cadrul Institutului Medical Howard Hughes.

William E. Moerner este cetățean american născut în 1953. Moerner și-a obținut doctoratul în 1982 la Universitatea Cornell și este profesor de fizică aplicată la Universitatea Stanford.

Cei trei își împart în părți egale premiul în valoare de 8 milioane de coroane suedeze (aproximativ 881.000 de euro).