Nobelpreis für Chemie 2014

Den Nobelpreis für Chemie vergab die Könglich Schwedische Akademie der Wissenschaften heute an Eric Betzig, Stefan Hell und William Moerner für die Entwicklung der hochauflösenden Fluoreszenzmikroskopie.

Grafik: Von unten wird Licht aus einem kreisförmigen kurzwelligen Anregungspuls und einem ringförmigen langwelligen Abregungspuls über zwei halbdurchlässige Spiegel und eine Linse auf die Probe gelenkt. Das Licht läuft von dort aus wieder zurück. Ein Detektor links registriert den Teil davon, der horizontal durch erwähnte Linse und Spiegel läuft.
Die STED-Methode

Lange Zeit galt die Abbesche Auflösungsgrenze als unumgänglich: Mit Licht können keine Objekte abgebildet werden, die wesentlich kleiner als die Wellenlänge des benutzten Lichtes sind.

Doch mit einem geschickten Trick gelang es Stefan Hell vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen im Jahr 2000, diese Grenze zu überschreiten. Er erzeugte nanometerkleine Lichtpunkte innerhalb von biologischen Proben, die dann beobachtet werden konnten. Wie diese Methode im Detail funktioniert, erklären wir in unserem Artikel „Lichtblicke in die Nanowelt“. Für seine Arbeit wurde Hell bereits mit zahlreichen Preisen ausgezeichnet, so zum Beispiel mit dem Leibniz-Preis 2008 und dem Kavli-Preis 2014.

Eric Betzig vom Howard Hughes Medical Institute in Ashburn und William Moerner von der Stanford University, beide in den USA, entwickelten eine andere, ebenfalls auf Fluoreszenz basierende Methode für Abbildungen auf kleinster Skala, nämlich die „Einzelmolekülmikroskopie“. Ihr Trick besteht darin, nur einzelne Moleküle, die im Gewebe einen größeren Abstand als die Abbe-Grenze voneinander haben, mit Laserlicht zur Fluoreszenz anzuregen. Diese molekularen Lichtpunkte kann ein Mikroskop getrennt registrieren. Danach regt man in der gleichen Probe einen anderen Teil der Moleküle an. Überlagert man die Aufnahmen ausreichend vieler Durchläufe, ergibt sich ein hochaufgelöstes Bild.

Mehr zum Thema